La influencia del gas protector en la soldadura por láser
Soldador láser
Contenido del capítulo:
▶ ¿Qué puede obtener el gas de escudo correcto para usted?
▶ Varios tipos de gas protector
▶ Dos métodos para usar gas protector
▶ ¿Cómo seleccionar el gas protector adecuado?
Soldadura por láser de mano
Efecto positivo del gas de escudo adecuado
En la soldadura por láser, la elección del gas protector puede tener un impacto significativo en la formación, calidad, profundidad y ancho de la costura de soldadura. En la gran mayoría de los casos, la introducción de gas protector tiene un efecto positivo en la costura de soldadura. Sin embargo, también puede tener efectos adversos. Los efectos positivos del uso del gas protector correcto son los siguientes:
1. Protección efectiva de la piscina de soldadura
La introducción adecuada del gas protector puede proteger efectivamente la piscina de soldadura de la oxidación o incluso prevenir la oxidación por completo.
2. Reducción de salpicaduras
La introducción correcta de gas protector puede reducir efectivamente las salpicaduras durante el proceso de soldadura.
3. Formación uniforme de la costura de soldadura
La introducción adecuada del gas protector promueve la propagación uniforme de la piscina de soldadura durante la solidificación, lo que resulta en una costura de soldadura uniforme y estéticamente agradable.
4. Aumento de la utilización del láser
La introducción correcta de gas protectores puede reducir efectivamente el efecto de blindaje de las plumas de vapor de metal o las nubes de plasma en el láser, aumentando así la eficiencia del láser.
5. Reducción de la porosidad de soldadura
La introducción correcta de gas protectores puede minimizar efectivamente la formación de poros de gas en la costura de soldadura. Al seleccionar el tipo de gas, la velocidad de flujo y el método de introducción apropiados, se pueden lograr resultados ideales.
Sin embargo,
El uso inadecuado de gas protector puede tener efectos perjudiciales en la soldadura. Los efectos adversos incluyen:
1. Deterioro de la costura de soldadura
La introducción inadecuada del gas protector puede dar lugar a una mala calidad de costura de soldadura.
2. Propiedades mecánicas de agrietamiento y reducción
Elegir el tipo de gas incorrecto puede conducir al agrietamiento de la costura de soldadura y una disminución del rendimiento mecánico.
3. Mayor oxidación o interferencia
Elegir la tasa de flujo de gas incorrecta, ya sea demasiado alta o demasiado baja, puede conducir a una mayor oxidación de la costura de soldadura. También puede causar perturbaciones graves al metal fundido, lo que resulta en un colapso o una formación desigual de la costura de soldadura.
4. Protección inadecuada o impacto negativo
Elegir el método de introducción de gas incorrecto puede conducir a una protección insuficiente de la costura de soldadura o incluso tener un efecto negativo en la formación de la costura de soldadura.
5. Influencia en la profundidad de la soldadura
La introducción de gas protector puede tener un cierto impacto en la profundidad de la soldadura, especialmente en la soldadura de placa delgada, donde tiende a reducir la profundidad de la soldadura.
Soldadura por láser de mano
Tipos de gases protectores
Los gases protectores comúnmente utilizados en la soldadura por láser son nitrógeno (N2), argón (AR) y helio (HE). Estos gases tienen diferentes propiedades físicas y químicas, lo que resultan en diferentes efectos en la costura de soldadura.
1. Nitrógeno (N2)
N2 tiene una energía de ionización moderada, más alta que AR y más baja que él. Bajo la acción del láser, se ioniza en un grado moderado, reduciendo efectivamente la formación de nubes de plasma y aumentando la utilización del láser. Sin embargo, el nitrógeno puede reaccionar químicamente con aleaciones de aluminio y acero al carbono a ciertas temperaturas, formando nitruros. Esto puede aumentar la fragilidad y reducir la resistencia de la costura de soldadura, afectando negativamente sus propiedades mecánicas. Por lo tanto, no se recomienda el uso de nitrógeno como gas protector para aleaciones de aluminio y soldaduras de acero al carbono. Por otro lado, el nitrógeno puede reaccionar con acero inoxidable, formando nitruros que mejoran la resistencia de la junta de soldadura. Por lo tanto, el nitrógeno se puede usar como un gas protector para soldar acero inoxidable.
2. Gas de argón (AR)
El gas argón tiene la energía de ionización relativamente más baja, lo que resulta en un mayor grado de ionización bajo la acción láser. Esto es desfavorable para controlar la formación de nubes de plasma y puede tener un cierto impacto en la utilización efectiva de los láseres. Sin embargo, el argón tiene una reactividad muy baja y es poco probable que se sometan a reacciones químicas con metales comunes. Además, el argón es rentable. Además, debido a su alta densidad, el argón se hunde por encima de la piscina de soldadura, proporcionando una mejor protección para la piscina de soldadura. Por lo tanto, puede usarse como un gas de blindaje convencional.
3. Gas de helio (él)
El gas de helio tiene la mayor energía de ionización, lo que lleva a un grado muy bajo de ionización bajo la acción láser. Permite un mejor control de la formación de nubes de plasma, y los láseres pueden interactuar efectivamente con los metales. Además, el helio tiene una reactividad muy baja y no se somete fácilmente a reacciones químicas con metales, lo que lo convierte en un excelente gas para el blindaje de soldadura. Sin embargo, el costo del helio es alto, por lo que generalmente no se usa en la producción en masa de productos. Se emplea comúnmente en investigación científica o para productos de alto valor agregado.
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Métodos para introducir gas de blindaje
Actualmente, hay dos métodos principales para introducir gas de blindaje: soplado fuera del eje y gas de blindaje coaxial, como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2, respectivamente.
Figura 1: Gas de protección de soplado fuera del eje
Figura 2: Gas de blindaje coaxial
La elección entre los dos métodos de soplado depende de diversas consideraciones. En general, se recomienda usar el método de soplado lateral fuera del eje para proteger el gas.
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Principios para elegir el método de introducir gas de blindaje
En primer lugar, es importante aclarar que el término "oxidación" de las soldaduras es una expresión coloquial. En teoría, se refiere al deterioro de la calidad de la soldadura debido a las reacciones químicas entre el metal de soldadura y los componentes dañinos en el aire, como el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno.
La prevención de la oxidación de la soldadura implica reducir o evitar el contacto entre estos componentes nocivos y el metal de soldadura de alta temperatura. Este estado de alta temperatura incluye no solo el metal de la piscina de soldadura fundida, sino también todo el período desde que el metal de soldadura se derrite hasta que la piscina se solidifica y su temperatura disminuye por debajo de un cierto umbral.
Por ejemplo, en la soldadura de aleaciones de titanio, cuando la temperatura es superior a 300 ° C, se produce una absorción rápida de hidrógeno; Por encima de 450 ° C, se produce una absorción rápida de oxígeno; y por encima de 600 ° C, se produce una absorción rápida de nitrógeno. Por lo tanto, se requiere una protección efectiva para la soldadura de aleación de titanio durante la fase cuando se solidifica y su temperatura disminuye por debajo de 300 ° C para evitar la oxidación. Según la descripción anterior, está claro que el gas de protección de gas debe proporcionar protección no solo para la piscina de soldadura en el momento apropiado sino también a la región recién solidificada de la soldadura. Por lo tanto, el método de soplado lateral fuera del eje que se muestra en la Figura 1 generalmente se prefiere porque ofrece un rango más amplio de protección en comparación con el método de blindaje coaxial que se muestra en la Figura 2, especialmente para la región recién solidificada de la soldadura. Sin embargo, para ciertos productos específicos, la elección del método debe hacerse en función de la estructura del producto y la configuración conjunta.
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Selección específica del método para introducir gas de blindaje
1. Soldadura de línea recta
Si la forma de soldadura del producto es recta, como se muestra en la Figura 3, y la configuración de la junta incluye juntas de tope, juntas de vuelta, soldaduras de filete o soldaduras de pila, el método preferido para este tipo de producto es el método de soplado lateral fuera del eje que se muestra en Figura 1.
Figura 3: soldadura de línea recta
2. Soldadura de geometría encerrada plana
Como se muestra en la Figura 4, la soldadura en este tipo de producto tiene una forma plana cerrada, como una forma circular, poligonal o de la línea múltiple. Las configuraciones de las juntas pueden incluir juntas a tope, juntas de vuelta o soldaduras de pila. Para este tipo de producto, el método preferido es usar el gas de blindaje coaxial que se muestra en la Figura 2.
Figura 4: soldadura de geometría encerrada plana
La selección de gas de protección para soldaduras de geometría encerrada planar afecta directamente la calidad, la eficiencia y el costo de la producción de soldadura. Sin embargo, debido a la diversidad de materiales de soldadura, la selección de gas soldadura es compleja en los procesos de soldadura reales. Requiere una consideración integral de materiales de soldadura, métodos de soldadura, posiciones de soldadura y el resultado de soldadura deseado. La selección del gas de soldadura más adecuado se puede determinar mediante pruebas de soldadura para lograr resultados de soldadura óptimos.
Soldadura por láser de mano
Pantalla de video | Mira para soldadura por láser de mano
VIDEO 1 - Sabemos más sobre lo que es soldador láser de mano
Video2 - Soldadura por láser versátil para diversos requisitos
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Tiempo de publicación: mayo-19-2023