Kuidas valida laserkeevitamiseks parimaid gaasisegusid?
Tüübid, eelised ja rakendused
Sissejuhatus:
Peamised asjad, mida enne sukeldumist teada
Laserkeevitus on ülitäpne keevitusmeetod, mis kasutab laserkiirt töödeldava detaili materjali sulatamiseks ja seejärel pärast jahutamist keevisõmbluse. Laserkeevitamisel mängib gaas võtmerolli. Kaitsegaas ei mõjuta mitte ainult keevitusõmbluse moodustumist, keevitusõmbluse kvaliteeti, keevisõmbluse läbitungimist ja läbitungimislaiust, vaid mõjutab otseselt ka laserkeevituse kvaliteeti ja tõhusust.Milliseid gaase on vaja laserkeevitamiseks?See artikkel vaatleb seda põhjalikultlaserkeevitusgaaside tähtsus, kasutatud gaase ja nende toimimist. Soovitame kaparim laserkeevitusmasinteie vajadustele.
Laserkeevitusprotsessi käigus fokusseeritakse suure energiatihedusega laserkiir tooriku keevitusalale, mis põhjustab tooriku pinnamaterjali hetkelise sulamise. Laserkeevitamise ajal on vaja gaasi, et kaitsta keevitusala, kontrollida temperatuuri, parandada keevisõmbluse kvaliteeti ja kaitsta optilist süsteemi. Sobiva gaasitüübi ja toiteparameetrite valik on olulised tegurid tõhusa ja stabiilse laserkeevitusprotsessi tagamisel ning kvaliteetsete keevitustulemuste saamisel.
1. Keevitusalade kaitse
Laserkeevitusprotsessi käigus puutub keevispiirkond kokku väliskeskkonnaga ning on kergesti mõjutatud õhu hapniku ja muude gaaside poolt.
Hapnik käivitab oksüdatsioonireaktsioonid, mis võivad viia keevisõmbluse kvaliteedi halvenemiseni ning pooride ja lisandite tekkeni. Keevisõmblust saab tõhusalt kaitsta hapnikuga saastumise eest, varustades keevituspiirkonda sobiva gaasi, tavaliselt inertgaasi, nagu argoon.
2. Kuumuse juhtimine
Gaasi valik ja tarnimine võivad aidata kontrollida keevituspiirkonna temperatuuri. Reguleerides voolukiirust ja gaasi tüüpi, saab mõjutada keevitusala jahutuskiirust. See on oluline kuumusest mõjutatud tsooni (HAZ) kontrollimiseks keevitamise ajal ja termiliste moonutuste vähendamiseks.
3. Parem keevisõmbluse kvaliteet
Mõned abigaasid, nagu hapnik või lämmastik, võivad parandada keevisõmbluste kvaliteeti ja jõudlust. Näiteks võib hapniku lisamine parandada keevisõmbluse läbitungimist ja suurendada keevituskiirust, mõjutades samal ajal ka keevisõmbluse kuju ja sügavust.
4. Gaasjahutus
Laserkeevitamisel mõjutavad keevituspiirkonda tavaliselt kõrged temperatuurid. Gaasijahutussüsteemi kasutamine võib aidata kontrollida keevitusala temperatuuri ja vältida ülekuumenemist. See on oluline keevituspiirkonna termilise pinge vähendamiseks ja keevituskvaliteedi parandamiseks.
5. Optiliste süsteemide gaasikaitse
Laserkiir fokusseeritakse läbi optilise süsteemi keevituspiirkonnale. Jootmisprotsessi käigus võivad tekkinud sulamaterjal ja aerosoolid saastada optilisi komponente. Gaaside sisestamisega keevitusalasse väheneb saastumise oht ja pikeneb optilise süsteemi eluiga.
Laserkeevitamisel suudab gaas isoleerida õhu keevitusplaadist ja takistada selle reageerimist õhuga. Nii jääb metallplaadi keevituspind valgem ja ilusam. Gaasi kasutamine kaitseb läätsi ka keevitustolmu eest. Tavaliselt kasutatakse järgmisi gaase:
1. Kaitsegaas:
Kaitsegaasid, mida mõnikord nimetatakse "inertgaasideks", mängivad laserkeevitusprotsessis olulist rolli. Laserkeevitusprotsessides kasutatakse keevisvanni kaitsmiseks sageli inertgaase. Laserkeevitamisel sagedamini kasutatavad kaitsegaasid hõlmavad peamiselt argooni ja neooni. Nende füüsikalised ja keemilised omadused on erinevad, seega on erinev ka nende mõju keevisõmblusele.
·Argoon: Argoon on üks kõige sagedamini kasutatavaid inertgaase. Sellel on laseri toimel kõrge ionisatsiooniaste, mis ei aita kontrollida plasmapilvede moodustumist, millel on teatav mõju laserite tõhusale kasutamisele. Argooni inertne olemus hoiab selle jootmisprotsessist eemal, samas hajutab see hästi ka soojust, aidates kontrollida jootekoha temperatuuri.
·Neoon: Neooni kasutatakse sageli inertgaasina, sarnaselt argoonile ja seda kasutatakse peamiselt keevituspiirkonna kaitsmiseks hapniku ja muude väliskeskkonna saasteainete eest. Oluline on märkida, et neoon ei sobi kõigi laserkeevitusrakenduste jaoks. Seda kasutatakse peamiselt mõnede spetsiaalsete keevitusülesannete jaoks, näiteks paksemate materjalide keevitamiseks või kui on vaja sügavamaid keevisõmblusi.
2. Abigaas:
Laserkeevitusprotsessi käigus saab keevitamise jõudluse ja kvaliteedi parandamiseks kasutada lisaks peamisele kaitsegaasile ka abigaase. Järgmised on mõned laserkeevitusel kasutatavad tavalised abigaasid:
· Hapnik: Hapnikku kasutatakse tavaliselt abigaasina ja seda saab kasutada kuumuse ja keevitussügavuse suurendamiseks keevitamise ajal. Hapniku lisamine võib suurendada keevituskiirust ja läbitungimist, kuid seda tuleb hoolikalt kontrollida, et vältida oksüdatsiooniprobleeme põhjustavat liigset hapnikku.
· Lämmastik: lämmastikku kasutatakse sageli ka laserkeevitamisel abigaasina. Lämmastiku ionisatsioonienergia on mõõdukas, kõrgem kui argoonil ja madalam kui vesinikul. Ionisatsiooniaste on üldiselt laseri toimel. See võib paremini vähendada plasmapilvede teket, pakkuda kvaliteetsemat keevisõmblust ja välimust ning vähendada hapniku mõju keevisõmblustele. Lämmastikku saab kasutada ka keevituskoha temperatuuri reguleerimiseks ning mullide ja pooride tekke vähendamiseks.
· Vesinik/vesiniku segu: Vesinik parandab keevisõmbluste kvaliteeti ja vähendab poorsuse teket. Argooni ja vesiniku segusid kasutatakse mõnel eriotstarbel, näiteks roostevaba terase keevitamisel. Segu vesinikusisaldus on tavaliselt vahemikus 2% kuni 15%.
·Heelium: Heeliumi kasutatakse tavaliselt suure võimsusega laserkeevitamiseks, kuna sellel on madal soojusjuhtivus ja see ei ole kergesti ioniseeritav, võimaldades laseril sujuvalt läbida ja kiire energia jõuda töödeldava detaili pinnale ilma takistusteta. Soodustab suurema võimsusega keevitamist. Heeliumi saab kasutada ka keevisõmbluse kvaliteedi parandamiseks ja keevitustemperatuuride kontrollimiseks. See on kõige tõhusam laserkeevitamisel kasutatav kaitsegaas, kuid see on suhteliselt kallis.
3. Jahutusgaas:
Laserkeevitamisel kasutatakse sageli jahutusgaasi, et kontrollida keevitusala temperatuuri, vältida ülekuumenemist ja säilitada keevituskvaliteeti. Järgmised on mõned sagedamini kasutatavad jahutusgaasid:
·Vesi: vesi on tavaline jahutuskeskkond, mida sageli kasutatakse lasergeneraatorite ja laserkeevitusoptiliste süsteemide jahutamiseks. Vesijahutussüsteemid võivad aidata säilitada lasergeneraatori ja optiliste komponentide stabiilset temperatuuri, et tagada laserkiire stabiilsus ja jõudlus.
·Atmosfäärigaasid: mõnes laserkeevitusprotsessis saab jahutamiseks kasutada ümbritseva õhu gaase. Näiteks lasergeneraatori optilises süsteemis võib ümbritsev atmosfäärigaas pakkuda jahutavat efekti.
·Inertgaasid: jahutusgaasidena võib kasutada ka inertgaase, nagu argoon ja lämmastik. Neil on madalam soojusjuhtivus ja neid saab kasutada keevituspiirkonna temperatuuri reguleerimiseks ja soojustsooni (HAZ) vähendamiseks.
·Vedel lämmastik: Vedel lämmastik on äärmiselt madala temperatuuriga jahutusaine, mida saab kasutada ülimalt suure võimsusega laserkeevitamiseks. See annab väga tõhusa jahutusefekti ja tagab temperatuuri reguleerimise keevituspiirkonnas.
4. Segagaas:
Gaasisegusid kasutatakse keevitamisel tavaliselt protsessi erinevate aspektide optimeerimiseks, nagu keevituskiirus, läbitungimissügavus ja kaare stabiilsus. Gaasisegusid on kahte peamist tüüpi: kahekomponentsed ja kolmekomponentsed segud.
1. Binaarsed gaasisegud:
·Argoon + hapnik: väikese koguse hapniku lisamine argoonile parandab kaare stabiilsust, täiustab keevisvanni ja suurendab keevituskiirust. Seda segu kasutatakse tavaliselt süsinikterase, madala legeeritud terase ja roostevaba terase keevitamiseks.
·Argoon + süsinikdioksiid: CO₂ lisamine argoonile suurendab keevitustugevust ja korrosioonikindlust, vähendades samal ajal pritsmeid. Seda segu kasutatakse sageli süsinikterase ja roostevaba terase keevitamiseks.
·Argoon + vesinik: vesinik tõstab kaare temperatuuri, parandab keevituskiirust ja vähendab keevitusdefekte. See on eriti kasulik niklipõhiste sulamite ja roostevaba terase keevitamiseks.
2. Kolmekomponentsed gaasisegud:
·Argoon + hapnik + süsinikdioksiid: selles segus on ühendatud nii argooni-hapniku kui ka argooni-CO₂ segude eelised. See vähendab pritsmeid, parandab keevisvanni voolavust ja parandab keevisõmbluse kvaliteeti. Seda kasutatakse laialdaselt erineva paksusega süsinikterase, madala legeeritud terase ja roostevaba terase keevitamiseks.
·Argoon + heelium + süsinikdioksiid: see segu aitab parandada kaare stabiilsust, tõstab keevisvanni temperatuuri ja suurendab keevituskiirust. Seda kasutatakse lühise kaarkeevitamisel ja rasketes keevitusrakendustes, pakkudes paremat kontrolli oksüdatsiooni üle.
Gaasi valik erinevates rakendustes
Laserkeevituse erinevates rakendustes on sobiva gaasi valimine ülioluline, sest erinevad gaasikombinatsioonid võivad anda erineva keevituskvaliteedi, kiiruse ja efektiivsuse. Siin on mõned juhised, mis aitavad teil valida konkreetse rakenduse jaoks sobiva gaasi:
Keevitusmaterjali tüüp:
Erinevad materjalid nõuavad erinevaid gaasikombinatsioone. Üldiselt öeldes.
·Roostevaba teras kasutab tavaliselt argooni või argooni/vesiniku segu.
·Alumiiniumi ja alumiiniumisulamite puhul kasutatakse sageli puhast argooni.
·Titaanisulamid kasutavad sageli lämmastikku.
·Kõrge süsinikusisaldusega terastes kasutatakse sageli abigaasina hapnikku.
Keevituskiirus ja läbitung:
Kui on vaja suuremat keevituskiirust või sügavamat läbitungimist, saab gaasikombinatsiooni reguleerida. Hapniku lisamine parandab sageli kiirust ja läbitungimist, kuid oksüdatsiooniprobleemide vältimiseks tuleb seda hoolikalt kontrollida.
Keevisõmbluse kvaliteet:
Mõned gaasikombinatsioonid võivad parandada keevisõmbluste kvaliteeti ja välimust. Näiteks võib lämmastik pakkuda paremat välimust ja pinna kvaliteeti.
Pooride ja mullide kontroll:
Väga kvaliteetseid keevisõmblusi nõudvate rakenduste puhul tuleb erilist tähelepanu pöörata pooride ja mullide tekkele. Õige gaasivalik võib nende defektide riski vähendada.
Kuuma mõjuala (HAZ) juhtimine:
Olenevalt puhastatavast materjalist võib puhastusprotsessi käigus tekkida ohtlikke jäätmeid, mis nõuavad spetsiaalset käitlemist. See võib suurendada laserpuhastusprotsessi üldkulusid.
Seadmed ja kulud:
Gaasi valikut mõjutavad ka seadme tüüp ja maksumus. Mõned gaasid võivad vajada spetsiaalseid toitesüsteeme või suuremaid kulusid.
Spetsiifiliste rakenduste puhul on professionaalse nõu saamiseks ja keevitusprotsessi optimeerimiseks soovitatav teha koostööd keevitusinseneriga või professionaalse laserkeevitusseadmete tootjaga. Enne lõpliku gaasikombinatsiooni valimist on tavaliselt vaja katsetada ja optimeerida. Sõltuvalt konkreetsest rakendusest võib optimaalsete keevitustingimuste leidmiseks proovida erinevaid gaasikombinatsioone ja parameetreid.
Asjad, mida peate teadma: käeshoitav laserkeevitus
Soovitatav laserkeevitusmasin
Metalli- ja materjalitöötlemisülesannete optimeerimiseks on oluline valida õiged seadmed. MimoWork Laser soovitabKäeshoitav laserkeevitusmasinmetallide täpseks ja tõhusaks ühendamiseks.
Suur võimsus ja võimsus erinevateks keevitusrakendusteks
2000 W käeshoitavat laserkeevitusmasinat iseloomustab väike masina suurus, kuid sädelev keevituskvaliteet.
Stabiilne kiudlaseri allikas ja ühendatud kiudkaabel tagavad ohutu ja ühtlase laserkiire edastamise.
Tänu suurele võimsusele on laserkeevituse võtmeauk täiuslik ja muudab keevisliite tugevamaks ka paksu metalli puhul.
Kompaktse ja väikese masina välimusega kaasaskantav laserkeevitusmasin on varustatud teisaldatava käeshoitava laserkeevituspüstoliga, mis on kerge ja mugav mitme laserkeevitusrakenduste jaoks mis tahes nurga ja pinnaga.
Valikulised erinevat tüüpi laserkeevitusdüüsid ja automaatsed traadi etteandesüsteemid muudavad laserkeevitamise lihtsamaks ja see on algajatele sõbralik.
Kiire laserkeevitus suurendab oluliselt teie tootmise efektiivsust ja väljundit, võimaldades samal ajal suurepärast laserkeevitusefekti.
Tehke kokkuvõte
Lühidalt, laserkeevitus peab kasutama gaasi keevitusalade kaitsmiseks, temperatuuri reguleerimiseks, keevisõmbluse kvaliteedi parandamiseks ja optiliste süsteemide kaitsmiseks. Sobivate gaasitüüpide ja tarneparameetrite valimine on oluline tegur tõhusa ja stabiilse laserkeevitusprotsessi tagamisel ning kvaliteetsete keevitustulemuste saavutamisel. Erinevad materjalid ja rakendused võivad spetsiifiliste keevitusnõuete täitmiseks nõuda erinevat tüüpi ja segatud proportsioone.
Võtke meiega ühendust juba tänaet saada lisateavet meie laserlõikurite ja nende lõikamisprotsessi optimeerimise kohta.
Seotud lingid
Kas teil on laserkeevitusmasinate kohta ideid?
Postitusaeg: 13. jaanuar 2025