جوشکاری لیزری عمدتاً با هدف بهبود راندمان جوشکاری و کیفیت مواد جدار نازک و قطعات دقیق انجام می شود. امروز قصد نداریم در مورد مزایای جوش لیزری صحبت کنیم، بلکه بر نحوه استفاده صحیح از گازهای محافظ برای جوشکاری لیزر تمرکز می کنیم.
چرا از گاز محافظ برای جوشکاری لیزری استفاده کنیم؟
در جوشکاری لیزری، گاز محافظ بر شکل دهی جوش، کیفیت جوش، عمق جوش و عرض جوش تاثیر می گذارد. در بیشتر موارد، دمیدن گاز کمکی تأثیر مثبتی بر روی جوش خواهد داشت، اما ممکن است اثرات نامطلوبی نیز به همراه داشته باشد.
هنگامی که گاز محافظ را به درستی منفجر کنید، به شما کمک می کند:
✦به طور موثر از حوضچه جوش برای کاهش یا حتی جلوگیری از اکسیداسیون محافظت کنید
✦پاشش تولید شده در فرآیند جوشکاری را به طور موثر کاهش دهید
✦به طور موثر منافذ جوش را کاهش می دهد
✦به پخش یکنواخت حوضچه جوش هنگام انجماد کمک کنید، به طوری که درز جوش با لبه ای تمیز و صاف همراه باشد.
✦اثر محافظتی ستون بخار فلزی یا ابر پلاسما بر روی لیزر به طور موثر کاهش مییابد و میزان استفاده مؤثر از لیزر افزایش مییابد.
تا زمانی کهنوع گاز محافظ، نرخ جریان گاز و انتخاب حالت دمیدندرست است، می توانید اثر ایده آل جوشکاری را بدست آورید. با این حال، استفاده نادرست از گاز محافظ نیز می تواند بر جوشکاری تأثیر منفی بگذارد. استفاده از نوع نادرست گاز محافظ ممکن است منجر به ایجاد شکاف در جوش یا کاهش خواص مکانیکی جوش شود. سرعت جریان گاز خیلی زیاد یا خیلی کم ممکن است منجر به اکسیداسیون جوش جدی تر و تداخل جدی خارجی مواد فلزی در داخل حوضچه جوش شود که منجر به فروپاشی جوش یا تشکیل ناهموار می شود.
انواع گازهای محافظ
گازهای محافظ رایج جوشکاری لیزری عمدتاً N2، Ar و He هستند. خواص فیزیکی و شیمیایی آنها متفاوت است، بنابراین تأثیر آنها بر روی جوش نیز متفاوت است.
نیتروژن (N2)
انرژی یونیزاسیون N2 متوسط، بالاتر از Ar و کمتر از He است. تحت تابش لیزر، درجه یونیزاسیون N2 روی یک کیل یکنواخت باقی میماند، که میتواند تشکیل ابر پلاسما را بهتر کاهش دهد و نرخ بهرهبرداری مؤثر لیزر را افزایش دهد. نیتروژن می تواند با آلیاژ آلومینیوم و فولاد کربن در دمای معینی واکنش داده و نیترید تولید کند که باعث بهبود شکنندگی جوش و کاهش چقرمگی می شود و تأثیر نامطلوب زیادی بر خواص مکانیکی اتصالات جوش دارد. بنابراین، استفاده از نیتروژن هنگام جوشکاری آلیاژ آلومینیوم و فولاد کربنی توصیه نمی شود.
با این حال، واکنش شیمیایی بین نیتروژن و فولاد ضد زنگ تولید شده توسط نیتروژن می تواند استحکام اتصال جوش را بهبود بخشد، که برای بهبود خواص مکانیکی جوش مفید خواهد بود، بنابراین در جوشکاری فولاد ضد زنگ می توان از نیتروژن به عنوان گاز محافظ استفاده کرد.
آرگون (Ar)
انرژی یونیزاسیون آرگون نسبتاً کم است و درجه یونیزاسیون آن تحت تأثیر لیزر بیشتر می شود. سپس، آرگون، به عنوان یک گاز محافظ، نمی تواند به طور موثر تشکیل ابرهای پلاسما را کنترل کند، که باعث کاهش نرخ بهره برداری موثر از جوشکاری لیزر می شود. این سوال مطرح می شود: آیا آرگون کاندید بدی برای استفاده در جوشکاری به عنوان گاز محافظ است؟ پاسخ منفی است. آرگون یک گاز بی اثر است، واکنش آرگون با اکثر فلزات دشوار است و استفاده از Ar ارزان است. علاوه بر این، چگالی Ar زیاد است، برای فرورفتن به سطح حوضچه مذاب جوش مفید خواهد بود و می تواند بهتر از حوضچه جوش محافظت کند، بنابراین آرگون می تواند به عنوان گاز محافظ معمولی استفاده شود.
هلیوم (او)
برخلاف آرگون، هلیم دارای انرژی یونیزاسیون نسبتا بالایی است که می تواند تشکیل ابرهای پلاسما را به راحتی کنترل کند. در عین حال هلیم با هیچ فلزی واکنش نمی دهد. این واقعا انتخاب خوبی برای جوشکاری لیزر است. تنها مشکل این است که هلیوم نسبتاً گران است. برای سازندگانی که محصولات فلزی تولید انبوه را ارائه می کنند، هلیوم مقدار زیادی به هزینه تولید اضافه می کند. بنابراین هلیوم به طور کلی در تحقیقات علمی یا محصولات با ارزش افزوده بسیار بالا استفاده می شود.
چگونه گاز محافظ را منفجر کنیم؟
اول از همه، باید روشن شود که اصطلاحاً "اکسیداسیون" جوش تنها یک نام رایج است که از نظر تئوری به واکنش شیمیایی بین جوش و اجزای مضر موجود در هوا اشاره دارد که منجر به خراب شدن جوش می شود. . معمولاً فلز جوش با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن موجود در هوا در دمای معینی واکنش می دهد.
برای جلوگیری از "اکسید شدن" جوش، نیاز به کاهش یا اجتناب از تماس بین چنین اجزای مضر و فلز جوش در دمای بالا است، که نه تنها در فلز حوضچه مذاب بلکه در کل دوره از زمانی که فلز جوش ذوب می شود تا زمانی که فلز حوض مذاب جامد می شود و دمای آن تا دمای معینی کاهش می یابد.
دو روش اصلی دمیدن گاز محافظ
▶همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، یکی دمیدن گاز محافظ در محور جانبی است.
▶روش دیگر دمیدن کواکسیال است که در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 1.
شکل 2.
انتخاب خاص دو روش دمیدن، بررسی همه جانبه بسیاری از جنبه ها است. به طور کلی توصیه می شود که روش گاز محافظ جانبی را در پیش بگیرید.
چند نمونه از جوشکاری لیزری
1. جوش مستقیم مهره/خط
همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، شکل جوش محصول خطی است و شکل اتصال می تواند یک اتصال لب به لب، اتصال لبه، اتصال گوشه منفی یا اتصال جوشکاری همپوشانی باشد. برای این نوع محصول بهتر است از گاز محافظ دمنده محور جانبی همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است استفاده شود.
2. بستن شکل یا ناحیه جوش
همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، شکل جوش محصول یک الگوی بسته مانند محیط صفحه، شکل چند طرفه صفحه، شکل خطی چند قسمتی صفحه و غیره است. برای این نوع محصول بهتر است از روش گاز محافظ کواکسیال همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است استفاده شود.
انتخاب گاز محافظ مستقیماً بر کیفیت، راندمان و هزینه تولید جوش تأثیر می گذارد، اما به دلیل تنوع مواد جوشکاری، در فرآیند واقعی جوشکاری، انتخاب گاز جوشکاری پیچیده تر است و نیاز به بررسی همه جانبه مواد جوشکاری، جوشکاری دارد. روش، موقعیت جوش، و همچنین الزامات اثر جوشکاری. از طریق آزمایش های جوشکاری، می توانید گاز جوش مناسب تری را برای دستیابی به نتایج بهتر انتخاب کنید.
علاقه مند به جوشکاری لیزری و مایل به یادگیری نحوه انتخاب گاز محافظ است
لینک های مرتبط:
زمان ارسال: اکتبر-10-2022