چگونه می توان بهترین مخلوط های گاز را برای جوشکاری لیزر خود انتخاب کرد؟
انواع ، مزایا و برنامه ها
مقدمه:
چیزهای کلیدی که باید قبل از غواصی بدانید
جوشکاری لیزر یک روش جوشکاری با دقت بالا است که از پرتو لیزر برای ذوب مواد قطعه کار استفاده می کند و سپس پس از خنک کننده جوش تشکیل می دهد. در جوشکاری لیزر ، گاز نقش اساسی دارد.
گاز محافظ نه تنها بر تشکیل درز جوش ، کیفیت درز جوش ، نفوذ درز جوش و عرض نفوذ تأثیر می گذارد بلکه به طور مستقیم بر کیفیت و کارآیی جوش لیزر نیز تأثیر می گذارد.
چه گازهایی برای جوشکاری لیزر مورد نیاز است؟این مقاله نگاهی عمیق به آن خواهد داشتاهمیت گازهای جوشکاری لیزر، گازهای مورد استفاده و آنچه انجام می دهند.
ما همچنین توصیه خواهیم کردبهترین دستگاه جوشکاری لیزربرای نیازهای شما
چرا گاز برای جوشکاری لیزر مورد نیاز است؟
جوش پرتو لیزر
در طی فرآیند جوشکاری لیزر ، یک پرتو لیزر با انرژی بالا در منطقه جوشکاری قطعه کار متمرکز شده است.
باعث ذوب فوری مواد سطحی قطعه کار می شود.
برای محافظت از ناحیه جوشکاری در طول جوش لیزر مورد نیاز است.
دما را کنترل کنید ، کیفیت جوش را بهبود بخشید و از سیستم نوری محافظت کنید.
انتخاب نوع گاز مناسب و پارامترهای تأمین کننده عوامل مهمی در اطمینان از کارآمد است.
و فرآیند جوشکاری لیزر پایدار و به دست آوردن نتایج جوشکاری با کیفیت بالا.
1. حفاظت از مناطق جوشکاری
در طی فرآیند جوشکاری لیزر ، منطقه جوش در معرض محیط خارجی قرار می گیرد و به راحتی تحت تأثیر اکسیژن و سایر گازهای موجود در هوا قرار می گیرد.
اکسیژن واکنشهای اکسیداسیون را ایجاد می کند که ممکن است منجر به کاهش کیفیت جوش و ایجاد منافذ و اجزاء شود. با تهیه گاز مناسب ، معمولاً یک گاز بی اثر مانند آرگون ، به ناحیه جوشکاری می توان جوش را به طور موثری از آلودگی اکسیژن محافظت کرد.
2. کنترل گرما
انتخاب و تأمین گاز می تواند به کنترل دمای ناحیه جوش کمک کند. با تنظیم سرعت جریان و نوع گاز ، می توان میزان خنک کننده ناحیه جوشکاری را تحت تأثیر قرار داد. این امر برای کنترل منطقه تحت تأثیر گرما (HAZ) در هنگام جوشکاری و کاهش اعوجاج حرارتی بسیار مهم است.
3. کیفیت جوش بهبود یافته
برخی از گازهای کمکی مانند اکسیژن یا نیتروژن می توانند کیفیت و عملکرد جوش ها را بهبود بخشند. به عنوان مثال ، اضافه کردن اکسیژن می تواند نفوذ جوش را بهبود بخشد و سرعت جوش را افزایش دهد ، در حالی که شکل و عمق جوش را نیز تحت تأثیر قرار می دهد.
4. خنک کننده گاز
در جوشکاری لیزر ، منطقه جوش معمولاً تحت تأثیر درجه حرارت بالا قرار می گیرد. استفاده از سیستم خنک کننده گاز می تواند به کنترل دمای ناحیه جوش و جلوگیری از گرمای بیش از حد کمک کند. این امر برای کاهش استرس حرارتی در ناحیه جوش و بهبود کیفیت جوشکاری ضروری است.
جوش لیزر خودکار
5. محافظت از گاز از سیستم های نوری
پرتو لیزر از طریق یک سیستم نوری روی ناحیه جوشکاری متمرکز شده است.
در طی فرآیند لحیم کاری ، مواد مذاب و ذرات معلق در هوا ممکن است اجزای نوری را آلوده کنند.
با وارد کردن گازها به منطقه جوشکاری ، خطر آلودگی کاهش می یابد و عمر سیستم نوری افزایش می یابد.
از کدام گازها در جوشکاری لیزر استفاده می شود؟
در جوشکاری لیزر ، گاز می تواند هوا را از صفحه جوش جدا کرده و از واکنش آن با هوا جلوگیری کند. به این ترتیب ، سطح جوشکاری صفحه فلزی سفیدتر و زیباتر خواهد بود. استفاده از گاز همچنین از لنزها در برابر گرد و غبار جوش محافظت می کند. معمولاً از گازهای زیر استفاده می شود:
1. گاز محافظ:
گازهای محافظ ، که گاهی اوقات "گازهای بی اثر" خوانده می شوند ، نقش مهمی در فرآیند جوشکاری لیزر دارند. فرآیندهای جوشکاری لیزر اغلب از گازهای بی اثر برای محافظت از استخر جوش استفاده می کنند. گازهای محافظ متداول در جوشکاری لیزر عمدتاً شامل آرگون و نئون هستند. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آنها متفاوت است ، بنابراین اثرات آنها بر روی جوش نیز متفاوت است.
گاز محافظ:آرگون
آرگون یکی از متداول ترین گازهای بی اثر است.
این میزان از یونیزاسیون بالایی تحت عمل لیزر برخوردار است که برای کنترل شکل گیری ابرهای پلاسما مساعد نیست و این تأثیر خاصی در استفاده مؤثر از لیزرها خواهد گذاشت.
ماهیت بی اثر آرگون آن را از فرآیند لحیم کاری دور می کند ، در حالی که گرما را نیز به خوبی از بین می برد و به کنترل دما در منطقه لحیم کاری کمک می کند.
گاز محافظ:نئون
نئون اغلب به عنوان یک گاز بی اثر ، مشابه آرگون استفاده می شود و عمدتاً برای محافظت از ناحیه جوش در برابر اکسیژن و سایر آلاینده های موجود در محیط خارجی استفاده می شود.
توجه به این نکته حائز اهمیت است که نئون برای همه برنامه های جوشکاری لیزر مناسب نیست.
این ماده به طور عمده برای برخی از کارهای خاص جوشکاری مانند جوشکاری مواد ضخیم تر یا در هنگام نیاز به درزهای جوش عمیق تر استفاده می شود.
2. گاز کمکی:
در طی فرآیند جوشکاری لیزر ، علاوه بر گاز محافظ اصلی ، از گازهای کمکی نیز می توان برای بهبود عملکرد و کیفیت جوشکاری استفاده کرد. در زیر برخی از گازهای کمکی رایج مورد استفاده در جوشکاری لیزر است.
گاز کمکی:اکسیژن
اکسیژن معمولاً به عنوان گاز کمکی مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند برای افزایش گرما و عمق جوش در هنگام جوش استفاده شود.
افزودن اکسیژن می تواند سرعت و نفوذ جوش را افزایش دهد ، اما برای جلوگیری از اکسیژن اضافی که باعث ایجاد مشکلات اکسیداسیون می شود ، باید با دقت کنترل شود.
گاز کمکی:مخلوط هیدروژن/ هیدروژن
هیدروژن کیفیت جوش ها را بهبود می بخشد و شکل گیری تخلخل را کاهش می دهد.
از مخلوط های آرگون و هیدروژن در برخی از کاربردهای خاص مانند جوشکاری فولاد ضد زنگ استفاده می شود. میزان هیدروژن مخلوط به طور معمول از 2 ٪ تا 15 ٪ متغیر است.
گاز محافظ:نیتروژن
ازت نیز اغلب به عنوان گاز کمکی در جوشکاری لیزر استفاده می شود.
انرژی یونیزاسیون نیتروژن متوسط ، بالاتر از آرگون و پایین تر از هیدروژن است.
درجه یونیزاسیون به طور کلی تحت عمل لیزر است. این امر می تواند بهتر شکل گیری ابرهای پلاسما را کاهش دهد ، جوش ها و ظاهر با کیفیت بالاتری را فراهم کند و تأثیر اکسیژن را بر روی جوش ها کاهش دهد.
همچنین می توان از نیتروژن برای کنترل دمای ناحیه جوش و کاهش تشکیل حباب ها و منافذ استفاده کرد.
گاز محافظ:هلیوم
هلیوم معمولاً برای جوشکاری لیزر با قدرت بالا استفاده می شود زیرا دارای هدایت حرارتی کم است و به راحتی یونیزه نمی شود و به لیزر اجازه می دهد تا به آرامی عبور کند و انرژی پرتو برای رسیدن به سطح قطعه کار و بدون هیچگونه موانعی.
منجر به جوشکاری قدرت بالاتر. همچنین می توان از هلیوم برای بهبود کیفیت جوش و کنترل دمای جوشکاری استفاده کرد. این موثرترین گاز محافظ است که در جوشکاری لیزر استفاده می شود ، اما نسبتاً گران است.
3. گاز خنک کننده:
گاز خنک کننده اغلب در طول جوش لیزر برای کنترل دمای ناحیه جوش ، جلوگیری از گرمای بیش از حد و حفظ کیفیت جوش استفاده می شود. موارد زیر برخی از گازهای خنک کننده معمولاً استفاده می شوند:
گاز خنک کننده/ متوسط:اب
آب یک محیط خنک کننده رایج است که اغلب برای خنک کردن ژنراتورهای لیزر و سیستم های نوری جوشکاری لیزر استفاده می شود.
سیستم های خنک کننده آب می توانند به حفظ دمای پایدار ژنراتور لیزر و اجزای نوری کمک کنند تا از پایداری و عملکرد پرتو لیزر اطمینان حاصل شود.
گاز خنک کننده/ متوسط:گازهای جوی
در برخی از فرآیندهای جوشکاری لیزر ، می توان از گازهای جوی محیط برای خنک کننده استفاده کرد.
به عنوان مثال ، در سیستم نوری ژنراتور لیزر ، گاز جو اطراف می تواند اثر خنک کننده ای را ایجاد کند.
گاز خنک کننده/ متوسط:گازهای بی حسی
گازهای بی اثر مانند آرگون و نیتروژن نیز می توانند به عنوان گازهای خنک کننده استفاده شوند.
آنها دارای هدایت حرارتی کمتری هستند و می توانند برای کنترل دمای ناحیه جوش و کاهش منطقه تحت تأثیر گرما (HAZ) استفاده شوند.
گاز خنک کننده/ متوسط:نیتروژن مایع
نیتروژن مایع یک محیط خنک کننده با درجه حرارت بسیار پایین است که می تواند برای جوشکاری لیزر با قدرت بسیار بالا استفاده شود.
این یک اثر خنک کننده بسیار مؤثر را فراهم می کند و کنترل دما را در منطقه جوشکاری تضمین می کند.
4. گاز مخلوط:
از مخلوط های گازی معمولاً در جوشکاری برای بهینه سازی جنبه های مختلف فرآیند مانند سرعت جوشکاری ، عمق نفوذ و پایداری قوس استفاده می شود. دو نوع اصلی مخلوط گاز وجود دارد: مخلوط های باینری و سه گانه.
مخلوط گاز باینری:آرگون + اکسیژن
اضافه کردن مقدار کمی اکسیژن به آرگون باعث افزایش پایداری قوس ، استخر جوش می شود و سرعت جوش را افزایش می دهد. این مخلوط معمولاً برای جوشکاری فولاد کربن ، فولاد کم آلیاژ و فولاد ضد زنگ استفاده می شود.
مخلوط گاز باینری:آرگون + دی اکسید کربن
افزودن CO₂ به آرگون باعث افزایش استحکام جوش و مقاومت در برابر خوردگی در حالی که باعث کاهش پاتر می شود. این مخلوط اغلب برای جوشکاری فولاد کربن و فولاد ضد زنگ استفاده می شود.
مخلوط گاز باینری:آرگون + هیدروژن
هیدروژن دمای قوس را افزایش می دهد ، سرعت جوش را بهبود می بخشد و نقص جوش را کاهش می دهد. این امر به ویژه برای جوشکاری آلیاژهای نیکل و فولاد ضد زنگ مفید است.
مخلوط گاز سه گانه:آرگون + اکسیژن + دی اکسید کربن
این مخلوط مزایای هر دو مخلوط آرگون اکسیژن و آرگون-Co₂ را ترکیب می کند. این باعث کاهش پاتر ، بهبود سیالیت استخر جوش و افزایش کیفیت جوش می شود. این ماده به طور گسترده ای برای جوشکاری ضخامت های مختلف فولاد کربن ، فولاد کم آلیاژ و فولاد ضد زنگ استفاده می شود.
مخلوط گاز سه گانه:آرگون + هلیوم + دی اکسید کربن
این مخلوط به بهبود پایداری قوس ، افزایش دمای استخر جوش و افزایش سرعت جوش کمک می کند. از آن در جوشکاری قوس کوتاه و برنامه های جوشکاری سنگین استفاده می شود و کنترل بهتری بر اکسیداسیون ارائه می دهد.
انتخاب گاز در برنامه های مختلف
جوش لیزر دستی
در کاربردهای مختلف جوشکاری لیزر ، انتخاب گاز مناسب بسیار مهم است ، زیرا ترکیبات مختلف گاز می تواند کیفیت ، سرعت و کارآیی جوشکاری مختلف را ایجاد کند. در اینجا چند دستورالعمل برای کمک به شما در انتخاب گاز مناسب برای برنامه خاص خود وجود دارد:
نوع مواد جوشکاری:
فولاد ضد زنگبه طور معمول استفاده می کندمخلوط آرگون یا آرگون/هیدروژن.
آلیاژهای آلومینیوم و آلومینیوماغلب استفاده کنیدآرگون خالص
آلیاژهای تیتانیوماغلب استفاده کنیدنیتروژن
فولادهای کربن بالااغلب استفاده کنیداکسیژن به عنوان یک گاز کمکی.
سرعت جوشکاری و پنتراسیون:
اگر سرعت جوشکاری بالاتر یا نفوذ به جوش عمیق تر لازم باشد ، می توان ترکیب گاز را تنظیم کرد. اضافه کردن اکسیژن اغلب سرعت و نفوذ را بهبود می بخشد ، اما برای جلوگیری از مشکلات اکسیداسیون باید با دقت کنترل شود.
کنترل منطقه تحت تأثیر گرما (HAZ):
بسته به تمیز کردن مواد ، زباله های خطرناک که نیاز به روشهای خاص برای حمل و نقل دارند ممکن است در طی فرآیند تمیز کردن ایجاد شود. این می تواند به هزینه کلی فرآیند تمیز کردن لیزر بیفزاید.
کیفیت جوش:
برخی از ترکیبات گاز می توانند کیفیت و ظاهر جوش را بهبود بخشند. به عنوان مثال ، نیتروژن می تواند ظاهر و کیفیت سطح بهتری را فراهم کند.
کنترل منافذ و حباب:
برای برنامه هایی که به جوش های بسیار با کیفیت نیاز دارند ، باید به شکل گیری منافذ و حباب توجه ویژه ای داشته باشید. انتخاب مناسب گاز می تواند خطر این نقص ها را کاهش دهد.
تجهیزات و ملاحظات هزینه:
انتخاب گاز همچنین تحت تأثیر نوع و هزینه تجهیزات است. برخی از گازها ممکن است به سیستم های عرضه ویژه یا هزینه های بالاتر نیاز داشته باشند.
برای کاربردهای خاص ، توصیه می شود با یک مهندس جوش یا یک تولید کننده تجهیزات حرفه ای جوشکاری لیزر کار کنید تا مشاوره حرفه ای و بهینه سازی روند جوشکاری را بدست آورید.
برخی از آزمایشات و بهینه سازی ها معمولاً قبل از انتخاب ترکیب نهایی گاز مورد نیاز است.
بسته به کاربرد خاص ، می توان ترکیبات مختلف گاز و پارامترها را پیدا کرد تا شرایط جوشکاری بهینه را پیدا کند.
چیزهایی که باید درباره آنها بدانید: جوشکاری لیزر دستی
دستگاه جوشکاری لیزر توصیه شده
برای بهینه سازی وظایف فلزکاری و پردازش مواد ، انتخاب تجهیزات مناسب ضروری است. لیزر Mimowork توصیه می کنددستگاه جوشکاری لیزر دستیبرای پیوستن دقیق و کارآمد فلز.
با ظرفیت بالا و وات برای برنامه های مختلف جوشکاری
دستگاه جوشکاری لیزر دستی 2000W با اندازه دستگاه کوچک اما کیفیت جوشکاری درخشان مشخص می شود.
یک منبع لیزر فیبر پایدار و کابل فیبر متصل ، تحویل پرتو لیزر ایمن و پایدار را فراهم می کند.
با قدرت بالا ، سوراخ کلید جوشکاری لیزر کاملاً مناسب است و اتصال مشترک جوش را حتی برای فلز ضخیم امکان پذیر می کند.
با ظاهری دستگاه جمع و جور و کوچک ، دستگاه جوشکار لیزر قابل حمل مجهز به اسلحه جوشکار لیزر دستی قابل حمل است که سبک و مناسب برای کاربردهای جوشکاری چند لیزر در هر زاویه و سطح مناسب است.
انواع مختلفی از نازل های جوشکار لیزر و سیستم های تغذیه اتوماتیک سیم ، عملکرد جوشکاری لیزر را آسان تر می کند و این برای مبتدیان دوستانه است.
جوشکاری لیزر با سرعت بالا باعث افزایش بهره وری و تولید شما می شود و در عین حال اثر جوشکاری لیزری را امکان پذیر می کند.
خلاصه کردن
به طور خلاصه ، جوشکاری لیزر برای محافظت از مناطق جوشکاری ، کنترل دمای کنترل ، بهبود کیفیت جوش و محافظت از سیستم های نوری نیاز به استفاده از گاز دارد. انتخاب انواع گاز مناسب و پارامترهای تأمین کننده عامل مهمی در اطمینان از فرآیند جوشکاری لیزر کارآمد و پایدار و به دست آوردن نتایج جوشکاری با کیفیت بالا است. مواد و برنامه های مختلف ممکن است برای برآورده کردن نیازهای خاص جوشکاری به انواع مختلف و نسبت های مختلط نیاز داشته باشند.
امروز به ما مراجعه کنیدبرای کسب اطلاعات بیشتر در مورد برش های لیزر ما و اینکه چگونه می توانند روند تولید برش شما را بهینه کنند.
پیوندهای مرتبط
آیا ایده هایی در مورد دستگاه های جوشکاری لیزر دارید؟
زمان پست: ژانویه 13-2025