A soldadura láser ten como obxectivo principal mellorar a eficiencia da soldadura e a calidade de materiais de parede delgada e pezas de precisión. Hoxe non imos falar das vantaxes da soldadura láser, senón que nos centraremos en como usar correctamente os gases de protección para a soldadura láser.
Por que usar gas de protección para a soldadura láser?
Na soldadura láser, o gas protector afectará á formación da soldadura, á calidade da soldadura, á profundidade da soldadura e á anchura da soldadura. Na maioría dos casos, o insuflo de gas asistido terá un efecto positivo na soldadura, pero tamén pode traer efectos adversos.
Cando sopras gas de protección correctamente, axudarache a:
✦Protexe eficazmente o baño de soldadura para reducir ou incluso evitar a oxidación
✦Reduce eficazmente as salpicaduras producidas no proceso de soldadura
✦Reduce eficazmente os poros das soldaduras
✦Axuda a que o baño de soldadura se estenda uniformemente durante a solidificación, de xeito que a costura de soldadura teña un bordo limpo e suave
✦O efecto de protección da columna de vapor metálico ou da nube de plasma sobre o láser redúcese eficazmente e aumenta a taxa de utilización efectiva do láser.
Sempre que otipo de gas de protección, caudal de gas e selección do modo de sopradoson correctos, pódese obter o efecto ideal da soldadura. Non obstante, o uso incorrecto do gas protector tamén pode afectar negativamente á soldadura. Empregar o tipo incorrecto de gas protector pode provocar gretas na soldadura ou reducir as propiedades mecánicas da soldadura. Un caudal de gas demasiado alto ou demasiado baixo pode provocar unha oxidación da soldadura máis grave e unha interferencia externa grave do material metálico dentro do baño de soldadura, o que resulta no colapso da soldadura ou nunha formación irregular.
Tipos de gas de protección
Os gases protectores que se empregan habitualmente na soldadura láser son principalmente N2, Ar e He. As súas propiedades físicas e químicas son diferentes, polo que os seus efectos nas soldaduras tamén o son.
Nitróxeno (N2)
A enerxía de ionización do N2 é moderada, maior que a do Ar e menor que a do He. Baixo a radiación do láser, o grao de ionización do N2 mantense uniforme, o que pode reducir mellor a formación dunha nube de plasma e aumentar a taxa de utilización efectiva do láser. O nitróxeno pode reaccionar coa aliaxe de aluminio e o aceiro ao carbono a unha determinada temperatura para producir nitruros, o que mellorará a fraxilidade da soldadura e reducirá a tenacidade, e terá un grande impacto adverso nas propiedades mecánicas das unións soldadas. Polo tanto, non se recomenda usar nitróxeno ao soldar aliaxes de aluminio e aceiro ao carbono.
Non obstante, a reacción química entre o nitróxeno e o aceiro inoxidable xerado polo nitróxeno pode mellorar a resistencia da unión soldada, o que será beneficioso para mellorar as propiedades mecánicas da soldadura, polo que a soldadura de aceiro inoxidable pode usar nitróxeno como gas de protección.
Argón (Ar)
A enerxía de ionización do argón é relativamente baixa e o seu grao de ionización aumentará baixo a acción dun láser. Entón, o argón, como gas protector, non pode controlar eficazmente a formación de nubes de plasma, o que reducirá a taxa de utilización efectiva da soldadura láser. Xorde a pregunta: é o argón un mal candidato para o seu uso como gas protector na soldadura? A resposta é non. Ao ser un gas inerte, o argón reacciona con dificultade coa maioría dos metais e o ar é barato de usar. Ademais, a densidade do argón é grande, o que facilitará o seu afundimento na superficie do baño de soldadura fundida e pode protexer mellor o baño de soldadura, polo que o argón pódese usar como gas protector convencional.
Helio (He)
A diferenza do argón, o helio ten unha enerxía de ionización relativamente alta que pode controlar facilmente a formación de nubes de plasma. Ao mesmo tempo, o helio non reacciona con ningún metal. É realmente unha boa opción para a soldadura láser. O único problema é que o helio é relativamente caro. Para os fabricantes que fornecen produtos metálicos de produción en masa, o helio engadirá unha enorme cantidade ao custo de produción. Polo tanto, o helio úsase xeralmente en investigación científica ou produtos con valor engadido moi alto.
Como soprar o gas de protección?
En primeiro lugar, debe quedar claro que a chamada "oxidación" da soldadura é só un nome común, que teoricamente se refire á reacción química entre a soldadura e os compoñentes nocivos do aire, o que leva ao seu deterioro. Normalmente, o metal de soldadura reacciona co osíxeno, o nitróxeno e o hidróxeno do aire a unha determinada temperatura.
Para evitar que a soldadura se "oxide" é necesario reducir ou evitar o contacto entre eses compoñentes nocivos e o metal de soldadura a altas temperaturas, que non só se produce no metal fundido, senón durante todo o período desde o momento en que o metal de soldadura se funde ata que este solidifica e a súa temperatura baixa ata unha determinada temperatura.
Dúas formas principais de soprar gas de protección
▶Un deles sopra gas de protección no eixe lateral, como se mostra na Figura 1.
▶O outro é un método de soprado coaxial, como se mostra na Figura 2.
Figura 1.
Figura 2.
A escolla específica dos dous métodos de soprado é unha consideración exhaustiva de moitos aspectos. En xeral, recoméndase adoptar o método do gas protector de soprado lateral.
Algúns exemplos de soldadura láser
1. Soldadura en liña/cordón recto
Como se mostra na Figura 3, a forma da soldadura do produto é lineal e a forma da unión pode ser unha unión a tope, unha unión de solape, unha unión de esquina negativa ou unha unión de soldadura superposta. Para este tipo de produto, é mellor adoptar o gas protector de soprado no eixo lateral como se mostra na Figura 1.
2. Soldadura de figura ou área pechada
Como se mostra na Figura 4, a forma da soldadura do produto é un patrón pechado, como unha circunferencia plana, unha forma multilateral plana, unha forma lineal multi-segmento plano, etc. A forma da unión pode ser a tope, a unión de solape, a soldadura superposta, etc. É mellor adoptar o método de gas protector coaxial como se mostra na Figura 2 para este tipo de produto.
A selección do gas protector afecta directamente á calidade, eficiencia e custo de produción da soldadura, pero debido á diversidade de material de soldadura, no proceso de soldadura real, a selección do gas de soldadura é máis complexa e require unha consideración exhaustiva do material de soldadura, o método de soldadura, a posición de soldadura, así como os requisitos do efecto de soldadura. Mediante as probas de soldadura, pódese escoller o gas de soldadura máis axeitado para obter mellores resultados.
Interesado/a na soldadura láser e disposto/a a aprender a elixir o gas de protección
Ligazóns relacionadas:
Data de publicación: 10 de outubro de 2022