Como escoller as mellores mesturas de gases para a soldadura láser?
Tipos, beneficios e aplicacións
Introdución:
Cousas clave que debes saber antes de mergullarte
A soldadura láser é un método de soldadura de alta precisión que emprega un raio láser para fundir o material da peza e, despois de arrefriala, forma unha soldadura. Na soldadura láser, o gas xoga un papel fundamental.
O gas protector non só afecta á formación da costura de soldadura, á calidade da costura de soldadura, á penetración da costura de soldadura e á anchura de penetración, senón que tamén afecta directamente á calidade e á eficiencia da soldadura por láser.
Que gases se necesitan para a soldadura láser?Este artigo analizará en profundidadeA importancia dos gases de soldadura láser, os gases empregados e a súa función.
Tamén recomendaremosa mellor máquina de soldadura láserpara as túas necesidades.
Por que se necesita gas para a soldadura láser?
Soldadura por raio láser
Durante o proceso de soldadura láser, un raio láser de alta densidade de enerxía céntrase na área de soldadura da peza de traballo.
Provoca a fusión instantánea do material superficial da peza de traballo.
Durante a soldadura láser necesítase gas para protexer a área de soldadura.
Controlar a temperatura, mellorar a calidade da soldadura e protexer o sistema óptico.
A elección do tipo de gas axeitado e dos parámetros de subministración son factores importantes para garantir a eficiencia.
E un proceso de soldadura láser estable e a obtención de resultados de soldadura de alta calidade.
1. Protección das zonas de soldadura
Durante o proceso de soldadura láser, a área de soldadura está exposta ao ambiente externo e é facilmente afectada polo osíxeno e outros gases do aire.
O osíxeno desencadea reaccións de oxidación que poden levar a unha redución da calidade da soldadura e á creación de poros e inclusións. A soldadura pódese protexer eficazmente da contaminación por osíxeno subministrando un gas axeitado, normalmente un gas inerte como o argon, á zona de soldadura.
2. Control da calor
A selección e o subministro de gas poden axudar a controlar a temperatura da zona de soldadura. Axustando o caudal e o tipo de gas, pódese ver afectada a velocidade de arrefriamento da zona de soldadura. Isto é importante para controlar a zona afectada pola calor (ZAT) durante a soldadura e reducir a distorsión térmica.
3. Mellora da calidade da soldadura
Algúns gases auxiliares, como o osíxeno ou o nitróxeno, poden mellorar a calidade e o rendemento das soldaduras. Por exemplo, engadir osíxeno pode mellorar a penetración da soldadura e aumentar a velocidade de soldadura, ao tempo que afecta á forma e á profundidade da soldadura.
4. Refrixeración por gas
Na soldadura por láser, a zona de soldadura adoita verse afectada por altas temperaturas. O uso dun sistema de refrixeración por gas pode axudar a controlar a temperatura da zona de soldadura e evitar o sobrequecemento. Isto é esencial para reducir a tensión térmica na zona de soldadura e mellorar a calidade da soldadura.
Soldadura por raio láser automatizada
5. Protección contra gases de sistemas ópticos
O raio láser é enfocado na área de soldadura a través dun sistema óptico.
Durante o proceso de soldadura, o material fundido e os aerosois xerados poden contaminar os compoñentes ópticos.
Ao introducir gases na zona de soldadura, redúcese o risco de contaminación e prolóngase a vida útil do sistema óptico.
Que gases se empregan na soldadura láser?
Na soldadura láser, o gas pode illar o aire da placa de soldadura e evitar que reaccione co aire. Deste xeito, a superficie de soldadura da placa de metal será máis branca e fermosa. O uso de gas tamén protexe as lentes do po de soldadura. Normalmente, utilízanse os seguintes gases:
1. Gas protector:
Os gases de protección, ás veces chamados "gases inertes", desempeñan un papel importante no proceso de soldadura por láser. Os procesos de soldadura por láser adoitan empregar gases inertes para protexer o baño de soldadura. Os gases de protección que se empregan habitualmente na soldadura por láser inclúen principalmente argón e neón. As súas propiedades físicas e químicas son diferentes, polo que os seus efectos na soldadura tamén o son.
Gas protector:Argón
O argón é un dos gases inertes máis empregados.
Ten un alto grao de ionización baixo a acción do láser, o que non é propicio para controlar a formación de nubes de plasma, o que terá un certo impacto no uso eficaz dos láseres.
A natureza inerte do argón o mantén fóra do proceso de soldadura, á vez que disipa ben a calor, o que axuda a controlar a temperatura na zona de soldadura.
Gas protector:Neón
O neón úsase a miúdo como gas inerte, semellante ao argon, e utilízase principalmente para protexer a área de soldadura do osíxeno e outros contaminantes do ambiente externo.
É importante ter en conta que o neón non é axeitado para todas as aplicacións de soldadura láser.
Úsase principalmente para algunhas tarefas de soldadura especiais, como a soldadura de materiais máis grosos ou cando se requiren costuras de soldadura máis profundas.
2. Gas auxiliar:
Durante o proceso de soldadura por láser, ademais do gas protector principal, tamén se poden usar gases auxiliares para mellorar o rendemento e a calidade da soldadura. Os seguintes son algúns gases auxiliares comúns que se usan na soldadura por láser.
Gas auxiliar:osíxeno
O osíxeno úsase habitualmente como gas auxiliar e pódese empregar para aumentar a calor e a profundidade da soldadura durante a soldadura.
Engadir osíxeno pode aumentar a velocidade de soldadura e a penetración, pero debe controlarse coidadosamente para evitar que o exceso de osíxeno cause problemas de oxidación.
Gas auxiliar:Hidróxeno/mestura de hidróxeno
O hidróxeno mellora a calidade das soldaduras e reduce a formación de porosidade.
As mesturas de argón e hidróxeno utilízanse nalgunhas aplicacións especiais, como a soldadura de aceiro inoxidable. O contido de hidróxeno da mestura adoita oscilar entre o 2 % e o 15 %.
Gas protector:nitróxeno
O nitróxeno tamén se emprega a miúdo como gas auxiliar na soldadura por láser.
A enerxía de ionización do nitróxeno é moderada, maior que a do argon e menor que a do hidróxeno.
O grao de ionización xeralmente está baixo a acción dun láser. Pode reducir mellor a formación de nubes de plasma, proporcionar soldaduras e aparencia de maior calidade e reducir o impacto do osíxeno nas soldaduras.
O nitróxeno tamén se pode usar para controlar a temperatura da zona de soldadura e reducir a formación de burbullas e poros.
Gas protector:Helio
O helio úsase normalmente para a soldadura láser de alta potencia porque ten baixa condutividade térmica e non se ioniza facilmente, o que permite que o láser pase suavemente e que a enerxía do feixe chegue á superficie da peza sen ningún obstáculo.
Favorece a soldaduras de maior potencia. O helio tamén se pode empregar para mellorar a calidade da soldadura e controlar as temperaturas de soldadura. Este é o gas de protección máis eficaz empregado na soldadura láser, pero é relativamente caro.
3. Gas de refrixeración:
O gas de refrixeración úsase a miúdo durante a soldadura por láser para controlar a temperatura da zona de soldadura, evitar o sobrequecemento e manter a calidade da soldadura. Algúns dos gases de refrixeración máis empregados son os seguintes:
Gas/medio de refrixeración:Auga
A auga é un medio de refrixeración común que se emprega a miúdo para arrefriar xeradores láser e sistemas ópticos de soldadura láser.
Os sistemas de refrixeración por auga poden axudar a manter unha temperatura estable do xerador láser e dos compoñentes ópticos para garantir a estabilidade e o rendemento do raio láser.
Gas/medio de refrixeración:Gases atmosféricos
Nalgúns procesos de soldadura por láser, pódense usar gases atmosféricos ambientais para o arrefriamento.
Por exemplo, no sistema óptico dun xerador láser, o gas da atmosfera circundante pode proporcionar un efecto de arrefriamento.
Gas/medio de refrixeración:Gases inertes
Os gases inertes como o argon e o nitróxeno tamén se poden empregar como gases de refrixeración.
Teñen unha menor condutividade térmica e pódense usar para controlar a temperatura da área de soldadura e reducir a zona afectada pola calor (ZAT).
Gas/medio de refrixeración:nitróxeno líquido
O nitróxeno líquido é un medio de refrixeración a temperatura extremadamente baixa que se pode empregar para a soldadura láser de potencia extremadamente alta.
Proporciona un efecto de arrefriamento moi eficaz e garante o control da temperatura na zona de soldadura.
4. Gas mesturado:
As mesturas de gases úsanse habitualmente na soldadura para optimizar varios aspectos do proceso, como a velocidade de soldadura, a profundidade de penetración e a estabilidade do arco. Hai dous tipos principais de mesturas de gases: mesturas binarias e ternarias.
Mesturas binarias de gases:Argón + Osíxeno
Engadir unha pequena cantidade de osíxeno ao argón mellora a estabilidade do arco, refina o baño de soldadura e aumenta a velocidade de soldadura. Esta mestura úsase habitualmente para soldar aceiro ao carbono, aceiro de baixa aliaxe e aceiro inoxidable.
Mesturas binarias de gases:Argón + Dióxido de carbono
A adición de CO₂ ao argón aumenta a forza da soldadura e a resistencia á corrosión, á vez que reduce as salpicaduras. Esta mestura úsase a miúdo para soldar aceiro ao carbono e aceiro inoxidable.
Mesturas binarias de gases:Argón + Hidróxeno
O hidróxeno aumenta a temperatura do arco, mellora a velocidade de soldadura e reduce os defectos de soldadura. É especialmente útil para soldar aliaxes a base de níquel e aceiro inoxidable.
Mesturas ternarias de gases:Argón + Osíxeno + Dióxido de Carbono
Esta mestura combina as vantaxes das mesturas de argón-osíxeno e argón-CO₂. Reduce as salpicaduras, mellora a fluidez do baño de soldadura e mellora a calidade da soldadura. Úsase amplamente para soldar varios espesores de aceiro ao carbono, aceiro de baixa aliaxe e aceiro inoxidable.
Mesturas ternarias de gases:Argón + Helio + Dióxido de Carbono
Esta mestura axuda a mellorar a estabilidade do arco, aumenta a temperatura do baño de soldadura e mellora a velocidade de soldadura. Úsase en soldadura por arco de curtocircuíto e aplicacións de soldadura pesada, o que ofrece un mellor control sobre a oxidación.
Selección de gas en diferentes aplicacións
Soldadura láser manual
En diferentes aplicacións de soldadura láser, a elección do gas axeitado é crucial, xa que as diferentes combinacións de gases poden producir diferentes calidades, velocidades e eficiencias de soldadura. Aquí tes algunhas pautas para axudarche a escoller o gas axeitado para a túa aplicación específica:
Tipo de material de soldadura:
Aceiro inoxidablenormalmente usaArgón ou mestura de argón/hidróxeno.
Aluminio e aliaxes de aluminiousar a miúdoArgón puro.
Ligas de titaniousar a miúdoNitróxeno.
Aceiros de alto carbonousar a miúdoOxíxeno como gas auxiliar.
Velocidade de soldadura e penetración:
Se se require unha maior velocidade de soldadura ou unha penetración de soldadura máis profunda, pódese axustar a combinación de gases. Engadir osíxeno adoita mellorar a velocidade e a penetración, pero debe controlarse coidadosamente para evitar problemas de oxidación.
Control da zona afectada pola calor (ZAT):
Dependendo do material que se vaia limpar, durante o proceso de limpeza pódense xerar residuos perigosos que requiren procedementos especiais de manipulación. Isto pode aumentar o custo total do proceso de limpeza con láser.
Calidade da soldadura:
Algunhas combinacións de gases poden mellorar a calidade e o aspecto das soldaduras. Por exemplo, o nitróxeno pode proporcionar unha mellor aparencia e calidade superficial.
Control de poros e burbullas:
Para aplicacións que requiren soldaduras de moi alta calidade, débese prestar especial atención á formación de poros e burbullas. Unha selección axeitada do gas pode reducir o risco destes defectos.
Consideracións sobre equipamento e custo:
A selección do gas tamén está influenciada polo tipo de equipo e o seu custo. Algúns gases poden requirir sistemas de subministración especiais ou custos máis elevados.
Para aplicacións específicas, recoméndase traballar cun enxeñeiro de soldadura ou cun fabricante profesional de equipos de soldadura láser para obter asesoramento profesional e optimizar o proceso de soldadura.
Normalmente requírese algo de experimentación e optimización antes de seleccionar a combinación final de gases.
Dependendo da aplicación específica, pódense probar diferentes combinacións de gases e parámetros para atopar as condicións de soldadura óptimas.
Cousas que debes saber sobre: Soldadura láser manual
Máquina de soldadura láser recomendada
Para optimizar as túas tarefas de metalurxia e procesamento de materiais, é esencial seleccionar o equipo axeitado. MimoWork Laser recomenda oMáquina de soldadura láser portátilpara unha unión metálica precisa e eficiente.
Alta capacidade e potencia para diversas aplicacións de soldadura
A máquina de soldadura láser portátil de 2000 W caracterízase por un tamaño pequeno pero unha calidade de soldadura brillante.
Unha fonte láser de fibra estable e un cable de fibra conectado proporcionan unha entrega de raio láser segura e constante.
Coa alta potencia, o burato de chave de soldadura láser é perfeccionable e permite que a unión de soldadura sexa máis firme mesmo para metal groso.
Cunha aparencia de máquina compacta e pequena, a máquina soldadora láser portátil está equipada cunha pistola soldadora láser portátil móbil que é lixeira e cómoda para aplicacións de soldadura multiláser en calquera ángulo e superficie.
Os varios tipos de boquillas opcionais para soldador láser e os sistemas automáticos de alimentación de arame facilitan a operación de soldadura láser e son axeitados para principiantes.
A soldadura láser de alta velocidade aumenta enormemente a eficiencia e o rendemento da produción, ao tempo que permite un excelente efecto de soldadura láser.
Resumir
En resumo, a soldadura láser necesita usar gas para protexer as áreas de soldadura, controlar a temperatura, mellorar a calidade da soldadura e protexer os sistemas ópticos. A selección dos tipos de gas e os parámetros de subministración axeitados é un factor importante para garantir un proceso de soldadura láser eficiente e estable e obter resultados de soldadura de alta calidade. Os diferentes materiais e aplicacións poden requirir diferentes tipos e proporcións mesturadas para cumprir cos requisitos específicos de soldadura.
Ponte en contacto connosco hoxe mesmopara saber máis sobre as nosas cortadoras láser e como poden optimizar o seu proceso de produción de corte.
Ligazóns relacionadas
Algunha idea sobre máquinas de soldadura láser?
Data de publicación: 13 de xaneiro de 2025