Utjecaj zaštitnog plina kod laserskog zavarivanja
Što vam pravi zaštitni plin može donijeti?
IKod laserskog zavarivanja, izbor zaštitnog plina može imati značajan utjecaj na formiranje, kvalitetu, dubinu i širinu zavarenog šava.
U velikoj većini slučajeva, uvođenje zaštitnog plina ima pozitivan učinak na zavareni šav, dok nepravilna upotreba zaštitnog plina može imati štetne učinke na zavarivanje.
Ispravni i nepravilni učinci korištenja zaštitnog plina su sljedeći:
Pravilna upotreba
Nepravilna upotreba
1. Učinkovita zaštita zavarivačke kupke
Pravilno uvođenje zaštitnog plina može učinkovito zaštititi zavarivačku kupku od oksidacije ili čak potpuno spriječiti oksidaciju.
1. Pogoršanje zavarenog šava
Nepravilno uvođenje zaštitnog plina može rezultirati lošom kvalitetom zavara.
2. Smanjenje prskanja
Pravilno uvođenje zaštitnog plina može učinkovito smanjiti prskanje tijekom procesa zavarivanja.
2. Pukotine i smanjena mehanička svojstva
Odabir pogrešne vrste plina može dovesti do pucanja zavara i smanjenih mehaničkih performansi.
3. Jednoliko formiranje zavarenog šava
Pravilno uvođenje zaštitnog plina potiče ravnomjerno širenje zavarivačke kupke tijekom skrućivanja, što rezultira ujednačenim i estetski ugodnim zavarenim šavom.
3. Povećana oksidacija ili interferencija
Odabir pogrešne brzine protoka plina, bilo previsoke ili preniske, može dovesti do povećane oksidacije zavarenog šava. Također može uzrokovati ozbiljne poremećaje rastaljenog metala, što rezultira urušavanjem ili neravnomjernim formiranjem zavarenog šava.
4. Povećana upotreba lasera
Ispravnim uvođenjem zaštitnog plina može se učinkovito smanjiti zaštitni učinak metalnih para ili oblaka plazme na laser, čime se povećava učinkovitost lasera.
4. Neadekvatna zaštita ili negativan utjecaj
Odabir pogrešne metode uvođenja plina može dovesti do nedovoljne zaštite zavarenog šava ili čak negativno utjecati na formiranje zavarenog šava.
5. Smanjenje poroznosti zavara
Ispravno uvođenje zaštitnog plina može učinkovito smanjiti stvaranje plinskih pora u zavaru. Odabirom odgovarajuće vrste plina, brzine protoka i metode uvođenja mogu se postići idealni rezultati.
5. Utjecaj na dubinu zavara
Uvođenje zaštitnog plina može imati određeni utjecaj na dubinu zavara, posebno kod zavarivanja tankih ploča, gdje obično smanjuje dubinu zavara.
Različite vrste zaštitnog plina
Uobičajeno korišteni zaštitni plinovi u laserskom zavarivanju su dušik (N2), argon (Ar) i helij (He). Ovi plinovi imaju različita fizikalna i kemijska svojstva, što rezultira različitim učincima na zavareni šav.
1. Dušik (N2)
N2 ima umjerenu energiju ionizacije, višu od Ar i nižu od He. Pod djelovanjem lasera ionizira u umjerenoj mjeri, učinkovito smanjujući stvaranje oblaka plazme i povećavajući iskorištenje lasera. Međutim, dušik može kemijski reagirati s aluminijskim legurama i ugljičnim čelikom na određenim temperaturama, stvarajući nitride. To može povećati krhkost i smanjiti žilavost zavara, negativno utječući na njegova mehanička svojstva. Stoga se ne preporučuje upotreba dušika kao zaštitnog plina za zavare aluminijskih legura i ugljičnog čelika. S druge strane, dušik može reagirati s nehrđajućim čelikom, stvarajući nitride koji povećavaju čvrstoću zavarenog spoja. Stoga se dušik može koristiti kao zaštitni plin za zavarivanje nehrđajućeg čelika.
2. Plin argon (Ar)
Argon ima relativno najnižu energiju ionizacije, što rezultira većim stupnjem ionizacije pod djelovanjem lasera. To je nepovoljno za kontrolu stvaranja oblaka plazme i može imati određeni utjecaj na učinkovito korištenje lasera. Međutim, argon ima vrlo nisku reaktivnost i malo je vjerojatno da će kemijski reagirati s uobičajenim metalima. Osim toga, argon je isplativ. Nadalje, zbog svoje visoke gustoće, argon tone iznad zavarivačke kupke, pružajući bolju zaštitu za zavarivačku kupku. Stoga se može koristiti kao konvencionalni zaštitni plin.
3. Helij (He)
Helij ima najveću energiju ionizacije, što dovodi do vrlo niskog stupnja ionizacije pod djelovanjem lasera. Omogućuje bolju kontrolu stvaranja oblaka plazme, a laseri mogu učinkovito interagirati s metalima. Štoviše, helij ima vrlo nisku reaktivnost i ne podliježe lako kemijskim reakcijama s metalima, što ga čini izvrsnim plinom za zaštitu zavara. Međutim, cijena helija je visoka, pa se općenito ne koristi u masovnoj proizvodnji proizvoda. Obično se koristi u znanstvenim istraživanjima ili za proizvode s visokom dodanom vrijednošću.
Dvije metode korištenja zaštitnog plina
Trenutno postoje dvije glavne metode za uvođenje zaštitnog plina: upuhivanje izvan osi i koaksijalni zaštitni plin, kao što je prikazano na slici 1 i slici 2.
Slika 1: Zaštitni plin za upuhivanje izvan osi sa strane
Slika 2: Koaksijalni zaštitni plin
Izbor između dvije metode puhanja ovisi o raznim čimbenicima.
Općenito se preporučuje korištenje metode bočnog upuhivanja izvan osi za zaštitni plin.
Kako odabrati odgovarajući zaštitni plin?
Prvo, važno je pojasniti da je izraz "oksidacija" zavara kolokvijalni izraz. U teoriji se odnosi na pogoršanje kvalitete zavara zbog kemijskih reakcija između metala zavara i štetnih komponenti u zraku, poput kisika, dušika i vodika.
Sprječavanje oksidacije zavara uključuje smanjenje ili izbjegavanje kontakta između tih štetnih komponenti i metala zavara na visokoj temperaturi. Ovo visokotemperaturno stanje uključuje ne samo rastaljeni metal zavarivačke kupke, već i cijelo razdoblje od rastopine metala zavara do stvrdnjavanja kupke i pada temperature ispod određenog praga.
Proces zavarivanja
Na primjer, pri zavarivanju titanovih legura, kada je temperatura iznad 300 °C, dolazi do brze apsorpcije vodika; iznad 450 °C, dolazi do brze apsorpcije kisika; a iznad 600 °C, dolazi do brze apsorpcije dušika.
Stoga je potrebna učinkovita zaštita za zavar titanijeve legure tijekom faze kada se skrućuje i temperatura pada ispod 300 °C kako bi se spriječila oksidacija. Na temelju gornjeg opisa, jasno je da upuhivanje zaštitnog plina mora pružiti zaštitu ne samo zavarivačkom bazenu u odgovarajućem trenutku, već i upravo skrućenom području zavara. Stoga je metoda bočnog upuhivanja izvan osi prikazana na slici 1 općenito poželjnija jer nudi širi raspon zaštite u usporedbi s metodom koaksijalne zaštite prikazanom na slici 2, posebno za upravo skrućeno područje zavara.
Međutim, za određene specifične proizvode, izbor metode treba napraviti na temelju strukture proizvoda i konfiguracije spoja.
Specifičan odabir metode uvođenja zaštitnog plina
1. Ravnolinijski zavar
Ako je oblik zavara proizvoda ravan, kao što je prikazano na slici 3, a konfiguracija spoja uključuje sučeone spojeve, preklopne spojeve, kutne zavare ili slojevite zavare, preferirana metoda za ovu vrstu proizvoda je metoda bočnog puhanja izvan osi prikazana na slici 1.
Slika 3: Ravnolinijski zavar
2. Planarni zavar zatvorene geometrije
Kao što je prikazano na slici 4, zavar u ovoj vrsti proizvoda ima zatvoreni ravninski oblik, poput kružnog, poligonalnog ili višesegmentnog linijskog oblika. Konfiguracije spoja mogu uključivati sučeone spojeve, preklopne spojeve ili slojevite zavare. Za ovu vrstu proizvoda, poželjna metoda je korištenje koaksijalnog zaštitnog plina prikazanog na slici 2.
Slika 4: Planarni zavar zatvorene geometrije
Odabir zaštitnog plina za planarne zavare zatvorene geometrije izravno utječe na kvalitetu, učinkovitost i trošak zavarivanja. Međutim, zbog raznolikosti materijala za zavarivanje, odabir plina za zavarivanje je složen u stvarnim procesima zavarivanja. Zahtijeva sveobuhvatno razmatranje materijala za zavarivanje, metoda zavarivanja, položaja zavarivanja i željenog rezultata zavarivanja. Odabir najprikladnijeg plina za zavarivanje može se odrediti ispitivanjima zavarivanja kako bi se postigli optimalni rezultati zavarivanja.
Video prikaz | Pregled ručnog laserskog zavarivanja
Saznajte više o tome što je ručni laserski aparat za zavarivanje
Ovaj video objašnjava što je stroj za lasersko zavarivanje iupute i strukture koje trebate znati.
Ovo je ujedno i vaš ultimativni vodič prije kupnje ručnog laserskog aparata za zavarivanje.
Postoje osnovni sastavi laserskog stroja za zavarivanje od 1000 W, 1500 W i 2000 W.
Svestrano lasersko zavarivanje za različite zahtjeve
U ovom videu prikazujemo nekoliko metoda zavarivanja koje možete postići ručnim laserskim aparatom za zavarivanje. Ručni laserski aparat za zavarivanje može izjednačiti uvjete između početnika u zavarivanju i iskusnog operatera aparata za zavarivanje.
Nudimo opcije od 500 W pa sve do 3000 W.
Preporučeni ručni laserski aparat za zavarivanje
Često postavljana pitanja
- Kod laserskog zavarivanja, zaštitni plin je ključna komponenta koja se koristi za zaštitu područja zavara od atmosferskog onečišćenja. Visokointenzivna laserska zraka koja se koristi u ovoj vrsti zavarivanja generira značajnu količinu topline, stvarajući rastaljeni metalni bazen.
Inertni plin se često koristi za zaštitu rastaljene kupke tijekom procesa zavarivanja kod laserskih strojeva za zavarivanje. Kada se neki materijali zavaruju, površinska oksidacija se ne mora uzeti u obzir. Međutim, za većinu primjena, helij, argon, dušik i drugi plinovi često se koriste kao zaštita. Sljedeće Pogledajmo zašto laserskim strojevima za zavarivanje treba zaštitni plin prilikom zavarivanja.
Kod laserskog zavarivanja, zaštitni plin će utjecati na oblik zavara, kvalitetu zavara, prodiranje zavara i širinu taljenja. U većini slučajeva, upuhivanje zaštitnog plina imat će pozitivan utjecaj na zavar.
- Smjese argona i helijaSmjese argona i helija: općenito se preporučuju za većinu primjena laserskog zavarivanja aluminija, ovisno o razini snage lasera. Smjese argona i kisika: mogu pružiti visoku učinkovitost i prihvatljivu kvalitetu zavarivanja.
- Plinovi koji se koriste u dizajnu i primjeni plinskih lasera su sljedeći: ugljikov dioksid (CO2), helij-neon (H i Ne) i dušik (N).
Imate li pitanja o ručnom laserskom zavarivanju?
Vrijeme objave: 19. svibnja 2023.