ריתוך בלייזר מכוון בעיקר לשיפור יעילות הריתוך ואיכותם של חומרים דקים וחלקים מדויקים. היום לא נדבר על היתרונות של ריתוך בלייזר אלא נתמקד כיצד להשתמש בגזי מגן לריתוך לייזר בצורה נכונה.
מדוע להשתמש בגז מגן לריתוך בלייזר?
בריתוך לייזר, גז מגן ישפיע על יצירת הריתוך, איכות הריתוך, עומק הריתוך ורוחב הריתוך. ברוב המקרים, לנשיפה של הגז המסייע תהיה השפעה חיובית על הריתוך, אך היא עלולה להביא גם לתופעות שליליות.
כאשר אתה נושף גז מגן בצורה נכונה, זה יעזור לך:
✦הגן ביעילות על בריכת הריתוך כדי להפחית או אפילו למנוע חמצון
✦הפחיתו ביעילות את השפריץ המיוצר בתהליך הריתוך
✦צמצם ביעילות את נקבוביות הריתוך
✦עזור לבריכת הריתוך להתפזר באופן שווה בעת ההתמצקות, כך שתפר הריתוך מגיע עם קצה נקי וחלק
✦אפקט המיגון של פלומת אדי המתכת או ענן הפלזמה על הלייזר מופחת ביעילות, וקצב הניצול האפקטיבי של הלייזר מוגבר.
כל עוד הסוג גז המגן, קצב זרימת הגז ובחירת מצב ניפוחנכונים, אתה יכול לקבל את האפקט האידיאלי של ריתוך. עם זאת, שימוש לא נכון בגז מגן יכול גם להשפיע לרעה על הריתוך. שימוש בסוג לא נכון של גז מגן עלול להוביל לחריקות בריתוך או להפחית את התכונות המכניות של הריתוך. קצב זרימת גז גבוה מדי או נמוך מדי עלול להוביל לחמצון ריתוך רציני יותר ולהפרעות חיצוניות רציניות של חומר המתכת בתוך בריכת הריתוך, וכתוצאה מכך לקריסה של הריתוך או להיווצרות לא אחידה.
סוגי גז מגן
גזי המגן הנפוצים של ריתוך לייזר הם בעיקר N2, Ar ו-He. התכונות הפיזיקליות והכימיות שלהם שונות, ולכן גם ההשפעות שלהם על ריתוכים שונות.
חנקן (N2)
אנרגיית היינון של N2 בינונית, גבוהה מזו של Ar, ונמוכה מזו של He. תחת קרינת הלייזר, דרגת היינון של N2 נשארת על קילו אחיד, מה שיכול להפחית טוב יותר את היווצרות ענן פלזמה ולהגביר את קצב הניצול האפקטיבי של הלייזר. חנקן יכול להגיב עם סגסוגת אלומיניום ופלדת פחמן בטמפרטורה מסוימת כדי לייצר ניטרידים, אשר ישפרו את שבירות הריתוך ויפחיתו את הקשיחות, ויש להם השפעה שלילית רבה על התכונות המכניות של חיבורי הריתוך. לכן, לא מומלץ להשתמש בחנקן בעת ריתוך סגסוגת אלומיניום ופלדת פחמן.
עם זאת, התגובה הכימית בין חנקן לנירוסטה שנוצרת על ידי חנקן יכולה לשפר את חוזק מפרק הריתוך, מה שיועיל לשיפור התכונות המכניות של הריתוך, ולכן ריתוך נירוסטה יכול להשתמש בחנקן כגז מגן.
ארגון (Ar)
אנרגיית היינון של ארגון נמוכה יחסית, ודרגת היינון שלו תהיה גבוהה יותר בפעולת לייזר. לאחר מכן, ארגון, כגז מגן, אינו יכול לשלוט ביעילות על היווצרותם של ענני פלזמה, מה שיפחית את קצב הניצול האפקטיבי של ריתוך לייזר. נשאלת השאלה: האם ארגון הוא מועמד גרוע לשימוש בריתוך כגז מגן? התשובה היא לא. בהיותו גז אינרטי, קשה להגיב לארגון עם רוב המתכות, ו-Ar זול לשימוש. בנוסף, הצפיפות של Ar גדולה, היא תורמת לשקיעת פני הבריכה המותכת ויכולה להגן טוב יותר על בריכת הריתוך, כך שניתן להשתמש בארגון כגז מגן קונבנציונלי.
הליום (הוא)
בניגוד לארגון, להליום יש אנרגיית יינון גבוהה יחסית שיכולה לשלוט ביצירת ענני פלזמה בקלות. יחד עם זאת, הליום אינו מגיב עם מתכות כלשהן. זו באמת בחירה טובה לריתוך בלייזר. הבעיה היחידה היא שהליום יקר יחסית. עבור יצרנים המספקים מוצרי מתכת לייצור המוני, הליום יוסיף כמות עצומה לעלות הייצור. לפיכך הליום משמש בדרך כלל במחקר מדעי או במוצרים בעלי ערך מוסף גבוה מאוד.
איך לפוצץ את גז המגן?
קודם כל, צריך להיות ברור שמה שנקרא "החמצון" של הריתוך הוא רק שם נפוץ, שמתייחס באופן תיאורטי לתגובה הכימית בין הריתוך לרכיבים המזיקים באוויר, המובילה להידרדרות הריתוך. . בדרך כלל, מתכת הריתוך מגיבה עם חמצן, חנקן ומימן באוויר בטמפרטורה מסוימת.
כדי למנוע את "התחמצנות" הריתוך נדרשת צמצום או הימנעות ממגע בין רכיבים מזיקים שכאלה לבין מתכת הריתוך בטמפרטורה גבוהה, שהיא לא רק במתכת הבריכה המותכת אלא כל התקופה מרגע המסת מתכת הריתוך ועד הריתוך. מתכת בריכה מותכת מתמצקת והטמפרטורה שלה מתקררת לטמפרטורה מסוימת.
שתי דרכים עיקריות לנפיחת גז מגן
▶אחת מהן היא ניפוח גז מגן על הציר הצדדי, כפי שמוצג באיור 1.
▶השני הוא שיטת ניפוח קואקסיאלית, כפי שמוצג באיור 2.
איור 1.
איור 2.
הבחירה הספציפית של שתי שיטות הנשיפה היא שיקול מקיף של היבטים רבים. באופן כללי, מומלץ לאמץ את דרכו של גז המגן הנושף בצד.
כמה דוגמאות לריתוך לייזר
1. ריתוך חרוזים/קו ישר
כפי שמוצג באיור 3, צורת הריתוך של המוצר היא ליניארית, וצורת המפרק יכולה להיות מפרק קת, מפרק חיק, מפרק פינתי שלילי או מפרק ריתוך חופף. עבור סוג זה של מוצר, עדיף לאמץ את הציר הצדדי הנושף גז מגן כפי שמוצג באיור 1.
2. סגור איור או אזור ריתוך
כפי שמוצג באיור 4, צורת הריתוך של המוצר היא תבנית סגורה כגון היקף מישור, צורה רב-צדדית מישורית, צורה לינארית רב-מקטעית של מישור וכו'. צורת המפרק יכולה להיות מפרק קת, מפרק ברכיים, ריתוך חופף וכו'. עדיף לאמץ את שיטת הגז המגן הקואקסיאלי כפי שמוצג באיור 2 עבור סוג זה של מוצר.
בחירת גז המגן משפיעה ישירות על איכות הריתוך, יעילות ועלות הייצור, אך בגלל מגוון חומרי הריתוך, בתהליך הריתוך בפועל, בחירת גז הריתוך מורכבת יותר וצריכה התייחסות מקיפה של חומרי ריתוך, ריתוך שיטה, מיקום ריתוך, כמו גם הדרישות של אפקט הריתוך. באמצעות מבחני הריתוך תוכלו לבחור את גז הריתוך המתאים יותר להשגת תוצאות טובות יותר.
מתעניין בריתוך בלייזר ומוכן ללמוד כיצד לבחור גז מגן
קישורים קשורים:
זמן פרסום: 10 באוקטובר 2022