כיצד לבחור את תערובות הגז הטובות ביותר לריתוך בלייזר?
סוגים, יתרונות ויישומים
מָבוֹא:
דברים חשובים שכדאי לדעת לפני שצוללים פנימה
ריתוך בלייזר היא שיטת ריתוך מדויקת המשתמשת בקרן לייזר כדי להמיס את חומר העבודה ולאחר מכן ליצור ריתוך לאחר קירור. בריתוך לייזר, גז ממלא תפקיד מפתח.
גז המגן לא רק משפיע על היווצרות תפר הריתוך, איכות תפר הריתוך, חדירת תפר הריתוך ורוחב החדירה, אלא גם משפיע ישירות על איכות ויעילות ריתוך הלייזר.
אילו גזים נדרשים לריתוך בלייזר?מאמר זה יבחן לעומק אתהחשיבות של גזי ריתוך בלייזר, הגזים שבהם משתמשים, ומה הם עושים.
נמליץ גםמכונת ריתוך הלייזר הטובה ביותרלצרכים שלך.
מדוע נדרש גז לריתוך בלייזר?
ריתוך קרן לייזר
במהלך תהליך ריתוך הלייזר, קרן לייזר בעלת צפיפות אנרגיה גבוהה ממוקדת באזור הריתוך של חומר העבודה.
גורם להמסה מיידית של חומר פני השטח של חומר העבודה.
גז נדרש במהלך ריתוך לייזר כדי להגן על אזור הריתוך.
שלוט בטמפרטורה, שפר את איכות הריתוך והגן על המערכת האופטית.
בחירת סוג הגז ופרמטרי האספקה המתאימים הם גורמים חשובים בהבטחת יעילות.
ותהליך ריתוך לייזר יציב וקבלת תוצאות ריתוך באיכות גבוהה.
1. הגנה על אזורי ריתוך
במהלך תהליך ריתוך הלייזר, אזור הריתוך חשוף לסביבה החיצונית ומושפע בקלות מחמצן וגזים אחרים באוויר.
חמצן גורם לתגובות חמצון שעלולות להוביל לירידה באיכות הריתוך, וליצירת נקבוביות ותכלילים. ניתן להגן ביעילות על הריתוך מפני זיהום חמצן על ידי אספקת גז מתאים, בדרך כלל גז אינרטי כמו ארגון, לאזור הריתוך.
2. בקרת חום
בחירת ואספקת גז יכולים לסייע בשליטה על הטמפרטורה של אזור הריתוך. על ידי התאמת קצב הזרימה וסוג הגז, ניתן להשפיע על קצב הקירור של אזור הריתוך. זה חשוב כדי לשלוט באזור המושפע מחום (HAZ) במהלך הריתוך ולהפחית עיוות תרמי.
3. איכות ריתוך משופרת
חלק מהגזים הנלווים, כגון חמצן או חנקן, יכולים לשפר את איכות וביצועי הריתוכים. לדוגמה, הוספת חמצן יכולה לשפר את חדירת הריתוך ולהגביר את מהירות הריתוך, ובמקביל להשפיע על צורת הריתוך ועומקו.
4. קירור גז
בריתוך לייזר, אזור הריתוך מושפע בדרך כלל מטמפרטורות גבוהות. שימוש במערכת קירור בגז יכול לסייע בשליטה על טמפרטורת אזור הריתוך ובמניעת התחממות יתר. זה חיוני להפחתת עומס תרמי באזור הריתוך ולשיפור איכות הריתוך.
ריתוך קרן לייזר אוטומטי
5. הגנה מפני גזים של מערכות אופטיות
קרן הלייזר ממוקדת באזור הריתוך באמצעות מערכת אופטית.
במהלך תהליך ההלחמה, החומר המותך והאירוסולים הנוצרים עלולים לזהם רכיבים אופטיים.
על ידי החדרת גזים לאזור הריתוך, הסיכון לזיהום מצטמצם ומשך החיים של המערכת האופטית מוארך.
1. גז מגן:
גזי מגן, המכונים לעיתים "גזים אינרטיים", ממלאים תפקיד חשוב בתהליך ריתוך בלייזר. תהליכי ריתוך בלייזר משתמשים לעתים קרובות בגזים אינרטיים כדי להגן על בריכת הריתוך. גזי המגן הנפוצים בריתוך בלייזר כוללים בעיקר ארגון וניאון. התכונות הפיזיקליות והכימיות שלהם שונות, ולכן גם השפעותיהם על הריתוך שונות.
גז מגן:אַרגוֹן
ארגון הוא אחד הגזים האינרטיים הנפוצים ביותר.
יש לו רמה גבוהה של יינון תחת פעולת הלייזר, שאינה תורמת לשליטה על היווצרות ענני פלזמה, אשר תהיה לה השפעה מסוימת על השימוש היעיל בלייזרים.
האופי האינרטי של ארגון מונע ממנו להשתתף בתהליך ההלחמה, ובמקביל הוא מפזר חום היטב, מה שעוזר לשלוט בטמפרטורה באזור ההלחמה.
גז מגן:נֵאוֹן
ניאון משמש לעתים קרובות כגז אינרטי, בדומה לארגון, ומשמש בעיקר להגנה על אזור הריתוך מפני חמצן ומזהמים אחרים בסביבה החיצונית.
חשוב לציין כי ניאון אינו מתאים לכל יישומי ריתוך לייזר.
הוא משמש בעיקר למשימות ריתוך מיוחדות, כגון ריתוך חומרים עבים יותר או כאשר נדרשים תפרי ריתוך עמוקים יותר.
2. גז עזר:
במהלך תהליך ריתוך בלייזר, בנוסף לגז המגן העיקרי, ניתן להשתמש גם בגזים נלווים כדי לשפר את ביצועי הריתוך ואיכותו. להלן מספר גזי עזר נפוצים המשמשים בריתוך בלייזר.
גז עזר:חַמצָן
חמצן משמש בדרך כלל כגז עזר וניתן להשתמש בו כדי להגביר את החום ואת עומק הריתוך במהלך הריתוך.
הוספת חמצן יכולה להגביר את מהירות הריתוך ואת החדירה, אך יש לשלוט בזהירות כדי למנוע עודף חמצן שיגרום לבעיות חמצון.
גז עזר:מימן/תערובת מימן
מימן משפר את איכות הריתוכים ומפחית היווצרות נקבוביות.
תערובות של ארגון ומימן משמשות ביישומים מיוחדים, כגון ריתוך פלדת אל-חלד. תכולת המימן בתערובת נעה בדרך כלל בין 2% ל-15%.
גז מגן:חַנקָן
חנקן משמש לעתים קרובות גם כגז עזר בריתוך לייזר.
אנרגיית היינון של חנקן היא בינונית, גבוהה יותר מארגון ונמוכה יותר ממימן.
דרגת היינון נקבעת בדרך כלל תחת פעולת לייזר. היא יכולה להפחית טוב יותר את היווצרות ענני הפלזמה, לספק ריתוכים באיכות גבוהה יותר ומראה גבוהים יותר, ולהפחית את השפעת החמצן על הריתוכים.
ניתן להשתמש בחנקן גם כדי לשלוט על הטמפרטורה של אזור הריתוך ולהפחית היווצרות בועות ונקבוביות.
גז מגן:הֶלִיוּם
הליום משמש בדרך כלל לריתוך לייזר בעוצמה גבוהה מכיוון שיש לו מוליכות תרמית נמוכה והוא אינו מיונן בקלות, מה שמאפשר ללייזר לעבור בצורה חלקה ולאנרגיית הקרן להגיע לפני השטח של חומר העבודה ללא כל מכשולים.
תורם לריתוך בהספק גבוה יותר. ניתן להשתמש בהליום גם לשיפור איכות הריתוך ולשליטה בטמפרטורות הריתוך. זהו גז המגן היעיל ביותר המשמש בריתוך לייזר, אך הוא יקר יחסית.
3. גז קירור:
גז קירור משמש לעתים קרובות במהלך ריתוך בלייזר כדי לשלוט בטמפרטורת אזור הריתוך, למנוע התחממות יתר ולשמור על איכות הריתוך. להלן מספר גזי קירור נפוצים:
גז קירור/מדיום:מַיִם
מים הם אמצעי קירור נפוץ המשמש לעתים קרובות לקירור גנרטורים של לייזר ומערכות אופטיות לריתוך לייזר.
מערכות קירור מים יכולות לסייע בשמירה על טמפרטורה יציבה של מחולל הלייזר והרכיבים האופטיים כדי להבטיח יציבות וביצועים של קרן הלייזר.
גז קירור/מדיום:גזים אטמוספריים
בתהליכי ריתוך לייזר מסוימים, ניתן להשתמש בגזים אטמוספריים לקירור.
לדוגמה, במערכת האופטית של מחולל לייזר, גז האטמוספירה שמסביב יכול לספק אפקט קירור.
גז קירור/מדיום:גזים אינרטיים
גזים אינרטיים כמו ארגון וחנקן יכולים לשמש גם כגזי קירור.
יש להם מוליכות תרמית נמוכה יותר וניתן להשתמש בהם כדי לשלוט בטמפרטורת אזור הריתוך ולהפחית את האזור המושפע מחום (HAZ).
גז קירור/מדיום:חנקן נוזלי
חנקן נוזלי הוא מדיום קירור בטמפרטורה נמוכה במיוחד שניתן להשתמש בו לריתוך לייזר בעוצמה גבוהה במיוחד.
הוא מספק אפקט קירור יעיל מאוד ומבטיח בקרת טמפרטורה באזור הריתוך.
4. גז מעורב:
תערובות גז משמשות בדרך כלל בריתוך כדי לייעל היבטים שונים של התהליך, כגון מהירות ריתוך, עומק חדירה ויציבות קשת הריתוך. ישנם שני סוגים עיקריים של תערובות גז: תערובות בינאריות וטרנריות.
תערובות גז בינאריות:ארגון + חמצן
הוספת כמות קטנה של חמצן לארגון משפרת את יציבות הקשת, משפרת את בריכת הריתוך ומגבירה את מהירות הריתוך. תערובת זו משמשת בדרך כלל לריתוך פלדת פחמן, פלדה סגסוגת נמוכה ופלדת אל-חלד.
תערובות גז בינאריות:ארגון + פחמן דו-חמצני
הוספת CO₂ לארגון מגבירה את חוזק הריתוך ואת עמידות הקורוזיה תוך הפחתת התזות. תערובת זו משמשת לעתים קרובות לריתוך פלדת פחמן ופלדת אל-חלד.
תערובות גז בינאריות:ארגון + מימן
מימן מגביר את טמפרטורת הקשת, משפר את מהירות הריתוך ומפחית פגמי ריתוך. הוא שימושי במיוחד לריתוך סגסוגות מבוססות ניקל ופלדת אל-חלד.
תערובות גזים טרנריות:ארגון + חמצן + פחמן דו-חמצני
תערובת זו משלבת את היתרונות של תערובות ארגון-חמצן וארגון-CO₂. היא מפחיתה התזות, משפרת את נזילות בריכת הריתוך ומשפרת את איכות הריתוך. היא נמצאת בשימוש נרחב לריתוך בעוביים שונים של פלדת פחמן, פלדה סגסוגת נמוכה ופלדת אל-חלד.
תערובות גזים טרנריות:ארגון + הליום + פחמן דו-חמצני
תערובת זו מסייעת בשיפור יציבות קשת הריתוך, מגבירה את טמפרטורת בריכת הריתוך ומשפרת את מהירות הריתוך. היא משמשת בריתוך קשת קצר חשמלי וביישומים של ריתוך כבד, ומציעה שליטה טובה יותר על חמצון.
בחירת גז ביישומים שונים
ריתוך לייזר ידני
ביישומים שונים של ריתוך בלייזר, בחירת הגז המתאים היא קריטית, מכיוון ששילובי גז שונים יכולים לייצר איכות ריתוך, מהירות ויעילות שונות. הנה כמה הנחיות שיעזרו לכם לבחור את הגז המתאים ליישום הספציפי שלכם:
סוג חומר ריתוך:
נירוסטהבדרך כלל משתמשארגון או תערובת של ארגון/מימן.
אלומיניום וסגסוגות אלומיניוםמשתמשים לעתים קרובותארגון טהור.
סגסוגות טיטניוםמשתמשים לעתים קרובותחַנקָן.
פלדות עתירות פחמןמשתמשים לעתים קרובותחמצן כגז עזר.
מהירות ריתוך וחדירה:
אם נדרשת מהירות ריתוך גבוהה יותר או חדירת ריתוך עמוקה יותר, ניתן להתאים את שילוב הגזים. הוספת חמצן משפרת לעיתים קרובות את המהירות והחדירה, אך יש לשלוט בזהירות כדי למנוע בעיות חמצון.
בקרת אזור מושפע חום (HAZ):
בהתאם לחומר המנוקה, ייתכן שייווצר במהלך תהליך הניקוי פסולת מסוכנת הדורשת הליכי טיפול מיוחדים. דבר זה יכול להוסיף לעלות הכוללת של תהליך ניקוי הלייזר.
איכות ריתוך:
שילובי גזים מסוימים יכולים לשפר את איכותם ומראהם של ריתוכים. לדוגמה, חנקן יכול לספק מראה ואיכות פני שטח טובים יותר.
בקרת נקבוביות ובועות:
עבור יישומים הדורשים ריתוכים באיכות גבוהה מאוד, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להיווצרות נקבוביות ובועות. בחירת גז נכונה יכולה להפחית את הסיכון לפגמים אלה.
שיקולי ציוד ועלויות:
בחירת הגז מושפעת גם מסוג הציוד ועלותו. גזים מסוימים עשויים לדרוש מערכות אספקה מיוחדות או עלויות גבוהות יותר.
עבור יישומים ספציפיים, מומלץ לעבוד עם מהנדס ריתוך או יצרן מקצועי של ציוד ריתוך לייזר כדי לקבל ייעוץ מקצועי ולמטב את תהליך הריתוך.
בדרך כלל נדרשים ניסויים ואופטימיזציה לפני בחירת שילוב הגזים הסופי.
בהתאם ליישום הספציפי, ניתן לנסות שילובי גזים ופרמטרים שונים כדי למצוא את תנאי הריתוך האופטימליים.
דברים שצריך לדעת על: ריתוך לייזר ידני
מכונת ריתוך לייזר מומלצת
כדי לייעל את משימות עיבוד המתכת ועיבוד החומרים שלך, בחירת הציוד הנכון היא חיונית. MimoWork Laser ממליצה עלמכונת ריתוך לייזר ידניתלחיבור מתכת מדויק ויעיל.
קיבולת והספק גבוהים עבור יישומי ריתוך שונים
מכונת ריתוך לייזר ידנית 2000W מאופיינת בגודל מכונה קטן אך באיכות ריתוך נוצצת.
מקור לייזר סיב יציב וכבל סיב מחובר מספקים אספקת קרן לייזר בטוחה ויציבה.
עם העוצמה הגבוהה, חור המנעול של ריתוך הלייזר ניתן לשלמות ומאפשר חיבור ריתוך יציב יותר אפילו עבור מתכת עבה.
עם מראה קומפקטי וקטן, מכונת רתכת הלייזר הניידת מצוידת באקדח רתכת לייזר ידני נייד, קל משקל ונוח ליישומי ריתוך רב-לייזרי בכל זווית ומשטח.
סוגים שונים אופציונליים של פיות ריתוך לייזר ומערכות הזנת חוטים אוטומטיות הופכות את פעולת ריתוך הלייזר לקלה יותר וזה ידידותי למתחילים.
ריתוך לייזר במהירות גבוהה מגביר מאוד את יעילות הייצור והתפוקה שלך, תוך מתן אפקט ריתוך לייזר מעולה.
לְסַכֵּם
בקיצור, ריתוך בלייזר דורש שימוש בגז כדי להגן על אזורי הריתוך, לשלוט בטמפרטורה, לשפר את איכות הריתוך ולהגן על מערכות אופטיות. בחירת סוגי גז ופרמטרי אספקה מתאימים היא גורם חשוב בהבטחת תהליך ריתוך לייזר יעיל ויציב ולהשגת תוצאות ריתוך באיכות גבוהה. חומרים ויישומים שונים עשויים לדרוש סוגים שונים ופרופורציות מעורבות כדי לעמוד בדרישות ריתוך ספציפיות.
פנו אלינו עוד היוםלמידע נוסף על חותכי הלייזר שלנו וכיצד הם יכולים לייעל את תהליך ייצור החיתוך שלכם.
קישורים קשורים
יש לכם רעיונות לגבי מכונות ריתוך בלייזר?
זמן פרסום: 13 בינואר 2025