レーザー溶接に最適なガス混合物を選択する方法は？
タイプ、利点、およびアプリケーション
導入：
飛び込む前に知っておくべき重要なこと
レーザー溶接は、レーザービームを使用してワークピースの材料を溶かし、冷却後に溶接を形成する高精度溶接法です。レーザー溶接では、ガスが重要な役割を果たします。
保護ガスは、溶接継ぎ目の形成、溶接継ぎの品質、溶接縫い目の浸透、浸透幅に影響を与えるだけでなく、レーザー溶接の品質と効率に直接影響します。
レーザー溶接にはどのガスが必要ですか？この記事では、詳細な見方をしますレーザー溶接ガスの重要性、使用したガス、そして彼らが何をするか。
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レーザー溶接にガスが必要なのはなぜですか？
レーザービーム溶接
レーザー溶接プロセス中、高エネルギー密度レーザービームは、ワークピースの溶接エリアに焦点を合わせています。
ワークピースの表面材料の瞬間的な融解を引き起こします。
溶接部を保護するために、レーザー溶接中にガスが必要です。
温度を制御し、溶接の品質を改善し、光学システムを保護します。
適切なガスタイプと供給パラメーターを選択することは、効率的なものを確保する上で重要な要素です。
安定したレーザー溶接プロセスと高品質の溶接結果の取得。
1。溶接領域の保護
レーザー溶接プロセス中、溶接領域は外部環境にさらされ、空気中の酸素や他のガスの影響を容易に受けやすくなります。
酸素は、溶接品質の低下と、毛穴と包含物の作成につながる可能性のある酸化反応を引き起こします。溶接は、通常、アルゴンなどの不活性ガスである適切なガスを溶接領域に供給することにより、酸素汚染から効果的に保護できます。
2。熱制御
ガスの選択と供給は、溶接領域の温度を制御するのに役立ちます。流量とガスの種類を調整することにより、溶接領域の冷却速度が影響を受ける可能性があります。これは、溶接中に熱に影響を受けたゾーン（HAZ）を制御し、熱歪みを減らすために重要です。
3。溶接品質の改善
酸素や窒素などの一部の補助ガスは、溶接の品質と性能を向上させることができます。たとえば、酸素を追加すると、溶接の浸透が改善され、溶接速度が向上し、溶接の形状と深さにも影響します。
4。ガス冷却
レーザー溶接では、溶接領域は通常、高温の影響を受けます。ガス冷却システムを使用すると、溶接領域の温度を制御し、過熱を防ぐことができます。これは、溶接エリアの熱応力を軽減し、溶接品質を向上させるために不可欠です。
自動レーザービーム溶接
5。光学システムのガス保護
レーザービームは、光学システムを介して溶接エリアに焦点を合わせています。
はんだ付けプロセス中、生成された溶融物質とエアロゾルは、光学成分を汚染する可能性があります。
ガスを溶接領域に導入することにより、汚染のリスクが低下し、光学システムの寿命が延びます。
1。保護ガス:
「不活性ガス」と呼ばれることもあるシールドガスは、レーザー溶接プロセスにおいて重要な役割を果たします。レーザー溶接プロセスは、多くの場合、溶接プールを保護するために不活性ガスを使用します。レーザー溶接で一般的に使用される保護ガスには、主にアルゴンとネオンが含まれます。それらの物理的および化学的特性は異なるため、溶接への影響も異なります。
保護ガス：アルゴン
アルゴンは、最も一般的に使用される不活性ガスの1つです。
レーザーの作用の下で高度なイオン化を持っていますが、これはプラズマ雲の形成を制御するのに役立ちません。これは、レーザーの効果的な使用に特定の影響を与えます。
Argonの不活性性は、はんだ付けプロセスからそれを締め出しますが、それはまた熱を放散し、はんだ付けエリアの温度を制御するのに役立ちます。
保護ガス：ネオン
ネオンは、アルゴンに似た不活性ガスとしてよく使用され、主に外部環境の酸素や他の汚染物質から溶接領域を保護するために使用されます。
Neonはすべてのレーザー溶接アプリケーションに適していないことに注意することが重要です。
これは、主に、より厚い材料の溶接や、より深い溶接縫い目が必要な場合など、いくつかの特別な溶接タスクに使用されます。
2。補助ガス:
レーザー溶接プロセス中に、主な保護ガスに加えて、補助ガスを使用して溶接性能と品質を向上させることもできます。以下は、レーザー溶接で使用される一般的な補助ガスです。
補助ガス：酸素
酸素は一般的にアシストガスとして使用され、溶接中の熱と溶接の深さを増加させるために使用できます。
酸素を追加すると、溶接速度と浸透が増加する可能性がありますが、酸化の問題を引き起こす過剰な酸素を避けるために慎重に制御する必要があります。
補助ガス：水素/水素混合物
水素は溶接の品質を改善し、多孔性の形成を減らします。
アルゴンと水素の混合物は、溶接ステンレス鋼などの一部の特別な用途で使用されます。混合物の水素含有量は通常、2％から15％の範囲です。
保護ガス：窒素
窒素は、レーザー溶接の補助ガスとしてもよく使用されます。
窒素のイオン化エネルギーは中程度で、アルゴンよりも高く、水素よりも低いです。
イオン化度は一般にレーザーの作用中です。プラズマ雲の形成をよりよく減らし、高品質の溶接と外観を提供し、溶接に及ぼす酸素の影響を減らすことができます。
窒素を使用して、溶接領域の温度を制御し、泡や毛穴の形成を減らすこともできます。
保護ガス：ヘリウム
ヘリウムは通常、熱伝導率が低く、簡単にイオン化されないため、高出力レーザー溶接に使用され、レーザーがスムーズに通過し、ビームエネルギーが障害物なしでワークピース表面に到達することができます。
高電力溶接を助長します。ヘリウムは、溶接の品質と制御溶接温度を改善するためにも使用できます。これは、レーザー溶接で使用される最も効果的なシールドガスですが、比較的高価です。
3。冷却ガス:
冷却ガスは、レーザー溶接中によく使用され、溶接領域の温度を制御し、過熱を防ぎ、溶接品質を維持します。以下は、一般的に使用される冷却ガスです。
冷却ガス/媒体：水
水は、レーザー発電機とレーザー溶接光システムを冷却するためによく使用される一般的な冷却媒体です。
水冷システムは、レーザー発電機と光学成分の安定した温度を維持し、レーザービームの安定性と性能を確保するのに役立ちます。
冷却ガス/媒体：大気ガス
一部のレーザー溶接プロセスでは、周囲の大気ガスを冷却に使用できます。
たとえば、レーザージェネレーターの光学システムでは、周囲の大気ガスが冷却効果を提供できます。
冷却ガス/媒体：不活性ガス
アルゴンや窒素などの不活性ガスも冷却ガスとして使用できます。
それらは熱伝導率が低く、溶接領域の温度を制御し、熱に影響を受けるゾーン（HAZ）を減らすために使用できます。
冷却ガス/媒体：液体窒素
液体窒素は非常に低温冷却媒体で、非常に高出力レーザー溶接に使用できます。
非常に効果的な冷却効果を提供し、溶接領域の温度制御を保証します。
4。混合ガス:
ガス混合物は、溶接速度、浸透深度、アーク安定性など、プロセスのさまざまな側面を最適化するために溶接に一般的に使用されています。ガス混合物には、バイナリと三元混合の2つのタイプがあります。
バイナリガス混合物：アルゴン +酸素
アルゴンに少量の酸素を追加すると、アークの安定性が向上し、溶接プールが改良され、溶接速度が向上します。この混合物は、一般に炭素鋼、低合金鋼、およびステンレス鋼の溶接に使用されます。
バイナリガス混合物：アルゴン +二酸化炭素
ArgonにCo₂を添加すると、溶接強度と耐食性が増加し、スパッタが減少します。この混合物は、炭素鋼とステンレス鋼の溶接によく使用されます。
バイナリガス混合物：アルゴン +水素
水素はアーク温度を上昇させ、溶接速度を向上させ、溶接欠陥を減らします。ニッケルベースの合金とステンレス鋼の溶接に特に役立ちます。
三元ガス混合物：アルゴン +酸素 +二酸化炭素
この混合物は、アルゴンオキシゲンとアルゴン-Co₂混合物の両方の利点を組み合わせています。スパッタを減らし、溶接プールの流動性を改善し、溶接品質を向上させます。炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼のさまざまな厚さを溶接するために広く使用されています。
三元ガス混合物：アルゴン +ヘリウム +二酸化炭素
この混合物は、アークの安定性を改善し、溶接プール温度を上げ、溶接速度を向上させるのに役立ちます。これは、短絡アーク溶接と重い溶接アプリケーションで使用され、酸化をより適切に制御できます。
さまざまな用途でのガス選択
ハンドヘルドレーザー溶接
レーザー溶接のさまざまなアプリケーションでは、異なるガスの組み合わせが異なる溶接品質、速度、効率を生成する可能性があるため、適切なガスを選択することが重要です。特定のアプリケーションに適したガスを選択するのに役立ついくつかのガイドラインを次に示します。
溶接材料の種類：
ステンレス鋼通常、使用しますアルゴンまたはアルゴン/水素混合物。
アルミニウムおよびアルミニウム合金よく使用します純粋なアルゴン。
チタン合金よく使用します窒素。
高炭素鋼よく使用します補助ガスとしての酸素。
溶接速度と追跡：
より高い溶接速度またはより深い溶接貫通が必要な場合、ガスの組み合わせを調整できます。酸素を追加すると、速度と浸透が改善されることがよくありますが、酸化の問題を避けるために慎重に制御する必要があります。
罹患ゾーンの制御（HAZ）：
洗浄されている材料に応じて、洗浄プロセス中に特別な取り扱い手順を必要とする有害廃棄物が生成される場合があります。これにより、レーザークリーニングプロセスの全体的なコストが追加されます。
溶接品質：
いくつかのガスの組み合わせは、溶接の品質と外観を改善することができます。たとえば、窒素はより良い外観と表面の品質を提供できます。
孔とバブルコントロール：
非常に高品質の溶接を必要とするアプリケーションの場合、毛穴と泡の形成に特別な注意を払う必要があります。適切なガス選択は、これらの欠陥のリスクを減らすことができます。
機器とコストに関する考慮事項：
ガス選択は、機器の種類とコストの影響も受けます。一部のガスには、特別な供給システムまたはより高いコストが必要になる場合があります。
特定のアプリケーションについては、専門的なアドバイスを得て溶接プロセスを最適化するために、溶接エンジニアまたは専門的なレーザー溶接機器メーカーと協力することをお勧めします。
通常、最終的なガスの組み合わせが選択される前に、いくつかの実験と最適化が必要です。
特定のアプリケーションに応じて、異なるガスの組み合わせとパラメーターを試して、最適な溶接条件を見つけることができます。
知っておくべきこと：ハンドヘルドレーザー溶接
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金属加工および材料処理タスクを最適化するには、適切な機器を選択することが不可欠です。 Mimowork Laserがお勧めしますハンドヘルドレーザー溶接機正確で効率的な金属結合のため。
さまざまな溶接アプリケーションの大容量とワット数
2000Wハンドヘルドレーザー溶接機は、マシンのサイズが小さいが、輝く溶接品質が特徴です。
安定したファイバーレーザーソースと接続されたファイバーケーブルは、安全で安定したレーザービーム送達を提供します。
高出力では、レーザー溶接キーホールは完璧であり、厚い金属でも溶接ジョイントを硬くすることができます。
コンパクトで小さな機械の外観を備えたポータブルレーザー溶接機には、任意の角度および表面でのマルチレーザー溶接アプリケーションに便利で便利な可動式ハンドヘルドレーザー溶接ガンが装備されています。
オプションのさまざまな種類のレーザー溶接機ノズルと自動ワイヤー給餌システムにより、レーザー溶接操作が容易になり、初心者にとってはフレンドリーです。
高速レーザー溶接は、優れたレーザー溶接効果を可能にしながら、生産効率と出力を大幅に向上させます。
要約します
要するに、レーザー溶接はガスを使用して溶接領域を保護し、温度を制御し、溶接品質を改善し、光学システムを保護する必要があります。適切なガスタイプと供給パラメーターを選択することは、効率的で安定したレーザー溶接プロセスを確保し、高品質の溶接結果を得るための重要な要素です。さまざまな材料とアプリケーションが、特定の溶接要件を満たすために、さまざまな種類と混合比率が必要になる場合があります。
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投稿時間：1月13日 - 2025年