レーザー溶接における保護ガスの影響
ハンドヘルドレーザー溶接機
章の内容：
▶正しいシールドガスはあなたのために何を得ることができますか？
▶さまざまな種類の保護ガス
▶保護ガスを使用する2つの方法
▶適切な保護ガスを選択する方法は？
ハンドヘルドレーザー溶接
適切なシールドガスのプラスの効果
レーザー溶接では、保護ガスの選択は、溶接継ぎ目の形成、品質、深さ、幅に大きな影響を与える可能性があります。大多数の場合、保護ガスの導入は溶接継ぎ目にプラスの効果があります。ただし、悪影響も発生する可能性があります。正しい保護ガスを使用することのプラスの効果は次のとおりです。
1.溶接プールの効果的な保護
保護ガスの適切な導入は、溶接プールを酸化から効果的に保護したり、酸化を完全に防ぐことさえできます。
2。飛び散りの削減
保護ガスを正しく導入すると、溶接プロセス中に飛び散りが効果的に減少する可能性があります。
3。溶接継ぎ目の均一な形成
保護ガスの適切な導入は、固化中に溶接プールの均等な拡散を促進し、均一で審美的に心地よい溶接継ぎ目をもたらします。
4。レーザー利用の増加
保護ガスを正しく導入すると、レーザー上の金属蒸気プルームまたはプラズマ雲のシールド効果を効果的に減らすことができ、それによりレーザーの効率が向上します。
5。溶接気孔率の減少
保護ガスを正しく導入すると、溶接縫い目のガス細孔の形成を効果的に最小限に抑えることができます。適切なガスタイプ、流量、および導入方法を選択することにより、理想的な結果を達成できます。
しかし、
保護ガスの不適切な使用は、溶接に有害な影響を与える可能性があります。悪影響には次のものがあります。
1.溶接継ぎ目の劣化
保護ガスの不適切な導入により、溶接継ぎ目の品質が低下する可能性があります。
2。亀裂と機械的特性の削減
間違ったガスタイプを選択すると、溶接継ぎ目の亀裂が発生し、機械的性能が低下します。
3。酸化または干渉の増加
間違ったガス流量を選択すると、高すぎるか低すぎても、溶接継ぎ目の酸化が増加する可能性があります。また、溶融金属の重度の乱れを引き起こし、溶接継ぎの崩壊または不均一な形成をもたらす可能性があります。
4.不十分な保護またはマイナスの影響
間違ったガス導入方法を選択すると、溶接継ぎ目の保護が不十分になる場合や、溶接継ぎの形成に悪影響を与える可能性があります。
5。溶接の深さへの影響
保護ガスの導入は、特に溶接の深さを減らす傾向がある薄いプレート溶接において、溶接の深さに特定の影響を与える可能性があります。
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保護ガスの種類
レーザー溶接で一般的に使用される保護ガスは、窒素（N2）、アルゴン（AR）、およびヘリウム（HE）です。これらのガスは異なる物理的および化学的特性を持ち、溶接継ぎ目にさまざまな影響を与えます。
1。窒素（N2）
N2には中程度のイオン化エネルギーがあり、ARよりも高く、HEよりも低くなっています。レーザーの作用の下で、それは中程度の程度にイオン化し、プラズマ雲の形成を効果的に削減し、レーザーの利用を増加させます。しかし、窒素は、特定の温度でアルミニウム合金や炭素鋼と化学的に反応し、窒化物を形成することができます。これにより、脆性性が高まり、溶接継ぎ目の靭性が低下し、その機械的特性に悪影響を及ぼします。したがって、アルミニウム合金と炭素鋼溶接の保護ガスとしての窒素の使用は推奨されません。一方、窒素はステンレス鋼と反応し、溶接関節の強度を高めるニトリドを形成します。したがって、窒素は、ステンレス鋼の溶接用の保護ガスとして使用できます。
2。アルゴンガス（AR）
Argon Gasは比較的低いイオン化エネルギーを持っているため、レーザー作用下でのイオン化の程度が高くなります。これは、プラズマ雲の形成を制御するのに不利であり、レーザーの効果的な利用に特定の影響を与える可能性があります。しかし、アルゴンは反応性が非常に低く、一般的な金属との化学反応を起こすことはほとんどありません。さらに、Argonは費用対効果が高いです。さらに、その高密度のため、アルゴンは溶接プールの上に沈み、溶接プールのより良い保護を提供します。したがって、従来のシールドガスとして使用できます。
3。ヘリウムガス（彼）
ヘリウムガスはイオン化エネルギーが最も高く、レーザー作用下で非常に低いイオン化をもたらします。これにより、プラズマ雲の形成をより適切に制御でき、レーザーは金属と効果的に相互作用できます。さらに、ヘリウムは反応性が非常に低く、金属との化学反応を容易に受けていないため、溶接シールドに優れたガスになります。ただし、ヘリウムのコストは高いため、一般的に製品の大量生産には使用されません。一般に、科学研究や価値の高い製品に採用されています。
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シールドガスを導入する方法
現在、図1と図2に示すように、シールドガスを導入するための2つの主要な方法があります。それぞれ図1と図2に示すように。
図1：軸外サイド吹きシールドガス
図2：同軸シールドガス
2つの吹く方法の選択は、さまざまな考慮事項に依存します。一般に、ガスをシールドするために軸外サイド吹き方式を使用することをお勧めします。
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シールドガスを導入する方法を選択するための原則
第一に、溶接の「酸化」という用語が口語的な表現であることを明確にすることが重要です。理論的には、酸素、窒素、水素など、溶接金属と空気中の有害な成分との間の化学反応による溶接品質の劣化を指します。
溶接酸化の防止には、これらの有害な成分と高温溶接金属間の接触を減らすか回避することが含まれます。この高温状態には、溶融溶接プールの金属だけでなく、溶接金属が溶けてからプールが固化し、その温度が特定のしきい値を下回るまで溶接金属が溶けてから全体が含まれます。
たとえば、チタン合金の溶接では、温度が300°Cを超えると、急速な水素吸収が発生します。 450°Cを超えると、急速な酸素吸収が発生します。 600°Cを超えると、急速な窒素吸収が発生します。したがって、酸化を防ぐために、固化し、その温度が300°Cを下回り、その温度が低下するときに、チタン合金溶接に効果的な保護が必要です。上記の説明に基づいて、シールドガスの吹き飛ばしは、適切な時期に溶接プールだけでなく、溶接の統合された領域にも保護を提供する必要があることは明らかです。したがって、図1に示す軸外サイド吹き方式は、特に溶接の正確な統合領域では、図2に示す同軸シールド法と比較して、より広い範囲の保護を提供するため、一般的に好まれます。ただし、特定の製品の場合、メソッドの選択は、製品構造とジョイント構成に基づいて作成する必要があります。
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シールドガスを導入する方法の特定の選択
1。直線溶接
図3に示すように、製品の溶接形状がまっすぐで、ジョイント構成にバットジョイント、ラップジョイント、フィレット溶接、またはスタック溶接が含まれている場合、このタイプの製品に優先される方法は、に示されている軸外サイドブローイング方法です。図1。
図3：直線溶接
2。平面囲まれたジオメトリ溶接
図4に示すように、このタイプの製品の溶接には、円形、多角形、またはマルチセグメントのライン形状など、閉じた平面形状があります。ジョイント構成には、バットジョイント、ラップジョイント、またはスタック溶接が含まれます。このタイプの製品の場合、好ましい方法は、図2に示す同軸シールドガスを使用することです。
図4：平面囲まれたジオメトリ溶接
平面の囲まれた幾何学溶接のシールドガスの選択は、溶接生産の品質、効率、コストに直接影響します。ただし、溶接材料の多様性により、溶接ガスの選択は実際の溶接プロセスで複雑です。溶接材料、溶接方法、溶接位置、および望ましい溶接結果を包括的に考慮する必要があります。最も適切な溶接ガスの選択は、溶接テストを通じて決定することができ、最適な溶接結果を実現します。
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投稿時間：5月19-2023