ლაზერული შედუღება ძირითადად მიზნად ისახავს თხელკედლიანი მასალებისა და ზუსტი ნაწილების შედუღების ეფექტურობისა და ხარისხის გაუმჯობესებას. დღეს ჩვენ არ ვაპირებთ ლაზერული შედუღების უპირატესობებზე საუბარს, არამედ ყურადღებას გავამახვილებთ იმაზე, თუ როგორ გამოვიყენოთ დამცავი აირების სწორად გამოყენება ლაზერული შედუღებისთვის.
რატომ გამოვიყენოთ დამცავი გაზი ლაზერული შედუღებისთვის?
ლაზერული შედუღების დროს დამცავი გაზი გავლენას ახდენს შედუღების ფორმირებაზე, ხარისხზე, შედუღების სიღრმესა და სიგანეზე. უმეტეს შემთხვევაში, დამხმარე გაზის შებერვას დადებითი გავლენა ექნება შედუღებაზე, მაგრამ მას ასევე შეიძლება უარყოფითი შედეგები მოჰყვეს.
როდესაც სწორად უბერავთ დამცავ გაზს, ეს დაგეხმარებათ:
✦ეფექტურად დაიცავით შედუღების აუზი დაჟანგვის შესამცირებლად ან თუნდაც თავიდან ასაცილებლად
✦ეფექტურად ამცირებს შედუღების პროცესში წარმოქმნილ შხეფებს
✦ეფექტურად ამცირებს შედუღების ფორებს
✦გამყარებისას შედუღებული ნაკერის თანაბრად განაწილების უზრუნველყოფა, რათა შედუღებულ ნაკერს სუფთა და გლუვი კიდე ჰქონდეს.
✦ლითონის ორთქლის ნამსხვრევების ან პლაზმური ღრუბლის ლაზერზე დამცავი ეფექტი ეფექტურად მცირდება და იზრდება ლაზერის ეფექტური გამოყენების მაჩვენებელი.
სანამდამცავი გაზის ტიპი, გაზის ნაკადის სიჩქარე და აფეთქების რეჟიმის შერჩევათუ სწორია, შეგიძლიათ მიიღოთ შედუღების იდეალური ეფექტი. თუმცა, დამცავი აირის არასწორმა გამოყენებამ ასევე შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს შედუღებაზე. დამცავი აირის არასწორი ტიპის გამოყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს შედუღების ჭრიალი ან შეამციროს შედუღების მექანიკური თვისებები. გაზის ძალიან მაღალმა ან ძალიან დაბალმა ნაკადის სიჩქარემ შეიძლება გამოიწვიოს შედუღების უფრო სერიოზული დაჟანგვა და შედუღების აუზში ლითონის მასალის სერიოზული გარე ჩარევა, რაც გამოიწვევს შედუღების ჩაშლას ან არათანაბარ ფორმირებას.
დამცავი გაზის სახეები
ლაზერული შედუღების ხშირად გამოყენებული დამცავი აირები ძირითადად N2, Ar და He-ია. მათი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები განსხვავებულია, ამიტომ მათი გავლენა შედუღებულ ნაწილებზეც განსხვავებულია.
აზოტი (N2)
N2-ის იონიზაციის ენერგია საშუალოა, უფრო მაღალია, ვიდრე Ar-ის და უფრო დაბალია, ვიდრე He-ის. ლაზერის გამოსხივების ქვეშ, N2-ის იონიზაციის ხარისხი თანაბარ დონეზე რჩება, რაც უკეთ ამცირებს პლაზმური ღრუბლის წარმოქმნას და ზრდის ლაზერის ეფექტური გამოყენების სიჩქარეს. აზოტს შეუძლია რეაქციაში შევიდეს ალუმინის შენადნობთან და ნახშირბადოვან ფოლადთან გარკვეულ ტემპერატურაზე ნიტრიდების წარმოქმნით, რაც აუმჯობესებს შედუღების სიმყიფეს და ამცირებს სიმტკიცეს, ასევე უარყოფითად მოქმედებს შედუღებული შეერთებების მექანიკურ თვისებებზე. ამიტომ, არ არის რეკომენდებული აზოტის გამოყენება ალუმინის შენადნობისა და ნახშირბადოვანი ფოლადის შედუღებისას.
თუმცა, აზოტის მიერ წარმოქმნილ აზოტსა და უჟანგავ ფოლადს შორის ქიმიურმა რეაქციამ შეიძლება გააუმჯობესოს შედუღებული შეერთების სიმტკიცე, რაც სასარგებლო იქნება შედუღების მექანიკური თვისებების გასაუმჯობესებლად, ამიტომ უჟანგავი ფოლადის შედუღებისას შესაძლებელია აზოტის გამოყენება, როგორც დამცავი აირი.
არგონი (Ar)
არგონის იონიზაციის ენერგია შედარებით დაბალია და ლაზერის ზემოქმედებით მისი იონიზაციის ხარისხი უფრო მაღალი გახდება. ამ შემთხვევაში, არგონი, როგორც დამცავი აირი, ვერ შეძლებს პლაზმური ღრუბლების წარმოქმნის ეფექტურად კონტროლს, რაც შეამცირებს ლაზერული შედუღების ეფექტური გამოყენების მაჩვენებელს. ჩნდება კითხვა: არგონი ცუდი კანდიდატია შედუღების დროს დამცავი აირის სახით გამოსაყენებლად? პასუხია არა. ინერტული აირის სახით არგონის რეაქციაში შეყვანა ძნელია ლითონების უმეტესობასთან, ხოლო Ar-ის გამოყენება იაფია. გარდა ამისა, Ar-ის სიმკვრივე დიდია, რაც ხელს შეუწყობს შედუღების გამდნარი აუზის ზედაპირზე ჩაძირვას და უკეთ დაიცავს შედუღების აუზს, ამიტომ არგონის გამოყენება შესაძლებელია როგორც ჩვეულებრივი დამცავი აირი.
ჰელიუმი (He)
არგონისგან განსხვავებით, ჰელიუმს აქვს შედარებით მაღალი იონიზაციის ენერგია, რომელსაც შეუძლია პლაზმური ღრუბლების წარმოქმნის მარტივად კონტროლი. ამავდროულად, ჰელიუმი არ რეაგირებს არცერთ ლითონთან. ის ნამდვილად კარგი არჩევანია ლაზერული შედუღებისთვის. ერთადერთი პრობლემა ის არის, რომ ჰელიუმი შედარებით ძვირია. მასობრივი წარმოების ლითონის პროდუქტების მწარმოებლებისთვის, ჰელიუმი უზარმაზარ თანხას დაამატებს წარმოების ღირებულებას. ამრიგად, ჰელიუმი ზოგადად გამოიყენება სამეცნიერო კვლევაში ან ძალიან მაღალი დამატებული ღირებულების მქონე პროდუქტებში.
როგორ გავბეროთ დამცავი გაზი?
პირველ რიგში, უნდა გაირკვეს, რომ შედუღების ე.წ. „დაჟანგვა“ მხოლოდ გავრცელებული სახელწოდებაა, რომელიც თეორიულად ეხება შედუღებულსა და ჰაერში არსებულ მავნე კომპონენტებს შორის ქიმიურ რეაქციას, რაც იწვევს შედუღების დაზიანებას. ჩვეულებრივ, შედუღებული ლითონი გარკვეულ ტემპერატურაზე რეაგირებს ჰაერში არსებულ ჟანგბადთან, აზოტთან და წყალბადთან.
შედუღებული ნაწილის „დაჟანგვის“ თავიდან ასაცილებლად საჭიროა ასეთ მავნე კომპონენტებსა და შედუღებულ ლითონს შორის კონტაქტის შემცირება ან თავიდან აცილება მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშ, რაც არა მხოლოდ გამდნარ აუზის ლითონშია, არამედ მთელ პერიოდს მოიცავს შედუღებული ლითონის დნობიდან გამდნარი აუზის ლითონის გამყარებამდე და მისი ტემპერატურის გარკვეულ ტემპერატურამდე დაცემამდე.
დამცავი გაზის აფეთქების ორი ძირითადი გზა
▶ერთ-ერთი მათგანი გვერდით ღერძზე დამცავი გაზის აფეთქებას ახდენს, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 1-ზე.
▶მეორე არის კოაქსიალური აფეთქების მეთოდი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.
სურათი 1.
სურათი 2.
ორი შებერვის მეთოდის კონკრეტული არჩევანი მრავალი ასპექტის ყოვლისმომცველი გათვალისწინებაა. ზოგადად, რეკომენდებულია გვერდითი შებერვის დამცავი გაზის მეთოდის გამოყენება.
ლაზერული შედუღების რამდენიმე მაგალითი
1. სწორი მძივის/ხაზის შედუღება
როგორც ნახაზ 3-ზეა ნაჩვენები, პროდუქტის შედუღების ფორმა წრფივია და შეერთების ფორმა შეიძლება იყოს კონდახის შეერთება, შემოხვეული შეერთება, უარყოფითი კუთხის შეერთება ან გადაფარებული შედუღების შეერთება. ამ ტიპის პროდუქტისთვის უმჯობესია გვერდითი ღერძის გასწვრივ დამცავი გაზის გამოყენება, როგორც ეს ნახაზ 1-ზეა ნაჩვენები.
2. ფიგურის ან ტერიტორიის შედუღება მჭიდროდ
როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 4-ზე, პროდუქტის შედუღების ფორმა დახურული ნიმუშია, როგორიცაა სიბრტყის გარშემოწერილობა, სიბრტყის მრავალმხრივი ფორმა, სიბრტყის მრავალსეგმენტიანი ხაზოვანი ფორმა და ა.შ. შეერთების ფორმა შეიძლება იყოს კონდახის შეერთება, შემოვლებული შეერთება, გადაფარვითი შედუღება და ა.შ. ამ ტიპის პროდუქტისთვის უმჯობესია გამოვიყენოთ კოაქსიალური დამცავი გაზის მეთოდი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2-ზე.
დამცავი გაზის შერჩევა პირდაპირ გავლენას ახდენს შედუღების ხარისხზე, ეფექტურობასა და წარმოების ღირებულებაზე, მაგრამ შედუღების მასალის მრავალფეროვნების გამო, ფაქტობრივი შედუღების პროცესში, შედუღების გაზის შერჩევა უფრო რთულია და მოითხოვს შედუღების მასალის, შედუღების მეთოდის, შედუღების პოზიციის, ასევე შედუღების ეფექტის მოთხოვნების ყოვლისმომცველ განხილვას. შედუღების ტესტების მეშვეობით, შეგიძლიათ აირჩიოთ უფრო შესაფერისი შედუღების გაზი უკეთესი შედეგის მისაღწევად.
დაინტერესებული ვარ ლაზერული შედუღებით და მინდა ვისწავლო დამცავი გაზის არჩევა
დაკავშირებული ბმულები:
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 10 ოქტომბერი