Gas Perisai untuk Kimpalan Laser |

Kimpalan laser terutamanya bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kimpalan dan kualiti bahan dinding nipis dan bahagian ketepatan. Hari ini kita tidak akan bercakap tentang kelebihan kimpalan laser tetapi memberi tumpuan kepada cara menggunakan gas pelindung untuk kimpalan laser dengan betul.

Mengapa menggunakan gas perisai untuk kimpalan laser?

Dalam kimpalan laser, gas perisai akan menjejaskan pembentukan kimpalan, kualiti kimpalan, kedalaman kimpalan, dan lebar kimpalan. Dalam kebanyakan kes, meniup gas bantuan akan memberi kesan positif pada kimpalan, tetapi ia juga boleh membawa kesan buruk.

Apabila anda meniup gas pelindung dengan betul, ia akan membantu anda:

✦Melindungi kolam kimpalan dengan berkesan untuk mengurangkan atau mengelakkan pengoksidaan

✦Mengurangkan percikan yang dihasilkan dalam proses kimpalan dengan berkesan

✦Mengecilkan liang kimpalan dengan berkesan

✦Bantu kolam kimpalan tersebar sama rata apabila pemejalan, supaya jahitan kimpalan datang dengan tepi yang bersih dan licin

✦Kesan perisai kepulan wap logam atau awan plasma pada laser dikurangkan dengan berkesan, dan kadar penggunaan berkesan laser meningkat.

Selagi itujenis gas perisai, kadar aliran gas, dan pemilihan mod tiupanadalah betul, anda boleh mendapatkan kesan kimpalan yang ideal. Walau bagaimanapun, penggunaan gas pelindung yang salah juga boleh menjejaskan kimpalan. Menggunakan jenis gas pelindung yang salah boleh menyebabkan keriut pada kimpalan atau mengurangkan sifat mekanikal kimpalan. Kadar pengaliran gas yang terlalu tinggi atau terlalu rendah boleh menyebabkan pengoksidaan kimpalan yang lebih serius dan gangguan luar yang serius terhadap bahan logam di dalam kolam kimpalan, mengakibatkan keruntuhan kimpalan atau pembentukan tidak sekata.

Jenis gas perisai

Gas pelindung yang biasa digunakan untuk kimpalan laser adalah N2, Ar, dan He. Sifat fizikal dan kimianya berbeza, jadi kesannya pada kimpalan juga berbeza.

Nitrogen (N2)

Tenaga pengionan N2 adalah sederhana, lebih tinggi daripada Ar, dan lebih rendah daripada He. Di bawah sinaran laser, tahap pengionan N2 kekal pada lunas yang sekata, yang boleh mengurangkan pembentukan awan plasma dengan lebih baik dan meningkatkan kadar penggunaan berkesan laser. Nitrogen boleh bertindak balas dengan aloi aluminium dan keluli karbon pada suhu tertentu untuk menghasilkan nitrida, yang akan meningkatkan kerapuhan kimpalan dan mengurangkan keliatan, dan mempunyai kesan buruk yang besar terhadap sifat mekanikal sambungan kimpalan. Oleh itu, tidak disyorkan untuk menggunakan nitrogen apabila mengimpal aloi aluminium dan keluli karbon.

Walau bagaimanapun, tindak balas kimia antara nitrogen dan keluli tahan karat yang dihasilkan oleh nitrogen boleh meningkatkan kekuatan sambungan kimpalan, yang akan bermanfaat untuk meningkatkan sifat mekanikal kimpalan, jadi kimpalan keluli tahan karat boleh menggunakan nitrogen sebagai gas pelindung.

Argon (Ar)

Tenaga pengionan Argon agak rendah, dan tahap pengionannya akan menjadi lebih tinggi di bawah tindakan laser. Kemudian, Argon, sebagai gas pelindung, tidak dapat mengawal pembentukan awan plasma dengan berkesan, yang akan mengurangkan kadar penggunaan berkesan kimpalan laser. Persoalannya timbul: adakah argon calon yang tidak baik untuk kegunaan kimpalan sebagai gas pelindung? Jawapannya ialah Tidak. Sebagai gas lengai, Argon sukar untuk bertindak balas dengan kebanyakan logam, dan Ar adalah murah untuk digunakan. Di samping itu, ketumpatan Ar adalah besar, ia akan kondusif untuk tenggelam ke permukaan kolam cair kimpalan dan boleh melindungi kolam kimpalan dengan lebih baik, jadi Argon boleh digunakan sebagai gas pelindung konvensional.

Helium (He)

Tidak seperti Argon, Helium mempunyai tenaga pengionan yang agak tinggi yang boleh mengawal pembentukan awan plasma dengan mudah. Pada masa yang sama, Helium tidak bertindak balas dengan mana-mana logam. Ia benar-benar pilihan yang baik untuk kimpalan laser. Satu-satunya masalah ialah Helium agak mahal. Bagi fabrikasi yang menyediakan produk logam pengeluaran besar-besaran, helium akan menambah jumlah yang besar kepada kos pengeluaran. Oleh itu helium biasanya digunakan dalam penyelidikan saintifik atau produk dengan nilai tambah yang sangat tinggi.

Bagaimana untuk meniup gas perisai?

Pertama sekali, perlu jelas bahawa apa yang dipanggil "pengoksidaan" kimpalan hanyalah nama biasa, yang secara teorinya merujuk kepada tindak balas kimia antara kimpalan dan komponen berbahaya di udara, yang membawa kepada kemerosotan kimpalan. . Lazimnya, logam kimpalan bertindak balas dengan oksigen, nitrogen, dan hidrogen di udara pada suhu tertentu.

Untuk mengelakkan kimpalan daripada "teroksida" memerlukan mengurangkan atau mengelakkan sentuhan antara komponen berbahaya tersebut dan logam kimpalan di bawah suhu tinggi, yang bukan sahaja dalam logam kolam lebur tetapi sepanjang tempoh dari masa logam kimpalan cair sehingga logam kolam lebur dipadatkan dan suhunya menyejuk ke suhu tertentu.

Dua cara utama meniup gas perisai

▶Satu meniup gas perisai pada paksi sisi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

▶Yang satu lagi ialah kaedah tiupan sepaksi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 1.

Rajah 2.

Pilihan khusus kedua-dua kaedah tiupan adalah pertimbangan menyeluruh dari banyak aspek. Secara umum, adalah disyorkan untuk menggunakan cara gas pelindung yang meniup sisi.

Beberapa contoh kimpalan laser

1. Kimpalan manik/garis lurus

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, bentuk kimpalan produk adalah linear, dan bentuk sambungan boleh menjadi sambungan punggung, sambungan pusingan, sambungan sudut negatif, atau sambungan kimpalan bertindih. Untuk jenis produk ini, adalah lebih baik menggunakan gas pelindung tiupan paksi sisi seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

2. Kimpalan angka dekat atau kawasan

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, bentuk kimpalan produk adalah corak tertutup seperti lilitan satah, bentuk pelbagai hala satah, bentuk linear berbilang segmen satah, dan lain-lain. Bentuk sambungan boleh menjadi sendi punggung, sendi pusingan, kimpalan bertindih, dsb. Adalah lebih baik untuk menggunakan kaedah gas pelindung sepaksi seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2 untuk jenis produk ini.

Pemilihan gas pelindung secara langsung mempengaruhi kualiti kimpalan, kecekapan, dan kos pengeluaran, tetapi kerana kepelbagaian bahan kimpalan, dalam proses kimpalan sebenar, pemilihan gas kimpalan adalah lebih kompleks dan memerlukan pertimbangan komprehensif bahan kimpalan, kimpalan. kaedah, kedudukan kimpalan, serta keperluan kesan kimpalan. Melalui ujian kimpalan, anda boleh memilih gas kimpalan yang lebih sesuai untuk mencapai hasil yang lebih baik.

Gas Perisai untuk Kimpalan Laser