Laserlassen is voornamelijk gericht op het verbeteren van de lasefficiëntie en -kwaliteit van dunwandige materialen en precisieonderdelen. Vandaag gaan we het niet hebben over de voordelen van laserlassen, maar over hoe je beschermgassen correct kunt gebruiken voor laserlassen.
Waarom schildgas gebruiken bij laserlassen?
Bij laserlassen beïnvloedt het beschermgas de lasvorming, de laskwaliteit, de lasdiepte en de lasbreedte. In de meeste gevallen heeft het blazen van het beschermgas een positief effect op de las, maar het kan ook nadelige effecten hebben.
Wanneer u op de juiste manier met schildgas blaast, helpt dit u:
✦Bescherm het lasbad effectief om oxidatie te verminderen of zelfs te voorkomen
✦Verminder effectief de spatten die tijdens het lasproces ontstaan
✦Effectief las poriën verminderen
✦Helpt de smeltpoel zich gelijkmatig te verspreiden tijdens het stollen, zodat de lasnaad een schone en gladde rand krijgt
✦Het afschermende effect van de metaaldamppluim of plasmawolk op de laser wordt effectief verminderd en de effectieve benuttingsgraad van de laser wordt verhoogd.
Zolang detype schildgas, gasstroom en selectie van de blaasmodusAls u correct bent, kunt u het ideale laseffect bereiken. Onjuist gebruik van beschermgas kan echter ook het lassen negatief beïnvloeden. Het gebruik van het verkeerde type beschermgas kan leiden tot kraken in de las of de mechanische eigenschappen van het lassen verminderen. Een te hoge of te lage gasstroomsnelheid kan leiden tot ernstigere lasoxidatie en ernstige externe interferentie van het metaalmateriaal in het smeltbad, wat kan resulteren in het inzakken van de las of een ongelijkmatige vorming.
Soorten schildgas
De meest gebruikte beschermgassen bij laserlassen zijn voornamelijk N₂, Ar en He. Hun fysische en chemische eigenschappen verschillen, waardoor hun effecten op lassen ook verschillen.
Stikstof (N2)
De ionisatie-energie van N2 is gematigd, hoger dan die van Ar en lager dan die van He. Onder invloed van de laserstraling blijft de ionisatiegraad van N2 gelijkmatig, wat de vorming van een plasmawolk kan verminderen en de effectieve benuttingsgraad van de laser kan verhogen. Stikstof kan bij een bepaalde temperatuur reageren met aluminiumlegering en koolstofstaal om nitriden te produceren, die de brosheid van de las verbeteren en de taaiheid verminderen, en een grote negatieve invloed hebben op de mechanische eigenschappen van lasverbindingen. Daarom wordt het gebruik van stikstof afgeraden bij het lassen van aluminiumlegering en koolstofstaal.
De chemische reactie tussen stikstof en roestvast staal die door stikstof ontstaat, kan echter de sterkte van de lasverbinding verbeteren, wat gunstig is voor de mechanische eigenschappen van de las. Daarom kan stikstof als beschermgas worden gebruikt bij het lassen van roestvast staal.
Argon (Ar)
De ionisatie-energie van argon is relatief laag en de ionisatiegraad ervan zal hoger worden onder invloed van een laser. Argon, als beschermgas, kan de vorming van plasmawolken dan niet effectief beheersen, wat de effectieve benuttingsgraad van laserlassen zal verminderen. De vraag rijst: is argon een slechte kandidaat voor gebruik als beschermgas bij het lassen? Het antwoord is nee. Omdat argon een inert gas is, reageert het moeilijk met de meeste metalen en is Ar goedkoop in gebruik. Bovendien is de dichtheid van Ar hoog, waardoor het gemakkelijk naar het oppervlak van het smeltbad zakt en het smeltbad beter kan beschermen. Argon kan daarom als conventioneel beschermgas worden gebruikt.
Helium (He)
In tegenstelling tot argon heeft helium een relatief hoge ionisatie-energie, waardoor de vorming van plasmawolken gemakkelijk te beheersen is. Tegelijkertijd reageert helium niet met metalen. Het is dan ook een uitstekende keuze voor laserlassen. Het enige probleem is dat helium relatief duur is. Voor fabrikanten die metalen producten in massaproductie leveren, zal helium de productiekosten aanzienlijk verhogen. Daarom wordt helium over het algemeen gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek of producten met een zeer hoge toegevoegde waarde.
Hoe blaas je het schildgas?
Allereerst moet duidelijk zijn dat de zogenaamde "oxidatie" van de las slechts een algemene term is, die theoretisch verwijst naar de chemische reactie tussen de las en de schadelijke componenten in de lucht, die leidt tot aantasting van de las. Normaal gesproken reageert het lasmetaal bij een bepaalde temperatuur met zuurstof, stikstof en waterstof in de lucht.
Om te voorkomen dat de las 'oxideert', moet het contact tussen deze schadelijke componenten en het lasmetaal bij hoge temperaturen worden verminderd of vermeden. Dit gebeurt niet alleen in het gesmolten metaal, maar gedurende de hele periode vanaf het moment dat het lasmetaal is gesmolten totdat het gesmolten metaal is gestold en de temperatuur is afgekoeld tot een bepaalde temperatuur.
Twee hoofdmanieren om schildgas te blazen
▶Eén blaast schildgas op de zijas, zoals weergegeven in Afbeelding 1.
▶De andere is een coaxiale blaasmethode, zoals weergegeven in Figuur 2.
Figuur 1.
Figuur 2.
De specifieke keuze voor de twee blaasmethoden is een uitgebreide afweging van vele aspecten. Over het algemeen wordt aanbevolen om de methode van zijwaarts blazend beschermgas te gebruiken.
Enkele voorbeelden van laserlassen
1. Rechte lasnaad/lijnlassen
Zoals weergegeven in figuur 3 is de lasvorm van het product lineair en kan de lasvorm een stompe las, een overlappingslas, een negatieve hoeklas of een overlappende las zijn. Voor dit type product is het beter om het beschermende gas dat langs de zijas blaast te gebruiken, zoals weergegeven in figuur 1.
2. Nauwkeurig figuur- of vlaklassen
Zoals weergegeven in Afbeelding 4, is de lasvorm van het product een gesloten patroon, zoals een vlakke omtrek, een vlakke multilaterale vorm, een vlakke lineaire vorm met meerdere segmenten, enz. De verbindingsvorm kan een stompe verbinding, een overlappend laswerk, enz. zijn. Het is beter om de coaxiale beschermgasmethode toe te passen, zoals weergegeven in Afbeelding 2 voor dit type product.
De keuze van het beschermgas heeft een directe invloed op de laskwaliteit, efficiëntie en productiekosten. Vanwege de diversiteit aan lasmaterialen is de keuze van het lasgas in het lasproces echter complexer en moet er uitgebreid rekening worden gehouden met het lasmateriaal, de lasmethode, de laspositie en de eisen van het laseffect. Door middel van lastesten kunt u het meest geschikte lasgas kiezen om betere resultaten te behalen.
Geïnteresseerd in laserlassen en bereid om te leren hoe u schildgas kiest
Gerelateerde links:
Plaatsingstijd: 10-10-2022