Hoe selecteert u de beste gasmengsels voor uw laserlassen?
Typen, voordelen en toepassingen
Invoering:
Belangrijke dingen die u moet weten voordat u erin duikt
Laserlassen is een zeer nauwkeurige lasmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van een laserstraal om het materiaal van het werkstuk te smelten en na afkoeling een las te vormen. Bij laserlassen speelt gas een sleutelrol. Het beschermgas heeft niet alleen invloed op de lasnaadvorming, lasnaadkwaliteit, lasnaadpenetratie en indringbreedte, maar heeft ook rechtstreeks invloed op de kwaliteit en efficiëntie van het laserlassen.Welke gassen zijn nodig voor laserlassen?In dit artikel wordt dieper ingegaanhet belang van laserlasgassen, de gebruikte gassen en wat ze doen. Wij zullen u ook aanbevelenhet beste laserlasapparaatvoor uw behoeften.
Tijdens het laserlasproces wordt een laserstraal met hoge energiedichtheid gefocust op het lasgebied van het werkstuk, waardoor het oppervlaktemateriaal van het werkstuk onmiddellijk smelt. Tijdens het laserlassen is gas nodig om het lasgebied te beschermen, de temperatuur te regelen, de kwaliteit van de las te verbeteren en het optische systeem te beschermen. Het kiezen van het juiste gastype en de toevoerparameters zijn belangrijke factoren bij het garanderen van een efficiënt en stabiel laserlasproces en het verkrijgen van lasresultaten van hoge kwaliteit.
1. Bescherming van lasgebieden
Tijdens het laserlasproces wordt het lasgebied blootgesteld aan de externe omgeving en wordt het gemakkelijk beïnvloed door zuurstof en andere gassen in de lucht.
Zuurstof veroorzaakt oxidatiereacties die kunnen leiden tot een verminderde laskwaliteit en het ontstaan van poriën en insluitsels. De las kan effectief worden beschermd tegen zuurstofverontreiniging door een geschikt gas, meestal een inert gas zoals argon, naar het lasgebied te voeren.
2. Warmtecontrole
Gasselectie en -toevoer kunnen helpen de temperatuur in de lasruimte onder controle te houden. Door het debiet en het type gas aan te passen, kan de koelsnelheid van de lasruimte worden beïnvloed. Dit is belangrijk om de door hitte beïnvloede zone (HAZ) tijdens het lassen onder controle te houden en thermische vervorming te verminderen.
3. Verbeterde laskwaliteit
Sommige hulpgassen, zoals zuurstof of stikstof, kunnen de kwaliteit en prestaties van lassen verbeteren. Het toevoegen van zuurstof kan bijvoorbeeld de penetratie van de las verbeteren en de lassnelheid verhogen, terwijl ook de vorm en diepte van de las worden beïnvloed.
4. Gaskoeling
Bij laserlassen wordt het lasgebied meestal beïnvloed door hoge temperaturen. Het gebruik van een gaskoelsysteem kan helpen de temperatuur van het lasgebied onder controle te houden en oververhitting te voorkomen. Dit is essentieel om de thermische spanning in het lasgebied te verminderen en de laskwaliteit te verbeteren.
5. Gasbescherming van optische systemen
De laserstraal wordt via een optisch systeem op het lasgebied gericht. Tijdens het soldeerproces kunnen het gesmolten materiaal en de gegenereerde aërosolen optische componenten vervuilen. Door gassen in de lasruimte te introduceren, wordt het risico op verontreiniging verminderd en wordt de levensduur van het optische systeem verlengd.
Bij laserlassen kan het gas de lucht isoleren van de lasplaat en voorkomen dat deze met de lucht reageert. Hierdoor wordt het lasoppervlak van de metalen plaat witter en mooier. Het gebruik van gas beschermt de lenzen ook tegen lasstof. Meestal worden de volgende gassen gebruikt:
1. Beschermgas:
Beschermgassen, ook wel ‘inerte gassen’ genoemd, spelen een belangrijke rol in het laserlasproces. Bij laserlasprocessen wordt vaak gebruik gemaakt van inerte gassen om het smeltbad te beschermen. De meest gebruikte beschermgassen bij laserlassen zijn voornamelijk argon en neon. Hun fysische en chemische eigenschappen zijn verschillend, dus hun effecten op de las zijn ook verschillend.
·Argon: Argon is een van de meest gebruikte inerte gassen. Het heeft een hoge mate van ionisatie onder invloed van de laser, wat niet bevorderlijk is voor het beheersen van de vorming van plasmawolken, wat een zekere impact zal hebben op het effectieve gebruik van lasers. De inerte aard van argon houdt het buiten het soldeerproces, terwijl het ook de warmte goed afvoert, waardoor de temperatuur in het soldeergebied onder controle blijft.
·Neon: Neon wordt vaak gebruikt als een inert gas, vergelijkbaar met argon, en wordt voornamelijk gebruikt om het lasgebied te beschermen tegen zuurstof en andere verontreinigende stoffen in de externe omgeving. Het is belangrijk op te merken dat neon niet geschikt is voor alle laserlastoepassingen. Het wordt vooral gebruikt voor bepaalde speciale laswerkzaamheden, zoals het lassen van dikkere materialen of wanneer diepere lasnaden vereist zijn.
2. Hulpgas:
Tijdens het laserlasproces kunnen naast het belangrijkste beschermgas ook hulpgassen worden gebruikt om de lasprestaties en -kwaliteit te verbeteren. Hieronder volgen enkele veel voorkomende hulpgassen die worden gebruikt bij laserlassen:
· Zuurstof: Zuurstof wordt vaak gebruikt als hulpgas en kan worden gebruikt om de warmte en lasdiepte tijdens het lassen te vergroten. Het toevoegen van zuurstof kan de lassnelheid en penetratie verhogen, maar moet zorgvuldig worden gecontroleerd om te voorkomen dat overtollige zuurstof oxidatieproblemen veroorzaakt.
· Stikstof: Stikstof wordt ook vaak gebruikt als hulpgas bij laserlassen. De ionisatie-energie van stikstof is gematigd, hoger dan argon en lager dan waterstof. De ionisatiegraad vindt doorgaans plaats onder invloed van een laser. Het kan de vorming van plasmawolken beter verminderen, lassen en uiterlijk van hogere kwaliteit opleveren en de impact van zuurstof op de lassen verminderen. Stikstof kan ook worden gebruikt om de temperatuur van het lasgebied te regelen en de vorming van luchtbellen en poriën te verminderen.
· Waterstof/waterstofmengsel: Waterstof verbetert de kwaliteit van lasnaden en vermindert de vorming van porositeit. Mengsels van argon en waterstof worden gebruikt in enkele speciale toepassingen, zoals het lassen van roestvrij staal. Het waterstofgehalte van het mengsel varieert doorgaans van 2% tot 15%.
·Helium: Helium wordt meestal gebruikt voor laserlassen met hoog vermogen, omdat het een lage thermische geleidbaarheid heeft en niet gemakkelijk wordt geïoniseerd, waardoor de laser soepel kan passeren en de straalenergie het werkstukoppervlak zonder obstakels kan bereiken. Bevorderlijk voor lassen met een hoger vermogen. Helium kan ook worden gebruikt om de laskwaliteit te verbeteren en de lastemperaturen onder controle te houden. Dit is het meest effectieve beschermgas dat wordt gebruikt bij laserlassen, maar het is relatief duur.
3. Koelgas:
Tijdens het laserlassen wordt vaak koelgas gebruikt om de temperatuur van het lasgebied te regelen, oververhitting te voorkomen en de laskwaliteit te behouden. Hieronder volgen enkele veelgebruikte koelgassen:
·Water: Water is een veelgebruikt koelmedium dat vaak wordt gebruikt om lasergeneratoren en optische systemen voor laserlassen te koelen. Waterkoelsystemen kunnen helpen een stabiele temperatuur van de lasergenerator en optische componenten te handhaven om de stabiliteit en prestaties van de laserstraal te garanderen.
·Atmosferische gassen: Bij sommige laserlasprocessen kunnen atmosferische gassen uit de omgeving worden gebruikt voor koeling. In het optische systeem van een lasergenerator kan het omringende gas bijvoorbeeld voor een koelend effect zorgen.
·Inerte gassen: Ook inerte gassen zoals argon en stikstof kunnen als koelgassen worden gebruikt. Ze hebben een lagere thermische geleidbaarheid en kunnen worden gebruikt om de temperatuur van het lasgebied te regelen en de door hitte beïnvloede zone (HAZ) te verkleinen.
·Vloeibare stikstof: Vloeibare stikstof is een koelmedium met extreem lage temperaturen dat kan worden gebruikt voor laserlassen met extreem hoog vermogen. Het zorgt voor een zeer effectief koeleffect en zorgt voor temperatuurbeheersing in de lasruimte.
4. Gemengd gas:
Gasmengsels worden vaak gebruikt bij het lassen om verschillende aspecten van het proces te optimaliseren, zoals lassnelheid, penetratiediepte en boogstabiliteit. Er zijn twee hoofdtypen gasmengsels: binaire en ternaire mengsels.
1. Binaire gasmengsels:
·Argon + Zuurstof: Het toevoegen van een kleine hoeveelheid zuurstof aan argon verbetert de boogstabiliteit, verfijnt het lasbad en verhoogt de lassnelheid. Dit mengsel wordt vaak gebruikt voor het lassen van koolstofstaal, laaggelegeerd staal en roestvrij staal.
·Argon + Kooldioxide: De toevoeging van CO₂ aan argon verhoogt de lassterkte en corrosieweerstand terwijl spatten worden verminderd. Dit mengsel wordt vaak gebruikt voor het lassen van koolstofstaal en roestvrij staal.
·Argon + Waterstof: Waterstof verhoogt de boogtemperatuur, verbetert de lassnelheid en vermindert lasfouten. Het is vooral nuttig voor het lassen van legeringen op nikkelbasis en roestvrij staal.
2. Ternaire gasmengsels:
·Argon + Zuurstof + Kooldioxide: Dit mengsel combineert de voordelen van zowel argon-zuurstof- als argon-CO₂-mengsels. Het vermindert spatten, verbetert de vloeibaarheid van het lasbad en verbetert de laskwaliteit. Het wordt veel gebruikt voor het lassen van verschillende diktes koolstofstaal, laaggelegeerd staal en roestvrij staal.
·Argon + Helium + Kooldioxide: Dit mengsel helpt de boogstabiliteit te verbeteren, verhoogt de smeltbadtemperatuur en verbetert de lassnelheid. Het wordt gebruikt bij kortsluitbooglassen en zware lastoepassingen en biedt een betere controle over oxidatie.
Gasselectie in verschillende toepassingen
Bij verschillende toepassingen van laserlassen is het kiezen van het juiste gas van cruciaal belang, omdat verschillende gascombinaties verschillende laskwaliteit, -snelheid en -efficiëntie kunnen opleveren. Hier volgen enkele richtlijnen om u te helpen bij het kiezen van het juiste gas voor uw specifieke toepassing:
Type lasmateriaal:
Verschillende materialen vereisen verschillende gascombinaties. Over het algemeen gesproken.
·Bij roestvrij staal wordt doorgaans argon of een mengsel van argon en waterstof gebruikt.
·Aluminium en aluminiumlegeringen gebruiken vaak puur argon.
·Titaniumlegeringen gebruiken vaak stikstof.
·Koolstofstaalsoorten gebruiken vaak zuurstof als hulpgas.
Lassensnelheid en penetratie:
Als een hogere lassnelheid of diepere laspenetratie vereist is, kan de gascombinatie worden aangepast. Het toevoegen van zuurstof verbetert vaak de snelheid en penetratie, maar moet zorgvuldig worden gecontroleerd om oxidatieproblemen te voorkomen.
Laskwaliteit:
Sommige gascombinaties kunnen de kwaliteit en het uiterlijk van lassen verbeteren. Stikstof kan bijvoorbeeld zorgen voor een beter uiterlijk en oppervlaktekwaliteit.
Controle van poriën en bellen:
Voor toepassingen die lasnaden van zeer hoge kwaliteit vereisen, moet speciale aandacht worden besteed aan de vorming van poriën en bellen. Een juiste gaskeuze kan het risico op deze defecten verminderen.
Controle van door hitte beïnvloede zone (HAZ):
Afhankelijk van het materiaal dat wordt gereinigd, kan tijdens het reinigingsproces gevaarlijk afval ontstaan dat speciale behandelingsprocedures vereist. Dit kan de totale kosten van het laserreinigingsproces verhogen.
Apparatuur- en kostenoverwegingen:
De gaskeuze wordt ook beïnvloed door het type apparatuur en de kosten. Voor sommige gassen zijn mogelijk speciale toevoersystemen of hogere kosten nodig.
Voor specifieke toepassingen wordt aanbevolen om samen te werken met een lasingenieur of een professionele fabrikant van laserlasapparatuur om professioneel advies te verkrijgen en het lasproces te optimaliseren. Er zijn doorgaans enige experimenten en optimalisaties nodig voordat de uiteindelijke gascombinatie wordt geselecteerd. Afhankelijk van de specifieke toepassing kunnen verschillende gascombinaties en parameters worden geprobeerd om de optimale lasomstandigheden te vinden.
Dingen die u moet weten over: handlaserlassen
Aanbevolen laserlasmachine
Om uw metaal- en materiaalverwerkingstaken te optimaliseren, is het selecteren van de juiste apparatuur essentieel. MimoWork Laser beveelt deHandbediende laserlasmachinevoor nauwkeurig en efficiënt metaal verbinden.
Hoge capaciteit en wattage voor diverse lastoepassingen
Het draagbare laserlasapparaat van 2000 W wordt gekenmerkt door een klein machineformaat maar een sprankelende laskwaliteit.
Een stabiele fiberlaserbron en aangesloten glasvezelkabel zorgen voor een veilige en stabiele levering van de laserstraal.
Dankzij het hoge vermogen is het laserlassleutelgat perfectioneerbaar en wordt de lasverbinding steviger, zelfs bij dik metaal.
Met een compact en klein machine-uiterlijk is de draagbare laserlasmachine uitgerust met een beweegbaar handlaserpistool dat lichtgewicht en handig is voor multi-laserlastoepassingen onder elke hoek en op elk oppervlak.
Optioneel zijn er diverse soorten laserlasmondstukken en automatische draadaanvoersystemen die het laserlassen eenvoudiger maken en dat is vriendelijk voor beginners.
Hogesnelheidslaserlassen verhoogt uw productie-efficiëntie en output aanzienlijk en maakt tegelijkertijd een uitstekend laserlaseffect mogelijk.
Samenvatten
Kortom, bij laserlassen moet gas worden gebruikt om lasgebieden te beschermen, de temperatuur te controleren, de laskwaliteit te verbeteren en optische systemen te beschermen. Het selecteren van de juiste gassoorten en toevoerparameters is een belangrijke factor bij het garanderen van een efficiënt en stabiel laserlasproces en het verkrijgen van lasresultaten van hoge kwaliteit. Verschillende materialen en toepassingen kunnen verschillende typen en gemengde verhoudingen vereisen om aan specifieke lasvereisten te voldoen.
Neem vandaag nog contact met ons opvoor meer informatie over onze lasersnijders en hoe ze uw snijproductieproces kunnen optimaliseren.
Gerelateerde links
Heeft u ideeën over laserlasmachines?
Posttijd: 13 januari 2025