Jak wybrać najlepsze mieszanki gazów do spawania laserowego?
Rodzaje, zalety i zastosowania
Wstęp:
Najważniejsze rzeczy, które należy wiedzieć przed nurkowaniem
Spawanie laserowe to bardzo precyzyjna metoda spawania, która wykorzystuje wiązkę lasera do topienia materiału przedmiotu obrabianego, a następnie po ochłodzeniu tworzy spoinę. W spawaniu laserowym kluczową rolę odgrywa gaz. Gaz ochronny wpływa nie tylko na tworzenie się szwu spawalniczego, jego jakość, penetrację szwu spawalniczego i szerokość wtopienia, ale także bezpośrednio wpływa na jakość i wydajność spawania laserowego.Jakie gazy są potrzebne do spawania laserowego?W tym artykule przyjrzymy się temu szczegółowoznaczenie gazów do spawania laserowego, jakie gazy stosujemy i do czego służą. My również będziemy polecaćnajlepsza spawarka laserowadla Twoich potrzeb.
Podczas procesu spawania laserowego wiązka lasera o dużej gęstości energii skupiana jest na obszarze spawania przedmiotu obrabianego, powodując natychmiastowe stopienie materiału powierzchni przedmiotu obrabianego. Gaz jest niezbędny podczas spawania laserowego w celu ochrony obszaru spawania, kontrolowania temperatury, poprawy jakości spoiny i ochrony układu optycznego. Wybór odpowiedniego rodzaju gazu i parametrów zasilania to istotne czynniki gwarantujące wydajny i stabilny proces spawania laserowego oraz uzyskanie wysokiej jakości wyników spawania.
1. Ochrona obszarów spawalniczych
Podczas procesu spawania laserowego obszar spoiny jest wystawiony na działanie środowiska zewnętrznego i łatwo ulega działaniu tlenu i innych gazów znajdujących się w powietrzu.
Tlen wyzwala reakcje utleniania, które mogą prowadzić do pogorszenia jakości spoiny oraz powstawania porów i wtrąceń. Spoinę można skutecznie chronić przed zanieczyszczeniem tlenem, dostarczając do obszaru spawania odpowiedni gaz, zwykle gaz obojętny, taki jak argon.
2. Kontrola ciepła
Wybór i dostarczanie gazu może pomóc w kontrolowaniu temperatury obszaru spawania. Dostosowując natężenie przepływu i rodzaj gazu, można wpłynąć na szybkość chłodzenia obszaru spawania. Jest to ważne, aby kontrolować strefę wpływu ciepła (HAZ) podczas spawania i zmniejszyć odkształcenia termiczne.
3. Poprawiona jakość spoiny
Niektóre gazy pomocnicze, takie jak tlen lub azot, mogą poprawić jakość i wydajność spoin. Na przykład dodanie tlenu może poprawić penetrację spoiny i zwiększyć prędkość spawania, wpływając jednocześnie na kształt i głębokość spoiny.
4. Chłodzenie gazowe
Podczas spawania laserowego na obszar spawania zwykle działają wysokie temperatury. Korzystanie z układu chłodzenia gazem może pomóc w kontrolowaniu temperatury obszaru spawania i zapobieganiu przegrzaniu. Jest to niezbędne, aby zmniejszyć naprężenia termiczne w obszarze spawania i poprawić jakość spawania.
5. Ochrona gazowa układów optycznych
Wiązka lasera skupiana jest na obszarze spawania poprzez układ optyczny. Podczas procesu lutowania stopiony materiał i powstające aerozole mogą zanieczyścić elementy optyczne. Wprowadzenie gazów do strefy spawania zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia i wydłuża żywotność układu optycznego.
Podczas spawania laserowego gaz może izolować powietrze od płyty spawalniczej i zapobiegać jej reakcji z powietrzem. W ten sposób powierzchnia spawania blachy będzie bielsza i piękniejsza. Stosowanie gazu chroni również soczewki przed pyłem spawalniczym. Zwykle stosuje się następujące gazy:
1. Gaz ochronny:
Gazy osłonowe, zwane czasami „gazami obojętnymi”, odgrywają ważną rolę w procesie spawania laserowego. W procesach spawania laserowego często wykorzystuje się gazy obojętne do ochrony jeziorka spawalniczego. Do powszechnie stosowanych gazów ochronnych w spawaniu laserowym zalicza się głównie argon i neon. Ich właściwości fizyczne i chemiczne są różne, więc ich wpływ na spoinę jest również inny.
·Argon: Argon jest jednym z najczęściej stosowanych gazów obojętnych. Posiada wysoki stopień jonizacji pod działaniem lasera, co nie sprzyja kontrolowaniu powstawania chmur plazmy, co będzie miało pewien wpływ na efektywne wykorzystanie laserów. Obojętny charakter argonu utrzymuje go z dala od procesu lutowania, a jednocześnie dobrze odprowadza ciepło, pomagając kontrolować temperaturę w obszarze lutowania.
·Neon: Neon jest często używany jako gaz obojętny, podobny do argonu i służy głównie do ochrony obszaru spawania przed tlenem i innymi zanieczyszczeniami w środowisku zewnętrznym. Należy pamiętać, że neon nie nadaje się do wszystkich zastosowań spawania laserowego. Stosowany jest głównie do niektórych specjalnych zadań spawalniczych, takich jak spawanie grubszych materiałów lub gdy wymagane są głębsze spoiny.
2. Gaz pomocniczy:
Podczas procesu spawania laserowego, oprócz głównego gazu ochronnego, można stosować również gazy pomocnicze w celu poprawy wydajności i jakości spawania. Poniżej przedstawiono niektóre typowe gazy pomocnicze stosowane w spawaniu laserowym:
· Tlen: Tlen jest powszechnie stosowany jako gaz pomocniczy i może być stosowany w celu zwiększenia ciepła i głębokości spoiny podczas spawania. Dodatek tlenu może zwiększyć prędkość spawania i penetrację, ale należy to dokładnie kontrolować, aby uniknąć problemów z utlenianiem spowodowanych nadmiarem tlenu.
· Azot: Azot jest również często stosowany jako gaz pomocniczy w spawaniu laserowym. Energia jonizacji azotu jest umiarkowana, wyższa niż argonu i niższa niż wodoru. Stopień jonizacji jest zazwyczaj pod działaniem lasera. Może lepiej ograniczyć powstawanie chmur plazmy, zapewnić wyższą jakość spoin i wygląd oraz zmniejszyć wpływ tlenu na spoiny. Azot można również stosować do kontrolowania temperatury obszaru spawania i ograniczania tworzenia się pęcherzyków i porów.
· Mieszanka wodoru i wodoru: Wodór poprawia jakość spoin i zmniejsza powstawanie porowatości. W niektórych zastosowaniach specjalnych, takich jak spawanie stali nierdzewnej, stosuje się mieszaniny argonu i wodoru. Zawartość wodoru w mieszaninie zazwyczaj waha się od 2% do 15%.
·Hel: Hel jest zwykle używany do spawania laserowego dużej mocy, ponieważ ma niską przewodność cieplną i nie ulega łatwo jonizacji, co pozwala na płynne przejście lasera, a energia wiązki dociera do powierzchni przedmiotu obrabianego bez żadnych przeszkód. Sprzyja spawaniu z większą mocą. Hel można również stosować do poprawy jakości spoin i kontrolowania temperatur spawania. Jest to najskuteczniejszy gaz osłonowy stosowany w spawaniu laserowym, jednak jest stosunkowo drogi.
3. Gaz chłodzący:
Gaz chłodzący jest często używany podczas spawania laserowego w celu kontrolowania temperatury obszaru spawania, zapobiegania przegrzaniu i utrzymania jakości spawania. Poniżej przedstawiono niektóre powszechnie stosowane gazy chłodzące:
·Woda: Woda jest powszechnym środkiem chłodzącym, często używanym do chłodzenia generatorów laserowych i systemów optycznych do spawania laserowego. Systemy chłodzenia wodą mogą pomóc w utrzymaniu stabilnej temperatury generatora laserowego i elementów optycznych, aby zapewnić stabilność i wydajność wiązki laserowej.
·Gazy atmosferyczne: W niektórych procesach spawania laserowego do chłodzenia można stosować gazy atmosferyczne. Na przykład w układzie optycznym generatora laserowego otaczający gaz atmosferyczny może zapewnić efekt chłodzenia.
·Gazy obojętne: Gazy obojętne, takie jak argon i azot, można również stosować jako gazy chłodzące. Mają niższą przewodność cieplną i mogą być stosowane do kontrolowania temperatury obszaru spawania i zmniejszania strefy wpływu ciepła (SWC).
·Ciekły azot: Ciekły azot to medium chłodzące o wyjątkowo niskiej temperaturze, które można stosować do spawania laserowego o bardzo dużej mocy. Zapewnia bardzo skuteczny efekt chłodzenia i zapewnia kontrolę temperatury w obszarze spawania.
4. Gaz mieszany:
Mieszanki gazów są powszechnie stosowane w spawalnictwie w celu optymalizacji różnych aspektów procesu, takich jak prędkość spawania, głębokość wtopienia i stabilność łuku. Istnieją dwa główne typy mieszanin gazowych: mieszaniny binarne i trójskładnikowe.
1. Binarne mieszaniny gazów:
·Argon + tlen: Dodanie niewielkiej ilości tlenu do argonu poprawia stabilność łuku, udoskonala jeziorko spawalnicze i zwiększa prędkość spawania. Mieszanka ta jest powszechnie stosowana do spawania stali węglowej, stali niskostopowej i stali nierdzewnej.
·Argon + dwutlenek węgla: Dodatek CO₂ do argonu zwiększa wytrzymałość spawania i odporność na korozję, jednocześnie redukując odpryski. Mieszankę tę często stosuje się do spawania stali węglowej i nierdzewnej.
·Argon + wodór: Wodór zwiększa temperaturę łuku, poprawia prędkość spawania i redukuje wady spawalnicze. Jest szczególnie przydatny do spawania stopów na bazie niklu i stali nierdzewnej.
2. Trójskładnikowe mieszaniny gazów:
·Argon + Tlen + Dwutlenek Węgla: Ta mieszanina łączy w sobie zalety mieszanin argon-tlen i argon-CO₂. Redukuje odpryski, poprawia płynność jeziorka spawalniczego i poprawia jakość spoiny. Jest szeroko stosowany do spawania różnych grubości stali węglowej, stali niskostopowej i stali nierdzewnej.
·Argon + Hel + Dwutlenek węgla: Ta mieszanina pomaga poprawić stabilność łuku, zwiększa temperaturę jeziorka spawalniczego i zwiększa prędkość spawania. Stosowany jest do spawania łukowego zwarciowego i spawania ciężkiego, zapewniając lepszą kontrolę nad utlenianiem.
Wybór gazu w różnych zastosowaniach
W przypadku różnych zastosowań spawania laserowego wybór odpowiedniego gazu ma kluczowe znaczenie, ponieważ różne kombinacje gazów mogą zapewniać różną jakość, prędkość i wydajność spawania. Oto kilka wskazówek, które pomogą Ci wybrać odpowiedni gaz do konkretnego zastosowania:
Rodzaj materiału spawalniczego:
Różne materiały wymagają różnych kombinacji gazów. Ogólnie mówiąc.
·W stali nierdzewnej zazwyczaj stosuje się argon lub mieszaninę argonu i wodoru.
·W aluminium i stopach aluminium często stosuje się czysty argon.
·Stopy tytanu często wykorzystują azot.
·Stale wysokowęglowe często wykorzystują tlen jako gaz pomocniczy.
Prędkość spawania i penetracja:
Jeśli wymagana jest większa prędkość spawania lub głębsza penetracja spawania, można dostosować kombinację gazów. Dodanie tlenu często poprawia prędkość i penetrację, ale należy to dokładnie kontrolować, aby uniknąć problemów z utlenianiem.
Jakość spoiny:
Niektóre kombinacje gazów mogą poprawić jakość i wygląd spoin. Na przykład azot może zapewnić lepszy wygląd i jakość powierzchni.
Kontrola porów i pęcherzyków:
W zastosowaniach wymagających bardzo wysokiej jakości spoin należy zwrócić szczególną uwagę na powstawanie porów i pęcherzyków. Właściwy dobór gazu może zmniejszyć ryzyko wystąpienia tych defektów.
Kontrola strefy wpływu ciepła (HAZ):
W zależności od czyszczonego materiału, podczas procesu czyszczenia mogą powstawać odpady niebezpieczne wymagające specjalnych procedur postępowania. Może to zwiększyć całkowity koszt procesu czyszczenia laserowego.
Kwestie dotyczące sprzętu i kosztów:
Na wybór gazu wpływa także rodzaj i koszt sprzętu. Niektóre gazy mogą wymagać specjalnych systemów zasilania lub wyższych kosztów.
W przypadku konkretnych zastosowań zaleca się współpracę z inżynierem spawaczem lub producentem profesjonalnego sprzętu do spawania laserowego w celu uzyskania fachowej porady i optymalizacji procesu spawania. Przed wyborem ostatecznej kombinacji gazów zwykle wymagane są pewne eksperymenty i optymalizacja. W zależności od konkretnego zastosowania można wypróbować różne kombinacje gazów i parametry, aby znaleźć optymalne warunki spawania.
Rzeczy, o których musisz wiedzieć: Ręczne spawanie laserowe
Zalecana spawarka laserowa
Aby zoptymalizować zadania związane z obróbką metali i materiałów, niezbędny jest wybór odpowiedniego sprzętu. MimoWork Laser zalecaRęczna spawarka laserowado precyzyjnego i wydajnego łączenia metali.
Wysoka wydajność i moc do różnych zastosowań spawalniczych
Ręczna spawarka laserowa o mocy 2000 W charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami urządzenia, ale doskonałą jakością spawania.
Stabilne źródło lasera światłowodowego i podłączony kabel światłowodowy zapewniają bezpieczne i stałe dostarczanie wiązki lasera.
Dzięki dużej mocy dziurka od klucza do spawania laserowego jest doskonała i umożliwia mocniejsze spoiny nawet w przypadku grubego metalu.
Dzięki kompaktowemu i małemu wyglądowi przenośna spawarka laserowa jest wyposażona w ruchomy ręczny pistolet spawalniczy laserowy, który jest lekki i wygodny w zastosowaniach spawania wielolaserowego pod dowolnym kątem i na dowolnej powierzchni.
Opcjonalne różne typy dysz spawalniczych laserowych oraz automatyczne systemy podawania drutu sprawiają, że spawanie laserowe jest łatwiejsze i przyjazne dla początkujących.
Szybkie spawanie laserowe znacznie zwiększa wydajność i wydajność produkcji, zapewniając jednocześnie doskonały efekt spawania laserowego.
Streszczać
Krótko mówiąc, spawanie laserowe wymaga użycia gazu w celu ochrony obszarów spawania, kontrolowania temperatury, poprawy jakości spoiny i ochrony układów optycznych. Dobór odpowiedniego rodzaju gazu i parametrów zasilania jest istotnym czynnikiem zapewniającym wydajny i stabilny proces spawania laserowego oraz uzyskanie wysokiej jakości wyników spawania. Różne materiały i zastosowania mogą wymagać różnych typów i mieszanych proporcji, aby spełnić określone wymagania spawalnicze.
Skontaktuj się z nami już dziśaby dowiedzieć się więcej o naszych wycinarkach laserowych i o tym, jak mogą zoptymalizować proces produkcji cięcia.
Powiązane linki
Jakieś pomysły na temat spawarek laserowych?
Czas publikacji: 13 stycznia 2025 r