A soldagem a laser visa principalmente melhorar a eficiência e a qualidade da soldagem de materiais de parede fina e peças de precisão. Hoje não vamos falar sobre as vantagens da soldagem a laser, mas focar em como usar gases de proteção para soldagem a laser de maneira adequada.
Por que usar gás de proteção para soldagem a laser?
Na soldagem a laser, o gás de proteção afetará a formação da solda, a qualidade da solda, a profundidade e a largura da solda. Na maioria dos casos, soprar o gás assistido terá um efeito positivo na solda, mas também poderá trazer efeitos adversos.
Quando você sopra o gás de proteção corretamente, ele irá ajudá-lo:
✦Proteja eficazmente a poça de fusão para reduzir ou até mesmo evitar a oxidação
✦Reduz efetivamente os respingos produzidos no processo de soldagem
✦Reduz efetivamente os poros da solda
✦Ajude a poça de fusão a se espalhar uniformemente durante a solidificação, para que a costura de solda fique com uma borda limpa e lisa
✦O efeito de proteção da pluma de vapor metálico ou nuvem de plasma no laser é efetivamente reduzido e a taxa de utilização efetiva do laser é aumentada.
Enquanto otipo de gás de proteção, taxa de fluxo de gás e seleção do modo de soproestão corretos, você pode obter o efeito ideal de soldagem. Contudo, o uso incorreto de gás protetor também pode afetar adversamente a soldagem. Usar o tipo errado de gás de proteção pode causar rangidos na solda ou reduzir as propriedades mecânicas da soldagem. Uma taxa de fluxo de gás muito alta ou muito baixa pode levar a uma oxidação mais grave da solda e a uma interferência externa séria do material metálico dentro da poça de fusão, resultando no colapso da solda ou na formação irregular.
Tipos de gás de proteção
Os gases de proteção comumente usados na soldagem a laser são principalmente N2, Ar e He. Suas propriedades físicas e químicas são diferentes, portanto seus efeitos nas soldas também são diferentes.
Nitrogênio (N2)
A energia de ionização do N2 é moderada, superior à do Ar e inferior à do He. Sob a radiação do laser, o grau de ionização do N2 permanece uniforme, o que pode reduzir melhor a formação de uma nuvem de plasma e aumentar a taxa de utilização efetiva do laser. O nitrogênio pode reagir com a liga de alumínio e o aço carbono a uma determinada temperatura para produzir nitretos, o que melhorará a fragilidade da solda e reduzirá a tenacidade, além de ter um grande impacto adverso nas propriedades mecânicas das juntas soldadas. Portanto, não é recomendado o uso de nitrogênio na soldagem de ligas de alumínio e aço carbono.
Porém, a reação química entre o nitrogênio e o aço inoxidável gerada pelo nitrogênio pode melhorar a resistência da junta soldada, o que será benéfico para melhorar as propriedades mecânicas da solda, de modo que a soldagem do aço inoxidável pode utilizar o nitrogênio como gás de proteção.
Argônio (Ar)
A energia de ionização do argônio é relativamente baixa e seu grau de ionização aumentará sob a ação de um laser. Então, o argônio, como gás de proteção, não consegue controlar efetivamente a formação de nuvens de plasma, o que reduzirá a taxa efetiva de utilização da soldagem a laser. Surge a pergunta: o argônio é um mau candidato para uso em soldagem como gás de proteção? A resposta é não. Sendo um gás inerte, o argônio é difícil de reagir com a maioria dos metais e o ar é barato de usar. Além disso, a densidade do Ar é grande, conduz ao afundamento na superfície da poça de fusão da solda e pode proteger melhor a poça de fusão, de modo que o argônio pode ser usado como gás de proteção convencional.
Hélio (Ele)
Ao contrário do argônio, o hélio tem energia de ionização relativamente alta que pode controlar facilmente a formação de nuvens de plasma. Ao mesmo tempo, o hélio não reage com nenhum metal. É realmente uma boa escolha para soldagem a laser. O único problema é que o hélio é relativamente caro. Para os fabricantes que fornecem produtos metálicos para produção em massa, o hélio acrescentará uma enorme quantia ao custo de produção. Assim, o hélio é geralmente utilizado em pesquisas científicas ou em produtos de altíssimo valor agregado.
Como explodir o gás de proteção?
Em primeiro lugar, deve ficar claro que a chamada “oxidação” da solda é apenas um nome comum, que teoricamente se refere à reação química entre a solda e os componentes nocivos do ar, levando à deterioração da solda. . Normalmente, o metal de solda reage com oxigênio, nitrogênio e hidrogênio no ar a uma determinada temperatura.
Para evitar que a solda seja "oxidada" é necessário reduzir ou evitar o contato entre esses componentes nocivos e o metal de solda sob alta temperatura, que não ocorre apenas no metal da poça fundida, mas em todo o período desde o momento em que o metal de solda é fundido até o o metal da poça derretida é solidificado e sua temperatura está esfriando até uma determinada temperatura.
Duas formas principais de soprar gás de proteção
▶Um deles está soprando gás de proteção no eixo lateral, conforme mostra a Figura 1.
▶O outro é um método de sopro coaxial, conforme mostrado na Figura 2.
Figura 1.
Figura 2.
A escolha específica dos dois métodos de sopro é uma consideração abrangente de muitos aspectos. Em geral, recomenda-se adotar o método do gás protetor de sopro lateral.
Alguns exemplos de soldagem a laser
1. Soldagem de cordão/linha reta
Conforme mostrado na Figura 3, o formato da solda do produto é linear e o formato da junta pode ser uma junta de topo, junta sobreposta, junta de canto negativo ou junta de soldagem sobreposta. Para este tipo de produto, é melhor adotar o gás protetor de sopro no eixo lateral conforme mostrado na Figura 1.
2. Figura próxima ou soldagem de área
Conforme mostrado na Figura 4, o formato de solda do produto é um padrão fechado, como circunferência plana, formato plano multilateral, formato linear plano multissegmento, etc. É melhor adotar o método de gás de proteção coaxial conforme mostrado na Figura 2 para este tipo de produto.
A seleção do gás de proteção afeta diretamente a qualidade da soldagem, eficiência e custo de produção, mas devido à diversidade do material de soldagem, no processo de soldagem real, a seleção do gás de soldagem é mais complexa e precisa de consideração abrangente do material de soldagem, soldagem método, posição de soldagem, bem como os requisitos do efeito de soldagem. Através dos testes de soldagem, você pode escolher o gás de soldagem mais adequado para obter melhores resultados.
Interessado em soldagem a laser e disposto a aprender como escolher o gás de proteção
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Horário da postagem: 10 de outubro de 2022