Como selecionar as melhores misturas de gás para sua soldagem a laser?
Tipos, benefícios e aplicações
Introdução:
As coisas importantes para saber antes de mergulhar em
A soldagem a laser é um método de soldagem de alta precisão que usa um feixe de laser para derreter o material da peça de trabalho e depois forma uma solda após o resfriamento. Na soldagem a laser, o gás desempenha um papel fundamental.
O gás protetor não afeta apenas a formação de costura de soldagem, a qualidade da costura de soldagem, a penetração da costura de soldagem e a largura da penetração, mas também afeta diretamente a qualidade e a eficiência da soldagem a laser.
Quais gases são necessários para a soldagem a laser?Este artigo dará uma olhada detalhadaA importância dos gases de solda a laser, os gases usados e o que fazem.
Nós também recomendaremosa melhor máquina de soldagem a laserpara suas necessidades.
Por que o gás é necessário para a soldagem a laser?
Soldagem por feixe a laser
Durante o processo de soldagem a laser, um feixe a laser de alta densidade de energia está focado na área de soldagem da peça de trabalho.
Causando a fusão instantânea do material da superfície da peça de trabalho.
O gás é necessário durante a soldagem a laser para proteger a área de soldagem.
Controle a temperatura, melhore a qualidade da solda e proteja o sistema óptico.
Escolher os parâmetros apropriados do tipo de gás e da oferta são fatores importantes para garantir um eficiente.
E processo estável de soldagem a laser e obter resultados de soldagem de alta qualidade.
1. Proteção de áreas de soldagem
Durante o processo de soldagem a laser, a área de solda é exposta ao ambiente externo e é facilmente afetada pelo oxigênio e outros gases no ar.
O oxigênio desencadeia reações de oxidação que podem levar à redução da qualidade da solda e à criação de poros e inclusões. A solda pode ser efetivamente protegida da contaminação por oxigênio, fornecendo um gás apropriado, geralmente um gás inerte como o argônio, para a área de soldagem.
2. Controle de calor
A seleção e suprimento de gás podem ajudar a controlar a temperatura da área de soldagem. Ao ajustar a vazão e o tipo de gás, a taxa de resfriamento da área de soldagem pode ser afetada. Isso é importante para controlar a zona afetada pelo calor (HAZ) durante a soldagem e reduzir a distorção térmica.
3. Qualidade de solda aprimorada
Alguns gases auxiliares, como oxigênio ou nitrogênio, podem melhorar a qualidade e o desempenho das soldas. Por exemplo, adicionar oxigênio pode melhorar a penetração da solda e aumentar a velocidade de soldagem, além de afetar a forma e a profundidade da solda.
4. Resfriamento a gás
Na soldagem a laser, a área de soldagem é geralmente afetada por altas temperaturas. O uso de um sistema de resfriamento a gás pode ajudar a controlar a temperatura da área de soldagem e evitar superaquecimento. Isso é essencial para reduzir o estresse térmico na área de soldagem e melhorar a qualidade da soldagem.
Soldagem automatizada de feixe a laser
5. Proteção a gás de sistemas ópticos
O feixe de laser está focado na área de soldagem através de um sistema óptico.
Durante o processo de solda, o material fundido e os aerossóis gerados podem contaminar componentes ópticos.
Ao introduzir gases na área de soldagem, o risco de contaminação é reduzido e a vida útil do sistema óptico é estendida.
Quais gases são usados na soldagem a laser?
Na soldagem a laser, o gás pode isolar o ar da placa de soldagem e impedir que ele reaja com o ar. Dessa forma, a superfície de soldagem da placa de metal será mais branca e mais bonita. O uso de gás também protege as lentes da poeira de soldagem. Geralmente, os seguintes gases são usados:
1. Gás de proteção:
A proteção dos gases, às vezes chamados de "gases inertes", desempenham um papel importante no processo de soldagem a laser. Os processos de soldagem a laser geralmente usam gases inertes para proteger o pool de solda. Os gases de proteção comumente usados na soldagem a laser incluem principalmente argônio e néon. Suas propriedades físicas e químicas são diferentes; portanto, seus efeitos na solda também são diferentes.
Gas de proteção:Argônio
O argônio é um dos gases inertes mais usados.
Possui um alto grau de ionização sob a ação do laser, que não é propício para controlar a formação de nuvens plasmáticas, o que terá um certo impacto no uso efetivo de lasers.
A natureza inerte do argônio o mantém fora do processo de solda, enquanto também se dissipa bem, ajudando a controlar a temperatura na área de solda.
Gas de proteção:Néon
O neon é frequentemente usado como gás inerte, semelhante ao argônio, e é usado principalmente para proteger a área de soldagem do oxigênio e outros poluentes no ambiente externo.
É importante observar que o neon não é adequado para todas as aplicações de soldagem a laser.
É usado principalmente para algumas tarefas especiais de soldagem, como materiais mais espessos de soldagem ou quando são necessárias costuras de solda mais profundas.
2. Gás auxiliar:
Durante o processo de soldagem a laser, além do principal gás protetor, os gases auxiliares também podem ser usados para melhorar o desempenho e a qualidade da soldagem. A seguir, são apresentados alguns gases auxiliares comuns usados na soldagem a laser.
Gás auxiliar:Oxigênio
O oxigênio é comumente usado como gás de assistência e pode ser usado para aumentar o calor e a profundidade da solda durante a soldagem.
A adição de oxigênio pode aumentar a velocidade e a penetração da soldagem, mas precisa ser cuidadosamente controlado para evitar o excesso de oxigênio, causando problemas de oxidação.
Gás auxiliar:Mistura de hidrogênio/ hidrogênio
O hidrogênio melhora a qualidade das soldas e reduz a formação de porosidade.
As misturas de argônio e hidrogênio são usadas em algumas aplicações especiais, como a soldagem em aço inoxidável. O teor de hidrogênio da mistura normalmente varia de 2% a 15%.
Gas de proteção:Azoto
O nitrogênio também é frequentemente usado como gás auxiliar na soldagem a laser.
A energia de ionização do nitrogênio é moderada, maior que o argônio e menor que o hidrogênio.
O grau de ionização geralmente está sob a ação de um laser. Pode reduzir melhor a formação de nuvens plasmáticas, fornecer soldas e aparência de maior qualidade e reduzir o impacto do oxigênio nas soldas.
O nitrogênio também pode ser usado para controlar a temperatura da área de soldagem e reduzir a formação de bolhas e poros.
Gas de proteção:Hélio
O hélio é geralmente usado para soldagem a laser de alta potência, porque possui baixa condutividade térmica e não é facilmente ionizada, permitindo que o laser passe suavemente e a energia do feixe atinge a superfície da peça sem obstáculos.
Propício à soldagem de poder mais alta. O hélio também pode ser usado para melhorar a qualidade da solda e controlar as temperaturas de soldagem. Este é o gás de blindagem mais eficaz usado na soldagem a laser, mas é relativamente caro.
3. Gas de resfriamento:
O gás de resfriamento é frequentemente usado durante a soldagem a laser para controlar a temperatura da área de soldagem, evitar superaquecimento e manter a qualidade da soldagem. A seguir estão alguns gases de resfriamento comumente usados:
Gas/ médio de resfriamento:Água
A água é um meio de resfriamento comum frequentemente usado para resfriar geradores a laser e sistemas ópticos de soldagem a laser.
Os sistemas de resfriamento de água podem ajudar a manter uma temperatura estável do gerador a laser e dos componentes ópticos para garantir a estabilidade e o desempenho do feixe de laser.
Gas/ médio de resfriamento:Gases atmosféricos
Em alguns processos de soldagem a laser, gases atmosféricos ambientais podem ser usados para resfriamento.
Por exemplo, no sistema óptico de um gerador a laser, o gás atmosfera circundante pode fornecer um efeito de resfriamento.
Gas/ médio de resfriamento:Gases inertes
Gases inertes como argônio e nitrogênio também podem ser usados como gases de resfriamento.
Eles têm menor condutividade térmica e podem ser usados para controlar a temperatura da área de soldagem e reduzir a zona afetada pelo calor (HAZ).
Gas/ médio de resfriamento:Nitrogênio líquido
O nitrogênio líquido é um meio de resfriamento de temperatura extremamente baixo que pode ser usado para soldagem a laser extremamente de alta potência.
Ele fornece um efeito de resfriamento muito eficaz e garante o controle da temperatura na área de soldagem.
4. Gás misto:
As misturas de gás são comumente usadas na soldagem para otimizar vários aspectos do processo, como velocidade de soldagem, profundidade de penetração e estabilidade do arco. Existem dois tipos principais de misturas de gás: misturas binárias e ternárias.
Misturas de gás binário:Argônio + oxigênio
A adição de uma pequena quantidade de oxigênio ao argônio melhora a estabilidade da arco, refina o pool de solda e aumenta a velocidade de soldagem. Essa mistura é comumente usada para soldagem de aço carbono, aço de baixa liga e aço inoxidável.
Misturas de gás binário:Argônio + dióxido de carbono
A adição de CO₂ ao argônio aumenta a resistência da soldagem e a resistência à corrosão enquanto reduz a respinga. Essa mistura é frequentemente usada para soldagem de aço carbono e aço inoxidável.
Misturas de gás binário:Argônio + hidrogênio
O hidrogênio aumenta a temperatura do arco, melhora a velocidade de soldagem e reduz os defeitos de soldagem. É especialmente útil para soldar ligas à base de níquel e aço inoxidável.
Misturas de gás ternário:Argônio + oxigênio + dióxido de carbono
Essa mistura combina os benefícios das misturas argônio-oxigênio e argônio-co₂. Reduz o respingo, melhora a fluidez da pool de solda e melhora a qualidade da solda. É amplamente utilizado para soldagem de várias espessuras de aço carbono, aço de baixa liga e aço inoxidável.
Misturas de gás ternário:Argônio + hélio + dióxido de carbono
Essa mistura ajuda a melhorar a estabilidade do arco, aumenta a temperatura da piscina da solda e aumenta a velocidade de soldagem. É usado em soldagem de arco de curto-circuito e aplicações de soldagem pesada, oferecendo melhor controle sobre a oxidação.
Seleção de gás em diferentes aplicações
Soldagem a laser portátil
Em diferentes aplicações de soldagem a laser, a escolha do gás apropriado é crucial, porque diferentes combinações de gás podem produzir diferentes qualidade, velocidade e eficiência da soldagem. Aqui estão algumas diretrizes para ajudá -lo a escolher o gás certo para o seu aplicativo específico:
Tipo de material de soldagem:
Aço inoxidávelnormalmente usaMistura de argônio ou argônio/hidrogênio.
Ligas de alumínio e alumíniofrequentemente useArgônio puro.
Ligas de titâniofrequentemente useAzoto.
Aços de alto carbonofrequentemente useOxigênio como gás auxiliar.
Velocidade de soldagem e pentração:
Se for necessária uma maior velocidade de soldagem ou uma penetração mais profunda da soldagem, a combinação de gás poderá ser ajustada. A adição de oxigênio geralmente melhora a velocidade e a penetração, mas precisa ser cuidadosamente controlada para evitar problemas de oxidação.
Controle da zona afetada pelo calor (HAZ):
Dependendo do material limpo, o desperdício perigoso que requer procedimentos especiais de manuseio pode ser gerado durante o processo de limpeza. Isso pode aumentar o custo geral do processo de limpeza a laser.
Qualidade da solda:
Algumas combinações de gás podem melhorar a qualidade e a aparência das soldas. Por exemplo, o nitrogênio pode fornecer uma melhor aparência e qualidade da superfície.
Controle de poros e bolhas:
Para aplicações que requerem soldas de alta qualidade, é necessário prestar atenção especial à formação de poros e bolhas. A seleção adequada do gás pode reduzir o risco desses defeitos.
Equipamento e considerações de custo:
A seleção de gás também é influenciada pelo tipo e custo do equipamento. Alguns gases podem exigir sistemas de fornecimento especiais ou custos mais altos.
Para aplicações específicas, é recomendável trabalhar com um engenheiro de soldagem ou um fabricante profissional de equipamentos de soldagem a laser para obter aconselhamento profissional e otimizar o processo de soldagem.
Alguma experimentação e otimização geralmente são necessárias antes que a combinação final de gás seja selecionada.
Dependendo da aplicação específica, diferentes combinações e parâmetros de gás podem ser tentados para encontrar as condições ideais de soldagem.
Coisas que você precisa saber: soldagem a laser portátil
Máquina de soldagem a laser recomendada
Para otimizar suas tarefas de metalworking e processamento de materiais, é essencial a seleção do equipamento certo. Mimowork Laser recomenda oMáquina de solda a laser portátilPara uma união de metal precisa e eficiente.
Alta capacidade e potência para várias aplicações de soldagem
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Uma fonte de laser de fibra estável e um cabo de fibra conectados fornecem uma entrega de feixe de laser seguro e constante.
Com a alta potência, o buraco da solda a laser é perfeito e permite a junta de soldagem mais firme, mesmo para metal grosso.
Com uma aparência compacta e pequena da máquina, a máquina de soldador a laser portátil está equipada com uma pistola de soldador de laser portátil móvel, que é leve e conveniente para aplicações de soldagem com vários laser em qualquer ângulo e superfície.
Vários tipos opcionais de bocais de soldador a laser e sistemas automáticos de alimentação de fios facilitam a operação de soldagem a laser e isso é amigável para iniciantes.
A soldagem a laser de alta velocidade aumenta bastante sua eficiência e saída de produção, permitindo um excelente efeito de soldagem a laser.
Resumir
Em resumo, a soldagem a laser precisa usar gás para proteger as áreas de soldagem, controlar a temperatura, melhorar a qualidade da solda e proteger os sistemas ópticos. Selecionar tipos de gás e parâmetros de suprimento apropriados é um fator importante para garantir um processo de soldagem a laser eficiente e estável e obter resultados de soldagem de alta qualidade. Diferentes materiais e aplicações podem exigir diferentes tipos e proporções mistas para atender aos requisitos específicos de soldagem.
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Horário de postagem: janeiro-13-2025