A influência do gás protetor na soldagem a laser
Soldado a laser portátil
Conteúdo do capítulo:
▶ O que o gás de escudo correto pode obter para você?
▶ vários tipos de gás protetor
▶ Dois métodos de uso de gás protetor
▶ Como selecionar o gás protetor adequado?
Soldagem a laser portátil
Efeito positivo do gás de escudo adequado
Na soldagem a laser, a escolha do gás protetor pode ter um impacto significativo na formação, qualidade, profundidade e largura da costura de solda. Na grande maioria dos casos, a introdução do gás protetor tem um efeito positivo na costura da solda. No entanto, também pode ter efeitos adversos. Os efeitos positivos do uso do gás protetor correto são os seguintes:
1. Proteção efetiva do pool de solda
A introdução adequada do gás protetor pode proteger efetivamente o pool de solda da oxidação ou até impedir completamente a oxidação.
2. Redução de respingos
A introdução correta do gás protetor pode reduzir efetivamente a respinga durante o processo de soldagem.
3. Formação uniforme da costura de solda
A introdução adequada do gás protetor promove a espalhamento uniforme da piscina de solda durante a solidificação, resultando em uma costura de solda uniforme e esteticamente agradável.
4. Aumento da utilização do laser
A introdução correta do gás protetor pode reduzir efetivamente o efeito de blindagem de plumas de vapor de metal ou nuvens de plasma no laser, aumentando assim a eficiência do laser.
5. Redução da porosidade da solda
A introdução correta do gás protetor pode minimizar efetivamente a formação de poros de gás na costura da solda. Ao selecionar o tipo de gás apropriado, a taxa de fluxo e o método de introdução, os resultados ideais podem ser alcançados.
No entanto,
O uso inadequado do gás protetor pode ter efeitos prejudiciais na soldagem. Os efeitos adversos incluem:
1. Deterioração da costura de solda
A introdução inadequada do gás protetor pode resultar em baixa qualidade da costura de solda.
2. Propriedades mecânicas de rachadura e redução
Escolher o tipo de gás errado pode levar a rachaduras na costura de solda e diminuição do desempenho mecânico.
3. Maior oxidação ou interferência
A escolha da taxa de fluxo de gás errada, muito alta ou muito baixa, pode levar ao aumento da oxidação da costura de solda. Também pode causar distúrbios graves ao metal fundido, resultando em colapso ou formação desigual da costura de solda.
4. Proteção inadequada ou impacto negativo
A escolha do método de introdução de gás errado pode levar à proteção insuficiente da costura de solda ou até mesmo ter um efeito negativo na formação da costura de solda.
5. Influência na profundidade da solda
A introdução do gás protetor pode ter um certo impacto na profundidade da solda, especialmente na soldagem fina, onde tende a reduzir a profundidade da solda.
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Tipos de gases de proteção
Os gases de proteção comumente usados na soldagem a laser são nitrogênio (N2), argônio (AR) e hélio (He). Esses gases têm propriedades físicas e químicas diferentes, que resultam em efeitos variados na costura da solda.
1. Nitrogênio (N2)
N2 possui uma energia de ionização moderada, maior que AR e menor que ele. Sob a ação do laser, ela ioniza em um grau moderado, reduzindo efetivamente a formação de nuvens de plasma e aumentando a utilização do laser. No entanto, o nitrogênio pode reagir quimicamente com ligas de alumínio e aço carbono a determinadas temperaturas, formando nitretos. Isso pode aumentar a fragilidade e reduzir a tenacidade da costura de solda, afetando negativamente suas propriedades mecânicas. Portanto, o uso de nitrogênio como gás protetor para ligas de alumínio e soldas de aço carbono não é recomendado. Por outro lado, o nitrogênio pode reagir com aço inoxidável, formando nitretos que aumentam a força da junta de solda. Portanto, o nitrogênio pode ser usado como gás protetor para soldagem aço inoxidável.
2. Gás de argônio (AR)
O gás argônio possui a energia de ionização relativamente menor, resultando em um maior grau de ionização sob ação do laser. Isso é desfavorável para controlar a formação de nuvens de plasma e pode ter um certo impacto na utilização efetiva de lasers. No entanto, o argônio tem reatividade muito baixa e é improvável que sofra reações químicas com metais comuns. Além disso, o argônio é econômico. Além disso, devido à sua alta densidade, o argônio afunda acima do pool de solda, fornecendo melhor proteção para o pool de solda. Portanto, pode ser usado como um gás de proteção convencional.
3. Gás de hélio (ele)
O gás de hélio tem a maior energia de ionização, levando a um grau muito baixo de ionização sob ação a laser. Permite um melhor controle da formação de nuvens de plasma, e os lasers podem interagir efetivamente com os metais. Além disso, o hélio tem reatividade muito baixa e não passa prontamente reações químicas com metais, tornando -o um excelente gás para a blindagem de solda. No entanto, o custo do hélio é alto, por isso geralmente não é usado na produção em massa de produtos. É comumente empregado em pesquisas científicas ou em produtos de alto valor agregado.
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Métodos de introdução de gás de blindagem
Atualmente, existem dois métodos principais para a introdução de gás de blindagem: sopro lateral fora do eixo e gás de proteção coaxial, conforme mostrado na Figura 1 e na Figura 2, respectivamente.
Figura 1: Lado fora do eixo soprando gás de proteção
Figura 2: gás de proteção coaxial
A escolha entre os dois métodos de sopro depende de várias considerações. Em geral, é recomendável usar o método de sopro lateral fora do eixo para proteger o gás.
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Princípios para escolher o método de introdução de gás de proteção
Em primeiro lugar, é importante esclarecer que o termo "oxidação" das soldas é uma expressão coloquial. Em teoria, refere -se à deterioração da qualidade da solda devido a reações químicas entre o metal de solda e os componentes nocivos no ar, como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio.
A prevenção da oxidação da solda envolve reduzir ou evitar o contato entre esses componentes nocivos e o metal de solda de alta temperatura. Esse estado de alta temperatura inclui não apenas o metal da piscina de solda derretida, mas também todo o período em que o metal de solda é derretido até que a piscina solidifique e sua temperatura diminua abaixo de um certo limite.
Por exemplo, na soldagem de ligas de titânio, quando a temperatura está acima de 300 ° C, ocorre uma rápida absorção de hidrogênio; Acima de 450 ° C, ocorre uma rápida absorção de oxigênio; e acima de 600 ° C, ocorre uma rápida absorção de nitrogênio. Portanto, a proteção efetiva é necessária para a solda da liga de titânio durante a fase quando ela solidifica e sua temperatura diminui abaixo de 300 ° C para evitar a oxidação. Com base na descrição acima, fica claro que o gasto de gás de proteção precisa fornecer proteção não apenas ao pool de solda no momento apropriado, mas também à região recém-solidificada da solda. Portanto, o método de sopro do lado fora do eixo mostrado na Figura 1 é geralmente preferido porque oferece uma gama mais ampla de proteção em comparação com o método de blindagem coaxial mostrada na Figura 2, especialmente para a região justificada da solda. No entanto, para certos produtos específicos, a escolha do método precisa ser feita com base na estrutura do produto e na configuração conjunta.
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Seleção específica do método de introdução de gás de proteção
1. Solda de linha reta
Se a forma de solda do produto for reta, como mostrado na Figura 3, e a configuração da junta inclui juntas de bunda, juntas de volta, soldas de filete ou soldas de pilha, o método preferido para esse tipo de produto é o método de sopro do lado fora do eixo mostrado em Figura 1.
Figura 3: solda linear
2.
Conforme mostrado na Figura 4, a solda nesse tipo de produto possui uma forma plana fechada, como uma forma de linha circular, poligonal ou de vários segmentos. As configurações juntas podem incluir juntas de bunda, juntas de volta ou soldas de pilha. Para esse tipo de produto, o método preferido é usar o gás de proteção coaxial mostrado na Figura 2.
Figura 4: solda de geometria fechada plana
A seleção de gás de proteção para soldas de geometria fechada plana afeta diretamente a qualidade, a eficiência e o custo da produção de soldagem. No entanto, devido à diversidade de materiais de soldagem, a seleção de gás de soldagem é complexa nos processos reais de soldagem. Requer consideração abrangente de materiais de soldagem, métodos de soldagem, posições de soldagem e resultado de soldagem desejado. A seleção do gás de soldagem mais adequado pode ser determinado por meio de testes de soldagem para obter melhores resultados de soldagem.
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Exibição de vídeo | Olhe para soldagem a laser portátil
VÍDEO 1 - Saiba mais sobre o que é soldador a laser portátil
Video2 - Soldagem a laser versátil para diversos requisitos
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Horário de postagem: maio-19-2023