Sudarea cu laser are ca scop principal îmbunătățirea eficienței și calității sudării materialelor cu pereți subțiri și a pieselor de precizie. Astăzi nu vom vorbi despre avantajele sudării cu laser, ci ne vom concentra asupra modului de utilizare corectă a gazelor de protecție pentru sudarea cu laser.
De ce se utilizează gaz protector pentru sudarea cu laser?
În sudarea cu laser, gazul protector va afecta formarea sudurii, calitatea acesteia, adâncimea și lățimea acesteia. În majoritatea cazurilor, suflarea gazului asistat va avea un efect pozitiv asupra sudurii, dar poate avea și efecte adverse.
Când sufli corect gaz protector, te va ajuta:
✦Protejează eficient baia de sudură pentru a reduce sau chiar evita oxidarea
✦Reduce eficient stropii produși în procesul de sudare
✦Reduce eficient porii de sudură
✦Ajută la răspândirea uniformă a băii de sudură în timpul solidificării, astfel încât cusătura sudurii să aibă o margine curată și netedă.
✦Efectul de ecranare al panașului de vapori metalici sau al norului de plasmă asupra laserului este redus eficient, iar rata de utilizare efectivă a laserului este crescută.
Atâta timp câttipul de gaz protector, debitul de gaz și selectarea modului de suflareDacă sunt corecte, puteți obține efectul ideal al sudării. Cu toate acestea, utilizarea incorectă a gazului protector poate afecta negativ sudarea. Utilizarea unui tip greșit de gaz protector poate duce la crăpături în sudură sau la reducerea proprietăților mecanice ale sudurii. Un debit de gaz prea mare sau prea mic poate duce la o oxidare mai gravă a sudurii și la interferențe externe grave ale materialului metalic din interiorul băii de sudură, rezultând colapsul sudurii sau o formare neuniformă.
Tipuri de gaz protector
Gazele de protecție utilizate în mod obișnuit în sudarea cu laser sunt în principal N2, Ar și He. Proprietățile lor fizice și chimice sunt diferite, astfel încât efectele lor asupra sudurilor sunt, de asemenea, diferite.
Azot (N2)
Energia de ionizare a N2 este moderată, mai mare decât cea a Ar și mai mică decât cea a He. Sub radiația laserului, gradul de ionizare al N2 se menține constant, ceea ce poate reduce mai bine formarea unui nor de plasmă și poate crește rata de utilizare eficientă a laserului. Azotul poate reacționa cu aliajul de aluminiu și oțelul carbon la o anumită temperatură pentru a produce nitruri, care vor îmbunătăți fragilitatea sudurii și vor reduce tenacitatea, având un impact negativ semnificativ asupra proprietăților mecanice ale îmbinărilor sudate. Prin urmare, nu se recomandă utilizarea azotului la sudarea aliajului de aluminiu și a oțelului carbon.
Cu toate acestea, reacția chimică dintre azot și oțelul inoxidabil generată de azot poate îmbunătăți rezistența îmbinării sudate, ceea ce va fi benefic pentru îmbunătățirea proprietăților mecanice ale sudurii, astfel încât sudarea oțelului inoxidabil poate utiliza azotul ca gaz de protecție.
Argon (Ar)
Energia de ionizare a argonului este relativ scăzută, iar gradul său de ionizare va crește sub acțiunea unui laser. În acest caz, argonul, ca gaz de protecție, nu poate controla eficient formarea norilor de plasmă, ceea ce va reduce rata de utilizare efectivă a sudării cu laser. Se pune întrebarea: este argonul un candidat prost pentru utilizarea ca gaz de protecție în sudură? Răspunsul este nu. Fiind un gaz inert, argonul reacționează dificil cu majoritatea metalelor, iar Ar este ieftin de utilizat. În plus, densitatea mare a Ar este favorabilă scufundării la suprafața băii de topit de sudură și poate proteja mai bine baia de sudură, astfel încât argonul poate fi utilizat ca gaz de protecție convențional.
Heliu (He)
Spre deosebire de argon, heliul are o energie de ionizare relativ mare, care poate controla cu ușurință formarea norilor de plasmă. În același timp, heliul nu reacționează cu niciun metal. Este cu adevărat o alegere bună pentru sudarea cu laser. Singura problemă este că heliul este relativ scump. Pentru producătorii care furnizează produse metalice în masă, heliul va adăuga o sumă enormă la costul de producție. Astfel, heliul este utilizat în general în cercetarea științifică sau în produse cu valoare adăugată foarte mare.
Cum se suflează gazul de protecție?
În primul rând, trebuie clarificat faptul că așa-numita „oxidare” a sudurii este doar o denumire comună, care teoretic se referă la reacția chimică dintre sudură și componentele nocive din aer, ducând la deteriorarea sudurii. În mod obișnuit, metalul sudat reacționează cu oxigenul, azotul și hidrogenul din aer la o anumită temperatură.
Pentru a preveni „oxidarea” sudurii, este necesară reducerea sau evitarea contactului dintre astfel de componente dăunătoare și metalul sudat la temperaturi ridicate, care nu se manifestă doar în metalul topit din baie, ci pe întreaga perioadă din momentul în care metalul sudat este topit până când metalul topit din baie se solidifică și temperatura sa scade la o anumită temperatură.
Două modalități principale de suflare a gazului de protecție
▶Unul suflă gaz protector pe axa laterală, așa cum se arată în Figura 1.
▶Cealaltă este o metodă de suflare coaxială, așa cum se arată în Figura 2.
Figura 1.
Figura 2.
Alegerea specifică a celor două metode de suflare este o luare în considerare cuprinzătoare a mai multor aspecte. În general, se recomandă adoptarea metodei de suflare laterală a gazului protector.
Câteva exemple de sudare cu laser
1. Sudare în linie dreaptă/cu cordon
După cum se arată în Figura 3, forma sudurii produsului este liniară, iar forma îmbinării poate fi o îmbinare cap la cap, o îmbinare suprapusă, o îmbinare cu colț negativ sau o îmbinare sudabilă suprapusă. Pentru acest tip de produs, este mai bine să se adopte gazul protector suflat pe axul lateral, așa cum se arată în Figura 1.
2. Sudare în formă apropiată sau în zonă
După cum se arată în Figura 4, forma sudurii produsului este un model închis, cum ar fi o circumferință plană, o formă multilaterală plană, o formă liniară multi-segment plană etc. Forma îmbinării poate fi îmbinare cap la cap, îmbinare suprapusă, sudură suprapusă etc. Este mai bine să se adopte metoda coaxială cu gaz protector, așa cum se arată în Figura 2, pentru acest tip de produs.
Selectarea gazului protector afectează direct calitatea, eficiența și costul de producție al sudării, însă din cauza diversității materialelor de sudură, în procesul propriu-zis de sudare, selecția gazului de sudură este mai complexă și necesită o analiză cuprinzătoare a materialului de sudură, a metodei de sudare, a poziției de sudare, precum și a cerințelor efectului de sudare. Prin testele de sudare, puteți alege gazul de sudură mai potrivit pentru a obține rezultate mai bune.
Interesat de sudarea cu laser și dispus să învăț cum să alegi gazul protector
Linkuri conexe:
Data publicării: 10 oct. 2022