Лазерная сварка в основном направлена на повышение эффективности и качества сварки тонкостенных материалов и прецизионных деталей. Сегодня мы не будем говорить о преимуществах лазерной сварки, а сосредоточимся на том, как правильно использовать защитные газы для лазерной сварки.
Зачем использовать защитный газ для лазерной сварки?
При лазерной сварке защитный газ влияет на форму сварного шва, его качество, глубину и ширину сварного шва. В большинстве случаев продувка вспомогательным газом оказывает положительное влияние на сварной шов, но может также иметь и отрицательные последствия.
Правильная продувка защитным газом поможет вам:
✦Эффективно защищает сварочную ванну, уменьшая или даже предотвращая окисление.
✦Эффективно уменьшает брызги, образующиеся в процессе сварки.
✦Эффективно уменьшает поры в сварном шве
✦Обеспечьте равномерное распределение сварочной ванны при затвердевании, чтобы сварной шов имел чистую и гладкую кромку.
✦Экранирующий эффект шлейфа паров металла или плазменного облака на лазер эффективно снижается, а эффективная степень использования лазера увеличивается.
Покатип защитного газа, расход газа и выбор режима продувкиверны, вы можете получить идеальный эффект сварки. Однако неправильное использование защитного газа также может отрицательно повлиять на сварку. Использование неправильного типа защитного газа может привести к появлению скрипа в сварном шве или ухудшению механических свойств сварки. Слишком высокая или слишком низкая скорость подачи газа может привести к более серьезному окислению сварного шва и серьезному внешнему воздействию металлического материала внутри сварочной ванны, что приведет к разрушению сварного шва или его неравномерной форме.
Виды защитного газа
Обычно используемыми защитными газами при лазерной сварке являются в основном N2, Ar и He. Их физические и химические свойства различны, поэтому различно и их воздействие на сварные швы.
Азот (N2)
Энергия ионизации N2 умеренная, выше, чем у Ar, и ниже, чем у He. Под излучением лазера степень ионизации N2 остается на одном уровне, что может лучше уменьшить образование плазменного облака и увеличить эффективную степень использования лазера. Азот может вступать в реакцию с алюминиевым сплавом и углеродистой сталью при определенной температуре с образованием нитридов, которые улучшают хрупкость сварного шва и снижают ударную вязкость, а также оказывают большое негативное влияние на механические свойства сварных соединений. Поэтому не рекомендуется использовать азот при сварке алюминиевых сплавов и углеродистой стали.
Однако химическая реакция между азотом и нержавеющей сталью, генерируемая азотом, может улучшить прочность сварного соединения, что будет полезно для улучшения механических свойств сварного шва, поэтому при сварке нержавеющей стали можно использовать азот в качестве защитного газа.
Аргон (Ar)
Энергия ионизации аргона относительно невелика, а степень его ионизации под действием лазера станет выше. Тогда аргон как защитный газ не сможет эффективно контролировать образование плазменных облаков, что снизит эффективный коэффициент использования лазерной сварки. Возникает вопрос: является ли аргон плохим кандидатом для использования в сварке в качестве защитного газа? Ответ — нет. Будучи инертным газом, аргон трудно вступает в реакцию с большинством металлов, а использование аргона дешево. Кроме того, плотность аргона велика, он будет способствовать оседанию на поверхность сварочной ванны и может лучше защитить сварочную ванну, поэтому аргон можно использовать в качестве обычного защитного газа.
Гелий (Он)
В отличие от аргона, гелий обладает относительно высокой энергией ионизации, что позволяет легко контролировать образование плазменных облаков. При этом гелий не вступает в реакцию ни с какими металлами. Это действительно хороший выбор для лазерной сварки. Единственная проблема заключается в том, что гелий относительно дорог. Для производителей, которые поставляют металлические изделия массового производства, гелий значительно увеличит себестоимость производства. Таким образом, гелий обычно используется в научных исследованиях или продуктах с очень высокой добавленной стоимостью.
Как взорвать защитный газ?
Прежде всего, должно быть понятно, что так называемое «окисление» сварного шва — это лишь общее название, которое теоретически относится к химической реакции между сварным швом и вредными компонентами в воздухе, приводящей к ухудшению качества сварного шва. . Обычно металл сварного шва вступает в реакцию с кислородом, азотом и водородом в воздухе при определенной температуре.
Для предотвращения «окисления» сварного шва необходимо уменьшить или исключить контакт таких вредных компонентов с металлом шва при высокой температуре, которая находится не только в металле расплавленной ванны, но и в течение всего периода с момента расплавления металла шва до момента его плавления. расплавленный металл ванны затвердевает, и его температура остывает до определенной температуры.
Два основных способа продувки защитного газа
▶Один подает защитный газ по боковой оси, как показано на рисунке 1.
▶Другой метод — коаксиальный метод продувки, как показано на рисунке 2.
Рисунок 1.
Рисунок 2.
Конкретный выбор двух методов продувки требует всестороннего рассмотрения многих аспектов. В общем, рекомендуется использовать метод боковой продувки защитного газа.
Некоторые примеры лазерной сварки
1. Прямолинейная/линейная сварка.
Как показано на рисунке 3, форма сварного шва изделия является линейной, а форма соединения может быть стыковым, нахлесточным, отрицательным угловым соединением или сварным соединением внахлест. Для этого типа продукта лучше использовать боковую продувку защитным газом, как показано на рисунке 1.
2. Закрыть фигуру или сварку по площади.
Как показано на рисунке 4, форма сварного шва изделия представляет собой замкнутый узор, такой как плоская окружность, плоская многосторонняя форма, плоская многосегментная линейная форма и т. д. Форма соединения может быть стыковой, нахлесточной, сваркой внахлест и т. д. Для этого типа продукта лучше использовать метод коаксиального защитного газа, как показано на рисунке 2.
Выбор защитного газа напрямую влияет на качество сварки, эффективность и стоимость производства, но из-за разнообразия сварочных материалов в реальном процессе сварки выбор сварочного газа более сложен и требует всестороннего рассмотрения сварочного материала, сварки. метод, положение сварки, а также требования к эффекту сварки. С помощью сварочных испытаний вы можете выбрать более подходящий сварочный газ для достижения лучших результатов.
Интересуетесь лазерной сваркой и хотите научиться выбирать защитный газ
Ссылки по теме:
Время публикации: 10 октября 2022 г.