Ako vybrať najlepšie plynové zmesi pre laserové zváranie?
Typy, výhody a aplikácie
Úvod:
Kľúčové veci, ktoré by ste mali vedieť pred ponorom
Laserové zváranie je vysoko presná metóda zvárania, ktorá využíva laserový lúč na roztavenie materiálu obrobku a po ochladení vytvorí zvar. Pri laserovom zváraní hrá kľúčovú úlohu plyn.
Ochranný plyn ovplyvňuje nielen tvorbu zvarového švu, kvalitu zvarového švu, prevarenie zvarového švu a šírku prevarenia, ale priamo ovplyvňuje aj kvalitu a účinnosť laserového zvárania.
Aké plyny sú potrebné na laserové zváranie?Tento článok sa podrobne pozrie nadôležitosť plynov na laserové zváranie, použité plyny a ich funkciu.
Tiež odporučímenajlepší laserový zvárací strojpre vaše potreby.
Prečo je plyn potrebný na laserové zváranie?
Zváranie laserovým lúčom
Počas procesu laserového zvárania sa laserový lúč s vysokou hustotou energie zameriava na zváranú oblasť obrobku.
Spôsobuje okamžité roztavenie povrchového materiálu obrobku.
Počas laserového zvárania je potrebný plyn na ochranu zváranej oblasti.
Regulujte teplotu, zlepšujte kvalitu zvaru a chráňte optický systém.
Výber vhodného typu plynu a parametrov dodávky sú dôležitými faktormi pre zabezpečenie efektívnej prevádzky.
A stabilný proces laserového zvárania a dosiahnutie vysoko kvalitných výsledkov zvárania.
1. Ochrana zváračských priestorov
Počas procesu laserového zvárania je zvarová oblasť vystavená vonkajšiemu prostrediu a ľahko ju ovplyvňuje kyslík a iné plyny vo vzduchu.
Kyslík spúšťa oxidačné reakcie, ktoré môžu viesť k zníženiu kvality zvaru a tvorbe pórov a inklúzií. Zvar možno účinne chrániť pred kontamináciou kyslíkom prívodom vhodného plynu, zvyčajne inertného plynu, ako je argón, do oblasti zvárania.
2. Regulácia tepla
Výber a prívod plynu môžu pomôcť regulovať teplotu zváranej oblasti. Úpravou prietoku a typu plynu je možné ovplyvniť rýchlosť chladenia zváranej oblasti. To je dôležité na kontrolu tepelne ovplyvnenej zóny (HAZ) počas zvárania a zníženie tepelnej deformácie.
3. Zlepšená kvalita zvaru
Niektoré pomocné plyny, ako napríklad kyslík alebo dusík, môžu zlepšiť kvalitu a výkon zvarov. Napríklad pridanie kyslíka môže zlepšiť prienik zvaru a zvýšiť rýchlosť zvárania, pričom zároveň ovplyvní tvar a hĺbku zvaru.
4. Chladenie plynom
Pri laserovom zváraní je zváraná oblasť zvyčajne ovplyvnená vysokými teplotami. Použitie plynového chladiaceho systému môže pomôcť regulovať teplotu zváranej oblasti a zabrániť prehriatiu. To je nevyhnutné na zníženie tepelného namáhania v zváranej oblasti a zlepšenie kvality zvárania.
Automatizované zváranie laserovým lúčom
5. Ochrana optických systémov pred plynom
Laserový lúč je zaostrený na zváranú oblasť pomocou optického systému.
Počas procesu spájkovania môže roztavený materiál a vznikajúce aerosóly kontaminovať optické súčiastky.
Zavedením plynov do zváracej oblasti sa znižuje riziko kontaminácie a predlžuje sa životnosť optického systému.
Ktoré plyny sa používajú pri laserovom zváraní?
Pri laserovom zváraní môže plyn izolovať vzduch od zváracieho plechu a zabrániť jeho reakcii so vzduchom. Týmto spôsobom bude zváraný povrch kovového plechu belší a krajší. Použitie plynu tiež chráni šošovky pred zváracím prachom. Zvyčajne sa používajú nasledujúce plyny:
1. Ochranný plyn:
Ochranné plyny, niekedy nazývané „inertné plyny“, zohrávajú dôležitú úlohu v procese laserového zvárania. Procesy laserového zvárania často používajú inertné plyny na ochranu zvarového kúpeľa. Medzi bežne používané ochranné plyny pri laserovom zváraní patrí najmä argón a neón. Ich fyzikálne a chemické vlastnosti sa líšia, takže sa líšia aj ich účinky na zvar.
Ochranný plyn:Argón
Argón je jedným z najčastejšie používaných inertných plynov.
Má vysoký stupeň ionizácie pod pôsobením laseru, čo nevedie k riadeniu tvorby plazmových oblakov, čo bude mať určitý vplyv na efektívne využitie laserov.
Inertná povaha argónu ho drží mimo procesu spájkovania a zároveň dobre odvádza teplo, čo pomáha regulovať teplotu v oblasti spájkovania.
Ochranný plyn:Neón
Neón sa často používa ako inertný plyn, podobný argónu, a používa sa hlavne na ochranu zváracej oblasti pred kyslíkom a inými znečisťujúcimi látkami vo vonkajšom prostredí.
Je dôležité poznamenať, že neón nie je vhodný pre všetky aplikácie laserového zvárania.
Používa sa hlavne na niektoré špeciálne zváracie úlohy, ako je zváranie hrubších materiálov alebo keď sú potrebné hlbšie zvarové švy.
2. Pomocný plyn:
Počas procesu laserového zvárania sa okrem hlavného ochranného plynu môžu použiť aj pomocné plyny na zlepšenie výkonu a kvality zvárania. Nasleduje niekoľko bežných pomocných plynov používaných pri laserovom zváraní.
Pomocný plyn:Kyslík
Kyslík sa bežne používa ako pomocný plyn a možno ho použiť na zvýšenie teploty a hĺbky zvaru počas zvárania.
Pridanie kyslíka môže zvýšiť rýchlosť zvárania a penetráciu, ale je potrebné ho starostlivo kontrolovať, aby sa predišlo problémom s oxidáciou spôsobeným nadmerným množstvom kyslíka.
Pomocný plyn:Vodík/zmes vodíka
Vodík zlepšuje kvalitu zvarov a znižuje tvorbu pórovitosti.
Zmesi argónu a vodíka sa používajú v niektorých špeciálnych aplikáciách, ako je napríklad zváranie nehrdzavejúcej ocele. Obsah vodíka v zmesi sa zvyčajne pohybuje od 2 % do 15 %.
Ochranný plyn:Dusík
Dusík sa tiež často používa ako pomocný plyn pri laserovom zváraní.
Ionizačná energia dusíka je stredná, vyššia ako u argónu a nižšia ako u vodíka.
Stupeň ionizácie sa vo všeobecnosti mení pôsobením laseru. Dokáže lepšie znížiť tvorbu plazmových oblakov, zabezpečiť vyššiu kvalitu zvarov a ich vzhľad a znížiť vplyv kyslíka na zvary.
Dusík sa môže použiť aj na reguláciu teploty zváranej oblasti a zníženie tvorby bublín a pórov.
Ochranný plyn:Hélium
Hélium sa zvyčajne používa na zváranie vysokovýkonným laserom, pretože má nízku tepelnú vodivosť a ľahko sa neionizuje, čo umožňuje plynulý prechod laseru a dosiahnutie energie lúča na povrchu obrobku bez akýchkoľvek prekážok.
Prispieva k zváraniu s vyšším výkonom. Hélium sa môže použiť aj na zlepšenie kvality zvaru a reguláciu teplôt zvárania. Je to najúčinnejší ochranný plyn používaný pri laserovom zváraní, ale je relatívne drahý.
3. Chladiaci plyn:
Chladiaci plyn sa často používa počas laserového zvárania na reguláciu teploty zváranej oblasti, zabránenie prehriatia a udržanie kvality zvárania. Nasleduje niekoľko bežne používaných chladiacich plynov:
Chladiaci plyn/médium:Voda
Voda je bežné chladiace médium, ktoré sa často používa na chladenie laserových generátorov a optických systémov laserového zvárania.
Systémy vodného chladenia môžu pomôcť udržiavať stabilnú teplotu laserového generátora a optických komponentov, aby sa zabezpečila stabilita a výkon laserového lúča.
Chladiaci plyn/médium:Atmosférické plyny
Pri niektorých procesoch laserového zvárania sa na chladenie môžu použiť okolité atmosférické plyny.
Napríklad v optickom systéme laserového generátora môže okolitý atmosférický plyn poskytovať chladiaci účinok.
Chladiaci plyn/médium:Inertné plyny
Ako chladiace plyny sa môžu použiť aj inertné plyny, ako je argón a dusík.
Majú nižšiu tepelnú vodivosť a možno ich použiť na reguláciu teploty zváranej oblasti a zníženie tepelne ovplyvnenej zóny (HAZ).
Chladiaci plyn/médium:Kvapalný dusík
Kvapalný dusík je extrémne nízkoteplotné chladiace médium, ktoré sa dá použiť na zváranie laserom s extrémne vysokým výkonom.
Poskytuje veľmi účinný chladiaci účinok a zaisťuje reguláciu teploty v oblasti zvárania.
4. Zmes plynov:
Zmesi plynov sa bežne používajú pri zváraní na optimalizáciu rôznych aspektov procesu, ako je rýchlosť zvárania, hĺbka privarenia a stabilita oblúka. Existujú dva hlavné typy zmesí plynov: binárne a ternárne zmesi.
Binárne zmesi plynov:Argón + kyslík
Pridanie malého množstva kyslíka do argónu zlepšuje stabilitu oblúka, zjemňuje zvarový kúpeľ a zvyšuje rýchlosť zvárania. Táto zmes sa bežne používa na zváranie uhlíkovej ocele, nízkolegovanej ocele a nehrdzavejúcej ocele.
Binárne zmesi plynov:Argón + oxid uhličitý
Pridanie CO₂ do argónu zvyšuje pevnosť zvárania a odolnosť proti korózii a zároveň znižuje rozstrek. Táto zmes sa často používa na zváranie uhlíkovej a nehrdzavejúcej ocele.
Binárne zmesi plynov:Argón + vodík
Vodík zvyšuje teplotu oblúka, zlepšuje rýchlosť zvárania a znižuje chyby zvárania. Je obzvlášť užitočný na zváranie zliatin na báze niklu a nehrdzavejúcej ocele.
Ternárne zmesi plynov:Argón + kyslík + oxid uhličitý
Táto zmes kombinuje výhody zmesí argón-kyslík a argón-CO₂. Znižuje rozstrek, zlepšuje tekutosť zvarového kúpeľa a zvyšuje kvalitu zvaru. Široko sa používa na zváranie rôznych hrúbok uhlíkovej ocele, nízkolegovanej ocele a nehrdzavejúcej ocele.
Ternárne zmesi plynov:Argón + Hélium + Oxid uhličitý
Táto zmes pomáha zlepšiť stabilitu oblúka, zvyšuje teplotu zvarového kúpeľa a zvyšuje rýchlosť zvárania. Používa sa pri skratovom oblúkovom zváraní a pri náročných zváracích aplikáciách, kde ponúka lepšiu kontrolu nad oxidáciou.
Výber plynu v rôznych aplikáciách
Ručné laserové zváranie
Pri rôznych aplikáciách laserového zvárania je výber vhodného plynu kľúčový, pretože rôzne kombinácie plynov môžu viesť k rôznej kvalite, rýchlosti a účinnosti zvárania. Tu je niekoľko pokynov, ktoré vám pomôžu vybrať správny plyn pre vašu konkrétnu aplikáciu:
Typ zváracieho materiálu:
Nerezová oceľzvyčajne používaArgón alebo zmes argónu a vodíka.
Hliník a hliníkové zliatinyčasto používajúČistý argón.
Titánové zliatinyčasto používajúDusík.
Vysokouhlíkové ocelečasto používajúKyslík ako pomocný plyn.
Rýchlosť zvárania a penetrácia:
Ak je potrebná vyššia rýchlosť zvárania alebo hlbší prievar zvárania, je možné upraviť kombináciu plynov. Pridanie kyslíka často zlepšuje rýchlosť a prievar, ale je potrebné ho starostlivo kontrolovať, aby sa predišlo problémom s oxidáciou.
Kontrola tepelne ovplyvnenej zóny (HAZ):
V závislosti od čisteného materiálu môže počas procesu čistenia vznikať nebezpečný odpad, ktorý si vyžaduje špeciálne postupy manipulácie. To môže zvýšiť celkové náklady na proces laserového čistenia.
Kvalita zvaru:
Niektoré kombinácie plynov môžu zlepšiť kvalitu a vzhľad zvarov. Napríklad dusík môže zabezpečiť lepší vzhľad a kvalitu povrchu.
Kontrola pórov a bublín:
Pri aplikáciách, ktoré vyžadujú veľmi kvalitné zvary, je potrebné venovať osobitnú pozornosť tvorbe pórov a bublín. Správny výber plynu môže znížiť riziko týchto defektov.
Úvahy o vybavení a nákladoch:
Výber plynu je tiež ovplyvnený typom zariadenia a cenou. Niektoré plyny môžu vyžadovať špeciálne systémy dodávky alebo vyššie náklady.
Pre špecifické aplikácie sa odporúča spolupracovať so zváračským technikom alebo profesionálnym výrobcom laserového zváracieho zariadenia, aby ste získali odborné poradenstvo a optimalizovali proces zvárania.
Pred výberom konečnej kombinácie plynov je zvyčajne potrebné určité experimentovanie a optimalizácia.
V závislosti od konkrétnej aplikácie je možné vyskúšať rôzne kombinácie plynov a parametrov, aby sa našli optimálne podmienky zvárania.
Čo potrebujete vedieť o: Ručné laserové zváranie
Odporúčaný laserový zvárací stroj
Pre optimalizáciu vašich úloh v oblasti obrábania kovov a materiálov je nevyhnutný výber správneho zariadenia. MimoWork Laser odporúčaRučný laserový zvárací strojpre presné a efektívne spájanie kovov.
Vysoká kapacita a výkon pre rôzne zváracie aplikácie
Ručný laserový zvárací stroj s výkonom 2000 W sa vyznačuje malými rozmermi stroja, ale vynikajúcou kvalitou zvárania.
Stabilný zdroj vláknového laseru a pripojený optický kábel zabezpečujú bezpečné a stabilné dodávanie laserového lúča.
Vďaka vysokému výkonu je laserové zváranie kľúčovej dierky zdokonaliteľné a umožňuje pevnejší zvarový spoj aj pri hrubých kovoch.
Prenosná laserová zváračka s kompaktným a malým vzhľadom je vybavená pohyblivou ručnou laserovou zváračkou, ktorá je ľahká a vhodná na zváranie viacerými lasermi v akomkoľvek uhle a na akomkoľvek povrchu.
Voliteľné rôzne typy trysiek laserového zváracieho zariadenia a automatické systémy podávania drôtu uľahčujú laserové zváranie a sú vhodné pre začiatočníkov.
Vysokorýchlostné laserové zváranie výrazne zvyšuje efektivitu a výkonnosť vašej výroby a zároveň umožňuje vynikajúci laserový zvárací efekt.
Zhrnúť
Stručne povedané, laserové zváranie vyžaduje použitie plynu na ochranu zváracích oblastí, reguláciu teploty, zlepšenie kvality zvaru a ochranu optických systémov. Výber vhodných typov plynu a parametrov dodávky je dôležitým faktorom pre zabezpečenie efektívneho a stabilného procesu laserového zvárania a dosiahnutie vysokokvalitných výsledkov zvárania. Rôzne materiály a aplikácie môžu vyžadovať rôzne typy a zmiešané pomery, aby sa splnili špecifické požiadavky na zváranie.
Kontaktujte nás ešte dnesa dozviete sa viac o našich laserových rezačkách a o tom, ako môžu optimalizovať váš proces rezania.
Súvisiace odkazy
Máte nejaké nápady ohľadom laserových zváracích strojov?
Čas uverejnenia: 13. januára 2025