Lasersko varjenje je namenjeno predvsem izboljšanju učinkovitosti varjenja in kakovosti tankostenskih materialov in natančnih delov. Danes ne bomo govorili o prednostih laserskega varjenja, ampak se bomo osredotočili na pravilno uporabo zaščitnih plinov pri laserskem varjenju.
Zakaj uporabljati zaščitni plin za lasersko varjenje?
Pri laserskem varjenju bo zaščitni plin vplival na oblikovanje zvara, kakovost zvara, globino in širino zvara. V večini primerov bo imelo vpihovanje pomožnega plina pozitiven učinek na zvar, lahko pa povzroči tudi škodljive učinke.
Ko pravilno vpihnete zaščitni plin, vam bo pomagal:
✦Učinkovito zaščitite zvarni bazen, da zmanjšate ali celo preprečite oksidacijo
✦Učinkovito zmanjša brizganje, ki nastane med varjenjem
✦Učinkovito zmanjša pore zvara
✦Pomagajte, da se zvarni bazen pri strjevanju enakomerno porazdeli, tako da ima zvar čist in gladek rob
✦Zaščitni učinek oblaka kovinske pare ali plazemskega oblaka na laser se učinkovito zmanjša, učinkovita stopnja izkoriščenosti laserja pa se poveča.
Dokler jevrsto zaščitnega plina, pretok plina in izbiro načina vpihovanjapravilni, lahko dobite idealen učinek varjenja. Nepravilna uporaba zaščitnega plina pa lahko tudi negativno vpliva na varjenje. Uporaba napačne vrste zaščitnega plina lahko povzroči škripanje v zvaru ali zmanjša mehanske lastnosti zvara. Previsoka ali prenizka stopnja pretoka plina lahko povzroči resnejšo oksidacijo zvara in resno zunanjo interferenco kovinskega materiala znotraj zvarnega bazena, kar povzroči sesedanje zvara ali neenakomerno oblikovanje.
Vrste zaščitnega plina
Običajno uporabljeni zaščitni plini pri laserskem varjenju so predvsem N2, Ar in He. Njihove fizikalne in kemijske lastnosti so različne, zato so različni tudi njihovi učinki na zvare.
Dušik (N2)
Ionizacijska energija N2 je zmerna, višja kot pri Ar in nižja od He. Pod sevanjem laserja stopnja ionizacije N2 ostane enakomerna, kar lahko bolje zmanjša nastajanje plazemskega oblaka in poveča učinkovito stopnjo izkoriščenosti laserja. Dušik lahko reagira z aluminijevo zlitino in ogljikovim jeklom pri določeni temperaturi, da proizvede nitride, ki izboljšajo krhkost zvarov in zmanjšajo žilavost ter imajo velik negativen vpliv na mehanske lastnosti zvarov. Zato pri varjenju aluminijevih zlitin in ogljikovega jekla ni priporočljivo uporabljati dušika.
Vendar pa lahko kemična reakcija med dušikom in nerjavnim jeklom, ki jo proizvaja dušik, izboljša trdnost zvarnega spoja, kar bo koristno za izboljšanje mehanskih lastnosti zvara, zato lahko pri varjenju nerjavnega jekla dušik uporablja kot zaščitni plin.
Argon (Ar)
Energija ionizacije argona je razmeroma nizka, njegova stopnja ionizacije pa se pod delovanjem laserja poveča. Nato argon kot zaščitni plin ne more učinkovito nadzorovati nastajanja plazemskih oblakov, kar bo zmanjšalo učinkovito stopnjo izkoristka laserskega varjenja. Postavlja se vprašanje: ali je argon slab kandidat za uporabo pri varjenju kot zaščitni plin? Odgovor je ne. Ker je argon inerten plin, težko reagira z večino kovin, Ar je poceni za uporabo. Poleg tega je gostota Ar velika, bo ugodna za potopitev na površino bazena zvarne staline in lahko bolje zaščiti zvarni bazen, tako da se argon lahko uporablja kot običajen zaščitni plin.
Helij (He)
Za razliko od argona ima helij razmeroma visoko ionizacijsko energijo, ki lahko zlahka nadzoruje nastajanje plazemskih oblakov. Hkrati helij ne reagira z nobeno kovino. Je res dobra izbira za lasersko varjenje. Edina težava je, da je helij relativno drag. Za proizvajalce, ki zagotavljajo kovinske izdelke za množično proizvodnjo, bo helij močno povečal stroške proizvodnje. Tako se helij na splošno uporablja v znanstvenih raziskavah ali izdelkih z zelo visoko dodano vrednostjo.
Kako vpihniti zaščitni plin?
Najprej naj bo jasno, da je tako imenovana "oksidacija" zvara le splošno ime, ki se teoretično nanaša na kemično reakcijo med zvarom in škodljivimi komponentami v zraku, ki vodijo do poslabšanja zvara. . Običajno zvar reagira s kisikom, dušikom in vodikom v zraku pri določeni temperaturi.
Da bi preprečili "oksidacijo" zvara, je treba zmanjšati ali se izogniti stiku med takšnimi škodljivimi komponentami in zvarom pod visoko temperaturo, ki ni le v staljeni kovini bazena, ampak celotno obdobje od časa, ko je zvar stopljen do staljena kovina bazena se strdi in njena temperatura se ohladi na določeno temperaturo.
Dva glavna načina vpihovanja zaščitnega plina
▶Ena je pihanje zaščitnega plina na stranski osi, kot je prikazano na sliki 1.
▶Druga je metoda koaksialnega pihanja, kot je prikazano na sliki 2.
Slika 1.
Slika 2.
Posebna izbira obeh metod pihanja je celovita obravnava mnogih vidikov. Na splošno je priporočljivo uporabiti način stranskega pihanja zaščitnega plina.
Nekaj primerov laserskega varjenja
1. Varjenje ravnih kroglic/linij
Kot je prikazano na sliki 3, je oblika zvara izdelka linearna, oblika spoja pa je lahko sočelni spoj, prekrivni spoj, negativni kotni spoj ali prekrivni varilni spoj. Za to vrsto izdelka je bolje uporabiti zaščitni plin za pihanje stranske osi, kot je prikazano na sliki 1.
2. Zapri varjenje figure ali območja
Kot je prikazano na sliki 4, je oblika zvara izdelka zaprt vzorec, kot je ravninski obseg, ravninska večstranska oblika, ravninska večsegmentna linearna oblika itd. Oblika spoja je lahko čelni spoj, prekrivni spoj, prekrivajoče se varjenje itd. Za to vrsto izdelka je bolje uporabiti metodo koaksialnega zaščitnega plina, kot je prikazano na sliki 2.
Izbira zaščitnega plina neposredno vpliva na kakovost varjenja, učinkovitost in stroške proizvodnje, vendar je zaradi raznolikosti varilnega materiala v samem procesu varjenja izbira varilnega plina bolj zapletena in zahteva celovito obravnavo varilnega materiala, varjenja. metoda, položaj varjenja, kot tudi zahteve glede učinka varjenja. S testi varjenja lahko izberete primernejši varilni plin za doseganje boljših rezultatov.
Zanima me lasersko varjenje in se želim naučiti, kako izbrati zaščitni plin
Sorodne povezave:
Čas objave: 10. oktober 2022