Kako izbrati najboljše mešanice plinov za vaše lasersko varjenje?
Vrste, prednosti in aplikacije
Uvod:
Ključne stvari, ki jih morate vedeti, preden se potopite
Lasersko varjenje je visoko precizna metoda varjenja, ki uporablja laserski žarek za taljenje materiala obdelovanca in nato po ohlajanju oblikuje zvar. Pri laserskem varjenju ima plin ključno vlogo. Zaščitni plin ne vpliva samo na tvorbo varilnega šiva, kakovost varilnega šiva, penetracijo varilnega šiva in širino penetracije, ampak neposredno vpliva tudi na kakovost in učinkovitost laserskega varjenja.Kateri plini so potrebni za lasersko varjenje?Ta članek bo podrobno obravnavalpomen plinov za lasersko varjenje, uporabljeni plini in kaj počnejo. Priporočili bomo tudinajboljši laserski varilni strojza vaše potrebe.
Med postopkom laserskega varjenja se laserski žarek visoke energijske gostote usmeri na območje varjenja obdelovanca, kar povzroči takojšnje taljenje površinskega materiala obdelovanca. Med laserskim varjenjem je potreben plin za zaščito območja varjenja, nadzor temperature, izboljšanje kakovosti zvara in zaščito optičnega sistema. Izbira ustrezne vrste plina in parametrov dovoda sta pomembna dejavnika pri zagotavljanju učinkovitega in stabilnega postopka laserskega varjenja ter doseganju visokokakovostnih rezultatov varjenja.
1. Zaščita območij varjenja
Med postopkom laserskega varjenja je območje zvara izpostavljeno zunanjemu okolju in nanj zlahka vplivajo kisik in drugi plini v zraku.
Kisik sproži oksidacijske reakcije, ki lahko privedejo do zmanjšane kakovosti zvara ter ustvarjanja por in vključkov. Zvar je mogoče učinkovito zaščititi pred onesnaženjem s kisikom z dovajanjem ustreznega plina, običajno inertnega plina, kot je argon, v območje varjenja.
2. Nadzor toplote
Izbira in dovod plina lahko pomagata nadzorovati temperaturo območja varjenja. S prilagajanjem pretoka in vrste plina lahko vplivate na hitrost hlajenja območja varjenja. To je pomembno za nadzor toplotno prizadetega območja (HAZ) med varjenjem in zmanjšanje toplotnega popačenja.
3. Izboljšana kakovost zvara
Nekateri pomožni plini, kot sta kisik ali dušik, lahko izboljšajo kakovost in učinkovitost zvarov. Na primer, dodajanje kisika lahko izboljša preboj vara in poveča hitrost varjenja, hkrati pa vpliva na obliko in globino vara.
4. Hlajenje plina
Pri laserskem varjenju je območje varjenja običajno pod vplivom visokih temperatur. Uporaba plinskega hladilnega sistema lahko pomaga nadzorovati temperaturo območja varjenja in prepreči pregrevanje. To je bistvenega pomena za zmanjšanje toplotne obremenitve v območju varjenja in izboljšanje kakovosti varjenja.
5. Plinska zaščita optičnih sistemov
Laserski žarek se preko optičnega sistema usmeri na območje varjenja. Med postopkom spajkanja lahko staljeni material in nastali aerosoli onesnažijo optične komponente. Z dovajanjem plinov v območje varjenja se zmanjša nevarnost kontaminacije in podaljša življenjska doba optičnega sistema.
Pri laserskem varjenju lahko plin izolira zrak od varilne plošče in ji prepreči reakcijo z zrakom. Tako bo varilna površina kovinske plošče bolj bela in lepša. Uporaba plina ščiti leče tudi pred varilnim prahom. Običajno se uporabljajo naslednji plini:
1. Zaščitni plin:
Zaščitni plini, včasih imenovani "inertni plini", igrajo pomembno vlogo v procesu laserskega varjenja. Postopki laserskega varjenja pogosto uporabljajo inertne pline za zaščito zvarnega bazena. Običajno uporabljena zaščitna plina pri laserskem varjenju sta predvsem argon in neon. Njihove fizikalne in kemijske lastnosti so različne, zato so različni tudi njihovi učinki na zvar.
·Argon: Argon je eden najpogosteje uporabljenih inertnih plinov. Ima visoko stopnjo ionizacije pod delovanjem laserja, kar ne prispeva k nadzoru nastajanja plazemskih oblakov, kar bo imelo določen vpliv na učinkovito uporabo laserjev. Inertna narava argona preprečuje, da bi bil vključen v postopek spajkanja, hkrati pa tudi dobro odvaja toploto, kar pomaga nadzorovati temperaturo v območju spajkanja.
·Neon: Neon se pogosto uporablja kot inertni plin, podoben argonu, in se uporablja predvsem za zaščito območja varjenja pred kisikom in drugimi onesnaževalci v zunanjem okolju. Pomembno je vedeti, da neon ni primeren za vse aplikacije laserskega varjenja. Uporablja se predvsem za nekatera posebna varilska opravila, kot je varjenje debelejših materialov ali kadar so potrebni globlji zvari.
2. Pomožni plin:
Med postopkom laserskega varjenja se poleg glavnega zaščitnega plina lahko uporabljajo tudi pomožni plini za izboljšanje učinkovitosti in kakovosti varjenja. Sledi nekaj pogostih pomožnih plinov, ki se uporabljajo pri laserskem varjenju:
· Kisik: Kisik se običajno uporablja kot pomožni plin in se lahko uporablja za povečanje toplote in globine vara med varjenjem. Dodajanje kisika lahko poveča hitrost varjenja in penetracijo, vendar ga je treba skrbno nadzorovati, da preprečite, da bi presežek kisika povzročil težave z oksidacijo.
· Dušik: Dušik se pogosto uporablja tudi kot pomožni plin pri laserskem varjenju. Ionizacijska energija dušika je zmerna, višja od argona in nižja od vodika. Stopnja ionizacije je na splošno odvisna od delovanja laserja. Lahko bolje zmanjša nastajanje plazemskih oblakov, zagotovi višjo kakovost zvarov in videza ter zmanjša vpliv kisika na zvare. Dušik se lahko uporablja tudi za nadzor temperature območja varjenja in zmanjšanje nastajanja mehurčkov in por.
· Mešanica vodika/vodika: vodik izboljša kakovost zvarov in zmanjša nastajanje poroznosti. Mešanice argona in vodika se uporabljajo v nekaterih posebnih aplikacijah, kot je varjenje nerjavnega jekla. Vsebnost vodika v mešanici se običajno giblje od 2 % do 15 %.
·Helij: Helij se običajno uporablja za visoko zmogljivo lasersko varjenje, ker ima nizko toplotno prevodnost in ga ni zlahka ionizirati, kar omogoča gladko prehajanje laserja in energijo žarka, da brez ovir doseže površino obdelovanca. Ugodno za varjenje z večjo močjo. Helij se lahko uporablja tudi za izboljšanje kakovosti zvara in nadzor temperature varjenja. To je najučinkovitejši zaščitni plin, ki se uporablja pri laserskem varjenju, vendar je relativno drag.
3. Hladilni plin:
Med laserskim varjenjem se pogosto uporablja hladilni plin za nadzor temperature varilnega območja, preprečevanje pregrevanja in ohranjanje kakovosti varjenja. Sledi nekaj pogosto uporabljenih hladilnih plinov:
·Voda: Voda je običajen hladilni medij, ki se pogosto uporablja za hlajenje laserskih generatorjev in optičnih sistemov za lasersko varjenje. Sistemi vodnega hlajenja lahko pomagajo vzdrževati stabilno temperaturo laserskega generatorja in optičnih komponent, da zagotovijo stabilnost in delovanje laserskega žarka.
·Atmosferski plini: Pri nekaterih postopkih laserskega varjenja se lahko za hlajenje uporabljajo atmosferski plini. Na primer, v optičnem sistemu laserskega generatorja lahko okoliški atmosferski plin povzroči hladilni učinek.
·Inertni plini: Inertni plini, kot sta argon in dušik, se lahko uporabljajo tudi kot hladilni plini. Imajo nižjo toplotno prevodnost in se lahko uporabljajo za nadzor temperature varilnega območja in zmanjšanje območja toplotnega vpliva (HAZ).
·Tekoči dušik: tekoči dušik je izjemno nizkotemperaturno hladilno sredstvo, ki se lahko uporablja za lasersko varjenje z izjemno visoko močjo. Zagotavlja zelo učinkovit hladilni učinek in zagotavlja nadzor temperature v območju varjenja.
4. Mešani plin:
Plinske mešanice se običajno uporabljajo pri varjenju za optimizacijo različnih vidikov postopka, kot so hitrost varjenja, globina preboja in stabilnost obloka. Obstajata dve glavni vrsti plinskih mešanic: binarne in trikomponentne mešanice.
1. Binarne plinske mešanice:
·Argon + kisik: dodajanje majhne količine kisika argonu izboljša stabilnost obloka, izboljša zvar in poveča hitrost varjenja. Ta mešanica se običajno uporablja za varjenje ogljikovega jekla, nizko legiranega jekla in nerjavnega jekla.
·Argon + ogljikov dioksid: Dodatek CO₂ k argonu poveča trdnost varjenja in odpornost proti koroziji, hkrati pa zmanjša brizganje. Ta mešanica se pogosto uporablja za varjenje ogljikovega in nerjavnega jekla.
·Argon + vodik: vodik poveča temperaturo obloka, izboljša hitrost varjenja in zmanjša napake pri varjenju. Posebej uporaben je za varjenje zlitin na osnovi niklja in nerjavnega jekla.
2. Ternarne plinske mešanice:
·Argon + kisik + ogljikov dioksid: ta mešanica združuje prednosti mešanic argon-kisik in argon-CO₂. Zmanjšuje brizganje, izboljša pretočnost zvarnega bazena in izboljša kakovost zvara. Široko se uporablja za varjenje različnih debelin ogljikovega jekla, nizkolegiranega jekla in nerjavnega jekla.
·Argon + helij + ogljikov dioksid: Ta mešanica pomaga izboljšati stabilnost obloka, poveča temperaturo zvarnega bazena in poveča hitrost varjenja. Uporablja se pri kratkostično obločnem varjenju in težkih varilnih aplikacijah, saj nudi boljši nadzor nad oksidacijo.
Izbira plina v različnih aplikacijah
Pri različnih aplikacijah laserskega varjenja je izbira ustreznega plina ključnega pomena, saj lahko različne kombinacije plinov povzročijo različno kakovost, hitrost in učinkovitost varjenja. Tukaj je nekaj smernic, ki vam bodo pomagale izbrati pravi plin za vašo specifično uporabo:
Vrsta varilnega materiala:
Različni materiali zahtevajo različne kombinacije plinov. Na splošno.
·Nerjaveče jeklo običajno uporablja argon ali mešanico argona in vodika.
·Aluminij in aluminijeve zlitine pogosto uporabljajo čisti argon.
·Titanove zlitine pogosto uporabljajo dušik.
·Visokoogljična jekla pogosto uporabljajo kisik kot pomožni plin.
Hitrost varjenja in preboj:
Če je potrebna višja hitrost varjenja ali globlji preboj pri varjenju, se lahko prilagodi kombinacija plinov. Dodajanje kisika pogosto izboljša hitrost in penetracijo, vendar ga je treba skrbno nadzorovati, da se izognete težavam z oksidacijo.
Kakovost zvara:
Nekatere kombinacije plinov lahko izboljšajo kakovost in videz zvarov. Na primer, dušik lahko zagotovi boljši videz in kakovost površine.
Nadzor por in mehurčkov:
Pri aplikacijah, ki zahtevajo zelo kakovostne zvare, je treba posebno pozornost posvetiti nastanku por in mehurčkov. Pravilna izbira plina lahko zmanjša tveganje za te napake.
Nadzor toplotno prizadetega območja (HAZ):
Odvisno od materiala, ki ga čistite, lahko med čiščenjem nastanejo nevarni odpadki, ki zahtevajo posebne postopke ravnanja. To lahko poveča skupne stroške postopka laserskega čiščenja.
Premisleki glede opreme in stroškov:
Na izbiro plina vplivata tudi vrsta opreme in cena. Nekateri plini lahko zahtevajo posebne sisteme oskrbe ali višje stroške.
Za posebne aplikacije je priporočljivo sodelovati z varilnim inženirjem ali profesionalnim proizvajalcem opreme za lasersko varjenje, da pridobite strokovno svetovanje in optimizirate postopek varjenja. Preden se izbere končna kombinacija plina, je običajno potrebnih nekaj eksperimentiranja in optimizacije. Glede na posebno uporabo je mogoče poskusiti z različnimi kombinacijami plinov in parametri za iskanje optimalnih pogojev varjenja.
Stvari, ki jih morate vedeti o: Ročno lasersko varjenje
Priporočen laserski varilni stroj
Za optimizacijo vaših opravil pri obdelavi kovin in materialov je bistvenega pomena izbira prave opreme. MimoWork Laser priporočaRočni laserski varilni strojza natančno in učinkovito spajanje kovin.
Visoka zmogljivost in moč za različne varilne aplikacije
Za ročni laserski varilni stroj z močjo 2000 W je značilna majhna velikost stroja, a bleščeča kakovost varjenja.
Stabilen optični laserski vir in povezan optični kabel zagotavljata varno in enakomerno dovajanje laserskega žarka.
Z veliko močjo je ključavnica za lasersko varjenje izpopolnjena in omogoča trdnejši varilni spoj tudi pri debeli kovini.
S kompaktnim in majhnim videzom stroja je prenosni laserski varilni stroj opremljen s premično ročno lasersko varilno pištolo, ki je lahka in priročna za večlasersko varjenje pod katerim koli kotom in površino.
Izbirne različne vrste šob za lasersko varjenje in avtomatski sistemi za podajanje žice olajšajo lasersko varjenje in je prijazno za začetnike.
Visokohitrostno lasersko varjenje močno poveča vašo proizvodno učinkovitost in izkoristek, hkrati pa omogoča odličen učinek laserskega varjenja.
Povzemite
Skratka, lasersko varjenje mora uporabljati plin za zaščito varilnih območij, nadzor temperature, izboljšanje kakovosti zvara in zaščito optičnih sistemov. Izbira ustreznih vrst plinov in parametrov dovoda je pomemben dejavnik pri zagotavljanju učinkovitega in stabilnega postopka laserskega varjenja ter doseganju visokokakovostnih rezultatov varjenja. Različni materiali in aplikacije lahko zahtevajo različne vrste in mešana razmerja za izpolnjevanje posebnih zahtev pri varjenju.
Obrnite se na nas še danesče želite izvedeti več o naših laserskih rezalnikih in o tem, kako lahko optimizirajo vaš proizvodni proces rezanja.
Sorodne povezave
Kakšne ideje o laserskih varilnih strojih?
Čas objave: 13. januarja 2025