Hur väljer man de bästa gasblandningarna för lasersvetsning?
Typer, fördelar och tillämpningar
Introduktion:
Viktiga saker att veta innan du dyker in
Lasersvetsning är en högprecisionssvetsmetod som använder en laserstråle för att smälta arbetsstyckets material och sedan bilda en svets efter kylning. Vid lasersvetsning spelar gas en nyckelroll.
Skyddsgasen påverkar inte bara svetsfogens formation, svetsfogens kvalitet, svetsfogens penetration och penetrationsbredd utan påverkar även direkt kvaliteten och effektiviteten hos lasersvetsning.
Vilka gaser behövs för lasersvetsning?Den här artikeln kommer att ta en djupgående titt påvikten av lasersvetsgaser, de gaser som används och vad de gör.
Vi kommer också att rekommenderaden bästa lasersvetsmaskinenför dina behov.
Varför behövs gas för lasersvetsning?
Lasersvetsning
Under lasersvetsprocessen fokuseras en laserstråle med hög energitäthet på arbetsstyckets svetsområde.
Orsakar omedelbar smältning av arbetsstyckets ytmaterial.
Gas krävs vid lasersvetsning för att skydda svetsområdet.
Kontrollera temperaturen, förbättra svetskvaliteten och skydda det optiska systemet.
Att välja lämplig gastyp och tillförselparametrar är viktiga faktorer för att säkerställa en effektiv drift.
Och stabil lasersvetsprocess och högkvalitativa svetsresultat.
1. Skydd av svetsområden
Under lasersvetsprocessen exponeras svetsområdet för den yttre miljön och påverkas lätt av syre och andra gaser i luften.
Syre utlöser oxidationsreaktioner som kan leda till minskad svetskvalitet och skapandet av porer och inneslutningar. Svetsfogen kan effektivt skyddas från syrekontaminering genom att tillföra en lämplig gas, vanligtvis en inert gas som argon, till svetsområdet.
2. Värmekontroll
Gasval och gasförsörjning kan hjälpa till att kontrollera temperaturen i svetsområdet. Genom att justera flödeshastigheten och gastypen kan kylningshastigheten i svetsområdet påverkas. Detta är viktigt för att kontrollera den värmepåverkade zonen (HAZ) under svetsning och minska termisk distorsion.
3. Förbättrad svetskvalitet
Vissa hjälpgaser, såsom syre eller kväve, kan förbättra svetsarnas kvalitet och prestanda. Till exempel kan tillsats av syre förbättra svetsens inträngning och öka svetshastigheten, samtidigt som det påverkar svetsens form och djup.
4. Gaskylning
Vid lasersvetsning påverkas svetsområdet vanligtvis av höga temperaturer. Att använda ett gaskylsystem kan hjälpa till att kontrollera temperaturen i svetsområdet och förhindra överhettning. Detta är viktigt för att minska termisk stress i svetsområdet och förbättra svetskvaliteten.
Automatiserad laserstrålesvetsning
5. Gasskydd för optiska system
Laserstrålen fokuseras på svetsområdet genom ett optiskt system.
Under lödningsprocessen kan det smälta materialet och aerosoler som genereras kontaminera optiska komponenter.
Genom att införa gaser i svetsområdet minskas risken för kontaminering och det optiska systemets livslängd förlängs.
1. Skyddsgas:
Skyddsgaser, ibland kallade "inerta gaser", spelar en viktig roll i lasersvetsprocessen. Lasersvetsprocesser använder ofta inerta gaser för att skydda smältbadet. De vanligaste skyddsgaserna vid lasersvetsning är huvudsakligen argon och neon. Deras fysikaliska och kemiska egenskaper är olika, så deras effekter på svetsen är också olika.
Skyddsgas:Argon
Argon är en av de vanligaste inerta gaserna.
Den har en hög grad av jonisering under laserns inverkan, vilket inte bidrar till att kontrollera bildandet av plasmamoln, vilket kommer att ha en viss inverkan på effektiv användning av lasrar.
Argonets inerta natur håller det borta från lödningsprocessen, samtidigt som det också avleder värme väl, vilket hjälper till att kontrollera temperaturen i lödområdet.
Skyddsgas:Neon
Neon används ofta som en inert gas, liknande argon, och används huvudsakligen för att skydda svetsområdet från syre och andra föroreningar i den yttre miljön.
Det är viktigt att notera att neon inte är lämpligt för alla lasersvetsningstillämpningar.
Den används huvudsakligen för vissa speciella svetsuppgifter, såsom svetsning av tjockare material eller när djupare svetssömmar krävs.
2. Hjälpgas:
Under lasersvetsprocessen kan, förutom den huvudsakliga skyddsgasen, även hjälpgaser användas för att förbättra svetsprestanda och kvalitet. Följande är några vanliga hjälpgaser som används vid lasersvetsning.
Hjälpgas:Syre
Syre används ofta som hjälpgas och kan användas för att öka värme och svetsdjup under svetsning.
Tillsats av syre kan öka svetshastigheten och inträngningen, men måste kontrolleras noggrant för att undvika att överskott av syre orsakar oxidationsproblem.
Hjälpgas:Väte/väteblandning
Väte förbättrar svetskvaliteten och minskar porositetsbildning.
Blandningar av argon och väte används i vissa speciella tillämpningar, såsom svetsning av rostfritt stål. Vätehalten i blandningen varierar vanligtvis från 2 % till 15 %.
Skyddsgas:Kväve
Kväve används också ofta som hjälpgas vid lasersvetsning.
Kvävets joniseringsenergi är måttlig, högre än argons och lägre än vätgas.
Joniseringsgraden sker generellt under inverkan av en laser. Det kan bättre minska bildandet av plasmamoln, ge svetsar av högre kvalitet och utseende, och minska syrets inverkan på svetsarna.
Kväve kan också användas för att kontrollera temperaturen i svetsområdet och minska bildandet av bubblor och porer.
Skyddsgas:Helium
Helium används vanligtvis för högeffektslasersvetsning eftersom det har låg värmeledningsförmåga och inte lätt joniseras, vilket gör att lasern passerar smidigt och strålenergin når arbetsstyckets yta utan hinder.
Lämpar sig för svetsning med högre effekt. Helium kan också användas för att förbättra svetskvaliteten och kontrollera svetstemperaturer. Detta är den mest effektiva skyddsgasen som används vid lasersvetsning, men den är relativt dyr.
3. Kylgas:
Kylgas används ofta vid lasersvetsning för att kontrollera temperaturen i svetsområdet, förhindra överhettning och bibehålla svetskvaliteten. Följande är några vanligt förekommande kylgaser:
Kylgas/-medium:Vatten
Vatten är ett vanligt kylmedium som ofta används för att kyla lasergeneratorer och optiska system för lasersvetsning.
Vattenkylningssystem kan bidra till att upprätthålla en stabil temperatur hos lasergeneratorn och de optiska komponenterna för att säkerställa laserstrålens stabilitet och prestanda.
Kylgas/-medium:Atmosfäriska gaser
I vissa lasersvetsprocesser kan omgivande atmosfäriska gaser användas för kylning.
Till exempel, i det optiska systemet i en lasergenerator kan den omgivande atmosfärsgasen ge en kylande effekt.
Kylgas/-medium:Inerta gaser
Inerta gaser som argon och kväve kan också användas som kylgaser.
De har lägre värmeledningsförmåga och kan användas för att kontrollera temperaturen i svetsområdet och minska den värmepåverkade zonen (HAZ).
Kylgas/-medium:Flytande kväve
Flytande kväve är ett kylmedium med extremt låg temperatur som kan användas för lasersvetsning med extremt hög effekt.
Den ger en mycket effektiv kyleffekt och säkerställer temperaturkontroll i svetsområdet.
4. Blandad gas:
Gasblandningar används ofta vid svetsning för att optimera olika aspekter av processen, såsom svetshastighet, inträngningsdjup och bågstabilitet. Det finns två huvudtyper av gasblandningar: binära och ternära blandningar.
Binära gasblandningar:Argon + Syre
Att tillsätta en liten mängd syre till argon förbättrar bågstabiliteten, förfinar smältbadet och ökar svetshastigheten. Denna blandning används ofta för svetsning av kolstål, låglegerat stål och rostfritt stål.
Binära gasblandningar:Argon + Koldioxid
Tillsatsen av CO₂ till argon ökar svetshållfastheten och korrosionsbeständigheten samtidigt som den minskar stänk. Denna blandning används ofta för svetsning av kolstål och rostfritt stål.
Binära gasblandningar:Argon + Väte
Väte ökar bågtemperaturen, förbättrar svetshastigheten och minskar svetsfel. Det är särskilt användbart för svetsning av nickelbaserade legeringar och rostfritt stål.
Ternära gasblandningar:Argon + Syre + Koldioxid
Denna blandning kombinerar fördelarna med både argon-syre- och argon-CO₂-blandningar. Den minskar svetssprut, förbättrar smältbadets flytförmåga och förbättrar svetskvaliteten. Den används ofta för svetsning av olika tjocklekar av kolstål, låglegerat stål och rostfritt stål.
Ternära gasblandningar:Argon + Helium + Koldioxid
Denna blandning bidrar till att förbättra bågstabiliteten, ökar smältbadets temperatur och förbättrar svetshastigheten. Den används vid kortslutningssvetsning och krävande svetsapplikationer, vilket ger bättre kontroll över oxidation.
Gasval i olika tillämpningar
Handhållen lasersvetsning
I olika tillämpningar av lasersvetsning är det avgörande att välja rätt gas, eftersom olika gaskombinationer kan ge olika svetskvalitet, hastighet och effektivitet. Här är några riktlinjer som hjälper dig att välja rätt gas för just din applikation:
Typ av svetsmaterial:
Rostfritt stålvanligtvis använderArgon eller argon/väteblandning.
Aluminium och aluminiumlegeringarofta använderRen argon.
Titanlegeringarofta använderKväve.
Högkolhaltiga stålofta använderSyre som hjälpgas.
Svetshastighet och penetration:
Om högre svetshastighet eller djupare svetsgenomträngning krävs kan gaskombinationen justeras. Tillsats av syre förbättrar ofta hastighet och genomträngning, men måste kontrolleras noggrant för att undvika oxidationsproblem.
Kontroll av värmepåverkad zon (HAZ):
Beroende på vilket material som rengörs kan farligt avfall som kräver särskilda hanteringsprocedurer genereras under rengöringsprocessen. Detta kan öka den totala kostnaden för laserrengöringsprocessen.
Svetskvalitet:
Vissa gaskombinationer kan förbättra svetsfogarnas kvalitet och utseende. Till exempel kan kväve ge ett bättre utseende och ytkvalitet.
Por- och bubbelkontroll:
För tillämpningar som kräver svetsfogar av mycket hög kvalitet måste särskild uppmärksamhet ägnas åt bildandet av porer och bubblor. Korrekt gasval kan minska risken för dessa defekter.
Utrustnings- och kostnadsöverväganden:
Gasvalet påverkas också av utrustningstyp och kostnad. Vissa gaser kan kräva speciella försörjningssystem eller högre kostnader.
För specifika tillämpningar rekommenderas det att samarbeta med en svetsingenjör eller en professionell tillverkare av lasersvetsutrustning för att få professionell rådgivning och optimera svetsprocessen.
Viss experimenterande och optimering krävs vanligtvis innan den slutliga gaskombinationen väljs.
Beroende på den specifika tillämpningen kan olika gaskombinationer och parametrar provas för att hitta de optimala svetsförhållandena.
Saker du behöver veta om: Handhållen lasersvetsning
Rekommenderad lasersvetsmaskin
För att optimera dina metallbearbetnings- och materialbearbetningsuppgifter är det viktigt att välja rätt utrustning. MimoWork Laser rekommenderarHandhållen lasersvetsmaskinför exakt och effektiv metallfogning.
Hög kapacitet och effekt för olika svetsapplikationer
Den handhållna lasersvetsmaskinen på 2000 W kännetecknas av liten maskinstorlek men gnistrande svetskvalitet.
En stabil fiberlaserkälla och ansluten fiberkabel ger en säker och stadig laserstråleleverans.
Med den höga effekten är lasersvetsnyckelhålet perfekt och möjliggör svetsfogen fastare även för tjock metall.
Med ett kompakt och litet maskinutseende är den bärbara lasersvetsmaskinen utrustad med en flyttbar handhållen lasersvetspistol som är lätt och bekväm för multilasersvetsning i alla vinklar och ytor.
Olika typer av lasersvetsmunstycken och automatiska trådmatningssystem som tillval gör lasersvetsning enklare och är bekvämt för nybörjare.
Höghastighetslasersvetsning ökar din produktionseffektivitet och prestanda avsevärt samtidigt som den möjliggör en utmärkt lasersvetseffekt.
Sammanfatta
Kort sagt, lasersvetsning behöver använda gas för att skydda svetsområden, kontrollera temperaturen, förbättra svetskvaliteten och skydda optiska system. Att välja lämpliga gastyper och matningsparametrar är en viktig faktor för att säkerställa en effektiv och stabil lasersvetsprocess och få högkvalitativa svetsresultat. Olika material och tillämpningar kan kräva olika typer och blandade proportioner för att uppfylla specifika svetskrav.
Kontakta oss idagför att lära dig mer om våra laserskärare och hur de kan optimera din skärande produktionsprocess.
Relaterade länkar
Några idéer om lasersvetsmaskiner?
Publiceringstid: 13 januari 2025