Hur väljer man de bästa gasblandningarna för din 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 materialet i arbetsstycket och sedan bildar en svets efter kylning. Vid lasersvetsning spelar gas en nyckelroll. Skyddsgasen påverkar inte bara svetssömsbildningen, svetssömskvaliteten, svetssömpenetration och penetrationsbredd utan påverkar också direkt kvaliteten och effektiviteten av 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.
Under lasersvetsprocessen fokuseras en laserstråle med hög energidensitet på arbetsstyckets svetsarea, vilket orsakar omedelbar smältning av arbetsstyckets ytmaterial. Gas krävs under 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 och stabil lasersvetsprocess och för att erhålla svetsresultat av hög kvalitet.
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. Svetsen kan effektivt skyddas från syreförorening genom att tillföra en lämplig gas, vanligtvis en inert gas såsom argon, till svetsområdet.
2. Värmekontroll
Gasval och gastillförsel kan hjälpa till att kontrollera svetsområdets temperatur. Genom att justera flödet och typen av gas kan svetsområdets kylhastighet påverkas. Detta är viktigt för att kontrollera den värmepåverkade zonen (HAZ) under svetsning och minska termisk distorsion.
3. Förbättrad svetskvalitet
Vissa hjälpgaser, som syre eller kväve, kan förbättra svetsarnas kvalitet och prestanda. Till exempel kan tillsats av syre förbättra genomträngningen av svetsen och öka svetshastigheten, samtidigt som det påverkar formen och djupet på svetsen.
4. Gaskylning
Vid lasersvetsning påverkas svetsområdet vanligtvis av höga temperaturer. Att använda ett gaskylningssystem kan hjälpa till att kontrollera svetsområdets temperatur och förhindra överhettning. Detta är väsentligt för att minska termisk stress i svetsområdet och förbättra svetskvaliteten.
5. Gasskydd av 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 föra in gaser i svetsområdet minskar risken för kontaminering och livslängden på det optiska systemet förlängs.
Vid lasersvetsning kan gasen isolera luften från svetsplattan och hindra den från att reagera med luften. På så sätt blir svetsytan på metallplattan vitare och vackrare. Att använda gas skyddar också linserna från svetsdamm. Vanligtvis används följande gaser:
1. Skyddsgas:
Skyddsgaser, ibland kallade "inerta gaser", spelar en viktig roll i lasersvetsprocessen. Lasersvetsprocesser använder ofta inerta gaser för att skydda svetsbadet. De vanligaste skyddsgaserna vid lasersvetsning inkluderar främst argon och neon. Deras fysikaliska och kemiska egenskaper är olika, så deras effekter på svetsen är också olika.
·Argon: Argon är en av de mest använda inerta gaserna. Den har en hög grad av jonisering under laserns verkan, vilket inte bidrar till att kontrollera bildandet av plasmamoln, vilket kommer att ha en viss inverkan på den effektiva användningen av lasrar. Argons inerta natur håller det borta från lödningsprocessen, samtidigt som det också avleder värme bra, vilket hjälper till att kontrollera temperaturen i lödningsområdet.
·Neon: Neon används ofta som en inert gas, liknande argon, och används främst 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 lasersvetsapplikationer. Den används främst för vissa speciella svetsuppgifter, såsom svetsning av tjockare material eller när djupare svetsfogar krävs.
2. Hjälpgas:
Under lasersvetsprocessen kan, förutom huvudskyddsgasen, även hjälpgaser användas för att förbättra svetsprestanda och kvalitet. Följande är några vanliga hjälpgaser som används vid lasersvetsning:
· Syre: Syre används vanligtvis som hjälpgas och kan användas för att öka värmen och svetsdjupet under svetsning. Tillsats av syre kan öka svetshastigheten och penetrationen, men måste kontrolleras noggrant för att undvika överskott av syre som orsakar oxidationsproblem.
· Kväve: Kväve används också ofta som hjälpgas vid lasersvetsning. Kvävets joniseringsenergi är måttlig, högre än argon och lägre än väte. Joniseringsgraden är i allmänhet under inverkan av en laser. Det kan bättre minska bildningen av plasmamoln, ge svetsar och utseende av högre kvalitet och minska effekten av syre på svetsarna. Kväve kan också användas för att kontrollera svetsområdets temperatur och minska bildningen av bubblor och porer.
· Väte/väteblandning: Väte förbättrar kvaliteten på svetsar och minskar bildandet av porositet. Blandningar av argon och väte används i vissa speciella tillämpningar, såsom svetsning av rostfritt stål. Vätehalten i blandningen varierar typiskt från 2 % till 15 %.
·Helium: Helium används vanligtvis för lasersvetsning med hög effekt eftersom det har låg värmeledningsförmåga och inte lätt joniseras, vilket gör att lasern kan passera smidigt och strålenergin når arbetsstyckets yta utan några hinder. Befrämjar svetsning med högre effekt. Helium kan också användas för att förbättra svetskvaliteten och kontrollera svetstemperaturerna. Detta är den mest effektiva skyddsgasen som används vid lasersvetsning, men den är relativt dyr.
3. Kylgas:
Kylgas används ofta under lasersvetsning för att kontrollera svetsområdets temperatur, förhindra överhettning och bibehålla svetskvaliteten. Följande är några vanliga kylgaser:
·Vatten: Vatten är ett vanligt kylmedium som ofta används för att kyla lasergeneratorer och lasersvetsningssystem. Vattenkylningssystem kan hjälpa till att upprätthålla en stabil temperatur på lasergeneratorn och optiska komponenter för att säkerställa laserstrålens stabilitet och prestanda.
·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.
·Inerta gaser: Inerta gaser som argon och kväve kan också användas som kylgaser. De har lägre värmeledningsförmåga och kan användas för att kontrollera svetsområdets temperatur och minska den värmepåverkade zonen (HAZ).
·Flytande kväve: Flytande kväve är ett kylmedium med extremt låg temperatur som kan användas för lasersvetsning med extremt hög effekt. Det ger en mycket effektiv kyleffekt och säkerställer temperaturkontroll i svetsområdet.
4. Blandgas:
Gasblandningar används vanligtvis vid svetsning för att optimera olika aspekter av processen, såsom svetshastighet, penetrationsdjup och bågstabilitet. Det finns två huvudtyper av gasblandningar: binära och ternära blandningar.
1. Binära gasblandningar:
·Argon + syre: Att tillsätta en liten mängd syre till argon förbättrar bågstabiliteten, förfinar svetsbadet och ökar svetshastigheten. Denna blandning används vanligtvis för svetsning av kolstål, låglegerat stål och rostfritt stål.
·Argon + koldioxid: Tillsatsen av CO₂ till argon ökar svetshållfastheten och korrosionsbeständigheten samtidigt som det minskar stänk. Denna blandning används ofta för svetsning av kolstål och rostfritt stål.
·Argon + Väte: Väte ökar bågtemperaturen, förbättrar svetshastigheten och minskar svetsfel. Det är särskilt användbart för svetsning av nickelbaserade legeringar och rostfritt stål.
2. Ternära gasblandningar:
·Argon + syre + koldioxid: Denna blandning kombinerar fördelarna med både argon-syre- och argon-CO₂-blandningar. Det minskar stänk, förbättrar svetsbassängens flytbarhet och förbättrar svetskvaliteten. Det används ofta för att svetsa olika tjocklekar av kolstål, låglegerat stål och rostfritt stål.
·Argon + Helium + Koldioxid: Denna blandning hjälper till att förbättra bågstabiliteten, ökar svetspoolstemperaturen och förbättrar svetshastigheten. Den används vid kortslutningsbågsvetsning och tunga svetsapplikationer, vilket ger bättre kontroll över oxidation.
Gasval i olika applikationer
I olika tillämpningar av lasersvetsning är valet av lämplig gas avgörande, eftersom olika gaskombinationer kan ge olika svetskvalitet, hastighet och effektivitet. Här är några riktlinjer som hjälper dig att välja rätt gas för din specifika tillämpning:
Typ av svetsmaterial:
Olika material kräver olika gaskombinationer. I stort sett.
·Rostfritt stål använder vanligtvis argon eller en argon/väteblandning.
·Aluminium och aluminiumlegeringar använder ofta ren argon.
·Titanlegeringar använder ofta kväve.
·Stål med hög kolhalt använder ofta syre som hjälpgas.
Svetshastighet och pentration:
Om högre svetshastighet eller djupare svetspenetration krävs kan gaskombinationen justeras. Tillsats av syre förbättrar ofta hastigheten och penetrationen, men måste kontrolleras noggrant för att undvika oxidationsproblem.
Svetskvalitet:
Vissa gaskombinationer kan förbättra kvaliteten och utseendet på svetsar. Till exempel kan kväve ge ett bättre utseende och ytkvalitet.
Por- och bubbelkontroll:
För applikationer som kräver mycket högkvalitativa svetsar måste särskild uppmärksamhet ägnas åt bildandet av porer och bubblor. Rätt gasval kan minska risken för dessa defekter.
Kontroll av värmepåverkad zon (HAZ):
Beroende på vilket material som rengörs kan farligt avfall som kräver speciella hanteringsprocedurer genereras under rengöringsprocessen. Detta kan lägga till den totala kostnaden för laserrengöringsprocessen.
Utrustning och kostnadsöverväganden:
Gasvalet påverkas också av utrustningstyp och kostnad. Vissa gaser kan kräva speciella försörjningssystem eller högre kostnader.
För specifika tillämpningar rekommenderas det att arbeta med en svetsingenjör eller en professionell tillverkare av lasersvetsutrustning för att få professionell rådgivning och optimera svetsprocessen. Vissa experiment och optimering krävs vanligtvis innan den slutliga gaskombinationen väljs. Beroende på den specifika applikationen kan olika gaskombinationer och parametrar prövas 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 watt för olika svetsapplikationer
Den 2000W handhållna lasersvetsmaskinen kännetecknas av liten maskinstorlek men gnistrande svetskvalitet.
En stabil fiberlaserkälla och ansluten fiberkabel ger en säker och jämn laserstråleleverans.
Med den höga effekten är lasersvetsnyckelhålet perfekt och gör svetsfogen fastare även för tjock metall.
Med ett kompakt och litet maskinutseende är den bärbara lasersvetsmaskinen utrustad med en rörlig handhållen lasersvetspistol som är lätt och bekväm för multilasersvetsapplikationer i alla vinklar och ytor.
Tillval av olika typer av lasersvetsmunstycken och automatiska trådmatningssystem gör lasersvetsning enklare och det är vänligt för nybörjare.
Höghastighetslasersvetsning ökar din produktionseffektivitet och produktion avsevärt samtidigt som den möjliggör en utmärkt lasersvetseffekt.
Sammanfatta
Kort sagt, lasersvetsning måste använda gas för att skydda svetsområden, kontrollera temperaturen, förbättra svetskvaliteten och skydda optiska system. Att välja lämpliga gastyper och tillförselparametrar är en viktig faktor för att säkerställa en effektiv och stabil lasersvetsprocess och erhålla svetsresultat av hög kvalitet. Olika material och applikationer 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?
Posttid: 2025-jan-13