Påverkan av skyddande gas vid lasersvetsning
Handhållen lasersvetsare
Kapitelinnehåll:
▶ Vad kan höger sköld gas få för dig?
▶ Olika typer av skyddande gas
▶ Två metoder för att använda skyddande gas
▶ Hur väljer jag korrekt skyddande gas?
Handhållen lasersvetsning
Positiv effekt av korrekt sköldgas
Vid lasersvetsning kan valet av skyddande gas ha en betydande inverkan på bildning, kvalitet, djup och bredd på svetssömmen. I de allra flesta fall har införandet av skyddande gas en positiv effekt på svetssömmen. Men det kan också ha negativa effekter. De positiva effekterna av att använda rätt skyddande gas är följande:
1. Effektivt skydd av svetspoolen
Korrekt introduktion av skyddande gas kan effektivt skydda svetspoolen från oxidation eller till och med förhindra oxidation helt.
2. Reduktion av sprut
Korrekt introduktion av skyddande gas kan effektivt minska sprutning under svetsprocessen.
3. Enhetlig bildning av svetssömmen
Korrekt introduktion av skyddande gas främjar jämn spridning av svetspoolen under stelning, vilket resulterar i en enhetlig och estetiskt tilltalande svetssöm.
4. Ökat laserutnyttjande
Korrekt introduktion av skyddande gas kan effektivt minska skärmningseffekten av metallånga plommor eller plasmamoln på lasern och därigenom öka laserens effektivitet.
5. Minskning av svetsporositeten
Korrekt introduktion av skyddande gas kan effektivt minimera bildningen av gasporer i svetssömmen. Genom att välja lämplig gastyp, flödeshastighet och introduktionsmetod kan idealiska resultat uppnås.
Dock,
Felaktig användning av skyddande gas kan ha skadliga effekter på svetsning. De negativa effekterna inkluderar:
1. Försämring av svetssömmen
Felaktig introduktion av skyddande gas kan leda till dålig svetssömkvalitet.
2. Knäckning och reducerade mekaniska egenskaper
Att välja fel gastyp kan leda till svetssömskakning och minskad mekanisk prestanda.
3. Ökad oxidation eller störningar
Att välja fel gasflödeshastighet, vare sig för hög eller för låg, kan leda till ökad oxidation av svetssömmen. Det kan också orsaka allvarliga störningar i den smälta metallen, vilket resulterar i kollaps eller ojämn bildning av svetssömmen.
4. Otillräckligt skydd eller negativ påverkan
Att välja fel gasintroduktionsmetod kan leda till otillräckligt skydd av svetssömmen eller till och med ha en negativ effekt på bildningen av svetssömmen.
5. Påverkan på svetsdjupet
Införandet av skyddande gas kan ha en viss inverkan på svetsens djup, särskilt i tunnplattsvetsning, där den tenderar att minska svetsdjupet.
Handhållen lasersvetsning
Typer av skyddande gaser
De vanligt använda skyddande gaserna i lasersvetsning är kväve (N2), Argon (AR) och Helium (HE). Dessa gaser har olika fysiska och kemiska egenskaper, vilket resulterar i olika effekter på svetssömmen.
1. Kväve (N2)
N2 har en måttlig joniseringsenergi, högre än AR och lägre än han. Under laserens verkan joniseras den i måttlig grad, vilket effektivt minskar bildningen av plasmamoln och ökar laserens användning. Kväve kan emellertid reagera kemiskt med aluminiumlegeringar och kolstål vid vissa temperaturer och bilda nitrider. Detta kan öka sprödheten och minska segheten i svetssömmen, vilket negativt påverkar dess mekaniska egenskaper. Därför rekommenderas inte användningen av kväve som en skyddande gas för aluminiumlegeringar och kolstålsvetsar. Å andra sidan kan kväve reagera med rostfritt stål och bilda nitrider som förbättrar svetsledens styrka. Därför kan kväve användas som en skyddande gas för svetsning av rostfritt stål.
2. Argon Gas (AR)
Argon gas har den relativt lägsta joniseringsenergin, vilket resulterar i en högre grad av jonisering under laserverkan. Detta är ogynnsamt för att kontrollera bildandet av plasmamoln och kan ha en viss inverkan på ett effektivt utnyttjande av lasrar. Argon har emellertid mycket låg reaktivitet och kommer troligtvis inte att genomgå kemiska reaktioner med vanliga metaller. Dessutom är argon kostnadseffektivt. På grund av dess höga täthet sjunker argon över svetspoolen, vilket ger bättre skydd för svetspoolen. Därför kan den användas som en konventionell skärmningsgas.
3. Heliumgas (han)
Heliumgas har den högsta joniseringsenergin, vilket leder till en mycket låg grad av jonisering under laserverkan. Det möjliggör bättre kontroll av plasmamolbildning, och lasrar kan effektivt interagera med metaller. Helium har dessutom mycket låg reaktivitet och genomgår inte lätt kemiska reaktioner med metaller, vilket gör det till en utmärkt gas för svetskskärmning. Kostnaden för helium är emellertid höga, så det används i allmänhet inte i massproduktion av produkter. Det används vanligtvis i vetenskaplig forskning eller för produkter med högt värde.
Handhållen lasersvetsning
Metoder för att introducera skärmgas
För närvarande finns det två huvudmetoder för att introducera skärmningsgas: off-axel-blåsning och koaxial skärmningsgas, såsom visas i figur 1 respektive figur 2.
Bild 1: Off-axel Side Blowing Shielding Gas
Bild 2: Koaxial skärmningsgas
Valet mellan de två blåsmetoderna beror på olika överväganden. I allmänhet rekommenderas det att använda metoden utanför axeln för att skydda gas.
Handhållen lasersvetsning
Principer för att välja metoden för att införa skyddsgas
För det första är det viktigt att klargöra att termen "oxidation" av svetsar är ett kollokvalt uttryck. I teorin hänvisar den till försämring av svetskvalitet på grund av kemiska reaktioner mellan svetsmetallen och skadliga komponenter i luften, såsom syre, kväve och väte.
Att förhindra svetoxidation innebär att minska eller undvika kontakt mellan dessa skadliga komponenter och högtemperatursvetsmetall. Detta högtemperaturtillstånd inkluderar inte bara den smälta svetspoolmetallen utan också hela perioden från när svetsmetallen smälts tills poolen stelnar och dess temperatur minskar under en viss tröskel.
Till exempel, vid svetsningen av titanlegeringar, när temperaturen är över 300 ° C, sker snabb väteabsorption; Över 450 ° C sker snabb syreabsorption; Och över 600 ° C inträffar snabb kväveabsorption. Därför krävs effektivt skydd för titansvetsen under fasen när den stelnar och dess temperatur minskar under 300 ° C för att förhindra oxidation. Baserat på beskrivningen ovan är det uppenbart att den skärmande gasblåsningen måste ge skydd inte bara till svetspoolen vid rätt tidpunkt utan också till den just-Solidified Region of the Weld. Följaktligen är den off-axliga sidoblåsningsmetoden som visas i figur 1 i allmänhet föredras eftersom den erbjuder ett bredare skyddsområde jämfört med den koaxiella skärmningsmetoden som visas i figur 2, särskilt för den just-polidifierade regionen i svetsen. För vissa specifika produkter måste emellertid valet av metoden göras baserat på produktstrukturen och gemensam konfiguration.
Handhållen lasersvetsning
Specifikt urval av metoden för att införa skyddsgas
1. Rak linjsvets
Om produktens svetsform är rak, som visas i figur 3, och den fogkonfigurationen inkluderar rumpfogar, knäfogar, filetsvetsar eller stacksvetsar, är den föredragna metoden för denna typ av produkt off-axel-sidblåsningsmetoden som visas i Figur 1.
Bild 3: Rak linjsvets
2. Plant sluten geometri -svets
Såsom visas i figur 4 har svetsen i denna typ av produkt en stängd plan form, såsom en cirkulär, polygonal eller multisegment linjeform. De fogkonfigurationerna kan inkludera rumpa, knäfogar eller stapelsvetsar. För denna typ av produkt är den föredragna metoden att använda den koaxiella skärmningsgas som visas i figur 2.
Bild 4: Planen innesluten geometri -svets
Valet av skärmningsgas för plana slutna geometri -svetsar påverkar direkt kvaliteten, effektiviteten och kostnaden för svetsningsproduktion. På grund av mångfalden av svetsmaterial är emellertid valet av svetsgas komplex i faktiska svetsprocesser. Det kräver omfattande övervägande av svetsmaterial, svetsmetoder, svetspositioner och det önskade svetsresultatet. Valet av den mest lämpliga svetsgasen kan bestämmas genom svetstester för att uppnå optimala svetsresultat.
Handhållen lasersvetsning
Video Display | Blick för handhållen lasersvetsning
Video 1 - Vet mer om vad som är handhållen lasersvetsare
VIDEO2 - Versatil lasersvetsning för olika krav
Rekommenderad handhållen lasersvetsare
Några frågor om handhållen lasersvetsning?
Posttid: maj-19-2023