อิทธิพลของก๊าซป้องกันในการเชื่อมด้วยเลเซอร์
เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือ
เนื้อหาบท:
▶ Right Shield Gas ให้อะไรกับคุณได้บ้าง?
▶ แก๊สป้องกันประเภทต่างๆ
▶ สองวิธีในการใช้แก๊สป้องกัน
▶ จะเลือกแก๊สป้องกันที่เหมาะสมได้อย่างไร
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
ผลเชิงบวกของก๊าซป้องกันที่เหมาะสม
ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ การเลือกใช้แก๊สป้องกันอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อรูปร่าง คุณภาพ ความลึก และความกว้างของรอยเชื่อม ในกรณีส่วนใหญ่ การใช้แก๊สป้องกันจะส่งผลดีต่อรอยเชื่อม อย่างไรก็ตามก็อาจมีผลข้างเคียงได้เช่นกัน ผลเชิงบวกของการใช้แก๊สป้องกันที่ถูกต้องมีดังนี้:
1. การป้องกันสระเชื่อมอย่างมีประสิทธิภาพ
การแนะนำก๊าซป้องกันที่เหมาะสมสามารถป้องกันสระเชื่อมจากการเกิดออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ หรือแม้แต่ป้องกันการเกิดออกซิเดชันโดยสิ้นเชิง
2. ลดการกระเด็น
การแนะนำก๊าซป้องกันอย่างถูกต้องสามารถลดการกระเด็นในระหว่างกระบวนการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3. การสร้างรอยเชื่อมที่สม่ำเสมอ
การแนะนำก๊าซป้องกันอย่างเหมาะสมจะส่งเสริมการกระจายตัวของสระเชื่อมอย่างสม่ำเสมอในระหว่างการแข็งตัว ส่งผลให้รอยเชื่อมมีความสม่ำเสมอและสวยงาม
4. เพิ่มการใช้เลเซอร์
การแนะนำก๊าซป้องกันอย่างถูกต้องสามารถลดผลการป้องกันของไอโลหะหรือเมฆพลาสม่าบนเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเลเซอร์
5. ลดความพรุนของรอยเชื่อม
การแนะนำก๊าซป้องกันอย่างถูกต้องสามารถลดการก่อตัวของรูก๊าซในตะเข็บเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเลือกประเภทก๊าซ อัตราการไหล และวิธีการแนะนำที่เหมาะสม จะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุด
อย่างไรก็ตาม,
การใช้ก๊าซป้องกันอย่างไม่เหมาะสมอาจส่งผลเสียต่อการเชื่อม ผลข้างเคียง ได้แก่:
1. การเสื่อมสภาพของรอยเชื่อม
การนำก๊าซป้องกันไปใช้อย่างไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้คุณภาพรอยเชื่อมไม่ดี
2. การแตกร้าวและลดคุณสมบัติทางกล
การเลือกประเภทก๊าซที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้รอยเชื่อมแตกร้าวและลดประสิทธิภาพทางกลได้
3. เพิ่มการเกิดออกซิเดชันหรือการรบกวน
การเลือกอัตราการไหลของก๊าซไม่ถูกต้อง ไม่ว่าจะสูงหรือต่ำเกินไป อาจทำให้เกิดออกซิเดชันของรอยเชื่อมเพิ่มขึ้นได้ นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรงต่อโลหะหลอมเหลว ส่งผลให้เกิดการพังทลายหรือการก่อตัวของรอยเชื่อมที่ไม่สม่ำเสมอ
4. การป้องกันหรือผลกระทบด้านลบไม่เพียงพอ
การเลือกวิธีการแนะนำก๊าซที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้การป้องกันรอยเชื่อมไม่เพียงพอ หรือแม้กระทั่งส่งผลเสียต่อการก่อตัวของรอยเชื่อม
5. อิทธิพลต่อความลึกของการเชื่อม
การใช้แก๊สป้องกันอาจส่งผลกระทบบางอย่างต่อความลึกของการเชื่อม โดยเฉพาะในการเชื่อมแผ่นบาง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดความลึกของการเชื่อม
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
ประเภทของก๊าซป้องกัน
ก๊าซป้องกันที่ใช้กันทั่วไปในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ได้แก่ ไนโตรเจน (N2) อาร์กอน (Ar) และฮีเลียม (He) ก๊าซเหล่านี้มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อรอยเชื่อมที่แตกต่างกัน
1. ไนโตรเจน (N2)
N2 มีพลังงานไอออไนเซชันปานกลาง สูงกว่า Ar และต่ำกว่า He ภายใต้การกระทำของเลเซอร์ มันจะแตกตัวเป็นไอออนในระดับปานกลาง ช่วยลดการก่อตัวของเมฆพลาสมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มการใช้งานของเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม ไนโตรเจนสามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีกับโลหะผสมอะลูมิเนียมและเหล็กกล้าคาร์บอนได้ที่อุณหภูมิที่กำหนด ทำให้เกิดไนไตรด์ สิ่งนี้สามารถเพิ่มความเปราะบางและลดความเหนียวของรอยเชื่อม ซึ่งส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกล ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซป้องกันสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมและการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน ในทางกลับกัน ไนโตรเจนสามารถทำปฏิกิริยากับสแตนเลสทำให้เกิดไนไตรด์ที่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับรอยเชื่อม ดังนั้นไนโตรเจนจึงสามารถใช้เป็นก๊าซป้องกันในการเชื่อมสแตนเลสได้
2. ก๊าซอาร์กอน (Ar)
ก๊าซอาร์กอนมีพลังงานไอออไนเซชันค่อนข้างต่ำ ส่งผลให้มีระดับไอออไนซ์สูงขึ้นภายใต้การกระทำของเลเซอร์ สิ่งนี้ไม่เอื้ออำนวยต่อการควบคุมการก่อตัวของพลาสมาคลาวด์ และอาจมีผลกระทบต่อการใช้เลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม อาร์กอนมีปฏิกิริยาต่ำมากและไม่น่าจะเกิดปฏิกิริยาเคมีกับโลหะทั่วไป นอกจากนี้อาร์กอนยังคุ้มค่าอีกด้วย นอกจากนี้ เนื่องจากมีความหนาแน่นสูง อาร์กอนจึงจมอยู่เหนือสระเชื่อม จึงให้การปกป้องที่ดีกว่าสำหรับสระเชื่อม ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นแก๊สป้องกันแบบธรรมดาได้
3. ก๊าซฮีเลียม (He)
ก๊าซฮีเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันสูงที่สุด ส่งผลให้ไอออไนซ์ภายใต้การกระทำของเลเซอร์มีระดับต่ำมาก ช่วยให้ควบคุมการก่อตัวของเมฆพลาสมาได้ดีขึ้น และเลเซอร์สามารถโต้ตอบกับโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ฮีเลียมยังมีปฏิกิริยาต่ำมากและไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีกับโลหะได้ง่าย ทำให้เป็นก๊าซที่ดีเยี่ยมสำหรับการป้องกันการเชื่อม อย่างไรก็ตาม ฮีเลียมมีราคาสูง โดยทั่วไปจึงไม่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์จำนวนมาก มักใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หรือสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูง
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
วิธีการแนะนำแก๊สป้องกัน
ปัจจุบัน มีสองวิธีหลักในการแนะนำก๊าซป้องกัน: การเป่าด้านข้างนอกแกนและก๊าซป้องกันโคแอกเซียล ดังแสดงในรูปที่ 1 และรูปที่ 2 ตามลำดับ
รูปที่ 1: ก๊าซป้องกันการระเบิดด้านข้างนอกแกน
รูปที่ 2: ก๊าซป้องกันโคแอกเซียล
การเลือกระหว่างวิธีการเป่าทั้งสองวิธีนั้นขึ้นอยู่กับการพิจารณาที่แตกต่างกัน โดยทั่วไป แนะนำให้ใช้วิธีการเป่าด้านข้างนอกแกนเพื่อป้องกันแก๊ส
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
หลักการเลือกวิธีการแนะนำแก๊สป้องกัน
ประการแรก สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงว่าคำว่า "ออกซิเดชัน" ของรอยเชื่อมนั้นเป็นการแสดงออกทางภาษา ตามทฤษฎี หมายถึงการเสื่อมสภาพของคุณภาพการเชื่อมเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างโลหะเชื่อมกับส่วนประกอบที่เป็นอันตรายในอากาศ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน
การป้องกันการเกิดออกซิเดชันของการเชื่อมเกี่ยวข้องกับการลดหรือหลีกเลี่ยงการสัมผัสระหว่างส่วนประกอบที่เป็นอันตรายเหล่านี้กับโลหะเชื่อมที่มีอุณหภูมิสูง สถานะอุณหภูมิสูงนี้ไม่เพียงแต่รวมถึงโลหะเชื่อมหลอมเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระยะเวลาทั้งหมดนับจากที่โลหะเชื่อมละลายจนกระทั่งสระแข็งตัวและอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด
ตัวอย่างเช่น ในการเชื่อมโลหะผสมไทเทเนียม เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 300°C จะเกิดการดูดซึมไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว สูงกว่า 450°C จะเกิดการดูดซึมออกซิเจนอย่างรวดเร็ว และสูงกว่า 600°C จะเกิดการดูดซึมไนโตรเจนอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการป้องกันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการเชื่อมโลหะผสมไทเทเนียมในระหว่างเฟสที่แข็งตัวและอุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 300°C เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน จากคำอธิบายข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าการเป่าแก๊สป้องกันจำเป็นต้องให้การป้องกันไม่เพียงแต่กับสระเชื่อมในเวลาที่เหมาะสม แต่ยังรวมถึงบริเวณที่เพิ่งแข็งตัวของรอยเชื่อมด้วย ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ววิธีการเป่าด้านข้างนอกแกนที่แสดงในรูปที่ 1 จึงเป็นที่ต้องการมากกว่า เนื่องจากมีช่วงการป้องกันที่กว้างกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการป้องกันโคแอกเชียลที่แสดงในรูปที่ 2 โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบริเวณที่เพิ่งแข็งตัวของรอยเชื่อม อย่างไรก็ตาม สำหรับผลิตภัณฑ์เฉพาะบางอย่าง การเลือกวิธีการจะต้องขึ้นอยู่กับโครงสร้างผลิตภัณฑ์และการกำหนดค่าร่วมกัน
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
การเลือกวิธีการแนะนำแก๊สป้องกันโดยเฉพาะ
1. การเชื่อมแบบเส้นตรง
หากรูปร่างการเชื่อมของผลิตภัณฑ์เป็นเส้นตรง ดังแสดงในรูปที่ 3 และการกำหนดค่าข้อต่อประกอบด้วยข้อต่อชน ข้อต่อตัก รอยเชื่อมฟิลเล็ต หรือรอยเชื่อมสแต็ค วิธีที่แนะนำสำหรับผลิตภัณฑ์ประเภทนี้คือวิธีการเป่าด้านข้างนอกแกนที่แสดงใน รูปที่ 1.
รูปที่ 3: การเชื่อมเส้นตรง
2. การเชื่อมเรขาคณิตแบบระนาบแนบ
ดังแสดงในรูปที่ 4 รอยเชื่อมในผลิตภัณฑ์ประเภทนี้มีรูปทรงระนาบปิด เช่น รูปทรงเส้นกลม เหลี่ยม หรือหลายส่วน การกำหนดค่าข้อต่ออาจรวมถึงข้อต่อชน ข้อต่อตัก หรือการเชื่อมแบบกอง สำหรับผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ วิธีที่ต้องการคือการใช้ก๊าซป้องกันโคแอกเซียลดังแสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 4: การเชื่อมเรขาคณิตแบบปิดระนาบ
การเลือกก๊าซป้องกันสำหรับการเชื่อมเรขาคณิตแบบปิดระนาบส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพ ประสิทธิภาพ และต้นทุนของการผลิตการเชื่อม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัสดุการเชื่อมที่หลากหลาย การเลือกใช้แก๊สเชื่อมจึงมีความซับซ้อนในกระบวนการเชื่อมจริง โดยต้องมีการพิจารณาที่ครอบคลุมเกี่ยวกับวัสดุการเชื่อม วิธีการเชื่อม ตำแหน่งการเชื่อม และผลการเชื่อมที่ต้องการ การเลือกก๊าซเชื่อมที่เหมาะสมที่สุดสามารถกำหนดได้ผ่านการทดสอบการเชื่อมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การเชื่อมที่เหมาะสมที่สุด
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
การแสดงวิดีโอ | ข้อมูลสรุปสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือ
วิดีโอ 1 - เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือคืออะไร
วิดีโอ2 - การเชื่อมด้วยเลเซอร์อเนกประสงค์สำหรับความต้องการที่หลากหลาย
แนะนำเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือ
มีคำถามเกี่ยวกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือหรือไม่?
เวลาโพสต์: May-19-2023