Лазерне зварювання в основному спрямоване на підвищення ефективності зварювання та якості тонкостінних матеріалів і точних деталей. Сьогодні ми не будемо говорити про переваги лазерного зварювання, а зосередимося на тому, як правильно використовувати захисні гази для лазерного зварювання.
Навіщо використовувати захисний газ для лазерного зварювання?
Під час лазерного зварювання захисний газ впливає на формування зварного шва, якість зварного шва, його глибину та ширину. У більшості випадків продувка допоміжним газом позитивно вплине на зварювання, але може мати й негативні наслідки.
Якщо ви правильно подуєте захисний газ, це допоможе вам:
✦Ефективно захищайте зварювальну ванну, щоб зменшити або навіть уникнути окислення
✦Ефективно зменшує бризки, що утворюються в процесі зварювання
✦Ефективно зменшує пори швів
✦Допоможіть рівномірно розподілити зварювальну ванну під час затвердіння, щоб зварювальний шов мав чистий і гладкий край
✦Екрануючий ефект шлейфу металевої пари або плазмової хмари на лазер ефективно зменшується, а коефіцієнт ефективного використання лазера збільшується.
Покитип захисного газу, витрата газу та вибір режиму продуванняправильні, можна отримати ідеальний ефект зварювання. Однак неправильне використання захисного газу також може негативно вплинути на зварювання. Використання невідповідного типу захисного газу може призвести до появи скрипів у зварному шві або погіршити механічні властивості зварювання. Занадто висока або надто низька швидкість потоку газу може призвести до більш серйозного окислення зварного шва та серйозного зовнішнього впливу на металевий матеріал усередині зварювальної ванни, що призведе до колапсу або нерівномірного формування зварного шва.
Види захисного газу
Захисними газами, які зазвичай використовуються при лазерному зварюванні, є переважно N2, Ar і He. Їх фізичні та хімічні властивості різні, тому їх вплив на зварні шви також різний.
Азот (N2)
Енергія іонізації N2 помірна, вища, ніж у Ar, і нижча, ніж у He. Під випромінюванням лазера ступінь іонізації N2 залишається рівномірним, що може краще зменшити утворення плазмової хмари та збільшити ефективну швидкість використання лазера. Азот може реагувати з алюмінієвим сплавом і вуглецевою сталлю при певній температурі з утворенням нітридів, які підвищать крихкість зварного шва та зменшать ударну в’язкість, а також матимуть великий негативний вплив на механічні властивості зварних з’єднань. Тому не рекомендується використовувати азот при зварюванні алюмінієвих сплавів і вуглецевої сталі.
Однак хімічна реакція між азотом і нержавіючої сталлю, створювана азотом, може підвищити міцність зварного з’єднання, що сприятиме покращенню механічних властивостей зварного шва, тому при зварюванні нержавіючої сталі можна використовувати азот як захисний газ.
Аргон (Ar)
Енергія іонізації аргону відносно низька, і ступінь його іонізації буде зростати під дією лазера. Тоді аргон, як захисний газ, не може ефективно контролювати утворення плазмових хмар, що призведе до зниження ефективного коефіцієнта використання лазерного зварювання. Виникає питання: чи не підходить аргон для зварювання як захисний газ? Відповідь – ні. Будучи інертним газом, аргон важко реагує з більшістю металів, а Ar дешевий у використанні. Крім того, щільність Ar велика, вона сприятиме опусканню на поверхню зварювальної ванни розплаву та може краще захистити зварювальну ванну, тому аргон можна використовувати як звичайний захисний газ.
Гелій (He)
На відміну від аргону, гелій має відносно високу енергію іонізації, яка може легко контролювати утворення плазмових хмар. При цьому гелій не реагує ні з якими металами. Це справді хороший вибір для лазерного зварювання. Єдина проблема полягає в тому, що гелій відносно дорогий. Для виробників, які виробляють металеві вироби масового виробництва, гелій значно збільшить вартість виробництва. Таким чином, гелій зазвичай використовується в наукових дослідженнях або продуктах з дуже високою доданою вартістю.
Як продувати захисний газ?
Перш за все, має бути зрозуміло, що так зване «окислення» зварного шва є лише загальною назвою, яка теоретично відноситься до хімічної реакції між зварним швом і шкідливими компонентами в повітрі, що призводить до погіршення зварного шва. . Як правило, наплавлений метал реагує з киснем, азотом і воднем у повітрі при певній температурі.
Щоб запобігти «окисленню» зварного шва, необхідно зменшити або уникати контакту між такими шкідливими компонентами та металом зварного шва при високій температурі, яка спостерігається не лише в розплавленому металі ванни, але й протягом усього періоду від часу, коли метал зварного шва розплавляється до розплавлений метал басейну твердне, і його температура охолоджується до певної температури.
Два основних способи продування захисного газу
▶Один з них — це видування захисного газу на бічній осі, як показано на малюнку 1.
▶Інший метод коаксіального видування, як показано на малюнку 2.
малюнок 1.
малюнок 2.
Конкретний вибір двох методів видування полягає в комплексному розгляді багатьох аспектів. Загалом, рекомендується використовувати спосіб бокового видування захисного газу.
Деякі приклади лазерного зварювання
1. Зварювання з прямим валиком/лінією
Як показано на малюнку 3, форма зварного шва виробу є лінійною, а форма з’єднання може бути стиковим з’єднанням, з’єднанням внахлест, з’єднанням з негативним кутом або зварюванням внахлест. Для цього типу продукту краще прийняти захисний газ для бічної осі, як показано на малюнку 1.
2. Зварювання фігури або ділянки
Як показано на малюнку 4, форма зварного шва виробу є замкнутою структурою, такою як плоска окружність, плоска багатостороння форма, плоска багатосегментна лінійна форма тощо. Форма з’єднання може бути стиковим з’єднанням, з’єднанням внахлест, зварюванням внахлест тощо. Для цього типу продукту краще прийняти коаксіальний метод захисного газу, як показано на малюнку 2.
Вибір захисного газу безпосередньо впливає на якість зварювання, ефективність і вартість виробництва, але через різноманітність зварювальних матеріалів у фактичному зварювальному процесі вибір зварювального газу є більш складним і вимагає комплексного розгляду зварювального матеріалу, зварювання спосіб, положення зварювання, а також вимоги до ефекту зварювання. За допомогою зварювальних випробувань ви можете вибрати більш відповідний зварювальний газ для досягнення кращих результатів.
Цікавлюся лазерним зварюванням і хочу дізнатися, як вибрати захисний газ
Пов'язані посилання:
Час публікації: 10 жовтня 2022 р