Làm thế nào để chọn các hỗn hợp khí tốt nhất cho hàn laser của bạn?
Các loại, lợi ích và ứng dụng
Giới thiệu:
Những điều quan trọng cần biết trước khi lặn trong
Hàn laser là một phương pháp hàn độ chính xác cao sử dụng chùm tia laser để làm tan chảy vật liệu của phôi và sau đó tạo thành mối hàn sau khi làm mát. Trong hàn laser, khí đóng vai trò chính.
Khí bảo vệ không chỉ ảnh hưởng đến sự hình thành đường hàn, chất lượng hàn, thâm nhập đường hàn và chiều rộng thâm nhập mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả của hàn laser.
Những khí nào là cần thiết cho hàn laser?Bài viết này sẽ có một cái nhìn sâu sắc vềTầm quan trọng của khí hàn laser, các khí được sử dụng, và những gì họ làm.
Chúng tôi cũng sẽ giới thiệuMáy hàn laser tốt nhấtcho nhu cầu của bạn.
Tại sao khí cần thiết cho hàn laser?
Hàn chùm tia laser
Trong quá trình hàn laser, chùm tia laser mật độ năng lượng cao được tập trung vào khu vực hàn của phôi.
Gây ra sự nóng chảy tức thời của vật liệu bề mặt của phôi.
Khí được yêu cầu trong quá trình hàn laser để bảo vệ khu vực hàn.
Kiểm soát nhiệt độ, cải thiện chất lượng của mối hàn và bảo vệ hệ thống quang học.
Chọn loại khí thích hợp và các thông số cung cấp là những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả.
Và quy trình hàn laser ổn định và thu được kết quả hàn chất lượng cao.
1. Bảo vệ các khu vực hàn
Trong quá trình hàn laser, khu vực hàn tiếp xúc với môi trường bên ngoài và dễ dàng bị ảnh hưởng bởi oxy và các loại khí khác trong không khí.
Oxy kích hoạt các phản ứng oxy hóa có thể dẫn đến giảm chất lượng hàn, và tạo ra các lỗ chân lông và vùi. Mối hàn có thể được bảo vệ hiệu quả khỏi ô nhiễm oxy bằng cách cung cấp một loại khí thích hợp, thường là một loại khí trơ như argon, cho khu vực hàn.
2. Kiểm soát nhiệt
Lựa chọn và cung cấp khí có thể giúp kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn. Bằng cách điều chỉnh tốc độ dòng chảy và loại khí, tốc độ làm mát của khu vực hàn có thể bị ảnh hưởng. Điều này rất quan trọng để kiểm soát vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) trong quá trình hàn và giảm biến dạng nhiệt.
3. Chất lượng mối hàn được cải thiện
Một số khí phụ, chẳng hạn như oxy hoặc nitơ, có thể cải thiện chất lượng và hiệu suất của các mối hàn. Ví dụ, thêm oxy có thể cải thiện sự xâm nhập của mối hàn và tăng tốc độ hàn, đồng thời ảnh hưởng đến hình dạng và độ sâu của mối hàn.
4. Làm mát khí
Trong hàn laser, khu vực hàn thường bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao. Sử dụng hệ thống làm mát khí có thể giúp kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn và ngăn ngừa quá nóng. Điều này rất cần thiết để giảm căng thẳng nhiệt trong khu vực hàn và cải thiện chất lượng hàn.
Hàn chùm tia laser tự động
5. Bảo vệ khí của các hệ thống quang học
Tia laser tập trung vào khu vực hàn thông qua một hệ thống quang học.
Trong quá trình hàn, vật liệu nóng chảy và aerosol được tạo ra có thể gây ô nhiễm các thành phần quang học.
Bằng cách đưa khí vào khu vực hàn, nguy cơ ô nhiễm bị giảm và tuổi thọ của hệ thống quang học được mở rộng.
Những khí nào được sử dụng trong hàn laser?
Trong hàn laser, khí có thể cách ly không khí khỏi tấm hàn và ngăn không cho nó phản ứng với không khí. Bằng cách này, bề mặt hàn của tấm kim loại sẽ trắng hơn và đẹp hơn. Sử dụng khí cũng bảo vệ các ống kính khỏi bụi hàn. Thông thường, các khí sau được sử dụng:
1. Khí bảo vệ:
Khí che chắn, đôi khi được gọi là khí trơ, đóng một vai trò quan trọng trong quá trình hàn laser. Các quy trình hàn laser thường sử dụng khí trơ để bảo vệ nhóm hàn. Các khí bảo vệ thường được sử dụng trong hàn laser chủ yếu bao gồm argon và neon. Tính chất vật lý và hóa học của chúng là khác nhau, vì vậy tác dụng của chúng đối với mối hàn cũng khác nhau.
Khí bảo vệ:Argon
Argon là một trong những khí trơ được sử dụng phổ biến nhất.
Nó có mức độ ion hóa cao theo tác động của laser, không có lợi cho việc kiểm soát sự hình thành các đám mây plasma, điều này sẽ có tác động nhất định đến việc sử dụng laser hiệu quả.
Bản chất trơ của argon giữ cho nó ra khỏi quá trình hàn, trong khi nó cũng tiêu tan nhiệt tốt, giúp kiểm soát nhiệt độ trong khu vực hàn.
Khí bảo vệ:Neon
Neon thường được sử dụng làm khí trơ, tương tự như Argon và chủ yếu được sử dụng để bảo vệ khu vực hàn khỏi oxy và các chất ô nhiễm khác trong môi trường bên ngoài.
Điều quan trọng cần lưu ý là neon không phù hợp với tất cả các ứng dụng hàn laser.
Nó chủ yếu được sử dụng cho một số nhiệm vụ hàn đặc biệt, chẳng hạn như hàn các vật liệu dày hơn hoặc khi cần có các vỉa hàn sâu hơn.
2. Khí phụ:
Trong quá trình hàn laser, ngoài khí bảo vệ chính, khí phụ cũng có thể được sử dụng để cải thiện hiệu suất và chất lượng hàn. Sau đây là một số khí phụ trợ phổ biến được sử dụng trong hàn laser.
Khí phụ:Ôxy
Oxy thường được sử dụng làm khí hỗ trợ và có thể được sử dụng để tăng độ sâu nhiệt và hàn trong quá trình hàn.
Thêm oxy có thể làm tăng tốc độ hàn và thâm nhập, nhưng cần được kiểm soát cẩn thận để tránh oxy dư thừa gây ra các vấn đề oxy hóa.
Khí phụ:Hỗn hợp hydro/ hydro
Hydro cải thiện chất lượng của mối hàn và làm giảm sự hình thành độ xốp.
Hỗn hợp của argon và hydro được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như thép không gỉ hàn. Hàm lượng hydro của hỗn hợp thường dao động từ 2% đến 15%.
Khí bảo vệ:Nitơ
Nitơ cũng thường được sử dụng làm khí phụ trong hàn laser.
Năng lượng ion hóa của nitơ ở mức vừa phải, cao hơn argon và thấp hơn hydro.
Mức độ ion hóa thường nằm dưới hành động của laser. Nó có thể làm giảm tốt hơn sự hình thành của các đám mây plasma, cung cấp các mối hàn và ngoại hình chất lượng cao hơn, và giảm tác động của oxy lên các mối hàn.
Nitơ cũng có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn và giảm sự hình thành bong bóng và lỗ chân lông.
Khí bảo vệ:Helium
Helium thường được sử dụng cho hàn laser công suất cao vì nó có độ dẫn nhiệt thấp và không dễ bị ion hóa, cho phép laser vượt qua trơn tru và năng lượng chùm tia để tiếp cận bề mặt phôi mà không có bất kỳ chướng ngại vật nào.
Có lợi cho hàn năng lượng cao hơn. Helium cũng có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng mối hàn và kiểm soát nhiệt độ hàn. Đây là khí bảo vệ hiệu quả nhất được sử dụng trong hàn laser, nhưng nó tương đối đắt tiền.
3. Khí làm mát:
Khí làm mát thường được sử dụng trong quá trình hàn laser để kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn, ngăn ngừa quá nhiệt và duy trì chất lượng hàn. Sau đây là một số khí làm mát thường được sử dụng:
Khí làm mát/ trung bình:Nước
Nước là một môi trường làm mát phổ biến thường được sử dụng để làm mát các máy phát laser và hệ thống quang học hàn laser.
Các hệ thống làm mát nước có thể giúp duy trì nhiệt độ ổn định của máy phát laser và các thành phần quang học để đảm bảo độ ổn định và hiệu suất của chùm tia laser.
Khí làm mát/ trung bình:Khí khí quyển
Trong một số quá trình hàn laser, khí khí quyển xung quanh có thể được sử dụng để làm mát.
Ví dụ, trong hệ thống quang học của máy phát laser, khí bầu không khí xung quanh có thể cung cấp hiệu ứng làm mát.
Khí làm mát/ trung bình:Khí trơ
Các khí trơ như argon và nitơ cũng có thể được sử dụng làm khí làm mát.
Chúng có độ dẫn nhiệt thấp hơn và có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn và giảm vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ).
Khí làm mát/ trung bình:Nitơ lỏng
Nitơ lỏng là một môi trường làm mát nhiệt độ cực thấp có thể được sử dụng cho hàn laser công suất cực cao.
Nó cung cấp một hiệu ứng làm mát rất hiệu quả và đảm bảo kiểm soát nhiệt độ trong khu vực hàn.
4. Khí hỗn hợp:
Hỗn hợp khí thường được sử dụng trong hàn để tối ưu hóa các khía cạnh khác nhau của quy trình, chẳng hạn như tốc độ hàn, độ sâu thâm nhập và độ ổn định hồ quang. Có hai loại hỗn hợp khí chính: hỗn hợp nhị phân và ternary.
Hỗn hợp khí nhị phân:Argon + oxy
Thêm một lượng nhỏ oxy vào argon cải thiện độ ổn định hồ quang, tinh chỉnh bể hàn và tăng tốc độ hàn. Hỗn hợp này thường được sử dụng để hàn thép carbon, thép hợp kim thấp và thép không gỉ.
Hỗn hợp khí nhị phân:Argon + carbon dioxide
Việc bổ sung CO₂ vào argon làm tăng cường độ hàn và kháng ăn mòn trong khi giảm Spatter. Hỗn hợp này thường được sử dụng để hàn thép carbon và thép không gỉ.
Hỗn hợp khí nhị phân:Argon + hydro
Hydro làm tăng nhiệt độ hồ quang, cải thiện tốc độ hàn và giảm khiếm khuyết hàn. Nó đặc biệt hữu ích cho việc hàn hợp kim dựa trên niken và thép không gỉ.
Hỗn hợp khí ternary:Argon + oxy + carbon dioxide
Hỗn hợp này kết hợp các lợi ích của cả hỗn hợp argon-oxy và argon-co₂. Nó làm giảm Spatter, cải thiện tính lưu động của hồ hàn và tăng cường chất lượng mối hàn. Nó được sử dụng rộng rãi để hàn các độ dày khác nhau của thép carbon, thép hợp kim thấp và thép không gỉ.
Hỗn hợp khí ternary:Argon + helium + carbon dioxide
Hỗn hợp này giúp cải thiện độ ổn định hồ quang, tăng nhiệt độ hồ hàn và tăng cường tốc độ hàn. Nó được sử dụng trong hàn hồ quang ngắn mạch và các ứng dụng hàn nặng, cung cấp sự kiểm soát tốt hơn đối với quá trình oxy hóa.
Lựa chọn khí trong các ứng dụng khác nhau
Hàn laser cầm tay
Trong các ứng dụng khác nhau của hàn laser, việc chọn khí thích hợp là rất quan trọng, bởi vì các kết hợp khí khác nhau có thể tạo ra chất lượng hàn, tốc độ và hiệu quả khác nhau. Dưới đây là một số hướng dẫn để giúp bạn chọn đúng khí cho ứng dụng cụ thể của mình:
Loại vật liệu hàn:
Thép không gỉthường sử dụngHỗn hợp argon hoặc argon/hydro.
Hợp kim nhôm và nhômthường sử dụngArgon thuần túy.
Hợp kim Titanthường sử dụngNitơ.
Thép carbon caothường sử dụngOxy như một khí phụ.
Tốc độ hàn và Pentration:
Nếu tốc độ hàn cao hơn hoặc cần có sự thâm nhập hàn sâu hơn, sự kết hợp khí có thể được điều chỉnh. Thêm oxy thường cải thiện tốc độ và sự thâm nhập, nhưng cần được kiểm soát cẩn thận để tránh các vấn đề oxy hóa.
Kiểm soát vùng bị ảnh hưởng nhiệt (HAZ):
Tùy thuộc vào vật liệu được làm sạch, chất thải nguy hại đòi hỏi các quy trình xử lý đặc biệt có thể được tạo ra trong quá trình làm sạch. Điều này có thể thêm vào chi phí tổng thể của quá trình làm sạch laser.
Chất lượng mối hàn:
Một số kết hợp khí có thể cải thiện chất lượng và ngoại hình của mối hàn. Ví dụ, nitơ có thể cung cấp một diện mạo và chất lượng bề mặt tốt hơn.
Kiểm soát lỗ chân lông và bong bóng:
Đối với các ứng dụng yêu cầu các mối hàn chất lượng rất cao, cần phải chú ý đặc biệt đến việc hình thành lỗ chân lông và bong bóng. Lựa chọn khí thích hợp có thể làm giảm nguy cơ của những khiếm khuyết này.
Cân nhắc về thiết bị và chi phí:
Lựa chọn khí cũng bị ảnh hưởng bởi loại thiết bị và chi phí. Một số khí có thể yêu cầu hệ thống cung cấp đặc biệt hoặc chi phí cao hơn.
Đối với các ứng dụng cụ thể, nên làm việc với một kỹ sư hàn hoặc nhà sản xuất thiết bị hàn laser chuyên nghiệp để có được lời khuyên chuyên nghiệp và tối ưu hóa quy trình hàn.
Một số thử nghiệm và tối ưu hóa thường được yêu cầu trước khi kết hợp khí cuối cùng được chọn.
Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, các kết hợp khí và tham số khác nhau có thể được thử để tìm các điều kiện hàn tối ưu.
Những điều bạn cần biết về: Hàn laser cầm tay
Máy hàn laser được đề xuất
Để tối ưu hóa các nhiệm vụ xử lý vật liệu và chế biến kim loại của bạn, việc chọn đúng thiết bị là điều cần thiết. Mimowork laser khuyến nghịMáy hàn laser cầm taycho tham gia kim loại chính xác và hiệu quả.
Công suất cao & công suất cho các ứng dụng hàn khác nhau
Máy hàn laser cầm tay 2000W được đặc trưng bởi kích thước máy nhỏ nhưng chất lượng hàn lấp lánh.
Một nguồn laser sợi ổn định và cáp sợi được kết nối cung cấp phân phối chùm tia laser an toàn và ổn định.
Với công suất cao, lỗ khóa hàn laser là hoàn hảo và cho phép khớp hàn vững chắc hơn ngay cả đối với kim loại dày.
Với sự xuất hiện máy móc nhỏ gọn và nhỏ gọn, máy hàn laser di động được trang bị súng thợ hàn laser cầm tay có thể di chuyển được nhẹ và thuận tiện cho các ứng dụng hàn đa laser ở mọi góc độ và bề mặt.
Tùy chọn các loại vòi phun máy hàn laser khác nhau và hệ thống cho ăn dây tự động giúp hoạt động hàn laser dễ dàng hơn và đó là thân thiện với người mới bắt đầu.
Hàn laser tốc độ cao làm tăng đáng kể hiệu quả và sản lượng sản xuất của bạn trong khi cho phép hiệu ứng hàn laser tuyệt vời.
Tóm tắt
Nói tóm lại, hàn laser cần sử dụng khí để bảo vệ các khu vực hàn, kiểm soát nhiệt độ, cải thiện chất lượng mối hàn và bảo vệ các hệ thống quang học. Chọn các loại khí và thông số cung cấp thích hợp là một yếu tố quan trọng để đảm bảo quy trình hàn laser hiệu quả và ổn định và thu được kết quả hàn chất lượng cao. Các vật liệu và ứng dụng khác nhau có thể yêu cầu các loại khác nhau và tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng các yêu cầu hàn cụ thể.
Liên hệ với chúng tôi hôm nayĐể tìm hiểu thêm về máy cắt laser của chúng tôi và cách chúng có thể tối ưu hóa quy trình sản xuất của bạn.
Liên kết liên quan
Bất kỳ ý tưởng về máy hàn laser?
Thời gian đăng: Tháng 1-13-2025