La influència del gas protector en la soldadura làser
Soldador làser de mà
Contingut del capítol:
▶ Què us pot obtenir el gas protector adequat?
▶ Diversos tipus de gas protector
▶ Dos mètodes per utilitzar gas protector
▶ Com seleccionar el gas protector adequat?
Soldadura làser de mà
Efecte positiu del gas de protecció adequat
En la soldadura làser, l'elecció del gas protector pot tenir un impacte significatiu en la formació, la qualitat, la profunditat i l'amplada de la costura de soldadura.En la gran majoria dels casos, la introducció de gas protector té un efecte positiu en la soldadura.Tanmateix, també pot tenir efectes adversos.Els efectes positius de l'ús del gas protector correcte són els següents:
1. Protecció efectiva de la piscina de soldadura
La introducció adequada de gas protector pot protegir eficaçment el conjunt de soldadura de l'oxidació o fins i tot prevenir l'oxidació del tot.
2. Reducció d'esquitxades
Introduir correctament el gas protector pot reduir eficaçment les esquitxades durant el procés de soldadura.
3. Formació uniforme de la soldadura
La introducció adequada de gas protector afavoreix l'extensió uniforme de la piscina de soldadura durant la solidificació, donant lloc a una costura de soldadura uniforme i estèticament agradable.
4. Augment de la utilització del làser
La introducció correcta del gas protector pot reduir eficaçment l'efecte de protecció dels plomalls de vapor metàl·lic o dels núvols de plasma al làser, augmentant així l'eficiència del làser.
5. Reducció de la porositat de la soldadura
Introduir correctament el gas protector pot minimitzar eficaçment la formació de porus de gas a la costura de soldadura.En seleccionar el tipus de gas, el cabal i el mètode d'introducció adequats, es poden aconseguir resultats ideals.
Malgrat això,
L'ús inadequat del gas protector pot tenir efectes perjudicials en la soldadura.Els efectes adversos inclouen:
1. Deteriorament de la soldadura
La introducció incorrecta de gas protector pot provocar una mala qualitat de la soldadura.
2. Esquerdes i propietats mecàniques reduïdes
L'elecció del tipus de gas incorrecte pot provocar esquerdes de la soldadura i una disminució del rendiment mecànic.
3. Augment de l'oxidació o interferència
L'elecció d'un cabal de gas incorrecte, massa alt o massa baix, pot provocar una major oxidació de la soldadura.També pot causar pertorbacions greus al metall fos, donant lloc a col·lapse o formació desigual de la soldadura.
4. Protecció inadequada o impacte negatiu
L'elecció del mètode d'introducció de gas incorrecte pot provocar una protecció insuficient de la soldadura o fins i tot tenir un efecte negatiu en la formació de la soldadura.
5. Influència en la profunditat de soldadura
La introducció de gas protector pot tenir un cert impacte en la profunditat de la soldadura, especialment en la soldadura de plaques primes, on tendeix a reduir la profunditat de la soldadura.
Soldadura làser de mà
Tipus de gasos protectors
Els gasos protectors més utilitzats en la soldadura làser són nitrogen (N2), argó (Ar) i heli (He).Aquests gasos tenen propietats físiques i químiques diferents, que tenen com a resultat efectes diferents sobre la soldadura.
1. Nitrogen (N2)
L'N2 té una energia d'ionització moderada, superior a Ar i inferior a He.Sota l'acció del làser, s'ionitza en un grau moderat, reduint eficaçment la formació de núvols de plasma i augmentant la utilització del làser.Tanmateix, el nitrogen pot reaccionar químicament amb aliatges d'alumini i acer al carboni a determinades temperatures, formant nitrurs.Això pot augmentar la fragilitat i reduir la duresa de la costura de soldadura, afectant negativament les seves propietats mecàniques.Per tant, no es recomana l'ús de nitrogen com a gas protector per a aliatges d'alumini i soldadures d'acer al carboni.D'altra banda, el nitrogen pot reaccionar amb l'acer inoxidable, formant nitrurs que milloren la resistència de la unió de soldadura.Per tant, el nitrogen es pot utilitzar com a gas protector per a la soldadura d'acer inoxidable.
2. Gas Argó (Ar)
El gas argó té l'energia d'ionització relativament més baixa, donant lloc a un major grau d'ionització sota l'acció del làser.Això és desfavorable per controlar la formació de núvols de plasma i pot tenir un cert impacte en la utilització efectiva dels làsers.Tanmateix, l'argó té una reactivitat molt baixa i és poc probable que sofreixi reaccions químiques amb metalls comuns.A més, l'argó és rendible.A més, a causa de la seva alta densitat, l'argó s'enfonsa per sobre de la piscina de soldadura, proporcionant una millor protecció per a la piscina de soldadura.Per tant, es pot utilitzar com a gas de protecció convencional.
3. Heli Gas (He)
El gas d'heli té l'energia d'ionització més alta, donant lloc a un grau d'ionització molt baix sota l'acció del làser.Permet un millor control de la formació de núvols de plasma i els làsers poden interactuar eficaçment amb els metalls.A més, l'heli té una reactivitat molt baixa i no experimenta fàcilment reaccions químiques amb metalls, el que el converteix en un gas excel·lent per a la protecció de soldadures.Tanmateix, el cost de l'heli és elevat, de manera que generalment no s'utilitza en la producció massiva de productes.S'utilitza habitualment en investigació científica o per a productes d'alt valor afegit.
Soldadura làser de mà
Mètodes d'introducció de gas de protecció
Actualment, hi ha dos mètodes principals per introduir gas de protecció: el bufat lateral fora de l'eix i el gas de protecció coaxial, tal com es mostra a la figura 1 i la figura 2, respectivament.
Figura 1: Gas de protecció de bufat lateral fora de l'eix
Figura 2: Gas de protecció coaxial
L'elecció entre els dos mètodes de bufat depèn de diverses consideracions.En general, es recomana utilitzar el mètode de bufat lateral fora de l'eix per protegir el gas.
Soldadura làser de mà
Principis per triar el mètode d'introducció del gas de protecció
En primer lloc, és important aclarir que el terme "oxidació" de les soldadures és una expressió col·loquial.En teoria, es refereix al deteriorament de la qualitat de la soldadura a causa de reaccions químiques entre el metall de soldadura i components nocius a l'aire, com ara oxigen, nitrogen i hidrogen.
Prevenir l'oxidació de la soldadura implica reduir o evitar el contacte entre aquests components nocius i el metall de soldadura d'alta temperatura.Aquest estat d'alta temperatura inclou no només el metall de la piscina de soldadura fos, sinó també tot el període des que el metall de la soldadura es fon fins que la piscina es solidifica i la seva temperatura disminueix per sota d'un determinat llindar.
Per exemple, en la soldadura d'aliatges de titani, quan la temperatura és superior a 300 °C, es produeix una ràpida absorció d'hidrogen;per sobre de 450 °C, es produeix una ràpida absorció d'oxigen;i per sobre de 600 °C, es produeix una ràpida absorció de nitrogen.Per tant, es requereix una protecció eficaç per a la soldadura d'aliatge de titani durant la fase en què es solidifica i la seva temperatura baixa per sota dels 300 °C per evitar l'oxidació.A partir de la descripció anterior, és evident que el gas de protecció bufat ha de proporcionar protecció no només a la piscina de soldadura en el moment adequat, sinó també a la regió acabada de solidificar de la soldadura.Per tant, el mètode de bufat lateral fora de l'eix que es mostra a la figura 1 és generalment preferit perquè ofereix una gamma més àmplia de protecció en comparació amb el mètode de blindatge coaxial que es mostra a la figura 2, especialment per a la regió acabada de solidificar de la soldadura.Tanmateix, per a determinats productes específics, l'elecció del mètode s'ha de fer en funció de l'estructura del producte i la configuració de la junta.
Soldadura làser de mà
Selecció específica del mètode d'introducció de gas de protecció
1. Soldadura en línia recta
Si la forma de soldadura del producte és recta, tal com es mostra a la figura 3, i la configuració de la junta inclou juntes a tope, juntes solapades, soldadures de filet o soldadures apilades, el mètode preferit per a aquest tipus de producte és el mètode de bufat lateral fora de l'eix que es mostra a Figura 1.
Figura 3: Soldadura en línia recta
2. Soldadura de geometria tancada plana
Com es mostra a la figura 4, la soldadura d'aquest tipus de producte té una forma plana tancada, com una forma de línia circular, poligonal o multisegment.Les configuracions d'unió poden incloure juntes a tope, juntes solapades o soldadures de pila.Per a aquest tipus de producte, el mètode preferit és utilitzar el gas de protecció coaxial que es mostra a la figura 2.
Figura 4: Soldadura de geometria tancada plana
La selecció de gas de protecció per a soldadures de geometria tancada plana afecta directament la qualitat, l'eficiència i el cost de la producció de soldadura.Tanmateix, a causa de la diversitat de materials de soldadura, la selecció del gas de soldadura és complexa en els processos de soldadura reals.Requereix una consideració exhaustiva dels materials de soldadura, els mètodes de soldadura, les posicions de soldadura i el resultat de soldadura desitjat.La selecció del gas de soldadura més adequat es pot determinar mitjançant proves de soldadura per aconseguir resultats òptims de soldadura.
Soldadura làser de mà
Visualització de vídeo |Mirada per a la soldadura làser portàtil
Vídeo 1 - Més informació sobre què és la soldadura làser de mà
Vídeo2 - Soldadura làser versàtil per a diferents requisits
Alguna pregunta sobre la soldadura làser portàtil?
Hora de publicació: 19-mai-2023