Jak vybrat nejlepší směsi plynů pro laserové svařování?
Typy, výhody a aplikace
Zavedení:
Klíčové věci, které byste měli vědět před potápěním
Laserové svařování je vysoce přesná metoda svařování, která využívá laserový paprsek k roztavení materiálu obrobku a po ochlazení vytvoří svar. Při laserovém svařování hraje klíčovou roli plyn.
Ochranný plyn ovlivňuje nejen tvorbu svarového švu, kvalitu svarového švu, provaření svarového švu a šířku provaření, ale také přímo ovlivňuje kvalitu a účinnost laserového svařování.
Jaké plyny jsou potřeba pro laserové svařování?Tento článek se podrobně podívá nadůležitost plynů pro laserové svařování, použité plyny a jejich účinek.
Také doporučímenejlepší laserový svařovací strojpro vaše potřeby.
Proč je pro laserové svařování potřeba plyn?
Svařování laserovým paprskem
Během procesu laserového svařování je laserový paprsek s vysokou hustotou energie zaměřen na svařovanou oblast obrobku.
Způsobuje okamžité tavení povrchového materiálu obrobku.
Během laserového svařování je k ochraně svařované oblasti nutný plyn.
Řízení teploty, zlepšení kvality svaru a ochrana optického systému.
Výběr vhodného typu plynu a parametrů dodávky jsou důležitými faktory pro zajištění efektivního provozu.
A stabilní proces laserového svařování a dosažení vysoce kvalitních výsledků svařování.
1. Ochrana svařovacích prostor
Během procesu laserového svařování je svarová oblast vystavena vnějšímu prostředí a je snadno ovlivněna kyslíkem a dalšími plyny ve vzduchu.
Kyslík spouští oxidační reakce, které mohou vést ke snížení kvality svaru a ke vzniku pórů a vměstků. Svar lze účinně chránit před kontaminací kyslíkem přívodem vhodného plynu, obvykle inertního plynu, jako je argon, do svařované oblasti.
2. Regulace tepla
Výběr a přívod plynu mohou pomoci regulovat teplotu svařované oblasti. Úpravou průtoku a typu plynu lze ovlivnit rychlost chlazení svařované oblasti. To je důležité pro kontrolu tepelně ovlivněné zóny (HAZ) během svařování a snížení tepelné deformace.
3. Zlepšená kvalita svaru
Některé pomocné plyny, jako je kyslík nebo dusík, mohou zlepšit kvalitu a výkon svarů. Například přidání kyslíku může zlepšit provaření svaru a zvýšit rychlost svařování a zároveň ovlivnit tvar a hloubku svaru.
4. Chlazení plynem
Při laserovém svařování je svařovaná oblast obvykle ovlivněna vysokými teplotami. Použití plynového chladicího systému může pomoci regulovat teplotu svařované oblasti a zabránit přehřátí. To je nezbytné pro snížení tepelného namáhání ve svařované oblasti a zlepšení kvality svařování.
Automatizované laserové svařování
5. Ochrana optických systémů před plynem
Laserový paprsek je zaostřen na svařovanou oblast pomocí optického systému.
Během pájení může roztavený materiál a vznikající aerosoly kontaminovat optické součástky.
Zavedením plynů do svařovací oblasti se snižuje riziko kontaminace a prodlužuje se životnost optického systému.
Které plyny se používají při laserovém svařování?
Při laserovém svařování může plyn izolovat vzduch od svařovaného plechu a zabránit jeho reakci se vzduchem. Tímto způsobem bude svařovaný povrch kovového plechu bělejší a krásnější. Použití plynu také chrání čočky před svářečským prachem. Obvykle se používají následující plyny:
1. Ochranný plyn:
Ochranné plyny, někdy nazývané „inertní plyny“, hrají v procesu laserového svařování důležitou roli. Procesy laserového svařování často používají inertní plyny k ochraně svarové lázně. Mezi běžně používané ochranné plyny při laserovém svařování patří zejména argon a neon. Jejich fyzikální a chemické vlastnosti se liší, takže se liší i jejich vliv na svar.
Ochranný plyn:Argon
Argon je jedním z nejčastěji používaných inertních plynů.
Má vysoký stupeň ionizace pod působením laseru, což nevede k řízení tvorby plazmových mraků, což bude mít určitý vliv na efektivní využití laserů.
Inertní povaha argonu jej drží mimo proces pájení a zároveň dobře odvádí teplo, což pomáhá regulovat teplotu v oblasti pájení.
Ochranný plyn:Neon
Neon se často používá jako inertní plyn, podobný argonu, a používá se hlavně k ochraně svařovací oblasti před kyslíkem a dalšími znečišťujícími látkami z vnějšího prostředí.
Je důležité si uvědomit, že neon není vhodný pro všechny aplikace laserového svařování.
Používá se hlavně pro některé speciální svářečské úkoly, jako je svařování silnějších materiálů nebo když jsou vyžadovány hlubší svarové švy.
2. Pomocný plyn:
Během procesu laserového svařování lze kromě hlavního ochranného plynu použít i pomocné plyny pro zlepšení svařovacího výkonu a kvality. Následuje několik běžných pomocných plynů používaných při laserovém svařování.
Pomocný plyn:Kyslík
Kyslík se běžně používá jako pomocný plyn a lze jej použít ke zvýšení teploty a hloubky svaru během svařování.
Přidání kyslíku může zvýšit rychlost svařování a průvar, ale je třeba jej pečlivě kontrolovat, aby se zabránilo problémům s oxidací způsobeným nadměrným množstvím kyslíku.
Pomocný plyn:Vodík/směs vodíku
Vodík zlepšuje kvalitu svarů a snižuje tvorbu pórovitosti.
Směsi argonu a vodíku se používají v některých speciálních aplikacích, jako je svařování nerezové oceli. Obsah vodíku ve směsi se obvykle pohybuje od 2 % do 15 %.
Ochranný plyn:Dusík
Dusík se také často používá jako pomocný plyn při laserovém svařování.
Ionizační energie dusíku je střední, vyšší než u argonu a nižší než u vodíku.
Stupeň ionizace je obecně ovlivněn působením laseru. Dokáže lépe omezit tvorbu plazmových oblaků, zajistit kvalitnější svary a jejich vzhled a snížit vliv kyslíku na svary.
Dusík lze také použít k regulaci teploty svařované oblasti a ke snížení tvorby bublin a pórů.
Ochranný plyn:Hélium
Helium se obvykle používá pro vysoce výkonné laserové svařování, protože má nízkou tepelnou vodivost a není snadno ionizovatelné, což umožňuje laseru plynulý průchod a energii paprsku dosáhnout povrchu obrobku bez jakýchkoli překážek.
Vhodný pro svařování s vyšším výkonem. Hélium lze také použít ke zlepšení kvality svaru a regulaci teplot svařování. Jedná se o nejúčinnější ochranný plyn používaný při laserovém svařování, ale je relativně drahý.
3. Chladicí plyn:
Chladicí plyn se často používá při laserovém svařování k regulaci teploty svařované oblasti, prevenci přehřátí a udržení kvality svařování. Následuje několik běžně používaných chladicích plynů:
Chladicí plyn/médium:Voda
Voda je běžné chladicí médium, které se často používá k chlazení laserových generátorů a optických systémů pro laserové svařování.
Systémy vodního chlazení mohou pomoci udržovat stabilní teplotu laserového generátoru a optických komponent, a tím zajistit stabilitu a výkon laserového paprsku.
Chladicí plyn/médium:Atmosférické plyny
V některých procesech laserového svařování lze k chlazení použít okolní atmosférické plyny.
Například v optickém systému laserového generátoru může okolní atmosférický plyn poskytovat chladicí účinek.
Chladicí plyn/médium:Inertní plyny
Jako chladicí plyny lze použít i inertní plyny, jako je argon a dusík.
Mají nižší tepelnou vodivost a lze je použít k regulaci teploty svařované oblasti a ke snížení tepelně ovlivněné zóny (HAZ).
Chladicí plyn/médium:Tekutý dusík
Tekutý dusík je extrémně nízkoteplotní chladicí médium, které lze použít pro laserové svařování s extrémně vysokým výkonem.
Poskytuje velmi účinný chladicí účinek a zajišťuje regulaci teploty ve svařovací oblasti.
4. Směsný plyn:
Směsi plynů se běžně používají při svařování k optimalizaci různých aspektů procesu, jako je rychlost svařování, hloubka průvaru a stabilita oblouku. Existují dva hlavní typy směsí plynů: binární a ternární směsi.
Binární směsi plynů:Argon + kyslík
Přidání malého množství kyslíku do argonu zlepšuje stabilitu oblouku, zjemňuje svarovou lázeň a zvyšuje rychlost svařování. Tato směs se běžně používá pro svařování uhlíkové oceli, nízkolegované oceli a nerezové oceli.
Binární směsi plynů:Argon + oxid uhličitý
Přidání CO₂ do argonu zvyšuje pevnost svařování a odolnost proti korozi a zároveň snižuje rozstřik. Tato směs se často používá pro svařování uhlíkové a nerezové oceli.
Binární směsi plynů:Argon + vodík
Vodík zvyšuje teplotu oblouku, zlepšuje rychlost svařování a snižuje vady svařování. Je obzvláště užitečný pro svařování slitin na bázi niklu a nerezové oceli.
Ternární směsi plynů:Argon + kyslík + oxid uhličitý
Tato směs kombinuje výhody směsí argon-kyslík a argon-CO₂. Snižuje rozstřik, zlepšuje tekutost tavné lázně a zvyšuje kvalitu svaru. Je široce používána pro svařování různých tlouštěk uhlíkové oceli, nízkolegované oceli a nerezové oceli.
Ternární směsi plynů:Argon + Hélium + Oxid uhličitý
Tato směs pomáhá zlepšit stabilitu oblouku, zvyšuje teplotu tavné lázně a zvyšuje rychlost svařování. Používá se při zkratovém obloukovém svařování a při náročných svařovacích aplikacích, kde nabízí lepší kontrolu nad oxidací.
Výběr plynu v různých aplikacích
Ruční laserové svařování
V různých aplikacích laserového svařování je výběr vhodného plynu klíčový, protože různé kombinace plynů mohou vést k různým výsledkům v kvalitě, rychlosti a účinnosti svařování. Zde je několik pokynů, které vám pomohou vybrat ten správný plyn pro vaši konkrétní aplikaci:
Typ svařovacího materiálu:
Nerezobvykle používáArgon nebo směs argonu a vodíku.
Hliník a hliníkové slitinyčasto používajíČistý argon.
Titanové slitinyčasto používajíDusík.
Vysokouhlíkové oceličasto používajíKyslík jako pomocný plyn.
Rychlost a průvar svařování:
Pokud je požadována vyšší rychlost svařování nebo hlubší průvar, lze upravit kombinaci plynů. Přidání kyslíku často zlepšuje rychlost a průvar, ale je třeba jej pečlivě kontrolovat, aby se předešlo problémům s oxidací.
Kontrola tepelně ovlivněné zóny (HAZ):
V závislosti na čištěném materiálu může během procesu čištění vznikat nebezpečný odpad, který vyžaduje speciální postupy manipulace. To může zvýšit celkové náklady na proces laserového čištění.
Kvalita svaru:
Některé kombinace plynů mohou zlepšit kvalitu a vzhled svarů. Například dusík může zajistit lepší vzhled a kvalitu povrchu.
Kontrola pórů a bublin:
U aplikací, které vyžadují velmi kvalitní svary, je třeba věnovat zvláštní pozornost tvorbě pórů a bublin. Správný výběr plynu může snížit riziko těchto vad.
Úvahy o vybavení a nákladech:
Výběr plynu je také ovlivněn typem zařízení a cenou. Některé plyny mohou vyžadovat speciální systémy dodávky nebo vyšší náklady.
Pro specifické aplikace se doporučuje spolupracovat se svářečským technikem nebo profesionálním výrobcem laserového svařovacího zařízení, abyste získali odborné rady a optimalizovali proces svařování.
Před výběrem konečné kombinace plynů je obvykle nutné provést určité experimentování a optimalizaci.
V závislosti na konkrétní aplikaci lze vyzkoušet různé kombinace plynů a parametrů, aby se nalezly optimální svařovací podmínky.
Věci, které potřebujete vědět o: Ruční laserové svařování
Doporučený laserový svařovací stroj
Pro optimalizaci vašich úkolů v oblasti obrábění kovů a materiálů je nezbytný výběr správného zařízení. MimoWork Laser doporučujeRuční laserový svařovací strojpro přesné a efektivní spojování kovů.
Vysoká kapacita a výkon pro různé svařovací aplikace
Ruční laserový svářecí stroj s výkonem 2000 W se vyznačuje malými rozměry, ale zároveň zářivou kvalitou svařování.
Stabilní zdroj vláknového laseru a připojený optický kabel zajišťují bezpečné a stabilní dodávání laserového paprsku.
Díky vysokému výkonu je laserové svařování klíčové díry zdokonalitelné a umožňuje pevnější svarový spoj i u silného kovu.
Přenosný laserový svářecí stroj s kompaktním a malým vzhledem je vybaven pohyblivou ruční laserovou svářecí pistolí, která je lehká a vhodná pro vícelaserové svařování v jakémkoli úhlu a na jakémkoli povrchu.
Volitelné různé typy trysek laserového svářecího zařízení a automatické systémy podávání drátu usnadňují laserové svařování a jsou vhodné i pro začátečníky.
Vysokorychlostní laserové svařování výrazně zvyšuje efektivitu a výkon vaší výroby a zároveň umožňuje vynikající laserový svařovací efekt.
Shrnout
Stručně řečeno, laserové svařování vyžaduje použití plynu k ochraně svařovaných oblastí, regulaci teploty, zlepšení kvality svaru a ochraně optických systémů. Výběr vhodných typů plynu a parametrů dodávky je důležitým faktorem pro zajištění efektivního a stabilního procesu laserového svařování a dosažení vysoce kvalitních výsledků svařování. Různé materiály a aplikace mohou vyžadovat různé typy a směšovací poměry, aby splňovaly specifické požadavky na svařování.
Kontaktujte nás ještě dnesa dozvíte se více o našich laserových řezačkách a o tom, jak mohou optimalizovat váš proces řezání.
Související odkazy
Máte nějaké nápady ohledně laserových svařovacích strojů?
Čas zveřejnění: 13. ledna 2025