Hvordan vælger du de bedste gasblandinger til din lasersvejsning?
Typer, fordele og anvendelser
Indledning:
Vigtige ting at vide, før du dykker ned
Lasersvejsning er en højpræcisionssvejsemetode, der bruger en laserstråle til at smelte emnets materiale og derefter danner en svejsning efter afkøling. Ved lasersvejsning spiller gas en nøglerolle.
Beskyttelsesgassen påvirker ikke kun svejsesømsdannelsen, svejsesømskvaliteten, svejsesømsindtrængningen og indtrængningsbredden, men påvirker også direkte kvaliteten og effektiviteten af lasersvejsning.
Hvilke gasser er nødvendige til lasersvejsning?Denne artikel vil se nærmere påvigtigheden af lasersvejsegasser, de anvendte gasser, og hvad de gør.
Vi vil også anbefaleden bedste lasersvejsemaskinetil dine behov.
Hvorfor er gas nødvendig til lasersvejsning?
Lasersvejsning
Under lasersvejseprocessen fokuseres en laserstråle med høj energitæthed på emnets svejseområde.
Forårsager øjeblikkelig smeltning af emnets overflademateriale.
Der kræves gas under lasersvejsning for at beskytte svejseområdet.
Kontroller temperaturen, forbedr svejsekvaliteten og beskyt det optiske system.
Valg af den rette gastype og forsyningsparametre er vigtige faktorer for at sikre en effektiv drift.
Og stabil lasersvejsningsproces og opnåelse af svejseresultater af høj kvalitet.
1. Beskyttelse af svejseområder
Under lasersvejseprocessen er svejseområdet udsat for det ydre miljø og påvirkes let af ilt og andre gasser i luften.
Ilt udløser oxidationsreaktioner, der kan føre til reduceret svejsekvalitet og dannelse af porer og indeslutninger. Svejsningen kan effektivt beskyttes mod iltforurening ved at tilføre en passende gas, normalt en inert gas såsom argon, til svejseområdet.
2. Varmekontrol
Gasvalg og -tilførsel kan hjælpe med at kontrollere temperaturen i svejseområdet. Ved at justere strømningshastigheden og gastypen kan kølehastigheden i svejseområdet påvirkes. Dette er vigtigt for at kontrollere den varmepåvirkede zone (HAZ) under svejsning og reducere termisk forvrængning.
3. Forbedret svejsekvalitet
Nogle hjælpegasser, såsom ilt eller nitrogen, kan forbedre svejsningers kvalitet og ydeevne. For eksempel kan tilsætning af ilt forbedre svejsningens indtrængning og øge svejsehastigheden, samtidig med at det påvirker svejsningens form og dybde.
4. Gaskøling
Ved lasersvejsning påvirkes svejseområdet normalt af høje temperaturer. Brug af et gaskølesystem kan hjælpe med at kontrollere temperaturen i svejseområdet og forhindre overophedning. Dette er vigtigt for at reducere termisk belastning i svejseområdet og forbedre svejsekvaliteten.
Automatiseret laserstrålesvejsning
5. Gasbeskyttelse af optiske systemer
Laserstrålen fokuseres på svejseområdet via et optisk system.
Under loddeprocessen kan det smeltede materiale og de genererede aerosoler forurene optiske komponenter.
Ved at indføre gasser i svejseområdet reduceres risikoen for kontaminering, og det optiske systems levetid forlænges.
1. Beskyttelsesgas:
Beskyttelsesgasser, undertiden kaldet "inerte gasser", spiller en vigtig rolle i lasersvejseprocessen. Lasersvejseprocesser bruger ofte inerte gasser til at beskytte smeltebadet. De almindeligt anvendte beskyttelsesgasser i lasersvejsning omfatter hovedsageligt argon og neon. Deres fysiske og kemiske egenskaber er forskellige, så deres virkninger på svejsningen er også forskellige.
Beskyttende gas:Argon
Argon er en af de mest almindeligt anvendte inerte gasser.
Den har en høj grad af ionisering under laserens påvirkning, hvilket ikke er befordrende for at kontrollere dannelsen af plasmaskyer, hvilket vil have en vis indflydelse på den effektive brug af lasere.
Argons inerte natur holder det ude af loddeprocessen, samtidig med at det også afleder varme godt og hjælper med at kontrollere temperaturen i loddeområdet.
Beskyttende gas:Neon
Neon bruges ofte som en inert gas, der ligner argon, og bruges primært til at beskytte svejseområdet mod ilt og andre forurenende stoffer i det ydre miljø.
Det er vigtigt at bemærke, at neon ikke er egnet til alle lasersvejsningsapplikationer.
Den bruges hovedsageligt til specielle svejseopgaver, såsom svejsning af tykkere materialer eller når dybere svejsesømme er nødvendige.
2. Hjælpegas:
Under lasersvejseprocessen kan der, udover den primære beskyttelsesgas, også anvendes hjælpegasser til at forbedre svejseydelsen og -kvaliteten. Følgende er nogle almindelige hjælpegasser, der anvendes i lasersvejsning.
Hjælpegas:Ilt
Ilt bruges almindeligvis som hjælpegas og kan bruges til at øge varmen og svejsedybden under svejsning.
Tilsætning af ilt kan øge svejsehastigheden og indtrængningen, men skal kontrolleres omhyggeligt for at undgå, at overskydende ilt forårsager oxidationsproblemer.
Hjælpegas:Hydrogen/hydrogenblanding
Hydrogen forbedrer kvaliteten af svejsninger og reducerer dannelsen af porøsitet.
Blandinger af argon og hydrogen anvendes i nogle specielle anvendelser, såsom svejsning af rustfrit stål. Hydrogenindholdet i blandingen ligger typisk mellem 2 % og 15 %.
Beskyttende gas:Kvælstof
Nitrogen bruges også ofte som hjælpegas i lasersvejsning.
Ioniseringsenergien for nitrogen er moderat, højere end argon og lavere end hydrogen.
Ioniseringsgraden sker generelt under påvirkning af en laser. Det kan bedre reducere dannelsen af plasmaskyer, give svejsninger af højere kvalitet og udseende og reducere iltpåvirkningen på svejsningerne.
Nitrogen kan også bruges til at kontrollere temperaturen i svejseområdet og reducere dannelsen af bobler og porer.
Beskyttende gas:Helium
Helium bruges normalt til højtydende lasersvejsning, fordi det har lav varmeledningsevne og ikke let ioniseres, hvilket gør det muligt for laseren at passere jævnt, og stråleenergien kan nå emnets overflade uden forhindringer.
Fremmer svejsning med højere effekt. Helium kan også bruges til at forbedre svejsekvaliteten og kontrollere svejsetemperaturer. Dette er den mest effektive beskyttelsesgas, der anvendes i lasersvejsning, men den er relativt dyr.
3. Kølegas:
Kølegas bruges ofte under lasersvejsning til at kontrollere temperaturen i svejseområdet, forhindre overophedning og opretholde svejsekvaliteten. Følgende er nogle almindeligt anvendte kølegasser:
Kølegas/-medium:Vand
Vand er et almindeligt kølemedium, der ofte bruges til at køle lasergeneratorer og optiske lasersvejsesystemer.
Vandkølesystemer kan hjælpe med at opretholde en stabil temperatur på lasergeneratoren og de optiske komponenter for at sikre laserstrålens stabilitet og ydeevne.
Kølegas/-medium:Atmosfæriske gasser
I nogle lasersvejsningsprocesser kan omgivende atmosfæriske gasser anvendes til afkøling.
For eksempel kan den omgivende atmosfæregas i det optiske system i en lasergenerator give en kølende effekt.
Kølegas/-medium:Inerte gasser
Inerte gasser som argon og nitrogen kan også bruges som kølegasser.
De har lavere varmeledningsevne og kan bruges til at kontrollere temperaturen i svejseområdet og reducere den varmepåvirkede zone (HAZ).
Kølegas/-medium:Flydende nitrogen
Flydende nitrogen er et kølemedium med ekstremt lav temperatur, der kan bruges til lasersvejsning med ekstremt høj effekt.
Det giver en meget effektiv køleeffekt og sikrer temperaturkontrol i svejseområdet.
4. Blandet gas:
Gasblandinger bruges almindeligvis i svejsning for at optimere forskellige aspekter af processen, såsom svejsehastighed, indtrængningsdybde og lysbuestabilitet. Der er to hovedtyper af gasblandinger: binære og ternære blandinger.
Binære gasblandinger:Argon + Ilt
Tilsætning af en lille mængde ilt til argon forbedrer lysbuens stabilitet, forfiner smeltebadet og øger svejsehastigheden. Denne blanding bruges almindeligvis til svejsning af kulstofstål, lavlegeret stål og rustfrit stål.
Binære gasblandinger:Argon + Kuldioxid
Tilsætning af CO₂ til argon øger svejsestyrken og korrosionsbestandigheden, samtidig med at sprøjt reduceres. Denne blanding bruges ofte til svejsning af kulstofstål og rustfrit stål.
Binære gasblandinger:Argon + Brint
Hydrogen øger lysbuetemperaturen, forbedrer svejsehastigheden og reducerer svejsefejl. Det er især nyttigt til svejsning af nikkelbaserede legeringer og rustfrit stål.
Ternære gasblandinger:Argon + Ilt + Kuldioxid
Denne blanding kombinerer fordelene ved både argon-oxygen- og argon-CO₂-blandinger. Den reducerer sprøjt, forbedrer smeltebadets fluiditet og forbedrer svejsekvaliteten. Den bruges i vid udstrækning til svejsning af forskellige tykkelser af kulstofstål, lavlegeret stål og rustfrit stål.
Ternære gasblandinger:Argon + Helium + Kuldioxid
Denne blanding hjælper med at forbedre lysbuestabiliteten, øger smeltebadstemperaturen og forbedrer svejsehastigheden. Den bruges til kortslutningssvejsning og tunge svejseopgaver og giver bedre kontrol over oxidation.
Gasvalg i forskellige anvendelser
Håndholdt lasersvejsning
I forskellige anvendelser af lasersvejsning er det afgørende at vælge den rigtige gas, fordi forskellige gaskombinationer kan give forskellig svejsekvalitet, -hastighed og -effektivitet. Her er nogle retningslinjer, der kan hjælpe dig med at vælge den rigtige gas til din specifikke anvendelse:
Type af svejsemateriale:
Rustfrit stålbruger typiskArgon eller argon/hydrogen-blanding.
Aluminium og aluminiumlegeringerbruger ofteRen argon.
Titaniumlegeringerbruger ofteKvælstof.
Højkulstofstålbruger ofteIlt som hjælpegas.
Svejsehastighed og penetration:
Hvis der kræves højere svejsehastighed eller dybere svejseindtrængning, kan gaskombinationen justeres. Tilsætning af ilt forbedrer ofte hastighed og indtrængning, men skal kontrolleres omhyggeligt for at undgå oxidationsproblemer.
Kontrol af varmepåvirket zone (HAZ):
Afhængigt af det materiale, der skal rengøres, kan der under rengøringsprocessen genereres farligt affald, der kræver særlige håndteringsprocedurer. Dette kan øge de samlede omkostninger ved laserrensningsprocessen.
Svejsekvalitet:
Nogle gaskombinationer kan forbedre kvaliteten og udseendet af svejsninger. For eksempel kan nitrogen give et bedre udseende og overfladekvalitet.
Pore- og boblekontrol:
Til anvendelser, der kræver svejsninger af meget høj kvalitet, skal der lægges særlig vægt på dannelsen af porer og bobler. Korrekt gasvalg kan reducere risikoen for disse defekter.
Udstyrs- og omkostningsovervejelser:
Valg af gas påvirkes også af udstyrstype og pris. Nogle gasser kan kræve særlige forsyningssystemer eller højere omkostninger.
Til specifikke anvendelser anbefales det at samarbejde med en svejseingeniør eller en professionel producent af lasersvejseudstyr for at få professionel rådgivning og optimere svejseprocessen.
Der kræves normalt en vis eksperimentering og optimering, før den endelige gaskombination vælges.
Afhængigt af den specifikke anvendelse kan forskellige gaskombinationer og parametre afprøves for at finde de optimale svejseforhold.
Ting du behøver at vide om: Håndholdt lasersvejsning
Anbefalet lasersvejsemaskine
For at optimere dine metalbearbejdnings- og materialeforarbejdningsopgaver er det vigtigt at vælge det rigtige udstyr. MimoWork Laser anbefalerHåndholdt lasersvejsemaskinetil præcis og effektiv metalsamling.
Høj kapacitet og effekt til forskellige svejseopgaver
Den håndholdte 2000W lasersvejsemaskine er kendetegnet ved en lille maskinstørrelse, men en strålende svejsekvalitet.
En stabil fiberlaserkilde og et tilsluttet fiberkabel giver en sikker og stabil laserstråleafgivelse.
Med den høje effekt er lasersvejsehullet perfektioneret og muliggør en fastere svejseforbindelse, selv for tykt metal.
Med et kompakt og lille maskinudseende er den bærbare lasersvejsemaskine udstyret med en flytbar håndholdt lasersvejsepistol, der er let og praktisk til multilasersvejsningsapplikationer i enhver vinkel og på enhver overflade.
Valgfrie forskellige typer lasersvejsedyser og automatiske trådfremføringssystemer gør lasersvejsning nemmere og er brugervenligt for begyndere.
Højhastighedslasersvejsning øger din produktionseffektivitet og output betydeligt, samtidig med at den muliggør en fremragende lasersvejsningseffekt.
Sammenfatte
Kort sagt skal lasersvejsning bruge gas til at beskytte svejseområder, kontrollere temperaturen, forbedre svejsekvaliteten og beskytte optiske systemer. Valg af passende gastyper og forsyningsparametre er en vigtig faktor for at sikre en effektiv og stabil lasersvejseproces og opnå svejseresultater af høj kvalitet. Forskellige materialer og anvendelser kan kræve forskellige typer og blandede forhold for at opfylde specifikke svejsekrav.
Kontakt os i dagfor at lære mere om vores laserskærere og hvordan de kan optimere din skæreproduktionsproces.
Relaterede links
Nogle ideer om lasersvejsemaskiner?
Opslagstidspunkt: 13. januar 2025