Η επίδραση του προστατευτικού αερίου στη συγκόλληση με λέιζερ
Τι μπορεί να σας προσφέρει το σωστό προστατευτικό αέριο;
IΣτη συγκόλληση με λέιζερ, η επιλογή του προστατευτικού αερίου μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο σχηματισμό, την ποιότητα, το βάθος και το πλάτος της ραφής συγκόλλησης.
Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, η εισαγωγή προστατευτικού αερίου έχει θετική επίδραση στη ραφή συγκόλλησης, ενώ η ακατάλληλη χρήση προστατευτικού αερίου μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στη συγκόλληση.
Οι σωστές και οι ακατάλληλες επιπτώσεις της χρήσης του προστατευτικού αερίου είναι οι εξής:
Σωστή χρήση
Ακατάλληλη χρήση
1. Αποτελεσματική προστασία της πισίνας συγκόλλησης
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά τη δεξαμενή συγκόλλησης από την οξείδωση ή ακόμα και να αποτρέψει εντελώς την οξείδωση.
1. Φθορά της ραφής συγκόλλησης
Η ακατάλληλη εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να οδηγήσει σε κακή ποιότητα συγκόλλησης.
2. Μείωση των πιτσιλιών
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το πιτσίλισμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης.
2. Ρωγμές και μειωμένες μηχανικές ιδιότητες
Η επιλογή λανθασμένου τύπου αερίου μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές στη ραφή συγκόλλησης και μειωμένη μηχανική απόδοση.
3. Ομοιόμορφος σχηματισμός της ραφής συγκόλλησης
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου προάγει την ομοιόμορφη εξάπλωση της συγκολλητικής δεξαμενής κατά τη στερεοποίηση, με αποτέλεσμα μια ομοιόμορφη και αισθητικά ευχάριστη ραφή συγκόλλησης.
3. Αυξημένη οξείδωση ή παρεμβολή
Η επιλογή λανθασμένου ρυθμού ροής αερίου, είτε πολύ υψηλού είτε πολύ χαμηλού, μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη οξείδωση της ραφής συγκόλλησης. Μπορεί επίσης να προκαλέσει σοβαρές διαταραχές στο τηγμένο μέταλλο, με αποτέλεσμα την κατάρρευση ή τον ανομοιόμορφο σχηματισμό της ραφής συγκόλλησης.
4. Αυξημένη χρήση λέιζερ
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την προστατευτική επίδραση των πηγών μεταλλικών ατμών ή των νεφών πλάσματος στο λέιζερ, αυξάνοντας έτσι την απόδοση του λέιζερ.
4. Ανεπαρκής προστασία ή αρνητικός αντίκτυπος
Η επιλογή λανθασμένης μεθόδου εισαγωγής αερίου μπορεί να οδηγήσει σε ανεπαρκή προστασία της ραφής συγκόλλησης ή ακόμη και να έχει αρνητική επίδραση στο σχηματισμό της ραφής συγκόλλησης.
5. Μείωση του πορώδους της συγκόλλησης
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να ελαχιστοποιήσει αποτελεσματικά τον σχηματισμό πόρων αερίου στη ραφή συγκόλλησης. Επιλέγοντας τον κατάλληλο τύπο αερίου, ρυθμό ροής και μέθοδο εισαγωγής, μπορούν να επιτευχθούν ιδανικά αποτελέσματα.
5. Επίδραση στο βάθος συγκόλλησης
Η εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να έχει κάποια επίδραση στο βάθος της συγκόλλησης, ειδικά στη συγκόλληση με λεπτή πλάκα, όπου τείνει να μειώνει το βάθος της συγκόλλησης.
Διάφοροι τύποι προστατευτικού αερίου
Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα προστατευτικά αέρια στη συγκόλληση με λέιζερ είναι το άζωτο (N2), το αργό (Ar) και το ήλιο (He). Αυτά τα αέρια έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα ποικίλες επιδράσεις στη ραφή συγκόλλησης.
1. Άζωτο (N2)
Το N2 έχει μέτρια ενέργεια ιονισμού, υψηλότερη από το Ar και χαμηλότερη από το He. Υπό την επίδραση του λέιζερ, ιονίζεται σε μέτριο βαθμό, μειώνοντας αποτελεσματικά τον σχηματισμό νεφών πλάσματος και αυξάνοντας την αξιοποίηση του λέιζερ. Ωστόσο, το άζωτο μπορεί να αντιδράσει χημικά με κράματα αλουμινίου και ανθρακούχο χάλυβα σε ορισμένες θερμοκρασίες, σχηματίζοντας νιτρίδια. Αυτό μπορεί να αυξήσει την ευθραυστότητα και να μειώσει την ανθεκτικότητα της ραφής συγκόλλησης, επηρεάζοντας αρνητικά τις μηχανικές της ιδιότητες. Επομένως, η χρήση αζώτου ως προστατευτικού αερίου για κράματα αλουμινίου και συγκολλήσεις ανθρακούχου χάλυβα δεν συνιστάται. Από την άλλη πλευρά, το άζωτο μπορεί να αντιδράσει με τον ανοξείδωτο χάλυβα, σχηματίζοντας νιτρίδια που ενισχύουν την αντοχή της ένωσης συγκόλλησης. Επομένως, το άζωτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτικό αέριο για τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα.
2. Αέριο αργού (Ar)
Το αέριο αργό έχει τη σχετικά χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού, με αποτέλεσμα υψηλότερο βαθμό ιονισμού υπό την επίδραση λέιζερ. Αυτό είναι δυσμενές για τον έλεγχο του σχηματισμού νεφών πλάσματος και μπορεί να έχει κάποια επίδραση στην αποτελεσματική χρήση των λέιζερ. Ωστόσο, το αργό έχει πολύ χαμηλή αντιδραστικότητα και είναι απίθανο να υποστεί χημικές αντιδράσεις με κοινά μέταλλα. Επιπλέον, το αργό είναι οικονομικά αποδοτικό. Επιπλέον, λόγω της υψηλής πυκνότητάς του, το αργό βυθίζεται πάνω από τη δεξαμενή συγκόλλησης, παρέχοντας καλύτερη προστασία για τη δεξαμενή συγκόλλησης. Επομένως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμβατικό αέριο θωράκισης.
3. Αέριο ήλιο (He)
Το αέριο ήλιο έχει την υψηλότερη ενέργεια ιονισμού, οδηγώντας σε πολύ χαμηλό βαθμό ιονισμού υπό την επίδραση λέιζερ. Επιτρέπει τον καλύτερο έλεγχο του σχηματισμού νεφών πλάσματος και τα λέιζερ μπορούν να αλληλεπιδράσουν αποτελεσματικά με μέταλλα. Επιπλέον, το ήλιο έχει πολύ χαμηλή αντιδραστικότητα και δεν υφίσταται εύκολα χημικές αντιδράσεις με μέταλλα, καθιστώντας το ένα εξαιρετικό αέριο για θωράκιση συγκολλήσεων. Ωστόσο, το κόστος του ηλίου είναι υψηλό, επομένως γενικά δεν χρησιμοποιείται στη μαζική παραγωγή προϊόντων. Χρησιμοποιείται συνήθως στην επιστημονική έρευνα ή για προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας.
Δύο μέθοδοι χρήσης προστατευτικού αερίου
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι για την εισαγωγή αερίου θωράκισης: η πλευρική εμφύσηση εκτός άξονα και η ομοαξονική θωράκιση αερίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1 και στο Σχήμα 2, αντίστοιχα.
Σχήμα 1: Αέριο θωράκισης πλευρικής εμφύσησης εκτός άξονα
Σχήμα 2: Ομοαξονικό αέριο θωράκισης
Η επιλογή μεταξύ των δύο μεθόδων εμφύσησης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.
Γενικά, συνιστάται η χρήση της μεθόδου φυσήματος εκτός άξονα για την προστασία από το αέριο.
Πώς να επιλέξετε το κατάλληλο προστατευτικό αέριο;
Καταρχάς, είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι ο όρος «οξείδωση» των συγκολλήσεων είναι μια καθομιλουμένη έκφραση. Θεωρητικά, αναφέρεται στην υποβάθμιση της ποιότητας της συγκόλλησης λόγω χημικών αντιδράσεων μεταξύ του μετάλλου συγκόλλησης και επιβλαβών συστατικών στον αέρα, όπως το οξυγόνο, το άζωτο και το υδρογόνο.
Η πρόληψη της οξείδωσης της συγκόλλησης περιλαμβάνει τη μείωση ή την αποφυγή της επαφής μεταξύ αυτών των επιβλαβών συστατικών και του μετάλλου συγκόλλησης υψηλής θερμοκρασίας. Αυτή η κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας περιλαμβάνει όχι μόνο το τηγμένο μέταλλο της δεξαμενής συγκόλλησης, αλλά και ολόκληρη την περίοδο από την τήξη του μετάλλου συγκόλλησης μέχρι τη στερεοποίηση της δεξαμενής και τη μείωση της θερμοκρασίας της κάτω από ένα ορισμένο όριο.
Διαδικασία συγκόλλησης
Για παράδειγμα, στη συγκόλληση κραμάτων τιτανίου, όταν η θερμοκρασία είναι πάνω από 300°C, συμβαίνει ταχεία απορρόφηση υδρογόνου, πάνω από 450°C, συμβαίνει ταχεία απορρόφηση οξυγόνου και πάνω από 600°C, συμβαίνει ταχεία απορρόφηση αζώτου.
Συνεπώς, απαιτείται αποτελεσματική προστασία για τη συγκόλληση από κράμα τιτανίου κατά τη φάση στερεοποίησης και η θερμοκρασία της μειώνεται κάτω από τους 300°C για την αποφυγή οξείδωσης. Με βάση την παραπάνω περιγραφή, είναι σαφές ότι το αέριο θωράκισης που διοχετεύεται πρέπει να παρέχει προστασία όχι μόνο στη δεξαμενή συγκόλλησης την κατάλληλη στιγμή, αλλά και στην περιοχή της συγκόλλησης που μόλις στερεοποιήθηκε. Ως εκ τούτου, η μέθοδος φυσήματος εκτός άξονα που φαίνεται στο Σχήμα 1 προτιμάται γενικά επειδή προσφέρει ευρύτερο φάσμα προστασίας σε σύγκριση με τη μέθοδο ομοαξονικής θωράκισης που φαίνεται στο Σχήμα 2, ειδικά για την περιοχή της συγκόλλησης που μόλις στερεοποιήθηκε.
Ωστόσο, για ορισμένα συγκεκριμένα προϊόντα, η επιλογή της μεθόδου πρέπει να γίνεται με βάση τη δομή του προϊόντος και τη διαμόρφωση της σύνδεσης.
Ειδική επιλογή της μεθόδου εισαγωγής προστατευτικού αερίου
1. Ευθεία συγκόλληση
Εάν το σχήμα συγκόλλησης του προϊόντος είναι ευθύγραμμο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, και η διαμόρφωση της σύνδεσης περιλαμβάνει αρθρώσεις άκρων, επικαλυπτόμενες αρθρώσεις, συγκολλήσεις φιλέτου ή συγκολλήσεις στοίβας, η προτιμώμενη μέθοδος για αυτόν τον τύπο προϊόντος είναι η μέθοδος πλευρικής εμφύσησης εκτός άξονα που φαίνεται στο Σχήμα 1.
Σχήμα 3: Ευθεία συγκόλληση
2. Επίπεδη συγκόλληση κλειστής γεωμετρίας
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, η συγκόλληση σε αυτόν τον τύπο προϊόντος έχει κλειστό επίπεδο σχήμα, όπως κυκλικό, πολυγωνικό ή γραμμικό σχήμα πολλαπλών τμημάτων. Οι διαμορφώσεις των συνδέσεων μπορούν να περιλαμβάνουν αρθρώσεις με άκρα, αρθρώσεις με επικάλυψη ή συγκολλήσεις στοίβας. Για αυτόν τον τύπο προϊόντος, η προτιμώμενη μέθοδος είναι η χρήση του ομοαξονικού αερίου θωράκισης που φαίνεται στο Σχήμα 2.
Σχήμα 4: Επίπεδη συγκόλληση κλειστής γεωμετρίας
Η επιλογή του προστατευτικού αερίου για επίπεδες συγκολλήσεις κλειστής γεωμετρίας επηρεάζει άμεσα την ποιότητα, την αποτελεσματικότητα και το κόστος της παραγωγής συγκολλήσεων. Ωστόσο, λόγω της ποικιλομορφίας των υλικών συγκόλλησης, η επιλογή του αερίου συγκόλλησης είναι πολύπλοκη στις πραγματικές διαδικασίες συγκόλλησης. Απαιτεί ολοκληρωμένη εξέταση των υλικών συγκόλλησης, των μεθόδων συγκόλλησης, των θέσεων συγκόλλησης και του επιθυμητού αποτελέσματος συγκόλλησης. Η επιλογή του καταλληλότερου αερίου συγκόλλησης μπορεί να προσδιοριστεί μέσω δοκιμών συγκόλλησης για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων συγκόλλησης.
Οθόνη βίντεο | Glance for Handheld Laser Welding
Μάθετε περισσότερα για το τι είναι η φορητή μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ
Αυτό το βίντεο εξηγεί τι είναι η μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ και ποια...οδηγίες και δομές που πρέπει να γνωρίζετε.
Αυτός είναι επίσης ο απόλυτος οδηγός σας πριν αγοράσετε μια φορητή μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ.
Υπάρχουν βασικές συνθέσεις μιας μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ 1000W 1500w 2000w.
Ευέλικτη συγκόλληση με λέιζερ για ποικίλες απαιτήσεις
Σε αυτό το βίντεο, παρουσιάζουμε διάφορες μεθόδους συγκόλλησης που μπορείτε να επιτύχετε με μια φορητή μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ. Μια φορητή μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ μπορεί να εξισορροπήσει το πεδίο δράσης μεταξύ ενός αρχάριου συγκολλητή και ενός έμπειρου χειριστή μηχανής συγκόλλησης.
Προσφέρουμε επιλογές από 500w έως και 3000w.
Συνιστώμενη φορητή μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ
Συχνές ερωτήσεις
- Στη συγκόλληση με λέιζερ, το προστατευτικό αέριο είναι ένα κρίσιμο συστατικό που χρησιμοποιείται για την προστασία της περιοχής συγκόλλησης από την ατμοσφαιρική μόλυνση. Η δέσμη λέιζερ υψηλής έντασης που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον τύπο συγκόλλησης παράγει σημαντική ποσότητα θερμότητας, δημιουργώντας μια λιωμένη λίμνη μετάλλου.
Το αδρανές αέριο χρησιμοποιείται συχνά για την προστασία της λιωμένης δεξαμενής κατά τη διαδικασία συγκόλλησης των μηχανών συγκόλλησης με λέιζερ. Όταν συγκολλούνται ορισμένα υλικά, η επιφανειακή οξείδωση μπορεί να μην λαμβάνεται υπόψη. Ωστόσο, για τις περισσότερες εφαρμογές, το ήλιο, το αργό, το άζωτο και άλλα αέρια χρησιμοποιούνται συχνά ως προστασία. Ας ρίξουμε μια ματιά στο γιατί οι μηχανές συγκόλλησης με λέιζερ χρειάζονται προστατευτικό αέριο κατά τη συγκόλληση.
Στη συγκόλληση με λέιζερ, το προστατευτικό αέριο θα επηρεάσει το σχήμα της συγκόλλησης, την ποιότητα της συγκόλλησης, τη διείσδυση της συγκόλλησης και το πλάτος της σύντηξης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η εμφύσηση του προστατευτικού αερίου θα έχει θετικό αντίκτυπο στη συγκόλληση.
- Μείγματα αργού-ηλίουΜείγματα αργού-ηλίου: συνιστώνται γενικά για τις περισσότερες εφαρμογές συγκόλλησης με λέιζερ αλουμινίου, ανάλογα με το επίπεδο ισχύος του λέιζερ. Μείγματα αργού-οξυγόνου: μπορούν να παρέχουν υψηλή απόδοση και αποδεκτή ποιότητα συγκόλλησης.
- Τα αέρια που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και την εφαρμογή των λέιζερ αερίου είναι τα ακόλουθα: διοξείδιο του άνθρακα (CO2), ήλιο-νέον (H και Ne) και άζωτο (N).
Έχετε ερωτήσεις σχετικά με τη φορητή συγκόλληση με λέιζερ;
Ώρα δημοσίευσης: 19 Μαΐου 2023