Suojakaasun vaikutus laserhitsauksessa
Mitä oikeanlainen suojakaasu voi tarjota sinulle?
ILaserhitsauksessa suojakaasun valinnalla voi olla merkittävä vaikutus hitsaussauman muodostumiseen, laatuun, syvyyteen ja leveyteen.
Valtaosassa tapauksista suojakaasun lisääminen vaikuttaa hitsaussaumaan positiivisesti, kun taas suojakaasun väärä käyttö voi vaikuttaa haitallisesti hitsaukseen.
Suojakaasun käytön asianmukaiset ja väärinkäytökset ovat seuraavat:
Oikea käyttö
Väärinkäyttö
1. Hitsaussulan tehokas suojaus
Suojakaasun asianmukainen käyttö voi tehokkaasti suojata hitsaussulan hapettumiselta tai jopa estää hapettumisen kokonaan.
1. Hitsaussauman heikkeneminen
Suojakaasun virheellinen syöttö voi johtaa heikkoon hitsaussauman laatuun.
2. Roiskeiden vähentäminen
Suojakaasun oikeanlainen syöttäminen voi tehokkaasti vähentää roiskeita hitsausprosessin aikana.
2. Halkeilu ja heikentyneet mekaaniset ominaisuudet
Väärän kaasutyypin valinta voi johtaa hitsaussaumojen halkeiluun ja heikentyneeseen mekaaniseen suorituskykyyn.
3. Hitsaussauman tasainen muodostuminen
Suojakaasun asianmukainen syöttö edistää hitsaussulan tasaista leviämistä jähmettymisen aikana, mikä johtaa yhtenäiseen ja esteettisesti miellyttävään hitsaussaumaan.
3. Lisääntynyt hapettuminen tai häiriöt
Väärän kaasun virtausnopeuden valinta, olipa se sitten liian korkea tai liian alhainen, voi johtaa hitsaussauman lisääntyneeseen hapettumiseen. Se voi myös aiheuttaa vakavia häiriöitä sulaan metalliin, mikä johtaa hitsaussauman romahtamiseen tai epätasaiseen muodostumiseen.
4. Lisääntynyt laserin käyttöaste
Suojakaasun oikeanlainen syöttäminen voi tehokkaasti vähentää metallihöyrypilvien tai plasmapilvien suojaavaa vaikutusta laseriin ja siten lisätä laserin tehokkuutta.
4. Riittämätön suoja tai kielteinen vaikutus
Väärän kaasunsyöttömenetelmän valinta voi johtaa hitsaussauman riittämättömään suojaukseen tai jopa vaikuttaa negatiivisesti hitsaussauman muodostumiseen.
5. Hitsaushuokoisuuden vähentäminen
Suojakaasun oikeanlainen syöttö voi tehokkaasti minimoida kaasuhuokosten muodostumisen hitsaussaumaan. Valitsemalla sopivan kaasutyypin, virtausnopeuden ja syöttömenetelmän voidaan saavuttaa ihanteelliset tulokset.
5. Vaikutus hitsaussyvyyteen
Suojakaasun lisääminen voi vaikuttaa hitsaussyvyyteen, erityisesti ohutlevyhitsauksessa, jossa se yleensä pienentää hitsaussyvyyttä.
Erilaisia suojakaasutyyppejä
Laserhitsauksessa yleisesti käytettyjä suojakaasuja ovat typpi (N2), argon (Ar) ja helium (He). Näillä kaasuilla on erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, mikä johtaa vaihteleviin vaikutuksiin hitsaussaumassa.
1. Typpi (N2)
N2:lla on kohtalainen ionisaatioenergia, korkeampi kuin Ar:lla ja matalampi kuin He:lla. Laserin vaikutuksesta se ionisoituu kohtalaisesti, mikä vähentää tehokkaasti plasmapilvien muodostumista ja lisää laserin käyttöastetta. Typpi voi kuitenkin reagoida kemiallisesti alumiiniseosten ja hiiliteräksen kanssa tietyissä lämpötiloissa muodostaen nitridejä. Tämä voi lisätä hitsaussauman haurautta ja heikentää sen sitkeyttä, mikä vaikuttaa negatiivisesti sen mekaanisiin ominaisuuksiin. Siksi typen käyttöä suojakaasuna alumiiniseosten ja hiiliteräksen hitsauksissa ei suositella. Toisaalta typpi voi reagoida ruostumattoman teräksen kanssa muodostaen nitridejä, jotka parantavat hitsaussauman lujuutta. Siksi typpeä voidaan käyttää suojakaasuna ruostumattoman teräksen hitsauksessa.
2. Argonkaasu (Ar)
Argonkaasulla on suhteellisesti alhaisin ionisaatioenergia, mikä johtaa korkeampaan ionisaatioasteeseen laserin vaikutuksen alaisena. Tämä on epäedullista plasmapilvien muodostumisen hallitsemiseksi ja voi vaikuttaa lasereiden tehokkaaseen käyttöön. Argonilla on kuitenkin hyvin alhainen reaktiivisuus, eikä se todennäköisesti reagoi kemiallisesti tavallisten metallien kanssa. Lisäksi argon on kustannustehokas. Lisäksi suuren tiheytensä ansiosta argon uppoaa hitsaussulan yläpuolelle, mikä tarjoaa hitsaussulalle paremman suojan. Siksi sitä voidaan käyttää perinteisenä suojakaasuna.
3. Heliumkaasu (He)
Heliumkaasulla on korkein ionisaatioenergia, mikä johtaa laserin vaikutuksen alaisena erittäin alhaiseen ionisaatioasteeseen. Se mahdollistaa plasmapilven muodostumisen paremman hallinnan, ja laserit voivat olla tehokkaasti vuorovaikutuksessa metallien kanssa. Lisäksi heliumilla on hyvin alhainen reaktiivisuus eikä se reagoi helposti kemiallisesti metallien kanssa, mikä tekee siitä erinomaisen kaasun hitsaussuojaukseen. Heliumin hinta on kuitenkin korkea, joten sitä ei yleensä käytetä tuotteiden massatuotannossa. Sitä käytetään yleisesti tieteellisessä tutkimuksessa tai korkean jalostusasteen tuotteissa.
Kaksi suojakaasun käyttötapaa
Tällä hetkellä suojakaasun syöttämiseen on kaksi pääasiallista menetelmää: sivuttainen puhallus ja koaksiaalinen suojakaasu, kuten kuvissa 1 ja 2 on esitetty.
Kuva 1: Sivulta puhaltava suojakaasu akselin ulkopuolella
Kuva 2: Koaksiaalinen suojakaasu
Kahden puhallusmenetelmän välinen valinta riippuu useista tekijöistä.
Yleisesti ottaen suojakaasulle suositellaan akselin ulkopuolista sivupuhallusmenetelmää.
Kuinka valita oikea suojakaasu?
Ensinnäkin on tärkeää selventää, että termi hitsien "hapettuminen" on puhekielinen ilmaus. Teoriassa se viittaa hitsauslaadun heikkenemiseen, joka johtuu hitsausmetallin ja ilmassa olevien haitallisten komponenttien, kuten hapen, typen ja vedyn, välisistä kemiallisista reaktioista.
Hitsauksen hapettumisen estäminen tarkoittaa näiden haitallisten komponenttien ja korkean lämpötilan hitsausmetallin välisen kosketuksen vähentämistä tai välttämistä. Tämä korkean lämpötilan tila sisältää paitsi sulan hitsausmetallin myös koko ajanjakson hitsausmetallin sulamisesta siihen, kun allas jähmettyy ja sen lämpötila laskee tietyn kynnyksen alapuolelle.
Hitsausprosessi
Esimerkiksi titaaniseosten hitsauksessa vedyn imeytyminen tapahtuu nopeasti yli 300 °C:n lämpötilassa, hapen imeytyminen tapahtuu nopeasti yli 450 °C:n lämpötilassa ja typen imeytyminen tapahtuu nopeasti yli 600 °C:n lämpötilassa.
Siksi titaaniseoksesta valmistettu hitsi vaatii tehokasta suojausta jähmettymisvaiheessa, jossa sen lämpötila laskee alle 300 °C:n, hapettumisen estämiseksi. Edellä esitetyn perusteella on selvää, että suojakaasupuhalluksen on tarjottava suoja paitsi hitsaussulalle oikeaan aikaan myös hitsin juuri jähmettyneelle alueelle. Siksi kuvassa 1 esitettyä sivupuhallusmenetelmää suositellaan yleensä, koska se tarjoaa laajemman suojausalueen verrattuna kuvassa 2 esitettyyn koaksiaaliseen suojausmenetelmään, erityisesti hitsin juuri jähmettyneelle alueelle.
Tiettyjen tuotteiden kohdalla menetelmän valinta on kuitenkin tehtävä tuoterakenteen ja liitosmuodon perusteella.
Suojakaasun syöttömenetelmän erityinen valinta
1. Suoraviivainen hitsaus
Jos tuotteen hitsausmuoto on suora, kuten kuvassa 3 on esitetty, ja liitoskokoonpanoon kuuluu puskuliitoksia, limiliitoksia, pienahitsejä tai pinohitsiä, tämän tyyppiselle tuotteelle suositeltava menetelmä on kuvassa 1 esitetty sivuttainen puhallusmenetelmä.
Kuva 3: Suoraviivainen hitsaus
2. Tasomainen suljetun geometrian hitsaus
Kuten kuvassa 4 on esitetty, tämän tyyppisen tuotteen hitsaus on suljetun tasomaisen muodon, kuten pyöreän, monikulmaisen tai monisegmenttisen viivan muotoinen. Liitoskokoonpanoihin voivat kuulua puskuliitokset, limiliitokset tai pinohitsit. Tämän tyyppiselle tuotteelle suositeltava menetelmä on käyttää kuvassa 2 esitettyä koaksiaalista suojakaasua.
Kuva 4: Tasomainen suljetun geometrian hitsaus
Suojakaasun valinta tasomaisissa suljetun geometrian hitsauksissa vaikuttaa suoraan hitsaustuotannon laatuun, tehokkuuteen ja kustannuksiin. Hitsausmateriaalien monimuotoisuuden vuoksi hitsauskaasun valinta on kuitenkin monimutkaista todellisissa hitsausprosesseissa. Se vaatii hitsausmateriaalien, hitsausmenetelmien, hitsausasentojen ja halutun hitsaustuloksen kattavaa harkintaa. Sopivimman hitsauskaasun valinta voidaan määrittää hitsauskokeiden avulla optimaalisten hitsaustulosten saavuttamiseksi.
Videonäyttö | Yleiskatsaus kädessä pidettävään laserhitsaukseen
Lue lisää siitä, mikä on kädessä pidettävä laserhitsauslaite
Tämä video selittää, mikä on laserhitsauslaite jaohjeet ja rakenteet, jotka sinun on tiedettävä.
Tämä on myös perimmäinen oppaasi ennen kädessä pidettävän laserhitsauslaitteen ostamista.
1000 W:n 1500 W:n 2000 W:n laserhitsauskoneen peruskoostumukset ovat olemassa.
Monipuolinen laserhitsaus erilaisiin tarpeisiin
Tässä videossa esittelemme useita hitsausmenetelmiä, joita voit saavuttaa kädessä pidettävällä laserhitsauslaitteella. Kädessä pidettävä laserhitsauslaite voi tasoittaa pelikenttää hitsauksen aloittelijan ja kokeneen hitsauskoneen käyttäjän välillä.
Tarjoamme vaihtoehtoja 500 watista aina 3000 wattiin asti.
Suositeltu kädessä pidettävä laserhitsauslaite
Usein kysytyt kysymykset
- Laserhitsauksessa suojakaasu on kriittinen komponentti, jota käytetään suojaamaan hitsausaluetta ilmansaasteilta. Tällaisessa hitsauksessa käytetty voimakas lasersäde tuottaa merkittävän määrän lämpöä, mikä luo sulan metallilammikon.
Laserhitsauskoneiden hitsausprosessissa käytetään usein inerttiä kaasua sulan altaan suojaamiseen. Joidenkin materiaalien hitsauksessa pinnan hapettumista ei ehkä oteta huomioon. Useimmissa sovelluksissa käytetään kuitenkin usein heliumia, argonia, typpeä ja muita kaasuja suojana. Seuraavaksi tarkastellaan, miksi laserhitsauskoneet tarvitsevat suojakaasua hitsattaessa.
Laserhitsauksessa suojakaasu vaikuttaa hitsin muotoon, laatuun, tunkeumaan ja sulamisleveyteen. Useimmissa tapauksissa suojakaasun puhaltamisella on positiivinen vaikutus hitsiin.
- Argon-helium-seoksetArgon-helium-seokset: yleensä suositellaan useimpiin alumiinin laserhitsaussovelluksiin laserin tehotasosta riippuen. Argon-happi-seokset: voivat tarjota korkean hyötysuhteen ja hyväksyttävän hitsauslaadun.
- Kaasulasereiden suunnittelussa ja sovelluksissa käytetään seuraavia kaasuja: hiilidioksidia (CO2), helium-neonia (H ja Ne) ja typpeä (N).
Onko sinulla kysyttävää kädessä pidettävästä laserhitsauksesta?
Julkaisun aika: 19.5.2023