Le soudage laser vise principalement à améliorer l’efficacité et la qualité du soudage des matériaux à parois minces et des pièces de précision.Aujourd'hui, nous n'allons pas parler des avantages du soudage laser, mais nous concentrer sur la manière d'utiliser correctement les gaz de protection pour le soudage laser.
Pourquoi utiliser du gaz de protection pour le soudage laser ?
Lors du soudage au laser, le gaz de protection affectera la formation de la soudure, la qualité de la soudure, la profondeur et la largeur de la soudure.Dans la plupart des cas, le soufflage du gaz assisté aura un effet positif sur la soudure, mais cela peut également avoir des effets néfastes.
Lorsque vous soufflez correctement le gaz de protection, cela vous aidera à :
✦Protéger efficacement le bain de fusion pour réduire, voire éviter l'oxydation
✦Réduit efficacement les éclaboussures produites lors du processus de soudage
✦Réduit efficacement les pores de soudure
✦Aide le bain de soudure à se répartir uniformément lors de la solidification, de sorte que le cordon de soudure présente un bord propre et lisse
✦L'effet de protection du panache de vapeur métallique ou du nuage de plasma sur le laser est efficacement réduit et le taux d'utilisation efficace du laser est augmenté.
Tant que leType de gaz de protection, débit de gaz et sélection du mode de soufflagesont corrects, vous pouvez obtenir l’effet idéal du soudage.Cependant, une mauvaise utilisation du gaz de protection peut également nuire au soudage.L’utilisation d’un mauvais type de gaz de protection peut entraîner des craquements dans la soudure ou réduire les propriétés mécaniques du soudage.Un débit de gaz trop élevé ou trop faible peut entraîner une oxydation plus grave de la soudure et de graves interférences externes du matériau métallique à l'intérieur du bain de soudure, entraînant un effondrement de la soudure ou une formation inégale.
Types de gaz de protection
Les gaz de protection couramment utilisés pour le soudage laser sont principalement le N2, l’Ar et le He.Leurs propriétés physiques et chimiques sont différentes, leurs effets sur les soudures sont donc également différents.
Azote (N2)
L'énergie d'ionisation du N2 est modérée, supérieure à celle de l'Ar et inférieure à celle du He.Sous le rayonnement du laser, le degré d'ionisation du N2 reste uniforme, ce qui peut mieux réduire la formation d'un nuage de plasma et augmenter le taux d'utilisation efficace du laser.L'azote peut réagir avec l'alliage d'aluminium et l'acier au carbone à une certaine température pour produire des nitrures, ce qui améliorera la fragilité des soudures et réduira la ténacité, et aura un impact négatif important sur les propriétés mécaniques des joints soudés.Par conséquent, il n’est pas recommandé d’utiliser de l’azote lors du soudage d’alliages d’aluminium et d’acier au carbone.
Cependant, la réaction chimique entre l'azote et l'acier inoxydable générée par l'azote peut améliorer la résistance du joint de soudure, ce qui sera bénéfique pour améliorer les propriétés mécaniques de la soudure, de sorte que le soudage de l'acier inoxydable peut utiliser l'azote comme gaz de protection.
Argon (Ar)
L'énergie d'ionisation de l'argon est relativement faible et son degré d'ionisation deviendra plus élevé sous l'action d'un laser.Ensuite, l'argon, en tant que gaz de protection, ne peut pas contrôler efficacement la formation de nuages de plasma, ce qui réduira le taux d'utilisation efficace du soudage laser.La question se pose : l’argon est-il un mauvais candidat pour une utilisation en soudage comme gaz de protection ?La réponse est non. Étant un gaz inerte, l’Argon est difficile à réagir avec la majorité des métaux et l’Ar est peu coûteux à utiliser.De plus, la densité de l'Ar est grande, elle sera propice à l'enfoncement à la surface du bain de soudure et pourra mieux protéger le bain de soudure, de sorte que l'argon peut être utilisé comme gaz de protection conventionnel.
Hélium (Il)
Contrairement à l’argon, l’hélium possède une énergie d’ionisation relativement élevée qui permet de contrôler facilement la formation de nuages de plasma.Dans le même temps, l’hélium ne réagit avec aucun métal.C'est vraiment un bon choix pour le soudage laser.Le seul problème est que l’hélium est relativement cher.Pour les fabricants qui fournissent des produits métalliques produits en série, l’hélium augmentera considérablement le coût de production.Ainsi l’hélium est généralement utilisé dans la recherche scientifique ou dans des produits à très forte valeur ajoutée.
Comment souffler le gaz de protection ?
Tout d'abord, il doit être clair que ce qu'on appelle « oxydation » de la soudure n'est qu'un nom commun, qui fait théoriquement référence à la réaction chimique entre la soudure et les composants nocifs de l'air, conduisant à la détérioration de la soudure. .Généralement, le métal fondu réagit avec l’oxygène, l’azote et l’hydrogène présents dans l’air à une certaine température.
Pour empêcher la soudure d'être « oxydée », il faut réduire ou éviter le contact entre ces composants nocifs et le métal d'apport à haute température, ce qui ne se produit pas seulement dans le métal en fusion, mais pendant toute la période allant du moment où le métal d'apport est fondu jusqu'à ce que la soudure soit « oxydée ». le métal fondu de la piscine se solidifie et sa température diminue jusqu'à une certaine température.
Deux manières principales de souffler du gaz de protection
▶L’un d’eux souffle du gaz de protection sur l’axe latéral, comme le montre la figure 1.
▶L'autre est une méthode de soufflage coaxial, comme le montre la figure 2.
Figure 1.
Figure 2.
Le choix spécifique des deux méthodes de soufflage nécessite une prise en compte globale de nombreux aspects.En général, il est recommandé d’adopter la voie du gaz protecteur à soufflage latéral.
Quelques exemples de soudage laser
1. Soudage de cordons/lignes droites
Comme le montre la figure 3, la forme de la soudure du produit est linéaire et la forme du joint peut être un joint bout à bout, un joint à recouvrement, un joint à coin négatif ou un joint de soudure superposé.Pour ce type de produit, il est préférable d'adopter le soufflage de gaz de protection à axe latéral comme le montre la figure 1.
2. Soudage de figures ou de zones proches
Comme le montre la figure 4, la forme de soudure du produit est un motif fermé tel qu'une circonférence plane, une forme multilatérale plane, une forme linéaire plane multi-segments, etc. La forme du joint peut être un joint bout à bout, un joint à recouvrement, une soudure superposée, etc. Il est préférable d'adopter la méthode coaxiale au gaz de protection comme le montre la figure 2 pour ce type de produit.
La sélection du gaz de protection affecte directement la qualité du soudage, l'efficacité et le coût de production, mais en raison de la diversité des matériaux de soudage, dans le processus de soudage réel, la sélection du gaz de soudage est plus complexe et nécessite une prise en compte approfondie du matériau de soudage, du soudage. méthode, position de soudage, ainsi que les exigences de l'effet de soudage.Grâce aux tests de soudage, vous pouvez choisir le gaz de soudage le plus approprié pour obtenir de meilleurs résultats.
Intéressé par le soudage laser et désireux d'apprendre à choisir le gaz de protection
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Heure de publication : 10 octobre 2022