अपने लेज़र वेल्डिंग के लिए सर्वोत्तम गैस मिश्रण का चयन कैसे करें?
प्रकार, लाभ और अनुप्रयोग
परिचय:
गोता लगाने से पहले जानने योग्य मुख्य बातें
लेज़र वेल्डिंग एक उच्च-परिशुद्धता वेल्डिंग विधि है जिसमें लेज़र बीम का उपयोग करके वर्कपीस की सामग्री को पिघलाया जाता है और फिर ठंडा होने के बाद वेल्ड बनाया जाता है। लेज़र वेल्डिंग में, गैस एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
सुरक्षात्मक गैस न केवल वेल्डिंग सीम गठन, वेल्डिंग सीम गुणवत्ता, वेल्डिंग सीम प्रवेश और प्रवेश चौड़ाई को प्रभावित करती है, बल्कि लेजर वेल्डिंग की गुणवत्ता और दक्षता को भी सीधे प्रभावित करती है।
लेजर वेल्डिंग के लिए कौन सी गैसों की आवश्यकता होती है?यह लेख गहराई से इस पर नज़र डालेगालेज़र वेल्डिंग गैसों का महत्व, प्रयुक्त गैसें, और वे क्या करती हैं।
हम यह भी अनुशंसा करेंगेसबसे अच्छी लेजर वेल्डिंग मशीनआपकी आवश्यकताओं के लिए.
लेज़र वेल्डिंग के लिए गैस की आवश्यकता क्यों है?
लेजर बीम वेल्डिंग
लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, एक उच्च-ऊर्जा-घनत्व वाली लेजर बीम को वर्कपीस के वेल्डिंग क्षेत्र पर केंद्रित किया जाता है।
कार्यवस्तु की सतह सामग्री के तात्कालिक पिघलने का कारण बनना।
वेल्डिंग क्षेत्र की सुरक्षा के लिए लेजर वेल्डिंग के दौरान गैस की आवश्यकता होती है।
तापमान को नियंत्रित करें, वेल्ड की गुणवत्ता में सुधार करें, और ऑप्टिकल सिस्टम की सुरक्षा करें।
उचित गैस प्रकार और आपूर्ति मापदंडों का चयन एक कुशल सेवा सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण कारक हैं।
और स्थिर लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया और उच्च गुणवत्ता वाले वेल्डिंग परिणाम प्राप्त करना।
1. वेल्डिंग क्षेत्रों की सुरक्षा
लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, वेल्ड क्षेत्र बाहरी वातावरण के संपर्क में आता है और हवा में मौजूद ऑक्सीजन और अन्य गैसों से आसानी से प्रभावित होता है।
ऑक्सीजन ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करती है जिससे वेल्ड की गुणवत्ता कम हो सकती है और छिद्र व समावेशन बन सकते हैं। वेल्डिंग क्षेत्र में उपयुक्त गैस, आमतौर पर आर्गन जैसी अक्रिय गैस, की आपूर्ति करके वेल्ड को ऑक्सीजन संदूषण से प्रभावी रूप से बचाया जा सकता है।
2. ताप नियंत्रण
गैस का चयन और आपूर्ति वेल्डिंग क्षेत्र के तापमान को नियंत्रित करने में मदद कर सकती है। प्रवाह दर और गैस के प्रकार को समायोजित करके, वेल्डिंग क्षेत्र की शीतलन दर को प्रभावित किया जा सकता है। वेल्डिंग के दौरान ताप-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) को नियंत्रित करने और तापीय विरूपण को कम करने के लिए यह महत्वपूर्ण है।
3. बेहतर वेल्ड गुणवत्ता
ऑक्सीजन या नाइट्रोजन जैसी कुछ सहायक गैसें वेल्ड की गुणवत्ता और प्रदर्शन में सुधार कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन मिलाने से वेल्ड की पैठ बेहतर हो सकती है और वेल्डिंग की गति बढ़ सकती है, साथ ही वेल्ड के आकार और गहराई पर भी असर पड़ सकता है।
4. गैस कूलिंग
लेज़र वेल्डिंग में, वेल्डिंग क्षेत्र आमतौर पर उच्च तापमान से प्रभावित होता है। गैस कूलिंग सिस्टम का उपयोग वेल्डिंग क्षेत्र के तापमान को नियंत्रित करने और अत्यधिक गर्मी को रोकने में मदद कर सकता है। वेल्डिंग क्षेत्र में तापीय तनाव को कम करने और वेल्डिंग की गुणवत्ता में सुधार के लिए यह आवश्यक है।
स्वचालित लेजर बीम वेल्डिंग
5. ऑप्टिकल सिस्टम का गैस संरक्षण
लेजर बीम को ऑप्टिकल प्रणाली के माध्यम से वेल्डिंग क्षेत्र पर केंद्रित किया जाता है।
सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, पिघली हुई सामग्री और उत्पन्न एरोसोल ऑप्टिकल घटकों को दूषित कर सकते हैं।
वेल्डिंग क्षेत्र में गैसों को शामिल करने से संदूषण का खतरा कम हो जाता है और ऑप्टिकल प्रणाली का जीवन बढ़ जाता है।
लेजर वेल्डिंग में कौन सी गैसों का उपयोग किया जाता है?
लेज़र वेल्डिंग में, गैस वेल्डिंग प्लेट से हवा को अलग कर सकती है और उसे हवा के साथ प्रतिक्रिया करने से रोक सकती है। इस तरह, धातु की प्लेट की वेल्डिंग सतह ज़्यादा सफ़ेद और सुंदर दिखेगी। गैस का इस्तेमाल लेंस को वेल्डिंग की धूल से भी बचाता है। आमतौर पर, निम्नलिखित गैसों का इस्तेमाल किया जाता है:
1. सुरक्षात्मक गैस:
परिरक्षण गैसें, जिन्हें कभी-कभी "अक्रिय गैसें" भी कहा जाता है, लेज़र वेल्डिंग प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। लेज़र वेल्डिंग प्रक्रियाएँ अक्सर वेल्ड पूल की सुरक्षा के लिए अक्रिय गैसों का उपयोग करती हैं। लेज़र वेल्डिंग में आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सुरक्षात्मक गैसों में मुख्य रूप से आर्गन और नियॉन शामिल हैं। उनके भौतिक और रासायनिक गुण अलग-अलग होते हैं, इसलिए वेल्ड पर उनके प्रभाव भी अलग-अलग होते हैं।
सुरक्षात्मक गैस:आर्गन
आर्गन सबसे अधिक प्रयोग की जाने वाली अक्रिय गैसों में से एक है।
इसमें लेजर की क्रिया के तहत आयनीकरण की उच्च डिग्री होती है, जो प्लाज्मा बादलों के गठन को नियंत्रित करने के लिए अनुकूल नहीं है, जिसका लेजर के प्रभावी उपयोग पर एक निश्चित प्रभाव पड़ेगा।
आर्गन की निष्क्रिय प्रकृति इसे सोल्डरिंग प्रक्रिया से दूर रखती है, साथ ही यह गर्मी को भी अच्छी तरह से नष्ट कर देती है, जिससे सोल्डरिंग क्षेत्र में तापमान को नियंत्रित करने में मदद मिलती है।
सुरक्षात्मक गैस:नियोन
निऑन का उपयोग अक्सर आर्गन के समान एक अक्रिय गैस के रूप में किया जाता है, और इसका उपयोग मुख्य रूप से वेल्डिंग क्षेत्र को ऑक्सीजन और बाहरी वातावरण में अन्य प्रदूषकों से बचाने के लिए किया जाता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि निऑन सभी लेजर वेल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है।
इसका उपयोग मुख्य रूप से कुछ विशेष वेल्डिंग कार्यों के लिए किया जाता है, जैसे मोटी सामग्री की वेल्डिंग या जब गहरी वेल्ड सीम की आवश्यकता होती है।
2. सहायक गैस:
लेज़र वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, मुख्य सुरक्षात्मक गैस के अलावा, वेल्डिंग के प्रदर्शन और गुणवत्ता को बेहतर बनाने के लिए सहायक गैसों का भी उपयोग किया जा सकता है। लेज़र वेल्डिंग में उपयोग की जाने वाली कुछ सामान्य सहायक गैसें निम्नलिखित हैं।
सहायक गैस:ऑक्सीजन
ऑक्सीजन का उपयोग आमतौर पर सहायक गैस के रूप में किया जाता है और इसका उपयोग वेल्डिंग के दौरान गर्मी और वेल्ड की गहराई बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।
ऑक्सीजन जोड़ने से वेल्डिंग की गति और प्रवेश में वृद्धि हो सकती है, लेकिन ऑक्सीकरण की समस्या पैदा करने वाली अतिरिक्त ऑक्सीजन से बचने के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
सहायक गैस:हाइड्रोजन/हाइड्रोजन मिश्रण
हाइड्रोजन वेल्ड की गुणवत्ता में सुधार करता है और छिद्रण को कम करता है।
आर्गन और हाइड्रोजन के मिश्रण का उपयोग कुछ विशेष अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग। इस मिश्रण में हाइड्रोजन की मात्रा आमतौर पर 2% से 15% तक होती है।
सुरक्षात्मक गैस:नाइट्रोजन
नाइट्रोजन का उपयोग अक्सर लेजर वेल्डिंग में सहायक गैस के रूप में भी किया जाता है।
नाइट्रोजन की आयनीकरण ऊर्जा मध्यम होती है, आर्गन से अधिक तथा हाइड्रोजन से कम।
आयनीकरण की डिग्री आमतौर पर लेज़र की क्रिया के तहत होती है। यह प्लाज्मा बादलों के निर्माण को बेहतर ढंग से कम कर सकता है, उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड और उपस्थिति प्रदान कर सकता है, और वेल्ड पर ऑक्सीजन के प्रभाव को कम कर सकता है।
नाइट्रोजन का उपयोग वेल्डिंग क्षेत्र के तापमान को नियंत्रित करने और बुलबुले और छिद्रों के निर्माण को कम करने के लिए भी किया जा सकता है।
सुरक्षात्मक गैस:हीलियम
हीलियम का उपयोग आमतौर पर उच्च शक्ति वाले लेजर वेल्डिंग के लिए किया जाता है, क्योंकि इसकी तापीय चालकता कम होती है और यह आसानी से आयनित नहीं होता है, जिससे लेजर आसानी से गुजर जाता है और बीम ऊर्जा बिना किसी बाधा के वर्कपीस की सतह तक पहुंच जाती है।
उच्च शक्ति वेल्डिंग के लिए अनुकूल। हीलियम का उपयोग वेल्ड की गुणवत्ता में सुधार और वेल्डिंग तापमान को नियंत्रित करने के लिए भी किया जा सकता है। यह लेज़र वेल्डिंग में प्रयुक्त सबसे प्रभावी परिरक्षण गैस है, लेकिन यह अपेक्षाकृत महंगी है।
3. शीतलन गैस:
लेज़र वेल्डिंग के दौरान वेल्डिंग क्षेत्र के तापमान को नियंत्रित करने, ज़्यादा गरम होने से बचाने और वेल्डिंग की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए अक्सर कूलिंग गैस का इस्तेमाल किया जाता है। निम्नलिखित कुछ सामान्यतः इस्तेमाल की जाने वाली कूलिंग गैसें हैं:
शीतलन गैस/ माध्यम:पानी
जल एक सामान्य शीतलन माध्यम है जिसका उपयोग अक्सर लेजर जनरेटर और लेजर वेल्डिंग ऑप्टिकल प्रणालियों को ठंडा करने के लिए किया जाता है।
जल शीतलन प्रणालियां लेजर जनरेटर और ऑप्टिकल घटकों के स्थिर तापमान को बनाए रखने में मदद कर सकती हैं, जिससे लेजर बीम की स्थिरता और प्रदर्शन सुनिश्चित हो सके।
शीतलन गैस/ माध्यम:वायुमंडलीय गैसें
कुछ लेज़र वेल्डिंग प्रक्रियाओं में, शीतलन के लिए परिवेशी वायुमंडलीय गैसों का उपयोग किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, लेजर जनरेटर की ऑप्टिकल प्रणाली में, आसपास की वायुमंडलीय गैस शीतलन प्रभाव प्रदान कर सकती है।
शीतलन गैस/ माध्यम:अक्रिय गैसें
आर्गन और नाइट्रोजन जैसी निष्क्रिय गैसों का उपयोग शीतलन गैसों के रूप में भी किया जा सकता है।
इनमें तापीय चालकता कम होती है और इनका उपयोग वेल्डिंग क्षेत्र के तापमान को नियंत्रित करने तथा ताप-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) को कम करने के लिए किया जा सकता है।
शीतलन गैस/ माध्यम:तरल नाइट्रोजन
तरल नाइट्रोजन एक अत्यंत कम तापमान वाला शीतलन माध्यम है जिसका उपयोग अत्यंत उच्च शक्ति वाले लेजर वेल्डिंग के लिए किया जा सकता है।
यह बहुत प्रभावी शीतलन प्रभाव प्रदान करता है और वेल्डिंग क्षेत्र में तापमान नियंत्रण सुनिश्चित करता है।
4. मिश्रित गैस:
वेल्डिंग की गति, प्रवेश गहराई और आर्क स्थिरता जैसे प्रक्रिया के विभिन्न पहलुओं को अनुकूलित करने के लिए आमतौर पर वेल्डिंग में गैस मिश्रण का उपयोग किया जाता है। गैस मिश्रण के दो मुख्य प्रकार हैं: द्विआधारी और त्रिआधारी मिश्रण।
बाइनरी गैस मिश्रण:आर्गन + ऑक्सीजन
आर्गन में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन मिलाने से आर्क स्थिरता में सुधार होता है, वेल्ड पूल परिष्कृत होता है और वेल्डिंग की गति बढ़ती है। इस मिश्रण का उपयोग आमतौर पर कार्बन स्टील, कम मिश्र धातु वाले स्टील और स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए किया जाता है।
बाइनरी गैस मिश्रण:आर्गन + कार्बन डाइऑक्साइड
आर्गन में CO₂ मिलाने से वेल्डिंग की शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ता है और छींटे कम पड़ते हैं। इस मिश्रण का उपयोग अक्सर कार्बन स्टील और स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए किया जाता है।
बाइनरी गैस मिश्रण:आर्गन + हाइड्रोजन
हाइड्रोजन आर्क तापमान बढ़ाता है, वेल्डिंग की गति बढ़ाता है और वेल्डिंग दोषों को कम करता है। यह निकल-आधारित मिश्र धातुओं और स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।
त्रिक गैस मिश्रण:आर्गन + ऑक्सीजन + कार्बन डाइऑक्साइड
यह मिश्रण आर्गन-ऑक्सीजन और आर्गन-CO₂ दोनों मिश्रणों के लाभों को एक साथ लाता है। यह छींटे कम करता है, वेल्ड पूल की तरलता में सुधार करता है और वेल्ड की गुणवत्ता को बढ़ाता है। इसका उपयोग कार्बन स्टील, कम मिश्र धातु वाले स्टील और स्टेनलेस स्टील की विभिन्न मोटाई की वेल्डिंग के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
त्रिक गैस मिश्रण:आर्गन + हीलियम + कार्बन डाइऑक्साइड
यह मिश्रण आर्क स्थिरता में सुधार, वेल्ड पूल के तापमान में वृद्धि और वेल्डिंग की गति को बढ़ाने में मदद करता है। इसका उपयोग शॉर्ट-सर्किट आर्क वेल्डिंग और भारी वेल्डिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिससे ऑक्सीकरण पर बेहतर नियंत्रण मिलता है।
विभिन्न अनुप्रयोगों में गैस का चयन
हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग
लेज़र वेल्डिंग के विभिन्न अनुप्रयोगों में, उपयुक्त गैस का चयन अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि विभिन्न गैस संयोजनों से वेल्डिंग की गुणवत्ता, गति और दक्षता अलग-अलग हो सकती है। आपके विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही गैस चुनने में आपकी सहायता के लिए यहां कुछ दिशानिर्देश दिए गए हैं:
वेल्डिंग सामग्री का प्रकार:
स्टेनलेस स्टीलआमतौर पर उपयोग करता हैआर्गन या आर्गन/हाइड्रोजन मिश्रण।
एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम मिश्र धातुअक्सर प्रयुक्तशुद्ध आर्गन.
टाइटेनियम मिश्र धातुअक्सर प्रयुक्तनाइट्रोजन.
उच्च-कार्बन स्टील्सअक्सर प्रयुक्तऑक्सीजन एक सहायक गैस के रूप में.
वेल्डिंग गति और पेन्ट्रेशन:
यदि वेल्डिंग की गति बढ़ानी हो या वेल्डिंग का प्रवेश गहरा करना हो, तो गैस संयोजन को समायोजित किया जा सकता है। ऑक्सीजन मिलाने से अक्सर गति और प्रवेश में सुधार होता है, लेकिन ऑक्सीकरण की समस्याओं से बचने के लिए इसे सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
ताप प्रभावित क्षेत्र (HAZ) का नियंत्रण:
साफ की जा रही सामग्री के आधार पर, सफाई प्रक्रिया के दौरान खतरनाक अपशिष्ट उत्पन्न हो सकता है जिसके लिए विशेष हैंडलिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। इससे लेज़र सफाई प्रक्रिया की कुल लागत बढ़ सकती है।
वेल्ड गुणवत्ता:
कुछ गैसों के संयोजन वेल्ड की गुणवत्ता और दिखावट में सुधार कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन बेहतर दिखावट और सतह की गुणवत्ता प्रदान कर सकता है।
छिद्र और बुलबुला नियंत्रण:
ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिनमें उच्च-गुणवत्ता वाले वेल्ड की आवश्यकता होती है, छिद्रों और बुलबुलों के निर्माण पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है। उचित गैस चयन इन दोषों के जोखिम को कम कर सकता है।
उपकरण और लागत पर विचार:
गैस का चयन उपकरण के प्रकार और लागत से भी प्रभावित होता है। कुछ गैसों के लिए विशेष आपूर्ति प्रणालियों या अधिक लागत की आवश्यकता हो सकती है।
विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए, पेशेवर सलाह प्राप्त करने और वेल्डिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए वेल्डिंग इंजीनियर या पेशेवर लेजर वेल्डिंग उपकरण निर्माता के साथ काम करने की सिफारिश की जाती है।
अंतिम गैस संयोजन का चयन करने से पहले आमतौर पर कुछ प्रयोग और अनुकूलन की आवश्यकता होती है।
विशिष्ट अनुप्रयोग के आधार पर, इष्टतम वेल्डिंग स्थितियों को खोजने के लिए विभिन्न गैस संयोजनों और मापदंडों का प्रयास किया जा सकता है।
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पोस्ट करने का समय: 13 जनवरी 2025