Kako odabrati najbolje plinske mješavine za lasersko zavarivanje?
Vrste, prednosti i primjene
Uvod:
Ključne stvari koje trebate znati prije ulaska u vodu
Lasersko zavarivanje je visokoprecizna metoda zavarivanja koja koristi lasersku zraku za taljenje materijala obratka, a zatim nakon hlađenja formira zavar. U laserskom zavarivanju plin igra ključnu ulogu.
Zaštitni plin ne utječe samo na formiranje zavarenog šava, kvalitetu zavarenog šava, prodiranje zavarenog šava i širinu prodiranja, već izravno utječe i na kvalitetu i učinkovitost laserskog zavarivanja.
Koji su plinovi potrebni za lasersko zavarivanje?Ovaj članak će detaljno razmotritivažnost plinova za lasersko zavarivanje, korišteni plinovi i što oni rade.
Također ćemo preporučitinajbolji stroj za lasersko zavarivanjeza vaše potrebe.
Zašto je plin potreban za lasersko zavarivanje?
Zavarivanje laserskim snopom
Tijekom procesa laserskog zavarivanja, laserska zraka visoke gustoće energije fokusira se na područje zavarivanja obratka.
Uzrokuje trenutno taljenje površinskog materijala obratka.
Tijekom laserskog zavarivanja potreban je plin za zaštitu područja zavarivanja.
Kontrolirajte temperaturu, poboljšajte kvalitetu zavara i zaštitite optički sustav.
Odabir odgovarajuće vrste plina i parametara opskrbe važni su čimbenici za osiguranje učinkovitosti.
I stabilan proces laserskog zavarivanja i postizanje visokokvalitetnih rezultata zavarivanja.
1. Zaštita područja zavarivanja
Tijekom procesa laserskog zavarivanja, područje zavara izloženo je vanjskom okruženju i lako je pod utjecajem kisika i drugih plinova u zraku.
Kisik izaziva oksidacijske reakcije koje mogu dovesti do smanjene kvalitete zavara te stvaranja pora i inkluzija. Zavar se može učinkovito zaštititi od onečišćenja kisikom dovodom odgovarajućeg plina, obično inertnog plina poput argona, u područje zavarivanja.
2. Kontrola topline
Odabir i opskrba plinom mogu pomoći u kontroli temperature područja zavarivanja. Podešavanjem brzine protoka i vrste plina može se utjecati na brzinu hlađenja područja zavarivanja. To je važno za kontrolu zone utjecaja topline (HAZ) tijekom zavarivanja i smanjenje toplinske distorzije.
3. Poboljšana kvaliteta zavara
Neki pomoćni plinovi, poput kisika ili dušika, mogu poboljšati kvalitetu i performanse zavara. Na primjer, dodavanje kisika može poboljšati prodiranje zavara i povećati brzinu zavarivanja, a istovremeno utječe na oblik i dubinu zavara.
4. Hlađenje plinom
Kod laserskog zavarivanja, područje zavarivanja obično je pod utjecajem visokih temperatura. Korištenje sustava za hlađenje plinom može pomoći u kontroli temperature područja zavarivanja i spriječiti pregrijavanje. To je bitno za smanjenje toplinskog naprezanja u području zavarivanja i poboljšanje kvalitete zavarivanja.
Automatizirano lasersko zavarivanje
5. Zaštita optičkih sustava od plina
Laserska zraka se fokusira na područje zavarivanja putem optičkog sustava.
Tijekom procesa lemljenja, rastaljeni materijal i nastali aerosoli mogu kontaminirati optičke komponente.
Uvođenjem plinova u područje zavarivanja smanjuje se rizik od kontaminacije i produžuje se vijek trajanja optičkog sustava.
Koji se plinovi koriste u laserskom zavarivanju?
Kod laserskog zavarivanja, plin može izolirati zrak od ploče za zavarivanje i spriječiti njegovu reakciju sa zrakom. Na taj način, površina zavarivanja metalne ploče bit će bjelja i ljepša. Korištenje plina također štiti leće od prašine zavarivanja. Obično se koriste sljedeći plinovi:
1. Zaštitni plin:
Zaštitni plinovi, ponekad nazvani "inertni plinovi", igraju važnu ulogu u procesu laserskog zavarivanja. Procesi laserskog zavarivanja često koriste inertne plinove za zaštitu zavarivačke kupke. Uobičajeno korišteni zaštitni plinovi u laserskom zavarivanju uglavnom uključuju argon i neon. Njihova fizikalna i kemijska svojstva su različita, pa su i njihovi učinci na zavar također različiti.
Zaštitni plin:Argon
Argon je jedan od najčešće korištenih inertnih plinova.
Ima visok stupanj ionizacije pod djelovanjem lasera, što ne pogoduje kontroli stvaranja oblaka plazme, što će imati određeni utjecaj na učinkovitu upotrebu lasera.
Inertna priroda argona sprječava njegovo uključivanje u proces lemljenja, a istovremeno dobro odvodi toplinu, pomažući u kontroli temperature u području lemljenja.
Zaštitni plin:Neon
Neon se često koristi kao inertni plin, slično argonu, i uglavnom se koristi za zaštitu područja zavarivanja od kisika i drugih zagađivača u vanjskom okruženju.
Važno je napomenuti da neon nije prikladan za sve primjene laserskog zavarivanja.
Uglavnom se koristi za neke posebne zadatke zavarivanja, kao što je zavarivanje debljih materijala ili kada su potrebni dublji zavareni šavovi.
2. Pomoćni plin:
Tijekom procesa laserskog zavarivanja, uz glavni zaštitni plin, mogu se koristiti i pomoćni plinovi za poboljšanje performansi i kvalitete zavarivanja. U nastavku su navedeni neki uobičajeni pomoćni plinovi koji se koriste u laserskom zavarivanju.
Pomoćni plin:Kisik
Kisik se obično koristi kao pomoćni plin i može se koristiti za povećanje topline i dubine zavara tijekom zavarivanja.
Dodavanje kisika može povećati brzinu zavarivanja i prodiranje, ali ga je potrebno pažljivo kontrolirati kako bi se izbjegli problemi s oksidacijom uzrokovani viškom kisika.
Pomoćni plin:Vodik/smjesa vodika
Vodik poboljšava kvalitetu zavara i smanjuje stvaranje poroznosti.
Smjese argona i vodika koriste se u nekim posebnim primjenama, kao što je zavarivanje nehrđajućeg čelika. Sadržaj vodika u smjesi obično se kreće od 2% do 15%.
Zaštitni plin:Dušik
Dušik se također često koristi kao pomoćni plin u laserskom zavarivanju.
Energija ionizacije dušika je umjerena, viša od argona i niža od vodika.
Stupanj ionizacije općenito je pod djelovanjem lasera. Može bolje smanjiti stvaranje oblaka plazme, osigurati kvalitetnije zavare i izgled te smanjiti utjecaj kisika na zavare.
Dušik se također može koristiti za kontrolu temperature područja zavarivanja i smanjenje stvaranja mjehurića i pora.
Zaštitni plin:Helij
Helij se obično koristi za lasersko zavarivanje velike snage jer ima nisku toplinsku vodljivost i ne ionizira se lako, što omogućuje laseru nesmetan prolaz i energiju snopa da dosegne površinu obratka bez ikakvih prepreka.
Pogodno za zavarivanje veće snage. Helij se također može koristiti za poboljšanje kvalitete zavara i kontrolu temperature zavarivanja. Ovo je najučinkovitiji zaštitni plin koji se koristi u laserskom zavarivanju, ali je relativno skup.
3. Rashladni plin:
Rashladni plin se često koristi tijekom laserskog zavarivanja za kontrolu temperature područja zavarivanja, sprječavanje pregrijavanja i održavanje kvalitete zavarivanja. Slijede neki od često korištenih rashladnih plinova:
Rashladni plin/medij:Voda
Voda je uobičajeni rashladni medij koji se često koristi za hlađenje laserskih generatora i optičkih sustava za lasersko zavarivanje.
Sustavi za vodeno hlađenje mogu pomoći u održavanju stabilne temperature laserskog generatora i optičkih komponenti kako bi se osigurala stabilnost i performanse laserske zrake.
Rashladni plin/medij:Atmosferski plinovi
U nekim postupcima laserskog zavarivanja, okolni atmosferski plinovi mogu se koristiti za hlađenje.
Na primjer, u optičkom sustavu laserskog generatora, okolni atmosferski plin može pružiti učinak hlađenja.
Rashladni plin/medij:Inertni plinovi
Inertni plinovi poput argona i dušika također se mogu koristiti kao rashladni plinovi.
Imaju nižu toplinsku vodljivost i mogu se koristiti za kontrolu temperature područja zavarivanja i smanjenje zone utjecaja topline (HAZ).
Rashladni plin/medij:Tekući dušik
Tekući dušik je izuzetno niskotemperaturni rashladni medij koji se može koristiti za lasersko zavarivanje izuzetno velike snage.
Pruža vrlo učinkovit učinak hlađenja i osigurava kontrolu temperature u području zavarivanja.
4. Mješani plin:
Plinske smjese se često koriste u zavarivanju za optimizaciju različitih aspekata procesa, kao što su brzina zavarivanja, dubina prodiranja i stabilnost luka. Postoje dvije glavne vrste plinskih smjesa: binarne i ternarne smjese.
Binarne plinske smjese:Argon + Kisik
Dodavanje male količine kisika argonu poboljšava stabilnost luka, pročišćava zavarivačku kupku i povećava brzinu zavarivanja. Ova smjesa se obično koristi za zavarivanje ugljičnog čelika, niskolegiranog čelika i nehrđajućeg čelika.
Binarne plinske smjese:Argon + ugljikov dioksid
Dodatak CO₂ argonu povećava čvrstoću zavarivanja i otpornost na koroziju, a istovremeno smanjuje prskanje. Ova smjesa se često koristi za zavarivanje ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika.
Binarne plinske smjese:Argon + Vodik
Vodik povećava temperaturu luka, poboljšava brzinu zavarivanja i smanjuje nedostatke zavarivanja. Posebno je koristan za zavarivanje legura na bazi nikla i nehrđajućeg čelika.
Ternarne plinske smjese:Argon + Kisik + Ugljikov dioksid
Ova smjesa kombinira prednosti smjesa argona i kisika te argona i CO₂. Smanjuje prskanje, poboljšava fluidnost zavarivačke kupke i poboljšava kvalitetu zavara. Široko se koristi za zavarivanje različitih debljina ugljičnog čelika, niskolegiranog čelika i nehrđajućeg čelika.
Ternarne plinske smjese:Argon + Helij + Ugljikov dioksid
Ova smjesa pomaže u poboljšanju stabilnosti luka, povećava temperaturu zavarivačke kupke i povećava brzinu zavarivanja. Koristi se u kratkospojnom elektrolučnom zavarivanju i teškim zavarivačkim primjenama, nudeći bolju kontrolu nad oksidacijom.
Odabir plina u različitim primjenama
Ručno lasersko zavarivanje
U različitim primjenama laserskog zavarivanja, odabir odgovarajućeg plina je ključan, jer različite kombinacije plinova mogu proizvesti različitu kvalitetu, brzinu i učinkovitost zavarivanja. Evo nekoliko smjernica koje će vam pomoći da odaberete pravi plin za vašu specifičnu primjenu:
Vrsta materijala za zavarivanje:
Nehrđajući čelikobično koristiArgon ili smjesa argona i vodika.
Aluminij i aluminijske legurečesto koristiČisti argon.
Titanove legurečesto koristiDušik.
Visokougljični čelicičesto koristiKisik kao pomoćni plin.
Brzina i prodiranje zavarivanja:
Ako je potrebna veća brzina zavarivanja ili dublje prodiranje zavarivanja, kombinacija plina može se prilagoditi. Dodavanje kisika često poboljšava brzinu i prodiranje, ali ga je potrebno pažljivo kontrolirati kako bi se izbjegli problemi s oksidacijom.
Kontrola zone utjecaja topline (ZUT):
Ovisno o materijalu koji se čisti, tijekom procesa čišćenja može nastati opasni otpad koji zahtijeva posebne postupke rukovanja. To može povećati ukupne troškove procesa laserskog čišćenja.
Kvaliteta zavara:
Neke kombinacije plinova mogu poboljšati kvalitetu i izgled zavara. Na primjer, dušik može pružiti bolji izgled i kvalitetu površine.
Kontrola pora i mjehurića:
Za primjene koje zahtijevaju vrlo kvalitetne zavare, posebnu pozornost treba posvetiti stvaranju pora i mjehurića. Pravilan odabir plina može smanjiti rizik od ovih nedostataka.
Razmatranja opreme i troškova:
Na odabir plina utječu i vrsta opreme i cijena. Neki plinovi mogu zahtijevati posebne sustave opskrbe ili veće troškove.
Za specifične primjene preporučuje se suradnja s inženjerom zavarivanja ili profesionalnim proizvođačem opreme za lasersko zavarivanje kako bi se dobio stručni savjet i optimizirao proces zavarivanja.
Obično je potrebno provesti određeno eksperimentiranje i optimizaciju prije odabira konačne kombinacije plinova.
Ovisno o specifičnoj primjeni, mogu se isprobati različite kombinacije plinova i parametara kako bi se pronašli optimalni uvjeti zavarivanja.
Stvari koje trebate znati o: Ručnom laserskom zavarivanju
Preporučeni stroj za lasersko zavarivanje
Za optimizaciju vaših zadataka obrade metala i materijala, odabir prave opreme je ključan. MimoWork Laser preporučujeRučni laserski stroj za zavarivanjeza precizno i učinkovito spajanje metala.
Visoki kapacitet i snaga za razne primjene zavarivanja
Ručni laserski aparat za zavarivanje od 2000 W karakterizira mala veličina stroja, ali izvrsna kvaliteta zavarivanja.
Stabilan izvor optičkog lasera i spojeni optički kabel omogućuju sigurnu i stabilnu isporuku laserske zrake.
S velikom snagom, lasersko zavarivanje ključanice se može usavršiti i omogućuje čvršći zavareni spoj čak i za debeli metal.
S kompaktnim i malim izgledom stroja, prijenosni laserski aparat za zavarivanje opremljen je pokretnim ručnim laserskim pištoljem za zavarivanje koji je lagan i praktičan za primjene više lasera za zavarivanje pod bilo kojim kutom i površinom.
Različite vrste mlaznica za lasersko zavarivanje i automatski sustavi za dovod žice olakšavaju lasersko zavarivanje i čine ga prilagođenim početnicima.
Brzo lasersko zavarivanje uvelike povećava učinkovitost i učinak proizvodnje, a istovremeno omogućuje izvrstan učinak laserskog zavarivanja.
Rezimirati
Ukratko, lasersko zavarivanje zahtijeva korištenje plina za zaštitu područja zavarivanja, kontrolu temperature, poboljšanje kvalitete zavara i zaštitu optičkih sustava. Odabir odgovarajućih vrsta plina i parametara opskrbe važan je čimbenik u osiguravanju učinkovitog i stabilnog procesa laserskog zavarivanja i postizanju visokokvalitetnih rezultata zavarivanja. Različiti materijali i primjene mogu zahtijevati različite vrste i miješane omjere kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi zavarivanja.
Kontaktirajte nas još danaskako biste saznali više o našim laserskim rezačima i kako oni mogu optimizirati vaš proizvodni proces rezanja.
Povezane poveznice
Imate li kakvih ideja o strojevima za lasersko zavarivanje?
Vrijeme objave: 13. siječnja 2025.