A lézerhegesztés fő célja a vékony falú anyagok és precíziós alkatrészek hegesztési hatékonyságának és minőségének javítása. Ma nem a lézerhegesztés előnyeiről fogunk beszélni, hanem arra összpontosítunk, hogyan kell megfelelően használni a védőgázokat a lézerhegesztéshez.
Miért érdemes védőgázt használni lézeres hegesztéshez?
Lézeres hegesztésnél a védőgáz befolyásolja a hegesztés kialakítását, minőségét, mélységét és szélességét. A legtöbb esetben a védőgáz befújása pozitív hatással van a hegesztésre, de káros hatásokkal is járhat.
A védőgáz helyes fújása a következőket segíti:
✦Hatékonyan védi a hegfürdőt az oxidáció csökkentése vagy akár elkerülése érdekében
✦Hatékonyan csökkenti a hegesztési folyamat során keletkező fröccsenést
✦Hatékonyan csökkenti a hegesztési pórusokat
✦Segítsen a hegesztési fürdőnek egyenletesen eloszlani a megszilárdulás során, hogy a hegesztési varrat tiszta és sima szélű legyen
✦A fémgőzfelhő vagy plazmafelhő lézerre gyakorolt árnyékoló hatása hatékonyan csökken, és a lézer hatékony kihasználtsága megnő.
Amíg avédőgáz típusa, gázáramlási sebesség és fúvás üzemmód kiválasztásaHa helyesek, akkor az ideális hegesztési hatást érheti el. A védőgáz helytelen használata azonban szintén hátrányosan befolyásolhatja a hegesztést. A nem megfelelő típusú védőgáz használata nyikorgást okozhat a hegesztésben, vagy csökkentheti a hegesztés mechanikai tulajdonságait. A túl magas vagy túl alacsony gázáramlási sebesség súlyosabb hegesztési oxidációt és a hegfürdőben lévő fémanyag komoly külső interferenciáját okozhatja, ami a hegesztés összeomlásához vagy egyenetlen alakításához vezethet.
A védőgáz típusai
A lézerhegesztés során leggyakrabban használt védőgázok főként N2, Ar és He. Fizikai és kémiai tulajdonságaik eltérőek, így a hegesztésekre gyakorolt hatásuk is eltérő.
Nitrogén (N2)
Az N2 ionizációs energiája mérsékelt, magasabb, mint az Ar-é, és alacsonyabb, mint a He-é. A lézersugárzás alatt az N2 ionizációs foka egyenletes marad, ami jobban csökkenti a plazmafelhő képződését és növeli a lézer hatékony kihasználtságát. A nitrogén bizonyos hőmérsékleten reakcióba léphet az alumíniumötvözetekkel és a szénacéllal, nitrideket képezve, ami javítja a hegesztési varrat ridegségét és csökkenti a szívósságot, valamint nagymértékben károsítja a hegesztési varratok mechanikai tulajdonságait. Ezért nem ajánlott nitrogént használni alumíniumötvözet és szénacél hegesztésekor.
A nitrogén és a rozsdamentes acél között nitrogén által generált kémiai reakció azonban javíthatja a hegesztési varrat szilárdságát, ami előnyös a hegesztés mechanikai tulajdonságainak javítása szempontjából, így a rozsdamentes acél hegesztésekor nitrogén használható védőgázként.
Argon (Ar)
Az argon ionizációs energiája viszonylag alacsony, és lézer hatására az ionizációs foka magasabb lesz. Ezért az argon, mint védőgáz, nem tudja hatékonyan szabályozni a plazmafelhők képződését, ami csökkenti a lézerhegesztés hatékony kihasználási arányát. Felmerül a kérdés: vajon az argon rossz jelölt-e védőgázként hegesztésre? A válasz: nem. Inert gázként az argon nehezen reagál a legtöbb fémmel, és az argon olcsón használható. Ezenkívül az argon sűrűsége nagy, elősegíti a hegesztési olvadék felületére való lesüllyedést, és jobban védi a hegesztési medencét, így az argon hagyományos védőgázként használható.
Hélium (He)
Az argonnal ellentétben a hélium viszonylag magas ionizációs energiával rendelkezik, amely könnyen szabályozza a plazmafelhők képződését. Ugyanakkor a hélium nem reagál semmilyen fémmel. Valóban jó választás lézeres hegesztéshez. Az egyetlen probléma, hogy a hélium viszonylag drága. A tömegtermelő fémtermékeket előállító gyártók számára a hélium jelentősen megnöveli a termelési költségeket. Ezért a héliumot általában tudományos kutatásban vagy nagyon magas hozzáadott értékű termékek előállításában használják.
Hogyan kell fújni a védőgázt?
Először is, tisztázni kell, hogy a hegesztés úgynevezett „oxidációja” csak egy köznyelvi elnevezés, amely elméletileg a hegesztés és a levegőben lévő káros összetevők közötti kémiai reakcióra utal, ami a hegesztés romlásához vezet. A hegesztővarrat általában egy bizonyos hőmérsékleten reakcióba lép a levegő oxigénjével, nitrogénével és hidrogénjével.
A hegesztés „oxidációjának” megakadályozása érdekében csökkenteni vagy elkerülni kell az ilyen káros összetevők és a magas hőmérsékletű hegesztőfém közötti érintkezést, amely nemcsak az olvadt fémben van jelen, hanem a hegesztőfém megolvadásától az olvadt fém megszilárdulásáig és egy bizonyos hőmérsékletre való lehűléséig tartó teljes időszakban.
A védőgáz fújásának két fő módja
▶Az egyik védőgázt fúj az oldalsó tengely mentén, ahogy az 1. ábrán látható.
▶A másik egy koaxiális fúvásos módszer, ahogy az a 2. ábrán látható.
1. ábra.
2. ábra.
A két fúvásos módszer konkrét kiválasztása számos szempont átfogó mérlegelésén alapul. Általánosságban az oldalról befúvásos védőgázas módszer alkalmazása ajánlott.
Néhány példa a lézerhegesztésre
1. Egyenes gyöngy/vonalhegesztés
Amint a 3. ábrán látható, a termék hegesztési alakja lineáris, a kötés alakja pedig lehet tompa kötés, átlapolt kötés, negatív sarokillesztés vagy átlapolt hegesztési kötés. Az ilyen típusú termékhez jobb az 1. ábrán látható oldalirányú fúvásos védőgáz alkalmazása.
2. Zárt alakzatú vagy felületű hegesztés
Amint a 4. ábrán látható, a termék hegesztési alakja zárt minta, például sík kerület, sík többoldalú alak, sík több szegmensből álló lineáris alak stb. A kötési forma lehet tompa illesztés, átlapoló illesztés, átfedő hegesztés stb. Az ilyen típusú termékekhez jobb a 2. ábrán látható koaxiális védőgázas módszert alkalmazni.
A védőgáz kiválasztása közvetlenül befolyásolja a hegesztés minőségét, hatékonyságát és a termelési költségeket, de a hegesztőanyagok sokfélesége miatt a tényleges hegesztési folyamatban a hegesztőgáz kiválasztása összetettebb, és átfogó mérlegelést igényel a hegesztőanyag, a hegesztési módszer, a hegesztési pozíció, valamint a hegesztési hatás követelményei tekintetében. A hegesztési tesztek segítségével kiválaszthatja a legmegfelelőbb hegesztőgázt a jobb eredmények elérése érdekében.
Érdekli a lézeres hegesztés és hajlandó megtanulni a védőgáz kiválasztását
Kapcsolódó linkek:
Közzététel ideje: 2022. október 10.