A védőgáz hatása a lézeres hegesztésben
Mit nyújthat Önnek a megfelelő védőgáz?
ILézeres hegesztésnél a védőgáz megválasztása jelentős hatással lehet a hegesztési varrat kialakulására, minőségére, mélységére és szélességére.
Az esetek túlnyomó többségében a védőgáz bevezetése pozitív hatással van a hegesztési varratra, míg a védőgáz nem megfelelő használata káros hatással lehet a hegesztésre.
A védőgáz használatának helyes és helytelen hatásai a következők:
Rendeltetésszerű használat
Nem rendeltetésszerű használat
1. A hegfürdő hatékony védelme
A védőgáz megfelelő bevezetése hatékonyan megvédheti a hegfürdőt az oxidációtól, vagy akár teljesen megakadályozhatja az oxidációt.
1. A hegesztési varrat romlása
A védőgáz nem megfelelő bevezetése rossz hegesztési varratminőséget eredményezhet.
2. A fröccsenés csökkentése
A védőgáz megfelelő bevezetése hatékonyan csökkentheti a fröccsenést a hegesztési folyamat során.
2. Repedés és csökkent mechanikai tulajdonságok
A nem megfelelő gáztípus kiválasztása hegesztési varratok repedéséhez és a mechanikai teljesítmény csökkenéséhez vezethet.
3. A hegesztési varrat egyenletes kialakítása
A védőgáz megfelelő bevezetése elősegíti a hegesztési ömledék egyenletes szétterülését a dermedés során, ami egyenletes és esztétikus hegesztési varratot eredményez.
3. Fokozott oxidáció vagy interferencia
A nem megfelelő gázáramlási sebesség megválasztása, legyen az túl magas vagy túl alacsony, a hegesztési varrat fokozott oxidációjához vezethet. Súlyos zavarokat is okozhat az olvadt fémben, ami a hegesztési varrat összeomlásához vagy egyenetlen kialakulásához vezethet.
4. Fokozott lézerkihasználtság
A védőgáz megfelelő bevezetése hatékonyan csökkentheti a fémgőzfelhők vagy plazmafelhők lézerre gyakorolt árnyékoló hatását, ezáltal növelve a lézer hatékonyságát.
4. Nem megfelelő védelem vagy negatív hatás
A helytelen gázbevezetési módszer megválasztása a hegesztési varrat elégtelen védelméhez vezethet, vagy akár negatívan befolyásolhatja a hegesztési varrat kialakulását.
5. A hegesztési porozitás csökkentése
A védőgáz helyes bevezetése hatékonyan minimalizálhatja a gázpórusok kialakulását a hegesztési varratban. A megfelelő gáztípus, áramlási sebesség és bevezetési módszer kiválasztásával ideális eredmények érhetők el.
5. A hegesztési mélységre gyakorolt hatás
A védőgáz bevezetése bizonyos hatással lehet a hegesztési varrat mélységére, különösen vékony lemezek hegesztésekor, ahol általában csökkenti a hegesztési mélységet.
Különböző típusú védőgázok
A lézeres hegesztésben gyakran használt védőgázok a nitrogén (N2), az argon (Ar) és a hélium (He). Ezek a gázok eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, ami eltérő hatást gyakorol a hegesztési varratra.
1. Nitrogén (N2)
Az N2 mérsékelt ionizációs energiával rendelkezik, magasabb az Ar-nál és alacsonyabb a He-nál. A lézer hatására mérsékelten ionizálódik, hatékonyan csökkentve a plazmafelhők képződését és növelve a lézer kihasználtságát. A nitrogén azonban bizonyos hőmérsékleteken kémiai reakcióba léphet alumíniumötvözetekkel és szénacéllal, nitrideket képezve. Ez növelheti a hegesztési varrat ridegségét és csökkentheti a szívósságot, negatívan befolyásolva mechanikai tulajdonságait. Ezért a nitrogén védőgázként való használata alumíniumötvözetek és szénacél hegesztéseknél nem ajánlott. Másrészt a nitrogén reakcióba léphet a rozsdamentes acéllal, nitrideket képezve, amelyek növelik a hegesztési varrat szilárdságát. Ezért a nitrogén védőgázként használható rozsdamentes acél hegesztéséhez.
2. Argongáz (Ar)
Az argongáz rendelkezik a viszonylag legalacsonyabb ionizációs energiával, ami lézerhatás alatt nagyobb ionizációt eredményez. Ez kedvezőtlen a plazmafelhők képződésének szabályozása szempontjából, és bizonyos mértékben befolyásolhatja a lézerek hatékony kihasználását. Az argon azonban nagyon alacsony reakcióképességű, és valószínűleg nem lép kémiai reakcióba a közönséges fémekkel. Ezenkívül az argon költséghatékony. Továbbá, nagy sűrűsége miatt az argon a hegfürdő fölé süllyed, jobb védelmet nyújtva annak. Ezért hagyományos védőgázként használható.
3. Héliumgáz (He)
A héliumgáz rendelkezik a legmagasabb ionizációs energiával, ami lézerhatás alatt nagyon alacsony ionizációs fokot eredményez. Lehetővé teszi a plazmafelhő képződésének jobb szabályozását, és a lézerek hatékonyan kölcsönhatásba léphetnek a fémekkel. Ezenkívül a hélium nagyon alacsony reakcióképességű, és nem megy könnyen kémiai reakcióba a fémekkel, így kiváló gáz a hegesztési védelemhez. A hélium ára azonban magas, ezért általában nem használják tömeggyártásban. Általában tudományos kutatásban vagy nagy hozzáadott értékű termékekhez alkalmazzák.
A védőgáz kétféle felhasználási módja
Jelenleg két fő módszer létezik a védőgáz bevezetésére: a tengelyen kívüli oldalirányú befúvás és a koaxiális védőgáz, ahogyan az az 1. és 2. ábrán látható.
1. ábra: Tengelyen kívüli oldalra fújó védőgáz
2. ábra: Koaxiális védőgáz
A két fújási módszer közötti választás számos szemponttól függ.
Általánosságban elmondható, hogy a védőgázhoz a tengelyen kívüli oldalfúvásos módszert ajánlott használni.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő védőgázt?
Először is fontos tisztázni, hogy a hegesztések „oxidációja” kifejezés köznyelvi kifejezés. Elméletileg a hegesztési minőség romlására utal, amelyet a hegesztési varrat és a levegőben lévő káros összetevők, például az oxigén, a nitrogén és a hidrogén közötti kémiai reakciók okoznak.
A hegesztési oxidáció megelőzése magában foglalja ezen káros összetevők és a magas hőmérsékletű hegesztőfém közötti érintkezés csökkentését vagy elkerülését. Ez a magas hőmérsékletű állapot nemcsak az olvadt hegfürdőt foglalja magában, hanem azt a teljes időszakot is, amely a hegfürdő megolvadásától a megszilárdulásig és a hőmérséklet egy bizonyos küszöbérték alá csökkenéséig tart.
Hegesztési folyamat
Például titánötvözetek hegesztésekor, 300°C feletti hőmérsékleten gyors hidrogénfelvétel; 450°C felett gyors oxigénfelvétel; 600°C felett pedig gyors nitrogénfelvétel történik.
Ezért a titánötvözet hegesztési varratának hatékony védelmére van szüksége abban a fázisban, amikor megszilárdul, és hőmérséklete 300°C alá csökken, az oxidáció megakadályozása érdekében. A fenti leírás alapján egyértelmű, hogy a befújt védőgáznak nemcsak a hegesztési ömledéket kell védelmet nyújtania a megfelelő időben, hanem a hegesztés éppen megszilárdult régióját is. Ezért az 1. ábrán látható, tengelyen kívüli oldalfúvásos módszer általában előnyösebb, mivel szélesebb körű védelmet nyújt a 2. ábrán látható koaxiális árnyékolási módszerhez képest, különösen a hegesztés éppen megszilárdult régiójában.
Bizonyos specifikus termékek esetében azonban a módszer kiválasztását a termék szerkezete és a csatlakozási konfiguráció alapján kell elvégezni.
A védőgáz bevezetésének módszerének konkrét kiválasztása
1. Egyenes vonalú hegesztés
Ha a termék hegesztési alakja egyenes, ahogy a 3. ábrán látható, és a kötéskonfiguráció tompa kötéseket, átlapolt kötéseket, sarokvarratokat vagy halmozott hegesztéseket tartalmaz, akkor az ilyen típusú termékhez az 1. ábrán látható tengelyen kívüli oldalfúvásos módszer az előnyös.
3. ábra: Egyenes vonalú hegesztés
2. Sík, zárt geometriájú hegesztés
Amint a 4. ábrán látható, az ilyen típusú termékek hegesztési varrata zárt sík alakú, például kör, sokszög vagy több szegmensből álló vonal alakú. A kötési konfigurációk lehetnek tompa illesztések, átfedő illesztések vagy halmozott hegesztések. Az ilyen típusú termékek esetében az előnyös módszer a 2. ábrán látható koaxiális védőgáz használata.
4. ábra: Sík, zárt geometriájú hegesztés
A sík, zárt geometriájú hegesztéshez használt védőgáz kiválasztása közvetlenül befolyásolja a hegesztés minőségét, hatékonyságát és költségeit. A hegesztőanyagok sokfélesége miatt azonban a hegesztőgáz kiválasztása összetett a tényleges hegesztési folyamatokban. Átfogó mérlegelést igényel a hegesztőanyagok, a hegesztési módszerek, a hegesztési pozíciók és a kívánt hegesztési eredmény tekintetében. A legmegfelelőbb hegesztőgáz kiválasztása hegesztési kísérletekkel határozható meg az optimális hegesztési eredmények elérése érdekében.
Videókijelző | Áttekintés a kézi lézerhegesztésről
Tudjon meg többet a kézi lézerhegesztőről
Ez a videó bemutatja, mi is az a lézeres hegesztőgép ésutasítások és struktúrák, amelyeket ismernie kell.
Ez egyben a legfontosabb útmutató is, mielőtt kézi lézerhegesztőt vásárolna.
Vannak alapvető összetételek egy 1000 W-os 1500 W-os 2000 W-os lézerhegesztőgéphez.
Sokoldalú lézerhegesztés változatos igényekhez
Ebben a videóban számos hegesztési módszert mutatunk be, amelyeket kézi lézerhegesztővel végezhet. A kézi lézerhegesztő kiegyenlítheti a hegesztésben kezdő és a tapasztalt hegesztőgép-kezelő közötti játékteret.
500 W-tól egészen 3000 W-ig kínálunk lehetőségeket.
GYIK
- A lézeres hegesztésnél a védőgáz kritikus fontosságú elem, amelyet a hegesztési terület légköri szennyeződésektől való védelmére használnak. Az ilyen típusú hegesztésben használt nagy intenzitású lézersugár jelentős mennyiségű hőt termel, ami olvadt fémfürdőt hoz létre.
A lézeres hegesztőgépek hegesztési folyamata során gyakran használnak inert gázt az olvadékfürdő védelmére. Egyes anyagok hegesztésekor a felületi oxidáció nem feltétlenül merül fel. A legtöbb alkalmazásban azonban gyakran héliumot, argont, nitrogént és más gázokat használnak védelemként. A következőkben nézzük meg, miért van szükségük védőgázra a lézeres hegesztőgépeknek hegesztéskor.
Lézeres hegesztésnél a védőgáz befolyásolja a hegesztési varrat alakját, minőségét, penetrációját és szélességét. A legtöbb esetben a védőgáz befújása pozitív hatással van a hegesztésre.
- Argon-hélium keverékekArgon-hélium keverékek: általában a legtöbb alumínium lézerhegesztési alkalmazáshoz ajánlott, a lézer teljesítményszintjétől függően. Argon-oxigén keverékek: nagy hatásfokot és elfogadható hegesztési minőséget biztosíthatnak.
- A gázlézerek tervezésében és alkalmazásában a következő gázokat használják: szén-dioxid (CO2), hélium-neon (H és Ne), valamint nitrogén (N).
Van kérdése a kézi lézerhegesztéssel kapcsolatban?
Közzététel ideje: 2023. május 19.