A védőgáz hatása a lézerhegesztésben
Kézi lézerhegesztő
Fejezet tartalma:
▶ Mit kínálhat Önnek a megfelelő védőgáz?
▶ Különféle típusú védőgázok
▶ A védőgáz használatának két módja
▶ Hogyan válasszunk megfelelő védőgázt?
Kézi lézeres hegesztés
A megfelelő védőgáz pozitív hatása
A lézeres hegesztésnél a védőgáz megválasztása jelentősen befolyásolhatja a hegesztési varrat kialakulását, minőségét, mélységét és szélességét.A védőgáz bevezetése az esetek túlnyomó többségében pozitív hatással van a hegesztési varratra.Ennek azonban káros hatásai is lehetnek.A megfelelő védőgáz használatának pozitív hatásai a következők:
1. A hegesztőmedence hatékony védelme
A védőgáz megfelelő bevezetése hatékonyan védi a hegesztőmedencét az oxidációtól, vagy akár teljesen megakadályozza az oxidációt.
2. A fröcskölés csökkentése
A védőgáz helyes bevezetése hatékonyan csökkentheti a hegesztési folyamat során előforduló fröcskölést.
3. A hegesztési varrat egyenletes kialakítása
A védőgáz megfelelő bevezetése elősegíti a hegesztőmedence egyenletes szétterülését a megszilárdulás során, így egyenletes és esztétikus varrat keletkezik.
4. Fokozott lézerhasználat
A védőgáz helyes bevezetése hatékonyan csökkentheti a fémgőz- vagy plazmafelhők lézerre gyakorolt árnyékoló hatását, ezáltal növelve a lézer hatékonyságát.
5. A varrat porozitásának csökkentése
A védőgáz megfelelő bevezetése hatékonyan csökkentheti a gázpórusok képződését a hegesztési varratban.A megfelelő gáztípus, áramlási sebesség és bevezetési mód kiválasztásával ideális eredmények érhetők el.
Azonban,
A védőgáz nem megfelelő használata káros hatással lehet a hegesztésre.A káros hatások a következők:
1. A hegesztési varrat károsodása
A védőgáz nem megfelelő bevezetése a hegesztési varrat minőségének romlását eredményezheti.
2. Repedés és csökkent mechanikai tulajdonságok
A nem megfelelő gáztípus megválasztása a hegesztési varrat megrepedéséhez és a mechanikai teljesítmény csökkenéséhez vezethet.
3. Fokozott oxidáció vagy interferencia
A rossz gázáramlási sebesség megválasztása, akár túl magas, akár túl alacsony, a hegesztési varrat fokozott oxidációjához vezethet.Ezenkívül súlyos zavarokat okozhat az olvadt fémben, ami a hegesztési varrat összeomlását vagy egyenetlen kialakulását eredményezheti.
4. Nem megfelelő védelem vagy negatív hatás
A nem megfelelő gázbevezetési mód megválasztása a hegesztési varrat elégtelen védelméhez vezethet, vagy akár negatív hatással lehet a varrat kialakulására.
5. Befolyás a hegesztési mélységre
A védőgáz bevezetése bizonyos hatást gyakorolhat a varrat mélységére, különösen vékonylemez-hegesztésnél, ahol hajlamos csökkenteni a hegesztési mélységet.
Kézi lézeres hegesztés
A védőgázok típusai
A lézeres hegesztésben leggyakrabban használt védőgázok a nitrogén (N2), az argon (Ar) és a hélium (He).Ezek a gázok eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek eltérő hatást fejtenek ki a hegesztési varratra.
1. Nitrogén (N2)
Az N2 ionizációs energiája mérsékelt, nagyobb, mint Ar és alacsonyabb, mint He.A lézer hatására közepes mértékben ionizál, hatékonyan csökkenti a plazmafelhők képződését és növeli a lézer kihasználtságát.A nitrogén azonban bizonyos hőmérsékleteken kémiai reakcióba léphet alumíniumötvözetekkel és szénacéllal, és nitrideket képezhet.Ez növelheti a hegesztési varrat ridegségét és csökkentheti a szívósságát, ami negatívan befolyásolja annak mechanikai tulajdonságait.Ezért a nitrogén védőgázként történő alkalmazása alumíniumötvözetek és szénacél hegesztések esetén nem javasolt.Másrészt a nitrogén reakcióba léphet a rozsdamentes acéllal, nitrideket képezve, amelyek növelik a hegesztési kötés szilárdságát.Ezért a nitrogén védőgázként használható rozsdamentes acél hegesztéséhez.
2. Argon gáz (Ar)
Az argon gáznak van a viszonylag legalacsonyabb ionizációs energiája, ami magasabb fokú ionizációt eredményez lézer hatására.Ez nem kedvez a plazmafelhők kialakulásának szabályozásának, és bizonyos hatással lehet a lézerek hatékony felhasználására.Az argon azonban nagyon alacsony reakcióképességű, és nem valószínű, hogy kémiai reakcióba lépne közönséges fémekkel.Ezenkívül az argon költséghatékony.Továbbá nagy sűrűsége miatt az argon lesüllyed a hegesztőmedence fölé, így jobb védelmet nyújt a hegesztőmedence számára.Ezért hagyományos védőgázként használható.
3. Hélium gáz (He)
A hélium gáz rendelkezik a legnagyobb ionizációs energiával, ami nagyon alacsony ionizációs fokú lézerhatáshoz vezet.Lehetővé teszi a plazmafelhőképződés jobb szabályozását, és a lézerek hatékonyan kölcsönhatásba léphetnek a fémekkel.Ezen túlmenően a hélium nagyon alacsony reakcióképességű, és nem megy könnyen kémiai reakcióba fémekkel, így kiváló gáz a hegesztések árnyékolására.A hélium költsége azonban magas, ezért általában nem használják tömeggyártásban.Általában tudományos kutatásokban vagy nagy hozzáadott értékű termékeknél alkalmazzák.
Kézi lézeres hegesztés
A védőgáz bevezetésének módszerei
Jelenleg két fő módszer létezik a védőgáz bevezetésére: tengelyen kívüli oldalfúvás és koaxiális védőgáz, amint az 1. és 2. ábrán látható.
1. ábra: A tengelyen kívüli oldalfúvó védőgáz
2. ábra: Koaxiális védőgáz
A két fúvási mód közötti választás különböző szempontoktól függ.A védőgázhoz általában a tengelyen kívüli oldalfúvás módszer alkalmazása javasolt.
Kézi lézeres hegesztés
A védőgáz bevezetési módszerének megválasztásának alapelvei
Először is fontos tisztázni, hogy a hegesztési varratok "oxidációja" kifejezés köznyelvi kifejezés.Elméletileg a hegesztési varrat minőségének romlására utal a varrat fém és a levegőben lévő káros összetevők, például oxigén, nitrogén és hidrogén közötti kémiai reakciók következtében.
A hegesztési varrat oxidációjának megakadályozása magában foglalja ezen káros összetevők és a magas hőmérsékletű hegesztési fém közötti érintkezés csökkentését vagy elkerülését.Ez a magas hőmérsékletű állapot nem csak az olvadt hegesztőmedence fémet foglalja magában, hanem azt az időszakot is, amely a hegesztési fém megolvadásától a medence megszilárdulásáig és hőmérséklete egy bizonyos küszöb alá csökkenéséig terjed.
Például titánötvözetek hegesztésénél, amikor a hőmérséklet 300 °C felett van, gyors hidrogénabszorpció lép fel;450°C felett gyors oxigénabszorpció megy végbe;600°C felett pedig gyors nitrogénabszorpció következik be.Ezért hatékony védelem szükséges a titánötvözet hegesztési varratnak abban a fázisban, amikor megszilárdul, és hőmérséklete 300 °C alá csökken, hogy megakadályozzuk az oxidációt.A fenti leírás alapján egyértelmű, hogy a kifújt védőgáznak nemcsak a hegesztési medencét kell megfelelő időben védenie, hanem a varrat éppen megszilárdult tartományát is.Ezért az 1. ábrán bemutatott tengelyen kívüli oldalfúvási módszert általában előnyben részesítik, mivel szélesebb körű védelmet kínál a 2. ábrán látható koaxiális árnyékolási módszerhez képest, különösen a varrat éppen megszilárdult tartományában.Bizonyos termékek esetében azonban a módszert a termék szerkezete és a csatlakozási konfiguráció alapján kell megválasztani.
Kézi lézeres hegesztés
A védőgáz bevezetési módszerének konkrét megválasztása
1. Egyenes hegesztés
Ha a termék hegesztési alakja egyenes, amint az a 3. ábrán látható, és a kötés konfigurációja tompa illesztéseket, átlapolt kötéseket, sarokvarratokat vagy hegesztési varratokat tartalmaz, akkor az ilyen típusú termékeknél az előnyben részesített módszer a tengelyen kívüli oldalfúvási módszer, amely a 3. ábrán látható. 1.ábra.
3. ábra: Egyenes hegesztés
2. Síkbeli zárt geometriai hegesztés
A 4. ábrán látható módon az ilyen típusú termékek hegesztési varrata zárt sík alakú, például kör alakú, sokszögű vagy több szegmensből álló vonal alakú.A csatlakozási konfigurációk tartalmazhatnak tompakötéseket, átlapolt kötéseket vagy hegesztési varratokat.Az ilyen típusú termékeknél az előnyben részesített módszer a 2. ábrán látható koaxiális védőgáz használata.
4. ábra: Síkbeli zárt geometriai hegesztés
A védőgáz kiválasztása síkbeli zárt geometriájú hegesztésekhez közvetlenül befolyásolja a hegesztés minőségét, hatékonyságát és költségét.A hegesztési anyagok sokfélesége miatt azonban a hegesztőgáz kiválasztása a tényleges hegesztési folyamatokban bonyolult.A hegesztési anyagok, a hegesztési módszerek, a hegesztési pozíciók és a kívánt hegesztési eredmény átfogó mérlegelése szükséges.A legmegfelelőbb hegesztőgáz kiválasztása hegesztési tesztekkel határozható meg az optimális hegesztési eredmény elérése érdekében.
Kézi lézeres hegesztés
Videó kijelző |Pillantás a kézi lézerhegesztéshez
1. videó – Tudjon meg többet arról, hogy mi az a kézi lézerhegesztő
Video2 – Sokoldalú lézerhegesztés sokféle követelményhez
Kérdése van a kézi lézerhegesztéssel kapcsolatban?
Feladás időpontja: 2023. május 19