La saldatura laser è principalmente finalizzata a migliorare l'efficienza della saldatura e la qualità dei materiali a pareti sottili e delle parti di precisione.Oggi non parleremo dei vantaggi della saldatura laser ma ci concentreremo su come utilizzare correttamente i gas di protezione per la saldatura laser.
Perché utilizzare il gas di protezione per la saldatura laser?
Nella saldatura laser, il gas di protezione influisce sulla formatura, sulla qualità della saldatura, sulla profondità e sulla larghezza della saldatura.Nella maggior parte dei casi, il soffiaggio del gas assistito avrà un effetto positivo sulla saldatura, ma potrebbe anche comportare effetti negativi.
Soffiare correttamente il gas di protezione ti aiuterà a:
✦Protegge efficacemente il bagno di saldatura per ridurre o addirittura evitare l'ossidazione
✦Ridurre efficacemente gli schizzi prodotti nel processo di saldatura
✦Riduce efficacemente i pori di saldatura
✦Aiutare il bagno di saldatura a distribuirsi uniformemente durante la solidificazione, in modo che il cordone di saldatura abbia un bordo pulito e liscio
✦L'effetto schermante del pennacchio di vapore metallico o della nuvola di plasma sul laser viene effettivamente ridotto e il tasso di utilizzo effettivo del laser aumenta.
Finché ilselezione del tipo di gas di protezione, della portata del gas e della modalità di soffiaggiosono corretti, è possibile ottenere l'effetto ideale della saldatura.Tuttavia anche un uso non corretto del gas protettivo può compromettere la saldatura.L'uso del tipo sbagliato di gas di protezione può causare scricchiolii nella saldatura o ridurre le proprietà meccaniche della saldatura.Una velocità di flusso del gas troppo alta o troppo bassa può portare a un'ossidazione della saldatura più grave e a gravi interferenze esterne del materiale metallico all'interno del bagno di saldatura, con conseguente collasso della saldatura o formatura irregolare.
Tipi di gas di protezione
I gas protettivi comunemente utilizzati nella saldatura laser sono principalmente N2, Ar e He.Le loro proprietà fisiche e chimiche sono diverse, quindi anche i loro effetti sulle saldature sono diversi.
Azoto (N2)
L'energia di ionizzazione dell'N2 è moderata, superiore a quella dell'Ar e inferiore a quella dell'He.Sotto la radiazione del laser, il grado di ionizzazione dell'N2 rimane stabile, il che può ridurre meglio la formazione di una nuvola di plasma e aumentare il tasso di utilizzo effettivo del laser.L'azoto può reagire con le leghe di alluminio e l'acciaio al carbonio a una certa temperatura per produrre nitruri, che miglioreranno la fragilità della saldatura e ridurranno la tenacità, oltre ad avere un grande impatto negativo sulle proprietà meccaniche dei giunti saldati.Pertanto, non è consigliabile utilizzare l'azoto durante la saldatura di leghe di alluminio e acciaio al carbonio.
Tuttavia, la reazione chimica tra azoto e acciaio inossidabile generata dall'azoto può migliorare la resistenza del giunto di saldatura, il che sarà utile per migliorare le proprietà meccaniche della saldatura, quindi la saldatura dell'acciaio inossidabile può utilizzare l'azoto come gas di protezione.
Argon (Ar)
L'energia di ionizzazione dell'argon è relativamente bassa e il suo grado di ionizzazione aumenterà sotto l'azione di un laser.Quindi, l'argon, come gas di protezione, non può controllare efficacemente la formazione di nubi di plasma, il che ridurrà il tasso di utilizzo effettivo della saldatura laser.La domanda sorge spontanea: l’argon è un cattivo candidato per l’uso nella saldatura come gas di protezione?La risposta è no. Essendo un gas inerte, l'argon è difficile da reagire con la maggior parte dei metalli ed è economico da usare.Inoltre, la densità dell'Ar è elevata, favorirà l'affondamento sulla superficie del bagno di fusione e potrà proteggere meglio il bagno di saldatura, quindi l'Argon può essere utilizzato come gas protettivo convenzionale.
Elio (Lui)
A differenza dell’argon, l’elio ha un’energia di ionizzazione relativamente elevata che può controllare facilmente la formazione di nubi di plasma.Allo stesso tempo, l'elio non reagisce con nessun metallo.È davvero una buona scelta per la saldatura laser.L'unico problema è che l'elio è relativamente costoso.Per i fabbricanti che forniscono prodotti metallici per la produzione di massa, l’elio aggiungerà una quantità enorme al costo di produzione.Pertanto l'elio viene generalmente utilizzato nella ricerca scientifica o in prodotti ad altissimo valore aggiunto.
Come soffiare il gas di protezione?
Innanzitutto occorre chiarire che la cosiddetta “ossidazione” della saldatura è solo un nome comune, che teoricamente si riferisce alla reazione chimica tra la saldatura e i componenti nocivi presenti nell’aria, che porta al deterioramento della saldatura. .Comunemente, il metallo saldato reagisce con l'ossigeno, l'azoto e l'idrogeno presenti nell'aria ad una certa temperatura.
Per evitare che la saldatura venga "ossidata", è necessario ridurre o evitare il contatto tra tali componenti dannosi e il metallo di saldatura ad alta temperatura, che non avviene solo nel bagno di metallo fuso ma nell'intero periodo dal momento in cui il metallo di saldatura viene fuso fino al momento in cui il metallo di saldatura viene fuso. il metallo del pool fuso si solidifica e la sua temperatura si sta raffreddando fino a una certa temperatura.
Due modi principali per soffiare il gas di protezione
▶Uno sta soffiando gas di protezione sull'asse laterale, come mostrato nella Figura 1.
▶L'altro è un metodo di soffiaggio coassiale, come mostrato nella Figura 2.
Figura 1.
Figura 2.
La scelta specifica dei due metodi di soffiaggio è una considerazione globale di molti aspetti.In generale, si consiglia di adottare la modalità del gas protettivo a soffiaggio laterale.
Alcuni esempi di saldatura laser
1. Saldatura cordone/linea dritta
Come mostrato nella Figura 3, la forma della saldatura del prodotto è lineare e la forma del giunto può essere un giunto di testa, un giunto sovrapposto, un giunto ad angolo negativo o un giunto di saldatura sovrapposto.Per questo tipo di prodotto, è preferibile adottare il gas protettivo con soffiaggio sull'asse laterale come mostrato nella Figura 1.
2. Chiudere la figura o la saldatura dell'area
Come mostrato nella Figura 4, la forma di saldatura del prodotto è un modello chiuso come circonferenza piana, forma piana multilaterale, forma lineare piana multisegmento, ecc. La forma del giunto può essere giunto di testa, giunto sovrapposto, saldatura sovrapposta, ecc. Per questo tipo di prodotto è preferibile adottare il metodo del gas protettivo coassiale come mostrato nella Figura 2.
La scelta del gas protettivo influisce direttamente sulla qualità della saldatura, sull'efficienza e sui costi di produzione, ma a causa della diversità del materiale di saldatura, nell'effettivo processo di saldatura, la selezione del gas di saldatura è più complessa e richiede una considerazione completa del materiale di saldatura, della saldatura metodo, posizione di saldatura, nonché requisiti dell'effetto di saldatura.Attraverso le prove di saldatura è possibile scegliere il gas di saldatura più adatto per ottenere risultati migliori.
Interessato alla saldatura laser e disposto a imparare come scegliere il gas di protezione
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Orario di pubblicazione: 10 ottobre 2022