השפעת גז מגן בריתוך בלייזר
רתכת לייזר כף יד
תוכן הפרק:
▶ מה יכול גז מגן נכון להשיג עבורך?
▶ סוגים שונים של גז מגן
▶ שתי שיטות לשימוש בגז מגן
▶ כיצד לבחור גז מגן מתאים?
ריתוך לייזר כף יד
השפעה חיובית של גז מגן תקין
בריתוך לייזר, לבחירת גז המגן יכולה להיות השפעה משמעותית על היווצרות, איכות, עומק ורוחב של תפר הריתוך.ברוב המוחלט של המקרים, הכנסת גז מגן משפיעה לטובה על תפר הריתוך.עם זאת, זה יכול להיות גם השפעות שליליות.ההשפעות החיוביות של שימוש בגז המגן הנכון הן כדלקמן:
1. הגנה יעילה על בריכת הריתוך
החדרה נכונה של גז מגן יכולה להגן ביעילות על בריכת הריתוך מפני חמצון או אפילו למנוע חמצון לחלוטין.
2. הפחתת התזות
החדרה נכונה של גז מגן יכולה להפחית ביעילות התזות במהלך תהליך הריתוך.
3. היווצרות אחידה של תפר הריתוך
החדרה נכונה של גז מגן מקדמת פיזור אחיד של בריכת הריתוך במהלך ההתמצקות, וכתוצאה מכך תפר ריתוך אחיד ואסתטי.
4. שימוש מוגבר בלייזר
הכנסת גז מגן בצורה נכונה יכולה להפחית ביעילות את השפעת המיגון של פלומות אדי מתכת או ענני פלזמה על הלייזר, ובכך להגביר את יעילות הלייזר.
5. הפחתת נקבוביות הריתוך
הכנסת גז מגן בצורה נכונה יכולה למזער ביעילות את היווצרות נקבוביות הגז בתפר הריתוך.על ידי בחירת סוג הגז המתאים, קצב הזרימה ושיטת ההחדרה, ניתן להגיע לתוצאות אידיאליות.
למרות זאת,
שימוש לא נכון בגז מגן עלול להיות בעל השפעות מזיקות על הריתוך.ההשפעות השליליות כוללות:
1. הידרדרות של תפר הריתוך
החדרה לא נכונה של גז מגן עלולה לגרום לאיכות תפר ריתוך ירודה.
2. פיצוח ותכונות מכניות מופחתות
בחירה בסוג הגז הלא נכון עלולה להוביל לסדיקה בתפר הריתוך ולירידה בביצועים המכניים.
3. הגברת חמצון או הפרעה
בחירה בקצב זרימת גז שגוי, בין אם גבוה מדי או נמוך מדי, עלולה להוביל לחמצון מוגבר של תפר הריתוך.זה יכול גם לגרום להפרעות חמורות למתכת המותכת, וכתוצאה מכך להתמוטטות או להיווצרות לא אחידה של תפר הריתוך.
4. הגנה לא מספקת או השפעה שלילית
בחירה בשיטת הכנסת גז לא נכונה עלולה להוביל להגנה לא מספקת על תפר הריתוך או אפילו להשפיע לרעה על היווצרות תפר הריתוך.
5. השפעה על עומק הריתוך
להחדרת גז מגן יכולה להיות השפעה מסוימת על עומק הריתוך, במיוחד בריתוך של לוחות דקים, שם הוא נוטה להפחית את עומק הריתוך.
ריתוך לייזר כף יד
סוגי גזי מגן
גזי המגן הנפוצים בריתוך בלייזר הם חנקן (N2), ארגון (Ar) והליום (He).לגזים אלו תכונות פיזיקליות וכימיות שונות, אשר מביאות להשפעות שונות על תפר הריתוך.
1. חנקן (N2)
ל-N2 אנרגיית יינון מתונה, גבוהה מ-Ar ונמוכה מ-He.תחת פעולת הלייזר, הוא מיינן במידה מתונה, מפחית ביעילות את היווצרותם של ענני פלזמה ומגביר את ניצול הלייזר.עם זאת, חנקן יכול להגיב כימית עם סגסוגות אלומיניום ופלדת פחמן בטמפרטורות מסוימות, וליצור ניטרידים.זה יכול להגביר את השבריריות ולהפחית את הקשיחות של תפר הריתוך, להשפיע לרעה על התכונות המכניות שלו.לכן, השימוש בחנקן כגז מגן לסגסוגות אלומיניום וריתוך פלדת פחמן אינו מומלץ.מצד שני, חנקן יכול להגיב עם נירוסטה, וליצור ניטרידים המעצימים את חוזק מפרק הריתוך.לכן, חנקן יכול לשמש כגז מגן לריתוך נירוסטה.
2. גז ארגון (Ar)
לגז ארגון יש את אנרגיית היינון הנמוכה יחסית, וכתוצאה מכך דרגת יינון גבוהה יותר בפעולת לייזר.זה לא חיובי לשליטה ביצירת ענני פלזמה ויכול להיות בעל השפעה מסוימת על ניצול יעיל של לייזרים.עם זאת, לארגון יש תגובתיות נמוכה מאוד ולא סביר שיעבור תגובות כימיות עם מתכות נפוצות.בנוסף, ארגון הוא חסכוני.יתר על כן, בשל הצפיפות הגבוהה שלו, ארגון שוקע מעל בריכת הריתוך, ומספק הגנה טובה יותר לבריכת הריתוך.לכן, ניתן להשתמש בו כגז מיגון רגיל.
3. גז הליום (הוא)
לגז הליום יש את אנרגיית היינון הגבוהה ביותר, מה שמוביל לדרגה נמוכה מאוד של יינון בפעולת לייזר.זה מאפשר שליטה טובה יותר ביצירת ענן פלזמה, ולייזרים יכולים ליצור אינטראקציה יעילה עם מתכות.יתר על כן, הליום בעל תגובתיות נמוכה מאוד ואינו עובר בקלות תגובות כימיות עם מתכות, מה שהופך אותו לגז מצוין למיגון ריתוך.עם זאת, העלות של הליום היא גבוהה, ולכן הוא בדרך כלל אינו משמש בייצור המוני של מוצרים.הוא משמש בדרך כלל במחקר מדעי או עבור מוצרים בעלי ערך מוסף גבוה.
ריתוך לייזר כף יד
שיטות להחדרת גז מגן
נכון לעכשיו, קיימות שתי שיטות עיקריות להחדרת גז מגן: ניפוח צד מחוץ לציר וגז מגן קואקסיאלי, כפי שמוצג באיור 1 ובאיור 2, בהתאמה.
איור 1: גז מגן נושבת מחוץ לציר
איור 2: גז מגן קואקסיאלי
הבחירה בין שתי שיטות הניפוח תלויה בשיקולים שונים.באופן כללי, מומלץ להשתמש בשיטת ניפוח צד מחוץ לציר לצורך מיגון גז.
ריתוך לייזר כף יד
עקרונות לבחירת שיטת הכנסת גז מגן
ראשית, חשוב להבהיר כי המונח "חמצון" של ריתוכים הוא ביטוי בדיבור.בתיאוריה, הכוונה היא להידרדרות באיכות הריתוך עקב תגובות כימיות בין מתכת הריתוך לרכיבים מזיקים באוויר, כגון חמצן, חנקן ומימן.
מניעת חמצון ריתוך כרוכה בצמצום או הימנעות ממגע בין רכיבים מזיקים אלה לבין מתכת הריתוך בטמפרטורה גבוהה.מצב טמפרטורה גבוה זה כולל לא רק את מתכת בריכת הריתוך המותכת אלא גם את כל התקופה מרגע המסת מתכת הריתוך ועד שהבריכה מתמצקת והטמפרטורה שלה יורדת מתחת לסף מסוים.
לדוגמה, בריתוך של סגסוגות טיטניום, כאשר הטמפרטורה היא מעל 300 מעלות צלזיוס, מתרחשת ספיגת מימן מהירה;מעל 450 מעלות צלזיוס, מתרחשת ספיגת חמצן מהירה;ומעל 600 מעלות צלזיוס, מתרחשת ספיגת חנקן מהירה.לכן, נדרשת הגנה יעילה לריתוך סגסוגת טיטניום בשלב שבו הוא מתמצק והטמפרטורה שלו יורדת מתחת ל-300 מעלות צלזיוס כדי למנוע חמצון.בהתבסס על התיאור לעיל, ברור שגז המיגון המופץ צריך לספק הגנה לא רק לבריכת הריתוך בזמן המתאים אלא גם לאזור הריתוך שהתמצק זה עתה.לפיכך, שיטת הניפוח הצדדית מחוץ לציר המוצגת באיור 1 מועדפת בדרך כלל מכיוון שהיא מציעה מגוון רחב יותר של הגנה בהשוואה לשיטת המיגון הקואקסיאלי המוצגת באיור 2, במיוחד עבור האזור שהיתוך זה עתה התמצק של הריתוך.עם זאת, עבור מוצרים ספציפיים מסוימים, בחירת השיטה צריכה להיעשות על סמך מבנה המוצר ותצורת המפרקים.
ריתוך לייזר כף יד
בחירה ספציפית של שיטת הכנסת גז מגן
1. ריתוך קו ישר
אם צורת הריתוך של המוצר היא ישרה, כפי שמוצג באיור 3, ותצורת המפרק כוללת חיבורי קת, חיבורי ברכיים, ריתוך פילה או ריתוך ערימה, השיטה המועדפת עבור סוג זה של מוצר היא שיטת ניפוח הצד מחוץ לציר המוצגת ב איור 1.
איור 3: ריתוך בקו ישר
2. ריתוך גיאומטריה סגורה מישורית
כפי שמוצג באיור 4, לריתוך במוצר מסוג זה יש צורה מישורית סגורה, כגון צורת קו מעגלית, מצולעת או רב-מקטעית.תצורות המפרק יכולות לכלול חיבורי קת, חיבורי חך או ריתוך ערימה.עבור סוג זה של מוצר, השיטה המועדפת היא להשתמש בגז המגן הקואקסיאלי המוצג באיור 2.
איור 4: ריתוך גיאומטריה סגורה מישורית
בחירת גז המיגון עבור ריתוכים בגיאומטריה סגורה מישורית משפיעה ישירות על האיכות, היעילות והעלות של ייצור הריתוך.עם זאת, בשל מגוון חומרי הריתוך, בחירת גז הריתוך מורכבת בתהליכי ריתוך בפועל.זה דורש התייחסות מקיפה של חומרי ריתוך, שיטות ריתוך, עמדות ריתוך ותוצאת הריתוך הרצויה.ניתן לקבוע את בחירת גז הריתוך המתאים ביותר באמצעות בדיקות ריתוך להשגת תוצאות ריתוך אופטימליות.
ריתוך לייזר כף יד
תצוגת וידאו |מבט לריתוך בלייזר כף יד
סרטון 1 - לדעת יותר על מהו רתך לייזר כף יד
Video2 - ריתוך לייזר רב תכליתי עבור דרישות מגוונות
יש לך שאלות על ריתוך בלייזר כף יד?
זמן פרסום: 19 במאי 2023