Lāzermetināšana galvenokārt ir vērsta uz plānsienu materiālu un precīzu detaļu metināšanas efektivitātes un kvalitātes uzlabošanu. Šodien mēs nerunāsim par lāzermetināšanas priekšrocībām, bet gan pievērsīsimies tam, kā pareizi izmantot aizsarggāzes lāzermetināšanā.
Kāpēc lāzermetināšanai izmantot aizsarggāzi?
Lāzera metināšanā aizsarggāze ietekmēs metinājuma veidošanos, kvalitāti, dziļumu un platumu. Vairumā gadījumu palīggāzes pūšanai būs pozitīva ietekme uz metinājumu, taču tā var radīt arī negatīvu ietekmi.
Pareizi pūšot aizsarggāzi, tas palīdzēs:
✦Efektīvi aizsargā metināšanas vanniņu, lai samazinātu vai pat novērstu oksidēšanos
✦Efektīvi samazina metināšanas procesā radīto šļakatu daudzumu
✦Efektīvi samazina metināšanas poras
✦Palīdziet metināšanas vannai vienmērīgi sadalīties sacietēšanas laikā, lai metināšanas šuvei būtu tīra un gluda mala.
✦Metāla tvaiku strūklas vai plazmas mākoņa ekranējošā iedarbība uz lāzeru tiek efektīvi samazināta, un lāzera efektīvais izmantošanas ātrums tiek palielināts.
Kamēr vienAizsarggāzes veids, gāzes plūsmas ātrums un pūšanas režīma izvēleJa norādījumi ir pareizi, var panākt ideālu metināšanas efektu. Tomēr nepareiza aizsarggāzes lietošana var arī negatīvi ietekmēt metināšanu. Nepareiza aizsarggāzes veida izmantošana var izraisīt metinājuma plaisāšanu vai samazināt metināšanas mehāniskās īpašības. Pārāk augsts vai pārāk zems gāzes plūsmas ātrums var izraisīt nopietnāku metinājuma oksidēšanos un nopietnus ārējus traucējumus metāla materiālam metināšanas vannā, kā rezultātā metinājums var sabrukt vai veidoties nevienmērīgi.
Aizsarggāzes veidi
Lāzera metināšanā visbiežāk izmantotās aizsarggāzes galvenokārt ir N2, Ar un He. To fizikālās un ķīmiskās īpašības atšķiras, tāpēc arī to ietekme uz metinājumiem ir atšķirīga.
Slāpeklis (N2)
N2 jonizācijas enerģija ir mērena, augstāka nekā Ar un zemāka nekā He. Lāzera starojuma ietekmē N2 jonizācijas pakāpe saglabājas nemainīga, kas var labāk samazināt plazmas mākoņa veidošanos un palielināt lāzera efektīvo izmantošanas ātrumu. Slāpeklis noteiktā temperatūrā var reaģēt ar alumīnija sakausējumu un oglekļa tēraudu, veidojot nitrīdus, kas uzlabos metinājuma trauslumu un samazinās izturību, kā arī būtiski negatīvi ietekmēs metinājuma šuvju mehāniskās īpašības. Tāpēc nav ieteicams izmantot slāpekli alumīnija sakausējuma un oglekļa tērauda metināšanā.
Tomēr slāpekļa radītā ķīmiskā reakcija starp slāpekli un nerūsējošo tēraudu var uzlabot metinājuma savienojuma izturību, kas būs izdevīgi metinājuma mehānisko īpašību uzlabošanai, tāpēc nerūsējošā tērauda metināšanā var izmantot slāpekli kā aizsarggāzi.
Argons (Ar)
Argona jonizācijas enerģija ir relatīvi zema, un tā jonizācijas pakāpe lāzera iedarbībā palielināsies. Tādējādi argons kā aizsarggāze nevar efektīvi kontrolēt plazmas mākoņu veidošanos, kas samazinās lāzermetināšanas efektīvo izmantošanas līmeni. Rodas jautājums: vai argons ir slikts kandidāts metināšanai kā aizsarggāze? Atbilde ir nē. Tā kā argons ir inerta gāze, tas grūti reaģē ar lielāko daļu metālu, un Ar ir lēts lietošanā. Turklāt Ar blīvums ir liels, tas veicinās nogrimšanu metināšanas kausējuma virsmā un var labāk aizsargāt metināšanas vannu, tāpēc argonu var izmantot kā parastu aizsarggāzi.
Hēlijs (He)
Atšķirībā no argona, hēlijam ir relatīvi augsta jonizācijas enerģija, kas var viegli kontrolēt plazmas mākoņu veidošanos. Tajā pašā laikā hēlijs nereaģē ne ar vienu metālu. Tā patiešām ir laba izvēle lāzermetināšanai. Vienīgā problēma ir tā, ka hēlijs ir relatīvi dārgs. Ražotājiem, kas nodrošina masveida metāla izstrādājumu ražošanu, hēlijs ievērojami palielinās ražošanas izmaksas. Tādēļ hēliju parasti izmanto zinātniskos pētījumos vai produktos ar ļoti augstu pievienoto vērtību.
Kā uzpūst aizsarggāzi?
Pirmkārt, jāsaprot, ka tā sauktā metinājuma "oksidēšanās" ir tikai vispārpieņemts nosaukums, kas teorētiski attiecas uz ķīmisko reakciju starp metinājumu un gaisā esošajiem kaitīgajiem komponentiem, kas noved pie metinājuma bojāšanās. Parasti metinājuma metāls noteiktā temperatūrā reaģē ar gaisā esošo skābekli, slāpekli un ūdeņradi.
Lai novērstu metinājuma "oksidēšanos", ir jāsamazina vai jāizvairās no šādu kaitīgu komponentu saskares ar augstas temperatūras pakļautu metinājuma metālu, kas atrodas ne tikai izkausētajā metālā, bet visā periodā no metinājuma metāla izkusšanas brīža līdz izkausētā metāla sacietēšanai un temperatūras pazemināšanai līdz noteiktai temperatūrai.
Divi galvenie vairoggāzes pūšanas veidi
▶Viens pūš aizsarggāzi sānu asī, kā parādīts 1. attēlā.
▶Otra ir koaksiālā pūšanas metode, kā parādīts 2. attēlā.
1. attēls.
2. attēls.
Abu pūšanas metožu izvēle ir visaptverošs daudzu aspektu apsvērums. Kopumā ieteicams izmantot sānu pūšanas aizsarggāzes metodi.
Daži lāzermetināšanas piemēri
1. Taisna lodīšu/līniju metināšana
Kā parādīts 3. attēlā, izstrādājuma metinājuma forma ir lineāra, un savienojuma forma var būt mucas savienojums, pārlaiduma savienojums, negatīvs stūra savienojums vai pārklājošs metināšanas savienojums. Šāda veida izstrādājumam labāk ir izmantot sānu ass pūšanas aizsarggāzi, kā parādīts 1. attēlā.
2. Tuvplāna vai laukuma metināšana
Kā parādīts 4. attēlā, izstrādājuma metinājuma forma ir slēgta raksta, piemēram, plaknes apkārtmērs, plaknes daudzpusēja forma, plaknes daudzsegmentu lineāra forma utt. Savienojuma forma var būt mucas savienojums, pārlaiduma savienojums, pārklājošs metināšanas savienojums utt. Šāda veida izstrādājumam labāk ir izmantot koaksiālo aizsarggāzes metodi, kā parādīts 2. attēlā.
Aizsarggāzes izvēle tieši ietekmē metināšanas kvalitāti, efektivitāti un ražošanas izmaksas, taču metināšanas materiālu daudzveidības dēļ faktiskajā metināšanas procesā metināšanas gāzes izvēle ir sarežģītāka un prasa vispusīgu metināšanas materiāla, metināšanas metodes, metināšanas pozīcijas, kā arī metināšanas efekta prasību apsvēršanu. Veicot metināšanas testus, var izvēlēties piemērotāko metināšanas gāzi, lai sasniegtu labākus rezultātus.
Interesē lāzermetināšana un vēlme apgūt aizsarggāzes izvēli
Saistītās saites:
Publicēšanas laiks: 2022. gada 10. oktobris