Pengaruh Gas Pelindung dalam Kimpalan Laser
Pengimpal Laser Pegang Tangan
Kandungan Bab:
▶ Apakah Yang Boleh Didapatkan Gas Perisai Tepat untuk Anda?
▶ Pelbagai Jenis Gas Pelindung
▶ Dua Kaedah Menggunakan Gas Pelindung
▶ Bagaimana Memilih Gas Pelindung Yang Betul?
Kimpalan Laser Pegang Tangan
Kesan Positif Gas Perisai yang Betul
Dalam kimpalan laser, pilihan gas pelindung boleh memberi kesan yang ketara ke atas pembentukan, kualiti, kedalaman, dan lebar jahitan kimpalan.Dalam kebanyakan kes, pengenalan gas pelindung mempunyai kesan positif pada jahitan kimpalan.Walau bagaimanapun, ia juga boleh memberi kesan buruk.Kesan positif menggunakan gas pelindung yang betul adalah seperti berikut:
1. Perlindungan berkesan kolam kimpalan
Pengenalan gas pelindung yang betul boleh melindungi kolam kimpalan secara berkesan daripada pengoksidaan atau malah menghalang pengoksidaan sama sekali.
2. Pengurangan percikan
Memasukkan gas pelindung dengan betul boleh mengurangkan percikan secara berkesan semasa proses kimpalan.
3. Pembentukan seragam jahitan kimpalan
Pengenalan gas pelindung yang betul menggalakkan penyebaran sekata kolam kimpalan semasa pemejalan, menghasilkan jahitan kimpalan yang seragam dan menyenangkan dari segi estetika.
4. Peningkatan penggunaan laser
Memperkenalkan gas pelindung dengan betul boleh mengurangkan kesan perisai kepulan wap logam atau awan plasma pada laser, dengan itu meningkatkan kecekapan laser.
5. Pengurangan keliangan kimpalan
Memasukkan gas pelindung dengan betul boleh meminimumkan pembentukan liang gas dalam jahitan kimpalan dengan berkesan.Dengan memilih jenis gas, kadar aliran dan kaedah pengenalan yang sesuai, hasil yang ideal boleh dicapai.
Walau bagaimanapun,
Penggunaan gas pelindung yang tidak betul boleh mendatangkan kesan buruk pada kimpalan.Kesan buruk termasuk:
1. Kemerosotan jahitan kimpalan
Pengenalan gas pelindung yang tidak betul boleh mengakibatkan kualiti jahitan kimpalan yang lemah.
2. Keretakan dan mengurangkan sifat mekanikal
Memilih jenis gas yang salah boleh menyebabkan rekahan jahitan kimpalan dan penurunan prestasi mekanikal.
3. Peningkatan pengoksidaan atau gangguan
Memilih kadar aliran gas yang salah, sama ada terlalu tinggi atau terlalu rendah, boleh menyebabkan peningkatan pengoksidaan jahitan kimpalan.Ia juga boleh menyebabkan gangguan teruk pada logam cair, mengakibatkan keruntuhan atau pembentukan tidak sekata jahitan kimpalan.
4. Perlindungan yang tidak mencukupi atau kesan negatif
Memilih kaedah pengenalan gas yang salah boleh membawa kepada perlindungan yang tidak mencukupi pada jahitan kimpalan atau bahkan mempunyai kesan negatif terhadap pembentukan jahitan kimpalan.
5. Pengaruh pada kedalaman kimpalan
Pengenalan gas pelindung boleh memberi kesan tertentu pada kedalaman kimpalan, terutamanya dalam kimpalan plat nipis, di mana ia cenderung untuk mengurangkan kedalaman kimpalan.
Kimpalan Laser Pegang Tangan
Jenis Gas Pelindung
Gas pelindung yang biasa digunakan dalam kimpalan laser ialah nitrogen (N2), argon (Ar), dan helium (He).Gas-gas ini mempunyai sifat fizikal dan kimia yang berbeza, yang mengakibatkan kesan yang berbeza-beza pada jahitan kimpalan.
1. Nitrogen (N2)
N2 mempunyai tenaga pengionan sederhana, lebih tinggi daripada Ar dan lebih rendah daripada He.Di bawah tindakan laser, ia mengion ke tahap sederhana, mengurangkan pembentukan awan plasma dengan berkesan dan meningkatkan penggunaan laser.Walau bagaimanapun, nitrogen boleh bertindak balas secara kimia dengan aloi aluminium dan keluli karbon pada suhu tertentu, membentuk nitrida.Ini boleh meningkatkan kerapuhan dan mengurangkan keliatan jahitan kimpalan, menjejaskan sifat mekanikalnya secara negatif.Oleh itu, penggunaan nitrogen sebagai gas pelindung untuk aloi aluminium dan kimpalan keluli karbon tidak digalakkan.Sebaliknya, nitrogen boleh bertindak balas dengan keluli tahan karat, membentuk nitrida yang meningkatkan kekuatan sambungan kimpalan.Oleh itu, nitrogen boleh digunakan sebagai gas pelindung untuk mengimpal keluli tahan karat.
2. Gas Argon (Ar)
Gas argon mempunyai tenaga pengionan yang agak rendah, menghasilkan tahap pengionan yang lebih tinggi di bawah tindakan laser.Ini tidak menguntungkan untuk mengawal pembentukan awan plasma dan boleh memberi kesan tertentu terhadap penggunaan laser yang berkesan.Walau bagaimanapun, argon mempunyai kereaktifan yang sangat rendah dan tidak mungkin mengalami tindak balas kimia dengan logam biasa.Selain itu, argon adalah kos efektif.Tambahan pula, disebabkan ketumpatannya yang tinggi, argon tenggelam di atas kolam kimpalan, memberikan perlindungan yang lebih baik untuk kolam kimpalan.Oleh itu, ia boleh digunakan sebagai gas pelindung konvensional.
3. Gas Helium (He)
Gas helium mempunyai tenaga pengionan tertinggi, membawa kepada tahap pengionan yang sangat rendah di bawah tindakan laser.Ia membolehkan kawalan yang lebih baik terhadap pembentukan awan plasma, dan laser boleh berinteraksi dengan logam dengan berkesan.Selain itu, helium mempunyai kereaktifan yang sangat rendah dan tidak mudah mengalami tindak balas kimia dengan logam, menjadikannya gas yang sangat baik untuk pelindung kimpalan.Walau bagaimanapun, kos helium adalah tinggi, jadi ia biasanya tidak digunakan dalam pengeluaran besar-besaran produk.Ia biasanya digunakan dalam penyelidikan saintifik atau untuk produk bernilai tambah tinggi.
Kimpalan Laser Pegang Tangan
Kaedah Memperkenalkan Gas Perisai
Pada masa ini, terdapat dua kaedah utama untuk memperkenalkan gas pelindung: tiupan sisi luar paksi dan gas pelindung sepaksi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 dan Rajah 2, masing-masing.
Rajah 1: Gas Perisai Tiupan Sisi Luar Paksi
Rajah 2: Gas Perisai Sepaksi
Pilihan antara dua kaedah meniup bergantung kepada pelbagai pertimbangan.Secara umum, adalah disyorkan untuk menggunakan kaedah hembusan sisi luar paksi untuk melindungi gas.
Kimpalan Laser Pegang Tangan
Prinsip Memilih Kaedah Memperkenalkan Gas Pelindung
Pertama sekali, adalah penting untuk menjelaskan bahawa istilah "pengoksidaan" kimpalan ialah ungkapan bahasa sehari-hari.Secara teori, ia merujuk kepada kemerosotan kualiti kimpalan akibat tindak balas kimia antara logam kimpalan dan komponen berbahaya di udara, seperti oksigen, nitrogen, dan hidrogen.
Mencegah pengoksidaan kimpalan melibatkan mengurangkan atau mengelakkan sentuhan antara komponen berbahaya ini dan logam kimpalan suhu tinggi.Keadaan suhu tinggi ini termasuk bukan sahaja logam kolam kimpalan cair tetapi juga keseluruhan tempoh dari apabila logam kimpalan cair sehingga kolam menjadi pejal dan suhunya berkurangan di bawah ambang tertentu.
Sebagai contoh, dalam kimpalan aloi titanium, apabila suhu melebihi 300°C, penyerapan hidrogen yang cepat berlaku;melebihi 450°C, penyerapan oksigen yang cepat berlaku;dan melebihi 600°C, penyerapan nitrogen yang cepat berlaku.Oleh itu, perlindungan yang berkesan diperlukan untuk kimpalan aloi titanium semasa fasa apabila ia menjadi pejal dan suhunya menurun di bawah 300°C untuk mengelakkan pengoksidaan.Berdasarkan penerangan di atas, jelas bahawa gas pelindung yang ditiup perlu memberi perlindungan bukan sahaja kepada kolam kimpalan pada masa yang sesuai tetapi juga kepada kawasan kimpalan yang baru dipadatkan.Oleh itu, kaedah hembusan sisi luar paksi yang ditunjukkan dalam Rajah 1 secara amnya lebih disukai kerana ia menawarkan julat perlindungan yang lebih luas berbanding kaedah perisai sepaksi yang ditunjukkan dalam Rajah 2, terutamanya untuk kawasan kimpalan yang baru dipadatkan.Walau bagaimanapun, untuk produk tertentu tertentu, pilihan kaedah perlu dibuat berdasarkan struktur produk dan konfigurasi sendi.
Kimpalan Laser Pegang Tangan
Pemilihan Khusus Kaedah Memperkenalkan Gas Perisai
1. Kimpalan Garis Lurus
Jika bentuk kimpalan produk adalah lurus, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, dan konfigurasi sambungan termasuk sambungan punggung, sambungan pusingan, kimpalan fillet atau kimpalan tindanan, kaedah pilihan untuk jenis produk ini ialah kaedah tiupan sisi luar paksi yang ditunjukkan dalam Rajah 1.
Rajah 3: Kimpalan Garis Lurus
2. Kimpalan Geometri Tertutup Planar
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, kimpalan dalam jenis produk ini mempunyai bentuk satah tertutup, seperti bentuk garisan bulat, poligon atau berbilang segmen.Konfigurasi sambungan boleh termasuk sambungan punggung, sambungan pusingan atau kimpalan tindanan.Untuk jenis produk ini, kaedah pilihan adalah menggunakan gas pelindung sepaksi yang ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 4: Kimpalan Geometri Tertutup Planar
Pemilihan gas pelindung untuk kimpalan geometri tertutup planar secara langsung mempengaruhi kualiti, kecekapan dan kos pengeluaran kimpalan.Walau bagaimanapun, disebabkan kepelbagaian bahan kimpalan, pemilihan gas kimpalan adalah kompleks dalam proses kimpalan sebenar.Ia memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap bahan kimpalan, kaedah kimpalan, kedudukan kimpalan, dan hasil kimpalan yang diingini.Pemilihan gas kimpalan yang paling sesuai boleh ditentukan melalui ujian kimpalan untuk mencapai hasil kimpalan yang optimum.
Kimpalan Laser Pegang Tangan
Paparan Video |Sekilas untuk Kimpalan Laser Pegang Tangan
Video 1 - Ketahui Lebih Lanjut tentang Apa Itu Pengimpal Laser Pegang Tangan
Video2 - Kimpalan Laser Serbaguna untuk Keperluan Pelbagai
Pengimpal Laser Pegang Tangan yang disyorkan
Sebarang pertanyaan mengenai Kimpalan Laser Pegang Tangan?
Masa siaran: 19-Mei-2023