De invloed van beschermend gas bij laserlassen
Inhoud:
Wat kan het juiste beschermingsgas voor u betekenen?
IBij laserlassen kan de keuze van het beschermgas een aanzienlijke impact hebben op de vorming, kwaliteit, diepte en breedte van de lasnaad.
In de overgrote meerderheid van de gevallen heeft het aanbrengen van beschermgas een positief effect op de lasnaad, terwijl onjuist gebruik van beschermgas nadelige effecten op het lassen kan hebben.
De juiste en onjuiste effecten van het gebruik van het beschermgas zijn als volgt:
Correct gebruik
Onjuist gebruik
1. Effectieve bescherming van het smeltbad
Door het op de juiste manier aanbrengen van beschermgas kan het laspoelbad effectief worden beschermd tegen oxidatie of kan oxidatie zelfs geheel worden voorkomen.
1. Verslechtering van de lasnaad
Als het beschermgas niet op de juiste manier wordt ingebracht, kan dit leiden tot een slechte kwaliteit van de lasnaad.
2. Vermindering van spatten
Door het juiste aanbrengen van beschermgas kan spatten tijdens het lasproces effectief worden verminderd.
2. Barsten en verminderde mechanische eigenschappen
Als u het verkeerde type gas kiest, kunnen er scheuren in de lasnaden ontstaan en kunnen de mechanische prestaties afnemen.
3. Uniforme vorming van de lasnaad
Door het op de juiste manier inbrengen van beschermgas wordt de verspreiding van het laspoelwater tijdens het stollen bevorderd. Hierdoor ontstaat een uniforme en esthetisch aantrekkelijke lasnaad.
3. Verhoogde oxidatie of interferentie
Het kiezen van de verkeerde gasstroom, te hoog of te laag, kan leiden tot verhoogde oxidatie van de lasnaad. Het kan ook ernstige verstoringen van het gesmolten metaal veroorzaken, wat kan leiden tot instorting of een ongelijkmatige vorming van de lasnaad.
4. Verhoogd lasergebruik
Door het beschermgas op de juiste manier toe te dienen, kan het afschermende effect van metaaldamppluimen of plasmawolken op de laser effectief worden verminderd, waardoor de efficiëntie van de laser wordt verhoogd.
4. Onvoldoende bescherming of negatieve impact
Wanneer een verkeerde gasintroductiemethode wordt gekozen, kan dit leiden tot onvoldoende bescherming van de lasnaad of zelfs een negatief effect hebben op de vorming van de lasnaad.
5. Vermindering van de porositeit van de las
Het correct inbrengen van beschermgas kan de vorming van gasporiën in de lasnaad effectief minimaliseren. Door de juiste gassoort, stroomsnelheid en inbrengmethode te kiezen, kunnen ideale resultaten worden bereikt.
5. Invloed op de lasdiepte
Het toevoegen van beschermgas kan een zekere impact hebben op de diepte van de las, vooral bij het lassen van dunne platen. Het kan hierbij de lasdiepte verminderen.
Verschillende soorten beschermend gas
De meest gebruikte beschermgassen bij laserlassen zijn stikstof (N₂), argon (Ar) en helium (He). Deze gassen hebben verschillende fysische en chemische eigenschappen, wat resulteert in verschillende effecten op de lasnaad.
1. Stikstof (N2)
N2 heeft een matige ionisatie-energie, hoger dan Ar en lager dan He. Onder invloed van de laser ioniseert het in gematigde mate, waardoor de vorming van plasmawolken effectief wordt verminderd en de benuttingsgraad van de laser wordt verhoogd. Stikstof kan echter bij bepaalde temperaturen chemisch reageren met aluminiumlegeringen en koolstofstaal, waarbij nitriden worden gevormd. Dit kan de brosheid van de lasnaad verhogen en de taaiheid ervan verminderen, wat de mechanische eigenschappen negatief beïnvloedt. Daarom wordt het gebruik van stikstof als beschermgas voor het lassen van aluminiumlegeringen en koolstofstaal afgeraden. Aan de andere kant kan stikstof reageren met roestvrij staal, waarbij nitriden worden gevormd die de sterkte van de lasverbinding verbeteren. Daarom kan stikstof worden gebruikt als beschermgas voor het lassen van roestvrij staal.
2. Argongas (Ar)
Argongas heeft de relatief laagste ionisatie-energie, wat resulteert in een hogere ionisatiegraad onder laserwerking. Dit is ongunstig voor het beheersen van de vorming van plasmawolken en kan een zekere impact hebben op de effectieve inzet van lasers. Argon heeft echter een zeer lage reactiviteit en zal waarschijnlijk geen chemische reacties aangaan met onedele metalen. Bovendien is argon kosteneffectief. Bovendien zinkt argon, dankzij de hoge dichtheid, boven het smeltbad, waardoor het smeltbad beter wordt beschermd. Daarom kan het worden gebruikt als conventioneel beschermgas.
3. Heliumgas (He)
Heliumgas heeft de hoogste ionisatie-energie, wat leidt tot een zeer lage ionisatiegraad onder laserwerking. Het zorgt voor een betere controle over de vorming van plasmawolken en lasers kunnen effectief interacteren met metalen. Bovendien heeft helium een zeer lage reactiviteit en ondergaat het geen chemische reacties met metalen, waardoor het een uitstekend gas is voor lasbescherming. De kosten van helium zijn echter hoog, waardoor het over het algemeen niet wordt gebruikt voor massaproductie. Het wordt vaak gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek of voor producten met een hoge toegevoegde waarde.
Twee methoden voor het gebruik van beschermend gas
Momenteel zijn er twee hoofdmethoden voor het inbrengen van beschermgas: off-axis zijblazen en coaxiaal beschermgas, zoals respectievelijk weergegeven in Figuur 1 en Figuur 2.
Figuur 1: Off-axis zijwaarts blazend afschermgas
Figuur 2: Coaxiaal afschermgas
De keuze tussen de twee blaasmethoden hangt af van verschillende overwegingen.
Over het algemeen wordt aanbevolen om de off-axis zijblaasmethode te gebruiken voor beschermgas.
Hoe kiest u het juiste beschermgas?
Allereerst is het belangrijk om te verduidelijken dat de term "oxidatie" van lassen een informele term is. In theorie verwijst het naar de verslechtering van de laskwaliteit als gevolg van chemische reacties tussen het lasmetaal en schadelijke componenten in de lucht, zoals zuurstof, stikstof en waterstof.
Het voorkomen van lasoxidatie omvat het verminderen of vermijden van contact tussen deze schadelijke componenten en het hete lasmetaal. Deze hoge temperatuur omvat niet alleen het gesmolten lasmetaal, maar ook de gehele periode vanaf het moment dat het lasmetaal gesmolten is totdat het lasmetaal stolt en de temperatuur onder een bepaalde drempelwaarde daalt.
Lasproces
Bijvoorbeeld, bij het lassen van titaniumlegeringen vindt er bij temperaturen boven de 300°C snelle waterstofabsorptie plaats, boven de 450°C snelle zuurstofabsorptie en boven de 600°C snelle stikstofabsorptie.
Daarom is effectieve bescherming vereist voor de las van de titaniumlegering tijdens de stollingsfase en de temperatuur die daalt tot onder de 300 °C om oxidatie te voorkomen. Op basis van de bovenstaande beschrijving is het duidelijk dat het geblazen beschermgas niet alleen bescherming moet bieden aan het smeltbad op het juiste moment, maar ook aan het net gestolde deel van de las. Daarom wordt de off-axis zijblaasmethode, zoals weergegeven in figuur 1, over het algemeen de voorkeur gegeven, omdat deze een breder beschermingsbereik biedt dan de coaxiale afschermingsmethode, zoals weergegeven in figuur 2, met name voor het net gestolde deel van de las.
Voor bepaalde specifieke producten moet de keuze van de methode echter gebaseerd zijn op de productstructuur en de verbindingsconfiguratie.
Specifieke selectie van de methode voor het introduceren van beschermend gas
1. Rechtlijnige las
Als de lasvorm van het product recht is, zoals weergegeven in afbeelding 3, en de verbindingsconfiguratie stompe naden, overlappingsnaden, hoeklassen of stapellassen omvat, is de voorkeursmethode voor dit type product de off-axis zijblaasmethode die in afbeelding 1 wordt weergegeven.
Figuur 3: Rechtlijnige las
2. Vlakke gesloten geometrielas
Zoals weergegeven in figuur 4, heeft de las in dit type product een gesloten, vlakke vorm, zoals een cirkelvormige, veelhoekige of multisegmentvormige lijnvorm. De lasconfiguraties kunnen bestaan uit stompe naden, overlapnaden of stapellassen. Voor dit type product is het gebruik van het coaxiale beschermgas uit figuur 2 de beste methode.
Figuur 4: Vlakke, gesloten geometrielas
De keuze van het beschermgas voor lassen met een vlakke, gesloten geometrie heeft een directe invloed op de kwaliteit, efficiëntie en kosten van de lasproductie. Vanwege de diversiteit aan lasmaterialen is de keuze van het lasgas echter complex in de praktijk van lasprocessen. Het vereist een uitgebreide afweging van lasmaterialen, lasmethoden, lasposities en het gewenste lasresultaat. De keuze van het meest geschikte lasgas kan worden bepaald door middel van lastesten om optimale lasresultaten te bereiken.
Videoweergave | Overzicht voor handheld laserlassen
Meer weten over wat een draagbare laserlasmachine is?
In deze video wordt uitgelegd wat een laserlasmachine is en wat deinstructies en structuren die u moet kennen.
Dit is tevens uw ultieme gids voordat u een draagbare laserlasser koopt.
Er zijn basissamenstellingen voor een 1000W, 1500W en 2000W laserlasmachine.
Veelzijdig laserlassen voor uiteenlopende eisen
In deze video demonstreren we verschillende lasmethoden die je met een draagbare laserlasser kunt bereiken. Een draagbare laserlasser kan de balans tussen een beginnende lasser en een ervaren lasser gelijktrekken.
Wij bieden opties van 500W tot en met 3000W.
Aanbevolen draagbare laserlasser
Veelgestelde vragen
- Bij laserlassen is beschermgas een essentieel onderdeel om het lasgebied te beschermen tegen atmosferische verontreiniging. De laserstraal met hoge intensiteit die bij dit type lassen wordt gebruikt, genereert een aanzienlijke hoeveelheid warmte, waardoor een smeltbad van metaal ontstaat.
Inert gas wordt vaak gebruikt om het smeltbad te beschermen tijdens het lasproces van laserlasmachines. Bij het lassen van sommige materialen wordt oppervlakteoxidatie mogelijk niet in aanmerking genomen. Voor de meeste toepassingen worden echter vaak helium, argon, stikstof en andere gassen gebruikt als bescherming. Laten we eens kijken waarom laserlasmachines beschermgas nodig hebben tijdens het lassen.
Bij laserlassen beïnvloedt het beschermgas de vorm, kwaliteit, inbranding en smeltbreedte van de las. In de meeste gevallen heeft het blazen van het beschermgas een positief effect op de las.
- Argon-HeliummengselsArgon-heliummengsels: over het algemeen aanbevolen voor de meeste aluminiumlastoepassingen, afhankelijk van het laservermogen. Argon-zuurstofmengsels: kunnen een hoge efficiëntie en acceptabele laskwaliteit bieden.
- De volgende gassen worden gebruikt bij het ontwerp en de toepassing van gaslasers: koolstofdioxide (CO2), helium-neon (H en Ne) en stikstof (N).
Heeft u vragen over handmatig laserlassen?
Geplaatst op: 19 mei 2023