Innflytelsen av beskyttelsesgass i lasersveising
Hva kan riktig beskyttelsesgass gi deg?
IVed lasersveising kan valg av beskyttelsesgass ha betydelig innvirkning på sveisesømmens formasjon, kvalitet, dybde og bredde.
I de aller fleste tilfeller har innføring av beskyttelsesgass en positiv effekt på sveisesømmen, mens feil bruk av beskyttelsesgass kan ha skadelige effekter på sveising.
De riktige og upassende effektene av bruk av beskyttelsesgassen er som følger:
Riktig bruk
Feil bruk
1. Effektiv beskyttelse av sveisebadet
Riktig tilførsel av beskyttelsesgass kan effektivt beskytte sveisebadet mot oksidasjon eller til og med forhindre oksidasjon helt.
1. Forringelse av sveisesømmen
Feil tilførsel av beskyttelsesgass kan føre til dårlig sveisesømmekvalitet.
2. Reduksjon av sprut
Riktig innføring av beskyttelsesgass kan effektivt redusere sprut under sveiseprosessen.
2. Sprekkdannelser og reduserte mekaniske egenskaper
Valg av feil gasstype kan føre til sprekker i sveisesømmen og redusert mekanisk ytelse.
3. Jevn dannelse av sveisesømmen
Riktig tilførsel av beskyttelsesgass fremmer jevn fordeling av sveisebadet under størkning, noe som resulterer i en jevn og estetisk tiltalende sveisesøm.
3. Økt oksidasjon eller interferens
Feil gassstrømningshastighet, enten for høy eller for lav, kan føre til økt oksidasjon av sveisesømmen. Det kan også forårsake alvorlige forstyrrelser i det smeltede metallet, noe som resulterer i kollaps eller ujevn dannelse av sveisesømmen.
4. Økt laserutnyttelse
Riktig innføring av beskyttelsesgass kan effektivt redusere skjermingseffekten av metalldampsøyler eller plasmaskyer på laseren, og dermed øke laserens effektivitet.
4. Utilstrekkelig beskyttelse eller negativ innvirkning
Å velge feil gassinnføringsmetode kan føre til utilstrekkelig beskyttelse av sveisesømmen eller til og med ha en negativ effekt på dannelsen av sveisesømmen.
5. Reduksjon av sveiseporøsitet
Riktig innføring av beskyttelsesgass kan effektivt minimere dannelsen av gassporer i sveisesømmen. Ved å velge riktig gasstype, strømningshastighet og innføringsmetode kan ideelle resultater oppnås.
5. Innflytelse på sveisedybde
Innføring av beskyttelsesgass kan ha en viss innvirkning på sveisedybden, spesielt ved tynnplatesveising, hvor det har en tendens til å redusere sveisedybden.
Ulike typer beskyttelsesgass
De vanligste beskyttelsesgassene i lasersveising er nitrogen (N2), argon (Ar) og helium (He). Disse gassene har forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper, som resulterer i varierende effekter på sveisesømmen.
1. Nitrogen (N2)
N2 har en moderat ioniseringsenergi, høyere enn Ar og lavere enn He. Under laserens påvirkning ioniserer den i moderat grad, noe som effektivt reduserer dannelsen av plasmaskyer og øker laserens utnyttelsesgrad. Nitrogen kan imidlertid reagere kjemisk med aluminiumslegeringer og karbonstål ved visse temperaturer og danne nitrider. Dette kan øke sprøheten og redusere seigheten til sveisesømmen, noe som negativt påvirker dens mekaniske egenskaper. Derfor anbefales ikke bruk av nitrogen som beskyttelsesgass for aluminiumslegeringer og karbonstålsveiser. På den annen side kan nitrogen reagere med rustfritt stål og danne nitrider som forbedrer styrken til sveiseskjøten. Derfor kan nitrogen brukes som beskyttelsesgass for sveising av rustfritt stål.
2. Argongass (Ar)
Argongass har den relativt laveste ioniseringsenergien, noe som resulterer i en høyere grad av ionisering under laserpåvirkning. Dette er ugunstig for å kontrollere dannelsen av plasmaskyer og kan ha en viss innvirkning på effektiv utnyttelse av lasere. Argon har imidlertid svært lav reaktivitet og vil sannsynligvis ikke gjennomgå kjemiske reaksjoner med vanlige metaller. I tillegg er argon kostnadseffektivt. På grunn av sin høye tetthet synker argon over smeltebadet, noe som gir bedre beskyttelse for smeltebadet. Derfor kan den brukes som en konvensjonell beskyttelsesgass.
3. Heliumgass (He)
Heliumgass har den høyeste ioniseringsenergien, noe som fører til en svært lav grad av ionisering under laserpåvirkning. Det gir bedre kontroll over plasmaskydannelse, og lasere kan effektivt samhandle med metaller. Dessuten har helium svært lav reaktivitet og gjennomgår ikke lett kjemiske reaksjoner med metaller, noe som gjør det til en utmerket gass for sveisebeskyttelse. Kostnaden for helium er imidlertid høy, så det brukes vanligvis ikke i masseproduksjon av produkter. Det brukes ofte i vitenskapelig forskning eller til produkter med høy verdiøkning.
To metoder for bruk av beskyttelsesgass
For tiden finnes det to hovedmetoder for å innføre beskyttelsesgass: sideblåsing utenfor aksen og koaksial beskyttelsesgass, som vist i henholdsvis figur 1 og figur 2.
Figur 1: Sideblåsende beskyttelsesgass utenfor aksen
Figur 2: Koaksial skjermgass
Valget mellom de to blåsemetodene avhenger av ulike hensyn.
Generelt anbefales det å bruke sideblåsingsmetoden utenfor aksen for dekkgass.
Hvordan velge riktig beskyttelsesgass?
For det første er det viktig å presisere at begrepet «oksidasjon» av sveiser er et dagligdags uttrykk. I teorien refererer det til forringelse av sveisekvaliteten på grunn av kjemiske reaksjoner mellom sveisemetallet og skadelige komponenter i luften, som oksygen, nitrogen og hydrogen.
Å forhindre oksidasjon av sveisen innebærer å redusere eller unngå kontakt mellom disse skadelige komponentene og sveisematerialet med høy temperatur. Denne høytemperaturtilstanden omfatter ikke bare det smeltede sveisebadet, men også hele perioden fra sveisematerialet smelter til badet størkner og temperaturen synker under en viss terskel.
Sveiseprosess
For eksempel, ved sveising av titanlegeringer, når temperaturen er over 300 °C, skjer det rask hydrogenabsorpsjon; over 450 °C skjer det rask oksygenabsorpsjon; og over 600 °C skjer det rask nitrogenabsorpsjon.
Derfor er effektiv beskyttelse nødvendig for titanlegeringssveisen i den fasen hvor den størkner og temperaturen synker til under 300 °C for å forhindre oksidasjon. Basert på beskrivelsen ovenfor er det tydelig at beskyttelsesgassen som blåses må gi beskyttelse ikke bare til smeltebadet på riktig tidspunkt, men også til det nettopp størknede området av sveisen. Derfor er sideblåsingsmetoden utenfor aksen vist i figur 1 generelt foretrukket fordi den tilbyr et bredere beskyttelsesområde sammenlignet med den koaksiale skjermingsmetoden vist i figur 2, spesielt for det nettopp størknede området av sveisen.
For visse spesifikke produkter må imidlertid valget av metode gjøres basert på produktets struktur og skjøtkonfigurasjon.
Spesifikt valg av metode for innføring av beskyttelsesgass
1. Rettlinjesveis
Hvis produktets sveiseform er rett, som vist i figur 3, og skjøtkonfigurasjonen inkluderer støtskjøter, overlappskjøter, kilsveiser eller stakksveiser, er den foretrukne metoden for denne typen produkt den aksiale sideblåsingsmetoden vist i figur 1.
Figur 3: Rettlinjesveis
2. Planar lukket geometrisk sveis
Som vist i figur 4 har sveisen i denne typen produkt en lukket plan form, for eksempel en sirkulær, polygonal eller flersegmentert linjeform. Skjøtkonfigurasjonene kan inkludere støtskjøter, overlappskjøter eller stakksveiser. For denne typen produkt er den foretrukne metoden å bruke den koaksiale beskyttelsesgassen vist i figur 2.
Figur 4: Plan, lukket geometrisk sveis
Valg av beskyttelsesgass for plane, lukkede geometriske sveiser påvirker direkte kvaliteten, effektiviteten og kostnadene ved sveiseproduksjonen. På grunn av mangfoldet av sveisematerialer er imidlertid valg av sveisegass komplekst i faktiske sveiseprosesser. Det krever omfattende vurdering av sveisematerialer, sveisemetoder, sveiseposisjoner og ønsket sveiseresultat. Valget av den mest passende sveisegassen kan bestemmes gjennom sveisetester for å oppnå optimale sveiseresultater.
Videodisplay | Oversikt for håndholdt lasersveising
Lær mer om hva en håndholdt lasersveiser er
Denne videoen forklarer hva en lasersveisemaskin er og hva den erinstruksjoner og strukturer du trenger å kjenne til.
Dette er også din ultimate guide før du kjøper en håndholdt lasersveiser.
Det finnes grunnleggende sammensetninger av en 1000W 1500w 2000w lasersveisemaskin.
Allsidig lasersveising for ulike behov
I denne videoen demonstrerer vi flere sveisemetoder du kan oppnå med en håndholdt lasersveiser. En håndholdt lasersveiser kan jevne ut spillereglene mellom en nybegynner innen sveising og en erfaren sveisemaskinoperatør.
Vi tilbyr alternativer fra 500w helt opp til 3000w.
Anbefalt håndholdt lasersveiser
Vanlige spørsmål
- Ved lasersveising er beskyttelsesgass en kritisk komponent som brukes for å beskytte sveiseområdet mot atmosfærisk forurensning. Den høyintensitetslaserstrålen som brukes i denne typen sveising genererer en betydelig mengde varme, noe som skaper et smeltet metallbasseng.
Inertgass brukes ofte til å beskytte smeltebadet under sveiseprosessen til lasersveisemaskiner. Når noen materialer sveises, kan det hende at overflateoksidasjon ikke tas i betraktning. Imidlertid brukes helium, argon, nitrogen og andre gasser ofte som beskyttelse for de fleste bruksområder. La oss se på hvorfor lasersveisemaskiner trenger beskyttelsesgass ved sveising.
Ved lasersveising vil beskyttelsesgassen påvirke sveiseformen, sveisekvaliteten, sveiseinntrengningen og smeltebredden. I de fleste tilfeller vil det å blåse beskyttelsesgassen ha en positiv innvirkning på sveisen.
- Argon-heliumblandingerArgon-heliumblandinger: anbefales vanligvis for de fleste lasersveiseapplikasjoner for aluminium, avhengig av lasereffektnivået. Argon-oksygenblandinger: kan gi høy effektivitet og akseptabel sveisekvalitet.
- Gasser som brukes i design og anvendelse av gasslasere er følgende: karbondioksid (CO2), helium-neon (H og Ne) og nitrogen (N).
Har du spørsmål om håndholdt lasersveising?
Publisert: 19. mai 2023