Как выбрать оптимальную газовую смесь для лазерной сварки?
Виды, преимущества и области применения
Введение:
Основные моменты, которые нужно знать перед началом работы
Лазерная сварка — это высокоточный метод сварки, при котором лазерный луч расплавляет материал заготовки, а затем после охлаждения образует сварной шов. В лазерной сварке ключевую роль играет газ.
Защитный газ влияет не только на формирование сварного шва, его качество, глубину проплавления и ширину проплавления, но и напрямую влияет на качество и эффективность лазерной сварки.
Какие газы необходимы для лазерной сварки?В этой статье будет подробно рассмотрено следующее:важность газов для лазерной сваркииспользуемые газы и их действие.
Мы также порекомендуемлучший аппарат для лазерной сваркидля ваших нужд.
Зачем нужен газ для лазерной сварки?
Лазерная сварка
В процессе лазерной сварки лазерный луч с высокой плотностью энергии фокусируется на зоне сварки заготовки.
Вызывает мгновенное расплавление поверхностного материала заготовки.
При лазерной сварке для защиты зоны сварки необходим газ.
Контроль температуры, улучшение качества сварки и защита оптической системы.
Выбор подходящего типа газа и параметров подачи являются важными факторами для обеспечения эффективной работы.
Стабильный процесс лазерной сварки и получение высококачественных результатов сварки.
1. Защита сварочных зон
В процессе лазерной сварки зона сварки подвергается воздействию внешней среды и легко подвергается воздействию кислорода и других газов, содержащихся в воздухе.
Кислород запускает реакции окисления, которые могут привести к снижению качества сварного шва, а также к образованию пор и включений. Эффективную защиту сварного шва от загрязнения кислородом можно обеспечить подачей в зону сварки соответствующего газа, обычно инертного, такого как аргон.
2. Регулировка температуры
Выбор и подача газа позволяют контролировать температуру зоны сварки. Регулируя скорость потока и тип газа, можно влиять на скорость охлаждения зоны сварки. Это важно для контроля зоны термического воздействия (ЗТВ) во время сварки и уменьшения термической деформации.
3. Улучшенное качество сварки
Некоторые вспомогательные газы, такие как кислород или азот, могут улучшить качество и характеристики сварных швов. Например, добавление кислорода может улучшить проплавление сварного шва и увеличить скорость сварки, а также повлиять на форму и глубину сварного шва.
4. Газовое охлаждение
При лазерной сварке зона сварки обычно подвергается воздействию высоких температур. Использование системы газового охлаждения помогает контролировать температуру в зоне сварки и предотвращать перегрев. Это необходимо для снижения термического напряжения в зоне сварки и повышения качества сварки.
Автоматизированная лазерная сварка
5. Газовая защита оптических систем
Лазерный луч фокусируется на зоне сварки с помощью оптической системы.
В процессе пайки расплавленный материал и образующиеся аэрозоли могут загрязнять оптические компоненты.
Введение газов в зону сварки снижает риск загрязнения и продлевает срок службы оптической системы.
Какие газы используются при лазерной сварке?
При лазерной сварке газ изолирует воздух от свариваемой пластины и предотвращает его реакцию с воздухом. Таким образом, поверхность свариваемой металлической пластины становится белее и красивее. Использование газа также защищает линзы от сварочной пыли. Обычно используются следующие газы:
1. Защитный газ:
Защитные газы, иногда называемые «инертными газами», играют важную роль в процессе лазерной сварки. В процессах лазерной сварки часто используются инертные газы для защиты сварочной ванны. К наиболее часто используемым защитным газам в лазерной сварке относятся в основном аргон и неон. Их физические и химические свойства различаются, поэтому и их воздействие на сварной шов также различно.
Защитный газ:Аргон
Аргон — один из наиболее часто используемых инертных газов.
Под действием лазера он обладает высокой степенью ионизации, что не способствует контролю образования плазменных облаков и, следовательно, оказывает определенное влияние на эффективность использования лазеров.
Инертная природа аргона исключает его использование в процессе пайки, а также он хорошо рассеивает тепло, помогая контролировать температуру в зоне пайки.
Защитный газ:Неон
Неон часто используется в качестве инертного газа, подобно аргону, и в основном применяется для защиты зоны сварки от кислорода и других загрязняющих веществ из внешней среды.
Важно отметить, что неон подходит не для всех видов лазерной сварки.
Этот метод в основном используется для выполнения некоторых специальных сварочных работ, таких как сварка более толстых материалов или когда требуется более глубокий сварной шов.
2. Вспомогательный газ:
В процессе лазерной сварки, помимо основного защитного газа, для улучшения качества и характеристик сварки могут использоваться вспомогательные газы. Ниже перечислены некоторые распространенные вспомогательные газы, используемые при лазерной сварке.
Вспомогательный газ:Кислород
Кислород обычно используется в качестве вспомогательного газа и может применяться для увеличения температуры и глубины сварного шва во время сварки.
Добавление кислорода может увеличить скорость сварки и глубину проплавления, но его необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать избытка кислорода, вызывающего проблемы окисления.
Вспомогательный газ:Водород/Водородная смесь
Водород улучшает качество сварных швов и уменьшает образование пористости.
Смеси аргона и водорода используются в некоторых специальных областях применения, например, при сварке нержавеющей стали. Содержание водорода в смеси обычно колеблется от 2% до 15%.
Защитный газ:Азот
Азот также часто используется в качестве вспомогательного газа при лазерной сварке.
Энергия ионизации азота умеренная, выше, чем у аргона, и ниже, чем у водорода.
Степень ионизации обычно определяется действием лазера. Это позволяет лучше уменьшить образование плазменных облаков, обеспечить более высокое качество сварных швов и их внешний вид, а также снизить воздействие кислорода на сварные швы.
Азот также можно использовать для контроля температуры в зоне сварки и уменьшения образования пузырьков и пор.
Защитный газ:Гелий
Гелий обычно используется для лазерной сварки высокой мощности, поскольку он обладает низкой теплопроводностью и плохо ионизируется, что позволяет лазерному лучу беспрепятственно проходить сквозь материал, а энергии луча достигать поверхности заготовки без каких-либо препятствий.
Способствует сварке с высокой мощностью. Гелий также может использоваться для улучшения качества сварного шва и контроля температуры сварки. Это наиболее эффективный защитный газ, используемый при лазерной сварке, но он относительно дорог.
3. Охлаждающий газ:
Охлаждающий газ часто используется при лазерной сварке для контроля температуры зоны сварки, предотвращения перегрева и поддержания качества сварки. Ниже перечислены некоторые часто используемые охлаждающие газы:
Охлаждающий газ/среда:Вода
Вода является распространенной охлаждающей средой, часто используемой для охлаждения лазерных генераторов и оптических систем лазерной сварки.
Системы водяного охлаждения помогают поддерживать стабильную температуру лазерного генератора и оптических компонентов, обеспечивая стабильность и производительность лазерного луча.
Охлаждающий газ/среда:Атмосферные газы
В некоторых процессах лазерной сварки для охлаждения могут использоваться окружающие атмосферные газы.
Например, в оптической системе лазерного генератора окружающий атмосферный газ может оказывать охлаждающий эффект.
Охлаждающий газ/среда:Инертные газы
В качестве охлаждающих газов также могут использоваться инертные газы, такие как аргон и азот.
Они обладают более низкой теплопроводностью и могут использоваться для контроля температуры зоны сварки и уменьшения зоны термического воздействия (ЗТВ).
Охлаждающий газ/среда:Жидкий азот
Жидкий азот — это охлаждающая среда с чрезвычайно низкой температурой, которую можно использовать для лазерной сварки сверхвысокой мощности.
Это обеспечивает очень эффективный охлаждающий эффект и гарантирует контроль температуры в зоне сварки.
4. Смесь газов:
Газовые смеси широко используются в сварке для оптимизации различных аспектов процесса, таких как скорость сварки, глубина проплавления и стабильность дуги. Существует два основных типа газовых смесей: бинарные и тройные.
Бинарные газовые смеси:Аргон + Кислород
Добавление небольшого количества кислорода к аргону улучшает стабильность дуги, очищает сварочную ванну и увеличивает скорость сварки. Эта смесь обычно используется для сварки углеродистой стали, низколегированной стали и нержавеющей стали.
Бинарные газовые смеси:Аргон + Углекислый газ
Добавление CO₂ к аргону повышает прочность сварного шва и коррозионную стойкость, а также уменьшает разбрызгивание металла. Эта смесь часто используется для сварки углеродистой и нержавеющей стали.
Бинарные газовые смеси:Аргон + Водород
Водород повышает температуру дуги, улучшает скорость сварки и уменьшает количество сварочных дефектов. Он особенно полезен при сварке никелевых сплавов и нержавеющей стали.
Тройные газовые смеси:Аргон + Кислород + Углекислый газ
Эта смесь сочетает в себе преимущества смесей аргона с кислородом и аргона с CO₂. Она уменьшает разбрызгивание металла, улучшает текучесть сварочной ванны и повышает качество сварного шва. Широко используется для сварки углеродистой стали, низколегированной стали и нержавеющей стали различной толщины.
Тройные газовые смеси:Аргон + Гелий + Углекислый газ
Эта смесь способствует повышению стабильности дуги, увеличивает температуру сварочной ванны и повышает скорость сварки. Она используется при сварке коротким замыканием и в тяжелых сварочных работах, обеспечивая лучший контроль над окислением.
Выбор газа в различных областях применения
Ручная лазерная сварка
При различных видах лазерной сварки выбор подходящего газа имеет решающее значение, поскольку разные комбинации газов могут обеспечивать разное качество сварки, скорость и эффективность. Вот несколько рекомендаций, которые помогут вам выбрать правильный газ для вашей конкретной задачи:
Тип сварочного материала:
Нержавеющая стальобычно используетАргон или смесь аргона и водорода.
Алюминий и алюминиевые сплавычасто использоватьЧистый аргон.
Титановые сплавычасто использоватьАзот.
Высокоуглеродистые сталичасто использоватьКислород в качестве вспомогательного газа.
Скорость сварки и глубина проплавления:
Если требуется более высокая скорость сварки или более глубокое проплавление, можно скорректировать газовую смесь. Добавление кислорода часто улучшает скорость и глубину проплавления, но его необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать проблем с окислением.
Контроль зоны термического воздействия (ЗТВ):
В зависимости от очищаемого материала, в процессе очистки могут образовываться опасные отходы, требующие специальных процедур обращения. Это может увеличить общую стоимость лазерной очистки.
Качество сварки:
Некоторые газовые смеси могут улучшить качество и внешний вид сварных швов. Например, азот может обеспечить лучший внешний вид и качество поверхности.
Контроль пор и образование пузырьков:
Для применений, требующих очень высококачественных сварных швов, особое внимание следует уделять образованию пор и пузырьков. Правильный выбор газовой смеси может снизить риск возникновения этих дефектов.
Вопросы оборудования и стоимости:
Выбор газа также зависит от типа оборудования и его стоимости. Для некоторых газов могут потребоваться специальные системы подачи или более высокие затраты.
Для решения конкретных задач рекомендуется обратиться к инженеру-сварщику или к профессиональному производителю оборудования для лазерной сварки, чтобы получить консультацию и оптимизировать процесс сварки.
Перед выбором окончательной комбинации газов обычно требуется провести ряд экспериментов и оптимизаций.
В зависимости от конкретной задачи можно опробовать различные комбинации газов и параметры для поиска оптимальных условий сварки.
Что вам нужно знать о ручной лазерной сварке
Рекомендуемый лазерный сварочный аппарат
Для оптимизации процессов металлообработки и обработки материалов крайне важен правильный выбор оборудования. Компания MimoWork Laser рекомендует следующее:Ручной лазерный сварочный аппаратдля точного и эффективного соединения металлов.
Высокая мощность и производительность для различных сварочных работ.
Ручной лазерный сварочный аппарат мощностью 2000 Вт отличается компактными размерами, но при этом обеспечивает превосходное качество сварки.
Стабильный волоконный лазерный источник и подключенный к нему волоконно-оптический кабель обеспечивают безопасную и стабильную подачу лазерного луча.
Благодаря высокой мощности лазера, можно добиться идеального сварочного шва, что обеспечивает более прочное соединение даже при сварке толстого металла.
Этот компактный и небольшой по внешнему виду портативный лазерный сварочный аппарат оснащен подвижным ручным лазерным сварочным пистолетом, который отличается легкостью и удобством для многолазерной сварки под любым углом и на любой поверхности.
Дополнительные опции, такие как различные типы сопел для лазерной сварки и автоматические системы подачи проволоки, упрощают процесс лазерной сварки и удобны для начинающих.
Высокоскоростная лазерная сварка значительно повышает эффективность и производительность производства, обеспечивая при этом превосходный эффект лазерной сварки.
Подведите итоги
Вкратце, лазерная сварка требует использования газа для защиты зоны сварки, контроля температуры, улучшения качества сварки и защиты оптических систем. Выбор соответствующих типов газа и параметров подачи является важным фактором обеспечения эффективного и стабильного процесса лазерной сварки и получения высококачественных результатов сварки. Для различных материалов и областей применения могут потребоваться разные типы и пропорции газов для удовлетворения конкретных требований к сварке.
Свяжитесь с нами сегодня!Узнайте больше о наших лазерных резаках и о том, как они могут оптимизировать ваш производственный процесс резки.
Есть какие-нибудь идеи по поводу лазерных сварочных аппаратов?
Дата публикации: 13 января 2025 г.