Влияние защитного газа на лазерную сварку
Что может дать вам защитный газ Right Protective Gas?
IПри лазерной сварке выбор защитного газа может существенно повлиять на формирование, качество, глубину и ширину сварного шва.
В подавляющем большинстве случаев введение защитного газа оказывает положительное воздействие на сварной шов, в то время как неправильное использование защитного газа может иметь пагубные последствия для сварки.
Допустимые и недопустимые последствия использования защитного газа следующие:
Правильное использование
Неправильное использование
1. Эффективная защита сварочной ванны.
Правильное введение защитного газа может эффективно защитить сварочную ванну от окисления или даже предотвратить окисление полностью.
1. Разрушение сварного шва
Неправильное введение защитного газа может привести к низкому качеству сварного шва.
2. Снижение разбрызгивания
Правильное введение защитного газа может эффективно снизить разбрызгивание металла во время сварки.
2. Растрескивание и снижение механических свойств.
Выбор неправильного типа газа может привести к растрескиванию сварного шва и снижению механических характеристик.
3. Равномерное формирование сварного шва
Правильное введение защитного газа способствует равномерному распределению сварочной ванны во время затвердевания, что приводит к получению однородного и эстетически привлекательного сварочного шва.
3. Усиленное окисление или помехи
Выбор неправильной скорости потока газа, будь то слишком высокой или слишком низкой, может привести к усиленному окислению сварного шва. Это также может вызвать серьезные нарушения в расплавленном металле, что приведет к разрушению или неравномерному формированию сварного шва.
4. Расширенное использование лазера
Правильное введение защитного газа может эффективно уменьшить экранирующее воздействие паров металлов или плазменных облаков на лазер, тем самым повышая его эффективность.
4. Недостаточная защита или негативное воздействие
Выбор неправильного метода подачи газа может привести к недостаточной защите сварного шва или даже негативно повлиять на его формирование.
5. Снижение пористости сварного шва
Правильное введение защитного газа позволяет эффективно минимизировать образование газовых пор в сварном шве. Выбор подходящего типа газа, скорости потока и метода подачи позволяет достичь оптимальных результатов.
5. Влияние на глубину сварного шва
Введение защитного газа может оказать определенное влияние на глубину сварного шва, особенно при сварке тонких пластин, где оно, как правило, уменьшает глубину сварного шва.
Различные виды защитного газа
В лазерной сварке обычно используются следующие защитные газы: азот (N2), аргон (Ar) и гелий (He). Эти газы обладают различными физическими и химическими свойствами, что приводит к различному воздействию на сварной шов.
1. Азот (N2)
Азот (N2) обладает умеренной энергией ионизации, выше, чем у аргона (Ar), и ниже, чем у гелия (He). Под действием лазера он ионизируется в умеренной степени, эффективно уменьшая образование плазменных облаков и повышая эффективность использования лазера. Однако при определенных температурах азот может вступать в химические реакции с алюминиевыми сплавами и углеродистой сталью, образуя нитриды. Это может повысить хрупкость и снизить прочность сварного шва, негативно влияя на его механические свойства. Поэтому использование азота в качестве защитного газа при сварке алюминиевых сплавов и углеродистой стали не рекомендуется. С другой стороны, азот может вступать в реакцию с нержавеющей сталью, образуя нитриды, которые повышают прочность сварного соединения. Поэтому азот можно использовать в качестве защитного газа при сварке нержавеющей стали.
2. Газ аргон (Ar)
Аргон обладает относительно низкой энергией ионизации, что приводит к более высокой степени ионизации под действием лазера. Это неблагоприятно для контроля образования плазменных облаков и может оказать определенное влияние на эффективное использование лазеров. Однако аргон обладает очень низкой реакционной способностью и вряд ли вступает в химические реакции с обычными металлами. Кроме того, аргон экономически выгоден. Более того, благодаря своей высокой плотности, аргон опускается над сварочной ванной, обеспечивая лучшую защиту сварочной ванны. Поэтому его можно использовать в качестве обычного защитного газа.
3. Гелий (He)
Гелий обладает самой высокой энергией ионизации, что приводит к очень низкой степени ионизации под действием лазера. Это позволяет лучше контролировать образование плазменного облака, а лазеры могут эффективно взаимодействовать с металлами. Кроме того, гелий обладает очень низкой реакционной способностью и не вступает в химические реакции с металлами, что делает его отличным газом для защиты сварных швов. Однако стоимость гелия высока, поэтому он, как правило, не используется в массовом производстве продукции. Он широко применяется в научных исследованиях или для производства продукции с высокой добавленной стоимостью.
Два метода применения защитного газа
В настоящее время существует два основных метода подачи защитного газа: боковое внеосевое продувание и коаксиальное продувание защитным газом, как показано на рисунках 1 и 2 соответственно.
Рисунок 1: Боковая продувка защитным газом вне оси
Рисунок 2: Коаксиальный защитный газ
Выбор между двумя методами обдува зависит от ряда факторов.
В целом, для подачи защитного газа рекомендуется использовать метод бокового продува вне оси.
Как выбрать подходящий защитный газ?
Во-первых, важно уточнить, что термин «окисление» сварных швов — это разговорное выражение. Теоретически, он относится к ухудшению качества сварного шва вследствие химических реакций между металлом сварного шва и вредными компонентами воздуха, такими как кислород, азот и водород.
Предотвращение окисления сварного шва включает в себя уменьшение или избегание контакта этих вредных компонентов с высокотемпературным сварочным металлом. Это высокотемпературное состояние включает в себя не только расплавленный металл сварочной ванны, но и весь период от момента расплавления металла до затвердевания ванны и снижения ее температуры ниже определенного порогового значения.
Процесс сварки
Например, при сварке титановых сплавов при температуре выше 300 °C происходит быстрое поглощение водорода; выше 450 °C — быстрое поглощение кислорода; а выше 600 °C — быстрое поглощение азота.
Следовательно, для защиты сварного шва из титанового сплава в фазе его затвердевания и снижения температуры ниже 300°C необходима эффективная защита от окисления. Исходя из приведенного выше описания, становится ясно, что подаваемый защитный газ должен обеспечивать защиту не только сварочной ванны в соответствующий момент времени, но и только что затвердевшей области сварного шва. Поэтому метод боковой подачи газа под углом, показанный на рисунке 1, обычно предпочтительнее, поскольку он обеспечивает более широкий диапазон защиты по сравнению с методом коаксиальной подачи газа, показанным на рисунке 2, особенно для только что затвердевшей области сварного шва.
Однако для некоторых конкретных изделий выбор метода должен основываться на структуре изделия и конфигурации соединения.
Конкретный выбор метода введения защитного газа
1. Прямолинейная сварка
Если форма сварного шва изделия прямая, как показано на рисунке 3, и конфигурация соединения включает стыковые соединения, нахлесточные соединения, угловые сварные швы или пакетные сварные швы, то предпочтительным методом для этого типа изделий является метод бокового обдува под углом, показанный на рисунке 1.
Рисунок 3: Прямолинейная сварка
2. Плоский замкнутый сварной шов
Как показано на рисунке 4, сварной шов в изделиях этого типа имеет замкнутую плоскую форму, например, круглую, многоугольную или многосегментную. Конфигурации соединений могут включать стыковые соединения, нахлесточные соединения или пакетные сварные швы. Для изделий этого типа предпочтительным методом является использование коаксиального защитного газа, показанного на рисунке 2.
Рисунок 4: Плоский замкнутый сварной шов
Выбор защитного газа для сварных швов в плоской замкнутой геометрии напрямую влияет на качество, эффективность и стоимость сварочных работ. Однако из-за разнообразия свариваемых материалов выбор сварочного газа в реальных сварочных процессах является сложной задачей. Он требует всестороннего учета сварочных материалов, методов сварки, положений сварки и желаемого результата. Выбор наиболее подходящего сварочного газа может быть определен с помощью сварочных испытаний для достижения оптимальных результатов сварки.
Видеодисплей | Краткий обзор для ручной лазерной сварки
Узнайте больше о том, что такое ручной лазерный сварочный аппарат.
В этом видео объясняется, что такое лазерный сварочный аппарат и как он работает.Инструкции и структуры, которые вам необходимо знать.
Это также ваше исчерпывающее руководство перед покупкой ручного лазерного сварочного аппарата.
Существуют базовые комплектации лазерных сварочных аппаратов мощностью 1000 Вт, 1500 Вт и 2000 Вт.
Универсальная лазерная сварка для различных задач.
В этом видео мы демонстрируем несколько методов сварки, которые можно выполнить с помощью ручного лазерного сварочного аппарата. Ручной лазерный сварочный аппарат может уравнять шансы как новичка, так и опытного сварщика.
Мы предлагаем модели мощностью от 500 Вт до 3000 Вт.
Часто задаваемые вопросы
- При лазерной сварке защитный газ является важнейшим компонентом, используемым для защиты зоны сварки от атмосферного загрязнения. Высокоинтенсивный лазерный луч, используемый в этом типе сварки, генерирует значительное количество тепла, создавая расплавленную ванну металла.
Инертный газ часто используется для защиты расплавленной ванны во время процесса сварки на лазерных сварочных аппаратах. При сварке некоторых материалов окисление поверхности может не учитываться. Однако для большинства применений в качестве защиты часто используются гелий, аргон, азот и другие газы. Давайте рассмотрим, почему лазерным сварочным аппаратам необходим защитный газ при сварке.
При лазерной сварке защитный газ влияет на форму сварного шва, качество сварного шва, глубину проплавления и ширину проплавления. В большинстве случаев подача защитного газа оказывает положительное воздействие на качество сварного шва.
- Смеси аргона и гелияСмеси аргона и гелия: обычно рекомендуются для большинства видов лазерной сварки алюминия в зависимости от мощности лазера. Смеси аргона и кислорода: могут обеспечить высокую эффективность и приемлемое качество сварки.
- В конструкции и применении газовых лазеров используются следующие газы: диоксид углерода (CO2), гелий-неон (H и Ne) и азот (N).
Есть вопросы по ручной лазерной сварке?
Дата публикации: 19 мая 2023 г.