Kako izbrati najboljše plinske mešanice za lasersko varjenje?
Vrste, prednosti in uporaba
Uvod:
Ključne stvari, ki jih morate vedeti pred potapljanjem
Lasersko varjenje je visoko precizna metoda varjenja, ki uporablja laserski žarek za taljenje materiala obdelovanca in nato po ohladitvi tvori zvar. Pri laserskem varjenju ima plin ključno vlogo.
Zaščitni plin ne vpliva le na nastanek varilnega šiva, kakovost varilnega šiva, penetracijo varilnega šiva in širino penetracije, temveč neposredno vpliva tudi na kakovost in učinkovitost laserskega varjenja.
Kateri plini so potrebni za lasersko varjenje?Ta članek bo podrobno preučilpomen plinov za lasersko varjenje, uporabljeni plini in kaj počnejo.
Priporočili bomo tudinajboljši laserski varilni strojza vaše potrebe.
Zakaj je plin potreben za lasersko varjenje?
Lasersko varjenje
Med postopkom laserskega varjenja se laserski žarek z visoko gostoto energije usmeri na varilno območje obdelovanca.
Povzroča takojšnje taljenje površinskega materiala obdelovanca.
Med laserskim varjenjem je potreben plin za zaščito varilnega območja.
Nadzorujte temperaturo, izboljšajte kakovost varjenja in zaščitite optični sistem.
Izbira ustrezne vrste plina in parametrov dovoda sta pomembna dejavnika za zagotavljanje učinkovitosti.
In stabilen postopek laserskega varjenja ter doseganje visokokakovostnih rezultatov varjenja.
1. Zaščita varilnih območij
Med postopkom laserskega varjenja je varjeno območje izpostavljeno zunanjemu okolju in ga zlahka prizadene kisik in drugi plini v zraku.
Kisik sproži oksidacijske reakcije, ki lahko zmanjšajo kakovost varjenja ter povzročijo nastanek por in vključkov. Varjenje je mogoče učinkovito zaščititi pred onesnaženjem s kisikom z dovajanjem ustreznega plina, običajno inertnega plina, kot je argon, na varilno območje.
2. Nadzor toplote
Izbira in dovod plina lahko pomagata nadzorovati temperaturo varilnega območja. Z nastavitvijo pretoka in vrste plina lahko vplivamo na hitrost hlajenja varilnega območja. To je pomembno za nadzor toplotno prizadetega območja (HAZ) med varjenjem in zmanjšanje toplotnih deformacij.
3. Izboljšana kakovost varjenja
Nekateri pomožni plini, kot sta kisik ali dušik, lahko izboljšajo kakovost in delovanje varov. Na primer, dodajanje kisika lahko izboljša prodiranje varjenja in poveča hitrost varjenja, hkrati pa vpliva tudi na obliko in globino varjenja.
4. Hlajenje s plinom
Pri laserskem varjenju je varilno območje običajno izpostavljeno visokim temperaturam. Uporaba plinskega hladilnega sistema lahko pomaga nadzorovati temperaturo varilnega območja in preprečiti pregrevanje. To je bistveno za zmanjšanje toplotnih obremenitev v varilnem območju in izboljšanje kakovosti varjenja.
Avtomatizirano lasersko varjenje
5. Zaščita optičnih sistemov pred plini
Laserski žarek se s pomočjo optičnega sistema usmeri na varilno območje.
Med spajkanjem lahko staljeni material in nastali aerosoli kontaminirajo optične komponente.
Z vnosom plinov v varilno območje se zmanjša tveganje kontaminacije in podaljša življenjska doba optičnega sistema.
Kateri plini se uporabljajo pri laserskem varjenju?
Pri laserskem varjenju lahko plin izolira zrak od varilne plošče in prepreči njeno reakcijo z zrakom. Na ta način bo varjena površina kovinske plošče bolj bela in lepša. Uporaba plina ščiti tudi leče pred varilnim prahom. Običajno se uporabljajo naslednji plini:
1. Zaščitni plin:
Zaščitni plini, včasih imenovani "inertni plini", igrajo pomembno vlogo v postopku laserskega varjenja. Pri postopkih laserskega varjenja se za zaščito varilne taline pogosto uporabljajo inertni plini. Med pogosto uporabljene zaščitne pline pri laserskem varjenju spadata predvsem argon in neon. Njihove fizikalne in kemijske lastnosti se razlikujejo, zato se razlikujejo tudi njihovi učinki na var.
Zaščitni plin:Argon
Argon je eden najpogosteje uporabljenih inertnih plinov.
Ima visoko stopnjo ionizacije pod delovanjem laserja, kar ne prispeva k nadzoru nastajanja plazemskih oblakov, kar bo imelo določen vpliv na učinkovito uporabo laserjev.
Inertna narava argona ga preprečuje vdor v proces spajkanja, hkrati pa dobro odvaja toploto in pomaga nadzorovati temperaturo na območju spajkanja.
Zaščitni plin:Neon
Neon se pogosto uporablja kot inertni plin, podobno kot argon, in se uporablja predvsem za zaščito varilnega območja pred kisikom in drugimi onesnaževalci v zunanjem okolju.
Pomembno je omeniti, da neon ni primeren za vse aplikacije laserskega varjenja.
Uporablja se predvsem za nekatera posebna varilna opravila, kot je varjenje debelejših materialov ali kadar so potrebni globlji varilni šivi.
2. Pomožni plin:
Med postopkom laserskega varjenja se poleg glavnega zaščitnega plina lahko uporabijo tudi pomožni plini za izboljšanje učinkovitosti in kakovosti varjenja. Sledi nekaj običajnih pomožnih plinov, ki se uporabljajo pri laserskem varjenju.
Pomožni plin:Kisik
Kisik se pogosto uporablja kot pomožni plin in se lahko uporabi za povečanje toplote in globine varjenja med varjenjem.
Dodajanje kisika lahko poveča hitrost varjenja in penetracijo, vendar ga je treba skrbno nadzorovati, da se prepreči prekomerni kisik, ki povzroča težave z oksidacijo.
Pomožni plin:Vodik/mešanica vodika
Vodik izboljša kakovost zvarov in zmanjša nastanek poroznosti.
Zmesi argona in vodika se uporabljajo v nekaterih posebnih aplikacijah, kot je varjenje nerjavečega jekla. Vsebnost vodika v zmesi se običajno giblje od 2 % do 15 %.
Zaščitni plin:Dušik
Dušik se pogosto uporablja tudi kot pomožni plin pri laserskem varjenju.
Ionizacijska energija dušika je zmerna, višja kot pri argonu in nižja kot pri vodiku.
Stopnja ionizacije je običajno pod vplivom laserja. Lahko bolje zmanjša nastanek plazemskih oblakov, zagotovi višjo kakovost in videz varov ter zmanjša vpliv kisika na varove.
Dušik se lahko uporablja tudi za nadzor temperature varilnega območja in zmanjšanje nastajanja mehurčkov in por.
Zaščitni plin:Helij
Helij se običajno uporablja za visokozmogljivo lasersko varjenje, ker ima nizko toplotno prevodnost in se ne ionizira zlahka, kar omogoča nemoten prehod laserja in doseganje površine obdelovanca brez ovir.
Ugodno za varjenje z večjo močjo. Helij se lahko uporablja tudi za izboljšanje kakovosti varjenja in nadzor temperature varjenja. To je najučinkovitejši zaščitni plin, ki se uporablja pri laserskem varjenju, vendar je relativno drag.
3. Hladilni plin:
Hladilni plin se pogosto uporablja med laserskim varjenjem za nadzor temperature varilnega območja, preprečevanje pregrevanja in ohranjanje kakovosti varjenja. Sledi nekaj pogosto uporabljenih hladilnih plinov:
Hladilni plin/medij:Voda
Voda je pogost hladilni medij, ki se pogosto uporablja za hlajenje laserskih generatorjev in optičnih sistemov za lasersko varjenje.
Vodni hladilni sistemi lahko pomagajo vzdrževati stabilno temperaturo laserskega generatorja in optičnih komponent, da se zagotovi stabilnost in delovanje laserskega žarka.
Hladilni plin/medij:Atmosferski plini
Pri nekaterih postopkih laserskega varjenja se za hlajenje lahko uporabljajo atmosferski plini.
Na primer, v optičnem sistemu laserskega generatorja lahko okoliški atmosferski plin zagotavlja hladilni učinek.
Hladilni plin/medij:Inertni plini
Kot hladilni plini se lahko uporabijo tudi inertni plini, kot sta argon in dušik.
Imajo nižjo toplotno prevodnost in se lahko uporabljajo za nadzor temperature varilnega območja in zmanjšanje območja vpliva toplote (HAZ).
Hladilni plin/medij:Tekoči dušik
Tekoči dušik je izjemno nizkotemperaturni hladilni medij, ki se lahko uporablja za izjemno močno lasersko varjenje.
Zagotavlja zelo učinkovit hladilni učinek in zagotavlja nadzor temperature v varilnem območju.
4. Mešani plin:
Plinske mešanice se pogosto uporabljajo pri varjenju za optimizacijo različnih vidikov procesa, kot so hitrost varjenja, globina prodiranja in stabilnost obloka. Obstajata dve glavni vrsti plinskih mešanic: binarne in ternarne mešanice.
Binarne plinske mešanice:Argon + kisik
Dodajanje majhne količine kisika argonu izboljša stabilnost obloka, prečisti varilno talino in poveča hitrost varjenja. Ta mešanica se pogosto uporablja za varjenje ogljikovega jekla, nizkolegiranega jekla in nerjavečega jekla.
Binarne plinske mešanice:Argon + ogljikov dioksid
Dodatek CO₂ argonu poveča varilno trdnost in odpornost proti koroziji, hkrati pa zmanjša brizganje. Ta mešanica se pogosto uporablja za varjenje ogljikovega in nerjavečega jekla.
Binarne plinske mešanice:Argon + vodik
Vodik zviša temperaturo obloka, izboljša hitrost varjenja in zmanjša napake pri varjenju. Še posebej je uporaben za varjenje zlitin na osnovi niklja in nerjavnega jekla.
Ternarne plinske mešanice:Argon + Kisik + Ogljikov dioksid
Ta mešanica združuje prednosti mešanic argona in kisika ter argona in CO₂. Zmanjšuje brizganje, izboljšuje tekočnost varilne taline in izboljšuje kakovost zvara. Široko se uporablja za varjenje različnih debelin ogljikovega jekla, nizkolegiranega jekla in nerjavečega jekla.
Ternarne plinske mešanice:Argon + Helij + Ogljikov dioksid
Ta mešanica pomaga izboljšati stabilnost obloka, poveča temperaturo varilne taline in poveča hitrost varjenja. Uporablja se pri varjenju s kratkim stikom in zahtevnih varilnih aplikacijah, saj ponuja boljši nadzor nad oksidacijo.
Izbira plina v različnih aplikacijah
Ročno lasersko varjenje
Pri različnih aplikacijah laserskega varjenja je izbira ustreznega plina ključnega pomena, saj lahko različne kombinacije plinov povzročijo različno kakovost, hitrost in učinkovitost varjenja. Tukaj je nekaj smernic, ki vam bodo pomagale izbrati pravi plin za vašo specifično aplikacijo:
Vrsta varilnega materiala:
Nerjaveče jekloobičajno uporabljaArgon ali mešanica argona in vodika.
Aluminij in aluminijeve zlitinepogosto uporabljajoČisti argon.
Titanove zlitinepogosto uporabljajoDušik.
Visokoogljična jeklapogosto uporabljajoKisik kot pomožni plin.
Hitrost varjenja in penetracija:
Če je potrebna večja hitrost varjenja ali globlji preboj varjenja, je mogoče prilagoditi kombinacijo plinov. Dodajanje kisika pogosto izboljša hitrost in preboj, vendar ga je treba skrbno nadzorovati, da se preprečijo težave z oksidacijo.
Nadzor območja vpliva toplote (HAZ):
Glede na material, ki ga čistimo, lahko med postopkom čiščenja nastanejo nevarni odpadki, ki zahtevajo posebne postopke ravnanja. To lahko poveča skupne stroške postopka laserskega čiščenja.
Kakovost varjenja:
Nekatere kombinacije plinov lahko izboljšajo kakovost in videz zvarov. Na primer, dušik lahko zagotovi boljši videz in kakovost površine.
Nadzor por in mehurčkov:
Pri aplikacijah, ki zahtevajo zelo kakovostne varove, je treba posebno pozornost nameniti nastanku por in mehurčkov. Pravilna izbira plina lahko zmanjša tveganje za te napake.
Oprema in stroški:
Na izbiro plina vplivata tudi vrsta opreme in stroški. Nekateri plini lahko zahtevajo posebne dovodne sisteme ali višje stroške.
Za specifične aplikacije je priporočljivo sodelovati z varilnim inženirjem ali profesionalnim proizvajalcem laserske varilne opreme, da dobite strokovni nasvet in optimizirate postopek varjenja.
Preden se izbere končna kombinacija plinov, je običajno potrebnih nekaj eksperimentiranja in optimizacije.
Glede na specifično uporabo lahko preizkusimo različne kombinacije plinov in parametrov, da najdemo optimalne pogoje varjenja.
Stvari, ki jih morate vedeti o: Ročno lasersko varjenje
Priporočen laserski varilni stroj
Za optimizacijo vaših nalog obdelave kovin in materialov je bistvenega pomena izbira prave opreme. MimoWork Laser priporočaRočni laserski varilni strojza natančno in učinkovito spajanje kovin.
Visoka zmogljivost in moč za različne varilne aplikacije
Ročni laserski varilni aparat z močjo 2000 W se odlikuje po majhni velikosti, a hkrati izjemni kakovosti varjenja.
Stabilen vir optičnega laserja in priključen optični kabel zagotavljata varno in stabilno dovajanje laserskega žarka.
Z visoko močjo je lasersko varjenje ključavnice izpopolnivo in omogoča trdnejši varilni spoj tudi pri debelih kovinah.
Prenosni laserski varilni aparat je kompaktne in majhne velikosti ter opremljen s premično ročno lasersko varilno pištolo, ki je lahka in priročna za varjenje z več laserji pod katerim koli kotom in površino.
Izbirne različne vrste šob za lasersko varjenje in sistemi za samodejno podajanje žice olajšajo lasersko varjenje in so prijazni tudi za začetnike.
Visokohitrostno lasersko varjenje močno poveča učinkovitost in produktivnost vaše proizvodnje, hkrati pa omogoča odličen učinek laserskega varjenja.
Povzemi
Skratka, lasersko varjenje mora uporabljati plin za zaščito varilnih območij, nadzor temperature, izboljšanje kakovosti varjenja in zaščito optičnih sistemov. Izbira ustreznih vrst plina in parametrov dovoda je pomemben dejavnik za zagotavljanje učinkovitega in stabilnega postopka laserskega varjenja ter doseganje visokokakovostnih rezultatov varjenja. Različni materiali in aplikacije lahko zahtevajo različne vrste in mešane deleže, da se izpolnijo specifične zahteve varjenja.
Stopite v stik z nami še danesče želite izvedeti več o naših laserskih rezalnikih in kako lahko optimizirajo vaš proizvodni proces rezanja.
Sorodne povezave
Kakšne ideje o laserskih varilnih strojih?
Čas objave: 13. januar 2025