Як вибрати найкращі газові суміші для лазерного зварювання?
Типи, переваги та застосування
Вступ:
Ключові речі, які потрібно знати перед зануренням
Лазерне зварювання — це високоточний метод зварювання, який використовує лазерний промінь для розплавлення матеріалу заготовки, а потім після охолодження утворює зварний шов. У лазерному зварюванні газ відіграє ключову роль.
Захисний газ впливає не тільки на формування зварного шва, його якість, проникнення та ширину проникнення, але й безпосередньо впливає на якість та ефективність лазерного зварювання.
Які гази потрібні для лазерного зварювання?У цій статті буде детально розглянутоважливість газів для лазерного зварювання, використовувані гази та їхню дію.
Ми також рекомендуватимемонайкращий лазерний зварювальний апаратдля ваших потреб.
Навіщо потрібен газ для лазерного зварювання?
Лазерне зварювання
Під час процесу лазерного зварювання лазерний промінь високої щільності енергії фокусується на зоні зварювання заготовки.
Викликає миттєве плавлення поверхневого матеріалу заготовки.
Під час лазерного зварювання потрібен газ для захисту зони зварювання.
Контролюйте температуру, покращуйте якість зварного шва та захищайте оптичну систему.
Вибір відповідного типу газу та параметрів подачі є важливими факторами для забезпечення ефективності.
І стабільний процес лазерного зварювання та отримання високоякісних результатів зварювання.
1. Захист зон зварювання
Під час процесу лазерного зварювання зона зварювання піддається впливу зовнішнього середовища та легко піддається впливу кисню та інших газів повітря.
Кисень викликає реакції окислення, які можуть призвести до зниження якості зварного шва, а також до утворення пор і включень. Зварний шов можна ефективно захистити від забруднення киснем, подаючи в зону зварювання відповідний газ, зазвичай інертний газ, такий як аргон.
2. Контроль тепла
Вибір та подача газу можуть допомогти контролювати температуру зони зварювання. Регулюючи швидкість потоку та тип газу, можна впливати на швидкість охолодження зони зварювання. Це важливо для контролю зони термічного впливу (ЗТВ) під час зварювання та зменшення термічної деформації.
3. Покращена якість зварного шва
Деякі допоміжні гази, такі як кисень або азот, можуть покращити якість та характеристики зварних швів. Наприклад, додавання кисню може покращити проникнення шва та збільшити швидкість зварювання, а також впливати на форму та глибину шва.
4. Газове охолодження
Під час лазерного зварювання зона зварювання зазвичай піддається впливу високих температур. Використання газової системи охолодження може допомогти контролювати температуру зони зварювання та запобігти перегріву. Це важливо для зменшення термічного напруження в зоні зварювання та покращення якості зварювання.
Автоматизоване лазерне зварювання
5. Газовий захист оптичних систем
Лазерний промінь фокусується на зону зварювання за допомогою оптичної системи.
Під час процесу паяння розплавлений матеріал та аерозолі, що утворюються, можуть забруднити оптичні компоненти.
Введення газів у зону зварювання зменшує ризик забруднення та подовжує термін служби оптичної системи.
Які гази використовуються в лазерному зварюванні?
Під час лазерного зварювання газ може ізолювати повітря від зварювальної пластини та запобігати його реакції з повітрям. Таким чином, зварювальна поверхня металевої пластини буде білішою та красивішою. Використання газу також захищає лінзи від зварювального пилу. Зазвичай використовуються такі гази:
1. Захисний газ:
Захисні гази, які іноді називають «інертними газами», відіграють важливу роль у процесі лазерного зварювання. У процесах лазерного зварювання часто використовуються інертні гази для захисту зварювальної ванни. Зазвичай захисні гази, що використовуються в лазерному зварюванні, включають аргон і неон. Їхні фізичні та хімічні властивості різні, тому їх вплив на зварний шов також різний.
Захисний газ:Аргон
Аргон є одним з найбільш поширених інертних газів.
Він має високий ступінь іонізації під дією лазера, що не сприяє контролю утворення плазмових хмар, що матиме певний вплив на ефективне використання лазерів.
Інертна природа аргону не дозволяє йому потрапляти в процес паяння, а також він добре розсіює тепло, допомагаючи контролювати температуру в зоні паяння.
Захисний газ:Неон
Неон часто використовується як інертний газ, подібний до аргону, і в основному використовується для захисту зони зварювання від кисню та інших забруднювачів зовнішнього середовища.
Важливо зазначити, що неон підходить не для всіх застосувань лазерного зварювання.
Він використовується в основному для деяких спеціальних зварювальних завдань, таких як зварювання товстіших матеріалів або коли потрібні глибші зварні шви.
2. Допоміжний газ:
Під час процесу лазерного зварювання, окрім основного захисного газу, також можуть використовуватися допоміжні гази для покращення продуктивності та якості зварювання. Нижче наведено деякі поширені допоміжні гази, що використовуються в лазерному зварюванні.
Допоміжний газ:Кисень
Кисень зазвичай використовується як допоміжний газ і може бути використаний для збільшення температури та глибини зварювання під час зварювання.
Додавання кисню може збільшити швидкість зварювання та проникнення, але його потрібно ретельно контролювати, щоб уникнути проблем з окисленням, що спричиняють надлишки кисню.
Допоміжний газ:Водень/воднева суміш
Водень покращує якість зварних швів і зменшує утворення пористості.
Суміші аргону та водню використовуються в деяких спеціальних сферах застосування, таких як зварювання нержавіючої сталі. Вміст водню в суміші зазвичай коливається від 2% до 15%.
Захисний газ:Азот
Азот також часто використовується як допоміжний газ у лазерному зварюванні.
Енергія іонізації азоту помірна, вища, ніж у аргону, і нижча, ніж у водню.
Ступінь іонізації зазвичай визначається під дією лазера. Це може краще зменшити утворення плазмових хмар, забезпечити вищу якість зварних швів та їхній зовнішній вигляд, а також зменшити вплив кисню на зварні шви.
Азот також можна використовувати для контролю температури зони зварювання та зменшення утворення бульбашок і пор.
Захисний газ:Гелій
Гелій зазвичай використовується для потужного лазерного зварювання, оскільки він має низьку теплопровідність і нелегко іонізується, що дозволяє лазеру проходити плавно, а енергії променя безперешкодно досягати поверхні заготовки.
Сприяє зварюванню з більшою потужністю. Гелій також можна використовувати для покращення якості зварювання та контролю температури зварювання. Це найефективніший захисний газ, що використовується в лазерному зварюванні, але він відносно дорогий.
3. Охолоджувальний газ:
Охолоджувальний газ часто використовується під час лазерного зварювання для контролю температури зони зварювання, запобігання перегріву та підтримки якості зварювання. Нижче наведено деякі поширені охолоджувальні гази:
Охолоджувальний газ/середовище:Вода
Вода є поширеним охолоджувальним середовищем, яке часто використовується для охолодження лазерних генераторів та оптичних систем лазерного зварювання.
Системи водяного охолодження можуть допомогти підтримувати стабільну температуру лазерного генератора та оптичних компонентів, щоб забезпечити стабільність та продуктивність лазерного променя.
Охолоджувальний газ/середовище:Атмосферні гази
У деяких процесах лазерного зварювання для охолодження можуть використовуватися навколишні атмосферні гази.
Наприклад, в оптичній системі лазерного генератора навколишній атмосферний газ може забезпечувати охолоджувальний ефект.
Охолоджувальний газ/середовище:Інертні гази
Інертні гази, такі як аргон та азот, також можуть бути використані як охолоджувальні гази.
Вони мають нижчу теплопровідність і можуть бути використані для контролю температури зони зварювання та зменшення зони термічного впливу (ЗТВ).
Охолоджувальний газ/середовище:Рідкий азот
Рідкий азот — це надзвичайно низькотемпературне охолоджувальне середовище, яке можна використовувати для лазерного зварювання надзвичайно високої потужності.
Це забезпечує дуже ефективний охолоджувальний ефект та гарантує контроль температури в зоні зварювання.
4. Змішаний газ:
Газові суміші зазвичай використовуються у зварюванні для оптимізації різних аспектів процесу, таких як швидкість зварювання, глибина проплавлення та стабільність дуги. Існує два основних типи газових сумішей: бінарні та потрійні суміші.
Бінарні газові суміші:Аргон + Кисень
Додавання невеликої кількості кисню до аргону покращує стабільність дуги, покращує зварювальну ванну та збільшує швидкість зварювання. Ця суміш зазвичай використовується для зварювання вуглецевої сталі, низьколегованої сталі та нержавіючої сталі.
Бінарні газові суміші:Аргон + вуглекислий газ
Додавання CO₂ до аргону підвищує міцність зварювання та стійкість до корозії, одночасно зменшуючи розбризкування. Ця суміш часто використовується для зварювання вуглецевої та нержавіючої сталі.
Бінарні газові суміші:Аргон + Водень
Водень підвищує температуру дуги, покращує швидкість зварювання та зменшує дефекти зварювання. Він особливо корисний для зварювання сплавів на основі нікелю та нержавіючої сталі.
Потрійні газові суміші:Аргон + Кисень + Вуглекислий газ
Ця суміш поєднує переваги аргон-кисневої та аргон-CO₂ сумішей. Вона зменшує розбризкування, покращує текучість зварювальної ванни та підвищує якість зварювання. Широко використовується для зварювання вуглецевої сталі різної товщини, низьколегованої сталі та нержавіючої сталі.
Потрійні газові суміші:Аргон + Гелій + Вуглекислий газ
Ця суміш допомагає покращити стабільність дуги, підвищує температуру зварювальної ванни та збільшує швидкість зварювання. Вона використовується для дугового зварювання коротким замиканням та важких зварювальних робіт, забезпечуючи кращий контроль над окисленням.
Вибір газу в різних сферах застосування
Ручне лазерне зварювання
У різних сферах застосування лазерного зварювання вибір відповідного газу має вирішальне значення, оскільки різні комбінації газів можуть забезпечити різну якість, швидкість та ефективність зварювання. Ось кілька рекомендацій, які допоможуть вам вибрати правильний газ для вашого конкретного застосування:
Тип зварювального матеріалу:
Нержавіюча стальзазвичай використовуєАргон або суміш аргону та водню.
Алюміній та алюмінієві сплавичасто використовуютьЧистий аргон.
Титанові сплавичасто використовуютьАзот.
Високовуглецеві сталічасто використовуютьКисень як допоміжний газ.
Швидкість зварювання та проникнення:
Якщо потрібна вища швидкість зварювання або глибше проплавлення, можна скоригувати газову комбінацію. Додавання кисню часто покращує швидкість і проплавлення, але його потрібно ретельно контролювати, щоб уникнути проблем з окисленням.
Контроль зони термічного впливу (ЗТВ):
Залежно від матеріалу, що очищується, під час процесу очищення можуть утворюватися небезпечні відходи, які потребують спеціальних процедур поводження. Це може збільшити загальну вартість процесу лазерного очищення.
Якість зварного шва:
Деякі газові комбінації можуть покращити якість та зовнішній вигляд зварних швів. Наприклад, азот може забезпечити кращий зовнішній вигляд та якість поверхні.
Контроль пор та бульбашок:
Для застосувань, що вимагають дуже високоякісних зварних швів, особливу увагу слід приділяти утворенню пор і бульбашок. Правильний вибір газу може зменшити ризик цих дефектів.
Міркування щодо обладнання та вартості:
Вибір газу також залежить від типу обладнання та його вартості. Деякі гази можуть вимагати спеціальних систем подачі або вищих витрат.
Для конкретних застосувань рекомендується співпрацювати з інженером-зварювальником або професійним виробником лазерного зварювального обладнання, щоб отримати професійну консультацію та оптимізувати процес зварювання.
Зазвичай, перед вибором остаточної комбінації газів, потрібні деякі експерименти та оптимізація.
Залежно від конкретного застосування, можна спробувати різні комбінації газів та параметрів, щоб знайти оптимальні умови зварювання.
Що вам потрібно знати про: Ручне лазерне зварювання
Рекомендований лазерний зварювальний апарат
Для оптимізації ваших завдань з металообробки та обробки матеріалів, вибір правильного обладнання є надзвичайно важливим. MimoWork Laser рекомендуєРучний лазерний зварювальний апаратдля точного та ефективного з'єднання металу.
Висока ємність та потужність для різних зварювальних застосувань
Ручний лазерний зварювальний апарат потужністю 2000 Вт характеризується невеликими розмірами, але бездоганною якістю зварювання.
Стабільне джерело волоконного лазера та підключений волоконний кабель забезпечують безпечну та стабільну подачу лазерного променя.
Завдяки високій потужності, лазерне зварювання замкової щілини є вдосконаленим та забезпечує міцніше зварне з'єднання навіть для товстого металу.
Портативний лазерний зварювальний апарат має компактний та невеликий розмір, оснащений рухомим ручним лазерним зварювальним пістолетом, який є легким та зручним для багатолазерного зварювання під будь-яким кутом та на будь-якій поверхні.
Додаткові різні типи сопел лазерного зварювального апарату та системи автоматичної подачі дроту спрощують лазерне зварювання та роблять його зручним для початківців.
Високошвидкісне лазерне зварювання значно підвищує ефективність та продуктивність вашого виробництва, забезпечуючи при цьому чудовий ефект лазерного зварювання.
Підсумувати
Коротше кажучи, лазерне зварювання потребує використання газу для захисту зон зварювання, контролю температури, покращення якості зварювання та захисту оптичних систем. Вибір відповідних типів газу та параметрів подачі є важливим фактором для забезпечення ефективного та стабільного процесу лазерного зварювання та отримання високоякісних результатів зварювання. Різні матеріали та застосування можуть вимагати різних типів та змішаних пропорцій для задоволення конкретних вимог до зварювання.
Зверніться до нас сьогодніщоб дізнатися більше про наші лазерні різаки та про те, як вони можуть оптимізувати ваш процес різання.
Пов’язані посилання
Якісь ідеї щодо лазерних зварювальних апаратів?
Час публікації: 13 січня 2025 р.