Odabir i upotreba plinova za vrijeme zavarivanja
1. Osnovna uloga gasova u laserskom zavarivanju
· Zaštita rastopljenog bazena: Sprječavanje reakcija oksidacije i nitriža između metala i kisika, azota itd. . u zraku na visokim temperaturama i izbjegavajući nedostatke kao što su pore i pukotine .
Pomoć hlađenju rastopljenog bazena: kontrola brzine učvršćenja rastopljenog bazena kroz protok zraka za poboljšanje mikrostrukture i svojstava zavarivanja Šav .
· Uklanjanje Splatter: Smanjenje kontaminacije površine sočiva ili površine radnog predmeta uzrokovanog prskanjem metala za vrijeme zavarivanja .
· Tijekom laserskog zavarivanja visokog snage, suzbijanje apsorpcije oblaka plazme laserskim energijom za poboljšanje efikasnosti upotrebe energije .
2. Zajedničke vrste i karakteristike plina koje se koriste u laserskom zavarivanju
· Inertni gasovi (uglavnom se koristi za zaštitu)
Argon (ar): Visoka gustoća, odlična efekat zaštite, niski troškovi; Stabilan protok zraka, manje sklona prskanju . Pogodno za zavarivanje nehrđajućeg čelika, aluminijumske legure, bakra i drugih obojenih metala, kao i tanke ploče, posebno za pulserenog laserskih zavarivanja .
Helijum (HE): niska gustina i visoka toplotna provodljivost, koja može efikasno suzbiti plazmu i poboljšati sposobnost prodove dubokog fuzijskog zavarivanja; Međutim, trošak je visok . pogodan za kontinuirano laserski zavarivanje gustih ploča (poput ugljičnog čelika, legura titana) ili za scenarije u kojima je potrebna velika brzina zavarivanja .
· Active Gas (koristi se za određene materijale ili procese)
Ugljični dioksid (CO₂):
Reagira s metalima da formiraju CO, što može smanjiti površinsku napetost rastopljenog bazena i poboljšati fluidnost rastopljenog bazena ., međutim, sklon je da uzrokuje oksidaciju za zavarivanje .
Primjenjivi scenariji: zavarivanje čelika sa niskim ugljikom (treba koristiti u kombinaciji s drugim plinovima) ili za laser-mig kompozitne zavarivanje .
Azot (n₂):
To je isplativo, ali lako formira tvrde i krhke nitride s metalima poput titanijuma i aluminija, koji utječu na žilavost zavarivanja .
Primjenjivi scenariji: Nehrđajući čelik za zavarivanje površina (za nekritične konstrukcije) ili zavarivanje legura bakra (za inhibiranje oksidacije) .
3. Ključni faktori za izbor plina
· Vrste materijala za zavarivanje
Aluminijska legura: Preferencijalno koristite čistu argonu (AR), izbjegavajući emrikt koji izaziva azot; Za guste ploče, razmislite o argon-helium smjesu (e . g . Ar: {= 7: 3) .
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5mm) Koristite slugu helijum ili argon-helije za povećanje dubine prodora; Za čelik sa niskim ugljikom, malu količinu Co₂ (<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
Legura bakra: bakrena zavarivanje koristi argon ili azot (za sprečavanje oksidacije), legura titana koristi visoko čistoću argona (da bi se izbjeglo nitringa) .
· Parametri procesa zavarivanja
High-power continuous welding (>2kW): Koristite slugu helij ili argona-helije, smanjujući oklop u plazmi;
Pulsirani zavarivanje niske snage (<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
· Zahtjevi za kvalitet zavarivanja
Zavarivanje sa visokom žilavošću (poput vazduhoplovnih komponenti): Izbegavajte azot, preferirajte argon ili helijum;
Zavarivanje sa glatkoćom visoke površine: Koristite argon ili helijum za smanjenje skala i oksida .
4. Ključne točke za upotrebu gasova
· Kontrola čistoće plina
Čistoća inertnih gasova trebala bi biti veća od ili jednaka 99,99% (nečistoće poput vode i kisika mogu uzrokovati poroznost za zavarivanje);
Čistoća aktivnih gasova (poput CO)) trebala bi biti veća od ili jednaka 99. 5%, a treba ih sušiti (kako bi se izbjegla vlaga uzrokovana vodogenim porama).
· Uredba o protoku plina
Nizak protok: Nedovoljna zaštita, sklona oksidaciji;
Visok protok: turbulentan protok zraka, zrak se uvodi i može puhati rastopljeni metal bazena .
Referentne vrijednosti:
Argon plin: zavarivanje tankog ploča (1-3 mm) 8-15 l / min, srednje debela ploča (5-10 mm) 15-25 l / min;
Helijumski plin: Brzina protoka treba biti 30% -50% veća od onog argonskog plina (zbog njegove niske gustoće, potreban je veći protok za formiranje zaštitnog plina) .
· Dizajn i položaj mlaznice
Promjer mlaznice: Obično 6-10 mm, veći prečnik zahtijeva povećanje protoka, a manji promjer je sklon začepljenju;
Udaljenost između mlaznice i radnog komada: 5-8 mm, preblizu može se lako kontaminirati prskanjem, a predaleko smanjuje efekat zaštite .
· Kontrola smjera zraka
Puhajući u istom smjeru kao smjer zavarivanje: Pogodno za zavarivanje velike brzine, smanjujući smetnje protoka zraka na rastoplju;
Bočno puhanje: Pogodno za zavarivanje duboke penetracije, bolje za puhanje plazme .
5. Sigurnosne mjere opreza
· Asfiksijalni rizik od inertnih gasova
Argon i helijum su bezbojni i mirisni plinovi . u visokim koncentracijama, oni će zamijeniti kisik u zraku . tokom rada, mora se održavati ventilacija kako bi se izbjeglo korištenje u zatvorenim prostorima .
· Toksičnost i eksplozijski rizik od reaktivnih gasova
Prekomjerna koncentracija CO₂ može prouzrokovati poteškoće disanja . azot, kada se zagrijava, reagira s metalima i može proizvesti toksične dušikove okside . za zaštitnu masku;
Izbjegavajte miješanje reaktivnih gasova sa zapaljivim gasovima (poput acetilena) kako bi se spriječilo eksplozije .
· Upravljanje plinskim cilindrom
GASNI cilindri trebaju biti učvršćeni, držeći se podalje od izvora topline i izvora požara, a izlazni tlak treba kontrolirati reduktor tlaka (obično 0.2-0.5 MPa)
-- Rayther Laser Camila Wang