يجب تحسين مستوى الضغط بدقة على أساس معايير مثلمواد لحامقوة الليزر، سرعة اللحام، نوع الفوهة والمسافة. يتجلى تأثيرها أساسا في الجوانب التالية:
التأثير على تأثير حماية خيط اللحام
ضغط الهواء المنخفض
الحماية غير الكافية: تدفق الغاز والضغط غير كافيان لطرد الهواء من تحت الفوهة بشكل فعال ، مما يؤدي إلى جذب الهواء ، والتأكسد والنترات من معدن اللحام.سطح اللحام سيبدو أصفر داكنفي الحالات الشديدة، سوف تحدث عيوب مثل المسام والإدماج الخردة، وسوف تنخفض صلابة وقوة لحام بشكل كبير.
فشل الحماية: غير قادرة على قمع سحابة البلازما بشكل فعال، يمتد البلازما بشكل مفرط، ويمتص ويتشتت طاقة الليزر،مما يؤدي إلى انخفاض عمق اختراق اللحام أو حتى عدم القدرة على مواصلة عملية اللحام (لا يخترق اللحام).
ضغط الهواء المفرط
تشكيل الاضطرابات: سيتغير تدفق الهواء المفرط من التدفق المتداخل إلى التدفق الاضطرابي ، وبالتالي سحب الهواء المحيط إلى المنطقة المحمية ،تعطل التأثير الوقائي للغاز وتسبب أيضاً في أكسدة اللحام.
التداخل مع بركة الذوبان: سيؤدي تدفق الهواء عالي السرعة إلى تأثير قوي على سطح بركة الذوبان ، مما قد يتسبب في اهتزاز بركة الذوبان ورذاذها ،مما يؤدي إلى تشكيل لحام غير منتظم، السطح الخام، وحتى تجميع أو اختراق لحام (وخاصة في لحام الصفائح الرقيقة).
2التأثيرات على تشكيل اللحام وعمق اختراق
ضغط معتدل: يمكنه قمع البلازما بفعالية وضمان إدخال طاقة الليزر بكفاءة في القطعة المقطعة ، وبالتالي تحقيق أقصى عمق اختراق مستقر.في نفس الوقت، تدفق الهواء المستقر يساعد على تشكيل سطح لحام سلس ومستمر وجميل من الناحية الجمالية.
ضغط الهواء المنخفض: بسبب تأثير حماية البلازما ، تقل طاقة الليزر الفعالة ويصبح عمق الاختراق ضئيلًا.
الضغط المفرط: على الرغم من أنه يمكن أن يشتت البلازما بشكل أكثر فعالية ، إلا أنه قد يزيد قليلاً من عمق اختراق لحام.التأثير الأكثر أهمية هو أن قوة نفخ تدفق الهواء على السائل المنصهر سوف تغير هندسة لحام، مما يجعله أوسع ، مما يقلل من ارتفاع اللحام ، وحتى تشكيل اختراق اللحام "مثل الإصبع" ، وهو أمر لا يؤدي إلى الخصائص الميكانيكية.
3التأثير على عيوب اللحام
مسامية: المسامية هي واحدة من أكثر العيوب شيوعًا في لحام الليزر.يساعد الضغط المناسب على تفريغ بخار المعدن والفقاعات الصغيرة الناتجة أثناء عملية اللحام بسلاسة من بركة الذوبان، وبالتالي تقلل من تشكيل مسامية.
ضغط الهواء منخفض جداً، وقدرة غاز الحماية على التخلص من الغاز ضعيفة، مما يجعل من الصعب على الغازات في بركة الذوبان أن تخرج.
الضغط المفرط يسبب الاضطرابات والاضطرابات في بركة الذوبان، والتي قد تؤدي بدلا من ذلك إلى جذب الغاز إلى بركة الذوبان أو تعطيل عملية العادم العادية،وبالتالي زيادة ميل إلى المسام الغازية.
الرذاذ: الضغط المفرط هو أحد الأسباب الرئيسية للرذاذ. تدفق الهواء عالي السرعة يؤثر على البركة المنصهرة،تنفخ جزيئات المعدن المنصهر بعيدا عن البركة ورشها على سطح قطعة العملهذا ليس فقط تلوث قطعة العمل وتؤثر على مظهرها، ولكن أيضا يؤدي إلى فقدان المواد الأساسية من خيط لحام، مما يؤدي إلى عيوب مثل تحت قطع والحفر،وتقليل منطقة تحمل فعالة من خيط لحام.
كيفية اختيار وتحسين ضغط الهواء
نوع الغاز: الهيليوم (He) له طاقة آيونية عالية ويوفر أفضل تأثير قمع للبلازما ؛ يمكن أن يكون الضغط المطلوب أقل نسبياً.الأرغون (Ar) أثقل ويقدم حماية جيدة ولكنه لديه قدرة ضعيفة على قمع البلازمافي بعض الأحيان يكون هناك حاجة إلى ضغط أعلى قليلاً للتعويض. النيتروجين (N2) مناسب لبعض الفولاذ المحدد، لكنه لا يستخدم عموماً في سبائك الألومنيوم، والفولاذ ذو السبائك العالية، الخ.
تصميم الفوهة: يحدد قطر وارتفاع وزاوية الفوهة مجال تدفق الغاز ومساحة التغطية.عادة ما تتطلب فوهات ذات قطرات أكبر ضغطًا ومعدل تدفق أعلى للحفاظ على ستارة غاز واقية كافية.
معايير اللحام: قوة الليزر العالية وسرعة اللحام العالية سوف تولد المزيد من بخار المعدن وبلازما ، وعادة ما يكون هناك حاجة إلى ضغط أعلى للسيطرة عليها بشكل فعال.
التحليل العملي: عادة ما يتم تحديد الضغط الأمثل من خلال تجارب العملية (DoE). بعد تحديد جميع المعايير الأخرى ، عن طريق تغيير قيمة الضغط ، لاحظ التكوين ،لون خيط اللحام، اختبار معدل مساميتها والخصائص الميكانيكية، وبالتالي العثور على النطاق الأمثل.
في الختام ، فإن ضغط الغاز الوقائي هو معيار حاسم يحتاج إلى التحكم فيه بدقة في عملية لحام الليزر. الضغط غير الكافي سيؤدي إلى حماية غير كافية ،فشل في حماية البلازما، وعمق لحام أقل ؛ الضغط المفرط من شأنه أن يسبب الاضطرابات ، والتداخل في بركة الذوبان ، وزيادة الرذاذ. فقط من خلال فهم كامل لآلية عملها ،الجمع بين مواد محددة، المعدات، ومعلمات العملية، ومن خلال التجارب المنهجية للعثور على نطاق ضغط مناسب ومستقر، يمكن تعظيم الآثار الإيجابية للغاز الوقائي،والخياطات الليزر لحام عالية الجودة مع تشكيل جميل، أداء ممتاز، ولا يتم الحصول على أي عيوب. لذلك، والتحكم الدقيق في حجم الضغط هو مهارة ضرورية لتحقيق إنتاج لحام الليزر عالية الجودة.