Lasersweis is een hoogenergie-dichtheidssweismethode die wordt gekenmerkt door geconcentreerde warmte-invoer, smalle lasslijmen en lage vervorming, en wordt veel gebruikt in de metaalverwerkende industrie.Tijdens het lassen, indien het lasgebied wordt blootgesteld aan zuurstof of oxiderende gassen, kan oxidatie optreden, waardoor zwart, geel, blauw of oxide gekleurde lasoppervlakken ontstaan,die een negatief effect hebben op de mechanische prestaties en de uiterlijke kwaliteitIn dit artikel worden de voornaamste oorzaken van oxidatie van lassen geanalyseerd vanuit het perspectief van materiaalkenmerken, milieufactoren, gasbescherming en procesparameters.
1. Basismechanisme van oxidatie van las
De temperatuur van de lasersolderingzone kan 1000°C~3000°C bereiken.en de gesmolten pool en de warmte-beïnvloedde zone in een thermisch geactiveerde toestand blijven, waardoor de neiging van zuurstof om te penetreren en oxide lagen te vormen toeneemt.
Metaal + O2 → Metaaloxide
Voorkeur voor oxidatie van legeringselementen (bv. Cr, Mn, Ti, Al)
Daarom is de mate van oxidatie nauw verbonden met de temperatuur, de samenstelling van het materiaal en de zuurstofconcentratie.
2De belangrijkste oorzaken van oxidatie van lassen
(1) Onvoldoende gasbescherming
Dit is de meest voorkomende oorzaak van oxidatie tijdens laserlassen en omvat meestal:
Onvoldoende gasstroom, wat resulteert in onvolledig zuurstofisolatie
Onjuiste spuitstukhoek die tot onvolledige dekking leidt
Ongeschikte gassoorten (bijv. stikstof die minder inert is dan argon)
Onvoldoende gasdifusor- of afschermingsstructuur
De algemene anti-oxidatie-efficiëntie van afschermingsgassen is ongeveer:
Argon > Helium > Stikstof > Geen afscherming
Als de afscherming onvoldoende is, wordt het gesmolten zwembad tijdens het afkoelen blootgesteld aan lucht, waardoor de oxidatie toeneemt.
(2) Hoge zuurstofconcentratie in de lasomgeving
Als de lasomgeving overmatig zuurstof bevat als gevolg van slechte ventilatie of lage gaszuiverheid, neemt de afschermingseffectiviteit af.
Schuurgas van lage zuiverheid met een overmatig zuurstofgehalte
Omgevingsluchtstroom die zuurstof in de laszone brengt
Gasleidingslekken die lucht introduceren
Bijvoorbeeld als de zuiverheid van industrieel argon lager is dan 99,99%, kan de oxidatie van lassen aanzienlijk toenemen.
(3) Materialen met een hoge oxidatietendens
Metalen die de volgende elementen bevatten, zijn meer vatbaar voor oxidatie:
Cr, Mn, Si, Al, Ti en andere actieve elementen
Met een gehalte aan mangaan, roestvrij staal, titaniumlegeringen en magnesiumlegeringen
Voorbeelden:
Roestvrij staal bevat chroom, dat boven 600°C chroomoxide vormt, wat leidt tot verkleuring.
Titaniumlegeringen reageren met zuurstof boven 400°C, waardoor de las verkleurt en broos wordt.
Materiële kenmerken spelen daarom een cruciale rol bij het oxidatiegedrag.
(4) Overmatige laserwarmteopname
De temperatuur en de duur van het gesmolten zwembad worden bepaald door de inbreng van warmte.
Hogere temperaturen van gesmolten plassen en intensievere oxidatie
Langere koeltijden, toenemende oxidatie blootstelling
De daaruit voortvloeiende schommeling van de kleur volgt vaak een volgorde zoals:
Goud → Blauw → Paars → Grijz/Zwart
Donkere kleuren geven over het algemeen een hoger oxidatieniveau aan.
(5) Lage lassnelheid
De snelheid van het lassen is omgekeerd evenredig aan de blootstellingstijd aan gesmolten plassen:
Langzame snelheid → Langere blootstelling → Toegenomen oxidatie
Snelle snelheid → Kortere blootstelling → Verminderde oxidatie
Oxidatie verkleuring komt vooral voor bij dunne plaat lassen bij lage snelheden.
(6) Gebrek aan afscherming na het lassen
Sommige materialen vereisen afscherming na het lassen tijdens het afkoelen; anders kan oxidatie optreden terwijl het materiaal heet blijft.
met een vermogen van niet meer dan 0,9 W
Buizen van roestvrij staal, die een interne afscherming vereisen (argonback-purging)
Onvoldoende post-bescherming leidt tot zichtbare thermische verkleuring en oxidelagen.
3. Effecten van oxidatie van lassen
De oxidatie van de las beïnvloedt niet alleen het uiterlijk, maar kan ook:
Verminderde corrosiebestendigheid (chroomoxidatie vermindert de passivatie van roestvrij staal)
Verminderde buigzaamheid en taaiheid (bijv. gebreekbaarheid van titanium)
Verhoogde gevoeligheid voor scheuren
Verminderde vermoeidheid
Verhoogde eisen voor naverwerking (zuurbezuiniging of mechanische verwijdering)
Daarom moeten industrieën met hoge kwaliteitseisen voor lassen de oxidatieniveaus beheersen.
De oxidatie van het las tijdens het laseren wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door onvoldoende afscherming, oxidatietendentie van het materiaal, hoge zuurstofniveaus in de omgeving, hoge warmte-invoer en onjuiste lassnelheden.Om oxidatie te verminderen, gasbeschermingsstrategieën, procesparameters, uitrustingsontwerp en omgevingsomstandigheden moeten in combinatie worden geoptimaliseerd.