Dans le monde précis desoudage au laserLes faisceaux de haute énergie jouent sans aucun doute un rôle de premier plan, mais sans une coordination et une protection précises des gaz appropriés, la qualité du soudage sera considérablement réduite, voire échouée.Ces gaz apparemment simples jouent en fait plusieurs rôles cruciaux:
Protection contre l'isolation: à des températures élevées dans la piscine en fusion, il isole l'air, empêchant efficacement l'oxydation et la nitridation des métaux, et évitant la fragilité, la porosité et les inclusions des soudures.
Suppresseur de plasma: le nuage de plasma dense généré par le soudage à haute puissance se disperse et absorbe l'énergie laser.s'assurer que l'énergie laser peut atteindre la pièce de travail efficacement.
Bouclier de protection optique: élimine les fumées et les éclaboussures de soudage, protège les lentilles de mise au point coûteuses de la contamination et des dommages, prolonge la durée de vie de l'équipement et maintient la qualité du faisceau.
Stabilisateur de la piscine en fusion: un débit d'air approprié peut stabiliser le débit de la piscine en fusion et améliorer la formation de la soudure (comme la réduction de la coupe et de la bosse).
Assistant de refroidissement: (gaz auxiliaire) refroidit la zone touchée par la chaleur et protège le support de lentille.
Explication détaillée des types de gaz de base
Le soudage au laser utilise principalement deux types de gaz dont les fonctions et les critères de sélection sont différents:
I. Gaz de protection: "bouclier" direct du bassin de fusion
Argon (Ar): L'énergie d'ionisation de l'Ar est relativement la plus faible.qui n'est pas propice au contrôle de la formation de nuages de plasma et aura un certain impact sur le taux d'utilisation efficace du laserCependant, l'activité de l'Ar est très faible et il est difficile de subir des réactions chimiques avec des métaux ordinaires.la densité d'Ar est relativement élevéeIl peut mieux protéger le bassin de soudure et peut donc être utilisé comme gaz de blindage ordinaire.
L'énergie d'ionisation de l'azote (N2) est modérée, supérieure à celle de l'Ar et inférieure à celle de l'He.qui peut réduire efficacement la formation de nuages de plasma et ainsi augmenter le taux d'utilisation efficace du laserL'azote peut subir des réactions chimiques avec des alliages d'aluminium et des aciers au carbone à certaines températures, générant des nitrides qui augmenteront la fragilité de la couture de soudure.réduire sa ténacitéPar conséquent, il n'est pas recommandé d'utiliser de l'azote pour protéger les joints de soudure des alliages d'aluminium et des aciers au carbone..Les nitrides produits par la réaction chimique entre l'azote et l'acier inoxydable peuvent améliorer la résistance de la soudure, ce qui favorise l'amélioration des propriétés mécaniques de la soudure.C'est pourquoi, l'azote peut être utilisé comme gaz de protection lors du soudage de l'acier inoxydable.
Helium He: Il a l'énergie d'ionisation la plus élevée et un très faible degré d'ionisation sous l'action du laser, ce qui peut contrôler efficacement la formation de nuages de plasma.Le laser peut agir bien sur les métaux.Il a une activité très faible et ne subit pratiquement pas de réactions chimiques avec les métaux, ce qui en fait un excellent gaz de protection pour les coutures de soudure.et ce gaz n'est généralement pas utilisé dans les produits de grande productionIl est généralement utilisé dans la recherche scientifique ou pour des produits à très forte valeur ajoutée.
II. Gaz auxiliaire: le "gardien invisible" de l'équipement
Le gaz auxiliaire est éjecté par une buse indépendante, protégeant principalement le système optique:
Fonction
Supprimez fortement les éclaboussures de fumée et de métal générées pendant le soudage pour éviter leur dépôt et la contamination des lentilles de protection.
Refroidir le support de lentille et les environs.
Les gaz communs: l'air comprimé sec et propre est le plus économique et le plus couramment utilisé.
Points clés: la direction, le débit et la pression du débit d'air doivent être réglés avec soin,assurer un nettoyage efficace sans interférer avec le flux d'air principal de protection et la stabilité de la piscine fondue.
Comment choisir le gaz le plus approprié?
Matériau soudé
Acier inoxydable, titane, aluminium: le gaz argon est préférable (anti-oxydation).
Le cuivre et les alliages à haute conductivité thermique: le gaz hélium ou le gaz à mélange élevé d'hélium sont souvent sélectionnés.
Acier au carbone: des mélanges d'argon et d'hélium-argon peuvent être utilisés, mais l'azote pur doit être évité.
Acier inoxydable austénitique spécifique: peut être testé avec de l'azote.
Exigences en matière de soudage
Pour la pénétration profonde et le soudage à haute puissance, le gaz d'hélium ou le gaz de mélange à haute teneur en hélium est le choix préféré.
Exigences élevées en matière de qualité de surface: les gaz hélium et argon fonctionnent généralement mieux.
Exigence extrêmement élevée d'antioxydation: gaz argon.
Considération du coût: l'hélium est coûteux, à condition de satisfaire aux exigences du procédé, l'argon, l'azote ou un gaz mélangé (réduisant la proportion d'hélium) peuvent être envisagés.
Puissance laser et vitesse de soudage: La soudage à haute puissance et à grande vitesse dépend davantage de l'hélium pour supprimer le plasma.
Forme des joints et accessibilité des buses: des joints complexes ou des espaces confinés peuvent affecter l'effet de protection contre les gaz.
Paramètres de transport du gaz
Taux de débit: s'il est trop faible, la protection sera insuffisante; s'il est trop élevé, il peut perturber le bassin de fusion, les gaz résiduels et augmenter les coûts.
Type et hauteur de la buse: ils affectent directement la couverture du gaz et l'effet de protection.
Mode d'alimentation en air: sélection de l'alimentation en air coaxial/axe latéral.
Le gaz n'est nullement un support dans le soudage au laser, mais un élément essentiel garantissant une production de haute qualité, de haute efficacité et de grande stabilité.