In der präzisen Welt derLaserschweißenIn den meisten Fällen wird die Schweißqualität durch die Verwendung von hochenergetischen Strahlen bestimmt, die jedoch ohne die genaue Koordinierung und den Schutz geeigneter Gase stark verringert oder sogar versagt.Diese scheinbar einfachen Gase spielen mehrere entscheidende Rollen.:
Isolationsschutz: Bei hohen Temperaturen im geschmolzenen Becken isoliert es die Luft und verhindert so die Oxidation und Nitrierung von Metallen sowie Schweißbrüchigkeit, Porosität und Einschlüsse.
Plasmasuppressor: Die dichte Plasmawolke, die durch Hochleistungsschweißen erzeugt wird, zerstreut und absorbiert Laserenergie.Sicherstellung, dass die Laserenergie das Werkstück effizient erreichen kann.
Optischer Schutzschild: Entfesselt Schweißdämpfe und -spritzer, schützt teure Fokussierungsgläser vor Verunreinigungen und Beschädigungen, verlängert die Lebensdauer der Ausrüstung und hält die Lichtstrahlqualität aufrecht.
Stabilisator für geschmolzenen Becken: Durch einen geeigneten Luftstrom kann der Fluss des geschmolzenen Bechers stabilisiert und die Schweißbildung verbessert werden (z. B. Verringerung des Unterschnitts und des Buckels).
Kühlhilfe: (Hilfgas) kühlt die Hitze betroffene Zone ab und schützt den Objektivhalter.
Ausführliche Erläuterung der Kerngasarten
Bei dem Laserschweißen werden hauptsächlich zwei Arten von Gasen verwendet, deren Funktionen und Auswahlkriterien unterschiedlich sind:
I. Schutzgas: Direktes "Schild" des geschmolzenen Pools
Argon (Ar): Die Ionisierungsenergie von Ar ist relativ niedrig.die die Bildung von Plasmawolken nicht kontrollieren kann und einen gewissen Einfluss auf die effektive Auslastung des Lasers hatDie Aktivität von Ar ist jedoch sehr gering und es ist schwierig, chemische Reaktionen mit gewöhnlichen Metallen durchzuführen.die Dichte von Ar ist relativ großEs kann den Schweißbecken besser schützen und kann somit als normales Abschirmgas verwendet werden.
Stickstoff (N2): Die Ionisierungsenergie von N2 ist mäßig, höher als die von Ar und niedriger als die von He.die die Bildung von Plasmawolken wirksam reduzieren und so die effektive Auslastung von Laser erhöhen kann- Stickstoff kann bei bestimmten Temperaturen chemische Reaktionen mit Aluminiumlegierungen und Kohlenstoffstählen durchlaufen und Nitride erzeugen, die die Bruchbarkeit der Schweißnaht erhöhen,Verringern Sie die ZähigkeitDaher ist es nicht empfehlenswert, Stickstoff zum Schutz der Schweißneben von Aluminiumlegierungen und Kohlenstoffstählen zu verwenden..Die durch die chemische Reaktion zwischen Stickstoff und Edelstahl erzeugten Nitride können die Festigkeit der Schweißverbindung erhöhen, was zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Schweißung beiträgt.Daher, kann Stickstoff beim Schweißen von Edelstahl als Schutzgas verwendet werden.
Helium He: Er hat die höchste Ionisationsenergie und einen sehr niedrigen Grad an Ionisation unter Laserwirkung, was die Bildung von Plasmawolken wirksam kontrollieren kann.Der Laser wirkt gut auf Metalle.Er hat eine sehr geringe Aktivität und unterliegt grundsätzlich keiner chemischen Reaktion mit Metallen, was ihn zu einem ausgezeichneten Schutzgas für Schweißnähte macht.und dieses Gas wird im Allgemeinen nicht in Produkten der Großproduktion verwendet.Er wird in der Regel in der wissenschaftlichen Forschung oder für Produkte mit sehr hohem Mehrwert eingesetzt.
II. Hilfsgas: "Unsichtbarer Hüter" der Anlage
Das Hilfsgas wird von einer unabhängigen Düse ausgestoßen, die hauptsächlich das optische System schützt:
Funktion
Die während des Schweißens entstehenden Rauch- und Metallstreifen müssen stark entfernt werden, um zu verhindern, dass sie sich absetzen und die Schutzlinsen kontaminieren.
Kühlen Sie den Objektivhalter und die Umgebung ab.
Gewohnheitsgase: Trockene und saubere Druckluft ist die wirtschaftlichste und am häufigsten verwendete. Inerte Gase (wie Ar) können auch verwendet werden, wenn die Anforderungen extrem hoch sind oder die Materialien besonders sind.
Wichtige Punkte: Die Richtung, die Durchflussrate und der Druck des Luftstroms müssen sorgfältig eingestellt werden.Gewährleistung einer wirksamen Reinigung ohne Beeinträchtigung des Hauptschutzluftstroms und der Stabilität des geschmolzenen Pools.
Wie wählt man das am besten geeignete Gas?
Geschweißtes Material
Edelstahl, Titan, Aluminium: Argongas wird bevorzugt (Antioxidation).
Kupfer und Legierungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit: Häufig wird Heliumgas oder Heliummischgas gewählt.
Kohlenstoffstahl: Argon- und Helium-Argon-Gemische können verwendet werden, reiner Stickstoff sollte jedoch vermieden werden.
Spezifischer austenitischer Edelstahl: Kann mit Stickstoff getestet werden.
Anforderungen an das Schweißen
Für das Tiefdurchdringen und Hochleistungsschweißen ist Heliumgas oder Heliummischgas die bevorzugte Wahl.
Hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität: Helium- und Argongase wirken in der Regel besser.
Extrem hohe Anforderungen an die Oxidationsbekämpfung: Argongas.
Kostenbedarf: Helium ist teuer und unter der Bedingung, dass die Prozessanforderungen erfüllt werden, können Argon, Stickstoff oder ein gemischtes Gas (mit einem verringerten Anteil an Helium) in Betracht gezogen werden.
Laserleistung und Schweißgeschwindigkeit: Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsschweißverfahren sind stärker auf Helium angewiesen, um Plasma zu unterdrücken.
Gelenkform und Zugang zur Düse: Komplexe Gelenke oder eingeschlossene Räume können die Gasschutzeffekte beeinträchtigen.
Gasförderparameter
Durchflussrate: Bei zu niedrigem Durchfluss ist der Schutz unzureichend; bei zu hohem Durchfluss kann es zu Störungen des Schmelzpools, Abgasen und zu höheren Kosten kommen.
Düsenart und -höhe: Diese beeinflussen unmittelbar die Gasabdeckung und den Schutz.
Luftzufuhrmodus: Auswahl der Koax-/Seitenachse-Luftzufuhr.
Gas ist bei der Laserschweißung keineswegs eine Nebenrolle, sondern ein zentrales Element, das eine qualitativ hochwertige, effiziente und stabile Produktion gewährleistet.