В точном мирелазерная сваркаОднако без точной координации и защиты подходящих газов качество сварки будет значительно снижено или даже потеряно.Эти кажущиеся простыми газами на самом деле играют множество важных ролей:
Защита от изоляции: при высоких температурах в расплавленном бассейне он изолирует воздух, эффективно предотвращая окисление и нитрирование металла и избегая ломкости, пористости и включений сварки.
Плотное плазменное облако, создаваемое сваркой высокой мощности, будет рассеиваться и поглощать лазерную энергию.обеспечение того, чтобы энергия лазера могла эффективно достигать рабочей части.
Оптический защитный щит: избавляет от паров и пятен при сварке, защищает дорогостоящие объективы от загрязнения и повреждения, продлевает срок службы оборудования и поддерживает качество луча.
Стабилизатор расплавленного бассейна: надлежащий поток воздуха может стабилизировать поток расплавленного бассейна и улучшить образование сварки (например, уменьшить подрез и горб).
Помощник охлаждения: (помощный газ) охлаждает зону, затронутую теплом, и защищает держатель линзы.
Подробное объяснение типов основных газов
В лазерной сварке в основном используются два типа газов, и их функции и критерии отбора различны:
I. Защитный газ: прямой "щит" расплавленного бассейна
Аргон (Ar): Энергия ионизации Ar относительно низкая.который не способствует контролю формирования плазменного облака и окажет определенное влияние на эффективный уровень использования лазераОднако активность Ar очень низкая и трудно проходить химические реакции с обычными металлами. Кроме того, стоимость Ar невысока.плотность Ar относительно высока, что способствует погружению над сварочным бассейном. Он может лучше защитить сварочный бассейн и, таким образом, может использоваться в качестве обычного защитного газа.
Азот (N2): энергия ионизации N2 умеренная, выше, чем у Ar и ниже, чем у He. При действии лазера степень ионизации средняя,который может эффективно уменьшить образование плазменных облаков и тем самым увеличить эффективный уровень использования лазераАзот может проходить химические реакции с алюминиевыми сплавами и углеродистыми сталями при определенных температурах, образуя нитриды, которые увеличивают ломкость шва сварки.уменьшить его прочностьПоэтому не рекомендуется использовать азот для защиты швов сварки алюминиевых сплавов и углеродистой стали..Нитриды, полученные в результате химической реакции между азотом и нержавеющей сталью, могут повысить прочность сварного соединения, что способствует улучшению механических свойств сварки.Поэтому, азот может использоваться в качестве защитного газа при сварке нержавеющей стали.
Гелий He: имеет самую высокую энергию ионизации и очень низкую степень ионизации под действием лазера, который может эффективно контролировать образование плазменных облаков.Лазер может хорошо действовать на металлыОн имеет очень низкую активность и в основном не подвергается химическим реакциям с металлами, что делает его отличным защитным газом для сварных швов.и этот газ, как правило, не используется в крупномасштабных продуктах.Он обычно используется в научных исследованиях или для продуктов с очень высокой добавленной стоимостью.
II. Вспомогательный газ: "Невидимый хранитель" оборудования
Вспомогательный газ выбрасывается из независимого сопла, главным образом защищая оптическую систему:
Функция
Решительно удаляйте дым и металлические брызги, возникающие во время сварки, чтобы предотвратить их отложение и загрязнение защитных линз.
Охладите держатель объектива и окружающую его область.
Обычные газы: сухой и чистый сжатый воздух является наиболее экономичным и широко используемым.
Ключевые моменты: направление, скорость и давление воздушного потока должны быть тщательно настроены.обеспечение эффективной очистки без нарушения основного защитного воздушного потока и стабильности расплавленного бассейна.
Как выбрать наиболее подходящий газ?
Сварный материал
Нержавеющая сталь, титан, алюминий: предпочтительным является газ аргон (антиоксидация).
Медь и сплавы с высокой теплопроводностью: часто выбирают гелийный газ или газ с высокой гелийной смесью.
Углеродистая сталь: можно использовать смеси аргона и гелия-аргона, но следует избегать чистого азота.
Специфическая аустенитная нержавеющая сталь: может испытываться с азотом.
Требования к сварке
Для глубокого проникновения и высокопроизводительной сварки предпочтительным выбором является газ гелия или газ с высокой смесью гелия.
Высокие требования к качеству поверхности: Газы гелия и аргона обычно работают лучше.
Очень высокие требования к антиоксидации: газ аргон.
Принимая во внимание затраты: Гелий дорогостоящий, при условии удовлетворения требований процесса можно рассмотреть аргон, азот или смешанный газ (уменьшающий долю гелия).
Лазерная мощность и скорость сварки: высокомощная и высокоскоростная сварка больше полагаются на гелий для подавления плазмы.
Форма соединения и доступность сопла: сложные соединения или ограниченные пространства могут повлиять на эффект защиты от газа.
Параметры транспортировки газа
Скорость потока: если она слишком низкая, защита будет недостаточной; если она слишком высока, она может нарушить расплавленный бассейн, отработанные газы и увеличить затраты.
Тип и высота сопла: они напрямую влияют на охват газом и защитный эффект.
Режим подачи воздуха: выбор коаксиальной/боковой оси подачи воздуха.
Газ ни в коем случае не является вспомогательной ролью в лазерной сварке, но основным элементом, обеспечивающим высокое качество, высокую эффективность и высокую стабильность производства.