Избор и използване на газове по време на заваряване
1. Основната роля на газовете в лазерното заваряване
· Защита на разтопения басейн: предотвратяване на окисляване и азотни реакции между метала и кислорода, азота и др. Във въздуха при високи температури и избягване на дефекти като пори и пукнатини.
· Подпомагане на охлаждането на разтопения басейн: Контрол на скоростта на втвърдяване на разтопения басейн през въздушния поток за подобряване на микроструктурата и свойствата на заваръчния шев.
· Премахване на пръски: Намаляване на замърсяването на лещата или повърхността на детайла, причинено от метално пръскане по време на заваряване.
· Регулиране на плазмата: По време на лазерно заваряване с висока мощност потискането на абсорбцията на плазмения облак от лазерната енергия за подобряване на ефективността на използване на енергия.
2.Комеонни типове газ и характеристики, използвани при лазерно заваряване
· Инертен газове (използвани главно за защита)
Argon (AR): Висока плътност, отличен ефект на защита, ниска цена; Стабилен въздушен поток, по-малко предразположен към пръскане.
Хелий (HE): ниска плътност и висока топлинна проводимост, което може ефективно да потисне плазмата и да засили способността за проникване на дълбоко заваряване на синтез; Въпреки това, цената е висока.
· Активен газ (използван за специфични материали или процеси)
Въглероден диоксид (Co₂):
Той реагира с металите до образуването на СО, което може да намали повърхностното напрежение на разтопения басейн и да подобри плавността на разтопения басейн. Обаче е склонно да причини окисляване на заваръчните заварки.
Приложими сценарии: заваряване с нисковъглеродна стомана (трябва да се използва в комбинация с други газове) или за лазерно-MIG композитно заваряване.
Азот (n₂):
Той е рентабилен, но лесно образува твърди и чупливи атриди с метали като титан и алуминий, влияещ върху здравината на заваряването.
Приложими сценарии: Заваряване на повърхностно уплътняване на неръждаема стомана (за некритични конструкции) или заваряване с медна сплав (за инхибиране на окисляването).
3. Ключовите фактори за избор на газ
· Заваръчни типове материали
Алуминиева сплав: Използвайте за предпочитане чист аргон (AR), избягвайки индуцираното от азот гама; За дебели плочи помислете за смес от аргон-хелий (напр. ar: той=7: 3).
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5 мм) използвайте хелий или аргон-хлий смес, за да увеличите дълбочината на проникване; За нисковъглеродна стомана малко количество Co₂ (<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
Медна \/ титанова сплав: Медното заваряване използва аргон или азот (за предотвратяване на окисляване), титановата сплав използва аргон с висока чистота (за да се избегне азотрида).
· Параметрите на процеса на заваряване
High-power continuous welding (>2kW): Използвайте хелий или смес от аргон-хелий, намалявайки плазменото екраниране;
Импулсно заваряване с ниска мощност (<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
· Изисквания за заваряване на качеството
Заварки с висока здравина (като аерокосмически компоненти): Избягвайте азот, предпочитайте аргон или хелий;
Заваръци с изисквания за гладкост на повърхността: Използвайте аргон или хелий, за да намалите разпръскванията и оксидния мащаб.
4. Ключови точки за използването на газове
· Контрол на чистотата на газа
Чистотата на инерционните газове трябва да бъде по -голяма или равна на 99,99% (примеси като вода и кислород могат да причинят порьозност на заваръчната заварка);
Чистотата на активните газове (като Co₂) трябва да бъде по -голяма или равна на 99,5%и те трябва да бъдат изсушени (за да се избегне влага, причиняваща водородни пори).
· Регулиране на потока на газа
Нисък дебит: недостатъчна защита, предразположена към окисляване;
Висок дебит: Въведен е турбулентен въздушен поток, въздухът и може да издуха разтопения метал на басейна.
Референтни стойности:
Argon Gas: тънко заваряване на плоча (1-3 mm) 8-15 l\/min, плоча със средна дебелина (5-10 mm) 15-25 l\/min;
Хелиев газ: Скоростта на потока трябва да бъде 30% -50% по -висок от този на аргоновия газ (поради ниската му плътност е необходим по -голям дебит, за да се образува защитен газов слой).
· Дизайн и позиция на дюзите
Диаметър на дюзата: Обикновено 6-10 mm, по -големият диаметър изисква увеличаване на дебита, а по -малък диаметър е предразположен към запушване;
Разстояние между дюзата и детайла: 5-8 mm, твърде близо може да бъде лесно замърсено от пръски и твърде далеч намалява ефекта на защитата.
· Контрол на посоката на въздушния поток
Издухване в същата посока като посоката на заваряване: подходящо за високоскоростно заваряване, намаляване на смущения на въздушния поток на разтопения басейн;
Странично издухване: Подходящ за заваряване с дълбоко проникване, по -добре за издухване на плазма.
5. Безопасни предпазни мерки
· Рискът за задушаване на инертните газове
Аргон и хелий са безцветни и без мирис газове. При високи концентрации те ще изместят кислорода във въздуха. По време на работа трябва да се поддържа вентилация, за да се избегне използването им в затворени пространства.
· Рискът от токсичност и експлозия от реактивни газове
Прекомерната концентрация на CO₂ може да причини затруднения с дишането. Азотът, когато се нагрява, реагира с метали и може да произвежда токсични азотни оксиди. Трябва да се носи защитна маска;
Избягвайте да смесвате реактивни газове с запалими газове (като ацетилен), за да предотвратите експлозия.
· Управление на газовия цилиндър
Газовите цилиндри трябва да се съхраняват, да се съхраняват далеч от източници на топлина и източници на пожар, а изходното налягане трябва да се контролира от редуктор на налягането (обикновено 0. 2-0. 5 MPa)
-- rayther laser camila wang