Rola gazu ochronnego
W spawaniu laserowym gaz osłonowy wpływa na tworzenie spoiny, jej jakość, penetrację spoiny i szerokość penetracji. W większości przypadków wdmuchiwanie gazu osłonowego będzie miało pozytywny wpływ na spoinę, ale może również przynieść negatywny efekt.
Efekty pozytywne
1) Prawidłowe wdmuchiwanie gazu osłonowego skutecznie chroni jeziorko spawalnicze przed redukcją lub nawet zapobiega utlenianiu;
2) Prawidłowe wdmuchiwanie gazu osłonowego może skutecznie ograniczyć ilość odprysków powstających w trakcie procesu spawania;
3) Prawidłowe wdmuchiwanie gazu ochronnego może sprzyjać równomiernemu rozprzestrzenianiu się jeziorka spawalniczego podczas jego krzepnięcia, dzięki czemu spoina powstaje równomiernie i pięknie;
4) Prawidłowe wdmuchiwanie gazu ochronnego może skutecznie zmniejszyć efekt ekranowania, jaki na laser wywiera chmura oparów metalu lub chmura plazmy, i zwiększyć efektywne wykorzystanie lasera;
5) Prawidłowe wdmuchiwanie gazu osłonowego może skutecznie zmniejszyć pory spoin.
O ile rodzaj gazu, natężenie przepływu gazu i metoda dmuchania zostaną dobrane prawidłowo, można uzyskać idealny efekt.
Niewłaściwe użycie gazu osłonowego może mieć jednak także negatywny wpływ na spawanie.
Do skutków ubocznych zalicza się:
1) Nieprawidłowe wdmuchiwanie gazu osłonowego może prowadzić do słabej jakości spoin:
2) Wybór niewłaściwego rodzaju gazu może spowodować pęknięcia spoiny, a także może obniżyć jej właściwości mechaniczne;
3) Wybór niewłaściwej szybkości przepływu gazu może prowadzić do poważniejszego utleniania spoiny (niezależnie od tego, czy szybkość przepływu jest zbyt duża, czy zbyt mała), lub może również spowodować poważne naruszenie metalu jeziorka spawalniczego przez siły zewnętrzne, powodując zapadnięcie się spoiny lub jej nierównomierne uformowanie;
4) Wybór niewłaściwej metody przedmuchu gazem spowoduje, że spoina nie będzie miała żadnego efektu ochronnego lub wręcz nie będzie miała żadnego efektu ochronnego, bądź będzie miała negatywny wpływ na tworzenie się spoiny;
5) Wdmuchiwanie gazu osłonowego ma pewien wpływ na głębokość penetracji spoiny, zwłaszcza podczas spawania cienkich płyt, ponieważ zmniejsza głębokość penetracji spoiny.
Rodzaj gazu ochronnego
Najczęściej stosowanymi gazami osłonowymi do spawania laserowego są N2, Ar, He. Ich właściwości fizyczne i chemiczne są różne, dlatego też ich wpływ na spoinę jest różny.
1 Azot N2
Energia jonizacji N2 jest umiarkowana, wyższa niż Ar i niższa niż He. Pod wpływem lasera stopień jonizacji jest średni, co może lepiej zmniejszyć tworzenie się chmury plazmy, zwiększając tym samym efektywne wykorzystanie lasera. Azot może reagować chemicznie ze stopem aluminium i stalą węglową w określonej temperaturze, wytwarzając azotki, które zwiększają kruchość spoiny. Konto publiczne WeChat: Spawacz, wytrzymałość zmniejszy się, co będzie miało większy niekorzystny wpływ na właściwości mechaniczne spoiny. Dlatego nie zaleca się stosowania azotu do ochrony spoin stopu aluminium i stali węglowej.
Azotek powstający w wyniku reakcji chemicznej azotu ze stalą nierdzewną może zwiększyć wytrzymałość spoiny, co z kolei przekłada się na poprawę jej właściwości mechanicznych. Dlatego azotu można używać jako gazu ochronnego podczas spawania stali nierdzewnej.
2 argon argon
Energia jonizacji Ar jest stosunkowo niska, a stopień jonizacji pod wpływem lasera jest stosunkowo wysoki, co nie sprzyja kontrolowaniu powstawania chmur plazmy i będzie miało pewien wpływ na efektywne wykorzystanie lasera. Jednak aktywność Ar jest bardzo niska i trudno jest wchodzić w reakcje chemiczne z metalami powszechnymi. reakcji, a koszt Ar nie jest wysoki. Ponadto gęstość Ar jest duża, co sprzyja opadaniu na górę jeziorka spawalniczego, co może lepiej chronić jeziorko spawalnicze, więc może być stosowany jako konwencjonalny gaz osłonowy.
3 Hel He
Posiada najwyższą energię jonizacji, a stopień jonizacji jest bardzo niski pod wpływem lasera, co pozwala na kontrolowanie tworzenia się chmury plazmy. Laser może bardzo dobrze oddziaływać na metal. Reaguje chemicznie z metalami i jest dobrym gazem osłonowym do spawania, ale koszt He jest zbyt wysoki. Generalnie ten gaz nie jest stosowany w produktach produkowanych masowo. Generalnie jest stosowany do badań naukowych lub produktów o bardzo wysokiej wartości dodanej.
Metoda przedmuchiwania gazem osłonowym
Obecnie stosuje się dwa główne sposoby wdmuchiwania gazu ochronnego: jeden polega na wdmuchiwaniu gazu ochronnego po stronie przyosiowej, jak pokazano na rysunku 1, a drugi polega na wdmuchiwaniu gazu ochronnego po stronie współosiowej, jak pokazano na rysunku 2.
Rysunek 1
Rysunek 2
Wybór dwóch metod dmuchania jest kwestią kompleksową. Generalnie zaleca się stosowanie metody bocznego dmuchania gazem ochronnym.
Zasada doboru metody przedmuchiwania gazem ochronnym
Przede wszystkim należy jasno powiedzieć, że tak zwane „utlenianie” spoiny to tylko potoczna nazwa. Teoretycznie oznacza to, że spoina reaguje chemicznie ze szkodliwymi składnikami w powietrzu, co powoduje pogorszenie jakości spoiny. Często zdarza się, że metal spoiny ma określoną temperaturę. Reaguje chemicznie z tlenem, azotem, wodorem itp. w powietrzu.
Zapobieganie „utlenianiu” spoiny polega na ograniczeniu lub zapobiegnięciu kontaktowi takich szkodliwych składników ze spoiną w wysokich temperaturach. Nie chodzi tu tylko o stopiony metal jeziorka spawalniczego, ale o cały proces od momentu stopienia spoiny do momentu zestalenia się metalu jeziorka spawalniczego i spadku jego temperatury poniżej określonego poziomu.
Przykład
Na przykład spawanie stopu tytanu może szybko absorbować wodór, gdy temperatura przekracza 300 stopni, tlen może być szybko absorbowany, gdy temperatura przekracza 450 stopni, a azot może być szybko absorbowany, gdy temperatura przekracza 600 stopni, dzięki czemu spawanie stopu tytanu ulega zestaleniu, a temperatura spada do 300 stopni. Następne etapy muszą być skutecznie zabezpieczone, w przeciwnym razie ulegną „utlenieniu”.
Z powyższego opisu nietrudno zrozumieć, że wdmuchiwany gaz osłonowy nie tylko musi chronić jeziorko spawalnicze w odpowiednim czasie, ale także musi chronić obszar, który właśnie stwardniał i został zespawany. Dlatego też zazwyczaj stosuje się boczną stronę wału pokazaną na rysunku 1. Wdmuchiwany gaz osłonowy, ponieważ zakres ochrony tej metody jest szerszy niż w przypadku metody ochrony współosiowej na rysunku 2, zwłaszcza obszar, w którym spoina właśnie stwardniała, ma lepszą ochronę.
W przypadku zastosowań inżynieryjnych nie wszystkie produkty mogą wykorzystywać boczny boczny wdmuch gazu osłonowego. W przypadku niektórych konkretnych produktów można stosować tylko współosiowy gaz osłonowy, który musi być przeprowadzony ze struktury produktu i formy połączenia. Celowy wybór.
Wybór konkretnych metod przedmuchiwania gazem ochronnym
1 Spaw prosty
Jak pokazano na rysunku 3, kształt spoiny produktu jest linią prostą, a forma połączenia to połączenie czołowe, połączenie zakładkowe, wewnętrzne połączenie narożnikowe lub połączenie spawane zakładkowo. Lepiej jest wdmuchać gaz ochronny po stronie wału.
Rysunek 3
2 płaskie, zamknięte spoiny graficzne
Jak pokazano na rysunku 4, kształt spoiny produktu jest kształtem zamkniętym, takim jak płaski okrąg, płaski wielokąt i płaska linia wielosegmentowa. Lepiej jest użyć metody osłony gazowej współosiowej pokazanej na rysunku 2.
Rysunek 4 Płaski kształt spoiny zamkniętej
Wybór gazu osłonowego ma bezpośredni wpływ na jakość, wydajność i koszt produkcji spawalniczej. Jednak ze względu na różnorodność materiałów spawalniczych, wybór gazu spawalniczego jest również stosunkowo skomplikowany w rzeczywistym procesie spawania. Konieczne jest kompleksowe rozważenie materiałów spawalniczych, metod spawania i pozycji spawania. Oprócz wymaganego efektu spawania, tylko poprzez test spawania można wybrać bardziej odpowiedni gaz spawalniczy, aby uzyskać lepsze wyniki spawania.
