A gázok kiválasztása és használata hegesztés során
1. A gázok alapvető szerepe a lézerhegesztésben
· Az olvadt medence védelme: az oxidációs és nitrid -reakciók megelőzése a fém és az oxigén, a nitrogén stb. Között . a levegőben magas hőmérsékleten, és elkerülve a hibákat, mint például a pórusok és a repedések .
· Az olvadt medence hűtésének segítése: Az olvadt medence megszilárdulási sebességének szabályozása légáramláson keresztül, hogy javítsa a hegesztési varrás mikroszerkezetét és tulajdonságait .
· A fröccsöntés eltávolítása: A lencse vagy a munkadarab szennyeződésének csökkentése, amelyet a fém fröccsenés okozott hegesztés során .
· A plazma szabályozása: Nagy teljesítményű lézerhegesztés során, elnyomva a plazmafelhő felszívódását a lézerenergia által, az energiafelhasználás hatékonyságának javítása érdekében .
2. Általános gáztípusok és jellemzők, amelyeket a lézerhegesztésben használnak
· Inert gázok (főleg védelemre használják)
Argon (AR): Nagy sűrűségű, kiváló védelmi hatás, alacsony költség; Stabil légáramlás, kevésbé hajlamos a fröccsenésre . rozsdamentes acél, alumíniumötvözet, réz és más színes fémek, valamint vékony lemezek hegesztésére, különös tekintettel az impulzusos lézerhegesztésre.
Hélium (HE): alacsony sűrűségű és nagy hővezető képesség, amely hatékonyan elnyomhatja a plazmát és javítja a mély fúziós hegesztés penetrációs képességét; A költség azonban magas ., amely alkalmas vastag lemezek nagy teljesítményű, folyamatos lézerhegesztésére (például szénacél, titánötvözet), vagy olyan forgatókönyvekhez, ahol nagy hegesztési sebességre van szükség .
· Aktív gáz (speciális anyagokhoz vagy folyamatokhoz használják)
Szén -dioxid (CO₂):
A fémekkel reagál a CO -ra, amely csökkentheti az olvadt medence felületi feszültségét és javíthatja az olvadt medence folyékonyságát . azonban hajlamos a hegesztés oxidációjának oka .
Alkalmazható forgatókönyvek: alacsony szén-dioxid-széntartalmú hegesztést (más gázokkal kombinálva kell használni), vagy lézer-mig kompozit hegesztéshez .
Nitrogén (N₂):
Költséghatékony, de könnyen kialakul a kemény és törékeny nitridek fémekkel, mint például titán és alumínium, befolyásolva a hegesztés szilárdságát .
Alkalmazható forgatókönyvek: rozsdamentes acél felületi tömítőhegesztés (nem kritikus szerkezetekhez) vagy rézötvözet hegesztése (az oxidáció gátlására) .
3. A gázválasztás kulcsfontosságú tényezői
· Hegesztési anyagtípusok
Alumíniumötvözet: Preferenciálisan használja a tiszta argont (AR), elkerülve a nitrogén által kiváltott öblítés; A vastag lemezeknél vegye figyelembe az argon-helium keveréket (e . g . ar: he=7: 3) .}
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5 mm) használjon hélium vagy argon-helium keveréket a penetrációs mélység növelésére; Az alacsony széntartalmú acélhoz kis mennyiségű CO₂ (<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
Réz / titánötvözet: A rézhegesztés argont vagy nitrogént használ (az oxidáció megelőzése érdekében), a titánötvözet nagy tisztességes argont használ (a nitridálás elkerülése érdekében) .
· Hegesztési folyamat paraméterek
High-power continuous welding (>2KW): Használjon hélium vagy argon-helium keveréket, csökkentve a plazma árnyékolást;
Alacsony fogyasztású impulzusos hegesztés (<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
· Hegesztési minőségi követelmények
Magas keménységű hegesztések (például repülőgép -komponensek): Kerülje a nitrogént, inkább az argont vagy a héliumot;
Hegesztések nagy felületi simaságra vonatkozó követelményekkel: Az argon vagy a hélium segítségével csökkentse a fröccsöntést és az oxid skálát .
4. A gázok használatának kulcspontjai
· Gáz tisztaság -szabályozás
Az inert gázok tisztaságának 99,99% -nál nagyobb vagy egyenlőnek kell lennie (szennyeződések, például a víz és az oxigén hegesztési porozitást okozhatnak);
Az aktív gázok (például a CO₂) tisztaságának nagyobbnak kell lennie, vagy egyenlőnek kell lennie 99 . 5%-nál, és ezeket szárítani kell (a nedvesség elkerülése érdekében, hogy a hidrogén pórusokat okozzák).
· Gázáramlás -szabályozás
Alacsony áramlási sebesség: nem elegendő védelem, hajlamos az oxidációra;
Magas áramlási sebesség: Turbulens légáramlás, levegő kerül bevezetésre, és elrobbanthatja az olvadt medence fémet .
Referenciaértékek:
Argon gáz: vékony lemezhegesztés (1-3 mm) 8-15 l/perc, közepes vastag lemez (5-10 mm) 15-25 l/perc;
Héliumgáz: Az áramlási sebességnek 30% -nak kell lennie -50% -kal magasabb, mint az argon -gázé (alacsony sűrűségének köszönhetően nagyobb áramlási sebességre van szükség a védőgázréteg kialakításához) .
· Fúvóka kialakítása és helyzete
Fúvóka átmérője: Általában 6-10 mm, a nagyobb átmérő igényel az áramlási sebesség növekedését, és egy kisebb átmérő hajlamos az eltömődésre;
A fúvóka és a munkadarab közötti távolság: 5-8 mm, a túl közel könnyen szennyeződhet a fröccsenéssel, és túl messze csökkenti a . védelmi hatást.
· A légáramlás irányítása
A hegesztési irányhoz hasonló irányba fújás: nagysebességű hegesztéshez alkalmas, csökkentve a légáram beavatkozását az olvadt medencén;
Oldalfúvás: Mély penetrációs hegesztéshez alkalmas, jobb a plazma fújására .
5. Biztonsági óvintézkedések
· Az inert gázok fulladásos kockázata
Az argon és a hélium színtelen és szagtalan gázok . Magas koncentrációban kiszorítják az oxigént a . oxigént a szellőztetést, hogy elkerüljék a zárt terekben történő használatát .
· A reaktív gázok toxicitási és robbanási kockázata
A túlzott CO₂ -koncentráció légzési nehézségeket okozhat . nitrogén, ha melegítve, fémekkel reagál, és toxikus nitrogén -oxidokat eredményezhet . védőmaszkot viselni;
Kerülje a reaktív gázok gyúlékony gázokkal (például acetilénnel) történő keverését a robbanás megakadályozása érdekében .
· Gáz -hengerkezelés
A gázhengereket rögzítve kell tárolni, a hőforrásoktól és a tűzforrásoktól távol kell tartani, és a kimeneti nyomást nyomáscsökkentővel kell szabályozni (általában 0.2-0.5 MPA)
-- Rayther Laser Camila Wang