Kaasujen valinta ja käyttö hitsauksen aikana
1. kaasujen ydinrooli laserhitsauksessa
· Sulan uima -altaan suojeleminen: hapetus- ja nitrusreaktioiden estäminen metallin ja hapen, typen jne. Välillä . ilmassa korkeissa lämpötiloissa ja välttää vikoja, kuten huokoset ja halkeamat .
· Sulan uima -altaan jäähdytyksen avustaminen: sulan poolin jähmettymisnopeuden hallinta ilmavirran läpi hitsaumaman mikrorakenteen ja ominaisuuksien parantamiseksi .
· Riputtelun poistaminen: linssin saastumisen vähentäminen tai metalliroiskeen aiheuttama työkappaleen pinnan saastumisen aikana hitsauksen .
· Plasman sääteleminen: suuritehoisen laserhitsauksen aikana laserenergian imeytymisen imeytymisen imeytyminen energian hyödyntämisen tehokkuuden parantamiseksi .
2. Yleiset kaasutyypit ja ominaisuudet, joita käytetään laserhitsauksessa
· Inertit kaasut (pääasiassa suojaamiseen)
Argon (AR): Suuri tiheys, erinomainen suojavaikutus, alhaiset kustannukset; Vakaa ilmavirta, vähemmän alttiita roiskeille ., joka sopii ruostumattomasta teräksestä, alumiiniseoksesta, kuparista ja muista ei-rautametalleista sekä ohuista levyistä, erityisesti sopivia pulssitetulle laserhitsaukselle .
Helium (HE): Pienitiheys ja korkea lämmönjohtavuus, mikä voi tehokkaasti tukahduttaa plasman ja parantaa syvän fuusiohitsauksen tunkeutumiskykyä; Kustannukset ovat kuitenkin korkeat ., joka soveltuu suuritehoiseen jatkuvaan laserhitsaukseen paksujen levyjen (kuten hiiliterästä, titaaniseoksesta) tai skenaarioista, joissa vaaditaan korkeaa hitsausnopeutta .
· Aktiivinen kaasu (käytetään tiettyihin materiaaleihin tai prosesseihin)
Hiilidioksidi (co₂):
Se reagoi metallien kanssa CO: n muodostamiseksi, mikä voi vähentää sulan uima -altaan pintajännitystä ja parantaa sulan poolin juoksevuutta ., mutta on kuitenkin taipuvainen aiheuttamaan hitsaushapetusta .
Sovellettavat skenaariot: vähähiilinen teräshitsaus (on käytettävä yhdessä muiden kaasujen kanssa) tai laser-migikomposiitihitsaukseen .
Typpi (n₂):
Se on kustannustehokas, mutta se muodostaa helposti kovia ja hauraita nitridejä metalleilla, kuten titaani ja alumiini, mikä vaikuttaa hitsauksen . sitkeyteen
Sovellettavat skenaariot: Ruostumattomasta teräksestä valmistettu pinnan tiivistyshitsaus (ei-kriittisille rakenteille) tai kupariseoshitsaus (hapettumisen estämiseksi) .
3. Kaasun valinnan avaintekijät
· Hitsausmateriaalityypit
Alumiini-seos: Käytä mieluummin puhdasta argonia (AR) välttäen typen aiheuttamaa haurastusta; Harkitse paksuja levyjä argon-helium-seosta (e . g . ar: he=7: 3) .
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5mm) käytä helium- tai argon-heliumseosta tunkeutumissyvyyden lisäämiseksi; vähähiilisen teräksen, pieni määrä co₂: ta (<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
Kupari / titaaniseos: Kuparihitsaus käyttää argonia tai typpeä (hapettumisen estämiseksi), titaaniseos käyttää High Silving Argonia (nitraation välttämiseksi) .
· Hitsausprosessiparametrit
High-power continuous welding (>2KW): Käytä helium- tai argon-heliumseosta, vähentämällä plasman suojausta;
Pienitehoinen pulssihitsaus (<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
· Hitsausvaatimukset
Hitsit, joilla on korkea sitkeys (kuten ilmailu- ja avaruuskomponentit): Vältä typpeä, mieluummin argonia tai heliumia;
Hitsit, joilla on korkean pinnan sileysvaatimukset: käytä argonia tai heliumia roiske- ja oksidiasteikon vähentämiseen .
4. avainpisteet kaasujen käyttöön
· Kaasun puhtauden hallinta
Inerttien kaasujen puhtauden tulisi olla suurempi tai yhtä suuri kuin 99,99% (epäpuhtaudet, kuten vesi ja happi voivat aiheuttaa hitsaushuokoisuutta);
Aktiivisten kaasujen (kuten CO₂) puhtauden tulisi olla suurempi tai yhtä suuri kuin 99 . 5%, ja ne on kuivattava (kosteuden välttämiseksi vety huokoset).
· Kaasun virtauksen säätely
Matala virtausnopeus: riittämätön suoja, alttiina hapettumiselle;
Korkea virtausnopeus: Turbulentti ilmavirta, ilma otetaan käyttöön, ja se voi puhaltaa sulan uima -altaan metallin .
Viitearvot:
Argon-kaasu: ohut levyhitsaus (1-3 mm) 8-15 l/min, keskikokoinen levy (5-10 mm) 15-25 l/min;
Helium -kaasu: Virtausnopeuden tulisi olla 30% -50% korkeampi kuin argonikaasun (alhaisen tiheyden vuoksi, suojaavan kaasukerroksen muodostamiseksi tarvitaan suurempi virtausnopeus) .
· Suuttimen suunnittelu ja sijainti
Suuttimen halkaisija: Yleensä 6-10 mm, suurempi halkaisija vaatii virtausnopeuden lisääntymisen ja pienempi halkaisija on alttiita tukkeutumiselle;
Suuttimen ja työkappaleen välinen etäisyys: 5-8 mm, liian lähellä, voidaan helposti saastuttaa roiskeet, ja liian kaukana vähentää suojavaikutusta .
· Ilmavirran suuntaohjaus
Puhaltaa samaan suuntaan kuin hitsaussuunta: Sopii nopeaan hitsaukseen, vähentäen ilmavirran häiriöitä sulaan uima-altaalla;
Sivupuhallus: Soveltuu syvän tunkeutumishitsaukseen, parempi plasman puhaltamiseen .
5. turvatoimenpiteet
· Inerttien kaasujen tukehtumisriski
Argon ja helium ovat värittömiä ja hajuttomia kaasuja . korkeissa pitoisuuksissa, ne syrjäyttävät hapen ilmassa . toiminnan aikana, ilmanvaihto on ylläpidettävä niiden käytön välttämiseksi suljetuissa välilyönteissä . .
· Reaktiivisten kaasujen toksisuus ja räjähdysriski
Liiallinen CO₂ -pitoisuus voi aiheuttaa hengitysvaikeuksia . typpeä kuumennettaessa, reagoi metallien kanssa ja voi tuottaa myrkyllisiä typpioksideja . Suojattava maski on käytettävä;
Vältä reaktiivisten kaasujen sekoittamista syttyvien kaasujen kanssa (kuten asetyleeni) räjähdyksen estämiseksi .
· Kaasusylinterin hallinta
Kaasusylinterit tulisi varastoida kiinteästi, pitää poissa lämpölähteistä ja palolähteistä, ja lähtöpainea tulisi ohjata paineen pelkistimellä (yleensä 0.2-0.5 MPa)
-- Rayther Laser Camila Wang