Selezione e utilizzo dei gas durante la saldatura
1. Il ruolo principale dei gas nella saldatura laser
· Protezione del pool fuso: prevenire l'ossidazione e le reazioni nitriding tra metallo e ossigeno, azoto, ecc. . nell'aria ad alte temperature ed evitare difetti come pori e fessure .
· Assistere il raffreddamento del pool fuso: controllo della velocità di solidificazione del pool fuso attraverso il flusso d'aria per migliorare la microstruttura e le proprietà della giuntura di saldatura .
· Rimozione di schizzi: riducendo la contaminazione dell'obiettivo o della superficie del pezzo causato da schizzi di metallo durante la saldatura .
· Regolazione del plasma: durante la saldatura laser ad alta potenza, sopprimendo l'assorbimento della nuvola di plasma da parte dell'energia laser per migliorare l'efficienza di utilizzo dell'energia .
2. tipi di gas comuni e caratteristiche utilizzate nella saldatura laser
· Gas inerti (utilizzati principalmente per la protezione)
Argon (AR): alta densità, eccellente effetto di protezione, basso costo; flusso d'aria stabile, meno incline a schizzi . adatto alla saldatura di acciaio inossidabile, lega di alluminio, rame e altri metalli non ferrosi e piastre sottili, specialmente adatte alla saldatura laser pulsata .
Elio (HE): bassa densità e alta conducibilità termica, che può effettivamente sopprimere il plasma e migliorare la capacità di penetrazione della saldatura a fusione profonda; Tuttavia, il costo è elevato . adatto alla saldatura laser continua ad alta potenza di piastre spesse (come acciaio al carbonio, lega di titanio) o per scenari in cui è richiesta un'alta velocità di saldatura .
· Gas attivo (utilizzato per materiali o processi specifici)
Anidride carbonica (CO₂):
Reagisce con i metalli per formare CO, che può ridurre la tensione superficiale del pool fuso e migliorare la fluidità del pool fuso ., tuttavia, è soggetto a causare ossidazione della saldatura .
Scenari applicabili: saldatura in acciaio a basso contenuto di carbonio (deve essere utilizzata in combinazione con altri gas) o per la saldatura composita a Mig Laser .
Azoto (N₂):
È economico, ma forma facilmente nitruri duri e fragili con metalli come titanio e alluminio, che influenzano la tenacità della saldatura .
Scenari applicabili: saldatura di sigillatura della superficie in acciaio inossidabile (per strutture non critiche) o saldatura in lega di rame (per inibire l'ossidazione) .
3. i fattori chiave per la selezione del gas
· Tipi di materiale di saldatura
Lega di alluminio: utilizzare preferibilmente l'argon puro (AR), evitando l'abbraccio indotto dall'azoto; Per piastre spesse, considera la miscela Argon-Helium (e . g . ar: he=7: 3) .
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5 mm) utilizzare la miscela di elio o argon-elio per aumentare la profondità di penetrazione; Per l'acciaio a basse emissioni di carbonio, una piccola quantità di CO₂ (<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
Lega di rame / titanio: la saldatura in rame utilizza argon o azoto (per prevenire l'ossidazione), la lega di titanio utilizza argon ad alta purezza (per evitare nitriding) .
· Parametri del processo di saldatura
High-power continuous welding (>2KW): utilizzare la miscela di elio o argone-elio, riducendo la schermatura del plasma;
Saldatura pulsata a bassa potenza (<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
· Requisiti di qualità di saldatura
Saldature con alta tenacia (come componenti aerospaziali): evitare azoto, preferisci argon o elio;
Saldature con elevata morbidezza superficiale: utilizzare argon o elio per ridurre la scala degli schizzi e dell'ossido .
4. punti chiave per l'uso di gas
· Controllo della purezza del gas
La purezza dei gas inerti dovrebbe essere maggiore o uguale al 99,99% (impurità come acqua e ossigeno possono causare porosità della saldatura);
La purezza dei gas attivi (come CO₂) dovrebbe essere maggiore o uguale a 99 . 5%e devono essere essiccati (per evitare l'umidità causando pori di idrogeno).
· Regolazione del flusso di gas
Portata bassa: protezione insufficiente, soggetta all'ossidazione;
Portata elevata: flusso d'aria turbolento, viene introdotto l'aria e può spazzare via il metallo della piscina fusa .
Valori di riferimento:
Argon Gas: Thin Plate Welding (1-3 mm) 8-15 l/min, piastra medio -set (5-10 mm) 15-25 l/min;
Gas di elio: la portata dovrebbe essere del 30% -50% superiore a quella del gas argon (a causa della sua bassa densità, è necessaria una portata maggiore per formare un strato di gas protettivo) .
· Design e posizione degli ugelli
Diametro dell'ugello: di solito 6-10 mm, un diametro maggiore richiede un aumento della portata e un diametro inferiore è soggetto a intasamento;
La distanza tra l'ugello e il pezzo: 5-8 mm, troppo vicino può essere facilmente contaminata dagli schizzi e riduce troppo l'effetto di protezione .
· Controllo della direzione del flusso d'aria
Soffiando nella stessa direzione della direzione di saldatura: adatto alla saldatura ad alta velocità, riducendo l'interferenza del flusso d'aria sul pool fuso;
Blowing laterale: adatto alla saldatura di penetrazione profonda, meglio per far esplodere il plasma .
5. Precauzioni di sicurezza
· Il rischio di asfissia di gas inerti
Argon ed elio sono gas incolore e inodore . ad alte concentrazioni, sposteranno l'ossigeno nell'aria . durante il funzionamento, la ventilazione deve essere mantenuta per evitare di usarli negli spazi chiusi .
· Il rischio di tossicità e esplosione di gas reattivi
L'eccessiva concentrazione di CO₂ può causare difficoltà respiratorie . azoto, quando riscaldato, reagisce con i metalli e può produrre ossidi di azoto tossici . una maschera protettiva deve essere indossata;
Evita di miscelare i gas reattivi con gas infiammabili (come l'acetilene) per prevenire l'esplosione .
· Gestione del cilindro del gas
I cilindri a gas devono essere immagazzinati in modo fisso, tenuti lontani da fonti di calore e fonti di fuoco e la pressione di uscita deve essere controllata da un riduttore di pressione (di solito 0.2-0.5 MPA)
-- rayther laser camila wang