I. Funzioni di base del gas di schermatura
Prevenzione di ossidazione e contaminazione:
Isola la piscina di saldatura dall'aria (ossigeno, umidità) per evitare ossidazione, nitridazione o porosità (ad es. Le leghe di titanio reagiscono con ossigeno per formare fasi fragili).
Regolazione del plasma:
Sopprezzare la formazione del plasma ad alta potenza, impedendo l'energia laser di essere schermata (ad es. L'energia di ionizzazione dell'elio riduce la formazione plasmatica).
Controllo del comportamento del pool di fusione:
Influenza il flusso del pool di fusione attraverso la conduttività termica del gas e la densità, regolando la profondità e la larghezza di penetrazione (ad es. L'elio aumenta la conduttività termica per una penetrazione più profonda nei materiali spessi).
Raffreddamento e pulizia:
Spazza via gli schizzi e le scorie, aiutando nel raffreddamento e nel miglioramento della formazione di saldatura.
Ii. Criteri di selezione
1. Proprietà del materiale
Acciaio al carbonio/acciaio a bassa lega:
PrioritàPure Argon(impedisce l'ossidazione, garantisce saldature lisce) oazoto(conveniente, riduce gli schizzi ma richiede un flusso controllato per evitare la fragilità del nitruro di ferro). Anche le miscele di argon-nitrogen (costi di equilibrio e prestazioni) sono adatte.
Acciaio inossidabile:
UtilizzoPure Argon(previene l'ossidazione del cromo e la corrosione intergranulare). Per piastre spesse, aggiungielio(ad esempio, miscele Argon-Helium) per aumentare la penetrazione attraverso un'elevata conducibilità termica.
Leghe di alluminio/alluminio:
Pure ArgonScudi contro ossigeno per evitare inclusioni di ossido di alluminio. Per piastre spesse o saldatura ad alta velocità, utilizzaremiscele ad alto elio(EG, 70% He + 30% AR) per ridurre la tensione superficiale e migliorare il flusso di fusione.
Leghe di rame/rame:
A causa dell'assorbimento laser a basso rame, utilizzaremiscele di elio o elio altoper migliorare l'utilizzo e la penetrazione dell'energia. L'argon puro può causare uno scarso flusso di fusione.
Leghe di titanio:
RichiedereArgon di alta purezza (maggiore o uguale al 99,99%)isolare rigorosamente ossigeno e azoto (rischio di fasi fragili). Strutture complesse richiedono una schermatura a due lati (flussi di gas anteriore e posteriore).
Acciaio zincato:
Miscele di azoto o argon-nitrogenRidurre la vaporizzazione di zinco (il punto di ebollizione basso provoca porosità), ma la portata deve essere controllata per evitare un raffreddamento eccessivo.
2. Potenza di saldatura e tipo di processo
Bassa potenza (<1kW):
SceglierePure Argonper efficacia in termini di costo e protezione da ossidazione stabile.
High Power (>1kW) saldatura di penetrazione profonda:
Utilizzomiscele di elio o argon-elioper sopprimere il plasma e migliorare la penetrazione energetica. Per la saldatura della conduzione, optare per l'argon o l'azoto per controllare le dimensioni del pool di fusione e prevenire l'ustione-through.
Saldatura a impulsi:
Evitare l'azoto (soggetto a schizzi); dare priorità all'argon. Per la saldatura continua, regolare in base al materiale (ad es. Azoto per acciaio al carbonio).
3. Confronto delle caratteristiche del gas
Argon (AR):
Vantaggi: Basso costo, versatilità (adatto alla maggior parte dei metalli come acciaio inossidabile, alluminio, titanio), arco stabile e buona formazione di saldatura.
Limitazioni: Soggetto a ionizzazione plasmatica ad alta potenza, influenzando la trasmissione energetica.
Elio (lui):
Vantaggi: Resistenza al plasma, penetrazione profonda, alta velocità di saldatura (ideale per rame e alluminio spesso), ma costosa (costo dell'argon 10-20x) e richiede ambienti chiusi per prevenire la perdita di diffusione.
Azoto (N₂):
Vantaggi: Costo più basso, adatto per acciaio al carbonio e acciaio zincato, riduce gli schizzi.
Limitazioni: Reagisce con alluminio e titanio per formare fasi fragili; vietato per questi materiali.
4. Fattori aggiuntivi
Requisiti di purezza:
I materiali sensibili (acciaio inossidabile, titanio) necessitanoMaggiore o uguale al 99,999% di gas ad alta purezza, con il rigoroso controllo dell'umidità (dew point <-40 gradi) e del contenuto di ossigeno.
Parametri di flusso di gas:
Utilizzare tipicamente il flusso di gas coassiale o laterale a 5-30 L/min (il flusso eccessivo provoca turbolenza; il flusso insufficiente porta a una scarsa scherma).
Proiezione sul retro:
Parti saldate a parete sottile o a parete richiedono gas sul retro (ad es. Argon puro) per prevenire l'ossidazione posteriore.
Iii. Combinazioni e applicazioni comuni di gas
Pure Argon:
Ampiamente utilizzato per acciaio inossidabile, alluminio e titanio nella saldatura di potenza a bassa e media.
Miscele Argon-Helium:
Per spesse leghe di alluminio e rame, bilanciamento della penetrazione e costo (ad es. 30% ar + 70% he).
Miscele Argon-Nitrogen:
Per acciaio al carbonio e acciaio a bassa lega, riducendo gli schizzi e il costo (azoto 5-10%; rapporti più elevati possono indurire la saldatura).
Elio puro:
Riservato alla saldatura di penetrazione profonda ad alta potenza (rame, alluminio spesso) per sopprimere il plasma.
Azoto puro:
Solo per sigillatura della superficie in acciaio al carbonio e acciaio zincato; Evita rigorosamente con alluminio e titanio.
IV. Considerazioni chiave
Purezza del gas e pulizia:
Assicurarsi che condutture e cilindri siano asciutti e puliti per prevenire l'umidità o la contaminazione dell'olio.
Regolazione dinamica:
Aumentare il rapporto elio per la saldatura a piastre ad alta velocità/spessa; Ridurre il flusso per piastre sottili/saldatura a bassa velocità per evitare un raffreddamento eccessivo.
Proiezione a doppia faccia:
Per i componenti ermetici (ad esempio, i vasi a pressione), proteggere le superfici anteriori e posteriori durante la saldatura.