Laserkeevitus: kuidas valida kaitsegaasi

Õige laserkeevituse abigaasi valimine on üks olulisemaid otsuseid, mida teete, kuid seda mõistetakse sageli valesti. Kas olete kunagi mõelnud, miks pealtnäha täiuslik laserkeevitus pinge all ebaõnnestus? Vastus võib peituda õhus... või pigem konkreetses gaasis, mida keevisõmbluse kaitsmiseks kasutasite.

See gaas, mida nimetatakse ka laserkeevituse kaitsegaasiks, ei ole lihtsalt valikuline lisand; see on protsessi põhiosa. See täidab kolme mittekaubeldavat ülesannet, mis otseselt määravad teie lõpptoote kvaliteedi, tugevuse ja välimuse.

See kaitseb keevisõmblust:Abigaas loob sulametalli ümber kaitsva mulli, mis kaitseb seda atmosfäärigaaside, näiteks hapniku ja lämmastiku eest. Ilma selle kaitseta tekivad katastroofilised defektid, nagu oksüdatsioon (nõrk, värvimuutusega keevisõmblus) ja poorsus (pisikesed mullid, mis vähendavad tugevust).

See tagab täieliku laservõimsuse:Kui laser metalli tabab, võib see tekitada „plasmapilve“. See pilv võib laseri energiat blokeerida ja hajutada, mille tulemuseks on pealiskaudsed ja nõrgad keevisõmblused. Õige gaas puhub selle plasma minema, tagades, et laseri täisvõimsus jõuab töödeldava detailini.

See kaitseb teie seadmeid:Gaasivool hoiab ära ka metalliauru ja pritsmete lendamise ning kalli teravustamisläätse saastumise teie laserpeas, säästes teid kulukatest seisakutest ja remonditöödest.

Laserkeevituseks kaitsegaasi valimine: peamised kandidaadid

Gaasi valik taandub kolmele peamisele tegurile: argoon, lämmastik ja heelium. Mõelge neist kui erinevatest spetsialistidest, keda te tööle palkaksite. Igal neist on ainulaadsed tugevused, nõrkused ja ideaalsed kasutusjuhud.

Argoon (Ar): Usaldusväärne universaalne lahendus

Argoon on keevitusmaailma tööhobune. See on inertgaas, mis tähendab, et see ei reageeri sula keevisvanniga. See on ka õhust raskem, seega pakub see suurepärast ja stabiilset kaitset ilma liiga suure voolukiiruseta.

Parim:Lai valik materjale, sealhulgas alumiinium, roostevaba teras ja eriti reaktiivsed metallid nagu titaan. Argoonlaserkeevitus on kiudlaserite puhul parim valik, kuna see annab puhta, läikiva ja sileda keevisõmbluse.

Peamine kaalutlus:Sellel on madal ionisatsioonipotentsiaal. Väga suure võimsusega CO₂-laserite puhul võib see kaasa aidata plasma moodustumisele, kuid enamiku tänapäevaste kiudlaserite rakenduste jaoks on see ideaalne valik.

Lämmastik (N₂): kulutõhus lahendus

Lämmastik on eelarvesõbralik valik, aga ärge laske madalamal hinnal end petta. Õige rakenduse korral pole see lihtsalt kaitsekile, vaid aktiivne osaleja, mis võib keevisõmblust tegelikult parandada.

Parim:Teatud roostevaba terase klassid. Lämmastiku kasutamine roostevaba terase laserkeevitamisel võib toimida legeeriva ainena, stabiliseerides metalli sisemist struktuuri, et parandada mehaanilist tugevust ja korrosioonikindlust.

Peamine kaalutlus:Lämmastik on reaktiivne gaas. Selle kasutamine vale materjali, näiteks titaani või mõnede süsinikteraste puhul, on katastroofi retsept. See reageerib metalliga ja põhjustab tõsist haprust, mille tulemuseks on keevisõmblus, mis võib praguneda ja puruneda.

Heelium (He): Suure jõudlusega spetsialist

Heelium on kallis superstaar. Sellel on väga kõrge soojusjuhtivus ja uskumatult kõrge ionisatsioonipotentsiaal, mis teeb sellest vaieldamatu plasma summutamise meistri.

Parim:Sügavale tungiv keevitamine paksudes või väga juhtivates materjalides nagu alumiinium ja vask. See on ka parim valik suure võimsusega CO₂-laserite jaoks, mis on väga vastuvõtlikud plasma moodustumisele.

Peamine kaalutlus:Hind. Heelium on kallis ja kuna see on nii kerge, on piisava varjestuse saavutamiseks vaja suurt voolukiirust, mis suurendab veelgi tegevuskulusid.

Gaasivõrdluse kiirjuhend

Praktiline laserkeevitusgaasi valik: gaasi ja metalli sobivus

Teooria on suurepärane, aga kuidas seda rakendada? Siin on lihtne juhend kõige levinumate materjalide jaoks.

Roostevaba terase keevitamine

Teil on siin kaks suurepärast valikut. Austeniitsete ja dupleks-roostevabade teraste puhul on sageli parim valik lämmastik või lämmastiku-argooni segu. See parandab mikrostruktuuri ja suurendab keevisõmbluse tugevust. Kui teie prioriteet on ideaalselt puhas ja läikiv pind ilma keemilise interaktsioonita, on puhas argoon õige valik.

Alumiiniumi keevitamine

Alumiinium on keeruline, kuna see hajutab soojust nii kiiresti. Enamiku rakenduste jaoks on puhas argoon standardvalik tänu oma suurepärasele varjestusele. Kui aga keevitate paksemaid profiile (üle 3-4 mm), muudab argooni ja heeliumi segu mängu. Heelium annab sügava ja ühtlase läbitungimise saavutamiseks vajaliku täiendava termilise löögi.

Titaani keevitamine

Titaani keevitamisel on ainult üks reegel: kasutage kõrge puhtusastmega argooni. Ärge kunagi kasutage lämmastikku ega muid reaktiivseid gaase sisaldavaid gaasisegusid. Lämmastik reageerib titaaniga, moodustades titaannitriide, mis muudavad keevisõmbluse uskumatult hapraks ja purunemisele määratud. Jahtuva metalli kaitsmiseks õhuga kokkupuute eest on kohustuslik ka põhjalik kaitse järel- ja tugigaasiga.

Eksperdi nipp:Inimesed püüavad sageli raha kokku hoida gaasivoolukiiruse vähendamisega, kuid see on klassikaline viga. Ühe oksüdeerumisest tingitud keevitusvea maksumus kaalub üles kaugelt õige kaitsegaasi koguse kasutamise kulud. Alustage alati oma rakenduse jaoks soovitatavast voolukiirusest ja kohandage seda sealt edasi.

Levinud laserkeevitusdefektide tõrkeotsing

Kui märkate keevisõmblustes probleeme, on abigaas üks esimesi asju, mida peaksite uurima.

Oksüdeerumine ja värvimuutus:See on kõige ilmseim märk kehvast varjestusest. Teie gaas ei kaitse keevisõmblust hapniku eest. Probleemi lahendamiseks tuleb tavaliselt suurendada gaasivoolu kiirust või kontrollida otsikut ja gaasi etteandesüsteemi lekete või ummistuste suhtes.

Poorsus (gaasimullid):See defekt nõrgestab keevisõmblust seestpoolt. Selle põhjuseks võib olla liiga madal voolukiirus (ebapiisav kaitse) või liiga kõrge voolukiirus, mis võib tekitada turbulentsi ja tõmmata õhku keevisvanni.

Ebajärjekindel läbitungimine:Kui keevitussügavus on täiesti ebaühtlane, võib plasma laserit blokeerida. See on CO2 puhul tavaline.₂ laserid. Lahendus on minna üle gaasile, millel on parem plasma summutamine, näiteks heelium või heeliumi ja argooni segu.

Edasijõudnutele mõeldud teemad: gaasisegud ja laserite tüübid

Strateegiliste segude jõud

Mõnikord ei piisa ühest gaasist päris hästi. Gaasisegusid kasutatakse „mõlema maailma parima“ saamiseks.

Argoon-heelium (Ar/He):Ühendab argooni suurepärase varjestuse heeliumi kõrge kuumuse ja plasma summutamisega. Ideaalne alumiiniumi sügavkeevitamiseks.

Argoon-vesinik (Ar/H₂):Väike kogus vesinikku (1–5%) võib roostevabal terasel toimida „redutseerijana“, püüdes kinni eksinud hapniku, et tekitada veelgi eredam ja puhtam keevisõmblus.

CO₂ vs.KiudainedÕige laseri valimine

CO₂ laserid:Nad on plasma moodustumise suhtes väga vastuvõtlikud. Seetõttu on kallis heelium nii levinud suure võimsusega CO₂-s.₂ rakendused.

Kiudlaserid:Neil on palju vähem altid plasmaprobleemidele. See suurepärane eelis võimaldab teil enamiku tööde puhul kasutada kulutõhusamaid gaase, näiteks argooni ja lämmastikku, ilma et see kahjustaks jõudlust.

Lõppkokkuvõttes

Laserkeevitusabigaasi valimine on kriitilise tähtsusega protsessiparameeter, mitte järelmõte. Mõistes varjestuse, optika kaitsmise ja plasma juhtimise põhifunktsioone, saate teha teadliku valiku. Valige alati gaas materjali ja rakenduse erinõuete järgi.

Kas olete valmis oma laserkeevitusprotsessi optimeerima ja gaasiga seotud defekte kõrvaldama? Vaadake oma praegune gaasivalik nende suuniste alusel üle ja vaadake, kas lihtne muudatus võiks oluliselt parandada kvaliteeti ja tõhusust.