레이저 용접기는 산업 생산에 널리 사용되는 용접 장비의 한 종류이며, 레이저 소재 가공에 필수적인 기계입니다. 레이저 용접기의 초기 개발부터 현재 기술까지 점진적으로 발전하면서 다양한 유형의 용접기가 개발되었으며, 그중에서도 널리 사용되는 휴대용 레이저 용접기는 용접 작업의 강력한 보조 장치입니다.
핸드헬드 레이저 용접기로 용접할 때 보호 가스를 사용하는 이유는 무엇일까요? 핸드헬드 레이저 용접기는 주로 박판 소재와 정밀 부품 용접에 사용되는 새로운 유형의 용접 방식으로, 스팟 용접, 맞대기 용접, 겹치기 용접, 실링 용접 등을 구현할 수 있습니다. 깊이 비율이 높고 용접 폭이 작으며, 열 영향 영역이 작고 변형이 적습니다. 용접 속도가 빠르고, 용접 이음매가 매끄럽고 아름답습니다. 용접 후 별도의 처리가 필요 없고 간단한 처리만 하면 됩니다. 고품질 용접 이음매, 기공 없음, 정밀 제어, 초점 스팟이 작고 위치 정확도가 높으며 자동화 구현이 용이합니다.
1. 초점 렌즈를 금속 증기 오염 및 액체 방울의 스퍼터링으로부터 보호할 수 있습니다.
보호가스는 레이저 용접기의 초점 렌즈를 금속 증기 오염과 액체 방울의 스퍼터링으로부터 보호할 수 있으며, 특히 고출력 용접에서는 분사가 매우 강력해지기 때문에 이 시점에서 렌즈를 보호하는 것이 더욱 필요합니다.
2. 보호가스는 고출력 레이저용접에서 발생하는 플라즈마 보호막을 효과적으로 분산시켜 줍니다.
금속 증기는 레이저 빔을 흡수하여 플라즈마 구름으로 이온화되고, 금속 증기 주변의 보호 가스 또한 열에 의해 이온화됩니다. 플라즈마가 너무 많으면 레이저 빔이 플라즈마에 의해 어느 정도 소모됩니다. 플라즈마는 작업 표면에 2차 에너지로 존재하여 용입을 얕게 하고 용접 풀의 표면을 넓힙니다.
전자의 재결합률은 플라즈마 내 전자 밀도를 낮추기 위해 전자와 이온 및 중성 원자의 삼체 충돌을 증가시킴으로써 증가합니다. 중성 원자가 가벼울수록 충돌 빈도와 재결합률이 높아집니다. 반면, 이온화 에너지가 높은 보호 가스만 가스 자체의 이온화로 인해 전자 밀도를 증가시키지 않습니다.
3. 보호가스는 용접 중 작업물을 산화로부터 보호할 수 있습니다.
레이저 용접기는 다음과 같은 종류의 가스를 사용해야 합니다. 보호 기능을 제공하며, 연속 가공 중 펄스 레이저의 산화를 방지하기 위해 보호 가스가 먼저 방출된 후 레이저가 방출되도록 프로그램을 설정해야 합니다. 불활성 가스는 용융 풀을 보호할 수 있습니다. 표면 산화와 관계없이 일부 소재를 용접하는 경우 보호 기능이 고려되지 않을 수 있지만, 대부분의 경우 헬륨, 아르곤, 질소 및 기타 가스가 용접 중 소재의 용접을 방지하기 위해 보호 가스로 사용됩니다. 산화될 수 있습니다.
4. 노즐 구멍의 디자인
보호 가스는 노즐을 통해 일정 압력으로 분사되어 작업물 표면에 도달합니다. 노즐의 유체 역학적 형상과 배출구의 직경은 매우 중요합니다. 분사된 보호 가스가 용접 표면을 덮을 수 있을 만큼 충분히 커야 하지만, 렌즈를 효과적으로 보호하고 금속 증기가 렌즈를 오염시키거나 금속이 튀는 것을 방지하기 위해 노즐의 크기 또한 제한해야 합니다. 또한 유량을 조절해야 합니다. 그렇지 않으면 보호 가스의 층류가 난류가 되어 대기가 용융 풀에 섞여 결국 기공이 형성될 수 있습니다.
레이저 용접에서 보호 가스는 용접 형상, 용접 품질, 용접 용입 및 용입 폭에 영향을 미칩니다. 대부분의 경우, 보호 가스를 분사하는 것은 용접에 긍정적인 영향을 미치지만, 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다.
긍정적 역할:
1) 보호가스를 올바르게 분사하면 용접 풀을 효과적으로 보호하여 산화를 줄이거나 방지할 수 있습니다.
2) 보호가스를 정확하게 분사하면 용접 중 발생하는 튀김을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
3) 보호가스를 정확하게 분사하면 응고 시 용접풀의 균일한 확산을 촉진하여 용접 형상을 균일하고 아름답게 만들 수 있습니다.
4) 보호가스를 정확하게 분사하면 금속증기나 플라즈마 구름이 레이저에 미치는 차폐효과를 효과적으로 감소시키고 레이저의 유효 이용률을 높일 수 있습니다.
5) 보호가스를 올바르게 분사하면 용접 기공을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
가스 종류, 유량, 송풍 방식만 올바르게 선택하면 이상적인 효과를 얻을 수 있습니다. 그러나 보호 가스를 잘못 사용하면 용접에 악영향을 미칠 수 있습니다.
부작용:
1) 보호 가스의 부적절한 주입으로 인해 용접 불량이 발생할 수 있습니다.
2) 잘못된 종류의 가스를 선택하면 용접부에 균열이 생길 수 있으며, 용접부의 기계적 성질이 저하될 수도 있습니다.
3) 잘못된 가스 분사 유량을 선택하면 용접부의 산화가 더욱 심각해질 수 있습니다(유량이 너무 크거나 작음). 또한 용접 풀 금속이 외부 힘에 의해 심각하게 교란되어 용접 붕괴나 불균일한 형성이 발생할 수 있습니다.
4) 잘못된 가스 주입 방법을 선택하면 용접부가 보호 효과를 얻지 못하거나 기본적으로 보호 효과가 없거나 용접 형성에 부정적인 영향을 미칩니다.
5) 보호가스를 주입하면 용접 침투에 어느 정도 영향을 미치며, 특히 얇은 판을 용접할 경우 용접 침투가 감소합니다.
일반적으로 헬륨은 보호 가스로 사용되며, 플라즈마를 최대한 억제하여 용입 깊이를 늘리고 용접 속도를 향상시킵니다. 또한, 헬륨은 무게가 가볍고 누출이 잘 발생하지 않으며 기공이 발생하기 어렵습니다. 물론, 실제 용접 효과를 볼 때 아르곤 보호 가스 사용의 효과는 나쁘지 않습니다.
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게시 시간: 2023년 2월 4일
