Tinkamų lazerinio suvirinimo pagalbinių dujų pasirinkimas yra vienas svarbiausių jūsų sprendimų, tačiau jis dažnai neteisingai suprantamas. Ar kada nors susimąstėte, kodėl, regis, tobulas lazerinis suvirinimas nutrūko veikiant įtempiui? Atsakymas gali slypi ore... arba, tiksliau sakant, konkrečiose dujose, kurias naudojote suvirinimui apsaugoti.
Šios dujos, dar vadinamos apsauginėmis dujomis lazeriniam suvirinimui, yra ne tik pasirenkamas priedas; tai esminė proceso dalis. Jos atlieka tris nekeičiamus darbus, kurie tiesiogiai lemia galutinio produkto kokybę, stiprumą ir išvaizdą.
Apsaugo suvirinimo siūlę:Pagalbinės dujos sukuria apsauginį burbulą aplink išlydytą metalą, apsaugodamos jį nuo atmosferos dujų, tokių kaip deguonis ir azotas. Be šio skydo atsiranda katastrofiškų defektų, tokių kaip oksidacija (silpnas, pakitusios spalvos suvirinimas) ir poringumas (maži burbuliukai, mažinantys stiprumą).
Užtikrina visą lazerio galią:Lazeriui atsitrenkus į metalą, gali susidaryti „plazmos debesis“. Šis debesis gali blokuoti ir išsklaidyti lazerio energiją, todėl suvirinimo siūlės bus negilios ir silpnos. Tinkamos dujos išpučia šią plazmą, užtikrindamos, kad visa lazerio galia pasiektų ruošinį.
Tai apsaugo jūsų įrangą:Dujų srautas taip pat neleidžia metalo garams ir purslams pakilti ir užteršti brangaus fokusavimo lęšio lazerio galvutėje, todėl išvengsite brangių prastovų ir remonto darbų.
Apsauginių dujų pasirinkimas lazeriniam suvirinimui: pagrindiniai pretendentai
Jūsų dujų pasirinkimas susiveda į tris pagrindinius veikėjus: argoną, azotą ir helio. Įsivaizduokite juos kaip skirtingus specialistus, kuriuos samdytumėte darbui. Kiekvienas iš jų turi unikalių stipriųjų, silpnųjų pusių ir idealių panaudojimo atvejų.
Argonas (Ar): patikimas universalus valiklis
Argonas yra suvirinimo pasaulio „arkliukas“. Tai inertinės dujos, o tai reiškia, kad jos nereaguoja su išlydyta suvirinimo vonele. Jos taip pat sunkesnės už orą, todėl užtikrina puikų ir stabilų apsauginį sluoksnį, nereikalaujant pernelyg didelio srauto greičio.
Geriausiai tinka:Platus medžiagų pasirinkimas, įskaitant aliuminį, nerūdijantį plieną ir ypač reaktyviuosius metalus, tokius kaip titanas. Argono lazerinis suvirinimas yra geriausias pasirinkimas naudojant šviesolaidinius lazerius, nes jis užtikrina švarų, ryškų ir lygų suvirinimo paviršių.
Svarbiausias aspektas:Jis pasižymi mažu jonizacijos potencialu. Naudojant labai didelės galios CO₂ lazerius, jis gali prisidėti prie plazmos formavimosi, tačiau daugumai šiuolaikinių skaidulinių lazerių tai puikus pasirinkimas.
Azotas (N₂): ekonomiškai efektyvus sprendimas
Azotas yra ekonomiškesnis pasirinkimas, tačiau neapsigaukite dėl mažesnės kainos. Tinkamai naudojant, tai ne tik apsauga, bet ir aktyvus dalyvis, galintis pagerinti suvirinimą.
Geriausiai tinka:Tam tikros nerūdijančio plieno rūšys. Azoto naudojimas nerūdijančio plieno lazeriniam suvirinimui gali veikti kaip legiruojantis agentas, stabilizuojantis metalo vidinę struktūrą, kad pagerėtų mechaninis stiprumas ir atsparumas korozijai.
Svarbiausias aspektas:Azotas yra reaktyviosios dujos. Jo naudojimas netinkamai medžiagai, pavyzdžiui, titanui ar kai kuriems angliniams plienams, yra katastrofos kelias. Jis reaguos su metalu ir sukels didelį trapumą, dėl kurio suvirinimo siūlė gali įtrūkti ir sugesti.
Helis (He): Didelio našumo specialistas
Helis yra brangioji superžvaigždė. Jis pasižymi labai dideliu šilumos laidumu ir neįtikėtinai dideliu jonizacijos potencialu, todėl yra neginčijamas plazmos slopinimo čempionas.
Geriausiai tinka:Giluminio įsiskverbimo suvirinimas storose arba labai laidžiose medžiagose, tokiose kaip aliuminis ir varis. Tai taip pat geriausias pasirinkimas didelės galios CO₂ lazeriams, kurie yra labai jautrūs plazmos susidarymui.
Svarbiausias aspektas:Kaina. Helis yra brangus, o kadangi yra labai lengvas, norint gauti tinkamą apsaugą, reikia didelio srauto greičio, o tai dar labiau padidina eksploatavimo išlaidas.
Greitas dujų palyginimas
| Dujos | Pagrindinė funkcija | Poveikis suvirinimui | Įprastas naudojimas |
| Argonas (Ar) | Skydai suvirinami nuo oro | Labai inertiška grynam suvirinimui. Stabilus procesas, gera išvaizda. | Titanas, aliuminis, nerūdijantis plienas |
| Azotas (N₂) | Apsaugo nuo oksidacijos | Ekonomiška, švari apdaila. Gali padaryti kai kuriuos metalus trapius. | Nerūdijantis plienas, aliuminis |
| Helis (He) | Gilus įsiskverbimas ir plazmos slopinimas | Leidžia dideliu greičiu atlikti gilesnius, platesnius suvirinimo siūlus. Brangus. | Storos medžiagos, varis, didelio galingumo suvirinimas |
| Dujų mišiniai | Subalansuoja kainą ir našumą | Apjungia privalumus (pvz., Ar stabilumas + He skvarba). | Specifiniai lydiniai, optimizuojantys suvirinimo profilius |
Praktinis lazerinio suvirinimo dujų pasirinkimas: dujų pritaikymas metalui
Teorija puiki, bet kaip ją pritaikyti? Štai paprastas vadovas, skirtas dažniausiai naudojamoms medžiagoms.
Nerūdijančio plieno suvirinimas
Čia turite du puikius pasirinkimus. Austenitiniam ir dupleksiniam nerūdijančiam plienui dažnai geriausias pasirinkimas yra azotas arba azoto ir argono mišinys. Jis pagerina mikrostruktūrą ir padidina suvirinimo stiprumą. Jei jūsų prioritetas yra idealiai švari, blizgi apdaila be cheminės sąveikos, grynas argonas yra tinkamas pasirinkimas.
Aliuminio suvirinimas
Aliuminis yra keblus, nes labai greitai išsklaido šilumą. Daugeliu atvejų grynas argonas yra standartinis pasirinkimas dėl savo fantastiško ekranavimo. Tačiau jei virinate storesnes dalis (virš 3–4 mm), argono ir helio mišinys yra esminis pasirinkimas. Helis suteikia papildomą terminį smūgį, reikalingą giliam ir tolygiam įsiskverbimui pasiekti.
Titano suvirinimas
Yra tik viena titano suvirinimo taisyklė: naudoti labai gryną argoną. Niekada nenaudokite azoto ar jokio dujų mišinio, kuriame yra reaktyviųjų dujų. Azotas reaguos su titanu ir sudarys titano nitridus, kurie padarys suvirinimą neįtikėtinai trapų ir pasmerktą lūžiams. Taip pat būtina visapusiškai apsaugoti metalą nuo sąlyčio su oru, naudojant traukiamąsias ir atramines dujas.
Eksperto patarimas:Žmonės dažnai bando sutaupyti pinigų mažindami dujų srautą, tačiau tai yra klasikinė klaida. Vieno suvirinimo siūlės, kurią sukėlė oksidacija, kaina gerokai viršija tinkamo apsauginių dujų kiekio naudojimo kainą. Visada pradėkite nuo rekomenduojamo srauto greičio pagal jūsų taikymo sritį ir koreguokite jį pagal jį.
Dažniausiai pasitaikančių lazerinio suvirinimo defektų šalinimas
Jei pastebite suvirinimo siūlių problemų, pirmiausia turėtumėte ištirti pagalbines dujas.
Oksidacija ir spalvos pakitimas:Tai akivaizdžiausias prastos apsaugos požymis. Jūsų dujos neapsaugo suvirinimo siūlės nuo deguonies. Paprastai problemą galima išspręsti padidinant dujų srautą arba patikrinant antgalį ir dujų tiekimo sistemą, ar nėra nuotėkių ar užsikimšimų.
Poringumas (dujų burbuliukai):Šis defektas silpnina suvirinimą iš vidaus. Jį gali sukelti per mažas (nepakankama apsauga) arba per didelis srautas, dėl kurio gali susidaryti turbulencija ir į suvirinimo vonelę patekti oro.
Nenuoseklus įsiskverbimas:Jei suvirinimo gylis yra labai netolygus, gali būti, kad plazma blokuoja lazerį. Tai dažnai pasitaiko su CO₂.2 lazeriai. Sprendimas – pereiti prie dujų, kurios geriau slopina plazmą, pavyzdžiui, helio arba helio ir argono mišinio.
Išplėstinės temos: dujų mišiniai ir lazerių tipai
Strateginių mišinių galia
Kartais vienos dujos ne visai tinka. Dujų mišiniai naudojami siekiant gauti „geriausios iš abiejų pasaulių“ naudos.
Argonas-helis (Ar/He):Sujungia puikų argono ekranavimą su dideliu helio karščio ir plazmos slopinimu. Puikiai tinka giliam aliuminio suvirinimui.
Argonas-vandenilis (Ar/H₂):Nedidelis vandenilio kiekis (1–5 %) gali veikti kaip „reduktorius“ ant nerūdijančio plieno, sugerdamas nepageidaujamą deguonį ir sukurdamas dar ryškesnį, švaresnį suvirinimo siūlelį.
CO₂ priešPluoštasTinkamo lazerio pasirinkimas
CO₂ lazeriai:Jie yra labai jautrūs plazmos susidarymui. Štai kodėl brangus helis yra toks dažnas didelės galios CO₂.2 paraiškos.
Skaiduliniai lazeriai:Jie daug mažiau linkę į plazmos problemas. Šis fantastiškas privalumas leidžia naudoti ekonomiškesnes dujas, tokias kaip argonas ir azotas, daugumai darbų neprarandant našumo.
Esmė
Lazerinio suvirinimo pagalbinių dujų pasirinkimas yra labai svarbus proceso parametras, o ne antraeilis dalykas. Suprasdami pagrindines ekranavimo, optikos apsaugos ir plazmos valdymo funkcijas, galite priimti informacija pagrįstą sprendimą. Visada derinkite dujas su medžiaga ir konkrečiais savo taikymo reikalavimais.
Pasiruošę optimizuoti lazerinio suvirinimo procesą ir pašalinti su dujomis susijusius defektus? Peržiūrėkite dabartinį dujų pasirinkimą pagal šias gaires ir pažiūrėkite, ar paprastas pakeitimas galėtų žymiai pagerinti kokybę ir efektyvumą.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 19 d.
