ทำไมเครื่องเชื่อมเลเซอร์จึงต้องใช้ก๊าซในการเชื่อม

เครื่องเชื่อมเลเซอร์เป็นอุปกรณ์เชื่อมชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมการผลิต และยังเป็นเครื่องจักรที่ขาดไม่ได้สำหรับการประมวลผลวัสดุด้วยเลเซอร์ นับตั้งแต่การพัฒนาเครื่องเชื่อมเลเซอร์ในช่วงแรกจนถึงปัจจุบัน เทคโนโลยีได้พัฒนาก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ มีเครื่องเชื่อมหลายประเภทเกิดขึ้น รวมถึงเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งเป็นเครื่องมือช่วยงานเชื่อมที่มีประสิทธิภาพ

เหตุใดจึงต้องใช้ก๊าซป้องกันเมื่อเชื่อมด้วยเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพา เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาเป็นวิธีการเชื่อมแบบใหม่ โดยเฉพาะการเชื่อมวัสดุที่มีผนังบางและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ ซึ่งสามารถเชื่อมจุด เชื่อมชน เชื่อมทับ เชื่อมซีล ฯลฯ ด้วยอัตราส่วนความลึกสูง ความกว้างของรอยเชื่อมเล็ก และความร้อน พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบเล็ก การเสียรูปน้อย ความเร็วในการเชื่อมเร็ว รอยเชื่อมเรียบและสวยงาม ไม่จำเป็นต้องจัดการหรือต้องการการรักษาง่ายๆ หลังการเชื่อมเท่านั้น รอยเชื่อมคุณภาพสูง ไม่มีรูพรุน ควบคุมแม่นยำ จุดโฟกัสเล็ก ความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูง ทำงานอัตโนมัติได้ง่าย

1. สามารถปกป้องเลนส์โฟกัสจากมลภาวะไอโลหะและการกระเด็นของหยดของเหลว

ก๊าซป้องกันสามารถปกป้องเลนส์โฟกัสของเครื่องเชื่อมเลเซอร์จากมลภาวะไอโลหะและการกระเด็นของหยดของเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมกำลังสูง เนื่องจากการพ่นออกมาจะทรงพลังมากขึ้น และจำเป็นต้องปกป้องเลนส์มากขึ้นในเวลานี้

2. ก๊าซป้องกันมีประสิทธิภาพในการกระจายการป้องกันพลาสมาจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูง

ไอโลหะจะดูดซับลำแสงเลเซอร์และแตกตัวเป็นไอออนเป็นกลุ่มพลาสมา และก๊าซป้องกันรอบไอโลหะก็จะแตกตัวเป็นไอออนเนื่องจากความร้อนเช่นกัน หากมีพลาสมามากเกินไป ลำแสงเลเซอร์จะถูกพลาสมาดูดกลืนไปบางส่วน พลาสมาจะอยู่บนพื้นผิวการทำงานเป็นพลังงานสำรอง ซึ่งทำให้การทะลุผ่านตื้นขึ้นและพื้นผิวของแอ่งเชื่อมกว้างขึ้น

อัตราการรวมตัวกันใหม่ของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจากการเพิ่มการชนกันของอิเล็กตรอนกับไอออนและอะตอมที่เป็นกลางแบบสามตัว เพื่อลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในพลาสมา ยิ่งอะตอมที่เป็นกลางมีน้ำหนักเบาเท่าใด ความถี่ในการชนกันก็จะยิ่งสูงขึ้นและอัตราการรวมตัวกันก็จะยิ่งสูงขึ้น ในทางกลับกัน เฉพาะก๊าซป้องกันที่มีพลังงานไอออไนเซชันสูงเท่านั้นที่จะไม่เพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเนื่องจากการแตกตัวของก๊าซเอง

 

3. ก๊าซป้องกันสามารถปกป้องชิ้นงานจากการเกิดออกซิเดชันในระหว่างการเชื่อม

เครื่องเชื่อมเลเซอร์จะต้องใช้ก๊าซชนิดหนึ่ง การป้องกัน และควรตั้งโปรแกรมให้ปล่อยก๊าซป้องกันก่อน แล้วจึงปล่อยเลเซอร์ เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของเลเซอร์พัลส์ระหว่างกระบวนการต่อเนื่อง ก๊าซเฉื่อยสามารถป้องกันแอ่งหลอมเหลวได้ เมื่อเชื่อมวัสดุบางชนิดโดยไม่คำนึงถึงการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิว การป้องกันอาจไม่ได้รับการพิจารณา แต่สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ มักใช้ฮีเลียม อาร์กอน ไนโตรเจน และก๊าซอื่นๆ เพื่อป้องกันชิ้นงานไม่ให้ถูกเชื่อมระหว่างการเชื่อม

4.การออกแบบรูหัวฉีด

ก๊าซป้องกันจะถูกฉีดด้วยแรงดันที่กำหนดผ่านหัวฉีดเพื่อเข้าถึงพื้นผิวของชิ้นงาน รูปทรงไฮโดรไดนามิกของหัวฉีดและเส้นผ่านศูนย์กลางของทางออกมีความสำคัญอย่างยิ่ง หัวฉีดต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะขับก๊าซป้องกันที่ฉีดพ่นให้ครอบคลุมพื้นผิวเชื่อม แต่เพื่อป้องกันเลนส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันไอโลหะจากการปนเปื้อนหรือการกระเด็นของโลหะที่อาจสร้างความเสียหายให้กับเลนส์ ควรจำกัดขนาดของหัวฉีดด้วย นอกจากนี้ ควรควบคุมอัตราการไหล มิฉะนั้น การไหลของก๊าซป้องกันแบบลามินาร์จะปั่นป่วน และบรรยากาศจะเข้าไปเกี่ยวข้องกับแอ่งหลอมเหลว จนในที่สุดเกิดเป็นรูพรุน

ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ก๊าซป้องกันจะมีผลต่อรูปร่างรอยเชื่อม คุณภาพการเชื่อม การเจาะทะลุ และความกว้างของการเจาะทะลุ ในกรณีส่วนใหญ่ การพ่นก๊าซป้องกันจะมีผลดีต่อรอยเชื่อม แต่ก็อาจส่งผลเสียได้เช่นกัน

 

บทบาทเชิงบวก:

1) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องจะช่วยปกป้องแอ่งเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลดหรือหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชัน

2) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดการกระเด็นที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถส่งเสริมการกระจายตัวของแอ่งเชื่อมอย่างสม่ำเสมอเมื่อแข็งตัว ทำให้มีรูปร่างเชื่อมที่สม่ำเสมอและสวยงาม

4) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดผลการป้องกันของกลุ่มไอโลหะหรือเมฆพลาสมาบนเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มอัตราการใช้งานเลเซอร์ที่มีประสิทธิผล

5) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดรูพรุนของรอยเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตราบใดที่ชนิดของแก๊ส อัตราการไหลของแก๊ส และการเลือกโหมดการเป่าถูกต้อง ก็จะสามารถให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมได้ อย่างไรก็ตาม การใช้แก๊สป้องกันอย่างไม่ถูกต้องก็อาจส่งผลเสียต่องานเชื่อมได้เช่นกัน

ผลข้างเคียง:

1) การอัดแก๊สป้องกันที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้รอยเชื่อมไม่ดี:

2) การเลือกประเภทก๊าซที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวในรอยเชื่อม และอาจทำให้คุณสมบัติเชิงกลของรอยเชื่อมลดลงได้ด้วย

3) การเลือกอัตราการไหลของก๊าซที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการออกซิเดชันของรอยเชื่อมที่ร้ายแรงยิ่งขึ้น (ไม่ว่าอัตราการไหลจะมากเกินไปหรือน้อยเกินไปก็ตาม) และอาจทำให้โลหะในแอ่งเชื่อมได้รับการรบกวนอย่างรุนแรงจากแรงภายนอก ส่งผลให้รอยเชื่อมพังทลายหรือเกิดการขึ้นรูปที่ไม่สม่ำเสมอ

4) การเลือกวิธีการฉีดก๊าซที่ไม่ถูกต้องจะทำให้รอยเชื่อมไม่สามารถบรรลุผลในการป้องกัน หรืออาจไม่มีประสิทธิภาพในการป้องกันเลย หรือมีผลกระทบเชิงลบต่อการก่อตัวของรอยเชื่อม

5) การพ่นก๊าซป้องกันจะมีผลกระทบต่อการเจาะเชื่อม โดยเฉพาะเมื่อเชื่อมแผ่นบาง ซึ่งจะลดการเจาะเชื่อม

 

โดยทั่วไป ฮีเลียมถูกใช้เป็นก๊าซป้องกัน ซึ่งสามารถยับยั้งพลาสมาได้มากที่สุด จึงช่วยเพิ่มความลึกในการทะลุทะลวงและเพิ่มความเร็วในการเชื่อม ฮีเลียมมีน้ำหนักเบา สามารถหลุดออกได้ง่าย และไม่ก่อให้เกิดรูพรุน แน่นอนว่าจากผลการเชื่อมจริงของเรา การใช้ก๊าซอาร์กอนในการป้องกันก็ไม่เลว

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์หรือต้องการซื้อเครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่ดีที่สุดสำหรับคุณกรุณาฝากข้อความบนเว็บไซต์ของเราและส่งอีเมลถึงเราโดยตรง!