ทำไมเครื่องเชื่อมเลเซอร์จึงต้องใช้ก๊าซในการเชื่อม

เครื่องเชื่อมเลเซอร์เป็นอุปกรณ์เชื่อมชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตทางอุตสาหกรรม และยังเป็นเครื่องจักรที่ขาดไม่ได้สำหรับการประมวลผลวัสดุด้วยเลเซอร์ จากการพัฒนาเครื่องเชื่อมเลเซอร์ในช่วงแรกจนถึงปัจจุบัน เทคโนโลยีได้พัฒนาไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป มีเครื่องเชื่อมหลายประเภทที่ได้รับการพัฒนา รวมถึงเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งเป็นผู้ช่วยที่มีประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานเชื่อม

เหตุใดจึงต้องใช้ก๊าซป้องกันเมื่อทำการเชื่อมด้วยเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพา เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาเป็นวิธีการเชื่อมแบบใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมวัสดุที่มีผนังบางและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ ซึ่งสามารถทำการเชื่อมแบบจุด การเชื่อมแบบชน การเชื่อมแบบทับ การเชื่อมแบบปิดผนึก เป็นต้น ด้วยอัตราส่วนความลึกสูง ความกว้างของรอยเชื่อมที่เล็ก และความร้อน พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบน้อย การเสียรูปน้อย ความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว รอยเชื่อมที่เรียบและสวยงาม ไม่จำเป็นต้องจัดการหรือต้องการการรักษาที่เรียบง่ายหลังการเชื่อมเท่านั้น รอยเชื่อมคุณภาพสูง ไม่มีรูพรุน ควบคุมได้อย่างแม่นยำ จุดโฟกัสเล็ก ความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูง ทำให้ทำงานอัตโนมัติได้ง่าย

1. สามารถปกป้องเลนส์โฟกัสจากมลภาวะไอโลหะและการกระเซ็นของหยดของเหลว

ก๊าซป้องกันสามารถปกป้องเลนส์โฟกัสของเครื่องเชื่อมเลเซอร์จากมลภาวะไอโลหะและการกระเด็นของหยดของเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมกำลังสูง เนื่องจากการพ่นออกมาจะทรงพลังมาก และจำเป็นต้องปกป้องเลนส์มากขึ้นในครั้งนี้

2.ก๊าซป้องกันมีประสิทธิภาพในการกระจายการป้องกันพลาสมาจากการเชื่อมเลเซอร์กำลังสูง

ไอโลหะจะดูดซับลำแสงเลเซอร์และแตกตัวเป็นไอออนเป็นกลุ่มพลาสม่า และก๊าซป้องกันที่อยู่รอบๆ ไอโลหะก็จะแตกตัวเป็นไอออนเช่นกันเนื่องจากความร้อน หากมีพลาสม่ามากเกินไป ลำแสงเลเซอร์จะถูกพลาสม่าดูดกลืนไปบ้าง พลาสม่าจะอยู่บนพื้นผิวการทำงานเป็นพลังงานที่สอง ซึ่งทำให้การเจาะทะลุตื้นขึ้นและพื้นผิวของแอ่งเชื่อมจะกว้างขึ้น

อัตราการรวมตัวใหม่ของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มการชนกันของอิเล็กตรอนกับไอออนและอะตอมที่เป็นกลางของสามตัวเพื่อลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในพลาสมา ยิ่งอะตอมที่เป็นกลางมีน้ำหนักเบาเท่าไร ความถี่ในการชนกันก็จะยิ่งสูงขึ้นและอัตราการรวมตัวก็จะยิ่งสูงขึ้น ในทางกลับกัน ก๊าซป้องกันที่มีพลังงานไอออไนเซชันสูงเท่านั้นจะไม่เพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเนื่องจากการไอออไนเซชันของก๊าซเอง

 

3.ก๊าซป้องกันสามารถปกป้องชิ้นงานจากการเกิดออกซิเดชันในระหว่างการเชื่อม

เครื่องเชื่อมเลเซอร์จะต้องใช้ก๊าซชนิดหนึ่ง การป้องกัน และควรตั้งโปรแกรมในลักษณะที่ปล่อยก๊าซป้องกันก่อนแล้วจึงปล่อยเลเซอร์ เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของเลเซอร์แบบพัลส์ระหว่างการประมวลผลอย่างต่อเนื่อง ก๊าซเฉื่อยสามารถป้องกันแอ่งหลอมเหลวได้ เมื่อเชื่อมวัสดุบางชนิดโดยไม่คำนึงถึงการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิว การป้องกันอาจไม่ได้รับการพิจารณา แต่สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ มักใช้ฮีเลียม อาร์กอน ไนโตรเจน และก๊าซอื่นๆ เป็นการป้องกันเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นงานถูกเชื่อมระหว่างการเชื่อม

4.การออกแบบรูหัวฉีด

ก๊าซป้องกันจะถูกฉีดด้วยแรงดันบางอย่างผ่านหัวฉีดเพื่อไปถึงพื้นผิวของชิ้นงาน รูปร่างไฮโดรไดนามิกของหัวฉีดและเส้นผ่านศูนย์กลางของทางออกมีความสำคัญมาก จะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะขับก๊าซป้องกันที่ฉีดพ่นไปปกคลุมพื้นผิวการเชื่อม แต่เพื่อปกป้องเลนส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันไม่ให้ไอโลหะปนเปื้อนหรือโลหะกระเซ็นจนทำให้เลนส์เสียหาย ขนาดของหัวฉีดควรจำกัดด้วย ควรควบคุมอัตราการไหลด้วย มิฉะนั้น การไหลของก๊าซป้องกันแบบลามินาร์จะปั่นป่วน และบรรยากาศจะเข้าไปเกี่ยวข้องในแอ่งหลอมละลาย จนในที่สุดเกิดรูพรุน

ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ก๊าซป้องกันจะส่งผลต่อรูปร่างของรอยเชื่อม คุณภาพของรอยเชื่อม การเจาะทะลุของรอยเชื่อม และความกว้างของการเจาะทะลุ ในกรณีส่วนใหญ่ การพ่นก๊าซป้องกันจะมีผลดีต่อรอยเชื่อม แต่ก็อาจส่งผลเสียตามมาได้เช่นกัน

 

บทบาทเชิงบวก:

1) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องจะช่วยปกป้องแอ่งเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลดหรือหลีกเลี่ยงการออกซิเดชัน

2) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดการกระเด็นที่เกิดขึ้นในระหว่างการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถส่งเสริมการกระจายตัวของแอ่งเชื่อมอย่างสม่ำเสมอเมื่อแข็งตัว ทำให้รูปร่างของรอยเชื่อมสม่ำเสมอและสวยงาม

4) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดผลการป้องกันของกลุ่มไอโลหะหรือเมฆพลาสมาบนเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ที่มีประสิทธิภาพของเลเซอร์

5) การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดรูพรุนของรอยเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตราบใดที่ประเภทของก๊าซ อัตราการไหลของก๊าซ การเลือกโหมดการเป่าถูกต้อง ก็จะสามารถให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมได้ อย่างไรก็ตาม การใช้ก๊าซป้องกันอย่างไม่ถูกต้องจะส่งผลเสียต่อการเชื่อมด้วยเช่นกัน

ผลข้างเคียง:

1) การพ่นแก๊สป้องกันที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้รอยเชื่อมไม่ดี:

2) การเลือกประเภทก๊าซที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวในรอยเชื่อม และอาจส่งผลให้คุณสมบัติเชิงกลของรอยเชื่อมลดลงได้อีกด้วย

3) การเลือกอัตราการไหลของแก๊สที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดการออกซิเดชันของรอยเชื่อมที่ร้ายแรงยิ่งขึ้น (ไม่ว่าอัตราการไหลจะมากเกินไปหรือน้อยเกินไปก็ตาม) และอาจทำให้โลหะในแอ่งเชื่อมได้รับการรบกวนอย่างรุนแรงจากแรงภายนอก ส่งผลให้รอยเชื่อมพังทลายหรือการขึ้นรูปที่ไม่สม่ำเสมอ

4) การเลือกวิธีการฉีดก๊าซที่ผิดจะทำให้รอยเชื่อมไม่สามารถบรรลุผลการปกป้อง หรืออาจไม่มีประสิทธิภาพการปกป้องเลย หรือมีผลกระทบด้านลบต่อการก่อตัวของรอยเชื่อม

5) การพ่นก๊าซป้องกันจะมีผลกระทบต่อการเจาะเชื่อม โดยเฉพาะเมื่อเชื่อมแผ่นบาง ซึ่งจะทำให้การเจาะเชื่อมลดลง

 

โดยทั่วไป ฮีเลียมใช้เป็นก๊าซป้องกันซึ่งสามารถยับยั้งพลาสมาได้มากที่สุด จึงเพิ่มความลึกในการทะลุทะลวงและเพิ่มความเร็วในการเชื่อม นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักเบาและสามารถหลุดออกได้ และไม่ทำให้เกิดรูพรุนได้ง่าย แน่นอนว่าจากผลการเชื่อมจริงของเรา ผลของการใช้ก๊าซอาร์กอนในการป้องกันก็ไม่เลว

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเชื่อมเลเซอร์หรือต้องการซื้อเครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่ดีที่สุดสำหรับคุณกรุณาฝากข้อความบนเว็บไซต์ของเราและส่งอีเมลถึงเราโดยตรง!