Seleksi dan penggunaan gas selama pengelasan
1. Peran inti gas dalam pengelasan laser
· Melindungi kolam cair: mencegah oksidasi dan reaksi nitriding antara logam dan oksigen, nitrogen, dll . di udara pada suhu tinggi, dan menghindari cacat seperti pori dan retak .
· Membantu pendinginan kumpulan cair: Mengontrol kecepatan solidifikasi kumpulan cair melalui aliran udara untuk meningkatkan struktur mikro dan sifat -sifat jahitan las .
· Menghapus percikan: Mengurangi kontaminasi lensa atau permukaan benda kerja yang disebabkan oleh percikan logam selama pengelasan .
· Mengatur plasma: Selama pengelasan laser daya tinggi, menekan penyerapan awan plasma oleh energi laser untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi .
2. Jenis dan karakteristik gas umum yang digunakan dalam pengelasan laser
· Gas inert (terutama digunakan untuk perlindungan)
Argon (AR): Kepadatan tinggi, efek perlindungan yang sangat baik, biaya rendah; aliran udara yang stabil, kurang rentan terhadap percikan . cocok untuk pengelasan baja tahan karat, paduan aluminium, tembaga dan logam non-ferrous lainnya serta pelat tipis, terutama cocok untuk pengelasan laser berdenyut .
Helium (HE): Kepadatan rendah dan konduktivitas termal tinggi, yang secara efektif dapat menekan plasma dan meningkatkan kemampuan penetrasi pengelasan fusi dalam; Namun, biayanya tinggi . cocok untuk pengelasan laser kontinu daya tinggi dari pelat tebal (seperti baja karbon, paduan titanium), atau untuk skenario di mana kecepatan pengelasan tinggi diperlukan .
· Gas aktif (digunakan untuk bahan atau proses tertentu)
Karbon dioksida (CO₂):
Itu bereaksi dengan logam untuk membentuk co, yang dapat mengurangi tegangan permukaan kumpulan cair dan meningkatkan fluiditas kolam cair . Namun, itu rentan menyebabkan oksidasi las .
Skenario yang berlaku: pengelasan baja rendah karbon (perlu digunakan dalam kombinasi dengan gas lain), atau untuk pengelasan komposit laser-mig .
Nitrogen (N₂):
Ini hemat biaya, tetapi dengan mudah membentuk nitrida keras dan rapuh dengan logam seperti titanium dan aluminium, mempengaruhi ketangguhan lasan .
Skenario yang berlaku: pengelasan penyegelan permukaan stainless steel (untuk struktur non-kritis), atau pengelasan paduan tembaga (untuk menghambat oksidasi) .
3. Faktor kunci untuk pemilihan gas
· Jenis bahan pengelasan
Paduan aluminium: lebih disukai menggunakan argon murni (AR), menghindari embrittlement yang diinduksi nitrogen; Untuk pelat tebal, pertimbangkan campuran argon-helium (e . g . ar: he=7: 3) .
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5mm) Gunakan campuran helium atau argon-helium untuk meningkatkan kedalaman penetrasi; Untuk baja rendah karbon, sejumlah kecil CO₂ (<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
Tembaga / Paduan Titanium: Pengelasan Tembaga menggunakan argon atau nitrogen (untuk mencegah oksidasi), paduan titanium menggunakan argon dengan kemurnian tinggi (untuk menghindari nitriding) .
· Parameter proses pengelasan
High-power continuous welding (>2kw): Gunakan campuran helium atau argon-helium, mengurangi pelindung plasma;
Pengelasan berdenyut berdaya rendah (<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
· Persyaratan kualitas pengelasan
Lasan dengan ketangguhan tinggi (seperti komponen dirgantara): Hindari nitrogen, lebih suka argon atau helium;
Lasan dengan persyaratan kehalusan permukaan yang tinggi: Gunakan argon atau helium untuk mengurangi spatter dan skala oksida .
4. Poin kunci untuk penggunaan gas
· Kontrol kemurnian gas
Kemurnian gas inert harus lebih besar dari atau sama dengan 99,99% (kotoran seperti air dan oksigen dapat menyebabkan porositas lasan);
Kemurnian gas aktif (seperti CO₂) harus lebih besar dari atau sama dengan 99 . 5%, dan mereka perlu dikeringkan (untuk menghindari kelembaban menyebabkan pori -pori hidrogen).
· Regulasi aliran gas
Laju aliran rendah: Perlindungan yang tidak mencukupi, rentan terhadap oksidasi;
Laju aliran tinggi: aliran udara turbulen, udara diperkenalkan, dan mungkin meniup logam kolam cair .
Nilai referensi:
Argon Gas: Welding pelat tipis (1-3 mm) 8-15 l/min, pelat medium-thick (5-10 mm) 15-25 l/min;
Gas helium: laju aliran harus 30% -50% lebih tinggi dari gas argon (karena kepadatannya yang rendah, laju aliran yang lebih besar diperlukan untuk membentuk lapisan gas pelindung) .
· Desain dan posisi nosel
Diameter nozzle: Biasanya 6-10 mm, diameter yang lebih besar membutuhkan peningkatan laju aliran, dan diameter yang lebih kecil rentan terhadap tersumbat;
Jarak antara nozzle dan benda kerja: 5-8 mm, terlalu dekat dapat dengan mudah terkontaminasi dengan percikan, dan terlalu jauh mengurangi efek perlindungan .
· Kontrol arah aliran udara
Meniup ke arah yang sama dengan arah pengelasan: cocok untuk pengelasan berkecepatan tinggi, mengurangi gangguan aliran udara pada kolam cair;
Side Blowing: Cocok untuk pengelasan penetrasi dalam, lebih baik untuk meniup plasma .
5. tindakan pencegahan keselamatan
· Risiko asfikasi gas inert
Argon dan helium adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau . pada konsentrasi tinggi, mereka akan menggantikan oksigen di udara . selama operasi, ventilasi harus dipertahankan untuk menghindari menggunakannya dalam spasi tertutup .
· Risiko toksisitas dan ledakan gas reaktif
Konsentrasi CO₂ yang berlebihan dapat menyebabkan kesulitan pernapasan . nitrogen, ketika dipanaskan, bereaksi dengan logam dan dapat menghasilkan nitrogen oksida beracun . topeng pelindung harus dikenakan;
Hindari mencampur gas reaktif dengan gas yang mudah terbakar (seperti asetilena) untuk mencegah ledakan .
· Manajemen silinder gas
Silinder gas harus disimpan secara fiksasi, dijauhkan dari sumber panas dan sumber kebakaran, dan tekanan output harus dikendalikan oleh peredam tekanan (biasanya 0.2-0.5 MPa)
-- rayther laser camila wang