Milyen gázokra van szükség a lézeres hegesztéshez?

A lézeres hegesztés egy nagy pontosságú hegesztési módszer, amely lézersugár segítségével megolvasztja a munkadarab anyagát, majd lehűlés után hegesztést képez. A lézeres hegesztésben a gáz kulcsszerepet játszik. A védőgáz nemcsak a hegesztési varrat kialakulását, a hegesztési varrat minőségét, a hegesztési varrat behatolását és a behatolási szélességet befolyásolja, hanem közvetlenül befolyásolja a lézeres hegesztés minőségét és hatékonyságát is. Milyen gázok szükségesek a lézeres hegesztéshez? Ez a cikk részletesen megvizsgálja a lézeres hegesztőgázok fontosságát, a felhasznált gázokat és azok hatását.

Miért van szükség gázra a lézerhegesztéshez?

A lézeres hegesztési folyamat során egy nagy energiasűrűségű lézersugár fókuszálódik a munkadarab hegesztési területére, ami a munkadarab felületi anyagának azonnali megolvadását okozza. A lézeres hegesztés során gázra van szükség a hegesztési terület védelmére, a hőmérséklet szabályozására, a varrat minőségének javítására és az optikai rendszer védelmére. A megfelelő gáztípus és a betáplálási paraméterek megválasztása fontos tényező a hatékony és stabil lézeres hegesztési folyamat biztosításában, valamint a jó minőségű hegesztési eredmények elérésében.

A hegesztési területek védelme

A lézeres hegesztési folyamat során a hegesztési terület ki van téve a külső környezet hatásának, és könnyen befolyásolja a levegő oxigénje és egyéb gázai. Az oxigén oxidációs reakciókat vált ki, amelyek a hegesztés minőségének romlásához, valamint pórusok és zárványok kialakulásához vezethetnek. A hegesztési varrat hatékonyan védhető az oxigénszennyeződéstől, ha megfelelő gázt, általában inert gázt, például argont juttatnak a hegesztési területre.

Hőszabályozás

A gázválasztás és -ellátás segíthet a hegesztési terület hőmérsékletének szabályozásában. Az áramlási sebesség és a gáz típusának beállításával a hegesztési terület hűtési sebessége befolyásolható. Ez fontos a hőhatás zóna (HAZ) szabályozásához hegesztés közben, és csökkenti a hőtorzulást.

Javított hegesztési minőség

Egyes segédgázok, mint például az oxigén vagy a nitrogén, javíthatják a hegesztési varratok minőségét és teljesítményét. Például oxigén hozzáadása javíthatja a hegesztési varrat behatolását és növelheti a hegesztési sebességet, miközben befolyásolja a varrat alakját és mélységét is.

Gázhűtés

A lézeres hegesztésnél a hegesztési területet általában a magas hőmérséklet befolyásolja. A gázhűtőrendszer segítségével szabályozható a hegesztési terület hőmérséklete, és megelőzhető a túlmelegedés. Ez elengedhetetlen a hegesztési területen fellépő hőfeszültség csökkentéséhez és a hegesztés minőségének javításához.

Optikai rendszerek gázvédelme

A lézersugár egy optikai rendszeren keresztül fókuszál a hegesztési területre. A forrasztási folyamat során az olvadt anyag és a keletkező aeroszolok szennyezhetik az optikai alkatrészeket. A gázok hegesztési területre történő bevezetésével csökken a szennyeződés veszélye, és meghosszabbodik az optikai rendszer élettartama.

Milyen gázokat használnak a lézeres hegesztésben?

A lézeres hegesztésnél a gáz el tudja szigetelni a levegőt a hegesztőlaptól, és megakadályozza, hogy az reagáljon a levegővel. Így fehérebb és szebb lesz a fémlemez hegesztési felülete. A gáz használata megvédi a lencséket a hegesztési portól is. Általában a következő gázokat használják:

Védőgáz

A védőgázok, amelyeket néha „inert gázoknak” is neveznek, fontos szerepet játszanak a lézeres hegesztési folyamatban. A lézeres hegesztési eljárások gyakran használnak inert gázokat a hegesztőmedence védelmére. A lézeres hegesztésben leggyakrabban használt védőgázok közé tartozik az argon és a neon. Fizikai és kémiai tulajdonságaik eltérőek, így a hegesztésre gyakorolt hatásuk is eltérő.

Argon: Az argon az egyik leggyakrabban használt inert gáz. A lézer hatására nagyfokú ionizációja van, ami nem alkalmas a plazmafelhők képződésének szabályozására, ami bizonyos hatással lesz a lézerek hatékony használatára. Az argon inert jellege távol tartja a forrasztási folyamattól, ugyanakkor jól elvezeti a hőt, segítve a forrasztási terület hőmérsékletének szabályozását.
Neon: A neont gyakran használják inert gázként, hasonlóan az argonhoz, és főként a hegesztési terület védelmére használják az oxigéntől és a külső környezet egyéb szennyezőanyagaitól. Fontos megjegyezni, hogy a neon nem alkalmas minden lézerhegesztési alkalmazásra. Főleg bizonyos speciális hegesztési feladatokhoz használják, mint például vastagabb anyagok hegesztéséhez, vagy amikor mélyebb hegesztési varratok szükségesek.

Segédgáz

A lézeres hegesztési folyamat során a fő védőgázon kívül segédgázok is használhatók a hegesztési teljesítmény és minőség javítására. Az alábbiakban felsorolunk néhány általánosan használt segédgázt a lézeres hegesztésnél:

Oxigén: Az oxigént általában segédgázként használják, és hegesztés közben a hő és a hegesztési mélység növelésére használható. Az oxigén hozzáadása növelheti a hegesztési sebességet és a behatolást, de gondosan ellenőrizni kell, hogy elkerüljük az oxidációs problémákat okozó felesleges oxigént.
Nitrogén: A nitrogént gyakran használják segédgázként is a lézeres hegesztésben. A nitrogén ionizációs energiája mérsékelt, magasabb, mint az argoné és alacsonyabb, mint a hidrogéné. Az ionizációs fok általában lézer hatására történik. Jobban képes csökkenteni a plazmafelhők képződését, jobb minőségű hegesztést és megjelenést biztosít, valamint csökkenti az oxigén hatását a varratokra. A nitrogén a hegesztési terület hőmérsékletének szabályozására, valamint a buborékok és pórusok képződésének csökkentésére is használható.
Hidrogén/Hidrogén keverék: A hidrogén javítja a hegesztési varratok minőségét és csökkenti a porozitás kialakulását. Az argon és a hidrogén keverékeit bizonyos speciális alkalmazásokban használják, például rozsdamentes acél hegesztésénél. A keverék hidrogéntartalma jellemzően 2% és 15% között van.
Hélium: A héliumot általában nagy teljesítményű lézeres hegesztésre használják, mivel alacsony a hővezető képessége, és nem könnyen ionizálódik, így a lézer zökkenőmentesen halad át, és a sugár energiája minden akadály nélkül eléri a munkadarab felületét. Elősegíti a nagyobb teljesítményű hegesztést. A hélium a hegesztés minőségének javítására és a hegesztési hőmérséklet szabályozására is használható. Ez a lézeres hegesztésnél használt leghatékonyabb védőgáz, de viszonylag drága.

Hűtőgáz

A lézeres hegesztés során gyakran használnak hűtőgázt a hegesztési terület hőmérsékletének szabályozására, a túlmelegedés megelőzésére és a hegesztés minőségének megőrzésére. Íme néhány gyakran használt hűtőgáz:

Víz: A víz gyakori hűtőközeg, amelyet gyakran használnak lézergenerátorok és lézerhegesztő optikai rendszerek hűtésére. A vízhűtő rendszerek segíthetnek fenntartani a lézergenerátor és az optikai alkatrészek stabil hőmérsékletét a lézersugár stabilitásának és teljesítményének biztosítása érdekében.
Légköri gázok: Egyes lézeres hegesztési eljárásoknál környezeti légköri gázok használhatók hűtésre. Például egy lézergenerátor optikai rendszerében a környező légköri gáz hűsítő hatást biztosíthat.
Inert gázok: Az inert gázok, mint az argon és a nitrogén, szintén használhatók hűtőgázként. Alacsonyabb hővezető képességgel rendelkeznek, és a hegesztési terület hőmérsékletének szabályozására és a hőhatás zóna (HAZ) csökkentésére használhatók.
Folyékony nitrogén: A folyékony nitrogén rendkívül alacsony hőmérsékletű hűtőközeg, amely rendkívül nagy teljesítményű lézerhegesztéshez használható. Nagyon hatékony hűtőhatást biztosít, és biztosítja a hőmérséklet szabályozását a hegesztési területen.

Gázválasztás különböző alkalmazásokban

A lézerhegesztés különböző alkalmazásaiban a megfelelő gáz kiválasztása kulcsfontosságú, mert a különböző gázkombinációk eltérő hegesztési minőséget, sebességet és hatékonyságot eredményezhetnek. Íme néhány irányelv, amelyek segítenek kiválasztani a megfelelő gázt az adott alkalmazáshoz:

A hegesztőanyag típusa

A különböző anyagok eltérő gázkombinációt igényelnek. Általában véve:

A rozsdamentes acél általában argont vagy argon/hidrogén keveréket használ.
Az alumínium és alumíniumötvözetek gyakran tiszta argont használnak.
A titánötvözetek gyakran nitrogént használnak.
A nagy széntartalmú acélok gyakran használnak oxigént segédgázként.

Hegesztési sebesség és behatolás

Ha nagyobb hegesztési sebességre vagy mélyebb hegesztési behatolásra van szükség, a gázkombináció állítható. Az oxigén hozzáadása gyakran javítja a sebességet és a behatolást, de gondosan ellenőrizni kell az oxidációs problémák elkerülése érdekében.

Hegesztési minőség

Egyes gázkombinációk javíthatják a hegesztési varratok minőségét és megjelenését. Például a nitrogén jobb megjelenést és felületi minőséget biztosíthat.

Pórus- és buborékszabályozás

A nagyon jó minőségű hegesztést igénylő alkalmazásoknál különös figyelmet kell fordítani a pórusok és buborékok képződésére. A megfelelő gázválasztás csökkentheti ezen hibák kockázatát.

A hő által érintett zóna (HAZ) szabályozása

A tisztítandó anyagtól függően a tisztítási folyamat során különleges kezelési eljárást igénylő veszélyes hulladékok keletkezhetnek. Ez növelheti a lézeres tisztítási eljárás összköltségét.

Berendezés és költség szempontok

A gázválasztást a berendezés típusa és költsége is befolyásolja. Egyes gázok speciális ellátórendszereket vagy magasabb költségeket igényelhetnek.

Speciális alkalmazások esetén ajánlatos egy hegesztőmérnökkel vagy egy professzionális lézerhegesztő berendezés gyártójával együttműködni, hogy szakmai tanácsot kérjen és optimalizálja a hegesztési folyamatot. A végső gázkombináció kiválasztása előtt általában némi kísérletezésre és optimalizálásra van szükség. Konkrét alkalmazástól függően különböző gázkombinációkkal és paraméterekkel lehet megpróbálni megtalálni az optimális hegesztési feltételeket.

Összesít

Röviden, a lézeres hegesztésnek gázt kell használnia a hegesztési területek védelmére, a hőmérséklet szabályozására, a hegesztés minőségének javítására és az optikai rendszerek védelmére. A megfelelő gáztípusok és ellátási paraméterek kiválasztása fontos tényező a hatékony és stabil lézerhegesztési folyamat és a kiváló minőségű hegesztési eredmények elérése szempontjából. Különböző anyagok és alkalmazások eltérő típusokat és vegyes arányokat igényelhetnek, hogy megfeleljenek a speciális hegesztési követelményeknek.
Ha megfelelő személyre szabottat kell találnia lézeres hegesztőgép, kapcsolatba léphet a fiókkal. Költségkerete és alkalmazása alapján komplett megoldást biztosítunk Önnek, beleértve a megfelelő gépeket, telepítést és műszaki képzést. Amikor kiválaszt egy AccTek Laser, többet kap, mint egy kiváló lézerhegesztőgépet. Ön egy speciális szakértői csapat segítségét is igénybe veszi, akik elkötelezettek a páratlan ügyfélszolgálati, képzési és karbantartási szolgáltatások iránt.

Lézeres berendezések

Elérhetőség

Szerezzen lézeres megoldásokat