El papel del gas de protección
En la soldadura láser, el gas de protección afecta la formación de la soldadura, la calidad de la soldadura, la profundidad y el ancho de la soldadura. En la mayoría de los casos, inyectar gas de protección tendrá un efecto positivo en la soldadura, pero también puede tener un efecto negativo.
Efectos positivos
- El gas de protección soplado correctamente protegerá eficazmente el baño de soldadura de la oxidación;
- Inyectar correctamente el gas de protección reducirá eficazmente las salpicaduras generadas durante el proceso de soldadura;
- El soplado correcto en el gas de protección puede promover la solidificación del baño de fusión de soldadura distribuido uniformemente, haciendo que la forma de la soldadura sea uniforme y hermosa;
- El soplado correcto de gas de protección puede reducir efectivamente el efecto de protección de la columna de vapor de metal o la nube de plasma en el láser, aumentando la utilización efectiva del láser;
- Soplar correctamente el gas de protección puede reducir efectivamente la porosidad de la costura de soldadura. Siempre que el tipo de gas, el caudal de gas y el método de soplado se elijan correctamente, se puede obtener el efecto ideal.
Sin embargo, el uso incorrecto de gas de protección también puede tener efectos adversos en la soldadura.
Los efectos adversos son los siguientes:
- El gas de protección inyectado incorrectamente puede resultar en una costura de soldadura deficiente:
- La selección del tipo de gas incorrecto puede provocar el agrietamiento de la soldadura y también puede conducir a una reducción de las propiedades mecánicas de la soldadura;
- la elección incorrecta de la tasa de flujo de inyección de gas puede conducir a una oxidación más severa de la soldadura (ya sea que la tasa de flujo sea demasiado alta o demasiado baja) y también puede conducir a una perturbación severa del metal del baño de soldadura por fuerzas externas que resultan en el colapso de la soldadura. la soldadura o formación desigual;
- la elección incorrecta de la inyección de gas puede dar como resultado que la soldadura no logre un efecto protector o incluso que básicamente no tenga efecto protector o que tenga un impacto negativo en la formación de la soldadura;
- soplar en el gas de protección tendrá un cierto impacto en la profundidad de la soldadura, especialmente en la soldadura de placas delgadas, reducirá la profundidad de la soldadura.
Tipos de gas de protección
Los gases de protección de soldadura láser comúnmente utilizados son principalmente N2, Ar, He, sus propiedades físicas y químicas son diferentes y, por lo tanto, el efecto en la costura de soldadura también varía.
1. Nitrógeno N2
La energía de ionización del N2 es moderada, mayor que la del Ar y menor que la del He. El grado de ionización bajo la acción del láser es medio, lo que puede reducir mejor la formación de nubes de plasma y así aumentar la utilización efectiva del láser. El nitrógeno puede reaccionar químicamente con la aleación de aluminio y el acero al carbono a cierta temperatura para producir nitruro, lo que aumentará la fragilidad de la soldadura y reducirá la tenacidad, y tendrá un mayor efecto adverso en las propiedades mecánicas de la unión soldada, por lo que es No se recomienda utilizar nitrógeno para proteger la soldadura de aleación de aluminio y acero al carbono. La reacción química entre el nitrógeno y el acero inoxidable produce nitruros que pueden mejorar la resistencia de la unión soldada y ayudarán a mejorar las propiedades mecánicas de la soldadura, por lo que el nitrógeno se puede utilizar como gas de protección al soldar acero inoxidable.
2. Argón Ar
La energía de ionización de Ar es relativamente baja, el grado de ionización bajo la acción del láser es alto, no es propicio para controlar la formación de la nube de plasma, tendrá un cierto impacto en la utilización efectiva del láser, pero la actividad de Ar es muy bajo, es difícil la reacción química con metales comunes, y el costo de Ar no es alto; Además, la densidad de Ar es mayor, propicia para hundirse en la parte superior del baño de soldadura, puede proteger mejor el baño de soldadura, por lo que puede usarse como gas de protección convencional.
3. Helio He
La energía de ionización de He es la más alta, y el grado de ionización es muy bajo bajo la acción del láser, por lo que puede controlar bien la formación de nubes de plasma y el láser puede funcionar bien en el metal. Sin embargo, el costo de He es tan alto que no se usa para productos producidos en masa. Generalmente se utiliza para investigaciones científicas o productos de muy alto valor añadido. La forma en que se inyecta el gas de protección.
Hay dos tipos principales de gas de protección que sopla: uno es el gas de protección que sopla del lado del eje y el otro es el gas de protección coaxial.
En general, se recomienda utilizar el método de gas protector de soplado lateral.
Principio de selección del método de soplado de gas protector
En primer lugar, debe quedar claro que la llamada "oxidación" de la soldadura es solo un nombre común, teóricamente se refiere a la reacción química entre la soldadura y los componentes nocivos en el aire, lo que resulta en el deterioro de la calidad de la soldadura, comúnmente el metal de soldadura a cierta temperatura y la reacción química del oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, etc. en el aire.
Evitar que la soldadura se "oxide" es reducir o evitar el contacto entre dichos componentes dañinos y el metal de soldadura a alta temperatura, que no es solo el metal del baño fundido, sino todo el proceso desde que el metal de soldadura se funde hasta el baño. el metal se solidifica y su temperatura se reduce por debajo de cierta temperatura.
Por ejemplo, la soldadura de aleación de titanio, cuando la temperatura superior a 300 grados puede absorber hidrógeno rápidamente, 450 grados por encima de la rápida absorción de oxígeno, 600 grados por encima de la rápida absorción de nitrógeno, por lo que la aleación de titanio suelda en la solidificación y la temperatura desciende hasta 300 grados por debajo esta etapa está sujeta a un efecto de protección eficaz, de lo contrario será "oxidación".
De la descripción anterior, es fácil entender que el gas protector soplado no solo para la protección oportuna del baño de soldadura, sino también la necesidad de haber sido soldado solo en el área solidificada para la protección, por lo que el uso general de la protección de soplado lateral del eje lateral Gas, porque esta forma de protección en comparación con la protección coaxial de una gama más amplia de protección, especialmente para la soldadura, el área recién solidificada tiene una mejor protección.
Para aplicaciones de ingeniería, no todos los productos se pueden proteger con gas de protección de soplado lateral y, para algunos productos específicos, solo se puede usar gas de protección coaxial, lo que requiere una selección específica de la estructura del producto y la forma de la junta.
La elección del método de soplado de gas protector específico
1. Cordón de soldadura en línea recta
La forma de la costura de soldadura es recta, y la forma de la junta es junta a tope, junta solapada, junta de esquina o cabezal de soldadura apilado.
2. Costura de soldadura de patrón cerrado plano
La forma de la costura de soldadura es un patrón cerrado, como una forma circunferencial plana, una forma multilateral plana, una forma de línea multisegmento plana, etc. La forma de la junta es junta a tope, junta solapada, cabezal de soldadura apilado, etc. Este tipo de producto es preferible al método de gas de protección coaxial.
La selección del gas de protección afecta directamente la calidad, la eficiencia y el costo de la producción de soldadura, pero debido a la diversidad de materiales de soldadura, la selección del gas de soldadura también es complicada en el proceso de soldadura real, lo que requiere una consideración integral de los materiales de soldadura, métodos de soldadura , posiciones de soldadura y los resultados de soldadura requeridos, y mediante pruebas de soldadura para seleccionar un gas de soldadura más adecuado y lograr mejores resultados de soldadura.
