Keuse van Beskermingsgas by Laserlas
Het u lasdefekte soos oormatige spatsels, onaantreklike lasvorming en baie porusiteit na die laswerk teëgekom? Terwyl u dalk wonder of dit as gevolg van verkeerde laserlasprosesparameterinstellings is, is u bewus daarvan dat die korrekte gebruik van beskermende gas ook 'n kritieke faktor is wat die lasvorming en -prestasie beïnvloed? Die keuse van die optimale beskermende gas is werklik 'n manier om die laskwaliteit en -doeltreffendheid te verbeter.
Aangesien beskermende gas so belangrik is, wat is sy presiese funksie? Hoe moet u die tipe beskermende gas kies? Hoe moet die beskermende gas tydens die lasproses ingeblaas word?
Die Rol van Beskermende Gas
By laserlasies het die beskermingsgas invloed op lasvorming, lasgehalte, lasdoordringing en laswydte. In die meeste gevalle het die inspuiting van beskermingsgas 'n positiewe uitwerking op die las, maar dit kan ook nadelige effekte hê.
Positiewe Effekte
1) 'n Geschikte beskermingsgas wat korrek ingevoer word, beskerm doeltreffend die lasbad en verminder of voorkom selfs oksidasie.
2) 'n Geschikte beskermingsgas wat korrek ingevoer word, verminder doeltreffend spatting tydens laswerk.
3) 'n Geschikte beskermingsgas wat korrek ingevoer word, bevorder 'n eenvormige verspreiding van die lasbad tydens stolting, wat lei tot 'n eenvormige en esteties aantreklike las.
4) 'n Geschikte beskermingsgas wat korrek ingevoer word, verminder doeltreffend die beskermende effek van metaalvapourpluime of plasma-wolke op die laser, wat die effektiewe benuttingskoers van die laser verhoog.
5) 'n Geschikte beskermingsgas wat korrek ingevoer word, verminder doeltreffend porositeit in die las.
Solang die gassoort, gasvloei-tempo en invoermetode korrek gekies word, kan ideale resultate behaal word.
Egter kan onkorrekte gebruik van beskermingsgas ook 'n negatiewe impak op laswerk hê.
1) Verkeerde toepassing van beskermingsgas kan die laswerk vererger:
① Die keuse van die verkeerde gassoort kan lasbreuke veroorsaak en die meganiese eienskappe van die las verminder;
② Die keuse van die verkeerde gasvloei-tempo kan tot meer ernstige lasoksidasie lei (of die vloei-tempo is te hoog of te laag), en kan ook ernstige steuring aan die lasbad veroorsaak, wat tot ineenstorting van die las of ongelykvorming daarvan lei;
③ Die keuse van die verkeerde gas-toepassingsmetode kan tot ondoeltreffende of selfs nie-bestaande beskerming lei, of die vorming van die las negatief beïnvloed;
2) Die toepassing van beskermingsgas kan die lasdoordringing beïnvloed, veral by dunplaat-laswerk, wat die lasdoordringing verminder.
Soorte Beskermingsgasse
Gewoonlik gebruikte beskermingsgasse vir laserslaswerk sluit N2, Ar en He in. Hul fisies-chemiese eienskappe verskil, en gevoliklik wissel hul effek op die las.
Stikstof (N2)
Die goedkoopste, maar ongeskik vir die las van sekere roestvrystaal. Stikstof (N2) het 'n matige ionisasie-energie, hoër as Ar maar laer as He. Onder laserskyn is sy ionisasiegraad gewoonlik laag, wat effektief die vorming van 'n plasma-wolk verminder en dus die effektiewe benuttingskoers van die laser verhoog. Stikstof kan egter chemies met aluminiumlegerings en koolstofstaal by sekere temperature reageer om nitriede te vorm. Dit verhoog die brosigheid van die lasverbinding en verminder die taaiheid, wat 'n beduidende negatiewe impak op die meganiese eienskappe van die lasverbinding het. Daarom word stikstof nie aanbeveel vir die beskerming van lasverbindings van aluminiumlegerings en koolstofstaal nie.
Aan die ander kant kan die nitriede wat deur die chemiese reaksie van stikstof met roestvrystaal gevorm word, die sterkte van die lasverbinding verhoog en sodoende sy meganiese eienskappe verbeter. Daarom kan stikstof as 'n beskermende gas gebruik word tydens die las van roestvrystaal.
Argon (Ar)
is relatief goedkoop, het 'n hoë digtheid en bied goeie beskerming. Die lasoppervlak is effens gladser as met helium. Dit word egter maklik geïoniseer deur hoë-temperatuur metaalplasma, wat 'n gedeelte van die lasersstraal kan afskerm om die werkstuk te bereik, wat die effektiewe lasvermoë verminder en die lasspoed en -doordringing belemmer. Ar (Argon) het die laagste ionisasie-energie, maar sy graad van ionisasie is relatief hoog onder laserbestraling, wat nie bevorderlik is vir die beheer van plasma-wolkvorming nie en 'n sekere impak op die effektiewe benuttingskoers van die laser sal hê. Argon het egter baie lae reaktiwiteit en reageer chemies skaars met algemene metale. Verder is argon goedkoop. Daarbenewens het argon 'n hoë digtheid, wat dit vergemaklik om bo die lasbad te sink en beter beskerming van die lasbad te bied. Dit kan dus as 'n konvensionele beskermingsgas gebruik word.
Helium (He)
Dit is duurder, maar het die beste effek, wat toelaat dat die laser direk sonder enige hindernis deur na die werkstukoppervlak gaan. Dit het die hoogste ionisasie-energie, maar sy ionisasiegraad is baie laag onder laserbestraling, wat die vorming van plasma-wolke doeltreffend kan beheer. Die laser kan goed op metale inwerk, en He het baie lae reaktiwiteit en reageer basies nie chemies met metale nie. Dit is 'n uitstekende beskermingsgas vir lasverbindings. Egter is He te duur en word dit gewoonlik nie vir massa-produksie gebruik nie. He word gewoonlik vir wetenskaplike navorsing of hoë-waarde-bygevoegde produkte gebruik.
Metodes vir Beskermingsgasinspuiting
Daar is tans twee hoofmetodes vir die invoering van beskermingsgasse: een is af-as-syblaas van beskermingsgas... Parallelle syblaasbeskermingsgas
'n Ander tipe is koaksiale beskermingsgas.
Koaksiale Beskermingsgas
Die keuse tussen die twee blaasmetodes hang af van 'n kombinasie van faktore, maar syblaas-beskermingsgas word gewoonlik aanbeveel.
Beginsels vir die Kies van Skermgasblaasmetodes
Eerstens is dit belangrik om duidelik te maak dat die term "lasoksidasie" 'n volkstaaluitdrukking is. Teoreties verwys dit na 'n chemiese reaksie tussen die las en skadelike komponente in die lug, wat lei tot 'n agteruitgang in lasgehalte. Gewone voorbeelde sluit in die reaksie van die lasmetaal met suurstof, stikstof en waterstof in die lug by sekere temperature.
Die voorkoming van lasoksidasie behels die vermindering of vermyding van kontak tussen hierdie skadelike komponente en die lasmetaal by hoë temperature. Hierdie hoë temperatuur verwys nie net na die vloeibare pylmetaal nie, maar ook na die hele tydperk vanaf wanneer die lasmetaal smelt tot wanneer dit vasword en sy temperatuur onder 'n sekere vlak daal.
Byvoorbeeld, by titaanlegeringlassing word waterstof vinnig geabsorbeer bo 300 °C, suurstof bo 450 °C, en stikstof bo 600 °C. Daarom vereis titaniumlegeringlasverbindings effektiewe beskerming na stolting en tydens die periode wanneer die temperatuur onder 300 °C daal, °C; anders sal dit "geoksideer" word.
Soos die bogenoemde beskrywing duidelik maak, moet die geblaasde beskermingsgas nie net die lasbad tydig beskerm nie, maar ook die onlangs gestolde area. Daarom word gewoonlik die af-as sywaartse blaasmetode vir beskermingsgas wat in Figuur 1 getoon word, gebruik omdat dit 'n wyer beskermingsgebied bied as die koaksiale beskermingsmetode wat in Figuur 2 getoon word, veral met betrekking tot beter beskerming van die onlangs gestolde lasarea.
Vir ingenieurs-toepassings is af-as sywaartse blaas van beskermingsgas nie geskik vir alle produkte nie. Vir sekere spesifieke produkte kan slegs koaksiale beskermingsgas gebruik word. Die keuse moet afgestem wees op die produkstruktuur en die verbindingtipe.
Spesifieke Keuse van Beskermingsgasmaakmetode
1) Reguit Lasverbindings
Soos in Figuur 3 getoon, is die lasvorm van die produk reguit. Die verbindingstipe kan ’n styfverbinding, ’n oorlapverbinding, ’n hoekverbinding of ’n oorlaplas wees. Vir hierdie tipe produk word die af-as-syblaasbeskermingsgasmetode wat in bevoordeel.
2) Vlak Geslote-vorm Las
Die lasvorm van die produk is ’n geslote vorm soos ’n vlak sirkel, ’n vlak veelhoek of ’n vlak veelsegmentlyn. Die verbindingstipe kan ’n styfverbinding, ’n oorlapverbinding of ’n oorlaplasverbinding wees. Vir hierdie tipe produk word koaksiale beskermingsgas bevoordeel.
Vlak geslote-vorm las
Die keuse van beskermingsgas beïnvloed direk die gehalte, doeltreffendheid en koste van lasproduksie. Egter, as gevolg van die verskeidenheid lasmateriale is die keuse van lasgas by werklike lastoepassings baie ingewikkeld. Dit is noodsaaklik om die lasmateriaal, lasmetode, lasposisie en vereiste lasresultaat volledig in ag te neem. Slegs deur lasproewe kan ’n meer geskikte lasgas gekies word om beter lasresultate te bereik.
