Lazer texnologiyası

Siz qaynaqdan sonra çoxlu sıçrama, estetik olaraq xoş olmayan qaynaq formalaşması və çoxsaylı porlar kimi qaynaq çatları ilə qarşılaşmışsınızmı? Bəlkə də bu, yanlış lazer qaynağı proses parametrlərinin təyin edilməsindən qaynaqlanır, amma qoruyucu qazın düzgün istifadəsinin də qaynaq formalaşması və performansı üçün vacib amil olduğunu bilirsinizmi? Optimal qoruyucu qazın seçilməsi əslində qaynaq keyfiyyətini və səmərəliliyini yaxşılaşdırmağın bir yoludur.

Qoruyucu qaz bu qədər vacib olduğu üçün onun funksiyası nədir? Qoruyucu qazın növünü necə seçməlisiniz? Qaynaq zamanı qoruyucu qaz necə verilməlidir?

Qoruyucu Qazın Rolu

Lazer qaynaqda qoruyucu qaz qaynaq formasını, qaynaq keyfiyyətini, qaynaq dərinliyini və qaynaq enini təsir edir. Əksər hallarda qoruyucu qazın verilməsi qaynağa müsbət təsir göstərir, lakin mənfi təsirləri də ola bilər.

Müsbət təsirlər

1) Düzgün şəkildə verilən qoruyucu qaz qaynaq banyosunu effektiv şəkildə qoruyur və oksidləşməni azaldır və ya tamamilə qarşısını alır.

2) Düzgün şəkildə verilən qoruyucu qaz qaynaq zamanı sıçramanı effektiv şəkildə azaldır.

3) Düzgün şəkildə verilən qoruyucu qaz bərkimə zamanı qaynaq banyosunun bərabər yayılmasını təmin edir və nəticədə bərabər və estetik cəhətdən cəlbedici qaynaq əmələ gətirir.

4) Düzgün şəkildə verilən qoruyucu qaz metal buxarı alovlarının və ya plazma buludlarının lazer üzərindəki qoruyucu təsirini effektiv şəkildə azaldır və beləliklə lazerin effektiv istifadə dərəcəsini artırır.

5) Düzgün şəkildə verilən qoruyucu qaz qaynaq porozluğunu effektiv şəkildə azaldır.

Qaz növü, qaz axın sürəti və verilmə üsulu düzgün seçildiyi müddətcə ideal nəticələr əldə edilə bilər.

Lakin, qoruyucu qazın düzgün istifadə edilməməsi də qaynaq prosesinə mənfi təsir göstərə bilər.

1) Qoruyucu qazın düzgün olmayan tətbiqi qaynağı pisləşdirə bilər:

① Səhv qaz növünün seçilməsi qaynaq çatları yarada bilər və qaynağın mexaniki xüsusiyyətlərini azalda bilər;

② Səhv qaz axın sürətinin seçilməsi daha ciddi qaynaq oksidləşməsinə səbəb ola bilər (axın sürəti həddindən artıq yüksək və ya aşağı olsa belə) və həmçinin qaynaq banyosuna ciddi maneə yarada bilər, nəticədə qaynaq çökməsi və ya bərabərsiz formalaşma baş verə bilər;

3 Səhv qaz tətbiq üsulunun seçilməsi qoruyucu təsirin effektiv olmamasına və ya tamamilə olmamasına səbəb ola bilər və ya qaynağın formalaşmasına mənfi təsir göstərə bilər;

2) Qoruyucu qazın tətbiqi qaynağın dərinliyini təsir edə bilər, xüsusilə nazik lövhələrin qaynağında qaynaq dərinliyi azala bilər.

Qoruyucu Qaz Növləri

Tez-tez istifadə olunan lazer qaynağı üçün qoruyucu qazlar N₂, Ar və He-dır. Onların fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri fərqlidir və buna görə də qaynağa təsirləri də müxtəlifdir.

Azot (N₂)

Ən ucuz, lakin bəzi paslanmayan poladların qaynağı üçün uyğun olmayan qaz. Azot (N2) orta ionlaşma enerjisinə malikdir; bu enerji Ar-dan yüksək, lakin He-dən aşağıdır. Lazer şüalanması altında onun ionlaşma dərəcəsi ümumiyyətlə aşağı olur və beləliklə, plazma buludunun əmələ gəlməsi effektiv şəkildə azalır; nəticədə lazerin effektiv istifadə dərəcəsi artır. Bununla belə, azot müəyyən temperaturda alüminium ərintiləri və karbon poladı ilə kimyəvi reaksiyaya girərək nitridlər əmələ gətirir. Bu, qaynaq birləşməsinin sərtliyini artırır və möhkəmliyini azaldır; nəticədə qaynaq birləşməsinin mexaniki xassələri ciddi şəkildə pisləşir. Buna görə də azot alüminium ərintiləri və karbon poladının qaynağı zamanı qoruyucu qaz kimi tövsiyə edilmir.

Digər tərəfdən, azotun paslanmayan poladla kimyəvi reaksiyası nəticəsində əmələ gələn nitridlər qaynaq birləşməsinin möhkəmliyini artıraraq onun mexaniki xassələrini yaxşılaşdıra bilər. Beləliklə, azot paslanmayan poladın qaynağı zamanı qoruyucu qaz kimi istifadə edilə bilər.

Arqon (Ar)

nisbətən ucuzdur, yüksək sıxlığa malikdir və yaxşı qoruma təmin edir. Qaynaq səthi heliumla müqayisədə daha hamardır. Bununla belə, o, yüksək temperaturda metal plazma tərəfindən asanlıqla ionlaşır, nəticədə lazer şüasının bir hissəsi iş parçasına çatmasını maneə törədir; bu da effektiv qaynaq gücünü azaldır və qaynaq sürəti ilə dərinliyini məhdudlaşdırır. Ar (Ar) ən aşağı ionlaşma enerjisindən faydalanır, lakin lazer işığı altında onun ionlaşma dərəcəsi nisbətən yüksəkdir; bu da plazma buludlarının yaranmasının idarə edilməsinə kömək etmir və lazerin effektiv istifadə dərəcəsinə müəyyən təsir göstərir. Bununla belə, Ar çox aşağı reaktivliyə malikdir və ümumiyyətlə yayılmış metallarla kimyəvi reaksiyaya girməyə meylli deyil. Bundan əlavə, Ar ucuzdur. Həmçinin, Ar yüksək sıxlığa malikdir ki, bu da onun qaynaq banyosunun üzərində toplanmasını asanlaşdırır və qaynaq banyosuna daha yaxşı qoruma təmin edir. Buna görə də Ar standart qoruyucu qaz kimi istifadə edilə bilər.

Helyum (He)

Daha bahalıdır, lakin ən yaxşı təsirə malikdir və lazeri iş parçasının səthindən maneə olmadan birbaşa keçirməyə imkan verir. O, ən yüksək ionlaşma enerjisini daşıyır, lakin lazer şüalanması altında ionlaşma dərəcəsi çox aşağıdır; bu da plazma buludlarının əmələ gəlməsini effektiv şəkildə idarə etməyə imkan verir. Lazer metallar üzərində yaxşı təsir göstərir və He-nin reaktivliyi çox aşağıdır; əsasən metallarla kimyəvi reaksiyaya gir mir. Bu, qaynaq birləşmələri üçün mükəmməl qoruyucu qazdır. Bununla belə, He çox bahalıdır və ümumiyyətlə kütləvi istehsalda istifadə edilmir. He adətən elmi tədqiqatlarda və yüksək dəyər əlavə edilmiş məhsullarda istifadə olunur.

Qoruyucu Qazın Daxil Edilmə Üsulları

Hal-hazırda qoruyucu qazların daxil edilməsi üçün iki əsas üsul mövcuddur: biri — qoruyucu qazın oxdan kənar yan tərəfdən üfürülməsidir... Paralel yan tərəfdən üfürülmüş qoruyucu qaz

Digər növ — oxla eyni oxda yerləşən qoruyucu qazdır.

Oxla Eyni Oxdakı Qoruyucu Qaz

Bu iki üfürülmə üsulu arasından seçim bir neçə amilin birləşməsindən asılıdır, lakin ümumiyyətlə yan tərəfdən üfürülmüş qoruyucu qaz tövsiyə olunur.

Qoruyucu qaz üflemə üsullarının seçilməsi prinsipləri

Əvvəlcə "qaynaq oksidləşməsi" termininin bir incəsənət ifadəsi olduğunu aydınlaşdırmaq vacibdir. Nəzəri cəhətdən bu, qaynaq və havada olan zərərli komponentlər arasındakı kimyəvi reaksiyanı bildirir və nəticədə qaynaq keyfiyyətinin pisləşməsinə səbəb olur. Yayğın nümunələrə qaynaq metalının müəyyən temperaturda havada olan oksigen, azot və hidrogen ilə reaksiyaya girməsi daxildir.

Qaynaq oksidləşməsinin qarşısını almaq üçün bu zərərli komponentlərlə qaynaq metalı arasındakı təması yüksək temperaturlarda azaltmaq və ya tamamilə aradan qaldırmaq lazımdır. Bu yüksək temperatur yalnız ərimiş çuxur metalını deyil, həmçinin qaynaq metalının əriməsindən başlayaraq bərkidilməsinə və müəyyən temperatur səviyyəsinin altına düşməsinə qədər keçən bütün dövrü əhatə edir.

Məsələn, titan ərintilərinin qaynağı zamanı hidrogen 300 °°C-dən yuxarı temperaturda sürətlə udulur, oksigen 450 °°C-dən yuxarı temperaturda, azot isə 600 °C. Beləliklə, titan ərintisi qaynaqlarının bərkidilmədən sonra və temperatur 300 °C-dən aşağı düşən dövrdə effektiv qorunması tələb olunur °C; əks halda, onlar "oksidləşəcək".

Yuxarıda verilən izahata görə, üfürülmüş qoruyucu qaz yalnız qaynaq çuxuru sahəsini vaxtında qorumaq üçün deyil, həmçinin yeni bərkidilmiş sahəni də qorumaq üçün lazımdır. Buna görə də Şəkil 1-də göstərilən oxdan kənar yan üfürmə qoruyucu qaz metodu ümumiyyətlə istifadə olunur, çünki o, Şəkil 2-də göstərilən eyni ox üzrə qoruma metodundan daha geniş qoruma sahəsi təmin edir, xüsusilə yeni bərkidilmiş qaynaq sahəsinə daha yaxşı qoruma təmin edir.

Mühəndislik tətbiqləri üçün oxdan kənar yan üfürmə qoruyucu qaz bütün məhsullar üçün uyğun deyil. Müəyyən xüsusi məhsullar üçün yalnız eyni ox üzrə qoruyucu qazdan istifadə edilə bilər. Seçim məhsulun konstruksiyasına və birləşmə növünə uyğun olaraq aparılmalıdır.

Xüsusi Qoruyucu Qaz Üfürmə Üsulunun Seçilməsi

1) Düz qaynaqlar

Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, məhsulun qaynaq forması düz xətt şəklindədir. Birləşmə növü uclu birləşmə, üst-üstə gələn birləşmə, künc birləşməsi və ya üst-üstə gələn qaynaq ola bilər. Bu tip məhsullar üçün aşağıda göstərilən oxdan kənar yan üfleyici qoruyucu qaz üsulu tercih olunur.

2) Müstəvi qapalı formalı qaynaqlar

Məhsulun qaynaq forması müstəvi dairə, müstəvi çoxbucaqlı və ya müstəvi çoxparça xətt kimi qapalı formalıdır. Birləşmə növü uclu birləşmə, üst-üstə gələn birləşmə və ya üst-üstə gələn qaynaq birləşməsi ola bilər. Bu tip məhsullar üçün oxla eyni istiqamətdə qoruyucu qaz tətbiqi tercih olunur.

Müstəvi qapalı formalı qaynaq

Qoruyucu qazın seçimi birbaşa qaynaq istehsalının keyfiyyətini, səmərəliliyini və dəyərini təsirləyir. Lakin qaynaq materiallarının müxtəlifliyi səbəbindən praktikada qaynaq qazının seçimi olduqca mürəkkəbdir. Qaynaq materialı, qaynaq üsulu, qaynaq mövqeyi və tələb olunan qaynaq effekti tamamilə nəzərə alınmalıdır. Yalnız qaynaq testləri vasitəsilə daha uyğun qaynaq qazı seçilməsi mümkündür ki, bu da daha yaxşı qaynaq nəticələrinin əldə edilməsinə imkan verər.