كيفية استخدام الغاز بشكل صحيح في اللحام بالليزر

دور الغاز الوقائي

في اللحام بالليزر، يؤثر غاز الحماية على تشكيل اللحام وجودته واختراق اللحام وعرض الاختراق. في معظم الحالات، سيكون لغاز الحماية تأثير إيجابي على اللحام، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى تأثير سلبي.

التأثيرات الإيجابية

1) إن نفخ غاز الحماية بشكل صحيح سيحمي حوض اللحام بشكل فعال من الاختزال أو حتى تجنب الأكسدة؛

2) يمكن أن يؤدي نفخ غاز الحماية بشكل صحيح إلى تقليل تناثر الغاز أثناء عملية اللحام بشكل فعال؛

3) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح للغاز الواقي إلى تعزيز الانتشار المنتظم لحوض اللحام عندما يتصلب، بحيث يتم تشكيل اللحام بشكل موحد وجميل؛

4) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح للغاز الواقي إلى تقليل تأثير الحماية الناتج عن سحابة بخار المعدن أو سحابة البلازما على الليزر بشكل فعال، وزيادة الاستخدام الفعال لليزر؛

5) يمكن أن يؤدي نفخ غاز الحماية بشكل صحيح إلى تقليل مسام اللحام بشكل فعال.

طالما تم اختيار نوع الغاز ومعدل تدفق الغاز وطريقة النفخ بشكل صحيح، فمن الممكن الحصول على التأثير المثالي.

ومع ذلك، فإن الاستخدام غير السليم لغاز الحماية يمكن أن يكون له أيضًا تأثيرات سلبية على اللحام.

الآثار السلبية هي كما يلي:

1) قد يؤدي النفخ غير السليم لغاز الحماية إلى لحامات رديئة:

2) قد يؤدي اختيار نوع الغاز الخاطئ إلى حدوث تشققات في اللحام وقد يؤدي أيضًا إلى تقليل الخصائص الميكانيكية للحماة؛

3) قد يؤدي اختيار معدل تدفق نفخ الغاز الخاطئ إلى أكسدة أكثر خطورة في اللحام (سواء كان معدل التدفق كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا)، أو قد يتسبب أيضًا في إزعاج معدن حوض اللحام بشكل خطير بواسطة قوى خارجية، مما يتسبب في انهيار اللحام أو تشكيله بشكل غير متساوٍ؛

4) اختيار طريقة نفخ الغاز الخاطئة سيؤدي إلى عدم وجود تأثير وقائي للحام أو حتى عدم وجود تأثير وقائي أو يكون له تأثير سلبي على تكوين اللحام؛

5) النفخ في غاز التدريع سيكون له تأثير معين على عمق اختراق اللحام، وخاصة عند لحام الألواح الرقيقة، وسوف يقلل من عمق اختراق اللحام.

نوع الغاز الوقائي

الغازات الواقية المستخدمة عادة في اللحام بالليزر هي N2 وAr وHe بشكل أساسي، وخصائصها الفيزيائية والكيميائية مختلفة، وبالتالي فإن تأثيرها على اللحام يختلف أيضًا.

1 نيتروجين N2

طاقة التأين لـ N2 معتدلة، أعلى من طاقة Ar، وأقل من طاقة He. تحت تأثير الليزر، تكون درجة التأين متوسطة، مما يمكن أن يقلل بشكل أفضل من تكوين سحابة البلازما، وبالتالي زيادة الاستخدام الفعال لليزر. يمكن للنيتروجين أن يتفاعل كيميائيًا مع سبائك الألومنيوم والفولاذ الكربوني عند درجة حرارة معينة لإنتاج النتريدات، مما يزيد من هشاشة اللحام. حساب WeChat العام: اللحام، ستنخفض الصلابة، مما سيكون له تأثير سلبي أكبر على الخصائص الميكانيكية لمفصل اللحام. ، لذلك لا ينصح باستخدام النيتروجين لحماية لحامات سبائك الألومنيوم والفولاذ الكربوني.

يمكن للنتريد الناتج عن التفاعل الكيميائي بين النيتروجين والفولاذ المقاوم للصدأ تحسين قوة وصلة اللحام، مما يساعد على تحسين الخصائص الميكانيكية للحام، لذلك يمكن استخدام النيتروجين كغاز وقائي عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ.

2 الأرجون الأرجون

طاقة تأين الأرجون منخفضة نسبيًا، ودرجة التأين تحت تأثير الليزر عالية نسبيًا، وهو ما لا يساعد في التحكم في تكوين سحب البلازما، وسيكون له تأثير معين على الاستخدام الفعال لليزر. ومع ذلك، فإن نشاط الأرجون منخفض جدًا، ومن الصعب أن يتفاعل كيميائيًا مع المعادن الشائعة. التفاعل، وتكلفة الأرجون ليست عالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن كثافة الأرجون كبيرة، مما يساعد على الغرق في أعلى حوض اللحام، مما يمكن أن يحمي حوض اللحام بشكل أفضل، لذلك يمكن استخدامه كغاز حماية تقليدي.

3 هيليوم

يتمتع بأعلى طاقة تأين، ودرجة التأين منخفضة جدًا تحت تأثير الليزر، مما يمكنه التحكم جيدًا في تكوين سحابة البلازما. يمكن لليزر أن يعمل على المعدن بشكل جيد للغاية. يتفاعل كيميائيًا مع المعادن وهو غاز جيد لحماية اللحام، لكن تكلفة He مرتفعة للغاية. بشكل عام، لا يتم استخدام هذا الغاز في المنتجات المنتجة بكميات كبيرة. يستخدم He بشكل عام في الأبحاث العلمية أو المنتجات ذات القيمة المضافة العالية جدًا.

طريقة نفخ الغاز الواقي

في الوقت الحاضر، هناك طريقتان رئيسيتان لنفخ الغاز الواقي: الأولى هي نفخ الغاز الواقي على الجانب المحوري، كما هو موضح في الشكل 1؛ والأخرى هي الغاز الواقي المحوري، كما هو موضح في الشكل 2.

الشكل 1

الشكل 2

إن اختيار طريقتي النفخ هو أمر شامل. بشكل عام، يوصى باستخدام طريقة النفخ الجانبي للغاز الواقي.

مبدأ اختيار طريقة نفخ الغاز الوقائي

أولاً وقبل كل شيء، يجب أن يكون واضحًا أن ما يسمى "أكسدة" اللحام هو مجرد اسم شائع. من الناحية النظرية، يعني ذلك أن اللحام يتفاعل كيميائيًا مع المكونات الضارة في الهواء، مما يؤدي إلى تدهور جودة اللحام. من الشائع أن يكون معدن اللحام عند درجة حرارة معينة. يتفاعل كيميائيًا مع الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين وما إلى ذلك في الهواء.

إن منع "أكسدة" اللحام هو تقليل أو منع مثل هذه المكونات الضارة من ملامسة معدن اللحام في درجات الحرارة العالية، وليس فقط معدن المسبح المنصهر، ولكن من وقت ذوبان معدن اللحام حتى يتصلب معدن المسبح وتنخفض درجة حرارته إلى ما دون درجة حرارة معينة على مدار الفترة.

مثال

على سبيل المثال، يمكن لحام سبائك التيتانيوم أن يمتص الهيدروجين بسرعة عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 300 درجة، ويمكن امتصاص الأكسجين بسرعة عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 450 درجة، ويمكن امتصاص النيتروجين بسرعة عندما يكون أعلى من 600 درجة، وبالتالي فإن لحام سبائك التيتانيوم يتصلب وتنخفض درجة الحرارة إلى 300 درجة. تحتاج المراحل التالية إلى حماية فعالة، وإلا فإنها سوف "تتأكسد".

ليس من الصعب أن نفهم من الوصف أعلاه أن غاز الحماية المنفوخ لا يحتاج فقط إلى حماية حوض اللحام في الوقت المناسب، بل يحتاج أيضًا إلى حماية المنطقة التي تصلب للتو والتي تم لحامها. لذلك، يتم استخدام جانب العمود الجانبي الموضح في الشكل 1 بشكل عام. نفخ غاز الحماية، لأن نطاق الحماية لهذه الطريقة أوسع من نطاق طريقة الحماية المحورية في الشكل 2، وخاصة المنطقة التي تصلب فيها اللحام للتو تتمتع بحماية أفضل.

بالنسبة للتطبيقات الهندسية، لا يمكن لجميع المنتجات استخدام غاز الحماية الجانبي للعمود الجانبي. بالنسبة لبعض المنتجات المحددة، يمكن استخدام غاز الحماية المحوري فقط، والذي يجب تنفيذه من هيكل المنتج وشكل المفصل. اختيار مستهدف.

اختيار طرق نفخ الغاز الوقائية المحددة

1 لحام مستقيم

كما هو موضح في الشكل 3، فإن شكل اللحام الخاص بالمنتج عبارة عن خط مستقيم، وشكل المفصل عبارة عن وصلة مؤخرة أو وصلة تداخل أو وصلة تداخل زاوية داخلية أو وصلة تداخل ملحومة. من الأفضل نفخ الغاز الواقي على جانب العمود.

الشكل 3

2 لحامات رسومية مغلقة على المستوى

كما هو موضح في الشكل 4، فإن شكل خط اللحام للمنتج هو شكل مغلق مثل الدائرة المستوية، والمضلع المستوي، والخط المستوي متعدد الأجزاء. من الأفضل استخدام طريقة الغاز الواقي المحوري الموضحة في الشكل 2.

الشكل 4 لحام على شكل مسطح مغلق

يؤثر اختيار غاز الحماية بشكل مباشر على جودة وكفاءة وتكلفة إنتاج اللحام. ومع ذلك، نظرًا لتنوع مواد اللحام، فإن اختيار غاز اللحام معقد نسبيًا أيضًا في عملية اللحام الفعلية. من الضروري النظر بشكل شامل في مواد اللحام وطرق اللحام ومواضع اللحام. بالإضافة إلى تأثير اللحام المطلوب، يمكن فقط من خلال اختبار اللحام اختيار غاز لحام أكثر ملاءمة لتحقيق نتائج لحام أفضل.