O papel do gás protetor
Na soldagem a laser, o gás de proteção afetará a formação da solda, a qualidade da solda, a penetração da solda e a largura da penetração. Na maioria dos casos, soprar gás de proteção terá um efeito positivo na solda, mas também pode trazer efeitos adversos.
Efeitos positivos
1) O sopro correto do gás de proteção protegerá efetivamente a poça de solda, evitando ou até mesmo evitando a oxidação;
2) O sopro correto do gás de proteção pode reduzir efetivamente os respingos gerados durante o processo de soldagem;
3) O sopro correto do gás protetor pode promover a distribuição uniforme da poça de solda quando ela solidifica, de modo que a solda seja formada de maneira uniforme e bonita;
4) O sopro correto do gás de proteção pode reduzir efetivamente o efeito de blindagem da pluma de vapor metálico ou da nuvem de plasma no laser e aumentar a utilização efetiva do laser;
5) O sopro adequado de gás de proteção pode reduzir efetivamente os poros da solda.
Desde que o tipo de gás, a vazão de gás e o método de sopro sejam selecionados corretamente, o efeito ideal pode ser obtido.
Entretanto, o uso indevido de gás de proteção também pode ter efeitos adversos na soldagem.
Os efeitos adversos são os seguintes:
1) O sopro inadequado do gás de proteção pode levar a soldas de baixa qualidade:
2) A seleção do tipo errado de gás pode causar rachaduras na solda e também pode reduzir as propriedades mecânicas da solda;
3) A escolha da vazão de gás errada pode levar a uma oxidação mais séria da solda (seja a vazão muito grande ou muito pequena) ou também pode fazer com que o metal da poça de solda seja seriamente perturbado por forças externas, fazendo com que a solda entre em colapso ou se forme de forma irregular;
4) A escolha do método de sopro de gás errado fará com que a solda não tenha efeito protetor ou até mesmo nenhum efeito protetor ou tenha um impacto negativo na formação da solda;
5) Soprar o gás de proteção terá um certo efeito na profundidade de penetração da solda, especialmente ao soldar chapas finas, pois reduzirá a profundidade de penetração da solda.
Tipo de gás de proteção
Os gases de proteção para soldagem a laser comumente usados são principalmente N2, Ar, He, e suas propriedades físicas e químicas são diferentes, portanto o efeito na solda também é diferente.
1 Nitrogênio N2
A energia de ionização do N2 é moderada, maior que a do Ar e menor que a do He. Sob a ação do laser, o grau de ionização é médio, o que pode reduzir melhor a formação de nuvem de plasma, aumentando assim a utilização efetiva do laser. O nitrogênio pode reagir quimicamente com liga de alumínio e aço carbono a uma certa temperatura para produzir nitretos, o que aumentará a fragilidade da solda. Conta pública do WeChat: Soldador, a tenacidade diminuirá, o que terá um efeito adverso maior nas propriedades mecânicas da junta de solda. , portanto, não é recomendado usar nitrogênio para proteger soldas de liga de alumínio e aço carbono.
O nitreto produzido pela reação química entre o nitrogênio e o aço inoxidável pode melhorar a resistência da junta soldada, o que ajudará a melhorar as propriedades mecânicas da solda, de modo que o nitrogênio pode ser usado como gás protetor na soldagem de aço inoxidável.
2 Argônio Argônio
A energia de ionização do Ar é relativamente baixa, e o grau de ionização sob a ação do laser é relativamente alto, o que não é propício para controlar a formação de nuvens de plasma, e terá um certo impacto na utilização efetiva do laser. No entanto, a atividade do Ar é muito baixa, e é difícil reagir quimicamente com metais comuns. reação, e o custo do Ar não é alto. Além disso, a densidade do Ar é grande, o que é propício para afundar no topo da poça de solda, o que pode proteger melhor a poça de solda, para que possa ser usado como um gás de proteção convencional.
3 Hélio Ele
Ele tem a maior energia de ionização, e o grau de ionização é muito baixo sob a ação do laser, o que pode controlar bem a formação da nuvem de plasma. O laser pode atuar muito bem no metal. Ele reage quimicamente com metais e é um bom gás de proteção de solda, mas o custo de He é muito alto. Geralmente, esse gás não é usado em produtos produzidos em massa. Ele é geralmente usado para pesquisa científica ou produtos com valor agregado muito alto.
Método de sopro de gás de proteção
Atualmente, existem duas maneiras principais de soprar o gás de proteção: uma é soprar o gás de proteção no lado paraxial, conforme mostrado na Figura 1; a outra é o gás de proteção coaxial, conforme mostrado na Figura 2.
Figura 1
Figura 2
Como escolher os dois métodos de sopro é uma consideração abrangente. Geralmente, é recomendado usar o método de gás protetor de sopro lateral.
Princípio de seleção do método de sopro de gás de proteção
Primeiro de tudo, é preciso deixar claro que a chamada "oxidação" da solda é apenas um nome comum. Em teoria, significa que a solda reage quimicamente com componentes nocivos no ar, resultando na deterioração da qualidade da solda. É comum que o metal de solda esteja em uma determinada temperatura. Reage quimicamente com oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, etc. no ar.
Evitar que a solda seja "oxidada" é reduzir ou evitar que tais componentes nocivos entrem em contato com o metal de solda em altas temperaturas, não apenas com o metal da poça de fusão, mas desde o momento em que o metal de solda é derretido até que o metal da poça se solidifique e sua temperatura caia abaixo de uma determinada temperatura ao longo do período.
Exemplo
Por exemplo, a soldagem de liga de titânio pode absorver rapidamente hidrogênio quando a temperatura está acima de 300 graus, o oxigênio pode ser rapidamente absorvido quando a temperatura está acima de 450 graus e o nitrogênio pode ser rapidamente absorvido quando está acima de 600 graus, então a solda de liga de titânio é solidificada e a temperatura é reduzida para 300 graus. Os estágios seguintes precisam ser protegidos de forma eficaz, caso contrário, eles serão "oxidados".
Não é difícil entender pela descrição acima que o gás de proteção soprado não só precisa proteger a poça de solda em tempo hábil, mas também precisa proteger a área que acabou de solidificar que foi soldada. Portanto, o lado do eixo lateral mostrado na Figura 1 é geralmente usado. Sopre o gás de proteção, porque a faixa de proteção deste método é mais ampla do que a do método de proteção coaxial na Figura 2, especialmente a área onde a solda acabou de solidificar tem melhor proteção.
Para aplicações de engenharia, nem todos os produtos podem usar o gás de proteção de sopro lateral do eixo lateral. Para alguns produtos específicos, apenas o gás de proteção coaxial pode ser usado, o que precisa ser realizado a partir da estrutura do produto e da forma da junta. Seleção direcionada.
Seleção de métodos específicos de sopro de gás de proteção
1 Solda reta
Conforme mostrado na Figura 3, o formato da costura de soldagem do produto é uma linha reta, e a forma da junta é uma junta de topo, uma junta de sobreposição, uma junta de costura de canto de canto interno ou uma junta soldada de sobreposição. É melhor soprar gás protetor no lado do eixo.
Figura 3
2 Soldas gráficas planas fechadas
Conforme mostrado na Figura 4, o formato da costura de soldagem do produto é um formato fechado, como um círculo plano, um polígono plano e uma linha multissegmentada plana. É melhor usar o método de gás de proteção coaxial mostrado na Figura 2.
Figura 4 Solda em forma de figura fechada plana
A seleção do gás de proteção afeta diretamente a qualidade, eficiência e custo da produção de soldagem. No entanto, devido à diversidade de materiais de soldagem, a seleção do gás de soldagem também é relativamente complicada no processo de soldagem real. É necessário considerar de forma abrangente os materiais de soldagem, métodos de soldagem e posições de soldagem. Assim como o efeito de soldagem necessário, somente por meio do teste de soldagem um gás de soldagem mais adequado pode ser selecionado para obter melhores resultados de soldagem.
