保護(hù)氣體的作用
在激光焊接中,保護(hù)氣體會影響焊縫成型、焊縫質(zhì)量、焊縫熔深及熔寬,極大多數(shù)情況下,吹入保護(hù)氣體會對焊縫產(chǎn)生積極的影響作用,但是也可能會帶來不利的作用。
積極作用
1.正確的吹入保護(hù)氣體會有效保護(hù)焊縫熔池減少甚至避免被氧化。
2.正確的吹入保護(hù)氣體可以有效減小焊接過程中產(chǎn)生的飛濺。
3.正確的吹入保護(hù)氣體可以促使焊縫熔池凝固時(shí)均勻鋪展,使得焊縫成型均勻美觀
4.正確的吹入保護(hù)氣體可以有效減小金屬蒸汽羽或者等離子云對激光的屏蔽作用,增大激光的有效利用率
5.正確的吹入保護(hù)氣體可以有效減少焊縫氣孔。
只要?dú)怏w種類、氣體流量、吹入方式選擇正確,完全可以獲得理想的效果。
但是,不正確的保護(hù)氣體使用方式也會給焊接帶來不利的影響。
1.不正確的吹入保護(hù)氣體可能會導(dǎo)致焊縫變差:
2.選擇錯(cuò)誤的氣體種類可能會導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋,也可能會導(dǎo)致焊縫力學(xué)性能降低;
3.選擇錯(cuò)誤的氣體吹入流量可能會導(dǎo)致焊縫氧化更嚴(yán)重(無論是流量過大還是過?。?,也可能導(dǎo)致焊縫熔池金屬被外力干擾嚴(yán)重造成焊縫塌陷或者成型不均勻
4.選擇錯(cuò)誤的氣體吹入方式會導(dǎo)致焊縫達(dá)不到保護(hù)效果甚至基本無保護(hù)效果或者對焊縫成型產(chǎn)生消極影響;
5.吹入保護(hù)氣體會對焊縫熔深產(chǎn)生一定影響,尤其的是薄板焊接時(shí),會減小焊縫熔深。
保護(hù)氣體的種類
常用的激光焊接保護(hù)氣體主要有N2、Ar、He,其物化性質(zhì)各有差異,也因此對焊縫的作用效果也各不相同。
1、氮?dú)釴2
N2的電離能適中,比Ar的高,比He的低,在激光作用下電離程度一般,可以較好的減小等離子體云的形成,從而增大激光的有效利用率。氮在一定溫度下可以與鋁合金、碳鋼發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氮化物,會提高焊縫脆性,韌性降低,對焊縫接頭的力學(xué)性能會產(chǎn)生較大的不利影響,所以不建議使用氮?dú)鈱︿X合金和碳鋼焊縫進(jìn)行保護(hù)。
而氮與不銹鋼發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氮化物可以提高焊縫接頭的強(qiáng)度,會有利于焊縫的力學(xué)性能提高,所以在焊接不銹鋼時(shí)可以使用氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣體。
2、氬氣Ar
Ar的電離能相對最低,在激光作用下電離程度較高,不利于控制等離子體云的形成,會對激光的有效利用率產(chǎn)生一定的影響,但是Ar活性非常低,很難與常見金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且Ar成本不高,除此之外,Ar的密度較大,有利于下沉至焊縫熔池上方,可以更好的保護(hù)焊縫熔池,因此可以作為常規(guī)保護(hù)氣體使用。
3、氦氣He
He的電離能最高,在激光作用下電離程度很低,可以很好的控制等離子體云的形成,激光可以很好的作用于金屬,而且He活性非常低,基本不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是很好的焊縫保護(hù)氣體,但是He的成本太高,一般大批量生產(chǎn)型產(chǎn)品不會使用該氣體,He一般用于科學(xué)研究或者附加值非常高的產(chǎn)品。
保護(hù)氣體吹入方式選擇原則
1.首先需要明確的是,所謂的焊縫被“氧化”僅是一種俗稱,天茂氣體提示您理論上是指焊縫與空氣中有害成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致焊縫質(zhì)量變差,常見是焊縫金屬在一定溫度下與空氣中的氧、氮、氫等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
2.防止焊縫被“氧化”就是減少或者避免這類有害成分與高溫狀態(tài)下的焊縫金屬接觸,這種高溫狀態(tài)不僅僅是熔化的熔池金屬,而是從焊縫金屬被熔化時(shí)一直到熔池金屬凝固并且其溫度降低至一定溫度以下整個(gè)時(shí)間段過程。
舉例
比如說鈦合金焊接,當(dāng)溫度在300℃以上時(shí)能快速吸氫,450℃以上時(shí)能快速吸氧,600℃以上時(shí)能快速吸氮,所以鈦合金焊縫在凝固后并且溫度降低至300℃以下這個(gè)階段內(nèi)均需受到有效的保護(hù)效果,否則就會被“氧化”。
從上述描述不難明白,吹入的保護(hù)氣體不僅僅需要適時(shí)對焊縫熔池進(jìn)行保護(hù),還需要對已經(jīng)焊接過的剛剛凝固的區(qū)域進(jìn)行保護(hù),所以一般均采用旁軸側(cè)吹保護(hù)氣體,因?yàn)檫@種方式的保護(hù)方式相對于同軸保護(hù)方式的保護(hù)范圍更廣泛,尤其是對焊縫剛剛凝固的區(qū)域有較好的保護(hù)。
旁軸側(cè)吹對于工程應(yīng)用來說,不是所有的產(chǎn)品都能夠采用旁軸側(cè)吹保護(hù)氣體的方式,對于某些具體的產(chǎn)品,只能采用同軸保護(hù)氣體,具體需要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及接頭形式進(jìn)行有針對性的選擇。
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