Peranan gas pelindung
Dalam kimpalan laser, gas pelindung akan menjejaskan pembentukan kimpalan, kualiti kimpalan, penembusan kimpalan dan lebar penembusan. Dalam kebanyakan kes, meniup gas pelindung akan memberi kesan positif pada kimpalan, tetapi ia juga boleh membawa kesan buruk.
Kesan positif
1) Meniup gas pelindung dengan betul akan melindungi kolam kimpalan dengan berkesan daripada mengurangkan atau mengelakkan pengoksidaan;
2) Tiupan gas pelindung dengan betul boleh mengurangkan percikan yang dihasilkan semasa proses kimpalan;
3) Tiupan gas pelindung yang betul boleh menggalakkan penyebaran seragam kolam kimpalan apabila ia menjadi kukuh, supaya kimpalan terbentuk secara seragam dan cantik;
4) Tiupan gas pelindung dengan betul boleh mengurangkan kesan perisai kepulan wap logam atau awan plasma pada laser, dan meningkatkan penggunaan laser yang berkesan;
5) Meniup gas pelindung dengan betul boleh mengurangkan liang kimpalan dengan berkesan.
Selagi jenis gas, kadar aliran gas dan kaedah tiupan dipilih dengan betul, kesan yang ideal boleh diperolehi.
Walau bagaimanapun, penggunaan gas pelindung yang tidak betul juga boleh memberi kesan buruk pada kimpalan.
Kesan buruk adalah seperti berikut:
1) Tiupan gas pelindung yang tidak betul boleh menyebabkan kimpalan yang lemah:
2) Memilih jenis gas yang salah boleh menyebabkan keretakan pada kimpalan dan juga boleh mengurangkan sifat mekanikal kimpalan;
3) Memilih kadar aliran tiupan gas yang salah boleh menyebabkan pengoksidaan yang lebih serius pada kimpalan (sama ada kadar aliran terlalu besar atau terlalu kecil), atau ia juga boleh menyebabkan logam kolam kimpalan terganggu dengan teruk oleh kuasa luar, menyebabkan kimpalan untuk runtuh atau membentuk tidak sekata;
4) Memilih kaedah tiupan gas yang salah akan menyebabkan kimpalan tidak mempunyai kesan perlindungan malah tiada kesan perlindungan atau memberi kesan negatif terhadap pembentukan kimpalan;
5) Meniup ke dalam gas pelindung akan mempunyai kesan tertentu pada kedalaman penembusan kimpalan, terutamanya apabila mengimpal plat nipis, ia akan mengurangkan kedalaman penembusan kimpalan.
Jenis gas pelindung
Gas pelindung kimpalan laser yang biasa digunakan adalah terutamanya N2, Ar, He, dan sifat fizikal dan kimianya adalah berbeza, jadi kesan pada kimpalan juga berbeza.
1 Nitrogen N2
Tenaga pengionan N2 adalah sederhana, lebih tinggi daripada Ar, dan lebih rendah daripada He. Di bawah tindakan laser, tahap pengionan adalah purata, yang boleh mengurangkan pembentukan awan plasma dengan lebih baik, dengan itu meningkatkan penggunaan laser yang berkesan. Nitrogen boleh bertindak balas secara kimia dengan aloi aluminium dan keluli karbon pada suhu tertentu untuk menghasilkan nitrida, yang akan meningkatkan kerapuhan kimpalan. Akaun awam WeChat: Pengimpal, keliatan akan berkurangan, yang akan memberi kesan buruk yang lebih besar pada sifat mekanikal sambungan kimpalan. , jadi tidak disyorkan untuk menggunakan nitrogen untuk melindungi aloi aluminium dan kimpalan keluli karbon.
Nitrida yang dihasilkan oleh tindak balas kimia antara nitrogen dan keluli tahan karat boleh meningkatkan kekuatan sambungan kimpalan, yang akan membantu meningkatkan sifat mekanikal kimpalan, jadi nitrogen boleh digunakan sebagai gas pelindung apabila mengimpal keluli tahan karat.
2 Argon Argon
Tenaga pengionan Ar adalah agak rendah, dan tahap pengionan di bawah tindakan laser adalah agak tinggi, yang tidak kondusif untuk mengawal pembentukan awan plasma, dan akan mempunyai kesan tertentu terhadap penggunaan berkesan laser. Walau bagaimanapun, aktiviti Ar adalah sangat rendah, dan sukar untuk bertindak balas secara kimia dengan logam biasa. tindak balas, dan kos Ar tidak tinggi. Di samping itu, ketumpatan Ar adalah besar, yang kondusif untuk tenggelam ke bahagian atas kolam kimpalan, yang boleh melindungi kolam kimpalan dengan lebih baik, jadi ia boleh digunakan sebagai gas pelindung konvensional.
3 Helium He
Dia mempunyai tenaga pengionan tertinggi, dan tahap pengionan sangat rendah di bawah tindakan laser, yang boleh mengawal pembentukan awan plasma dengan baik. Laser boleh bertindak pada logam dengan sangat baik. Ia bertindak balas secara kimia dengan logam dan merupakan gas pelindung kimpalan yang baik, tetapi kos He terlalu tinggi. Secara amnya, gas ini tidak digunakan dalam produk yang dihasilkan secara besar-besaran. Ia biasanya digunakan untuk penyelidikan saintifik atau produk dengan nilai tambah yang sangat tinggi.
Kaedah tiupan gas pelindung
Pada masa ini, terdapat dua cara utama untuk meniup gas pelindung: satu adalah untuk meniup gas pelindung pada bahagian paraxial, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1; yang satu lagi ialah gas pelindung sepaksi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 1
Rajah 2
Cara memilih dua kaedah tiupan adalah pertimbangan yang menyeluruh. Secara amnya, adalah disyorkan untuk menggunakan kaedah gas pelindung tiupan sisi.
Prinsip pemilihan kaedah hembusan gas pelindung
Pertama sekali, perlu jelas bahawa apa yang dipanggil "pengoksidaan" kimpalan hanyalah nama biasa. Secara teori, ini bermakna kimpalan bertindak balas secara kimia dengan komponen berbahaya di udara, mengakibatkan kemerosotan kualiti kimpalan. Adalah biasa bahawa logam kimpalan berada pada suhu tertentu. Bertindak balas secara kimia dengan oksigen, nitrogen, hidrogen, dsb. di udara.
Mengelakkan kimpalan daripada "teroksida" adalah untuk mengurangkan atau menghalang komponen berbahaya tersebut daripada bersentuhan dengan logam kimpalan pada suhu tinggi, bukan sahaja logam kolam cair, tetapi dari masa logam kimpalan cair sehingga logam kolam itu menjadi pepejal. dan suhunya turun di bawah suhu tertentu sepanjang tempoh tersebut.
Contoh
Sebagai contoh, kimpalan aloi titanium boleh menyerap hidrogen dengan cepat apabila suhu melebihi 300 darjah, oksigen boleh diserap dengan cepat apabila suhu melebihi 450 darjah, dan nitrogen boleh diserap dengan cepat apabila melebihi 600 darjah, jadi kimpalan aloi titanium adalah pepejal dan suhu dikurangkan kepada 300 darjah Peringkat berikut perlu dilindungi dengan berkesan, jika tidak, mereka akan "teroksida".
Tidak sukar untuk memahami dari huraian di atas bahawa gas pelindung yang ditiup bukan sahaja perlu melindungi kolam kimpalan tepat pada masanya, tetapi juga perlu melindungi kawasan yang baru mengeras yang telah dikimpal. Oleh itu, bahagian aci sisi yang ditunjukkan dalam Rajah 1 biasanya digunakan. Tiup gas pelindung, kerana julat perlindungan kaedah ini lebih luas daripada kaedah perlindungan sepaksi dalam Rajah 2, terutamanya kawasan di mana kimpalan baru mengeras mempunyai perlindungan yang lebih baik.
Untuk aplikasi kejuruteraan, tidak semua produk boleh menggunakan gas pelindung tiupan sisi aci sisi. Untuk sesetengah produk tertentu, hanya gas pelindung sepaksi boleh digunakan, yang perlu dijalankan dari struktur produk dan bentuk sambungan. Pemilihan yang disasarkan.
Pemilihan kaedah hembusan gas pelindung khusus
1 Kimpalan lurus
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, bentuk jahitan kimpalan produk adalah garis lurus, dan bentuk sambungan ialah sambungan punggung, sambungan pusingan, sambungan jahitan sudut sudut dalaman atau sambungan dikimpal pusingan. Adalah lebih baik untuk meniup gas pelindung pada bahagian aci.
Rajah3
2 Kimpalan grafik tertutup satah
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, bentuk jahitan kimpalan produk adalah bentuk tertutup seperti bulatan satah, poligon satah, dan garisan berbilang segmen satah. Adalah lebih baik untuk menggunakan kaedah gas pelindung sepaksi yang ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 4 Kimpalan bentuk rajah tertutup satah
Pemilihan gas pelindung secara langsung mempengaruhi kualiti, kecekapan dan kos pengeluaran kimpalan. Walau bagaimanapun, disebabkan kepelbagaian bahan kimpalan, pemilihan gas kimpalan juga agak rumit dalam proses kimpalan sebenar. Ia adalah perlu untuk mempertimbangkan secara menyeluruh bahan kimpalan, kaedah kimpalan, dan kedudukan kimpalan. Serta kesan kimpalan yang diperlukan, hanya melalui ujian kimpalan boleh dipilih gas kimpalan yang lebih sesuai untuk mencapai hasil kimpalan yang lebih baik.
