Защитный газ для лазерной сварки.

Защитный газ

Основная функция защитного газа для лазерной сварки тонкого листа заключается в защите области сварки от атмосферного загрязнения. Уменьшение образования плазмы над сварочной ванной менее важно для более тонких датчиков, обрабатываемых на более высоких скоростях. Для подачи газа в зону сварки можно использовать либо коаксиальное, либо боковое струйное сопло. Ссылка на сайт http://laser-form.ru/technologies/lazernaya-svarka-metalla-nerzhaveyushchey-stali-titana/.Сварка стального листа может быть легко выполнена без защитного газа, но внешний вид верхней и нижней частей может быть не таким гладким, и в сварном шве может присутствовать некоторая пористость. Аргон, вероятно, является наиболее часто используемым газом, но гелий, азот, CO2 или газовые смеси также могут быть использованы, в зависимости от требований, таких как подавление плазмы, проникновение, твердость, пористость и т.д.

Для лазерной сварки алюминиевого листа рекомендуется использовать аргон, гелий или гелий-аргоновые смеси (до 50% аргона).

Материальные вопросы

Стальной лист

При лазерной сварке стального листа необходимо учитывать два основных фактора, а именно влияние состава стали и влияние покрытия.

Влияние типа стали

Для низкоуглеродистого стального листа, co 2 и Nd: YAG лазерная сварка будет производить сварные швы последовательно. По сравнению с исходным материалом твердость сварного соединения в целом повышается в 2,0-2,5 раза. Эта повышенная твердость может влиять на формуемость, а также на динамические механические свойства (например, усталость/удар) сварного соединения.  В последнее время в автомобильной промышленности наблюдается растущая тенденция к использованию высокопрочных сталей, таких как HSLA или микролегированные (Nb, Ti и/или V), рефосфоризированные, закаленные, двухфазные или трип-стали, поскольку они позволяют добиться снижения веса. Хотя данных лазерной обработки по этим типам сталей пока не так много, большинство из них считаются свариваемыми, но следует внимательно следить за максимальной твердостью сварного шва и его восприимчивостью к растрескиванию. Микролегированные стали будут производить более высокую твердость сварного шва при тех же условиях сварки по сравнению с холоднокатаными мягкими сталями. Их более высокая твердость может вызвать проблемы в операциях послесварочной обработки или в динамических характеристиках сварной конструкции, а также может потребоваться изменение условий сварки для снижения теплозатрат и скорости охлаждения.

Влияние типа покрытия

Влияние покрытий на процесс сварки было предметом обширных исследований. Хотя на стальной лист может быть нанесен целый ряд покрытий, таких как Al, Zn-Al, Zn-Ni или органические покрытия, в данной статье рассматриваются только оцинкованные стали, наиболее часто используемые в автомобильной промышленности.Присутствие цинка в покрытии, которое кипит при температуре 906°С, может вызвать выдувные отверстия и пористость вдоль сварного шва. Это обычно происходит, если листы плотно прижаты друг к другу и когда толщина покрытия на листах превышает 5 мкм. Распространенным решением является создание зазора на стыке соединения, позволяющего парам Zn выходить наружу, что может быть сделано с помощью ролика, прилегающего к точке сварки, использования специальных зажимных приспособлений или рифленых листов. Можно также использовать собственные газовые смеси или специальные параметры сварки, включающие пульсацию. Однако использование роликов и специально разработанных зажимных систем, по-видимому, является предпочтительным промышленным вариантом для производства трехмерных лазерных сварных швов на стальных листовых конструкциях. Рифленые листы добавляют дополнительную операцию, и успешное использование специальных параметров сварки зависит от типа покрытия и толщины. Более поздние исследования также сообщили о некотором успехе при использовании двухлучевых методов, поскольку они создают слегка удлиненную сварочную ванну и, таким образом, дают парам Zn больше времени для выхода.

Что касается типа покрытия, то три наиболее распространенных используемых покрытия на основе цинка-это электрогальванизированное, гальваническое и горячее цинкование. Как правило, горячеоцинкованные покрытия более толстые и могут создавать больше проблем с пористостью и продувочными отверстиями в сварном шве. Кроме того, вариабельность толщины покрытия может создать трудности в получении последовательных сварных швов. Изменение толщины должно контролироваться до ±2 мкм, если это возможно, по длине соединения.

Сложное покрытие, например цинковый слой под верхним слоем хрома / оксида хрома или тонкий органический слой ( Хотя эти материалы могут быть сварены, возможно, что в сварном шве образуется дополнительная пористость из-за деградации покрытия.

Для внахлестных соединений (рис.2), Основная трудность заключается в наличии покрытия на границе раздела между двумя листами. Если сварной шов быстро затвердевает, пары Zn могут попасть в сварной шов и вызвать пористость. Для стыковых соединений, например, для специально изготовленных заготовок ( рис.3), покрытие обычно не вызывает значительной пористости, но процесс лазерной сварки действительно удаляет покрытие вокруг сварного шва, оставляя область, которая может быть восприимчива к коррозии. Однако удаление покрытия из сварного шва очень локализовано (

Инжир.2. Внахлестные соединения a) 2 x 0,8 мм без покрытия при 8 м/мин b) 3 x 0,8 мм без покрытия при 5,5 м / мин c) 2 x 0,8 мм Zn-покрытие при 7 м / мин d) 3 x 0,8 мм Zn-покрытие при 4,5 м/мин
Инжир.2. Внахлестные соединения a) 2 x 0,8 мм без покрытия при 8 м/мин b) 3 x 0,8 мм без покрытия при 5,5 м / мин c) 2 x 0,8 мм Zn-покрытие при 7 м / мин d) 3 x 0,8 мм Zn-покрытие при 4,5 м/мин

 

spgvjuly2000f3.JPG

 Стальные сварные заготовки портного

Следует также отметить, что высокое качество лазерного луча позволяет использовать более длинное рабочее расстояние (до 200 мм), то есть расстояние между обрабатываемой деталью и фокусирующей линзой, сохраняя при этом плотность мощности, необходимую для обработки материала. Это, в свою очередь, снижает вероятность повреждения лазерной оптики от брызг, образующихся при обработке материала, и особенно выгодно при сварке оцинкованных сталей, которые производят значительное количество брызг.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *