I. Λειτουργίες πυρήνα του αερίου θωράκισης
Πρόληψη οξείδωσης και μόλυνσης:
Απομονώνει την πισίνα συγκόλλησης από τον αέρα (οξυγόνο, υγρασία) για να αποφευχθεί η οξείδωση, η νιτροποίηση ή το πορώδες (π.χ. κράματα τιτανίου αντιδρούν με οξυγόνο για να σχηματίσουν εύθραυστες φάσεις).
Ρύθμιση πλάσματος:
Καταστέλλει τον σχηματισμό πλάσματος σε υψηλή ισχύ, εμποδίζοντας την θωρακισμένη ενέργεια του λέιζερ (π.χ. η υψηλή ενέργεια ιονισμού του ήλιου μειώνει τον σχηματισμό πλάσματος).
Έλεγχος της συμπεριφοράς της πισίνας τήξης:
Οι επιρροές της ροής της πισίνας μέσω της θερμικής αγωγιμότητας και της πυκνότητας του αερίου, η ρύθμιση του βάθους διείσδυσης και του πλάτους (π.χ. το ήλιο αυξάνει τη θερμική αγωγιμότητα για βαθύτερη διείσδυση σε πυκνά υλικά).
Ψύξη και καθαρισμός:
Φυσάω μακριά ψεκασμό και σκωρία, βοηθώντας στην ψύξη και τη βελτίωση του σχηματισμού συγκόλλησης.
Ii. Κριτήρια επιλογής
1. Ιδιότητες υλικού
Χάλυβα ανθρακούχου\/χαμηλού κράματος:
Δίνω προτεραιότητακαθαρό αργό(αποτρέπει την οξείδωση, εξασφαλίζει ομαλές συγκολλήσεις) ήάζωτο(οικονομικά αποδοτική, μειώνει την εκτόξευση, αλλά απαιτεί ελεγχόμενη ροή για να αποφευχθεί η γευστικότητα νιτριδίου του σιδήρου). Τα μίγματα αργόν-αζώτου (κόστος ισορροπίας και απόδοση) είναι επίσης κατάλληλα.
Από ανοξείδωτο χάλυβα:
Χρήσηκαθαρό αργό(αποτρέπει την οξείδωση του χρωμίου και τη διακεκκρυδιακή διάβρωση). Για παχιά πλάκες, προσθέστεήλιο(π.χ. μίγματα αργού-ελίου) για την αύξηση της διείσδυσης μέσω υψηλής θερμικής αγωγιμότητας.
Κράματα αλουμινίου\/αλουμινίου:
Καθαρό αργόΑσπίδες κατά του οξυγόνου για την αποφυγή εγκλεισμάτων οξειδίου του αργιλίου. Για παχιά πλάκες ή συγκόλληση υψηλής ταχύτητας, χρησιμοποιήστεμίγματα υψηλής κατεύθυνσης(π.χ., 70% HE + 30% AR) για τη μείωση της επιφανειακής τάσης και τη βελτίωση της ροής τήγματος.
Κράματα χαλκού\/χαλκού:
Λόγω της χαμηλής απορρόφησης λέιζερ του χαλκού, χρησιμοποιήστεκαθαρά μείγματα ηλίου ή υψηλής έλικαςγια την ενίσχυση της χρησιμοποίησης της ενέργειας και της διείσδυσης. Το καθαρό αργόν μπορεί να προκαλέσει κακή ροή τήγματος.
Κράματα τιτανίου:
ΑπαιτώΑργόν υψηλής καθαρότητας (μεγαλύτερο ή ίσο με 99,99%)να απομονώσουν αυστηρά το οξυγόνο και το άζωτο (κίνδυνος εύθραυστων φάσεων). Οι σύνθετες δομές χρειάζονται θωράκιση διπλής όψης (ροές αερίου εμπρός και πίσω).
Γαλβανισμένος χάλυβα:
Μίγματα αζώτου ή αργού αζώτουΜειώστε την εξάτμιση ψευδαργύρου (το χαμηλό σημείο βρασμού προκαλεί πορώδες), αλλά ο ρυθμός ροής πρέπει να ελέγχεται για να αποφευχθεί η υπερβολική ψύξη.
2. Τύπος συγκόλλησης και διαδικασίας
Χαμηλή ισχύ (<1kW):
Επιλέγωκαθαρό αργόγια οικονομική αποτελεσματικότητα και σταθερή προστασία οξείδωσης.
High Power (>1kW) Συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης:
Χρήσημίγματα ήλιου ή αργού-ελίουγια την καταστολή του πλάσματος και την ενίσχυση της διείσδυσης της ενέργειας. Για συγκόλληση αγωγιμότητας, επιλέξτε αργό ή άζωτο για να ελέγξετε το μέγεθος της πισίνας τήξης και να αποτρέψετε την καύση.
Συγκόλληση παλμών:
Αποφύγετε το άζωτο (επιρρεπής σε ψεκασμό). Δώστε προτεραιότητα στο Argon. Για συνεχή συγκόλληση, προσαρμόστε με βάση το υλικό (π.χ. άζωτο για ανθρακούχο χάλυβα).
3. Σύγκριση χαρακτηριστικών αερίου
Αργόν (AR):
Φόντα: Χαμηλό κόστος, ευελιξία (κατάλληλη για τα περισσότερα μέταλλα όπως ανοξείδωτο χάλυβα, αλουμίνιο, τιτάνιο), σταθερό τόξο και καλό σχηματισμό συγκόλλησης.
Περιορισμοί: Επιρρεπής σε ιονισμό πλάσματος σε υψηλή ισχύ, επηρεάζοντας τη μετάδοση ενέργειας.
Ήλιο (He):
Φόντα: Αντοχή στο πλάσμα, βαθιά διείσδυση, υψηλή ταχύτητα συγκόλλησης (ιδανική για χαλκό και παχύ αλουμίνιο), αλλά δαπανηρή (10-20x κόστος αργού) και απαιτεί κλειστά περιβάλλοντα για την πρόληψη της απώλειας διάχυσης.
Άζωτο (n₂):
Φόντα: Το χαμηλότερο κόστος, κατάλληλο για τον χάλυβα άνθρακα και τον γαλβανισμένο χάλυβα, μειώνει την εκτόξευση.
Περιορισμοί: Αντιδρά με αλουμίνιο και τιτάνιο για να σχηματίσουν εύθραυστες φάσεις. Απαγορεύεται για αυτά τα υλικά.
4. Πρόσθετοι παράγοντες
Απαιτήσεις καθαρότητας:
Ευαίσθητα υλικά (ανοξείδωτο χάλυβα, τιτάνιο) ανάγκηΜεγαλύτερο ή ίσο με 99,999% αέριο υψηλής καθαρότητας, με τον αυστηρό έλεγχο της υγρασίας (σημείο δρόσου <-40) και το περιεχόμενο οξυγόνου.
Παράμετροι ροής αερίου:
Συνήθως χρησιμοποιείτε ομοαξονική ή πλευρική ροή αερίου σε 5-30 L\/min (η υπερβολική ροή προκαλεί αναταραχή, η ανεπαρκής ροή οδηγεί σε κακή θωράκιση).
Πίσω θωράκιση:
Τα τμήματα συγκολλημένης με λεπτό τοίχωμα ή μονής όψης απαιτούν οπίσθιο αέριο (π.χ. καθαρό αργόν) για να αποφευχθεί η οπίσθια οξείδωση.
Iii. Κοινοί συνδυασμοί αερίου και εφαρμογές
Καθαρό αργό:
Χρησιμοποιείται ευρέως για ανοξείδωτο χάλυβα, αλουμίνιο και τιτάνιο σε συγκόλληση χαμηλής έως μέσης μέσου.
Μίγματα αργού-ελίου:
Για τα πυκνά κράματα αλουμινίου και χαλκού, εξισορρόπηση της διείσδυσης και του κόστους (π.χ. 30% AR + 70% He).
Μίγματα αργού αζώτου:
Για χάλυβα ανθρακούχου και χαμηλού κράματος χάλυβα, μειώνοντας την εκτόξευση και το κόστος (5-10% άζωτο, υψηλότερες αναλογίες μπορεί να σκληρύνει τη συγκόλληση).
Καθαρό ήλιο:
Διατηρούνται για συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης υψηλής ισχύος (χαλκός, παχύ αλουμίνιο) για την καταστολή του πλάσματος.
Καθαρό άζωτο:
Μόνο για τη σφράγιση επιφάνειας του ανθρακούχου χάλυβα και τον γαλβανισμένο χάλυβα. Αποφύγετε αυστηρά με αλουμίνιο και τιτάνιο.
Iv. Βασικές εκτιμήσεις
Καθαρότητα και καθαριότητα αερίου:
Εξασφαλίστε ότι οι αγωγοί και οι κύλινδροι είναι ξηροί και καθαροί για να αποφευχθεί η υγρασία ή η μόλυνση του πετρελαίου.
Δυναμική προσαρμογή:
Αύξηση της αναλογίας ηλίου για συγκόλληση υψηλής ταχύτητας\/παχιάς πλάκας. Μειώστε τη ροή για λεπτές πλάκες\/συγκόλληση χαμηλής ταχύτητας για να αποφευχθεί η υπερβολική ψύξη.
Θωράκιση διπλής όψεως:
Για τα αεροστεγή εξαρτημάτων (π.χ. δοχεία πίεσης), προστατεύουν τόσο τις μπροστινές όσο και τις οπίσθιες επιφάνειες κατά τη συγκόλληση.