深圳激光焊接机辅助气体有哪些
2021-11-27
激光焊接机在使用过程中常常采用惰性气体来保护溶池,当焊接的材料不存在表面氧化时,可不考虑保护气体。但大多数情况还是需要采用保护气体。那么下面晨皓激光为大家介绍激光焊接机保护气体有哪些?
用作辅助气体的有Ar、He、N,和CO2等,根据激光深穿透焊接过程中产生等离子体的机理,不同辅助气体抑制等离子体的效果与气体的电离势、导热性和离解能等有关。当辅助气体流量低于临界流量时,气体电离势起主导作用。在上述四种气体中He的电离势最高,相应顺序为He (24. 5eV)、Ar (15. 68eV)、N, (14. 6eV)和CO2 (13. 8eV),故认为He抑制等离子体效果最好。但随着辅助吹气流量的进一步增加,由于气体的流动使热辐射对流作用增加,相对电离势而言,气体的导热性和离解能起主要作用。从导热性方面看,四种气体排列顺序为Ar<N2 <CO2 <He,即Ar具有最低热导率,其等离子体维持阈值低,故容易被加热而屏蔽;而He的热导率最大,其等离子体维持阈值最高,故容易扩散。
综上分析,He是抑制等离子体较理想的气体,在国内He较贵。现-般采用Ar作主要辅助吹气气体。当然在条件许可的情况下,将Ar和He混合可得到较好的抑制等离子体效果。
在有些特殊焊接中,可考虑在Ar气中加人适量氧气,可达到提高焊接速度的效果,当然不是所有材料的焊接均是这样。
吹气流量是抑制等离子体的一个重要因素,等离子高度随气体流量的变化而变化。当气体流量大于25L/min时,等离子体高度降低,等离子体对激光的屏蔽减弱,激光深穿透焊接能顺利进行。以后,随着气体流量的增加,等离子体高度不断减小, 焊接深度增大。但气体流量超过40L/min时,虽然等离子体被有效控制,但是过大的气流压力易导致焊缝熔化金属溅射,从而影响焊接质量。
另一方面辅助吹气压对激光深穿透焊接过程中的等离子体抑制效果的影响也较大。不同辅助吹气压下等离子体的抑制情况。当未加辅助气体时,等离子体很强,辅助吹气压较小,不足以压缩金属蒸气,并进一步被激光离解成致密的等离子体;辅助吹气压略高于金属蒸气压,金属蒸气电离较小,并从孔的后壁流出,熔池上方等离子体得到较好的抑制,可获得较大熔深;当辅助吹气压高于金属蒸气压时,会造成焊接熔池小孔直径波动,继而影响激光深穿透焊接中熔深的起伏。因此,辅助吹气压以略高于焊接熔池金属蒸气气压为宜。
在激光焊接采用辅助吹气时,可采用同轴加侧吹的方法,并且可采用正面(工件表面)和背面同时吹气的方法。在实际激光深穿透焊接的等离子体抑制方法中,辅助吹气的喷嘴结构参数(喷嘴直径及位置、喷嘴高度及吹气人射角等)均对等离子体的抑制效果有影响。具体结构则因不同激光焊接场合而异,主要通过试验来找出--个最佳的喷嘴结构及位置。
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