Vai trò của khí bảo vệ
Trong hàn laser, khí bảo vệ ảnh hưởng đến sự hình thành mối hàn, chất lượng mối hàn, chiều sâu mối hàn và chiều rộng mối hàn. Trong hầu hết các trường hợp, việc thổi khí bảo vệ sẽ có tác động tích cực đến mối hàn, nhưng nó cũng có thể có tác động tiêu cực.
Hiệu quả tích cực
- Khí bảo vệ được thổi đúng cách sẽ bảo vệ hiệu quả vũng hàn khỏi quá trình oxy hóa;
- Thổi khí bảo vệ đúng cách sẽ làm giảm hiệu quả sự bắn tóe phát sinh trong quá trình hàn;
- Việc thổi khí bảo vệ vào đúng cách có thể thúc đẩy quá trình hóa rắn của vũng hàn tan chảy trải đều, làm cho hình dạng mối hàn đồng đều và đẹp mắt;
- Việc thổi khí bảo vệ đúng cách có thể làm giảm hiệu quả tác dụng che chắn của đám mây hơi kim loại hoặc đám mây plasma trên tia laser, tăng hiệu quả sử dụng tia laser;
- Thổi khí bảo vệ đúng cách có thể làm giảm hiệu quả độ xốp của đường hàn. Miễn là loại khí, tốc độ dòng khí và phương pháp thổi được chọn chính xác, có thể đạt được hiệu quả lý tưởng.
Tuy nhiên, việc sử dụng khí bảo vệ không đúng cách cũng có thể gây ảnh hưởng xấu đến quá trình hàn.
Các tác động bất lợi như sau:
- Khí bảo vệ được thổi vào không đúng cách có thể dẫn đến mối hàn kém:
- Chọn sai loại khí có thể dẫn đến nứt mối hàn và cũng có thể dẫn đến giảm cơ tính của mối hàn;
- lựa chọn sai tốc độ dòng khí thổi vào có thể dẫn đến quá trình oxy hóa mối hàn nghiêm trọng hơn (tốc độ dòng quá cao hoặc quá thấp) và cũng có thể dẫn đến sự xáo trộn nghiêm trọng của kim loại vũng hàn do ngoại lực dẫn đến sự sụp đổ của mối hàn hoặc hình thành không đồng đều;
- việc lựa chọn sai khí thổi vào có thể dẫn đến mối hàn không đạt được tác dụng bảo vệ hoặc thậm chí về cơ bản không có tác dụng bảo vệ hoặc tác động tiêu cực đến sự hình thành mối hàn;
- Thổi vào khí bảo vệ sẽ có tác động nhất định đến độ sâu của mối hàn, đặc biệt là trong hàn tấm mỏng, độ sâu của mối hàn sẽ giảm.
Các loại khí bảo vệ
Khí bảo vệ hàn laser thường được sử dụng chủ yếu là N2, Ar, He, tính chất vật lý và hóa học của chúng khác nhau, do đó ảnh hưởng đến đường hàn cũng khác nhau.
1. Nitơ N2
Năng lượng ion hóa của N2 vừa phải, cao hơn Ar và thấp hơn He. Mức độ ion hóa dưới tác động của tia laser là trung bình, có thể làm giảm sự hình thành các đám mây plasma tốt hơn và do đó làm tăng hiệu quả sử dụng tia laser. Nitơ có thể phản ứng hóa học với hợp kim nhôm và thép carbon ở một nhiệt độ nhất định để tạo ra nitrua, điều này sẽ làm tăng độ giòn của mối hàn và giảm độ dẻo dai, đồng thời sẽ có tác động bất lợi lớn hơn đến tính chất cơ học của mối hàn, vì vậy nó là không nên sử dụng nitơ để bảo vệ mối hàn hợp kim nhôm và thép carbon. Phản ứng hóa học giữa nitơ và thép không gỉ tạo ra nitrua có thể cải thiện độ bền của mối hàn và sẽ giúp cải thiện tính chất cơ học của mối hàn, vì vậy nitơ có thể được sử dụng làm khí bảo vệ khi hàn thép không gỉ.
2. Khí Argon
Năng lượng ion hóa của Ar tương đối thấp, mức độ ion hóa dưới tác động của tia laser cao, không có lợi cho việc kiểm soát sự hình thành đám mây plasma, sẽ có tác động nhất định đến việc sử dụng hiệu quả tia laser, nhưng hoạt động của Ar rất thấp, khó phản ứng hóa học với các kim loại thông thường và chi phí Ar không cao; Ngoài ra, mật độ của Ar lớn hơn, có lợi cho việc chìm xuống đỉnh của vũng hàn, có thể bảo vệ vũng hàn tốt hơn, do đó có thể được sử dụng như một loại khí bảo vệ thông thường.
3. Heli He
Năng lượng ion hóa của He là cao nhất và mức độ ion hóa rất thấp dưới tác động của tia laze nên có thể kiểm soát tốt sự hình thành đám mây plasma, tia laze có thể hoạt động tốt trên kim loại. Tuy nhiên, giá thành của He quá cao nên không được sử dụng cho các sản phẩm sản xuất hàng loạt. Ông thường được sử dụng cho nghiên cứu khoa học hoặc sản phẩm có giá trị gia tăng rất cao. Cách khí bảo vệ được thổi vào.
Có hai loại khí bảo vệ thổi vào chính: một là khí bảo vệ thổi từ phía trục bên và loại còn lại là khí bảo vệ đồng trục.
Nói chung, nên sử dụng phương pháp khí bảo vệ thổi bên.
Nguyên tắc lựa chọn phương pháp thổi khí bảo vệ
Trước hết, cần phải rõ ràng rằng cái gọi là "oxy hóa" của mối hàn chỉ là một tên phổ biến, về mặt lý thuyết dùng để chỉ phản ứng hóa học giữa mối hàn và các thành phần có hại trong không khí, dẫn đến suy giảm chất lượng của mối hàn. mối hàn, thường là kim loại mối hàn ở một nhiệt độ nhất định và phản ứng hóa học của oxy, nitơ, hydro, v.v. trong không khí.
Để mối hàn không bị "oxy hóa" là giảm hoặc tránh sự tiếp xúc giữa các thành phần có hại đó với kim loại mối hàn ở nhiệt độ cao, không chỉ với kim loại vũng nóng chảy mà là toàn bộ quá trình từ khi kim loại mối hàn nóng chảy cho đến khi hàn lại. kim loại hóa rắn và nhiệt độ của nó giảm xuống dưới một nhiệt độ nhất định.
Ví dụ, hàn hợp kim titan, khi nhiệt độ trên 300 độ có thể nhanh chóng hấp thụ hydro, cao hơn 450 độ hấp thụ oxy nhanh, cao hơn 600 độ hấp thụ nitơ nhanh, do đó, hợp kim titan hàn trong quá trình hóa rắn và nhiệt độ xuống dưới 300 độ giai đoạn này phải có tác dụng bảo vệ hiệu quả, nếu không nó sẽ bị "oxy hóa".
Từ mô tả trên, có thể dễ dàng hiểu rằng khí bảo vệ được thổi vào không chỉ để bảo vệ kịp thời vũng hàn mà còn cần phải bảo vệ khu vực hàn vừa được đông cứng, vì vậy việc sử dụng chung khí bảo vệ thổi bên trục bên. khí, bởi vì phương pháp bảo vệ này so với bảo vệ đồng trục có phạm vi bảo vệ rộng hơn, đặc biệt là đối với khu vực vừa đông cứng của mối hàn có khả năng bảo vệ tốt hơn.
Đối với các ứng dụng kỹ thuật, không phải tất cả các sản phẩm đều có thể được bảo vệ bằng khí bảo vệ thổi bên và đối với một số sản phẩm cụ thể, chỉ có thể sử dụng khí bảo vệ đồng trục, điều này yêu cầu lựa chọn mục tiêu từ cấu trúc sản phẩm và dạng khớp.
Lựa chọn phương pháp thổi khí bảo vệ cụ thể
1. Đường hàn thẳng
Hình dạng của đường hàn là thẳng, và hình thức của mối nối là mối nối đối đầu, mối nối chồng, mối nối góc hoặc đầu mối hàn xếp chồng lên nhau.
2. Đường hàn mẫu phẳng
Hình dạng của đường hàn là một mô hình khép kín, chẳng hạn như hình dạng chu vi mặt phẳng, hình dạng nhiều mặt phẳng, hình dạng đường nhiều đoạn phẳng, v.v. Loại sản phẩm này thích hợp hơn phương pháp khí bảo vệ đồng trục.
Việc lựa chọn khí bảo vệ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hiệu quả và chi phí sản xuất hàn, nhưng do sự đa dạng của vật liệu hàn, việc lựa chọn khí hàn cũng phức tạp trong quá trình hàn thực tế, đòi hỏi phải xem xét toàn diện vật liệu hàn, phương pháp hàn , vị trí hàn và kết quả hàn yêu cầu, đồng thời thông qua các thử nghiệm hàn để chọn khí hàn phù hợp hơn và đạt được kết quả hàn tốt hơn.
