Trong hàn laser, khí bảo vệ ảnh hưởng đến hình dạng mối hàn, chất lượng mối hàn, chiều sâu và chiều rộng của mối hàn và trong hầu hết các trường hợp, việc thổi khí bảo vệ vào sẽ có tác động tích cực đến mối hàn, nhưng có thể cũng có tác động tiêu cực.
Hiệu quả tích cực:
1. Việc thổi khí bảo vệ đúng cách sẽ bảo vệ hiệu quả bể hàn khỏi quá trình oxy hóa;
2. Việc thổi khí bảo vệ đúng cách có thể làm giảm hiệu quả sự bắn tung tóe được tạo ra trong quá trình hàn;
3. Việc thổi chính xác vào khí bảo vệ có thể thúc đẩy hàn hồ nóng chảy đông đặc lại và trải đều, làm cho khuôn hàn đồng đều và đẹp;
4. Việc thổi đúng khí bảo vệ có thể làm giảm hiệu quả luồng hơi kim loại hoặc đám mây plasma trên tác dụng che chắn tia laser, tăng hiệu quả sử dụng tia laser;
5. Việc thổi khí bảo vệ đúng cách có thể làm giảm độ xốp của mối hàn một cách hiệu quả.
Chỉ cần chọn đúng loại khí, tốc độ dòng khí và phương pháp thổi thì có thể thu được kết quả lý tưởng.
Tuy nhiên, việc sử dụng khí bảo vệ không đúng cách cũng có thể gây ra những ảnh hưởng xấu đến quá trình hàn.
Những tác động bất lợi như sau:
1. Việc thổi khí bảo vệ không đúng cách có thể dẫn đến hư hỏng mối hàn:
2. Việc lựa chọn sai loại khí có thể dẫn đến nứt mối hàn và còn có thể làm giảm tính chất cơ lý của mối hàn;
3. Chọn sai loại khí thổi vào dòng có thể dẫn đến tình trạng oxy hóa mối hàn nghiêm trọng hơn (dù dòng quá lớn hay quá nhỏ), cũng có thể dẫn đến mối hàn bị nóng chảy vũng kim loại do sự can thiệp từ bên ngoài gây ra sự cố sập mối hàn nghiêm trọng hoặc đúc không đồng đều;
4. Chọn sai phương pháp thổi khí sẽ dẫn đến mối hàn không thể đạt được tác dụng bảo vệ hoặc thậm chí về cơ bản không có tác dụng bảo vệ hoặc tác động tiêu cực đến khuôn hàn;
5. Thổi vào khí bảo vệ sẽ có tác động nhất định đến độ sâu mối hàn, đặc biệt khi hàn tấm mỏng sẽ làm giảm độ sâu mối hàn.
Các loại khí bảo vệ
Khí bảo vệ hàn laser thường được sử dụng chủ yếu là N2, Ar, He, các tính chất vật lý và hóa học của nó khác nhau nên ảnh hưởng đến mối hàn cũng khác nhau.
1. Nitơ N2
Năng lượng ion hóa N2 vừa phải, cao hơn Ar, thấp hơn He, trong hoạt động của laser ở mức độ ion hóa nói chung, có thể tốt hơn để giảm sự hình thành đám mây plasma, do đó làm tăng hiệu quả sử dụng laser.
Nitơ ở nhiệt độ nhất định có thể phản ứng hóa học với hợp kim nhôm, thép cacbon, tạo ra nitrua, sẽ cải thiện độ giòn của mối hàn, giảm độ bền, tính chất cơ học của mối hàn sẽ có tác dụng phụ lớn hơn, vì vậy không khuyến khích sử dụng nitơ trên hợp kim nhôm và bảo vệ mối hàn thép carbon.
Phản ứng hóa học của nitơ và thép không gỉ tạo ra nitrit có thể cải thiện độ bền của mối hàn, sẽ có lợi cho tính chất cơ học của mối hàn được cải thiện, do đó bạn có thể sử dụng nitơ làm khí bảo vệ khi hàn thép không gỉ.
2. Argon Ar
Năng lượng ion hóa của Ar tương đối thấp nhất, dưới tác động của mức độ ion hóa 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 xảy ra phản ứng hóa học với kim loại thông thường và giá thành Ar không cao;
Ngoài ra, mật độ Ar lớn, có lợi cho việc chìm xuống vũng hàn phía trên vũng hàn, có thể bảo vệ vũng hàn tốt hơn nên có thể được sử dụng làm khí bảo vệ thông thường.
3. Khí Heli
He có năng lượng ion hóa cao nhất, độ ion hóa dưới tác dụng của laser rất thấp, có thể kiểm soát rất tốt sự hình thành các đám mây plasma, laser có thể đóng vai trò rất tốt trong kim loại và hoạt động của He rất thấp, về cơ bản làm được không có phản ứng hóa học với kim loại, là khí bảo vệ mối hàn rất tốt.
Tuy nhiên, giá thành của He quá cao, nhìn chung các sản phẩm thuộc loại sản xuất hàng loạt sẽ không sử dụng khí đốt, He thường được sử dụng cho nghiên cứu khoa học hoặc các sản phẩm có giá trị gia tăng rất cao.
Làm thế nào để chọn hai phương pháp thổi là một sự xem xét toàn diện về nhiều khía cạnh khác nhau, và nói chung nên sử dụng khí bảo vệ thổi bên.
Nguyên tắc lựa chọn phương pháp thổi khí bảo vệ
Trước hết cần làm rõ cái gọi là mối hàn bị “oxy hóa” chỉ là tên gọi chung, về mặt lý thuyết dùng để chỉ mối hàn và các thành phần có hại trong không khí phản ứng hóa học dẫn đến chất lượng mối hàn kém, thường hàn kim loại ở mức nhiệt độ nhất định và oxy, nitơ, hydro và các phản ứng hóa học khác trong không khí.
Ngăn chặn mối hàn bị “oxy hóa” có nghĩa là giảm hoặc tránh sự tiếp xúc của các thành phần nguy hiểm đó với kim loại mối hàn ở nhiệt độ cao, không chỉ kim loại vũng nóng chảy mà là toàn bộ khoảng thời gian từ khi kim loại mối hàn nóng chảy cho đến khi hàn. kim loại hồ bơi được đông cứng lại và nhiệt độ của nó giảm xuống dưới một nhiệt độ nhất định.
Ví dụ
Ví dụ, hàn hợp kim titan, khi nhiệt độ trên 300 độ có thể hấp thụ hydro nhanh chóng, 450 độ có thể hấp thụ nhanh oxy, 600 độ có thể hấp thụ nhanh nitơ, do đó mối hàn hợp kim titan trong quá trình hóa rắn và nhiệt độ được hạ xuống dưới 300 độ trong Giai đoạn này cần có tác dụng bảo vệ hiệu quả nếu không sẽ bị “oxy hóa”.
Từ mô tả trên không có gì khó hiểu, việc thổi khí bảo vệ vào không chỉ cần bảo vệ kịp thời vũng hàn mà còn cần phải hàn đúng khu vực đã đông đặc để bảo vệ, vì vậy cách sử dụng chung của Hình 1 thể hiện ở bên cạnh của phía trục của khí bảo vệ thổi, do cách bảo vệ này so với bảo vệ đồng trục trong Hình 2 trong việc bảo vệ có phạm vi bảo vệ rộng hơn, đặc biệt đối với mối hàn, khu vực chỉ cần đông đặc có khả năng bảo vệ tốt hơn.
Thổi bên trục cho các ứng dụng kỹ thuật, không phải tất cả các sản phẩm đều có thể được sử dụng cho cách thổi khí bảo vệ bên trục, đối với một số sản phẩm cụ thể, chỉ có thể sử dụng khí bảo vệ đồng trục, nhu cầu cụ thể từ cấu trúc sản phẩm và hình thức khớp nối để lựa chọn mục tiêu .
