نقش حیاتی آرگون در جوشکاری لیزری

در تولید و پردازش برش لیزر فیبری، انتخاب گازهای کمکی بسته به جنس ماده به طور قابل توجهی متفاوت است. ضخامت‌های مختلف برش نیز به فشارها و مشخصات گاز متفاوتی نیاز دارند. از نظر هزینه، اکسیژن (O₂) مورد استفاده برای برش فولاد کربنی نسبتاً ارزان است، در حالی که مصرف نیتروژن (N₂) برای برش فولاد ضد زنگ قابل توجه است. هرچه فولاد ضد زنگ سخت‌تر باشد، حجم و خلوص N₂ مورد نیاز بیشتر است - که منجر به افزایش هزینه‌ها می‌شود.

گازهای اولیه مورد استفاده در دستگاه‌های برش لیزر:

1. گاز لیزر(گازی که در داخل تشدیدگر لیزر برای تولید پرتو لیزر استفاده می‌شود.)

2. هوای فشرده (معمولاً برای محافظت از مسیر لیزر استفاده می‌شود؛ برخی از تولیدکنندگان از آن برای تولید گازهای محافظ نیز استفاده می‌کنند.)

3. گاز کمکی/فرآیندی (گازی که از نازل مشعل برشکاری خارج می‌شود.)

برش فولاد کربنی با اکسیژن:

اکسیژن (با خلوص عموماً >99.5%) برای برش لیزری فولاد کربنی استفاده می‌شود. وظایف اصلی آن پشتیبانی از سوختن گرمازا و خارج کردن سرباره مذاب است. فشار مورد نیاز در بین تولیدکنندگان برش لیزری متفاوت است و به نوع/اندازه نازل و ضخامت مواد بستگی زیادی دارد. فشار معمول بین 0.3 تا 0.8 مگاپاسکال است، و بخش مشعل اغلب حدود 0.02 تا 0.05 مگاپاسکال است. سرعت جریان قابل توجه است. به عنوان مثال، برش فولاد کربنی 22 میلی‌متری ممکن است تا 10 متر مکعب در ساعت اکسیژن نیاز داشته باشد (که همچنین برای محافظت از مشعل دو لایه نیز مفید است).

نیتروژن در برش فولاد ضد زنگ:

نیتروژن برای برش فولاد ضد زنگ به منظور جلوگیری از اکسیداسیون و حذف سرباره استفاده می‌شود. این گاز به خلوص بسیار بالا (به خصوص برای فولاد ضد زنگ بالای ۸ میلی‌متر، که اغلب به ≥۹۹.۹۹۹٪ نیاز دارد) و فشار بالا، معمولاً بالای ۱ مگاپاسکال، نیاز دارد. برای ضخامت‌های بیش از ۱۲ میلی‌متر یا تا ۲۵ میلی‌متر، فشار مورد نیاز به ۲ مگاپاسکال یا بالاتر افزایش می‌یابد. سرعت جریان قابل توجه است و با نوع مشعل متفاوت است - به عنوان مثال، برش فولاد ضد زنگ ۱۲ میلی‌متری ممکن است به حدود ۱۵۰ متر مکعب در ساعت نیاز داشته باشد، در حالی که برش فولاد ضد زنگ ۳ میلی‌متری ممکن است به کمتر از ۵۰ متر مکعب در ساعت نیاز داشته باشد.

آرگون در جوشکاری لیزری:

آرگون در فرآیندهای جوشکاری لیزری به کار می‌رود. آرگون از طریق یک نازل با فشار خاصی بر روی سطح قطعه کار پاشیده می‌شود. بسیاری ممکن است تعجب کنند که چرا از آرگون استفاده می‌شود. در اینجا، کارشناسان فنی شرکت شن یوجیا گاز دلایل اصلی استفاده از آرگون در جوشکاری لیزری را توضیح می‌دهند:

دلیل ۱: محافظت از لنز فوکوس کننده در برابر آلودگی

آرگون، لنز فوکوس تجهیزات جوشکاری لیزر را از آلودگی توسط بخار فلز و پاشش مایع محافظت می‌کند.قطرات. این محافظت به ویژه در جوشکاری با قدرت بالا، جایی که مواد پرتاب شده شدیدتر هستند، بسیار حیاتی است.

دلیل ۲: به طور موثر محافظ پلاسما را در جوشکاری با توان بالا پراکنده می‌کند

بخار فلز انرژی لیزر را جذب کرده و به صورت ابر پلاسما یونیزه می‌شود. آرگون اطراف، هنگامی که گرم می‌شود، نیز می‌تواند یونیزه شود. پلاسمای بیش از حد می‌تواند پرتو لیزر را جذب و پراکنده کند و تحویل انرژی به قطعه کار را کاهش دهد. این پلاسما، که به عنوان منبع انرژی ثانویه روی سطح عمل می‌کند، می‌تواند نفوذ جوش را کم عمق و حوضچه جوش را عریض‌تر کند. آرگون، با انرژی یونیزاسیون بالای خود، نرخ نوترکیبی الکترون‌ها و یون‌ها را از طریق برخوردهای سه‌ذره‌ای افزایش می‌دهد و در نتیجه چگالی پلاسما را کاهش می‌دهد. وزن اتمی سبک آن، فرکانس برخورد بالاتر و نوترکیبی سریع‌تر را افزایش می‌دهد، بدون اینکه به خودی خود در تشکیل پلاسما نقش قابل توجهی داشته باشد.

دلیل ۳: جلوگیری از اکسیداسیون قطعه کار در حین جوشکاری

جوشکاری لیزری معمولاً به محافظ گاز نیاز دارد. تنظیم فرآیند برای استفاده از آرگون همزمان با لیزر، از اکسیداسیون در حین کار مداوم جلوگیری می‌کند. در حالی که محافظ گاز بی‌اثر از حوضچه مذاب محافظت می‌کند و برخی از مواد ممکن است در صورت عدم نگرانی در مورد اکسیداسیون، نیازی به آن نداشته باشند، گازهایی مانند هلیوم، آرگون یا نیتروژن معمولاً در اکثر کاربردها برای اطمینان از عدم اکسیداسیون قطعه کار در حین جوشکاری استفاده می‌شوند.