O papel crucial do argônio na soldagem a laser

Na produção e processamento de corte a laser de fibra, a escolha dos gases auxiliares varia significativamente dependendo do material. Diferentes espessuras de corte também exigem diferentes pressões e especificações de gás. Em termos de custo, o oxigênio (O₂) usado para cortar aço carbono é relativamente barato, enquanto o consumo de nitrogênio (N₂) para cortar aço inoxidável é substancial. Quanto mais duro o aço inoxidável, maior o volume e a pureza de N₂ necessários, o que leva a custos mais elevados.

Principais gases utilizados em máquinas de corte a laser:

1. Gás laser(Gás utilizado dentro do ressonador laser para gerar o feixe de laser.)

2. Ar comprimido (normalmente usado para proteger o caminho do laser; alguns fabricantes também o utilizam para gerar gases de proteção).

3. Gás auxiliar/de processo (gás ejetado do bocal do maçarico de corte).

Oxigênio no corte de aço carbono:

O oxigênio (pureza geralmente >99,5%) é usado para o corte a laser de aço carbono. Suas principais funções são sustentar a combustão exotérmica e remover a escória fundida. A pressão necessária varia entre os fabricantes de máquinas de corte a laser e depende muito do tipo/tamanho do bocal e da espessura do material. A pressão típica varia de 0,3 a 0,8 MPa, com a seção da tocha geralmente em torno de 0,02 a 0,05 MPa. As taxas de fluxo são significativas; por exemplo, o corte de aço carbono de 22 mm pode exigir até 10 m³/h de oxigênio (que também serve para proteger a tocha de dupla camada).

Nitrogênio no corte de aço inoxidável:

O nitrogênio é usado para cortar aço inoxidável para prevenir a oxidação e remover a escória. Ele exige altíssima pureza (especialmente para aço inoxidável com espessura superior a 8 mm, frequentemente necessitando de pureza ≥ 99,999%) e alta pressão, tipicamente acima de 1 MPa. Para espessuras superiores a 12 mm ou até 25 mm, a pressão necessária aumenta para 2 MPa ou mais. As vazões são consideráveis ​​e variam de acordo com o tipo de tocha — por exemplo, o corte de aço inoxidável de 12 mm pode exigir cerca de 150 m³/h, enquanto o de 3 mm pode necessitar de menos de 50 m³/h.

Argônio na soldagem a laser:

O argônio é empregado em processos de soldagem a laser. Ele é ejetado através de um bocal sob uma pressão específica sobre a superfície da peça de trabalho. Muitos podem se perguntar por que o argônio é usado. Aqui, os especialistas técnicos da Shen Yuejia Gas explicam os principais motivos para o uso de argônio na soldagem a laser:

Motivo 1: Protege a lente de foco contra contaminação.

O argônio protege a lente de focalização do equipamento de soldagem a laser contra contaminação por vapor metálico e respingos de líquido.gotículas. Essa proteção é especialmente crítica na soldagem de alta potência, onde os resíduos ejetados são mais intensos.

Motivo 2: Dispersa eficazmente a blindagem de plasma em soldagem de alta potência.

O vapor metálico absorve a energia do laser e ioniza-se, formando uma nuvem de plasma. O argônio circundante, quando aquecido, também pode ionizar-se. O excesso de plasma pode absorver e dispersar o feixe de laser, reduzindo a energia transferida para a peça de trabalho. Esse plasma, atuando como uma fonte de energia secundária na superfície, pode diminuir a profundidade de penetração da solda e alargar a poça de fusão. O argônio, com sua alta energia de ionização, aumenta a taxa de recombinação de elétrons e íons por meio de colisões de três corpos, reduzindo assim a densidade do plasma. Seu baixo peso atômico promove uma maior frequência de colisões e uma recombinação mais rápida, sem contribuir significativamente para a formação do plasma em si.

Motivo 3: Impede a oxidação da peça durante a soldagem.

A soldagem a laser normalmente requer proteção gasosa. Configurar o processo para usar argônio sincronizado com o laser previne a oxidação durante a operação contínua. Embora a proteção com gás inerte proteja a poça de fusão, e alguns materiais possam não a exigir se a oxidação não for uma preocupação, gases como hélio, argônio ou nitrogênio são comumente usados ​​na maioria das aplicações para garantir que a peça permaneça livre de oxidação durante a soldagem.