Rolul critic al argonului în sudarea cu laser

În producția și prelucrarea tăierii cu laser cu fibră, alegerea gazelor auxiliare variază semnificativ în funcție de material. Diferite grosimi de tăiere necesită, de asemenea, presiuni și specificații diferite ale gazului. Din punct de vedere al costurilor, oxigenul (O₂) utilizat pentru tăierea oțelului carbon este relativ ieftin, în timp ce consumul de azot (N₂) pentru tăierea oțelului inoxidabil este substanțial. Cu cât oțelul inoxidabil este mai dur, cu atât volumul și puritatea necesare de N₂ sunt mai mari, ceea ce duce la creșterea costurilor.

Gaze primare utilizate în mașinile de tăiere cu laser:

1. Gaz laser(Gaz utilizat în interiorul rezonatorului laser pentru a genera fasciculul laser.)

2. Aer comprimat (folosit de obicei pentru a proteja traiectoria laserului; unii producători îl folosesc și pentru a genera gaze de protecție.)

3. Gaz auxiliar/de proces (gaz ejectat din duza torței de tăiere.)

Tăierea cu oxigen a oțelului carbon:

Oxigenul (puritate în general >99,5%) este utilizat pentru tăierea cu laser a oțelului carbon. Principalele sale funcții sunt de a susține arderea exotermă și de a îndepărta zgura topită. Presiunea necesară variază în funcție de producătorii de mașini de tăiat cu laser și depinde în mare măsură de tipul/dimensiunea duzei și grosimea materialului. Presiunea tipică variază între 0,3 și 0,8 MPa, secțiunea torței fiind adesea în jur de 0,02 și 0,05 MPa. Debitele sunt semnificative; de ​​exemplu, tăierea oțelului carbon de 22 mm poate necesita până la 10 m³/h de oxigen (care servește și la protejarea torței cu strat dublu).

Azot în tăierea oțelului inoxidabil:

Azotul este utilizat pentru tăierea oțelului inoxidabil pentru a preveni oxidarea și a îndepărta zgura. Necesită o puritate foarte ridicată (în special pentru oțelul inoxidabil >8 mm, adesea necesitând ≥99,999%) și o presiune ridicată, de obicei peste 1 MPa. Pentru grosimi care depășesc 12 mm sau până la 25 mm, cerințele de presiune cresc la 2 MPa sau mai mult. Debitele sunt substanțiale și variază în funcție de tipul de torță - de exemplu, tăierea oțelului inoxidabil de 12 mm poate necesita ~150 m³/h, în timp ce tăierea oțelului inoxidabil de 3 mm poate necesita sub 50 m³/h.

Argon în sudarea cu laser:

Argonul este utilizat în timpul proceselor de sudare cu laser. Acesta este ejectat printr-o duză la o presiune specifică pe suprafața piesei de prelucrat. Mulți s-ar putea întreba de ce se folosește argonul. Aici, experții tehnici de la Shen Yuejia Gas explică motivele cheie pentru utilizarea argonului în sudarea cu laser:

Motivul 1: Protejează lentila de focalizare de contaminare

Argonul protejează lentila de focalizare a echipamentului de sudură cu laser de contaminarea cu vapori metalici și stropi de lichidpicături. Această protecție este deosebit de importantă în sudarea de mare putere, unde ejecțiile sunt mai intense.

Motivul 2: Dispersează eficient ecranarea cu plasmă în sudarea de mare putere

Vaporii metalici absoarbe energia laserului și se ionizează într-un nor de plasmă. Argonul din jur, atunci când este încălzit, se poate ioniza și el. Plasma excesivă poate absorbi și împrăștia fasciculul laser, reducând livrarea de energie către piesa de prelucrat. Această plasmă, acționând ca o sursă secundară de energie la suprafață, poate reduce penetrarea sudurii și poate lărgi baia de sudură. Argonul, cu energia sa ridicată de ionizare, crește rata de recombinare a electronilor și ionilor prin coliziuni cu trei corpuri, reducând astfel densitatea plasmei. Greutatea sa atomică mică promovează o frecvență mai mare a coliziunilor și o recombinare mai rapidă, fără a contribui semnificativ la formarea plasmei în sine.

Motivul 3: Previne oxidarea piesei de prelucrat în timpul sudării

Sudarea cu laser necesită de obicei protecție cu gaz. Setarea procesului pentru a utiliza argon sincronizat cu laserul previne oxidarea în timpul funcționării continue. Deși protecția cu gaz inert protejează baia topită, iar unele materiale pot să nu o necesite dacă oxidarea nu reprezintă o problemă, gaze precum heliul, argonul sau azotul sunt utilizate în mod obișnuit în majoritatea aplicațiilor pentru a se asigura că piesa de prelucrat rămâne fără oxidare în timpul sudării.