Loại khí phụ trợ được máy cắt laser sử dụng để gia công các vật liệu khác nhau là khác nhau. Độ dày cắt khác nhau, áp suất và yêu cầu của khí phụ trợ cũng khác nhau. Về chi phí, cắt thép carbon bằng oxy tương đối rẻ, cắt thép carbon bằng nitơ cần lượng rất lớn, còn thép không gỉ càng dày thì lượng nitơ và độ tinh khiết càng cao, chi phí càng lớn.
Khí phụ trợ của máy cắt laser chủ yếu được sử dụng trong:
1. Khí laser (loại khí được sử dụng để tạo ra tia laser trong máy phát laser)
2. Khí nén (thường được sử dụng để bảo vệ đường dẫn ánh sáng, và một số nhà sản xuất cũng sử dụng nó như một loại khí bảo vệ)
3. Khí phụ trợ (khí được phun ra từ vòi cắt của máy cắt)
Cắt thép carbon bằng oxy, yêu cầu độ tinh khiết thường là 99,5% trở lên. Chức năng chính là hỗ trợ quá trình đốt nóng và thổi bay xỉ cắt. Áp suất và lưu lượng của mỗi nhà sản xuất máy cắt laser là khác nhau, không thể tách rời khỏi kích thước của vòi phun cắt và độ dày của tấm vật liệu cần cắt. Nói chung, áp suất yêu cầu là 0,3-0,8Mpa, và vòi phun cắt thường có áp suất 0,02-0,05Mpa. Lưu lượng thì khó xác định chính xác, ví dụ như cắt thép carbon 22mm, một số nhà sản xuất yêu cầu lưu lượng lên đến 10M3/h (bao gồm cả vòi phun cắt bảo vệ hai lớp bằng oxy).
Nitơ được sử dụng để cắt thép không gỉ. Chức năng của nó là ngăn ngừa phản ứng oxy hóa và thổi bay xỉ. Độ tinh khiết của nitơ có yêu cầu cao (đặc biệt là thép không gỉ dày trên 8mm, yêu cầu thường là đạt độ tinh khiết 99,999%). Yêu cầu về áp suất tương đối lớn, thường cần hơn 1Mpa, ví dụ như để cắt thép không gỉ dày hơn 12mm, hoặc dày đến 25mm, áp suất cần thiết cao hơn, hơn 2Mpa hoặc cao hơn. Lưu lượng thay đổi tùy theo kiểu vòi phun cắt, nhưng rất lớn, ví dụ như để cắt thép không gỉ 12mm, một số nhà sản xuất yêu cầu lưu lượng lên đến 150m³/h và để cắt 3mm, miễn là lưu lượng dưới 50m³/h.
Máy hàn laser sẽ sử dụng khí bảo vệ trong quá trình hàn. Khí bảo vệ được phun qua vòi phun để tiếp xúc với bề mặt phôi với một áp suất nhất định. Tuy nhiên, nhiều người không biết tại sao lại cần sử dụng khí bảo vệ. Sau đây là giải thích của kỹ thuật viên khí Shengyujia về lý do máy hàn laser sử dụng khí bảo vệ:
Lý do 1:Có thể bảo vệ thấu kính hội tụ khỏi sự ô nhiễm hơi kim loại và sự bắn tóe của các giọt chất lỏng.
Khí bảo vệ có thể bảo vệ thấu kính hội tụ của máy hàn laser khỏi ô nhiễm hơi kim loại và sự bắn tóe các giọt chất lỏng, đặc biệt là trong quá trình hàn công suất cao, vì các hạt bắn ra rất mạnh, lúc này việc bảo vệ thấu kính càng trở nên cần thiết.
Lý do 2: Khí bảo vệ rất hiệu quả trong việc phân tán lớp chắn plasma được tạo ra bởi quá trình hàn laser công suất cao.
Hơi kim loại hấp thụ chùm tia laser để ion hóa thành đám mây plasma, và khí bảo vệ xung quanh hơi kim loại cũng bị ion hóa do nhiệt. Nếu có quá nhiều plasma, chùm tia laser sẽ bị plasma tiêu hao một phần. Là nguồn năng lượng thứ hai, plasma tồn tại trên bề mặt làm việc, làm cho độ sâu mối hàn nông hơn và bề mặt vũng hàn rộng hơn. Tốc độ tái kết hợp của electron tăng lên do tăng va chạm ba vật thể giữa electron với các ion và nguyên tử trung tính, làm giảm mật độ electron trong plasma. Nguyên tử trung tính càng nhẹ, tần số va chạm càng cao và tốc độ tái kết hợp càng cao. Mặt khác, chỉ có khí bảo vệ có năng lượng ion hóa cao mới không làm tăng mật độ electron do sự ion hóa của chính khí đó.
Lý do 3: Khí bảo vệ có thể ngăn ngừa quá trình oxy hóa phôi trong quá trình hàn.
Máy hàn laser phải sử dụng khí bảo vệ, và chương trình cần được thiết lập để sử dụng khí bảo vệ trước rồi mới đến laser, nhằm ngăn ngừa hiện tượng oxy hóa xung laser trong quá trình gia công liên tục. Khí trơ có thể bảo vệ vũng nóng chảy; khi hàn một số vật liệu không cần quan tâm đến quá trình oxy hóa bề mặt, nên không cần xem xét đến khí bảo vệ, nhưng đối với hầu hết các ứng dụng, heli, argon, nitơ và các loại khí khác thường được sử dụng để bảo vệ phôi khỏi quá trình oxy hóa trong quá trình hàn.
Đây là những lý do tại sao khí bảo vệ được sử dụng khi máy hàn laser hoạt động. Khí heli thường được sử dụng làm khí bảo vệ, có khả năng ức chế plasma ở mức tối đa, do đó làm tăng độ sâu xuyên thấu và cải thiện tốc độ hàn. Khí này cũng nhẹ và dễ thoát ra ngoài, không dễ gây ra hiện tượng rỗ khí. Tất nhiên, từ hiệu quả hàn thực tế của chúng tôi, hiệu quả bảo vệ bằng khí argon cũng rất tốt.
Thời gian đăng bài: 08/01/2025