Enfliyans paramèt gaz pwoteksyon sou pwosesis soude lazè

Enfliyans paramèt gaz pwoteksyon sou pwosesis soude lazè

01 Entwodiksyon

Teknoloji soude lazè, akòz dansite enèji segondè li yo, opinyon chalè ki ba, ak karakteristik ki pa -kontak, te vin youn nan pwosesis debaz yo nan fabrikasyon presizyon modèn. Sepandan, oksidasyon, porosite, ak pèt eleman ki te koze pa kontak ki genyen ant pisin lan fonn ak atmosfè a pandan soude seryezman mete restriksyon sou pwopriyete yo mekanik ak lavi sèvis nan soude. Gaz pwoteksyon, kòm mwayen debaz pou kontwole anviwònman an soude, yo dwe chwazi ki baze sou kalite li yo, pousantaj koule, ak metòd mouche, an konbinezon ak karakteristik materyèl (tankou reyaksyon chimik ak konduktiviti tèmik) ak epesè plak.

Lazè & Elektwon Beam Processing

02 Kalite gaz pwoteksyon

Wòl prensipal la nan gaz pwoteksyon se izole oksijèn, kontwole konpòtman pisin fonn, ak amelyore efikasite kouti enèji. Dapre pwopriyete chimik, gaz pwoteksyon yo klase nan gaz inaktif (agon, elyòm) ak gaz aktif (azòt, gaz kabonik). Gaz inaktif yo gen gwo estabilite chimik ak efektivman anpeche oksidasyon nan pisin nan fonn, men diferans tèmofizik yo siyifikativman afekte rezilta soude.

Pou egzanp, agon (Ar) gen yon dansite segondè (1.784 kg / m³), ​​fòme yon kouch pwoteksyon ki estab, men konduktiviti tèmik ki ba li yo (0.0177 W / m · K) ralanti refwadisman ak rezilta nan pénétration pi fon. Nan contrast, elyòm (Li) gen yon konduktiviti tèmik 8 fwa pi wo (0.1513 W / m · K), akselere refwadisman ak ogmante pwofondè pénétration, men dansite ki ba li yo (0.1785 kg / m³) fè li fasil yo sove, ki mande pi wo koule kenbe pwoteksyon.

Gaz aktif, tankou nitwojèn (N₂), ka amelyore fòs soude atravè ranfòsman solid -solisyon nan kèk ka, men itilizasyon twòp ka lakòz porosite oswa presipitasyon faz frajil. Pou egzanp, enfiltrasyon nitwojèn nan pisin nan fonn pandan duplex asye pur soude ka deranje balans faz ferit / austenite, diminye rezistans korozyon.

[Imaj: Figi 1. Lazè soude 304L Nerjaveèi, (anwo) pwoteksyon Ar; (anba) pwoteksyon N₂]

Soti nan pèspektiv mekanis pwosesis la, enèji ionizasyon segondè elyòm (24.6 eV) siprime pwoteksyon plasma, amelyore absòpsyon enèji lazè ak pénétration. Agon, ak yon enèji ionizasyon pi ba (15.8 eV), fasil jenere nwaj plasma, ki egzije defocusing oswa batman batman batman diminye entèferans. Anplis de sa, gaz aktif yo ka reyaji chimikman ak pisin nan fonn (egzanp, N₂ fòme nitrur ak Cr nan asye), chanje konpozisyon soude ak nesesite seleksyon pridan.

Egzanp aplikasyon materyèl:
- Steel: Pou fèy mens (<3 mm), argon ensures surface smoothness, with oxidation layer thickness of only 0.5 μm on a 1.5 mm low-carbon steel weld. For thick plates (>10 mm), adisyon elyòm amelyore pénétration.
- Nerjaveèi: Pwoteksyon Agon anpeche pèt Cr. Nan 3 mm epè 304 Nerjaveèi, kontni Cr nan soude a rive nan 18.2% (fèmen a 18.5% nan metal debaz la). Duplex Nerjaveèi mande pou melanj Ar-N₂ (N₂ mwens pase oswa egal a 5%) pou balans faz. Rechèch montre ke ak 8 mm epè 2205 duplex Nerjaveèi, Ar-2% N₂ kenbe yon rapò ferit / austenite nan 48:52 ak fòs rupture nan 780 MPa, pi bon pase Ar pi (720 MPa).
- Alyaj aliminyòm: Pou fèy mens (<3 mm), high reflectivity reduces absorption. Helium, with its high ionization energy, stabilizes plasma. In 2 mm thick 6061 aluminum alloy, helium shielding achieves 1.8 mm penetration, 25% deeper than with argon, with porosity below 1%. For thick plates (>5 mm), He-Ar melanj (3:1) balans pénétration ak pri. Pou egzanp, soude 8 mm epè plak 5083 ak gaz melanje reyalize 6.2 mm pénétration, 35% pi fon pase Ar pi, pandan y ap diminye pri pa 20%.

Lazè & Elektwon Beam Processing

03 Enfliyans pousantaj koule gaz pwoteksyon

Pousantaj koule gaz pwoteksyon dirèkteman afekte kapasite pwoteksyon ak dinamik likid pisin fonn. Ensifizan koule echwe pou izole konplètman lè a, ki mennen nan oksidasyon ak porosite. Twòp koule ka pwovoke toubisyon, fwote pisin nan fonn ak lakòz depresyon oswa sal. Dapre nimewo Reynolds (Re=ρvD/μ), pi wo koule ogmante vitès, epi lè Re > 2300, koule laminè tranzisyon nan tourbiyon, destabilize pisin nan fonn. Kidonk, yo dwe detèmine pousantaj koule kritik la eksperimantal oswa pa simulation CFD.

[Imaj: Figi 2. Enfliyans diferan pousantaj koule gaz pwoteksyon sou soude]

Optimize koule dwe konsidere konduktiviti tèmik ak epesè plak:
- Steel and stainless steel: For thin low-carbon steel (1–2 mm), 10–15 L/min is suitable. For thicker plates (>6 mm), 18-22 L / min oblije siprime oksidasyon. Pou egzanp, ak 6 mm epè 316L asye pur, 20 L / min amelyore inifòmite dite HAZ pa 30%.
- Aluminum alloys: High thermal conductivity requires higher flow to prolong protection. In 3 mm thick 7075 aluminum alloy, 25–30 L/min minimized porosity (0.3%). For plates >10 mm, mouche konpoze nesesè pou fè pou evite ajitasyon.

Lazè & Elektwon Beam Processing

04 Enfliyans metòd soufle gaz pwoteksyon

Metòd mouche a, lè yo kontwole direksyon ak distribisyon koule lè a, afekte dirèkteman koule pisin fonn ak repwesyon defo. Li chanje gradyan tansyon sifas yo ak koule Marangoni, kidonk reglemante dinamik pisin fonn. Side-mouche pwovoke direksyon direksyon, diminye porosite ak enklizyon, pandan y ap mouche konpoze balanse distribisyon enèji ak amelyore inifòmite soude.

[Imaj: Figi 3. Enfliyans diferan metòd mouche sou soude]

Metòd mouche prensipal:
- Kowaksyal mouche: Airflow se kowaksyal ak reyon lazè a, ki kouvri simetrik pisin lan fonn, apwopriye pou gwo -soude vitès. Li asire estabilite pwosesis segondè, men li ka entèfere ak konsantre lazè. Pou egzanp, ak 1.2 mm galvanised asye otomobil, kowaksyal mouche ogmante vitès soude a 40 mm / s, ak sal.<0.1.
- Bò-mouche: Airflow antre nan bò a, efektivman netwaye plasma ak enpurte, apwopriye pou soude pénétration gwo twou san fon. Pou 12 mm epè Q345 asye nan 30 degre bò-mouche, pénétration ogmante 18%, ak porosite tonbe soti nan 4% a 0.8%.
- Mouche konpoze: Konbine kòksyal ak bò-mouche, li an menm tan siprime oksidasyon ak entèferans plasma. Pou 3 mm epè 6061 alyaj aliminyòm ak konsepsyon bouch doub -, porosite diminye soti nan 2.5% a 0.4%, ak fòs rupture rive nan 95% nan materyèl la baz.

05 Konklizyon

Enfliyans nan gaz pwoteksyon sou bon jan kalite soude esansyèlman soti nan règleman li yo nan transfè enèji, tèmodinamik pisin fonn, ak reyaksyon chimik:
1. Transfè enèji: segondè konduktiviti tèmik Elyòm nan akselere refwadisman, diminye lajè HAZ; konduktiviti ki ba Agon an pwolonje tout lavi pisin fonn, benefisye fèy mens fòme.
2. Estabilite pisin fonn: Cheay Airflow afekte koule pisin fonn. Koule apwopriye siprime sal, pandan y ap koule twòp lakòz toubiyon ak domaj.
3. Pwoteksyon chimik: Gaz inaktif izole oksijèn, anpeche oksidasyon eleman alyaj (egzanp, Cr, Al). Gaz aktif (pa egzanp, N₂) chanje pwopriyete soude yo atravè ranfòsman solid-solisyon oswa fòmasyon konpoze, men yo bezwen kontwòl egzak.

Lazè & Elektwon Beam Processing

Sous: Ekip editoryal kont piblik WeChat la kolekte "High-Energy Beam Processing Technology and Applications."