保护气体的作用是什么?

小编 2022-05-16 10:55:00 710

  保护气体的作用

  在激光焊接中,保护气体会影响焊缝成形、焊缝质量、焊缝熔深和焊缝宽度。在大多数情况下,吹保护气体会对焊缝产生积极作用,但也可能带来不利影响。

保护气体

  积极效果

  1

  1)保护气体的正确吹送能有效保护熔池,减少甚至避免氧化;

  2

  2)保护气体的正确吹入可以有效减少焊接过程中产生的飞溅;

  3

  3)正确的吹保护气体,可以使熔池凝固时铺展均匀,使焊缝成形均匀美观;

  4

  4)适当吹保护气体可有效降低金属蒸气羽流或等离子云对激光的屏蔽作用,增加激光的有效利用率;

  5

  5)适当吹保护气体可有效减少焊缝气孔。

  只要正确选择气体种类、气体流量和吹气方式,就能获得理想的效果。

  但是,保护气体的不正确使用也会对焊接产生不利影响。

  反作用

  1

  不正确地吹入保护气体可能会导致焊缝恶化;

  2

  错误的气体类型可能导致焊缝开裂,并降低焊缝的机械性能。

  3

  错误的吹气流量可能导致更严重的焊缝氧化(无论流量过大还是过小),还可能导致焊缝熔池金属受到外力的严重干扰,导致焊缝塌陷或成形不均匀;

  4

  错误的吹气方式会导致焊缝达不到保护效果甚至基本没有保护效果或者对焊缝成形产生负面影响;

  5

  吹保护气体会对焊缝熔深有一定的影响,尤其是薄板焊接时,会降低焊缝熔深。

  保护气体的类型

  激光焊接常用的保护气体主要有N2、氩气和氦气,它们的物理化学性质不同,对焊缝的影响也不同。

  1N2氮气

  N2的电离能适中,高于Ar,低于he,在激光的作用下电离度一般,可以更好的减少等离子体云的形成,增加激光的有效利用率。氮在一定温度下能与铝合金、碳钢发生化学反应,生成氮化物,会改善焊缝的脆性。微信微信官方账号:焊工韧性较低,会对焊接接头的力学性能产生较大的不利影响,所以不建议使用氮气保护铝合金和碳钢的焊缝。

  而氮气与不锈钢发生化学反应产生的氮化物可以提高焊接接头的强度,改善焊接接头的力学性能,因此氮气可以作为焊接不锈钢时的保护气体。

  2氩氩

  Ar的电离能比较低,在激光的作用下电离度较高,不利于控制等离子体云的形成,会对激光的有效利用率产生一定的影响。但是Ar的活性很低,很难和普通金属发生反应,Ar的成本也不高。此外,Ar的密度较高,有利于下沉到熔池上方,可以更好地保护熔池,因此可以作为常规的保护气体。

  3氦He

  他的电离能最高,在激光的作用下电离度很低,可以很好的控制等离子云的形成。激光能很好地作用于金属。微信微信官方账号:微焊工,而且,他活度很低,基本不与金属发生反应,是很好的焊缝保护气体。但是,他的成本太高了。一般量产产品不会用这种气体。他一般用于科研或者附加值非常高的产品。

  保护气体的吹入方式

  目前吹保护气体的方式主要有两种:一种是左右吹保护气体,如图1所示;另一种是同轴保护气体。

  两种吹法如何选择,是多方面综合考虑的。一般情况下,建议使用侧吹保护气体。

  保护气体吹扫方式的选择原则

  首先需要明确的是,所谓的焊缝“氧化”只是一个俗称。理论上是指焊缝与空气中的有害成分发生化学反应,导致焊缝质量恶化。通常,焊接金属会与氧、氮、氢等发生化学反应。在一定温度的空气中。

  防止焊缝被“氧化”是指减少或避免这种有害成分在高温下与焊缝金属接触,这种接触不仅仅是熔化的熔池金属,而是指从熔池金属熔化到熔池金属凝固且其温度下降到某一温度以下的整个时间段。

  举个例子

  比如钛合金焊接,温度在300℃以上能快速吸收氢气,温度在450℃以上能快速吸收氧气,温度在600℃以上能快速吸收氮气。因此,钛合金焊缝在凝固后且温度降至300℃以下的这一阶段必须得到有效保护,否则就会被“氧化”。

  从上面的描述中,我们不难理解,吹来的保护气体不仅需要在合适的时间保护熔池,还需要保护焊后刚刚凝固的区域。因此,一般采用如图1所示的傍轴侧吹保护气体,因为这种方式的保护范围比图2所示的同轴保护方式更广,尤其是对于焊缝刚刚凝固的区域。

  侧吹对于工程应用,并不是所有的产品都可以采用保护气体侧吹的方式。对于某些特定的产品,只能使用同轴保护气体,这需要从产品结构和接头形式上有针对性。

  特定保护气体吹扫方式的选择

  1条直线焊缝

  产品的焊缝为线形,接头可以是对接接头、搭接接头、角接接头或搭接接头。对于这种类型的产品,最好在轴的侧面吹保护气体。

  线性焊缝

  2平面封闭图形焊缝

  产品的焊缝为平面圆周、平面多边形、平面多段线等封闭图形。连接形式可以是对接、搭接、搭接等。对于这类产品,最好采用同轴保护气体。

  平面闭合图焊缝形状

  保护气体的选择直接影响焊接生产的质量、效率和成本。但是,由于焊接材料的多样性,在实际焊接过程中,焊接气体的选择也比较复杂。需要综合考虑焊接材料、焊接方法、焊接位置和要求的焊接效果。只有通过焊接试验,才能选择更合适的焊接气体,达到更好的焊接效果。

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