כיצד להשתמש נכון במכת האוויר במכונת ריתוך הלייזר

היקף היישום שלמכונות ריתוך לייזרהופך יותר ויותר נרחב, אבל גם הדרישות הולכות וגדלות.במהלך תהליך הריתוך, יש צורך לפוצץ גז מגן כדי להבטיח שאפקט הריתוך של המוצר יפה.אז איך להשתמש נכון במכת האוויר בתהליך של ריתוך לייזר מתכת?

בריתוך לייזר גז מגן משפיע על היווצרות הריתוך, איכות הריתוך, חדירת הריתוך ורוחבם וכו', ברוב המקרים, לנשיפה של גז מגן תהיה השפעה מיטיבה על הריתוך, אך היא גם יכולה להשפיע לרעה בשימוש לא נכון.

השפעה חיובית של גז מגן עלמכונת ריתוך לייזר:

1. ניפוח נכון של גז מגן יכול להגן ביעילות על בריכת הריתוך כדי להפחית את החמצון, או אפילו להימנע מחמצון.
2. זה יכול להפחית ביעילות את הנתזים שנוצרים בתהליך הריתוך, ולמלא את התפקיד של הגנה על מראה המיקוד או מראה המגן.
3. זה יכול לקדם את ההתפשטות האחידה של בריכת הריתוך כשהיא מתמצקת, כך שהריתוך יהיה אחיד ויפה.
4. יכול להפחית ביעילות את נקבוביות הריתוך.
כל עוד סוג הגז, קצב זרימת הגז ושיטת הנשיפה נבחרים בצורה נכונה, ניתן להשיג את האפקט האידיאלי.עם זאת, שימוש לא נכון בגז מגן יכול להיות גם השפעות שליליות על הריתוך.

השפעות שליליות של שימוש לא נכון בגז מגן על ריתוך לייזר:

1. הפרשה לא נכונה של גז מגן עלולה לגרום לריתוכים לקויים.
2. בחירה בסוג הגז הלא נכון עלולה לגרום לסדקים בריתוך ועלולה לגרום גם להפחתת התכונות המכניות של הריתוך.
3. בחירה בקצב זרימת הגז שגוי עלולה להוביל לחמצון חמור יותר של הריתוך (בין אם קצב הזרימה גדול מדי או קטן מדי), או שהיא גם עלולה לגרום למתכת בריכת הריתוך להיות הפרעה רצינית על ידי כוחות חיצוניים, ולגרום ל- לרתך להתמוטט או להיווצר בצורה לא אחידה.
4. בחירה בשיטת ניפוח גז שגויה תגרום לרתך להיכשל או אפילו ללא השפעה מגן או להשפיע לרעה על היווצרות הריתוך.

סוג גז מגן:

בשימוש נפוץריתוך לייזרגזי מיגון הם בעיקר N2, Ar, He, והתכונות הפיזיקליות והכימיות שלהם שונות, ולכן גם ההשפעה על הריתוך שונה.

אַרגוֹן

אנרגיית היינון של Ar נמוכה יחסית, ומידת היינון בפעולת הלייזר גבוהה יחסית, מה שלא תורם לשליטה על היווצרות ענני פלזמה ותהיה לו השפעה מסוימת על ניצול יעיל של הלייזר.עם זאת, הפעילות של Ar נמוכה מאוד, וקשה להגיב כימית עם מתכות נפוצות.תגובה, והעלות של Ar אינה גבוהה.בנוסף, הצפיפות של Ar היא גדולה, מה שתורם לשקיעה לראש בריכת הריתוך, מה שיכול להגן טוב יותר על בריכת הריתוך, כך שניתן להשתמש בו כגז מיגון רגיל.

חנקן N2

אנרגיית היינון של N2 בינונית, גבוהה מזו של Ar, ונמוכה מזו של He.תחת פעולת הלייזר, דרגת היינון היא ממוצעת, מה שיכול להפחית טוב יותר את היווצרות ענן פלזמה, ובכך להגביר את הניצול האפקטיבי של הלייזר.חנקן יכול להגיב כימית עם סגסוגת אלומיניום ופלדת פחמן בטמפרטורה מסוימת כדי ליצור ניטרידים, אשר יגבירו את שבירות הריתוך ויפחיתו את הקשיחות, שתשפיע לרעה יותר על התכונות המכניות של מפרק הריתוך, ולכן לא מומלץ להשתמש בחנקן.ריתוכים מסגסוגת אלומיניום ופלדת פחמן מוגנות.הניטריד המופק מהתגובה הכימית בין חנקן לנירוסטה יכול לשפר את חוזק מפרק הריתוך, מה שיעזור לשפר את התכונות המכניות של הריתוך, ולכן חנקן יכול לשמש כגז מגן בעת ​​ריתוך נירוסטה.

הליום הוא

יש לו את אנרגיית היינון הגבוהה ביותר, ודרגת היינון נמוכה מאוד תחת פעולת הלייזר, שיכול לשלוט היטב על היווצרות ענן הפלזמה.זהו גז מגן ריתוך טוב, אבל העלות של He גבוהה מדי.בדרך כלל, גז זה אינו משמש במוצרים בייצור המוני.הוא משמש בדרך כלל למחקר מדעי או מוצרים בעלי ערך מוסף גבוה מאוד.
קיימות כיום שתי שיטות ניפוח קונבנציונליות לגז מגן: ניפוח ציר צד וניפוח קואקסיאלי

איור 1: נושבת גל צד

איור 2: ניפוח קואקסיאלי

אופן הבחירה בשתי שיטות הנשיפה הוא שיקול מקיף.בדרך כלל, מומלץ להשתמש בשיטת גז מגן נושבת צד.

עקרון הבחירה של שיטת ניפוח גז מגן: עדיף להשתמש בפראקסיאלי עבור ריתוכים בקו ישר, וקואקסיאלי עבור גרפיקה סגורה במטוס.

קודם כל, זה צריך להיות ברור כי מה שנקרא "חמצון" של הריתוך הוא רק שם נפוץ.בתיאוריה, זה אומר שהריתוך מגיב כימית עם רכיבים מזיקים באוויר, וכתוצאה מכך להידרדרות באיכות הריתוך.מקובל שמתכת הריתוך נמצאת בטמפרטורה מסוימת.מגיב כימית עם חמצן, חנקן, מימן וכו' באוויר.

מניעת "התחמצנות" של הריתוך היא להפחית או למנוע ממרכיבים מזיקים כאלה לבוא במגע עם מתכת הריתוך בטמפרטורות גבוהות, לא רק ממתכת הבריכה המותכת, אלא מרגע שהתכת הריתוך ועד שמתכת הבריכה מתמצקת. והטמפרטורה שלו יורדת מתחת לטמפרטורה מסוימת במהלך התקופה.

לדוגמה, ריתוך סגסוגת טיטניום יכול לספוג במהירות מימן כאשר הטמפרטורה היא מעל 300 מעלות צלזיוס, חמצן יכול להיספג במהירות כאשר הטמפרטורה היא מעל 450 מעלות צלזיוס, וחנקן יכול להיספג במהירות כאשר הוא מעל 600 מעלות צלזיוס, כך שהטיטניום ריתוך הסגסוגת מתמצק והטמפרטורה מופחתת ל-300 מעלות צלזיוס. השלבים הבאים צריכים להיות מוגנים ביעילות, אחרת הם "יתחמצנו".

לא קשה להבין מהתיאור שלעיל שגז המיגון המנופח לא רק צריך להגן על בריכת הריתוך בזמן, אלא גם צריך להגן על האזור שזה עתה התמצק אשר מרותך, כך שבדרך כלל צד הפיר הצדדי המוצג באיור 1 משמש.נשפו את גז המגן, מכיוון שטווח ההגנה של שיטה זו רחב יותר מזה של שיטת ההגנה הקואקסיאלית באיור 2, במיוחד לאזור שבו הריתוך זה עתה התמצק יש הגנה טובה יותר.

עבור יישומים הנדסיים, לא כל המוצרים יכולים להשתמש בגז המגן הנושף בצד פיר הצד.עבור כמה מוצרים ספציפיים, ניתן להשתמש רק בגז מגן קואקסיאלי, אשר צריך להתבצע ממבנה המוצר וצורת המפרק.בחירה ממוקדת.

מבחר שיטות ניפוח גז מגן ספציפיות:

1. ריתוכים ישרים
כפי שמוצג באיור 3, צורת תפר הריתוך של המוצר היא קו ישר, וצורת המפרק היא מפרק קת, מפרק חיק, מפרק תפר פינתי פנימי או מפרק מרותך ברכיים.עדיף לנשוף גז מגן בצד הפיר.

איור 3: ריתוכים ישרים

2. ריתוכים גרפיים שטוחים סגורים
כפי שמוצג באיור 4, צורת תפר הריתוך של המוצר היא צורה סגורה כגון עיגול מישור, מצולע מישור וקו רב-מקטעים מישוריים.עדיף להשתמש בשיטת גז המגן הקואקסיאלי המוצגת באיור 2.

איור 4: ריתוכים גרפיים שטוחים סגורים

בחירת גז המגן משפיעה ישירות על האיכות, היעילות והעלות של ייצור הריתוך.עם זאת, בשל מגוון חומרי הריתוך, גם בחירת גז הריתוך מסובכת יחסית בתהליך הריתוך בפועל.יש צורך לשקול באופן מקיף חומרי ריתוך, שיטות ריתוך ועמדות ריתוך.בנוסף לאפקט הריתוך הנדרש, רק באמצעות בדיקת הריתוך ניתן לבחור גז ריתוך מתאים יותר להשגת תוצאות ריתוך טובות יותר.