I. Основные функции защитного газа
Профилактика окисления и загрязнения:
Изоляет бассейн сварного шва из воздуха (кислород, влажность), чтобы избежать окисления, нитридации или пористости (например, титановые сплавы реагируют с кислородом с образованием хрупких фаз).
Плазма регулирование:
Подавляет образование плазмы при высокой мощности, предотвращая экранирование лазерной энергии (например, энергия высокой ионизации гелия снижает образование плазмы).
Контроль поведения пула расплава:
Влияет на расплавленный расход пула через теплопроводность газа и плотность, регулируя глубину и ширину проникновения (например, гелий увеличивает теплопроводность для более глубокого проникновения в толстых материалах).
Охлаждение и уборка:
Удары разбрызгивают и шлак, помогая охлаждении и улучшении формирования сварки.
II Критерии отбора
1. Свойства материала
Углеродная сталь\/низкопластная сталь:
Расставить приоритетычистый аргон(предотвращает окисление, обеспечивает плавные сварные швы) илиазот(Экономически эффективное, уменьшает Spatter, но требует контролируемого потока, чтобы избежать хребности нитрида железа). Также подходят смеси аргона-азота (стоимость баланса и производительность).
Нержавеющая сталь:
Использоватьчистый аргон(предотвращает окисление хрома и межранальную коррозию). Для толстых тарелок добавьтегелий(Например, смеси аргона-гилера) для увеличения проникновения посредством высокой теплопроводности.
Алюминиевые\/алюминиевые сплавы:
Чистый аргонщиты против кислорода, чтобы избежать включений оксида алюминия. Для толстых пластин или высокоскоростной сварки, используйтесмеси высокого гели(например, 70% HE + 30% AR), чтобы уменьшить поверхностное натяжение и улучшить поток расплава.
Медные\/медные сплавы:
Из -за низкого лазерного поглощения меди, использованиеЧистые гелий или смеси с высоким геотразомдля повышения использования энергии и проникновения. Чистый аргон может вызвать плохой поток таяния.
Титановые сплавы:
ТребоватьАргорон с высокой точкой (больше или равен 99,99%)Строго изолировать кислород и азот (риск хрупких фаз). Сложные структуры нуждаются в двухстороннем экранировании (передние и задние потоки газа).
Оцинкованная сталь:
Смеси азота или аргона-азотаУменьшите испаривание цинка (низкая точка кипения вызывает пористость), но скорость потока должна контролировать, чтобы избежать чрезмерного охлаждения.
2. Тип сварки и типа процесса
Низкая мощность (<1kW):
Выбиратьчистый аргонДля экономической эффективности и стабильной защиты окисления.
High Power (>1 кВт) глубокая сварка проникновения:
Использоватьсмеси гелия или аргонаЧтобы подавить плазму и усилить проникновение энергии. Для сварки проводимости выберите аргон или азот, чтобы контролировать размер расплава и предотвратить сжигание.
Пульсная сварка:
Избегайте азота (склонно к брызгам); расставить приоритеты в аргоне. Для непрерывной сварки приспособитесь на основе материала (например, азот для углеродной стали).
3. Сравнение характеристик газа
Аргон (AR):
Преимущества: Низкая стоимость, универсальность (подходит для большинства металлов, таких как нержавеющая сталь, алюминий, титан), стабильная дуга и хорошая форма сварного шва.
Ограничения: Склонность к плазменной ионизации при высокой мощности, влияя на передачу энергии.
Гелий (он):
Преимущества: Резистентность в плазме, глубокое проникновение, высокая скорость сварки (идеально подходит для меди и толстого алюминия), но дорогостоящие (10–20x затраты на аргона) и требует закрытых среда для предотвращения потерь диффузии.
Азот (n₂):
Преимущества: Самая низкая стоимость, подходящая для углеродистой стали и оцинкованной стали, уменьшает Spatter.
Ограничения: Реагирует с алюминиевым и титаном, чтобы сформировать хрупкие фазы; запрещено для этих материалов.
4. Дополнительные факторы
Требования к чистоте:
Чувствительные материалы (нержавеющая сталь, титан) необходимостьБольше или равен 99,999% высокой чистовой газ, со строгим контролем влаги (точка росы <-40 степень) и содержания кислорода.
Параметры потока газа:
Обычно используйте коаксиальный или боковой поток газа при 5–30 л\/мин (чрезмерный поток вызывает турбулентность; недостаточный поток приводит к плохому защите).
Задняя экранирование:
Тонкостенные или односторонние сварные детали требуют заднего газа (например, чистого аргона) для предотвращения окисления задних.
Iii. Общие газовые комбинации и применения
Чистый аргон:
Широко используется для нержавеющей стали, алюминия и титана в сварке с низкой до средней.
Смеси аргона:
Для толстых алюминиевых и медных сплавов, балансировки проникновения и стоимости (например, 30% AR + 70% HE).
Смеси аргона-азота:
Для углеродистой стали и низкопластной стали, снижение брызги и стоимости (5–10% азота; более высокие соотношения могут затвердеть сварка).
Чистый гелий:
Зарезервировано для мощного мощного глубокого проникновения (медь, толстый алюминий) для подавления плазмы.
Чистый азот:
Только для поверхностного герметизации углеродной стали и оцинкованной стали; Строго избегайте алюминия и титана.
IV Ключевые соображения
Чистота газа и чистота:
Убедитесь, что трубопроводы и цилиндры сухие и чистые, чтобы предотвратить влажность или загрязнение маслом.
Динамическая корректировка:
Увеличить отношение гелия для высокоскоростной\/толстой сварки пластин; Уменьшите поток для тонких пластин\/низкоскоростной сварки, чтобы избежать чрезмерного охлаждения.
Двойное экранирование:
Для герметичных компонентов (например, сосудов под давлением) защитите как переднюю, так и заднюю поверхности во время сварки.