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A soldagem a laser destina-se principalmente à soldagem de materiais de paredes finas e peças de precisão e pode realizar soldagem a ponto, soldagem de topo, soldagem por pontos, soldagem de vedação, etc., com uma alta relação de aspecto, pequena largura de solda, pequena zona afetada pelo calor, pequena deformação e velocidade de soldagem rápida. A costura de soldagem é plana e bonita, sem necessidade de tratamento simples após a soldagem. A costura de soldagem é de alta qualidade, não tem poros, pode ser controlada com precisão, o ponto de focagem é pequeno, a precisão de posicionamento é alta e é fácil realizar a automação. Então, como usar o gás de proteção corretamente durante a soldagem a laser?

O Papel do Gás Protetor

Na soldagem a laser, o gás de proteção afetará a formação da solda, a qualidade da solda, a penetração da solda e a largura da penetração. Na maioria dos casos, o sopro do gás de proteção terá um efeito positivo na solda, mas também pode trazer efeitos adversos.

Efeitos positivos

• O sopro correto do gás de proteção protegerá efetivamente a poça de fusão de reduzir ou até evitar a oxidação;
• O sopro correto do gás de proteção pode reduzir efetivamente os respingos gerados durante o processo de soldagem;
• O sopro correto do gás protetor pode promover o espalhamento uniforme da poça de fusão quando esta se solidificar, tornando a forma da solda uniforme e bonita;
• O sopro correto do gás de proteção pode reduzir efetivamente o efeito de proteção da pluma de vapor de metal ou nuvem de plasma no laser e aumentar a utilização efetiva do laser;
• O sopro correto do gás de proteção pode reduzir efetivamente a porosidade da solda.

Desde que o tipo de gás, a vazão de gás e o método de sopro sejam selecionados corretamente, o efeito ideal pode ser obtido. No entanto, o uso inadequado do gás de proteção também pode ter efeitos adversos na soldagem.

Efeito negativo

● O sopro impróprio do gás de proteção pode resultar em soldas ruins;

● A seleção do tipo errado de gás pode causar rachaduras na solda e também pode reduzir as propriedades mecânicas da solda;

● Escolher a vazão de sopro de gás errada pode causar uma oxidação mais séria da solda (se a vazão é muito grande ou muito pequena) e também pode fazer com que o metal da poça de fusão seja seriamente perturbado por forças externas, causando o colapso da solda ou forma desigual;

● Escolher o método de sopro de gás errado fará com que a solda não seja alcançada ou até mesmo não tenha efeito protetor ou tenha um impacto negativo na formação da solda;

● O sopro do gás de proteção terá certa influência na penetração da solda, especialmente ao soldar chapas finas, pois reduzirá a penetração da solda.

Tipo de Gás Protetor

O comumente usado gases de proteção para soldagem a laser são principalmente N₂, Ar e He e suas propriedades físicas e químicas são diferentes, então seus efeitos na solda também são diferentes.

Nitrogênio N₂

A energia de ionização do N₂ é moderado, superior ao de Ar e inferior ao de He. Sob a ação do laser, o grau de ionização é médio, o que pode reduzir melhor a formação de nuvem de plasma, aumentando assim a utilização efetiva do laser. O nitrogênio pode reagir quimicamente com a liga de alumínio e aço carbono a uma determinada temperatura para gerar nitretos, o que aumentará a fragilidade da solda e reduzirá a tenacidade, o que terá um efeito adverso maior nas propriedades mecânicas da junta de solda. Portanto, não é recomendado o uso de nitrogênio. As soldas de liga de alumínio e aço carbono são protegidas.

O nitreto produzido pela reação química entre nitrogênio e aço inoxidável pode melhorar a resistência da junta de solda, o que ajudará a melhorar as propriedades mecânicas da solda, de modo que o nitrogênio pode ser usado como gás protetor ao soldar aço inoxidável.

Argônio Ar

A energia de ionização do Ar é relativamente baixa e o grau de ionização sob a ação do laser é relativamente alto, o que não é propício para controlar a formação de nuvens de plasma e terá um certo impacto na utilização efetiva do laser. No entanto, a atividade do Ar é muito baixa e é difícil reagir quimicamente com metais comuns. reação e o custo do Ar não são altos. Além disso, a densidade do Ar é grande, o que é propício ao afundamento até o topo da poça de fusão, o que pode proteger melhor a poça de fusão, para que possa ser usado como um gás de proteção convencional.

Hélio Ele

A energia de ionização do He é alta e o grau de ionização sob a ação do laser é muito baixo, o que pode controlar bem a formação da nuvem de plasma. É um bom gás de proteção de solda, mas o custo do He é muito alto. Geralmente, este gás não é usado em produtos produzidos em massa. Ele geralmente é usado para pesquisas científicas ou produtos de altíssimo valor agregado.

Método de sopro de gás de proteção

Atualmente, existem duas maneiras principais de soprar o gás de proteção: uma é soprar o gás de proteção no lado paraxial, conforme mostrado na Figura 3; o outro é o gás protetor coaxial, conforme mostrado na Figura 4.

Como escolher os dois métodos de sopro é uma consideração abrangente? Geralmente, recomenda-se usar o método de gás protetor de sopro lateral.

Princípio de seleção do método de sopro de gás de proteção

Antes de tudo, deve ficar claro que a chamada “oxidação” da solda é apenas um nome comum. Em teoria, isso significa que a solda reage quimicamente com componentes nocivos no ar, o que leva à deterioração da solda. Muitas vezes, o metal de solda é exposto à mesma temperatura em uma determinada temperatura. Oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, etc. no ar reagem quimicamente.

Evitar que a solda seja “oxidada” é reduzir ou evitar que tais componentes nocivos entrem em contato com o metal de solda em altas temperaturas, não apenas o metal da poça derretida, mas desde o momento em que o metal de solda é fundido até que o metal da poça solidifique e sua temperatura cai abaixo de uma certa temperatura ao longo do período.

Seleção de métodos específicos de sopro de gás de proteção

Solda Reta

Conforme mostrado na Figura 5, a forma da costura de solda do produto é uma linha reta, e a forma da junta é uma junta de topo, uma junta de sobreposição, uma junta de costura de canto interno ou uma junta de solda por sobreposição. É melhor soprar gás de proteção no lado do eixo.

Soldas de Forma Fechada Plana

Conforme mostrado na Figura 6, a forma da costura de soldagem do produto é uma forma fechada, como um círculo plano, um polígono plano e uma linha multissegmentada plana. É melhor usar o método de gás de proteção coaxial mostrado na Figura 4.

A seleção do gás de proteção afeta diretamente a qualidade, eficiência e custo da produção de soldagem. No entanto, devido à diversidade de materiais de soldagem, a seleção do gás de soldagem também é relativamente complicada no processo de soldagem real.

É necessário considerar de forma abrangente os materiais de soldagem, métodos de soldagem e posições de soldagem. Além do efeito de soldagem necessário, somente através do teste de soldagem pode ser selecionado um gás de soldagem mais adequado para obter melhores resultados de soldagem.

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