I. عملکردهای اصلی گاز محافظ
اکسیداسیون و پیشگیری از آلودگی:
برای جلوگیری از اکسیداسیون ، نیترایدیت یا تخلخل ، استخر جوش را از هوا (اکسیژن ، رطوبت) جدا می کند (به عنوان مثال ، آلیاژهای تیتانیوم با اکسیژن واکنش نشان می دهند تا مراحل شکننده ایجاد کنند).
تنظیم پلاسما:
تشکیل پلاسما را با قدرت بالا سرکوب می کند و از محافظت از انرژی لیزر جلوگیری می کند (به عنوان مثال ، انرژی یونیزاسیون بالا هلیوم باعث کاهش تشکیل پلاسما می شود).
کنترل رفتار استخر ذوب:
تأثیر جریان استخر از طریق هدایت حرارتی گاز و چگالی ، تنظیم عمق و عرض نفوذ (به عنوان مثال ، هلیوم باعث افزایش هدایت حرارتی برای نفوذ عمیق تر در مواد ضخیم می شود).
خنک کننده و تمیز کردن:
پراکنده و سرباره را از بین می برد و به خنک کننده و بهبود شکل گیری جوش کمک می کند.
ii. معیارهای انتخابی
1. خصوصیات مواد
فولاد کربن\/فولاد کم آلیاژ:
اولویت بندی کردنآرگون خالص(از اکسیداسیون جلوگیری می کند ، جوش های صاف را تضمین می کند) یانیتروژن(مقرون به صرفه ، پاتر را کاهش می دهد اما برای جلوگیری از شکنندگی نیترید آهن به جریان کنترل شده نیاز دارد). مخلوط های آرگون نیتروژن (هزینه تعادل و عملکرد) نیز مناسب هستند.
فولاد ضد زنگ:
استفاده کردنآرگون خالص(از اکسیداسیون کروم و خوردگی بین دانه ای جلوگیری می کند). برای صفحات ضخیم ، اضافه کنیدهلیوم(به عنوان مثال ، مخلوط آرگون-هلیوم) برای افزایش نفوذ از طریق هدایت حرارتی بالا.
آلیاژهای آلومینیوم\/آلومینیوم:
آرگون خالصبرای جلوگیری از اجزاء اکسید آلومینیوم ، در برابر اکسیژن سپر می کند. برای صفحات ضخیم یا جوشکاری پر سرعت ، استفاده کنیدمخلوط های هلیوم بالا(به عنوان مثال ، 70 ٪ او {1}} ٪ AR) برای کاهش تنش سطح و بهبود جریان ذوب.
آلیاژهای مس\/مس:
به دلیل جذب کم لیزر مس ، استفاده کنیدمخلوط هلیوم خالص یا مخلوط های پرشوربرای تقویت استفاده از انرژی و نفوذ. آرگون خالص ممکن است باعث جریان ذوب ضعیف شود.
آلیاژهای تیتانیوم:
لازم بودنآرگون با خلوص بالا (بیشتر از یا برابر با 99.99 ٪)برای جدا کردن اکسیژن و نیتروژن (خطر مراحل شکننده). سازه های پیچیده به محافظ دو طرفه (جریان گاز جلو و عقب) نیاز دارند.
فولاد گالوانیزه:
مخلوط های نیتروژن یا آرگونکاهش تبخیر روی (نقطه جوش کم باعث تخلخل می شود) ، اما برای جلوگیری از خنک کننده بیش از حد ، باید سرعت جریان کنترل شود.
2. قدرت جوشکاری و نوع فرآیند
قدرت کم (<1kW):
انتخاب کردنآرگون خالصبرای مقرون به صرفه بودن و محافظت از اکسیداسیون پایدار.
High Power (>1kW) جوش نفوذ عمیق:
استفاده کردنمخلوط هلیوم یا آرگون-هلیومبرای سرکوب پلاسما و تقویت نفوذ انرژی. برای جوشکاری هدایت ، برای کنترل اندازه استخر ذوب آرگون یا نیتروژن را انتخاب کنید و از سوختگی جلوگیری کنید.
جوش نبض:
از نیتروژن خودداری کنید (مستعد به پاتر). اولویت بندی آرگون. برای جوشکاری مداوم ، بر اساس مواد (به عنوان مثال ، نیتروژن برای فولاد کربن) تنظیم کنید.
3. مقایسه خصوصیات گاز
آرگون (AR):
مزایا: کم هزینه ، تطبیق پذیری (مناسب برای اکثر فلزات مانند فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم ، تیتانیوم) ، قوس پایدار و تشکیل جوش خوب.
محدودیت ها: مستعد یونیزاسیون پلاسما در قدرت بالا ، بر انتقال انرژی تأثیر می گذارد.
هلیوم (او):
مزایا: مقاومت پلاسما ، نفوذ عمیق ، سرعت جوشکاری بالا (ایده آل برای مس و آلومینیوم ضخیم) ، اما گران (هزینه آرگون 10-20 برابر) و برای جلوگیری از انتشار انتشار به محیط های محصور نیاز دارد.
نیتروژن (N₂):
مزایا: کمترین هزینه ، مناسب برای فولاد کربن و فولاد گالوانیزه ، پاتر را کاهش می دهد.
محدودیت ها: برای تشکیل مراحل شکننده با آلومینیوم و تیتانیوم واکنش نشان می دهد. ممنوع برای این مواد.
4. عوامل اضافی
الزامات خلوص:
مواد حساس (فولاد ضد زنگ ، تیتانیوم) نیاز دارندبزرگتر از یا برابر با 99.999 ٪ گاز با خلوص بالا، با کنترل دقیق رطوبت (نقطه شبنم <-40 درجه) و محتوای اکسیژن.
پارامترهای جریان گاز:
به طور معمول از جریان گاز کواکسیال یا جانبی در 5-30 لیتر در دقیقه استفاده کنید (جریان بیش از حد باعث تلاطم می شود ؛ جریان کافی منجر به محافظت ضعیف می شود).
محافظ پشتی:
قطعات جوش داده شده با دیواره یا یک طرفه برای جلوگیری از اکسیداسیون عقب به گاز عقب (به عنوان مثال آرگون خالص) نیاز دارند.
iii ترکیب ها و برنامه های گاز مشترک
آرگون خالص:
به طور گسترده ای برای استیل ، آلومینیوم و تیتانیوم در جوشکاری توان متوسط به متوسط استفاده می شود.
مخلوط آرگون-هلیوم:
برای آلیاژهای ضخیم آلومینیوم و مس ، نفوذ و هزینه متعادل کننده (به عنوان مثال ، 30 ٪ AR {1}}} او).
مخلوط آرگون نیتروژن:
برای فولاد کربن و فولاد کم آلیاژ ، کاهش پاتر و هزینه (5-10 ٪ نیتروژن ؛ نسبت های بالاتر ممکن است جوش را سخت کند).
هلیوم خالص:
برای سرکوب پلاسما برای جوشکاری نفوذ عمیق (مس ، آلومینیوم ضخیم) محفوظ است.
نیتروژن خالص:
فقط برای آب بندی سطح فولاد کربن و فولاد گالوانیزه. با آلومینیوم و تیتانیوم به شدت از آن خودداری کنید.
IV ملاحظات کلیدی
خلوص گاز و پاکیزگی:
برای جلوگیری از رطوبت یا آلودگی روغن ، خطوط لوله و سیلندرها خشک و تمیز هستند.
تنظیم پویا:
نسبت هلیوم را برای جوشکاری صفحه پر سرعت\/ضخیم افزایش دهید. برای جلوگیری از خنک شدن بیش از حد ، جریان را برای صفحات نازک\/جوشکاری کم سرعت کاهش دهید.
محافظ دو طرفه:
برای اجزای هوایی (به عنوان مثال ، عروق فشار) ، از هر دو سطح جلو و عقب در هنگام جوشکاری محافظت کنید.