1. 保護ガスの種類
レーザー溶接に一般的に使用されるシールドガスは、N2、ArおよびHeです。物理的および化学的特性が異なるので、溶接への影響も異なります。
1) N2
N2のイオン化エネルギーは中程度で、ARよりも高く、彼のイオン化エネルギーよりも低い。N2のイオン化度は、一般的にレーザーの作用の下で、プラズマ雲の形成を減らし、レーザーの有効利用を増加させることができます。窒素は、一定の温度でアルミニウム合金と炭素鋼と反応して窒化物を生成し、溶接脆性を改善し、靭性を低下させ、溶接ジョイントの機械的特性に大きな悪影響を及ぼします。そのため、アルミニウム合金や炭素鋼の溶接を保護するために窒素を使用することはお勧めしません。
窒素とステンレス鋼の化学反応によって生成される窒化物は、溶接部の機械的特性の向上に役立つ溶接継手の強度を向上させ、ステンレス鋼を溶接する際に窒素を保護ガスとして使用することができます。
2) Ar
ARのイオン化エネルギーは比較的低く、プラズマ雲の形成を制御できないレーザーの作用でイオン化度が比較的高く、レーザーの有効利用に一定の影響を与えます。しかし、ARの活性は極めて低く、一般的な金属と反応することが困難であり、またARのコストは高くない。また、ARの密度が大きく、溶接プールの上に沈むのを助長し、溶接プールをよりよく保護することができるので、従来のシールドガスとして使用することができます。
3) 彼
彼のイオン化エネルギーは最も高く、イオン化度はレーザーの作用で非常に低く、プラズマ雲の形成をうまく制御することができます。レーザーは金属上でうまく作用することができ、彼の活動は基本的に金属と反応しないので、彼は良い溶接保護ガスです。しかし、彼のコストが高すぎるので、それは一般的な量産製品で使用されていないので、彼は一般的に科学的研究や高付加価値製品に使用されています。
2. シールドガスの吹き出しモード
現在、保護ガスを吹き飛ばす方法は主に2つあります:1つは、図1に示すように、サイドシャフトの側面にある保護ガスを吹き飛ばすことです。もう一つは、図2に示すように、同軸シールドガスである。
図1 サイドシャフト側ブローイング保護ガス
図2 同軸シールドガス
吹き方の2つの方法を選択する方法は、多くの面で包括的な検討です。一般的には、保護ガスを吹き付ける側の方法を使用することをお勧めします。
保護ガスのモードでの打撃の選択原理
まず第一に、溶接のいわゆる「酸化」は単なる一般的な名前であることを明確にする必要があります。理論的には、溶接と空気中の有害成分との化学反応を指し、溶接品質の劣化につながります。一般的な理由は、溶接金属が一定の温度で空気中の酸素、窒素、水素と反応することです。
溶接が「酸化」されるのを防ぐには、溶融プール金属だけでなく、溶接金属が溶けてから一定温度を下回る時まで、溶接金属とのこのような有害成分の接触を低減または回避することです。
例えば、チタン合金溶接の温度が300°C以上の場合、水素を迅速に吸収でき、温度が450°Cを超える場合、酸素を迅速に吸収でき、かつ温度が600°Cを超える場合には、窒素を急速に吸収することができる。したがって、チタン合金溶接は、固化後に効果的に保護されるべきであり、温度が300°C未満の場合、そうでなければ「酸化」されます。
吹き飛ばされたシールドガスは、溶接プールを時間内に保護するだけでなく、溶接された単なる固化領域を保護する必要があることを上記の説明から理解することは困難ではありません。したがって、図1に示す側軸側吹き付けシールドガスが一般的に使用され、この方法の保護範囲が図2の同軸保護方法の保護範囲よりも広いため、特に、溶接が固まった領域に対する保護が良好である。
エンジニアリングアプリケーションでは、すべての製品が保護ガスを吹くサイドシャフト側の方法を採用できるわけではありません。特定の製品によっては、同軸保護ガスのみを使用できます。具体的な選択は、製品構造およびジョイントフォームから行う必要があります。
