I. Fungsi teras gas melindungi
Pencegahan pengoksidaan dan pencemaran:
Mengasingkan kolam kimpalan dari udara (oksigen, kelembapan) untuk mengelakkan pengoksidaan, nitridasi, atau keliangan (contohnya, aloi titanium bertindak balas dengan oksigen untuk membentuk fasa rapuh).
Peraturan plasma:
Menindas pembentukan plasma pada kuasa tinggi, menghalang tenaga laser daripada dilindungi (contohnya, tenaga pengionan tinggi Helium mengurangkan pembentukan plasma).
Kawalan tingkah laku kolam cair:
Pengaruh aliran kolam cair melalui kekonduksian haba gas dan ketumpatan, menyesuaikan kedalaman dan lebar penembusan (contohnya, helium meningkatkan kekonduksian terma untuk penembusan yang lebih dalam dalam bahan tebal).
Penyejukan dan pembersihan:
Pukulan spatter dan sanga, membantu dalam penyejukan dan meningkatkan pembentukan kimpalan.
Ii. Kriteria pemilihan
1. Hartanah bahan
Keluli karbon\/keluli rendah aloi:
Mengutamakanargon tulen(menghalang pengoksidaan, memastikan kimpalan lancar) ataunitrogen(kos efektif, mengurangkan spatter tetapi memerlukan aliran terkawal untuk mengelakkan kelembutan nitrida besi). Campuran argon-nitrogen (kos keseimbangan dan prestasi) juga sesuai.
Keluli tahan karat:
Gunakanargon tulen(menghalang pengoksidaan kromium dan kakisan intergranular). Untuk plat tebal, tambahhelium(contohnya, campuran argon-helium) untuk meningkatkan penembusan melalui kekonduksian terma yang tinggi.
Aloi aluminium\/aluminium:
Argon tulenPerisai terhadap oksigen untuk mengelakkan kemasukan aluminium oksida. Untuk plat tebal atau kimpalan berkelajuan tinggi, gunakanCampuran High-Helium(contohnya, 70% dia + 30% AR) untuk mengurangkan ketegangan permukaan dan meningkatkan aliran cair.
Aloi tembaga\/tembaga:
Kerana penyerapan laser rendah tembaga, gunakanhelium tulen atau campuran helium tinggiuntuk meningkatkan penggunaan tenaga dan penembusan. Argon tulen boleh menyebabkan aliran cair yang lemah.
Aloi titanium:
Memerlukanargon kemelut tinggi (lebih besar daripada atau sama dengan 99.99%)dengan ketat mengasingkan oksigen dan nitrogen (risiko fasa rapuh). Struktur kompleks memerlukan pelindung dwi (aliran gas depan dan belakang).
Keluli galvanized:
Campuran nitrogen atau argon-nitrogenKurangkan pengewapan zink (titik mendidih rendah menyebabkan keliangan), tetapi kadar aliran mesti dikawal untuk mengelakkan penyejukan yang berlebihan.
2. Kekuatan Kimpalan dan Jenis Proses
Kuasa rendah (<1kW):
Pilihargon tulenuntuk keberkesanan kos dan perlindungan pengoksidaan yang stabil.
High Power (>1kW) Kimpalan penembusan dalam:
GunakanCampuran helium atau argon-heliumuntuk menindas plasma dan meningkatkan penembusan tenaga. Untuk kimpalan konduksi, pilih argon atau nitrogen untuk mengawal saiz kolam cair dan mencegah terbakar.
Kimpalan Pulse:
Elakkan nitrogen (terdedah kepada spatter); mengutamakan argon. Untuk kimpalan berterusan, laraskan berdasarkan bahan (contohnya, nitrogen untuk keluli karbon).
3. Perbandingan Ciri Gas
Argon (AR):
Kelebihan: Kos rendah, fleksibiliti (sesuai untuk kebanyakan logam seperti keluli tahan karat, aluminium, titanium), arka stabil, dan pembentukan kimpalan yang baik.
Batasan: Terdedah kepada pengionan plasma pada kuasa tinggi, yang mempengaruhi penghantaran tenaga.
Helium (dia):
Kelebihan: Rintangan plasma, penembusan yang mendalam, kelajuan kimpalan yang tinggi (sesuai untuk aluminium tembaga dan tebal), tetapi mahal (kos argon 10-20x) dan memerlukan persekitaran tertutup untuk mencegah kehilangan penyebaran.
Nitrogen (n₂):
Kelebihan: Kos terendah, sesuai untuk keluli karbon dan keluli galvanized, mengurangkan spatter.
Batasan: Bertindak balas dengan aluminium dan titanium untuk membentuk fasa rapuh; Dilarang untuk bahan -bahan ini.
4. Faktor tambahan
Keperluan kesucian:
Bahan sensitif (keluli tahan karat, titanium) keperluanLebih besar daripada atau sama dengan 99.999% gas kemelut tinggi, dengan kawalan ketat kelembapan (titik embun <-40 darjah) dan kandungan oksigen.
Parameter aliran gas:
Biasanya menggunakan aliran gas sepaksi atau lateral pada 5-30 l\/min (aliran berlebihan menyebabkan pergolakan; aliran yang tidak mencukupi membawa kepada perisai yang lemah).
Perlindungan belakang:
Bahagian yang dikimpal berdinding nipis atau satu bahagian memerlukan gas belakang (contohnya, argon tulen) untuk mengelakkan pengoksidaan belakang.
Iii. Gabungan dan aplikasi gas biasa
Argon tulen:
Digunakan secara meluas untuk keluli tahan karat, aluminium, dan titanium dalam kimpalan kuasa rendah ke sederhana.
Campuran Argon-Helium:
Untuk aloi aluminium dan tembaga tebal, penembusan dan kos mengimbangi (contohnya, 30% ar + 70% He).
Campuran argon-nitrogen:
Untuk keluli karbon dan keluli rendah aloi, mengurangkan spatter dan kos (5-10% nitrogen; nisbah yang lebih tinggi boleh mengeras kimpalan).
Helium tulen:
Dibawa untuk kimpalan penembusan dalam kuasa tinggi (tembaga, aluminium tebal) untuk menindas plasma.
Nitrogen tulen:
Hanya untuk pengedap permukaan keluli karbon dan keluli tergalvani; ketat mengelakkan dengan aluminium dan titanium.
Iv. Pertimbangan utama
Kesucian gas dan kebersihan:
Pastikan saluran paip dan silinder kering dan bersih untuk mengelakkan kelembapan atau pencemaran minyak.
Pelarasan dinamik:
Meningkatkan nisbah helium untuk kimpalan plat berkelajuan tinggi\/tebal; Kurangkan aliran untuk plat nipis\/kimpalan berkelajuan rendah untuk mengelakkan penyejukan yang berlebihan.
Perlindungan Dual-Sided:
Untuk komponen kedap udara (contohnya, kapal tekanan), melindungi permukaan depan dan belakang semasa kimpalan.