01
Muqaddima
Yuqori energiya zichligi, past issiqlik sarfi va kontaktsiz tabiati tufayli lazerli payvandlash texnologiyasi zamonaviy nozik ishlab chiqarishning asosiy jarayonlaridan biri sifatida -payvandlashdi. Biroq, payvandlash jarayonida payvand chovgi va atmosfera oʻrtasidagi aloqa natijasida-payvandlash, gʻovaklik va elementar kuyish-kabi muammolar-payvand choklarining mexanik xossalari va xizmat muddatini keskin cheklaydi. Payvandlash muhitini nazorat qilish uchun muhim vosita sifatida himoya gaz turini, oqim tezligini va etkazib berish usulini tanlash materialning o'ziga xos xususiyatlari (masalan, kimyoviy reaktivlik va issiqlik o'tkazuvchanligi) va ishlov beriladigan qismning qalinligi bilan ehtiyotkorlik bilan birlashtirilishi kerak.
Lazer va elektron nurlarini qayta ishlash
02
Himoya qiluvchi gazlarning turlari
Himoya qiluvchi gazning asosiy vazifasi kislorodni ajratish, payvand choklarining harakatini tartibga solish va energiyani ulash samaradorligini oshirishdir. Himoya gazlarini kimyoviy xossalariga ko‘ra keng ko‘lamda inert gazlar (argon va geliy kabi) va faol gazlar (azot va karbonat angidrid kabi)ga bo‘lish mumkin. Inert gazlar yuqori kimyoviy barqarorlikka ega bo'lib, manba hovuzining oksidlanishini samarali oldini oladi; ammo ularning termofizik xususiyatlaridagi sezilarli farqlar payvandlash natijasiga chuqur ta'sir ko'rsatishi mumkin. Masalan, argon (Ar) yuqori zichlikka (1,784 kg/m³) ega bo'lib, uni payvand chovgum ustida barqaror himoya qoplamasini hosil qilish imkonini beradi; aksincha, uning past issiqlik o'tkazuvchanligi (0,0177 Vt / m · K) sekinroq payvand choklari sovishini va sayozroq kirib borish chuqurligini keltirib chiqaradi. Bundan farqli o'laroq, geliy (He) argondan (0,1513 Vt / m · K) taxminan sakkiz marta issiqlik o'tkazuvchanligini ko'rsatadi, shu bilan payvand chokining sovishini tezlashtiradi va penetratsiya chuqurligini oshiradi; ammo uning past zichligi (0,1785 kg/m³) uni tez dispersiyaga moyil qiladi, bu esa samarali himoyalanish uchun yuqori oqim tezligini talab qiladi. Azot (N₂) kabi-faol gazlar-ba'zi ilovalarda qattiq eritmani mustahkamlash orqali payvand chokining mustahkamligini oshirishi mumkin; ammo ularning haddan tashqari ishlatilishi g'ovaklikka yoki mo'rt fazalarning cho'kishiga olib kelishi mumkin. Misol uchun, dupleks zanglamaydigan po'latlarni payvandlashda azotning payvand chovgumidagi erishi ferrit{13}}austenit fazasi muvozanatini buzishi va korroziyaga chidamliligini pasayishiga olib kelishi mumkin.
Jarayon mexanizmlari nuqtai nazaridan, geliyning yuqori ionlanish energiyasi (24,6 eV) plazmani himoya qilish effektini bostiradi va lazer energiyasining yutilishini kuchaytiradi va shu bilan penetratsiya chuqurligini oshiradi. Aksincha, argonning past ionlanish energiyasi (15,8 eV) plazma plumini hosil qiladi, bu shovqinni yumshatish uchun defokuslash yoki puls modulyatsiyasi kabi usullardan foydalanishni talab qiladi. Bundan tashqari, faol himoya gazlar va erigan hovuz oʻrtasidagi kimyoviy reaksiyalar-masalan, poʻlatdagi azotning xrom bilan reaksiyasi natijasida nitridlar hosil boʻlishi-payvand choki tarkibini oʻzgartirishi mumkin; shuning uchun himoya gazni tanlash materialning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda ehtiyotkorlik bilan amalga oshirilishi kerak.
**Material qo'llash misollari:**
• **Po'lat:** Yupqa plitalarni payvandlashda (<3 mm), argon ensures a high-quality surface finish; for instance, the oxide layer thickness on a weld in 1.5 mm low-carbon steel is merely 0.5 μm. For thick plates (>10 mm), ammo penetratsiya chuqurligini oshirish uchun geliyning ozgina qo'shilishi (He) talab qilinadi.
• **zanglamaydigan po'lat:** Argon bilan himoyalanganligi xrom (Cr) tarkibining kamayishini oldini oladi; 3 mm qalinlikdagi 304 zanglamaydigan po'latdan yasalgan payvand chokida Cr miqdori 18,2% ga etadi (asosiy metallning 18,5% ga yaqinroq). Dupleks zanglamaydigan po'latlar esa muvozanatli faza nisbatini saqlash uchun Ar-N₂ aralashmasini (N₂ 5% dan kam yoki unga teng) talab qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, qalinligi 8 mm bo'lgan 2205 dupleks zanglamaydigan po'latni Ar-2%N₂ aralashmasi yordamida payvandlashda ferrit-austenit fazalari nisbati 48:52 da barqarorlashadi va bu valentlik kuchi 780 MPa-superga (push780 MPa-superga) erishadi. MPa).
• **Alyuminiy qotishmalari:** *Yupqa plitalar (<3 mm):* The high reflectivity of aluminum alloys results in low energy absorption; helium, with its high ionization energy (24.6 eV), helps stabilize the plasma. Research shows that when welding 2 mm thick 6061 aluminum alloy under helium shielding, the penetration depth reaches 1.8 mm-a 25% increase compared to argon shielding-while porosity remains below 1%. *Thick Plates (>5 mm):* Qalin alyuminiy plitalarni payvandlash yuqori energiya sarfini talab qiladi; geliy{1}}argon aralashmasi (He:Ar=3:1) yetarli chuqurlikka erishish va xarajatlarni boshqarish oʻrtasidagi muvozanatni taʼminlaydi. Misol uchun, 8 mm qalinlikdagi 5083 plitalarni payvandlashda, bu aralashma bilan ekranlash 6,2 mm{8}}kirish chuqurligini toza argonga nisbatan 35% yaxshilashga-va shu bilan birga payvandlash xarajatlarini 20%ga kamaytiradi.
