Effekt af beskyttelsesgas på fiberlasersvejsning i rustfrit stål

Jun 16, 2022 Læg en besked

Med forbedringen af industriel produktionskapacitet får effektiv, smidig og miljøvenlig forarbejdningsteknologi mere og mere opmærksomhed. Som en høj kvalitet, høj præcision, lav deformation og højeffektiv svejsemetode opfylder lasersvejsning kun industriens behov og er blevet mere og mere udbredt inden for rumfart, bilindustrien, skibsbygning og andre områder. Beskyttelsesgas spiller en vigtig rolle i mange faktorer, der påvirker lasersvejsning. I de senere år, med fødslen og udviklingen af fiberlasere med høj effekt,fiber laser svejsninger blevet hurtigt populariseret i forarbejdningsindustrien repræsenteret af biler. Fiberlaser tilhører kategorien solid state-laser med en bølgelængde på 1070nm, hvilket er langt mindre end 10,6% af CO2-laseren μ M-bølgelængden. På grund af de forskellige absorptionsforhold mellem materialer og forskellige bølgelængder af laser er svejsevirkningerne af fiberlaser og CO2-laser naturligt forskellige. Forskning i beskyttelsesgas til fiberlasersvejsning er dog sjælden. I lyset af dette blev der udført en række beskyttelsesgasparametertest med rustfrit stål i dette papir for at uddybe forståelsen aflasersvejsning i rustfrit stål.

Testmaterialet er en 3 mm tyk SUS304 rustfri stålplade. Svejsevarmekilden er ylr-6000 fiberlaser fra IPG-firmaet i USA med en maksimal udgangseffekt på 6kW og en stråledivergensvinkel på 8mmmomrad. Arbejdsplatformen er en kr60ha 6-DOF robot fra tyskland KUKA selskab. Den indvendige diameter af beskyttelsesgasdysen er 4 mm, og højden fra emnet er 4 mm. For at reducere interferensen af irrelevante faktorer på testen indstilles nogle parametre som faste værdier: lasereffekten er 1kW, svejsehastigheden er 1,5m · min-1, brændvidden er 250 mm, defokusmængden er 0 mm, og svejsemetoden er ensidig overfladebehandling. I alt fire grupper af tests blev udført, som var: gastypetest (henholdsvis AR, han og N2 blev valgt for at sammenligne deres virkninger på rustfrit stål), gasblandingsforholdstest (AR og han blev blandet i forskellige proportioner for at observere virkningerne på svejseoverflademorfologi og penetration), luftblæsevinkeltest (virkningerne af forskellige luftblæsevinkler på penetration) og testen af effekten af landingspositionen for beskyttelsesgas (på emnet) ved svejsedannelse.

Når en af AR, han eller N2 bruges som beskyttelsesgas, arrangeres svejseindtrængningen i rækkefølgen af he>n2>ar på grund af indflydelsen af gasioniseringsenergi og plasmavedligeholdelsestærskel. Når indholdet af han i AR og He gasblanding er højere, eller den samlede strømningsværdi af beskyttelsesgas er større, vil penetrationen stige tilsvarende. Påvirket af ændringen af strømningstilstanden (laminær strømning / turbulent strømning) af beskyttelsesgassen på emneoverfladen falder svejseindtrængningen med stigningen i beskyttelsesgassens sideblæsningsvinkel. Med ændringen af den relative afstand mellem beskyttelsesgasfaldpunktet og laserpunktet ændres penetrationen mellem de stigende og faldende tendenser; Den maksimale værdi opnås, når gasfaldspunktet er ca. ± 1,5 mm fra stedet, og minimumsværdien opnås nær oprindelsen (laserplet).