I. Fonctions principales du gaz de blindage
Prévention de l'oxydation et de la contamination:
Isole la piscine de soudure de l'air (oxygène, humidité) pour éviter l'oxydation, la nitridation ou la porosité (par exemple, les alliages de titane réagissent avec l'oxygène pour former des phases cassantes).
Réglementation du plasma:
Supprime la formation de plasma à haute puissance, empêchant l'énergie laser d'être protégé (par exemple, l'énergie à haute ionisation de l'hélium réduit la formation de plasma).
Contrôle du comportement de la piscine de la fonte:
Les influences font fondre le flux de piscine à travers la conductivité et la densité thermiques du gaz, en ajustant la profondeur et la largeur de la pénétration (par exemple, l'hélium augmente la conductivité thermique pour une pénétration plus profonde dans les matériaux épais).
Refroidissement et nettoyage:
Écrasent des éclaboussures et des scories, aidant à refroidir et à améliorer la formation de soudure.
Ii Critères de sélection
1. Propriétés des matériaux
Acier en carbone / acier à faible alliage:
Prioriserargon pur(empêche l'oxydation, assure des soudures lisses) ouazote(rentable, réduit les éclaboussures mais nécessite un débit contrôlé pour éviter la fragilité du nitrure de fer). Les mélanges d'argon-azote (coût d'équilibre et performances) conviennent également.
Acier inoxydable:
Utiliserargon pur(Empêche l'oxydation du chrome et la corrosion intergranulaire). Pour les plaques épaisses, ajouterhélium(par exemple, les mélanges d'argon-hélium) pour augmenter la pénétration via une conductivité thermique élevée.
Alliages en aluminium / aluminium:
Argon purboucles contre l'oxygène pour éviter les inclusions d'oxyde d'aluminium. Pour les plaques épaisses ou le soudage à grande vitesse, utilisezmélanges à hélium(par exemple, 70% il + 30% AR) pour réduire la tension des surface et améliorer le flux de fonte.
Alliages de cuivre / cuivre:
En raison de la faible absorption laser du cuivre, utilisezHélium pur ou mélanges d'hélium élevépour améliorer l'utilisation de l'énergie et la pénétration. L'argon pur peut provoquer un mauvais flux de fusion.
Alliages en titane:
ExigerArgon de haute pureté (supérieur ou égal à 99,99%)pour isoler strictement l'oxygène et l'azote (risque de phases cassantes). Les structures complexes nécessitent un blindage retentissant (flux de gaz avant et arrière).
Acier galvanisé:
Mélanges azote ou argon-azoteRéduire la vaporisation du zinc (un faible point d'ébullition provoque une porosité), mais le débit doit être contrôlé pour éviter un refroidissement excessif.
2. Power de soudage et type de processus
Faible puissance (<1kW):
Choisirargon purpour la rentabilité et la protection d'oxydation stable.
High Power (>1kW) Soudage de pénétration profonde:
Utilisermélanges d'hélium ou d'argon-héliumpour supprimer le plasma et améliorer la pénétration d'énergie. Pour le soudage de la conduction, optez pour l'argon ou l'azote pour contrôler la taille du pool de fonte et empêcher la brûlure.
Soudage d'impulsion:
Éviter l'azote (sujette aux éclaboussures); prioriser l'argon. Pour le soudage continu, ajustez en fonction du matériau (par exemple, l'azote pour l'acier au carbone).
3. Comparaison des caractéristiques du gaz
Argon (AR):
Avantages: Faible coût, polyvalence (adapté à la plupart des métaux comme l'acier inoxydable, l'aluminium, le titane), l'arc stable et une bonne formation de soudure.
Limites: Sujette à l'ionisation plasmatique à haute puissance, affectant la transmission d'énergie.
Helium (il):
Avantages: Résistance au plasma, pénétration profonde, vitesse de soudage élevée (idéale pour le cuivre et l'aluminium épais), mais coûteux (coût d'argon 10 à 20x) et nécessite des environnements fermés pour empêcher la perte de diffusion.
Azote (n₂):
Avantages: Le coût le plus bas, adapté à l'acier au carbone et à l'acier galvanisé, réduit les éclaboussures.
Limites: Réagit avec l'aluminium et le titane pour former des phases cassantes; interdit pour ces matériaux.
4. Facteurs supplémentaires
Exigences de pureté:
Les matériaux sensibles (acier inoxydable, titane)Supérieur ou égal à 99,999% de gaz à haute pureté, avec un contrôle strict de l'humidité (point de rosée <-40 degré) et de la teneur en oxygène.
Paramètres de débit de gaz:
Utilisez généralement un débit de gaz coaxial ou latéral à 5 à 30 L / min (un débit excessif provoque une turbulence; un débit insuffisant entraîne un mauvais blindage).
Bouclier arrière:
Les pièces soudées à parois minces ou monopaxes nécessitent un gaz arrière (par exemple, argon pur) pour prévenir l'oxydation arrière.
Iii. Combinaisons et applications de gaz communs
Argon pur:
Largement utilisé pour l'acier inoxydable, l'aluminium et le titane dans un soudage de puissance faible à moyen.
Mélanges d'argon-hélium:
Pour les alliages épais en aluminium et en cuivre, équilibrant la pénétration et le coût (par exemple, 30% AR + 70% He).
Mélanges d'argon-azote:
Pour l'acier au carbone et l'acier à faible alliage, la réduction des éclaboussures et des coûts (5 à 10% d'azote; des rapports plus élevés peuvent durcir la soudure).
Hélium pur:
Réservé pour le soudage de pénétration profonde à haute puissance (cuivre, aluminium épais) pour supprimer le plasma.
Azote pur:
Uniquement pour le scellage de surface en acier au carbone et l'acier galvanisé; Évitez strictement avec l'aluminium et le titane.
Iv. Considérations clés
Pureté des gaz et propreté:
Assurez-vous que les pipelines et les cylindres sont secs et propres pour prévenir l'humidité ou la contamination de l'huile.
Ajustement dynamique:
Augmenter le rapport d'hélium pour le soudage à grande vitesse / épaisseur; Réduisez le débit pour les plaques minces / soudage à basse vitesse pour éviter un refroidissement excessif.
Boulissant à double face:
Pour les composants étanches à l'air (par exemple, les récipients sous pression), protégez les surfaces avant et arrière pendant le soudage.