Ruchomy lazer ny spaws na nerdziaucy stal: parametry, pravodnik i usunennie pabližaŭ

Нержавеючая сталь — у асноўным аўстэнітныя маркі AISI 304 і 316L — з'яўляецца найбольш распаўсюджаным матэрыялам для зварачвання ў ручных сістэмах зварачвання волаконным лазерам. Яе нізкая цеплаправоднасць (прыкладна адна трэцяя ад цеплаправоднасці вугляродзістай сталі) і высокі каэфіцыент цеплавога пашырэння робяць традыцыйнае зварачванне TIG (GTAW) падвяргнутым сур'ёзнаму выкрывленню, патэмненню і павольным хуткасцям перамяшчэння пры зварачванні лістаў таўшчынёй менш за 3,0 мм.

Ручнае зварачванне волаконным лазерам забяспечвае канцэнтраваны крыніцу цеплыні з высокай шчыльнасцю энергіі, што значна звужа зону цеплавога ўплыву (HAZ) і зніжае цеплавое выкрывленне да 80 % у параўнанні з TIG. Аднак дасягненне чыстых зварных шваў з залатыстага да срэбрыстага колеру без акіслення, прапалення ці падрэзу патрабуе дакладнай наладкі некалькіх ключавых параметраў:

• Магутнасць выхаду лазера (Вт)
• Частата вабуляцыі (Гц) і шырыня (мм)
• Тып абароннага газу, ціск і хуткасць яго падачы
• Хуткасць падачы прутка і яго ўстаноўка (калі выкарыстоўваецца напаўвальны пруток)
• Хуткасць перамяшчэння аператара

Гэты інжынерны даведнік прадстаўляе ўсталёваныя базавыя дыяпазоны параметраў для распаўсюджаных таўшчынь лістовай нержавеючай сталі і канструкцый злучэнняў.

Асновы працэсу: перавага вагання праменя

У ранніх пакаленнях ручных лазерных галоўкаў выкарыстоўваўся статычны сфакусаваны прамень (памер плямы ~0,2 мм). Хоць пранікненне было глыбокім, вузкі прамень патрабаваў амаль нулявога прамежку ў злучэнні (< 0,1 мм), што рабіла дапускі ў падгонцы непрактычнымі для стандартных вытворчых майстэрняў.

Сучасныя ручныя лазерныя пісталеты ўключаюць дзве гальванаметрычныя сістэмы або адну гальванаметрычную сістэму з асцылюючымі («вагальнымі») люстэркамі, якія перамяшчаюць прамень перпендыкулярна або уздоўж шва:

• Ваганне па лініі / акружнасці / трохвугольніку: Распаўсюджвае энергію на шырыні, якая звычайна вар'іруецца ад 0,5 мм да 4,0 мм.

• Моставанне прамежкаў: Дазваляе гладкае перакрыцце прамежкаў да 0,5 мм бяз запаўняльнай праволакі (аўтагенна) і да 1,5 мм пры аўтаматычнай подачы праволакі.

• Рэгуляванне хуткасці астывання: Зменшвае рызык твердзенневага трэшчынавання ў аўстэнітных сплавах шляхам эфектыўнага змяшання плыўкай ванны.

Пачатковыя значэнні параметраў у залежнасці ад таўшчыні (AISI 304 / 316L)

Ніжэйпрыведзеныя значэнні прадстаўляюць практычныя базавыя дыяпазоны, атрыманыя пры выкарыстанні стандартнага непарыўнага лазера на аснове валакна (CW) (1064–1080 нм) з стандартнай фокусуючай лінзай F150 і чыстым аргонам (99,99 %) як абаронным газам.

Zaŭvaha: Rezul'taty ŭ žycciovi zmiennia zaližać ad marki abstałka, optyčnaj efektyŭnasci, čystaty linc, i padužnasci ruchu apieratara. Užoŭski vykonvajcie testavyyja zrazki perad pačatkam serynych zvaročnych rabotaŭ.

Achroŭnae gas i dyjnahstyka kolera zvaročnaj švy

Na neržaviej nacyni vizualnaja koler zatwardzilaj švy siahiadzie niepasredna pakazuje ŭziroŭny ŭziroŭ i zachavanne karozijanaj ŭstijkasci:

• Срэбны / Светлы шафранавы (Золаты): Vydnakachovaje achroŭnaje gas. Pasivnasci khramu-oksida zachavana; minimalnyja patreby ŭ kislym pikirovanni abo čyščyni dratianaj ščotkaj pasla zvarki.

• Сіні / фіялетавы: Нязначнае паверхневае акісляванне. Дапушчальна для канструкцыйных прымяненняў, але павінна быць апрацавана шчоткай або электрахімічна для архітэктурных або санітарных прымяненняў.

• Шэры / чорны (цукровы кокінг): Сур’ёзнае акісляванне. Выклікаецца перавышэннем цеплавога ўводу, недастатковай газавай абаронай або раннім выключэннем газу. Стойкасць да карозіі рэзка зніжаецца.

Рэкамендаваныя практыкі наладкі газавай сыстэмы

• Тып газу: Прамысловы высокачысты аргон (99,99 % або 99,999 %). Азот можа выкарыстоўвацца ў якасці больш эканамічнай альтэрнатывы для аўстэнітных сталёў 304/316, што забяспечвае крыху большую межу міцнасці пры разрыве, але аргон дае больш чысція і бліскучыя эстэтычныя вынікі.

• Падача газу да і пасля зваркі: Усталюйце падачу газу да зваркі не менш за 0,2–0,5 секунды да падзяўлення дугі і пасляпратоку да 1,0–2,0 секунды пасля адпускання. Прадчаснае адцягванне гарналета падвяргае расплаўлены шва, які яшчэ разагрэты да чырвонага колеру, уздзеянню кіслароду паветра, што прыводзіць да ўтварэння чорнага канца.

• Устаноўка насадкі: Патрабуецца забяспечыць, каб насадка для подачы газу была канцэнтрычнай з лазерным праменем. Рэгулярна правяраць медныя насадкі на наяўнасць брызготаў, якія парушаюць ламінарны рух газу.

Подача дроту: калі і як падаваць дрот

Ручная лазерная зварка можа выконвацца аўтагенна (без дроту) на тонколістовай сталі з шчыльным прыляганнем, дасягаючы высокіх хуткасцей перамяшчэння пры поўнай адсутнасці выдаткаў на дрот. Подачу дроту рэкамендуецца ў наступных выпадках:

Правілы выбару дроту для няржавеючай сталі

• Падбярыце або павялічце марку сплаву: Выкарыстоўвайце дрот ER308L для асновы з сталі 304. Выкарыстоўвайце дрот ER316L для асновы з сталі 316/316L. Пры зварцы няржавеючай сталі з малавугляродзістай стальлю выкарыстоўвайце дрот ER309L, каб прадухіліць марцэнсітнае ажоўчванне.
• Дыяметр дроту: Выкарыстоўвайце дрот дыяметрам 0,8 мм або 1,0 мм для лістаў да 2,0 мм; выкарыстоўвайце дрот дыяметрам 1,2 мм для лістаў ≥2,5 мм.
• Вугал падачы дроту: Дрот павінен уваходзіць у расплаўлены ваночку з вядучага краю пад вуглом прыкладна 20° да 30° , перасякаючы фокусную кропку лазера менавіта на паверхні пліты.

Устраненне распаўсюджаных дэфектаў якасці

Prapalenni (zbyšna praniknasc)

Прычыны: Zanizkaja švydkasc ruchu; zbyšna mocy dla danyh parametrau; zbyšna šyrynia šva bez dratu.

Sposaby usunennia: Pavialiczyć švydkasc ruchu; znižyć mocy na 10–15 %; nieznaczna pavialiczyć šyryniu kalyvannia, kab rasczynuć ciepła pa šyršaj paviarohni.

Niedastatkovaja praniknasc (chalodny šov)

Прычыны: Niedastatkovaja mocy lasera; zmiščennie fakalnaj punktu; zvyšana švydkasc ruchu; zbyšna šyrynia kalyvannia dla dadzienaj ščadziny mocy.

Sposaby usunennia: Pavialiczyć mocy; praveryć ahradžalnu linzu na paznakі palenija/pilu; zmenšyć šyryniu kalyvannia z 3,0 mm da 1,8–2,0 mm.

Padrežka uzdouž krajou šva

Прычыны: Zvyšana švydkasc ruchu; neparavilny nasos dratu; zvyšny kut nachylu pystoleta.

Sposaby usunennia: Utrymoŭvać kut pystoleta miž 70° і 85° адносна пласціны; павялічце падачу дроту або зменшыце хуткасць перамяшчэння.

Парыстасць і газавыя ракавіны

Прычыны: Загрязнены асноўны метал (масла, смазка для штампоўкі, клей абароннай плёнкі); турбулентнасць газавога патоку або цягніцы ў майстэрні; забруджаны напаўняльны дрот.

Sposaby usunennia: Прамойце швы спіртам або ацэтонам перад зваркай; адкарэктуйце паток газу ў межах ад 14 да 18 л/хв; выключыце цягніцы ад вентылятараў або адкрытых дзвярэй майстэрні.

Пытанні і адказы

Ці магу я зварваць няржавеючую сталь ручным лазерам магутнасцю 1500 Вт без напаўняльнага дроту?

Так. Для таўшчыні ліста ад 0,5 мм да 2,5 мм пры дакладнай апрацоўцы на ЧПУ-нажыцах або лазерным рэзанні з дакладным прыляганнем краёў (зазор < 0,2 мм) самастойная зварка забяспечвае хуткія, узроўневыя і эстэтычна чыстыя швы, якія не патрабуюць апрацоўкі пасля зваркі.

Ці падыходзіць азот як абаронны газ для ручнога зварвання няржавеючай сталі?

Так. Азот шырока выкарыстоўваецца пры вырабе няржавеючай сталі, бо яго эксплуатацыйныя выдаткі ніжэйшыя ў параўнанні з высокаякасным аргонам, і ён дзейнічае як стабілізатар аўстэніту. Аднак аргон забяспечвае крыху лепшую стабільнасць дугі і больш бляскучую залатава-срэбраную паверхню.

Як прадухіліць спадзенне ад цяпла пры зварцы доўгіх тонкіх панэляў з няржавеючай сталі?

Выкарыстоўвайце прыварныя швы праз кожныя 100–150 мм, цяміце лісты моцна магнітнымі або механічнымі фіксатарамі, падтрымлівайце хуткасць перамяшчэння больш за 15 мм/с і ўтрымлівайце шырыню вабула менш за 2,0 мм, каб мінімізаваць агульны ўклад цяпла (Дж/см).

Гатовыя мадэрнізаваць вытворчую лінію вашай майстэрні?

Ручнае лазернае зварванне няржавеючай сталі прапануе майстэрням небачаную раней камбінацыю хуткасці, эстэтычнай якасці і мінімальнага спадзення. Пачынаючы з ураўнаважаных базавых параметраў, майстэрні могуць дасягнуць сэртыфікаванай прамысловай якасці ўсяго праз некалькі дзён пасля навучання.

[ Запыціце індывідуальную кансультацыю па параметрах і ўзоры зварных швоў ]

Шукаеце падыходную магутнасць і ўстаноўку для падачы праваду для вашай прадукцыі? Звяжыцеся сёння з нашымі тэхнічнымі спецыялістамі па прымяненні.