ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ก๊าซป้องกันจะส่งผลต่อรูปร่างของรอยเชื่อม คุณภาพของรอยเชื่อม ความลึกและความกว้างของรอยเชื่อม และในกรณีส่วนใหญ่ การเป่าก๊าซป้องกันจะส่งผลดีต่อรอยเชื่อม แต่อาจ ก็มีผลเสียเช่นกัน
ผลเชิงบวก:
1. การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องจะช่วยปกป้องสระเชื่อมจากการเกิดออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. การเป่าแก๊สป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดการกระเด็นที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3. สามารถเป่าที่ถูกต้องเข้าไปในก๊าซป้องกันเพื่อเชื่อมสระหลอมเหลวที่แข็งตัวกระจายอย่างสม่ำเสมอทำให้การเชื่อมขึ้นรูปสม่ำเสมอและสวยงาม
4. การเป่าที่ถูกต้องเข้าไปในแก๊สป้องกันสามารถลดไอโลหะหรือพลาสมาคลาวด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพบนเอฟเฟกต์การป้องกันด้วยเลเซอร์ เพิ่มการใช้เลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ
5. การเป่าก๊าซป้องกันที่ถูกต้องสามารถลดความพรุนของรอยเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ตราบใดที่เลือกประเภทก๊าซ อัตราการไหลของก๊าซ และวิธีการเป่าอย่างถูกต้อง ก็สามารถได้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุด
อย่างไรก็ตาม การใช้แก๊สป้องกันอย่างไม่ถูกต้องอาจส่งผลเสียต่อการเชื่อมได้เช่นกัน
ผลกระทบอันไม่พึงประสงค์มีดังนี้:
1. การเป่าแก๊สป้องกันไม่ถูกต้องอาจทำให้รอยเชื่อมเสื่อมสภาพ:
2. การเลือกก๊าซผิดประเภทอาจทำให้เกิดการแตกร้าวในการเชื่อมและอาจส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของการเชื่อมลดลง
3. การเลือกก๊าซที่เป่าเข้าไปในกระแสไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่รุนแรงยิ่งขึ้นของรอยเชื่อม (ไม่ว่าการไหลจะมากหรือน้อยเกินไป) อาจนำไปสู่สระเชื่อมโลหะหลอมเหลวจากการรบกวนจากภายนอก สาเหตุร้ายแรงของรอยเชื่อมยุบหรือ การปั้นไม่สม่ำเสมอ
4. เลือกวิธีการเป่าแก๊สที่ไม่ถูกต้องจะทำให้การเชื่อมไม่สามารถบรรลุผลในการป้องกันหรือแม้กระทั่งโดยทั่วไปไม่มีผลในการป้องกันหรือผลกระทบด้านลบต่อการขึ้นรูปการเชื่อม
5. การเป่าเข้าไปในก๊าซป้องกันจะมีผลกระทบต่อความลึกของการเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการเชื่อมแผ่นบาง จะทำให้ความลึกของการเชื่อมลดลง
ประเภทของก๊าซป้องกัน
ก๊าซป้องกันการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่เป็น N2, Ar, He คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีแตกต่างกัน ดังนั้นผลกระทบต่อการเชื่อมจึงแตกต่างกัน
1. ไนโตรเจน N2
พลังงานไอออไนเซชัน N2 ปานกลาง สูงกว่า Ar ต่ำกว่า He ในการดำเนินการด้วยเลเซอร์ในระดับไอออไนเซชันโดยทั่วไป จะดีกว่าในการลดการก่อตัวของพลาสมาคลาวด์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการใช้เลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ
ไนโตรเจนที่อุณหภูมิหนึ่งสามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีกับอลูมิเนียมอัลลอยด์ เหล็กคาร์บอน ผลิตไนไตรด์ จะปรับปรุงความเปราะของการเชื่อม ลดความเหนียว สมบัติทางกลของรอยเชื่อมจะมีผลเสียมากขึ้น ดังนั้น ไม่แนะนำให้ใช้ไนโตรเจนกับ อลูมิเนียมอัลลอยด์และการป้องกันการเชื่อมเหล็กคาร์บอน
ปฏิกิริยาเคมีของไนโตรเจนและสแตนเลสทำให้ไนไตรด์สามารถปรับปรุงความแข็งแรงของรอยเชื่อมได้ และจะเอื้อต่อการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของการเชื่อม ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซป้องกันเมื่อทำการเชื่อมสแตนเลส
2. อาร์กอน อาร์
พลังงานไอออไนเซชันของ Ar ค่อนข้างต่ำที่สุด ภายใต้การกระทำของระดับไอออไนเซชันของเลเซอร์สูง ไม่เอื้อต่อการควบคุมการก่อตัวของพลาสมาคลาวด์ จะมีผลกระทบบางอย่างต่อการใช้เลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ แต่กิจกรรม Ar นั้นมาก ต่ำจะทำปฏิกิริยาเคมีกับโลหะทั่วไปได้ยาก และต้นทุน Ar ก็ไม่สูง
นอกจากนี้ความหนาแน่นของ Ar ยังมีขนาดใหญ่ เอื้อต่อการจมลงสู่สระเชื่อมเหนือสระเชื่อม สามารถปกป้องสระเชื่อมได้ดีขึ้น ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นก๊าซป้องกันแบบธรรมดาได้
3. ฮีเลียมเฮ
เขามีพลังงานไอออไนเซชันสูงสุด ไอออนไนซ์ภายใต้การกระทำของเลเซอร์ต่ำมาก สามารถควบคุมการก่อตัวของพลาสมาเมฆได้ดีมาก เลเซอร์สามารถมีบทบาทที่ดีมากในโลหะ และกิจกรรมของเขาต่ำมาก โดยทั่วไปทำ ไม่มีปฏิกิริยาเคมีกับโลหะเป็นแก๊สป้องกันการเชื่อมได้ดีมาก
อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของ He สูงเกินไป โดยทั่วไปผลิตภัณฑ์ประเภทการผลิตจำนวนมากจะไม่ใช้ก๊าซ โดยทั่วไป He ใช้สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หรือผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงมาก
วิธีการเลือกวิธีการเป่าทั้งสองวิธีนั้นเป็นการพิจารณาที่ครอบคลุมในแง่มุมต่างๆ และโดยทั่วไปขอแนะนำให้ใช้การเป่าด้านข้างของก๊าซป้องกัน
หลักการเลือกวิธีการเป่าแก๊สป้องกัน
ประการแรก ควรชัดเจนว่าการเชื่อมที่เรียกว่า "ออกซิไดซ์" เป็นเพียงชื่อสามัญ ในทางทฤษฎีหมายถึงการเชื่อมและส่วนประกอบที่เป็นอันตรายในปฏิกิริยาเคมีทางอากาศทำให้คุณภาพของการเชื่อมไม่ดี โดยทั่วไปโลหะเชื่อมที่ อุณหภูมิที่กำหนดและออกซิเจน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน และปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ ในอากาศ
การป้องกันไม่ให้รอยเชื่อมถูก "ออกซิไดซ์" หมายถึงการลดหรือหลีกเลี่ยงการสัมผัสของส่วนประกอบที่เป็นอันตรายดังกล่าวกับโลหะเชื่อมที่อุณหภูมิสูงซึ่งไม่ใช่แค่โลหะหลอมเหลวเท่านั้น แต่รวมถึงช่วงเวลาทั้งหมดนับจากเวลาที่โลหะเชื่อมละลายจนถึง โลหะของสระน้ำแข็งตัวและอุณหภูมิจะลดลงเหลือต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด
ตัวอย่าง
ตัวอย่างเช่น การเชื่อมโลหะผสมไทเทเนียม เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 300 องศาสามารถดูดซับไฮโดรเจนได้อย่างรวดเร็ว 450 องศาสามารถดูดซับออกซิเจนได้อย่างรวดเร็ว 600 องศาสามารถดูดซับไนโตรเจนได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นโลหะผสมไทเทเนียมจึงเชื่อมในการแข็งตัวและอุณหภูมิจะลดลงเหลือต่ำกว่า 300 องศาใน ขั้นตอนนี้จะต้องมีผลในการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ มิฉะนั้นจะถูก "ออกซิไดซ์"
จากคำอธิบายข้างต้นเข้าใจได้ไม่ยาก การเป่าเข้าไปในแก๊สป้องกันไม่เพียงแต่ต้องป้องกันสระเชื่อมได้ทันท่วงทีเท่านั้น แต่ยังต้องมีการเชื่อมบริเวณที่แข็งตัวเพื่อการป้องกันด้วย ดังนั้นการใช้งานทั่วไปของรูปที่ 1 จะแสดงด้านข้าง ด้านแกนของแก๊สป้องกันเป่า เนื่องจากวิธีการป้องกันนี้สัมพันธ์กับการป้องกันโคแอกเซียลในรูปที่ 2 ในการป้องกันช่วงการป้องกันที่กว้างขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่เชื่อมที่เพิ่งแข็งตัวจะมีการป้องกันที่ดีกว่า
การเป่าด้านข้างเพลาด้านข้างสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรม ผลิตภัณฑ์บางชนิดไม่สามารถใช้กับทางเป่าก๊าซป้องกันด้านข้างเพลาได้ สำหรับผลิตภัณฑ์เฉพาะบางอย่างสามารถใช้ได้เฉพาะก๊าซป้องกันโคแอกเซียลเท่านั้น ความต้องการเฉพาะจากโครงสร้างผลิตภัณฑ์และรูปแบบของข้อต่อสำหรับการเลือกเป้าหมาย .
