溶接愛好家の皆さん、こんにちは！パルスレーザー溶接機のサプライヤーとして、私はガスアシストパルスレーザー溶接に適切なガスを選択することがいかに重要であるかを直接見てきました。それは溶接結果を左右する可能性があるため、このトピックについて詳しく説明し、正しい選択を行う方法を考えてみましょう。
まず、パルスレーザー溶接になぜガスが必要なのかを理解しましょう。ガスはいくつかの重要な役割を果たします。これは、気孔や酸化などの欠陥を引き起こす可能性がある大気汚染から溶接池を保護するのに役立ちます。また、溶接池上のプラズマプルームの安定性にも影響を及ぼし、ひいてはレーザーからワークピースへのエネルギー伝達にも影響を与えます。また、選択したガスによっては、溶接部の機械的特性に影響を与えることもあります。
現在、ガスアシストパルスレーザー溶接で一般的に使用されるガスは数種類あり、それぞれに独自の特性と用途があります。それらのいくつかを詳しく見てみましょう。
アルゴン
アルゴンはおそらくレーザー溶接で最も広く使用されているガスです。これは不活性ガスなので、溶接される金属とは反応しません。これは、溶接池を酸化やその他の汚染から保護するのに最適です。また、アルゴンはイオン化ポテンシャルが比較的低いため、プラズマプルームを安定させ、レーザーのエネルギー伝達効率を向上させるのに役立ちます。
アルゴンを使用する主な利点の 1 つは、優れた機械的特性を備えたクリーンで高品質の溶接が生成されることです。特にアルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどの金属の溶接に適しています。ただし、アルゴンは、特に大量に使用する場合、少し高価になる可能性があります。
ヘリウム
ヘリウムもレーザー溶接で一般的に使用される不活性ガスです。アルゴンよりも熱伝導率が高いため、溶接池からより迅速に熱を除去できます。これは、過熱や歪みを防ぐのに役立つため、厚い材料や熱伝導率の高い材料を溶接する場合に役立ちます。
また、ヘリウムはアルゴンよりもイオン化ポテンシャルが高いため、プラズマ プルームがより絞られて安定する可能性があります。これにより、特に狭い溶接ビードが必要な用途において、溶接の精度と品質が向上します。ただし、ヘリウムはアルゴンよりもさらに高価であるため、コストを削減するために他のガスと組み合わせて使用されることがよくあります。
窒素
窒素は、鋼などの一部の金属と窒化物を形成する可能性のある反応性ガスです。これは溶接にプラスとマイナスの両方の影響を与える可能性があります。一方で、窒素は溶接部の硬度と強度を高めることができるため、用途によっては有益な場合があります。一方で、適切に使用しないと溶接部に気孔や亀裂が発生する可能性もあります。
窒素は、コストを削減し、溶接の特性を改善するために、アルゴンまたはヘリウムと組み合わせて使用されることがよくあります。特に炭素鋼や一部のステンレス鋼の溶接に適しています。ただし、窒化物が形成されやすいアルミニウムやその他の金属の溶接には窒素を使用しないでください。
酸素
酸素は反応性の高いガスであり、溶接プロセスを強化するために少量使用できます。シールドガスに酸素を加えると、酸素が溶接中の金属と反応して、溶接池の表面に薄い酸化物層を形成することがあります。この酸化層は、レーザーエネルギーの吸収を改善し、溶接速度を高めるのに役立ちます。
ただし、酸素が多すぎると溶接部に過度の酸化と多孔性が生じる可能性があるため、酸素の量を慎重に制御して使用することが重要です。酸素は通常、アルゴンまたはヘリウムと組み合わせて使用され、炭素鋼および一部の種類のステンレス鋼の溶接に最も一般的に使用されます。
では、特定の溶接用途に適したガスをどのように選択すればよいのでしょうか?そうですね、考慮する必要がある要素がいくつかあります。
材質の種類
溶接する材料の種類は、ガスを選択する際に考慮すべき最も重要な要素の 1 つです。異なる金属は異なる特性を持ち、異なるガスに対して異なる反応をします。たとえば、アルミニウムは反応性が高く酸化しやすいため、通常はアルゴンまたはアルゴンとヘリウムの混合物を使用して溶接されます。一方、ステンレス鋼は、ステンレス鋼の特定のグレードと溶接の望ましい特性に応じて、アルゴン、ヘリウム、またはこれらのガスの混合物を使用して溶接できます。
溶接品質の要件
溶接の品質要件も、適切なガスを決定する際に重要な役割を果たします。優れた機械的特性を備えた高品質で欠陥のない溶接が必要な場合は、アルゴンやヘリウムなどのより高価なガスの使用を検討することをお勧めします。一方、多少の多孔性や酸化が許容されるそれほど重要ではないアプリケーションに取り組んでいる場合は、窒素やガスの混合物のような安価なガスを使用できる場合があります。
溶接速度
達成する必要がある溶接速度も考慮すべき重要な要素です。ヘリウムなどの一部のガスは、レーザーのエネルギー伝達効率を向上させ、溶接速度の向上に役立ちます。生産性を向上させ、溶接時間を短縮したい場合は、より高い溶接速度を実現できるガスの使用を検討するとよいでしょう。
料金
もちろん、ガスを選択する際にはコストも常に考慮されます。前に述べたように、アルゴンとヘリウムは比較的高価なガスですが、窒素と酸素はそれほど高価ではありません。ガスのコストと、達成する必要のある品質およびパフォーマンスのバランスを取る必要があります。場合によっては、所望の結果を達成しながらコストを削減するために、混合ガスを使用できる場合があります。
当社では、以下のパルスレーザー溶接機を取り揃えております。900Wレーザーパルス溶接機そして750wパルスレーザー溶接機。これらの機械はさまざまなガスで動作するように設計されているため、特定の溶接用途に最適なガスを選択できます。
どのガスが自分に適しているかまだわからない場合は、当社の専門家チームがお手伝いします。当社は、さまざまなガスとその用途に関する詳細情報を提供し、特定の溶接ニーズに最適なガスを決定するためのテストの実施を支援することもできます。
したがって、パルス レーザー溶接機の市場に参入している場合、またはガスの選択についてアドバイスが必要な場合は、ためらわずに次のことを行ってください。お問い合わせ。私たちは、可能な限り最高の溶接結果を達成できるようお手伝いいたします。
参考文献
- 「レーザー溶接: 原理、プロセス、実践」ジョン C. イオン著
- 「溶接冶金学」ジョン・C・リッポルド、デイビッド・J・コテッキ著
- 米国溶接協会による「ガスメタルアーク溶接」
