自動レーザー溶接機のサプライヤーとして、溶接の品質を決定する上で溶接雰囲気が果たす極めて重要な役割を直接目撃しました。このブログでは、真空や空気などのさまざまな溶接雰囲気が、自動レーザー溶接機の溶接品質にどのように影響するかを掘り下げます。
自動レーザー溶接の基本
溶接雰囲気の影響を調査する前に、自動レーザー溶接の基礎を簡単に理解しましょう。を含む私たちの自動レーザー溶接機プラットフォーム自動レーザー溶接機、3つの寸法5-軸レーザー溶接機、 そしてロングマンレーザー溶接機、高エネルギーレーザービームを利用して、材料を溶かし、融合します。これらのマシンの精度と速度により、自動車製造から電子生産まで、幅広いアプリケーションに最適です。
空気中の溶接
空気大気での溶接は、最も一般的で簡単なアプローチです。空気はすぐに利用でき、この環境を作成するために特別な機器は必要ありません。ただし、AIRには、溶接プロセスにプラスとマイナスの両方の効果をもたらす可能性のあるいくつかのコンポーネントが含まれています。
プラスの効果
空気中の溶接の主な利点の1つは、ある程度クーラントとして機能することです。溶接領域の周りの空気は熱を放散し、ワークピースが過熱し、歪みのリスクを減らすのを防ぎます。さらに、空気中の酸素は、溶接中に特定の金属と反応し、表面に薄い酸化物層を形成します。場合によっては、これらの酸化物層は溶接の耐食性を改善する可能性があります。
マイナスの影響
空気中の酸素と窒素も重大な問題を引き起こす可能性があります。レーザービームが金属を溶かすと、高温環境が酸素を金属と反応させ、酸化を引き起こす可能性があります。酸化は、溶接に脆性酸化物包含物の形成につながり、関節を弱め、その機械的特性を減らすことができます。窒素は溶融金属に溶解することもあり、溶接に多孔度と亀裂を引き起こす可能性のある窒化物化合物を形成します。
さらに、空気中に水分が存在すると、溶接プールに水素が導入されます。水素は、金属がより脆くなり、ストレスの下で割れやすくなる現象である水素包発を引き起こすことで有名です。これは、特に溶接が高負荷または疲労にさらされるアプリケーションでは、大きな懸念事項になる可能性があります。
真空での溶接
真空環境での溶接は、主に酸素、窒素、水分が存在しないため、空気中の溶接よりもいくつかの利点を提供します。
プラスの効果
真空溶接の最も重要な利点は、酸化とニトリド形成の除去です。酸素と窒素がなければ、溶接はよりきれいで、包含物が少なくなり、機械的特性が改善された高品質のジョイントをもたらします。水素からの水素がないことは、水素包含のリスクも低下させ、溶接をより信頼性が高く耐久性があります。
真空溶接は、レーザービームの浸透深度を高めることもできます。真空では、周囲の大気によるレーザーエネルギーの吸収と散乱が少なくなり、レーザーがワークピースにより効果的に焦点を合わせることができます。これにより、より深く、より一貫した溶接が発生する可能性があります。これは、厚い材料を結合する必要があるアプリケーションで特に重要です。
マイナスの影響
真空溶接の主な欠点は、真空環境の作成と維持に関連する高コストと複雑さです。真空チャンバーやポンプなどの特殊な機器は、必要な真空レベルを達成し、維持するために必要です。この機器は、購入と操作に費用がかかる場合があり、溶接システムの全体的なサイズと複雑さも追加されます。さらに、ワークピースを真空チャンバーに積み込むプロセスは時間である可能性があります - 消費するため、溶接操作の全体的な生産性を低下させる可能性があります。
その他の溶接雰囲気
空気と真空に加えて、他の溶接雰囲気を使用して、特定の溶接結果を達成できます。たとえば、アルゴンやヘリウムなどの不活性ガスは、一般的にシールドガスとして使用されます。
不活性ガスシールド
不活性ガスは、溶接中に金属と反応せず、溶接プールと周囲の空気の間に保護障壁を提供します。アルゴンは、比較的安価で良好なシールド特性を持っているため、レーザー溶接に最も広く使用されている不活性ガスです。一方、ヘリウムは熱伝導率が高く、溶接プールの熱伝達を改善できるため、溶接速度が高まり、浸透が向上します。
不活性ガスシールドは、真空溶接と同様に、溶接部の酸化と気孔率を低下させる可能性がありますが、真空システムのコストと複雑さは高くありません。ただし、不活性ガスの使用には、溶接領域の適切なシールドを確保するために、ガスフローコントローラーやノズルなどの追加の機器が必要です。
さまざまな材料への影響
溶接雰囲気の効果は、溶接中の材料の種類によって異なります。たとえば、チタンやアルミニウムなどの反応性金属は、空気中の酸化と窒化物の形成を非常に受けやすいです。これらの金属を真空または不活性ガスシールドで溶接することは、高品質の溶接を達成するためにしばしば必要です。
一方、ステンレス鋼などの一部の材料は酸化により耐性があり、許容できる結果で空気で溶接することができます。ただし、ステンレス鋼であっても、不活性ガスまたは真空雰囲気を使用すると、特に高レベルの腐食抵抗が必要な用途では、溶接品質を改善できます。
結論
溶接雰囲気は、自動レーザー溶接機によって生成される溶接の品質に大きな影響を与えます。空気中での溶接はシンプルでコストがかかりますが、効果的ですが、酸化、窒化物の形成、水素採算につながる可能性があり、溶接の品質を損なう可能性があります。真空溶接は、これらの問題を排除することにより優れた溶接品質を提供しますが、高コストと複雑さが伴います。不活性ガスシールドは、真空システムを必要とせずに真空溶接の多くの利点を提供し、中央の地上ソリューションを提供します。
自動レーザー溶接機のサプライヤーとして、各アプリケーションに適切な溶接雰囲気を選択することの重要性を理解しています。当社の専門家チームは、大規模な製造業務であろうと精度 - エンジニアリングプロジェクトであろうと、特定の要件に基づいて最も適切な雰囲気を判断するのに役立ちます。
自動レーザー溶接機と溶接雰囲気が溶接品質にどのように影響するかについて詳しく知りたい場合は、詳細な相談についてはお気軽にお問い合わせください。溶接のニーズを満たすための最良のソリューションを提供することをお約束します。
参照
- デイビス、JR（編）。 （2004）。アルミニウムおよびアルミニウム合金。 ASM International。
- ランカスター、JF（1999）。溶接の冶金。バターワース - ハイネマン。
- Schuöcker、D。、およびSteen、WM（2003）。レーザー材料処理。スプリンガー。