01
Rhagymadrodd
Oherwydd ei ddwysedd ynni uchel, mewnbwn gwres isel, a natur ddigyswllt, mae technoleg weldio laser wedi dod i'r amlwg fel un o'r prosesau craidd mewn gweithgynhyrchu manwl modern. Fodd bynnag, mae materion megis ocsidiad, mandylledd, a llosgi elfennol sy'n deillio o'r cyswllt rhwng y pwll weldio a'r atmosffer yn ystod y broses weldio yn cyfyngu'n ddifrifol ar briodweddau mecanyddol a bywyd gwasanaeth y gwythiennau weldio. Fel y cyfrwng hanfodol ar gyfer rheoli'r amgylchedd weldio, rhaid i ddewis y math o nwy cysgodi, cyfradd llif, a dull cyflwyno gael ei gyfuno'n ofalus â'r nodweddion deunydd penodol (megis adweithedd cemegol a dargludedd thermol) a thrwch y darn gwaith.
Prosesu Pelydr Laser a Electron
02
Mathau o Nwyon Cysgodi
Prif swyddogaeth nwy cysgodi yw ynysu ocsigen, rheoleiddio ymddygiad pwll weldio, a gwella effeithlonrwydd cyplu ynni. Yn seiliedig ar eu priodweddau cemegol, gellir dosbarthu nwyon cysgodi yn fras yn nwyon anadweithiol (fel argon a heliwm) a nwyon gweithredol (fel nitrogen a charbon deuocsid). Mae gan nwyon anadweithiol sefydlogrwydd cemegol uchel, gan atal ocsidiad y pwll weldio yn effeithiol; fodd bynnag, gall gwahaniaethau sylweddol yn eu priodweddau thermoffisegol effeithio'n fawr ar y canlyniad weldio. Er enghraifft, mae argon (Ar) yn cynnwys dwysedd uchel (1.784 kg / m³), sy'n ei alluogi i ffurfio blanced amddiffynnol sefydlog dros y pwll weldio; i'r gwrthwyneb, mae ei ddargludedd thermol isel (0.0177 W/m·K) yn arwain at oeri pyllau weldio arafach a dyfnder treiddiad basach. Mewn cyferbyniad, mae heliwm (He) yn arddangos dargludedd thermol tua wyth gwaith yn fwy na'r argon (0.1513 W/m·K), a thrwy hynny'n cyflymu oeri'r pwll weldio a chynyddu dyfnder treiddiad; fodd bynnag, mae ei ddwysedd isel (0.1785 kg/m³) yn ei gwneud yn dueddol o wasgaru'n gyflym, gan olygu bod angen cyfraddau llif uwch i gynnal cysgodi effeithiol. Gall nwyon actif-fel nitrogen (N₂){-mewn rhai cymwysiadau, wella cryfder sêm weldio trwy-gryfhau toddiant solet; fodd bynnag, gall eu defnydd gormodol arwain at fandylledd neu wlybaniaeth cyfnodau brau. Er enghraifft, wrth weldio duroedd di-staen deublyg, gall diddymu nitrogen i'r pwll weldio amharu ar gydbwysedd cyfnod austenite ferrite, gan arwain at ostyngiad mewn ymwrthedd cyrydiad.
O safbwynt mecanweithiau proses, mae egni ïoneiddiad uchel heliwm (24.6 eV) yn atal yr effaith cysgodi plasma ac yn gwella amsugno ynni laser, a thrwy hynny gynyddu dyfnder treiddiad. I'r gwrthwyneb, mae egni ïoneiddiad isel argon (15.8 eV) yn tueddu i gynhyrchu pluen plasma, sy'n golygu bod angen defnyddio technegau fel dadffocysu neu fodiwleiddio curiad y galon i liniaru ymyrraeth. Ymhellach, gall adweithiau cemegol rhwng nwyon cysgodi gweithredol a'r pwll tawdd-fel ffurfio nitridau trwy adwaith nitrogen â chromiwm mewn dur-newid y cyfansoddiad weldio; felly, rhaid bod yn ofalus wrth ddewis nwy cysgodi, gan ystyried priodweddau deunydd penodol.
**Enghreifftiau o Gymhwysiad Deunydd:**
• **Dur:** Wrth weldio platiau tenau (<3 mm), argon ensures a high-quality surface finish; for instance, the oxide layer thickness on a weld in 1.5 mm low-carbon steel is merely 0.5 μm. For thick plates (>10 mm), fodd bynnag, mae angen ychwanegiad bach o heliwm (He) i gynyddu dyfnder treiddiad.
• **Dur Di-staen:** Mae cysgodi argon yn atal y cynnwys cromiwm (Cr) rhag disbyddu; mewn weldiad ar ddur di-staen 3 mm o drwch 304, mae'r cynnwys Cr yn cyrraedd 18.2% (yn agos at 18.5% y metel sylfaen). Ar y llaw arall, mae angen cymysgedd Ar-N₂ ar ddur di-staen deublyg (gyda N₂ Llai na neu'n hafal i 5%) i gynnal cymhareb gwedd gytbwys. Mae astudiaethau'n dangos, wrth weldio dur di-staen 2205 dwplecs 8 mm o drwch gan ddefnyddio cymysgedd Ar-2% N₂, mae'r gymhareb cyfnod ferrite i-austenit yn sefydlogi ar 48:52, gan roi cryfder tynnol o 780 MPa-yn uwch na'r hyn a gyflawnwyd gyda tharian argona pur20).
• **Aloi Alwminiwm:** * Platiau Tenau (<3 mm):* The high reflectivity of aluminum alloys results in low energy absorption; helium, with its high ionization energy (24.6 eV), helps stabilize the plasma. Research shows that when welding 2 mm thick 6061 aluminum alloy under helium shielding, the penetration depth reaches 1.8 mm-a 25% increase compared to argon shielding-while porosity remains below 1%. *Thick Plates (>5 mm):* Mae angen mewnbwn ynni uchel i weldio platiau alwminiwm trwchus; mae cymysgedd heliwm-argon (He:Ar=3:1) yn cynnig cydbwysedd rhwng cyflawni dyfnder treiddiad digonol a rheoli costau. Er enghraifft, wrth weldio platiau 5083 8 mm o drwch, mae cysgodi â'r cymysgedd hwn yn arwain at ddyfnder treiddiad o 6.2 mm-gwelliant o 35% dros argon pur-gan leihau costau weldio 20% ar yr un pryd.
