ריתוך בלייזר, כיצד להשתמש בגז הנכון?

בריתוך לייזר גז המגן משפיע על צורת הריתוך, איכות הריתוך, עומק ורוחב הריתוך, וברוב המקרים לנשיפה פנימה של גז המגן תהיה השפעה חיובית על הריתוך, אך היא עלולה יש גם השפעה שלילית.
השפעות חיוביות:
1. נשיפה נכונה של גז מגן תגן ביעילות על בריכת הריתוך מפני חמצון;
2. נשיפה נכונה של גז מגן יכולה להפחית ביעילות את הנתזים שנוצרים במהלך תהליך הריתוך;
3. הנשיפה הנכונה לתוך גז המגן יכולה להתבקש לרתך את הבריכה המותכת שהתמצקה באופן שווה, מה שהופך את הריתוך לאחיד ויפה;
4. הנשיפה הנכונה לגז המגן יכולה להפחית ביעילות את פלומת אדי המתכת או ענן הפלזמה על אפקט מיגון הלייזר, להגביר את הניצול האפקטיבי של הלייזר;
5. נשיפה נכונה לגז המגן יכולה להפחית ביעילות את נקבוביות הריתוך.
כל עוד סוג הגז, קצב זרימת הגז ושיטת הנשיפה נבחרים בצורה נכונה, ניתן לקבל תוצאות אידיאליות.
עם זאת, שימוש לא נכון בגז מגן עלול להביא גם לתופעות שליליות לריתוך.
ההשפעות הלא חיוביות הן כדלקמן:
1. נשיפה לא נכונה של גז מגן עלולה להוביל להידרדרות של הריתוך:
2. בחירה בסוג הגז הלא נכון עלולה להוביל לסדקים בריתוך ועלולה להוביל גם להפחתה בתכונות המכניות של הריתוך;
3. בחירת גז שגוי הנשיפה לתוך הזרימה עלולה להוביל לחמצון חמור יותר של הריתוך (בין אם הזרימה גדולה מדי או קטנה מדי), עשויה גם להוביל למאגר הריתוך של מתכת על ידי הפרעה חיצונית סיבה רצינית לקריסה של הריתוך או דפוס לא אחיד;
4. בחירת שיטת ניפוח הגז הלא נכונה תוביל לכך שהריתוך לא יכול להשיג את האפקט המגן או אפילו בעצם אין אפקט מגן או השפעה שלילית על ריתוך הריתוך;
5. לנשיפה לתוך גז המגן תהיה השפעה מסוימת על עומק הריתוך, במיוחד כאשר ריתוך צלחת דקה, תפחית את עומק הריתוך.
סוגי גז מגן

גז המגן הנפוץ לריתוך בלייזר הוא בעיקר N2, Ar, He, התכונות הפיזיקליות והכימיות שלו שונות, ולכן גם ההשפעה על הריתוך שונה.
1. חנקן N2

אנרגיית יינון N2 מתונה, גבוהה מ-Ar, נמוכה מ-He, בפעולת הלייזר של דרגת יינון היא כללית, יכולה להיות טובה יותר כדי להפחית את היווצרות של ענן פלזמה, ובכך להגדיל את הניצול האפקטיבי של לייזר.
חנקן בטמפרטורה מסוימת יכול להיות תגובה כימית עם סגסוגת אלומיניום, פלדת פחמן, לייצר ניטריד, ישפר את שבירות הריתוך, הפחתת קשיחות, לתכונות המכניות של מפרקים מרותכים תהיה השפעה שלילית גדולה יותר, אז אין להמליץ ​​על שימוש בחנקן על הגנת ריתוך מסגסוגת אלומיניום ופלדת פחמן.
תגובה כימית חנקן ונירוסטה מייצרת ניטריד יכול לשפר את חוזק מפרק הריתוך, יסייע לשיפור התכונות המכניות של הריתוך, כך שתוכל להשתמש בחנקן כגז מגן בעת ​​ריתוך נירוסטה.
2. ארגון אר

אנרגיית היינון של Ar היא יחסית הנמוכה ביותר, תחת פעולת דרגת היינון בלייזר היא גבוהה, אינה תורמת לשליטה על היווצרות ענן הפלזמה, תהיה השפעה מסוימת על ניצול יעיל של הלייזר, אך פעילות Ar היא מאוד נמוך, קשה ליצור תגובה כימית עם המתכת הנפוצה, ועלות Ar אינה גבוהה;
בנוסף, הצפיפות של Ar גדולה, תורמת לשקיעה לבריכת הריתוך שמעל בריכת הריתוך, יכולה להגן טוב יותר על בריכת הריתוך, ולכן היא יכולה לשמש כגז מגן קונבנציונלי.
3. הליום He

הוא בעל אנרגיית היינון הגבוהה ביותר, יינון תחת פעולת הלייזר הוא נמוך מאוד, יכול להיות שליטה טובה מאוד ביצירת ענני פלזמה, הלייזר יכול להיות תפקיד טוב מאוד במתכת, ופעילות He היא מאוד נמוכה, בעצם. אין תגובה כימית עם המתכת, הוא גז הגנה טוב מאוד לריתוך.
עם זאת, העלות של He גבוהה מדי, בדרך כלל מוצרים מסוג ייצור המוני לא ישתמשו בגז, הוא משמש בדרך כלל למחקר מדעי או מוצרים בעלי ערך מוסף גבוה מאוד.
אופן הבחירה בשתי שיטות הנשיפה הוא שיקול מקיף של היבטים שונים, ובדרך כלל מומלץ להשתמש בנשיפה צדדית של גז מגן.
עקרונות בחירת שיטת ניפוח גז מגן

קודם כל, צריך להיות ברור שמה שנקרא ריתוך הוא "מחמצן" הוא רק שם נפוץ, תיאורטית מתייחס לריתוך והרכיבים המזיקים בתגובה הכימית באוויר מובילים לאיכות ירודה של הריתוך, נהוג לרתך מתכת ב טמפרטורה מסוימת ותגובות חמצן, חנקן, מימן ותגובות כימיות אחרות באוויר.
מניעת "התחמצנות" של הריתוך פירושה צמצום או הימנעות ממגע של רכיבים מסוכנים כאלה עם מתכת הריתוך בטמפרטורה גבוהה, שהיא לא רק מתכת הבריכה המותכת, אלא כל פרק הזמן מרגע המסת מתכת הריתוך ועד מתכת הבריכה מתמצקת והטמפרטורה שלה מופחתת מתחת לטמפרטורה מסוימת.
דוגמא

לדוגמה, ריתוך סגסוגת טיטניום, כאשר הטמפרטורה היא מעל 300 מעלות יכול לספוג במהירות מימן, 450 מעלות יכול לספוג במהירות חמצן, 600 מעלות יכול לספוג במהירות חנקן, כך סגסוגת טיטניום לרתך בהתמצקות והטמפרטורה יורדת מתחת ל-300 מעלות ב שלב זה צריך להיות אפקט הגנה יעיל, אחרת הוא יהיה "חמצן".
מהתיאור שלעיל לא קשה להבין, נשיפה לתוך גז המגן לא רק צריך הגנה בזמן של בריכת הריתוך, אלא גם צריך להיות מרותך רק אזור מוצק להגנה, אז השימוש הכללי באיור 1 מוצג בצד של הצד הצירי של גז המגן הנושף, בגלל דרך זו של הגנה ביחס להגנה הקואקסיאלית באיור 2 בהגנה על מגוון רחב יותר של הגנה, במיוחד עבור הריתוך רק באזור התמצק יש הגנה טובה יותר.
ניפוח צידי של גל צד ליישומים הנדסיים, לא כל המוצרים יכולים לשמש עבור ניפוח צד של גל צד גז מגן, עבור כמה מוצרים ספציפיים, ניתן להשתמש רק בגז מגן קואקסיאלי, צרכים ספציפיים ממבנה המוצר וצורת המפרקים לבחירה ממוקדת .