一、保護(hù)氣體的作用

        在激光焊接頭焊接中，保護(hù)氣體會(huì)影響焊縫的形成，焊接質(zhì)量，焊縫熔深和焊縫寬度。在大多數(shù)情況下，吹制保護(hù)氣體會(huì)對(duì)焊接產(chǎn)生積極影響，但也可能帶來(lái)不利影響。

 積極影響

 1）適當(dāng)吹入保護(hù)氣體可有效保護(hù)焊池減少甚至氧化;

 2）適當(dāng)吹掃保護(hù)氣體可有效減少焊接過(guò)程中產(chǎn)生的飛濺;

 3）適當(dāng)吹掃保護(hù)氣體，可在焊池凝固時(shí)促進(jìn)均勻擴(kuò)散，使焊縫均勻美觀;

 4）適當(dāng)吹掃保護(hù)氣體，可有效降低金屬蒸汽羽流或等離子云對(duì)激光的屏蔽作用，提高激光的有效利用率。

 5）適當(dāng)吹掃保護(hù)氣體可有效降低焊縫孔隙率。

 只要正確選擇氣體類型，氣體流速和吹氣模式，就可以獲得理想的效果。

 不正確使用保護(hù)氣體也會(huì)對(duì)焊接產(chǎn)生不利影響

 1）保護(hù)氣體吹入不正確可能導(dǎo)致焊接劣化：

 （1）選擇錯(cuò)誤的氣體類型可能會(huì)導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)裂縫，并可能導(dǎo)致焊縫的機(jī)械性能下降;

 （2）選擇錯(cuò)誤的吹風(fēng)流量可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的焊接氧化（流量是否過(guò)大或過(guò)?。?，還可能導(dǎo)致焊池金屬嚴(yán)重外部干擾，導(dǎo)致焊縫坍塌或形成不均勻;

 （3）選擇錯(cuò)誤的吹制方法會(huì)導(dǎo)致焊縫達(dá)不到保護(hù)效果，即使基本上沒(méi)有保護(hù)效果，也會(huì)對(duì)焊縫形成產(chǎn)生負(fù)面影響;

 2）吹氣保護(hù)氣體對(duì)焊縫熔深有一定影響，特別是焊接薄板時(shí)，會(huì)降低焊縫熔深。

二、保護(hù)氣體的類型

       常用的激光焊接保護(hù)氣體主要包括N2，Ar和He。它們的物理和化學(xué)性質(zhì)不同，因此它們對(duì)焊縫的影響也不同。

氮?dú)釴2

N2的電離能中等，高于Ar且低于He。 N2的電離度一般在激光的作用下，可以減少等離子云的形成，提高激光的有效利用率。氮可以在一定溫度下與鋁合金和碳鋼反應(yīng)生成氮化物，從而改善焊縫脆性，降低韌性并對(duì)焊縫的機(jī)械性能產(chǎn)生更大的不利影響。因此，不建議使用氮?dú)鈦?lái)保護(hù)鋁合金和碳鋼焊縫。氮與不銹鋼之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氮化物可以提高焊接接頭的強(qiáng)度和力學(xué)性能，因此在焊接不銹鋼時(shí)氮可以作為保護(hù)氣體。

氬氣Ar

Ar在激光作用下具有最低的電離能和高電離度，不利于控制等離子云的形成，對(duì)激光的有效利用率有一定的影響。然而，Ar活性非常低并且難以與普通金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且Ar成本不高。此外，較高的Ar密度有利于焊池的下沉，可以更好地保護(hù)焊池，因此可以作為常規(guī)保護(hù)氣體使用。

氦氣He

He在激光作用下，它具有最高的電離能和低電離度，可以很好地控制等離子云的形成。激光可以很好地作用于金屬，活性很低，基本上不與金屬反應(yīng)，金屬是一種良好的焊縫保護(hù)氣體。然而，他的成本太高而無(wú)法用于大規(guī)模生產(chǎn)。他通常用于科學(xué)研究或具有高附加值的產(chǎn)品。

圖1 旁軸側(cè)吹保護(hù)氣體

圖2 同軸保護(hù)氣體

三、吹保護(hù)氣體的方法

       目前，主要有兩種吹氣保護(hù)方法：一種是并排吹氣保護(hù)氣體，如圖2所示。 2. 1;另一種是同軸保護(hù)氣體。在許多方面已經(jīng)充分考慮了兩種吹制方法的具體選擇。通常，建議使用側(cè)吹保護(hù)氣體。首先，需要明確的是，所謂的焊接“氧化”只是一個(gè)常見(jiàn)的名稱。從理論上講，它指的是焊縫與空氣中有害成分之間的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。通常，焊接金屬在一定溫度下與空氣中的氧，氮，氫等反應(yīng)。防止焊接被“氧化”意味著減少或防止這種有害成分在高溫下接觸焊接金屬，這不僅是熔池金屬，而且是從焊接金屬熔化到焊接金屬的整個(gè)時(shí)間段。池金屬固化，溫度降至一定溫度以下。

       例如，鈦合金焊接可以在溫度高于300℃時(shí)快速吸收氫氣，當(dāng)溫度高于450℃時(shí)可以吸收氧氣，而當(dāng)溫度高于600℃時(shí)可以吸收氮?dú)?。因此，鈦合金焊后必須在凝固后得到有效保護(hù)，溫度必須降至300℃以下，否則會(huì)被“氧化”。從以上描述中，不難理解吹制保護(hù)氣體不僅需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間保護(hù)焊接熔池，而且還需要保護(hù)已焊接的新凝固區(qū)域。因此，圖1中所示的側(cè)吹保護(hù)氣體。 2.圖2所示的方法。通常采用圖1所示的方法，因?yàn)樵摲椒ǖ谋Ｗo(hù)范圍比圖1所示的同軸保護(hù)方法的保護(hù)范圍寬。 1.2，特別是新凝固的焊接區(qū)域具有更好的保護(hù)效果。

 在并行吹制工程應(yīng)用中，并非所有產(chǎn)品都與保護(hù)氣體并排吹制。對(duì)于某些特定產(chǎn)品，只能使用同軸保護(hù)氣體。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和聯(lián)合形式中需要具體選擇。

 1）直接焊接

 如圖所示。 3.產(chǎn)品的焊縫形狀筆直。接頭可以是對(duì)接接頭，搭接接頭，圓角接頭或搭接接頭。側(cè)吹保護(hù)氣體方法如圖1所示。優(yōu)選使用1。 1表示此類產(chǎn)品。

圖3 直線狀焊縫

 2）平面閉式拉絲焊接

如圖所示。如圖所示。如圖4所示，產(chǎn)品的焊接形狀是平面圓周形狀，平面多邊形形狀，平面多段線性形狀等封閉圖案。接頭形式可以是對(duì)接接頭，搭接接頭，重疊焊接接頭等。所有這類產(chǎn)品最好采用圖1所示的同軸保護(hù)氣體模式。 1. 2。

圖4 平面封閉圖形狀焊縫

       保護(hù)氣體的選擇直接影響焊接生產(chǎn)的質(zhì)量，效率和成本。然而，由于焊接材料的多樣性，焊接氣體的選擇在實(shí)際焊接過(guò)程中相對(duì)復(fù)雜。有必要綜合考慮焊接材料，光纖焊接頭焊接方法，焊接位置和所需的焊接效果。只有通過(guò)焊接試驗(yàn)才能選擇更合適的焊接氣體，以獲得更好的焊接效果。

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