Εφαρμογή συγκόλλησης με λέιζερ σε ανοξείδωτο χάλυβα 7

Ελαττώματα: Αιτίες και Διορθώσεις

Η συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα με λέιζερ προσφέρει ανεπίρριπτη ακρίβεια, αλλά ελαττώματα μπορούν να εμφανιστούν όταν η προετοιμασία του υλικού, οι παράμετροι διεργασίας ή η παροχή προστατευτικού αερίου δεν είναι πλήρως βελτιστοποιημένες. Σε αντίθεση με τη συγκόλληση με τόξο, η μικρή λίμνη τήξης στη συγκόλληση με λέιζερ στερεοποιείται εξαιρετικά γρήγορα, οπότε ακόμη και μικρές διαταραχές στην παροχή ενέργειας ή στην προστασία μπορούν να δημιουργήσουν ορατά ή κρυφά ελαττώματα. Παρακάτω ακολουθεί λεπτομερής ανάλυση των συνηθισμένων τύπων ελαττωμάτων, των ριζικών αιτιών τους και αποδεδειγμένων διορθωτικών ενεργειών.

Πορώδες

· Μεταλλουργική Αιτία: Φυσαλίδες αερίου (υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο) παγιδευμένες στη λίμνη τήξης κατά τη στιγμή της στερεοποίησης. Το υδρογόνο είναι η πιο συνηθισμένη αιτία—συχνά από υγρασία ή υδρογονάνθρακες στην επιφάνεια της σύνδεσης.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Ανεπαρκής απολίπανση (υγρά κοπής, λάδια, υπολείμματα κολλητικών).

2. Απορρόφηση υγρασίας από υγρές περιβαλλοντικές συνθήκες.

3. Η διαταραχή του προστατευτικού αερίου εισάγει περιβάλλοντα αέρα.

· Λύσεις:

1. Καθαριότητα: Καθαρισμός με διαλύτη και ξήρανση των εξαρτημάτων αμέσως πριν τη συγκόλληση.

2. Προστασία: Διατήρηση στρωτής ροής αερίου· χρήση μεγαλύτερων ακροφυσίων ή διασκορπιστών για αποφυγή διαταραχών.

3. Ρύθμιση Παραμέτρων: Ελαφρά μείωση της ταχύτητας κίνησης για να επιτραπεί στα αέρια να διαφύγουν πριν τη στερεοποίηση· αποφυγή υπερβολικού βάθους θυρίδας που μπορεί να παγιδεύσει αέρια.

Θερμές Ρωγμές (Ρωγμές Στερεοποίησης)

· Μεταλλουργική αιτία: Ο χαμηλός περιεκτικός σε φερρίτη σε πλήρως αυστηνιτικούς κραματικούς τόπους επιτρέπει τη συγκέντρωση προσμίξεων στα όρια των κόκκων κατά τη στερεοποίηση. Εφελκυστικές τάσεις από συρρίκνωση προκαλούν ρωγμές πριν την πλήρη στερεοποίηση.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Πολύ υψηλές ταχύτητες κίνησης παράγουν στενή, πλήρως αυστηνιτική στερεοποίηση.

2. Άκαμπτη στερέωση που περιορίζει τη συρρίκνωση.

· Λύσεις:

1. Μεταλλουργική: Χρησιμοποιήστε γέμιση με υψηλότερο δυναμικό φερρίτη (π.χ. ER308L, ER316L) για να επιτευχθεί 3–8% φερρίτης.

2. Διαχείριση τάσεων: Μειώστε τον περιορισμό στη στερέωση· διαδοχική τοποθέτηση κραμάτων για να διασπαρθούν οι δυνάμεις συρρίκνωσης.

3. Ρύθμιση παραμέτρων: Αποφύγετε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες σε ευαίσθητες βαθμίδες· ρυθμίστε την εστίαση της δέσμης για ελαφρώς ευρύτερο προφίλ κορμού.

Έλλειψη συγκόλλησης / Μη πλήρης διάχυση

· Μεταλλουργική αιτία: Μη πλήρης τήξη των επιφανειών της σύνδεσης ή της ρίζας λόγω ανεπαρκούς πυκνότητας ενέργειας ή κακής τοποθέτησης της δέσμης.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Αποεστιασμένη δέσμη λόγω λανθασμένης θέσης εστίασης.

2. Μη ευθυγράμμιση μεταξύ της δέσμης και της κεντρικής γραμμής της σύνδεσης.

3. Υπερβολική ταχύτητα κίνησης.

· Λύσεις:

1. Οπτικά: Επαληθέψτε την εστιακή απόσταση και τη θέση. Ελέγξτε για μόλυνση του φακού.

2. Παράμετροι: Αυξήστε την ισχύ ή μειώστε την ταχύτητα κίνησης. Μειώστε το πλάτος ταλάντωσης αν είναι υπερβολικό.

3. Προσαρμογή: Βελτιώστε την προετοιμασία της σύνδεσης και διασφαλίστε διάκενο <0,1 mm για αυτογενείς κολλήσεις.

Εντομή / Μη Επαρκής Γέμιση

· Μεταλλουργική Αιτία: Τήξη του βασικού μετάλλου στο άκρο της κολλήσεως χωρίς επαρκή τήξη μετάλλου για να το συμπληρώσει.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Υψηλή πυκνότητα ενέργειας σε συνδυασμό με γρήγορη κίνηση, η οποία «ξεπλένει» το μέταλλο στο άκρο της κολλήσεως.

2. Τοποθέτηση δέσμης εκτός κέντρου.

· Λύσεις:

1. Μειώστε την ταχύτητα κίνησης ή την εκτροπή δέσμης για βελτίωση της βρεχτικότητας.

2. Προσθέστε σύρμα γέμισης για να καλύψετε το διάκενο ή για διαμόρφωση της κολλήσεως.

3. Ρυθμίστε το αέριο προστασίας για να αποφύγετε υπερβολική πλάσματος δέσμη η οποία αστοχεί στο λιωμένο κολπίσκο.

Αστάθεια Κλειδαρότρυπας / Ψεκασμός

· Μεταλλουργική Αιτία: Οι διακυμάνσεις στην κοιλότητα ατμών (κλειδαρότρυπα) οδηγούν σε κατάρρευση ή εκτόξευση λιωμένου μετάλλου.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Η υπερβολική πυκνότητα ισχύος προκαλεί βίαιη εξάτμιση.

2. Η μόλυνση δημιουργεί ανομοιόμορφη απορρόφηση.

3. Κακή επιλογή ή ροή αερίου προστασίας που προκαλεί ασταθή δέσμη.

· Λύσεις:

1. Μειώστε ελαφρώς την πυκνότητα κορυφαίας ισχύος· ρυθμίστε τη θέση εστίασης για σταθερότητα.

2. Διασφαλίστε ότι οι επιφάνειες είναι ελεύθερες από οξείδια και στεγνές.

3. Χρησιμοποιήστε μείγματα ηλίου για να σταθεροποιήσετε την κλειδαρότρυπα σε λειτουργία βαθιάς διάχυσης.

Αλλοίωση Χρώματος και Οξείδωση

· Μεταλλουργική αιτία: Το χρώμιο στο ανοξείδωτο χάλυβα οξειδώνεται όταν το καυτό μέταλλο εκτίθεται στο οξυγόνο, δημιουργώντας χρωματισμό από τη θερμότητα που μπορεί να μειώσει την αντοχή στη διάβρωση.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Ανεπαρκής προστασία από αδρανές αέριο κατά τη συγκόλληση και μετά από αυτήν.

2. Πολύ υψηλές θερμοκρασίες μεταξύ περασμάτων ή ψύξης χωρίς προστασία οπισθοδρόμησης.

· Λύσεις:

1. Αυξήστε την πρωτεύουσα προστασία με αδρανές αέριο και προσθέστε οπίσθια προστατευτικά φύλλα για να καλύψετε το κρυώνον ραφή για 2–5 δευτερόλεπτα.

2. Χρησιμοποιήστε αέριο υψηλής καθαρότητας (>99,99%).

3. Ελαχιστοποιήστε τη θερμική είσοδο διατηρώντας τη διείσδυση.

Υπερβολική παραμόρφωση

· Μεταλλουργική αιτία: Ο υψηλός συντελεστής θερμικής διαστολής του ανοξείδωτου χάλυβα μεγεθύνει ακόμη και μικρές μεταβολές θερμοκρασίας, παράγοντας τάσεις συρρίκνωσης.

· Ειδικοί Ενεργοποιητές Λέιζερ:

1. Υπερισχυρή δέσμη για το πάχος της σύνδεσης.

2. Μεγάλες, συνεχείς ραφές χωρίς ισορροπημένη σειρά.

· Λύσεις:

1. Μειώστε την είσοδο θερμότητας μέσω ρύθμισης της ταχύτητας ή της ισχύος.

2. Συγκολλήστε με σειρά για να εξισορροπήσετε τις τάσεις.

3. Χρησιμοποιήστε συσκευές με ελεγχόμενη σύσφιξη που επιτρέπουν περιορισμένη διαστολή χωρίς απώλεια ευθυγράμμισης.

Στη λέιζερ συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα, τα περισσότερα ελαττώματα προέρχονται από μία από τέσσερις βασικές αιτίες: μόλυνση, κακός έλεγχος δέσμης, λανθασμένη είσοδος θερμότητας ή ανεπαρκής προστασία. Η πορώδης δομή προέρχεται από μόλυνση ή αποθήκευση αερίου, οι θερμές ρωγμές από κακό έλεγχο φερρίτη και υψηλό περιορισμό, η έλλειψη συγκόλλησης από ανεπαρκή διείσδυση, η υποκοπή από κακή ευθυγράμμιση δέσμης, η αστάθεια θυρίδας από ασταθείς ατμώδεις κοιλότητες, η αλλοίωση χρώματος από έκθεση σε οξυγόνο και η παραμόρφωση από θερμική ανισορροπία. Η διόρθωση είναι πάντα στοχευμένη: αφαιρέστε τη βασική αιτία, όχι μόνο το σύμπτωμα, αντιμετωπίζοντας την προετοιμασία, τις παραμέτρους και την παροχή προστατευτικού αερίου.