Примена ласерског заваривања на нерђајућем челику 7

Грешке: Узроци и решења

Ласерско заваривање нерђајућег челика нуди непревазиђену прецизност, али могу се јавити и грешке ако припрема материјала, параметри процеса или довод заштитног гаса нису потпуно оптимизовани. За разлику од лук таласног заваривања, растопљена вана код ласерског заваривања се врло брзо чврсти, тако да чак и мали поремећаји у достави енергије или заштити могу проузроковати видљиве или скривене недостатке. У наставку је детаљан преглед типова уобичајених грешака, њихових основних узрока и проверених корективних мера.

Poroznost

· Metalurški uzrok: Mehurići gasa (vodonik, kiseonik, azot) zarobljeni u rastopljenom bazenu tokom kristalizacije. Najčešći krivac je vodonik—često iz vlage ili ugljovodonika na površini spoja.

· Pokretači specifični za laser:

1. Nedovoljno uklanjanje masti (sečiva tečnost, ulja, ostaci lepka).

2. Upijanje vlage iz vlažnih sredina.

3. Turbulencija zaštitnog gasa uvlači okolni vazduh.

· Rešenja:

1. Čistoća: Delove očistiti rastvaračem i osušiti odmah pre zavarivanja.

2. Zaštita: Održavajte laminarno strujanje gasa; koristite veće mlaznice ili difuzore kako biste sprečili turbulenciju.

3. Podešavanje parametara: Blago smanjite brzinu pomeranja da bi gasovi mogli da izađu pre kristalizacije; izbegavajte preveliku dubinu ključa koja može zarobiti gasove.

Toplo pucanje (pucanje usled kristalizacije)

· Metalurški uzrok: Nizak sadržaj ferita u potpuno austenitnim zavarima dovodi do koncentracije nečistoća na granicama zrna tokom kristalizacije. Zatezni naponi usled skupljanja izazivaju pukotine pre potpunog stvrdnjavanja.

· Pokretači specifični za laser:

1. Veoma visoke brzine kretanja proizvode uske, potpuno austenitne strukture kristalizacije.

2. Krute stezne naprave koje ograničavaju skupljanje.

· Rešenja:

1. Metalurgija: Koristite dodatni materijal sa većim potencijalom za ferit (npr. ER308L, ER316L) kako biste postigli 3–8% ferita.

2. Upravljanje naponima: Smanjite ograničenja u steznim napravama; izvodite zavarivanje na razmaknutim mestima kako biste raspodelili sile skupljanja.

3. Podešavanje parametara: Izbegavajte ekstremno visoke brzine kod osetljivih sorti; podesite fokus zraka za nešto širi profil zavara.

Nedovoljno spajanje / Nepotpuna prodirnost

· Metalurški uzrok: Nepotpuno topljenje površina spoja ili korena usled nedovoljne gustine energije ili loše pozicije zraka.

· Pokretači specifični za laser:

1. Defokusirani zrak usled pogrešnog položaja fokusa.

2. Neusklađenost između zraka i srednje linije spoja.

3. Превелика брзина кретања.

· Rešenja:

1. Оптика: Проверите жижну даљину и положај; проверите загађеност сочива.

2. Параметри: Повећајте снагу или смањите брзину кретања; смањите амплитуду зиго-зиго кретања ако је превелика.

3. Подешавање: Побољшајте припрему споја и осигурајте размак <0,1 mm за аутогене заваре.

Недовољно попуњен ваздушни простор / Недовољна количина завареног материјала

· Металуршки узрок: Топљење основног метала на ивици завара без довољно течног метала који га попуни.

· Pokretači specifični za laser:

1. Висока густина енергије у комбинацији са брзим кретањем, што односно метал на ивици.

2. Померени положај снопа.

· Rešenja:

1. Смањите брзину кретања или померање снопа како бисте побољшали мочење.

2. Додајте жицу за пуњење ради премошћавања размака или обликовања завара.

3. Podesite zaštitni gas da biste izbegli prekomerno plazmatsko oblačenje koje destabilizuje rastopljeni bazen.

Nestabilnost ključača / prskanje

· Metalurški uzrok: Fluktuacije u parnoj šupljini (ključač) dovode do kolapsa ili izbacivanja rastopljenog metala.

· Pokretači specifični za laser:

1. Prekomerna gustina snage uzrokuje nasilno isparavanje.

2. Zagađenje stvara nejednako apsorbovanje.

3. Loš izbor zaštitnog gasa ili protok koji uzrokuje nestabilno oblačenje.

· Rešenja:

1. Smanjite vršnu gustinu snage; podesite položaj fokusa radi stabilnosti.

2. Obavezno očistite površine od oksida i osušite ih.

3. Koristite smeše sa helijumom kako biste stabilizovali ključač u režimu dubokog prodiranja.

Promena boje i oksidacija

· Металуршки узрок: Хром у нерђајућем челику се оксидује када врући метал буде изложен кисеонику, формирајући топлотну промену боје која може смањити отпорност на корозију.

· Pokretači specifični za laser:

1. Недовољно заштитно гасно покривање током и након заваривања.

2. Превисока температура између проласака или хлађења без заштите са задњим штитовима.

· Rešenja:

1. Повећајте примарну заштиту гасом и додајте задње штитове да бисте заштитили зону хлађења завареног венаца 2–5 секунди.

2. Користите гас високе чистоће (>99,99%).

3. Смањите унос топлоте, али одржавајте довољну продубину топљења.

Прекомерна деформација

· Металуршки узрок: Висок коефицијент термичког ширења нерђајућег челика увећава чак и мале промене температуре, што доводи до напетости усихања.

· Pokretači specifični za laser:

1. Прејако струјно поље за дебљину споја.

2. Дугачки, континуирани заварени шавови без уравнотежене секвенце.

· Rešenja:

1. Smanjite ulaz toplote putem podešavanja brzine ili snage.

2. Izvodite zavarivanje u nizu kako biste uravnotežili napone.

3. Koristite stezne pribore sa kontrolisanim stezanjem koji dozvoljavaju ograničeno širenje bez gubitka poravnanja.

U laserском zavarivanju nerđajућег čelika, većina grešaka potiče od jednog od četiri osnovna uzroka: kontaminaciju, lošu kontrolu zraka, pogrešan ulaz toplote ili nedovoljno zaštitno gasovanje. Pora nastaju zbog kontaminacije ili zarobljenog gasa, vruće pukotine zbog loše kontrole ferita i velikog ograničenja, nepotpuna fuzija zbog nedovoljne prodiranja, podrezivanje zbog lošeg poravnanja zraka, nestabilnost ključa zbog nestabilnih parnih šupljina, obojenje zbog izlaganja kiseoniku, a deformacija zbog termalne neuravnoteženosti. Rešenje je uvek usmereno: uklonite osnovni uzrok, a ne samo simptom, tako što ćete rešiti pripremu, parametre i dovod zaštitnog gasa.