Tionchar na bParaiméadair Gháis Sciath ar Phróiseas Táthú Léasair

Tionchar a bheith ag Paraiméadair Gháis Sciath ar Phróiseas Táthú Léasair

01 Réamhrá

Tá teicneolaíocht táthú léasair, mar gheall ar a dlús ardfhuinnimh, a hionchur teasa íseal, agus a saintréithe neamhtheagmhála, ar cheann de na próisis lárnacha i ndéantúsaíocht bheachtais nua-aimseartha. Mar sin féin, cuireann ocsaídiú, porosity agus caillteanas eilimint de bharr an teagmhála idir an linn leáite agus an t-atmaisféar le linn táthú srian mór ar airíonna meicniúla agus ar shaol seirbhíse na welds. Ní mór gás sciath, mar an croí-mheán chun an timpeallacht táthú a rialú, a roghnú bunaithe ar a chineál, ar ráta sreafa, agus ar mhodh séideadh, i gcomhcheangal le tréithe ábhartha (cosúil le himoibríocht cheimiceach agus seoltacht theirmeach) agus tiús pláta.

Próiseáil Léasair & Leictreonaic

02 Cineálacha Gáis Sciath

Is é príomhról an gháis sciath ná ocsaigin a leithlisiú, iompar linnte leáite a rialáil, agus éifeachtúlacht cúplála fuinnimh a fheabhsú. Bunaithe ar airíonna ceimiceacha, déantar gáis chumhdaithe a aicmiú i ngás támha (argón, héiliam) agus gáis ghníomhacha (nítrigine, dé-ocsaíd charbóin). Tá cobhsaíocht cheimiceach ard ag gáis támha agus cuireann siad cosc ​​​​ar ocsaídiú an linn leáite go héifeachtach, ach bíonn tionchar suntasach ag a ndifríochtaí teirmeachfhisiceacha ar thorthaí táthú.

Mar shampla, tá dlús ard ag argón (Ar) (1.784 kg/m³), rud a chruthaíonn ciseal clúdaigh chobhsaí, ach cuireann seoltacht íseal teirmeach (0.0177 W/m·K) moill ar fhuarú agus bíonn treá níos éadomhain mar thoradh air. I gcodarsnacht leis sin, tá seoltacht teirmeach ag héiliam (He) 8 n-uaire níos airde (0.1513 W/m·K), ag luasghéarú fuaraithe agus ag méadú doimhneacht treá, ach déanann a dhlús íseal (0.1785 kg/m³) éalú éasca, rud a éilíonn sreabhadh níos airde chun cosaint a choinneáil.

Is féidir le gáis ghníomhacha, ar nós nítrigine (N₂), neart táthúcháin a fheabhsú trí thuaslagadh soladach a neartú i gcásanna áirithe, ach d’fhéadfadh úsáid iomarcach a bheith ina chúis le póiriúlacht nó le deascadh pas sobhriste. Mar shampla, d'fhéadfadh insíothlú nítrigine isteach sa linn leáite le linn táthú déphléacsacha cruach dhosmálta cur isteach ar chothromaíocht na céime ferrite/austenític, rud a laghdódh friotaíocht creimeadh.

[Íomhá: Fíor 1. Táthú léasair cruach dhosmálta 304L, (barr) Ar cosaint; (bun) N₂ cosaint]

Ó thaobh meicníochta an phróisis de, cuireann fuinneamh ard ianaithe héiliam (24.6 eV) sciath plasma faoi chois, rud a fheabhsaíonn ionsú agus treá fuinnimh léasair. Gineann Argón, le fuinneamh ianúcháin níos ísle (15.8 eV), scamaill plasma go héasca, a éilíonn dífhócasú nó modhnú cuisle chun trasnaíocht a laghdú. Ina theannta sin, féadfaidh gáis ghníomhacha imoibriú go ceimiceach leis an linn leáite (m.sh., N₂ nítrídí a fhoirmiú le Cr i cruach), ag athrú comhdhéanamh táthúcháin agus ag iarraidh roghnú cúramach a dhéanamh.

Samplaí feidhmchláir ábhartha:
- Cruach: Le haghaidh leatháin tanaí (<3 mm), argon ensures surface smoothness, with oxidation layer thickness of only 0.5 μm on a 1.5 mm low-carbon steel weld. For thick plates (>10 mm), feabhsaíonn suimiú héiliam treá.
- Cruach dhosmálta: Cuireann cosaint Argón cosc ​​ar chaillteanas Cr. I cruach dhosmálta 3 mm tiubh 304, sroicheann ábhar Cr sa weld 18.2% (gar do 18.5% sa bhunmhiotal). Éilíonn cruach dhosmálta déphléacsacha meascáin Ar{-N₂ (N₂ Níos lú ná nó cothrom le 5%) le haghaidh comhardú na gcéimeanna. Léiríonn taighde, le cruach dhosmálta déphléacsach 8 mm ar tiús 2205, go gcoimeádann Ar-2% N₂ cóimheas ferrite/austenític de 48:52 agus neart teanntachta de 780 MPa, níos fearr ná Ar íon (720 MPa).
- Cóimhiotail alúmanaim: Do leatháin tanaí (<3 mm), high reflectivity reduces absorption. Helium, with its high ionization energy, stabilizes plasma. In 2 mm thick 6061 aluminum alloy, helium shielding achieves 1.8 mm penetration, 25% deeper than with argon, with porosity below 1%. For thick plates (>5 mm), He-Ar meascáin (3:1) comhardaíonn sé dul i bhfód agus costas. Mar shampla, d'éirigh le táthú pláta 8 mm tiubh 5083 le gás measctha treá 6.2 mm, 35% níos doimhne ná Ar íon, agus laghdaigh costas 20%.

Próiseáil Léasair & Leictreonaic

03 Tionchar an Ráta Sreafa Gáis Sciath

Bíonn tionchar díreach ag an ráta sreafa gáis sciath ar chumas clúdaigh agus ar dhinimic sreabhach linnte leáite. Teipeann ar shreabhadh neamhleor an t-aer a leithlisiú go hiomlán, rud a fhágann ocsaídiú agus porosity. D'fhéadfadh sé go gcothódh sreabhadh iomarcach suaiteacht, ag sciúradh na linne leáite agus ag cruthú lagáin nó spásaire. De réir uimhir Reynolds (Re=ρvD/μ), méadaíonn an tsreabhadh níos airde treoluas, agus nuair a bhíonn Re> 2300, aistríonn sreabhadh laminach go suaiteacht, rud a dhéanann an linn leáite a dhíchobhsú. Mar sin, ní mór an ráta sreafa criticiúil a chinneadh go turgnamhach nó trí insamhalta CFD.

[Íomhá: Fíor 2. Tionchar na rátaí sreafa gáis sciath éagsúla ar welds]

Chun sreabhadh a bharrfheabhsú, ní mór seoltacht theirmeach agus tiús pláta a mheas:
- Steel and stainless steel: For thin low-carbon steel (1–2 mm), 10–15 L/min is suitable. For thicker plates (>6 mm), 18–22 L/nim ag teastáil chun ocsaídiú a shochtadh. Mar shampla, le cruach dhosmálta 316L 6 mm tiubh, d'fheabhsaigh 20 L/nóim aonfhoirmeacht chruas HAZ de 30%.
- Aluminum alloys: High thermal conductivity requires higher flow to prolong protection. In 3 mm thick 7075 aluminum alloy, 25–30 L/min minimized porosity (0.3%). For plates >10 mm, tá séideadh cumaisc riachtanach chun suaiteacht a sheachaint.

Próiseáil Léasair & Leictreonaic

04 Tionchar na Modhanna Séidte Gáis Sciath

Bíonn tionchar díreach ag an modh séideadh, trí threo agus dáileadh an tsreafa aeir a rialú, ar shreabhadh linne leáite agus ar shochtadh lochtanna. Athraíonn sé grádáin teannais dromchla agus sreabhadh Marangoni, rud a rialaíonn dinimic linn leáite. Cothaíonn séideadh taobh-sreabhadh treo, laghdaítear póiriúlacht agus cuimsiú, agus déanann séideadh cumaisc an dáileadh fuinnimh a chothromú agus a fheabhsaíonn aonfhoirmeacht táthúcháin.

[Íomhá: Fíor 3. Tionchar na modhanna séideadh éagsúla ar welds]

Príomh-mhodhanna séideadh:
- Séideadh comhaiseach: Tá an sruth aeir comhaiseach leis an léas léasair, a chlúdaíonn an linn leáite go siméadrach, atá oiriúnach do tháthú ardluais. Cinntíonn sé cobhsaíocht ardphróisis ach féadfaidh sé cur isteach ar dhíriú léasair. Mar shampla, le cruach feithicleach ghalbhánuithe 1.2 mm, mhéadaigh séideadh comhaiseach luas táthú go 40 mm / s, le spásaire<0.1.
- Taobh-Séideadh: Téann sreabhadh aeir isteach ón taobh, ag glanadh plasma agus neamhíonachtaí go héifeachtach, atá oiriúnach do tháthú treá domhain. Maidir le cruach Q345 12 mm tiubh ag séideadh taobh 30 céim, tháinig méadú 18% ar threá, agus thit porosity ó 4% go 0.8%.
- Séideadh cumaisc: Trí chomh-shéideadh agus taobhséid a chomhcheangal, seachnaíonn sé ocsaídiú agus trasnaíocht plasma ag an am céanna. Maidir le cóimhiotal alúmanaim 3 mm tiubh 6061 le dearadh dé-sorc, laghdaigh an porosity ó 2.5% go 0.4%, agus shroich neart teanntachta 95% den bhunábhar.

05 Conclúid

Eascraíonn tionchar sciath gáis ar cháilíocht an táthú go bunúsach óna rialáil ar aistriú fuinnimh, teirmidinimic linne leáite, agus imoibrithe ceimiceacha:
1. Aistriú fuinnimh: Luasghéaraíonn seoltacht ard teirmeach Héiliam fuaraithe, ag laghdú leithead HAZ; Cuireann seoltacht íseal argóin le saolré na linne leáite, rud a théann chun sochair foirmiú leatháin thanaí.
2. Cobhsaíocht linnte leáite: Bíonn tionchar ag lomadh sruth aeir ar shreabhadh linne leáite. Sochtann sreabhadh cuí spásaire, agus bíonn an iomarca sreabhadh ina chúis le vortices agus lochtanna.
3. Cosaint cheimiceach: Aonraíonn gáis támha ocsaigine, rud a choscann ocsaídiú eilimintí cóimhiotail (m.sh., Cr, Al). Athraíonn gáis ghníomhacha (eg, N₂) airíonna táthaithe trí thuaslagadh soladach a neartú nó trí chomhdhúile a neartú, ach teastaíonn rialú beacht uathu.

Próiseáil Léasair & Leictreonaic

Foinse: Bailithe ag foireann eagarthóireachta chuntas poiblí WeChat "Ard-Teicneolaíocht agus Feidhmchláir Próiseála Beam Fuinnimh."