Zaštitni gasovi pri ručnom laserskom zavarivanju
Uloga gasova u ručnom laserskom zavarivanju je delimično ista kao kod klasičnih elektrolučnih postupaka (MIG/MAG/TIG) a delimično ima drugačiju ulogu.
Sprečavanje oksidacije:
Kao i kod elektrolučnog zavarivanja, i kod ručnog laserskog zavarivanja gas mora sprečiti ili maksimalno smanjiti oksidaciju rastopljenog metala. To podrazumeva sprečavanje sagorevanja određenih legirajućih elemenata kao i sprečavanje stvaranja oksidnih uključaka u varu, što sve zajedno može dovesti do značajnog smanjenja čvrstoće i žilavosti, lošije strukture, manje otpornosti na koroziju itd…
Sprečavanje ili smanjenje poroznosti:
U slučaju da u rastopljenom metalu zaostanu mehurići gasa, pojaviće se pore u varu.
Lasersko zavarivanje se odlikuje dubokom penetracijom, pa postoji izuzetno velika opasnost od poroznosti jer u dubini dolazi ponekad do bržeg očvršćavanja rastopljenog metala u odnosu na moguću sporiju degasifikaciju (tj izlazak mehura gasova iz rastopljenog metala), pa metal očvrsne i zarobi mehure koji nisu izašli.
Sklanjanje plazme i dimova:
Princip rada laserskog zavarivanja je da vrlo koncentrisan uzak zrak lasera “bode” u materijal i na tom mestu “uboda” dolazi do isparavanja metala, jer je na tom mestu temperatura veća od temperature ključanja tih metala. A oko zone “uboda” se stvara rastopljeni metal, jer je u toj zoni temperatura iznad tačke topljenja a ispod tačke ključanja i isparavanja.
Pomenuta mala količina metala isparava a takođe ponešto i sagoreva, pa imamo mikrokapljice isparenog metala i imamo dimove od sagorelog metala.
Obzirom na ogromne temperature ključalog metala i okolnog gasa u isparenju iznad metala, stvara se plazma gasa. A plazma gasa je jonizovani gas, u kome se stvara Voltin luk, ili više električnih lukova. Zato se iznad mesta zavarivanja laserom stvara “plamen” tj električni luk sa varnicama i čuje karakterističan zvuk električnog luka.
Sve zajedno, i plazma gasa (električni luk) i dimovi su nepoželjni kod laserskog zavarivanja jer pre svega predstavljaju optičku prepreku laseru, smanjujući njegovu snagu topljenja i zavarivanja.
A sa druge strane, pomenute vrele čestice u dimovima, i raspršene i vrele čestice u isparenjima, mogu dospeti do optike, tj zaštitnog i fokusnog stakla. Što se nažalost vrlo često dešava, pa su i zaštitna i fokusna stakla potrošni delovi. Čim dopru na zaštitno staklo, te vrele čestice se lepe na staklo i oštećuju ga, i na tom mestu tokom vremena slabi otpornost stakla na laserski zrak i staklo počinje prvo da loše propušta zrake, zavarivanje postaje loše, do toga da nema penetracije u metal a pištolj se maksimalno greje. Ponekad toliko da senzor temperature u pištolju isključi uređaj.
Zato protok gasa (ili pritisak) mora biti toliko da što bolje oduva i plazmu i dimove, da bi omogućio čistiji prostor za prodor laserskog zraka, i da bi spečio što je bolje i duže moguće prodor vrelih čestica u pištolj do zaštitnih i fokusnih stakala.
Argon i Azot
Najčešće korišćeni gasovi su argon i azot.
Azot se uglavnom koristi za zavarivanje nelegiranih čelika i nerđajućih čelika.
Argon se uglavnom koristi za zavarivanje pojedinih legiranih čelika, aluminijuma i bakra – iako se može koristiti i za zavarivanje nelegiranih i nerđajućih čelika uz eventualne male probleme (veća cena gasa, veća poroznost…).
NAPOMENA: Nerđajući čelici se mogu izvariti u zaštiti Ar+5%H2 (argon + 5% vodonik) i time izbeći oksidaciono obojenje posle zavarivanja (a time i korišćenje paste ili gela za čišćenje)…
Iako Helijum ima velike prednosti u laserskom zavarivanju, zbog svoje ogromne cene ne koristi se u “običnim” radionicama, već uglavnom u laboratorijama, namenskoj industriji i za proizvodnju vrlo skupih uređaja.
Preporuka za protok argona je 15-25 l/min. Što je korišćena snaga lasera manja, to se koristi 15 l/min, a što je korišćena snaga lasera veća, ide se na protoke do 25 l/min.
Kod azota imamo jedan specifičan problem. Instrument koji meri izlaz kod reducir ventila za azot su iskazani u barima a ne u litrima u minuti.
Zanimljivost: Poznato vam je da u Srbiji postoji već nekolicina tzv Jutjubera-influensera kako sami sebe nazivaju, inače katastrofalno niskog znanja o zavarivanju, pa pokušavaju da nekome nešto objasne (uglavnom onima koji bukvalno ništa ne znaju o zavarivanju).
Pa se tako jedan od njih dohvatio i zavarivanja laserom i lepo čučnuo ispred reducir ventila za azot, dobro pogledao skalu i objasnio da treba podesiti na “DVA KILOGRAMA U MINUTI”. Na opštu šprdnju tada onih koji imaju osnovno tehničko znanje o mernim jedinicama.
Prosto, jedinica za pritisak je bar (…ili Paskal / Megapaskal, N/mm2 ili neka slična jedinica za pritisak…).
Na reducir ventilu, na manometru u koga se Jutjuber-influenser bio zagledao, jasno stoji skala iskazana u bar-ima, ali svejedno za nekoga ko blage veze nema sa strukom zavarivanja to su “kilogrami u minuti” a ne bar-i.
Pogledajte ovaj reducir ventil i uočite skalu u barima (desni manometar – izlazni):
Kada odete da kupite negde reducir ventil za azot, dobićete verovatno odgovor u obliku kontra-pitanja – da li želite reducir ventil sa izlaznim manometrom do 10 bara (kao ovaj sa slike) ili do 40 bara.
Trebate kupiti ovaj do 10 bara (koji je i mnogo jeftiniji od onog od 40 bara).
Jer izlazni pritisci azota kod laserskog zavarivanja su 2-3 bara.
Zašto ne koristiti mešavinu 82%Ar+18%CO2
Zanimljivost: Isti onaj Jutjuber-influenser koji je svojim gledaocima objasnio da je jedinica za pritisak „kilogrami u minuti“, u jednom drugom video klipu o laserskom zavarivanju im je objasnio da koristi mešavinu C18 (82%Ar+18%CO2) za lasersko zavarivanje. Vi nemojte!
U pitanju je standardni gas u MIG/MAG zavarivanju, ali se nikako ne bi mogao preporučiti za zavarivanje laserom.
Korišćenje mešavine Argon 82% i CO2 18% (standardni MAG gas/feromiks) za ručno lasersko zavarivanje je štetno, pre svega za optiku u pištolju (zaštitna i fokusna stakla), a zatim i za kvalitet samog vara.
Evo šta se sve dešava kada se reaktivni gas poput CO2 koristi u laserskom procesu:
Ubrzano uništavanje zaštitnih i fokusnih stakala usled prštanja:
Prisustvo 18% CO2 stvara reaktivnu atmosferu koja izaziva mikro-eksplozije u rastopljenom metalu, što dovodi do nepotrebno velike količine rasprsnutih čestica.
Kod ručnih lasera, te vrele čestice lete nazad u pištolj i brzo će zaprljati i pregoreti zaštitno staklo a kasnije i eventualno oštećenja prelaze na fokusna i kolimatorska sočiva, što zahteva veoma skupe popravke.
Nepoželjna plazma:
Reaktivnost CO2 može stvoriti nepotrebno veliku i gustu plazmu iznad rastopljenog metala sa većim sadržajem dimova, što smeta laserskom zraku, tj zbog te optičke prepreke gubi snagu a to utiče na manju dubinu i lošiji profil penetracije.
Greške u varu – poroznost:
Reaktivna priroda CO2 može dovesti do neprihvatljive poroznosti u varu.
Ako želite da za svoju radionicu nabavite uređaj za ručno lasersko zavarivanje, stojimo vam na raspolaganju.
Možemo ponuditi trenutno najbolje na svetu uređaje za ručno lasersko zavarivanje STRION LASER.
