אילו גורמים משפיעים על טוהר החנקן בלחמת לייזר?

הקדמה

לחימור בלייזר emerged as a revolutionary technique in modern manufacturing, renowned for its precision, high - speed operation, and minimal heat - affected zone. In this process, nitrogen plays a crucial role as a shielding gas. High - purity nitrogen is essential for preventing oxidation of the weld pool, reducing porosity, and enhancing the overall quality of the weld. However, achieving and maintaining the desired nitrogen purity is influenced by several factors, which we will explore in detail in this article.

1. מקור החנקן

1.1 ייצור מהאטמוספירה

בדרך כלל, החנקן המשמש בלחמת לייזר מיוצר מהאוויר. באוויר יש בערך 78% חנקן, וכן חמצן, ארגון ופסולת של גזים אחרים. כדי להשיג חנקן מהאוויר, נעשה שימוש בשיטות כמו ספיגת לחץ משתנה (PSA) או הפרדת ממברנה. בשיטת PSA, האוויר מכווץ ומועבר דרך מיטת חומרים סופגים (בדרך כלל זאוליטים). לחומרים אלו יש נטייה גבוהה יותר לספיגת חמצן ופסולת אחרות לעומת חנקן. כתוצאה מכך, גז החנקן מופרד ואוסף. עם זאת, יעילותה של מערכת ה-PSA בייצור חנקן טהור תלויה בגורמים רבים, כמו איכות החומר הסופג, לחץ וטמפרטורת הפעלה, וקצב הזרימה של האוויר הנכנס. אם החומר הסופג מגיע לרוויה או מתקלקל עם הזמן, זה עלול להוביל לירידה בטיב החנקן. לדוגמה, אם יחידת ה-PSA לא תופעל כראוי ולא תתבצע ריגנרציה יעילה של החומר הסופג, חמצן ופסולת אחרות עשויות להתחיל לחדור, וכך ירדת טיב החנקן מ-99.99% הרצוי (או יותר בחלק מהמקרים) לערך נמוך יותר.

למשל, הפרדת ממברנה משתמשת בממברנה חצי חדירה. כאשר אוויר מכווץ עובר דרך הממברנה הזו, גזים עם גודל מולקולרי קטן יותר (כגון חמצן) חודרים דרכה בקלות רבה יותר מאשר חנקן. לאחר מכן נאספת הזרימה העשירה בחנקן. אך גורמים כגון שלמות הממברנה וההפרש בלחץ משני צידי הממברנה עשויים להשפיע על הנקיות. ממברנה פגומה עשויה לאפשר מעבר של מזהמים רבים יותר, ובכך להפחית את ניקות החנקן.

1.2 חנקן נוזלי

חנקן נוזלי הוא מקור נוסף של חנקןلحמירת לייזר. הוא מאוחסן במיכלי קריוגנים ומואדים לפני השימוש. חנקן נוזלי בדרך כלל בעל ניקיון גבוה מאוד, לעתים מעל 99.999%. עם זאת, במהלך תהליך האידוי, קיים סיכון לזיהום. אם ציוד האידוי אינו נקי או אם יש נקז במערכת המשלוח, רטوبة או גזים אחרים מהסביבה יכולים להשתלב עם החנקן, ולהפחית את רמת הניקיון שלו. למשל, אם בידוד המיכל הקריוגני פגום, אויר חם יכול להיכנס, ולהביא להיווצרות רטوبة שתוכל potentially להזיה את החנקן בזמן האידוי.

2. דרישות ניקיון על פי חומרים

2.1 חמירת פליז

בעת ביצוע סoldering לייזר של פליז חלוד, ניקיון חנקן גבוה הוא קריטי. פליז חלוד מכיל כרומיום, אשר יוצר שכבה מגינה על פני השטח. במהלך הלحام, אם ניקיון החנקן אינו מספיק, חמצן יכול להגיב עם המתכת המותכת, ולהפריע ליצירת השכבה המגינה הזו. דבר זה עשוי להוביל לירידה ב khảת ההתנגדות לשבירה של החיבור הלחמי. עבור סoldering לייזר איכותי של פליז חלוד, מומלץ להגיע לרמות ניקיון של 99.995% או גבוה יותר. סטייה קטנה בלבד מניקיון זה יכולה לגרום לאידוי חמצני גלוי על פני הלحام, מה שמשפיע לא רק על המראה אלא גם על הביצועים לטווח רחוק של החלק الملحام.

2.2 אלומיניום ותרכובותיו

אלומיניום ותבניותיו ריאקטיות מאוד לחמצן. בלחמת לייזר של חומרים אלו, חנקן פועל כמגן המונע חמצון של אגן המלח. עם זאת, תבניות אלומיניום שונות עשויות להיות רגישות באופן שונה לנקיות החנקן. לדוגמה, תבניות אלומיניום עמידות במיוחד המשמשות ביישומים אירוספaciaליים דורשות חנקן טהור במיוחד, לרוב בטווח של 99.999%. חנקן בנקיות נמוכה עלול להכניס זיהומים ללחמה, מה שמוביל ליצירת נקבוביות או לחולשת החוזק המכאנית של החיבור. לעומת זאת, עבור תבניות אלומיניום נפוצות המשמשות ביישומים פחות קריטיים, נקיות חנקן של כ-99.99% עשוייה להיות מספקת, אך גם כאן, כל סטייה משמעותית עשויה לגרום לפגמי לחמה.

3. גורמים הקשורים לציוד

3.1 מערכת достרכת הגז

מערכת משלוח הגז במערכת ריתוך בלייזר כוללת צינורות, שסתומים ומונים לנפח זרם. אם רכיבים אלו אינם נקיים או מיוצרים מחומרים שיכולים להגיב עם החנקן או עם המلو contaminators) ב воздух (, הם יכולים להשפיע על טהרת החנקן. לדוגמה, אם הצינורות מחלידים, חלקיקי חומת ברזל יכולים להישאב לתוך זרם החנקן. שסתומים שלא חסומים כראוי יכולים לאפשר חדירת אוויר למערכת, מה שמדלל את החנקן ופוחת את טהותו. מוני הזרימה חייבים להיות מכוונים במדויק. קצב זרם שגוי יכול להוביל לאיזון שגוי בין החנקן לאוויר שבסביבה באזור הריתוך. אם קצב זרם החנקן נמוך מדי, ייתכן שהוא לא ישגיח בצורה מיטבית על אזור הריתוך, מה שיאפשר לחמצן להכנס ולפחת את טהרת החנקן באזור העבודה.

3.2 עיצוב מכונת ריתוך לייזר

תכנון מכונת ריתוך הלייזר עצמה יכול להשפיע על טוהר החנקן. לחלק ממכונות ריתוך הלייזר יש תאים אטומים יותר סביב אזור הריתוך, מה שעוזר לשמור על סביבת חנקן טוהר גבוהה יותר. במכונות עם אטמים באיכות ירודה, אוויר יכול לחדור לאזור הריתוך, ולדלל את החנקן. בנוסף, מיקום וכיוון חרירי הגז המספקים חנקן חשובים. אם החרירים אינם מתוכננים או ממוקמים כראוי, החנקן עלול לא להיות מפוזר באופן שווה סביב בריכת הריתוך. זה יכול לגרום לאזורים שבהם ריכוז החנקן נמוך יותר, מה שמפחית ביעילות את הטוהר באזורים קריטיים אלה.

4. גורמי סביבה

4.1 לחות

לחות בסביבה יכולה להיות גורם משמעותי המשפיע על טהרת החנקן. רטوبة באוויר יכולה להכנס לתוך זרם החנקן, במיוחד אם יש דליפות במערכת אספקת הגז או במהלך תהליך ייצור החנקן. אדי מים יכולים להגיב עם המתכת החמה במהלך הלحام, מה שגורם ליצירת מימן, שיכול להוביל ליצירת חורים בלحام. בסביבות חמות במיוחד, יש לנקוט במריצות מיוחדות, כמו שימוש במקשה במיכל אספקת החנקן כדי להסיר את הלחות. גם כמות קטנה של אדי מים בחנקן יכולה להשפיע לרעה על איכות הלحام, ולכן שימור נמוך של הלחות בחנקן הוא הכרח ליצירת לحامים באיכות גבוהה.

4.2 טמפרטורה

שונות בטמפרטורה עשויות גם הן להשפיע על טהרת החנקן. בדרכים מסוימות לייצור חנקן, כמו PSA, יכולת הספיחה של החומרים הסופחים עשויה להיות מושפעת מהטמפרטורה. טמפרטורות גבוהות עשויות להפחית את יעילות הסופח בהסרת זיהומים מהאוויר, מה שעלול להוביל לייצור חנקן בטהרה נמוכה. בנוסף, במערכות אספקת הגז, שינויים בטמפרטורה עשויים לגרום להרחבה או התקצפות של הצינורות והשערים. אם רכיבים אלו אינם מעוצבים כראוי כדי לעמוד בשינויים הנובעים מהטמפרטורה, הדבר עשוי לגרום לדליפות, לאפשרות חדירת אוויר ולהפחתת טהרת החנקן.

5.שאלות נפוצות ותשובות

שאלה 1: האם ניתן להשתמש באוויר דחוס רגיל במקום חנקן טהור לכתפיית לייזר?

תשובה: אוויר דחוס רגיל מכיל כמות רבה של חמצן (בערך 21%). במהלך כתפיית הלייזר, החמצן מגיב עם המתכת המותכת, גורם לאידוי, נקבוביות וירידה בתכונות המכאניקליות של הכתף. חנקן טהור משמש ליצירת סביבה אינרטית סביב אזור הכתף, וכך מונע את הבעיות הללו. לכן, לא מומלץ להשתמש באוויר דחוס רגיל לכתפיית לייזר.

שאלה 2: כמה פעמים צריך לבדוק את טוהר החנקן במערכת הכתפייה שלי? resentation

תשובה: מומלץ לבדוק את טהרת החנקן לפחות פעם ביום, במיוחד אם תהליך הלחמת הלייזר הוא רציף. עם זאת, אם יש סימנים לירידה באיכות הלחמה, כגון נקבוביות מוגזמת או חמצון, יש לבדוק את טהרת החנקן מיד. בנוסף, אם היו שינויים במערכת ייצור החנקן, מערכת достרכת הגז או הסביבה, בדיקת הטיהרות היא חיונית להבטיח עקביות באיכות הלחמה.

שאלה 3: מה אפשר לעשות אם מוצאים שטהרת החנקן במערכת הלחמת הלייזר נמוכה מהנדרש?

תשובה: ראשית, בדקו את מערכת ייצור החנקן. אם מדובר במערכת PSA, ודאו שהחומר המנתר מתחדש כראוי ואינו מוסתם. עבור מערכות סינון במרבד, בדקו את הממברנה לאיזה פגמים. במערכת חלוקת הגז, בדקו את הצינורות, שסתומים וחיבורים לדליפות. נקה כל רכיב מוכתם. אם נעשה שימוש בחנקן נוזלי, ודאו שציוד האידוי נקי ושקווי החלוקה חסרי זיהום. אם הבעיה נמשכת, שקולו לפנות לטכנאי מקצועי או לייצרן של ציוד החנקן.