Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél"

Viktória Fábiánné
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél Fémgőz és plazma Buza Gábor, Bauer Attila Messer Innovation Forum december 1. Hotel Aquaworld

2 A tartalomról I. Az előző rész tartalmából II. A foton-elektron kölcsönhatásról és következményeiről bővebben III.A szilárdtestlézer fotonjai IV.Lézersugarak és hegesztési munkagázok

3 I. Az előző rész tartalmából A lézersugaras hegesztés típusai Hővezetéses hegesztés: védőgáz Mélyvarratos hegesztés: MUNKAGÁZ

4 Varratmélység [mm] I. Az előző rész tartalmából A CO 2 lézersugaras hegesztésre jellemző jelenség Hővezetéses hegesztés Mélyvarratos hegesztés Árnyékoló hatás Lézersugár intenzitása [W/cm 2 ]

5 I. Az előző rész tartalmából A munkagáz szerepe 1. Fémolvadék védelme az oxidációtól 2. Plazmanyomás biztosítása Leggyakoribb munkagázok: He, Ar, H 2, N 2, CO 2 és ezek keverékei Arányuk függ: gáz összetételétől gáz hőmérsékletétől lézersugár hullámhosszúságától (kvantum energia)

6 I. Az előző rész tartalmából Mi tartja az olvadékot? h

7 I. Az előző rész tartalmából A munkagáz összetétel mélyvarratos lézersugaras hegesztésre gyakorolt hatásának kísérleti vizsgálata Ar% He% H 2 % 5

8 I. Az előző rész tartalmából Varratmélység a fajlagos energiabevitel függvényében

9 Hogyan lesz a foton elektromágneses energiájából hőenergia? II. A foton-elektron kölcsönhatásról és következményeiről bővebben Foton Van elektromos és mágneses tere Gyorsítás Mekkora egy foton energiája? Elektron Ha mozog, van mágneses tere Növelt energiájú elektron Ütközés Atom (ion) energiája nő h: Planck-állandó, 6,626*10-34 Js c: fény terjedési sebessége vákuumban, m/s ~ 3*10 8 m/s λ: a foton (pl.: fény) hullámhosszúsága (változó)

10 Fémek Energia, ev Röntgenszabadelektron-lézer (XFEL) A fotonok csak a szabadelektronoknak képesek az energiájukat átadni Az elektronok képesek egymásnak átadni az energiájukat (de csak a termodinamika II. főtétele szerint) Tehetetlenségi összetartású plazma (NIF) Tokamak Parázskisülés Félvezetők Szigetelők Z-pinch Elektronsűrűség, cm -3 II. A foton-elektron kölcsönhatásról és következményeiről bővebben

11 Foton energia, J Foton energia, ev Hullámhosszúság, nm Optikai sugárzás II., III. A foton-elektron kölcsönhatásról és következményeiről bővebben A szilárdtestlézer fotonjai , ,01 0, CO 2 lézersugár Nd:YAG lézersugár Látható fény ,988* Elektronsűrűség, cm kw lézersugár teljesítmény = másodpercenként 5,35*10 18 Nd:YAG 5,18*10 18 Yb:YAG 5,33*10 19 CO 2 foton

12 CO 2 Szilárdtest III. A szilárdtestlézer fotonjai Lézersugár reflexió Lézersugár A lézersugár hullámhosszúságához képest nagy elektronsűrűség és hőmérséklet Munkadarab Hegesztési varrat

13 a a/2 c e A varratok mért geometriai adatai IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok b a Varrat mélység b Korona szélesség c Tölcsér mélység d f d Tölcsér szélesség e Korona kidudorodás (behorpadás) f Félérték szélesség α Tölcsérszög

14 IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok A fókusz helyzetének hatása (defókusz) pozitív nulla negatív A <A A

15 IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok Mi van a fókuszban?

16 IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok P (W) A legmélyebb és a legkarcsúbb varrat v (m/perc) 1 5 Def. (mm) -3 0 Gáz 100% He 20%Ar 80%He Varrat mélység, mm 5,961 4,008 Karcsúság, mm/mm 3,4 12,64

17 Lézersugarak és hegesztési munkagázok A plazmafelhő tulajdonságainak hatása IV.

18 A relatív tölcsér térfogat max. és min. IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok P (W) v (m/perc) Def. (mm) Gáz %Ar 80%He %He Varrat mélység, mm 4,668 3,559 Relatív tölcsér térfogat ( ) V tölcsér V össz 3,4 0,862 0,23

19 IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok Tényleg a gáz teszi? Klaus Dilger: Unter Tiefdruck, Laser Community,

20 IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok Hol tart ma a technika?

21 IV. Lézersugarak és hegesztési munkagázok A lézersugaras mélyvarratos hegesztés során alkalmazott munkagáznak tehát van befolyása a varrat alakjára, méreteire. Mi a magyarázata a gázösszetétel hatásának?

22 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

Hasonló dokumentumok

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a lézersugaras hegesztés csoportosítási megoldásait, jelöléseit!

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a lézersugaras hegesztés csoportosítási megoldásait, jelöléseit! Gyűjtse ki és tanulja meg a lézersugaras hegesztés csoportosítási megoldásait, jelöléseit! 2.3 Lézersugaras hegesztés A lézersugaras hegesztés az MSZ EN ISO 4063:2000 szerint az 52-es azonosító számú csoportba