Wraz z poprawą przemysłowych zdolności produkcyjnych coraz więcej uwagi poświęca się wydajnej, zwrotnej i przyjaznej dla środowiska technologii przetwarzania. Spawanie laserowe, jako metoda spawania o wysokiej jakości, wysokiej precyzji, niskim odkształceniu i wysokiej wydajności, spełnia potrzeby przemysłu i jest coraz szerzej stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, stoczniowym i innych. Gaz osłonowy odgrywa ważną rolę w wielu czynnikach wpływających na spawanie laserowe. W ostatnich latach, wraz z narodzinami i rozwojem laserów światłowodowych dużej mocy,spawanie laserem światłowodowymzostała szybko spopularyzowana w przemyśle przetwórczym reprezentowanym przez samochody. Laser światłowodowy należy do kategorii laserów na ciele stałym, o długości fali 1070 nm, co stanowi znacznie mniej niż 10,6 procent długości fali lasera CO2 μM. Ze względu na różne współczynniki absorpcji materiałów przy różnych długościach fali lasera, efekty spawania lasera światłowodowego i lasera CO2 są naturalnie różne. Jednak badania nad gazem osłonowym do spawania laserem światłowodowym są rzadkie. W związku z tym w niniejszym artykule przeprowadzono szereg badań parametrów gazu osłonowego ze stalą nierdzewną, aby pogłębić zrozumieniespawanie laserowe włókien ze stali nierdzewnej.
Badanym materiałem jest płyta ze stali nierdzewnej SUS304 o grubości 3 mm. Źródłem ciepła do spawania jest laser światłowodowy ylr-6000 firmy IPG ze Stanów Zjednoczonych o maksymalnej mocy wyjściowej 6kW i kącie rozbieżności wiązki 8mmmomrad. Platforma robocza to robot 6-DOF o powierzchni kr60ha niemieckiej firmy KUKA. Wewnętrzna średnica dyszy gazu ochronnego wynosi 4mm, a wysokość od przedmiotu obrabianego 4mm. W celu zmniejszenia interferencji nieistotnych czynników w teście niektóre parametry są ustawione jako stałe: moc lasera 1kW, prędkość spawania 1,5m · min-1, ogniskowa 250mm, stopień rozogniskowania wynosi 0 mm, a metodą spawania jest jednostronne napawanie. Łącznie przeprowadzono cztery grupy badań, którymi były: badanie rodzaju gazu (do porównania odpowiednio wyselekcjonowano AR, he i N2 w celu porównania ich wpływu na stal nierdzewną), badanie współczynnika zmieszania gazów (AR i on zostały zmieszane w różnych proporcjach obserwować wpływ na morfologię i wtopienie powierzchni spoiny), test kąta nadmuchu powietrza (wpływ różnych kątów nadmuchu powietrza na wtopienie) oraz test wpływu pozycji lądowania gazu osłonowego (na przedmiot obrabiany) na formowanie spoiny.
When one of AR, he, or N2 is used as shielding gas, the weld penetration is arranged in the order of he>n2>ar ze względu na wpływ energii jonizacji gazu i progu utrzymania plazmy. Gdy zawartość he w mieszaninie gazów AR i He jest wyższa lub całkowita wartość przepływu gazu osłonowego jest większa, penetracja odpowiednio wzrośnie. Pod wpływem zmiany stanu przepływu (przepływ laminarny / przepływ turbulentny) gazu osłonowego na powierzchni obrabianego przedmiotu wtopienie spawalnicze maleje wraz ze wzrostem bocznego kąta nadmuchu gazu osłonowego. Wraz ze zmianą względnej odległości między punktem kroplenia gazu osłonowego a plamką lasera, penetracja zmienia się między trendem rosnącym i malejącym; Maksymalną wartość uzyskuje się, gdy punkt opadania gazu znajduje się około ± 1,5 mm od plamki, a minimalną w pobliżu źródła (plamka laserowa).