溶接中のガスの選択と使用
1.レーザー溶接におけるガスの中心的な役割
・溶融プールの保護：高温での空気中の金属と酸素、窒素などの間の酸化とニトリッド反応の防止、および毛穴や亀裂などの欠陥を回避.}
・溶融プールの冷却を支援する：溶融縫い目の微細構造と特性を改善するために、気流を介して溶融プールの固化速度を制御する{.
・スプラッタの除去：溶接中の金属製の水しぶきによって引き起こされるレンズまたはワーク表面の汚染を減らす.
・プラズマの調節：高出力レーザー溶接中、レーザーエネルギーによるプラズマ雲の吸収を抑制して、エネルギー利用効率を向上させる{.
2.レーザー溶接で使用される一般的なガスタイプと特性
・不活性ガス（主に保護に使用される）
Argon（AR）：高密度、優れた保護効果、低コスト。ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅、その他の非鉄金属、特にパルスレーザー溶接に適した薄いプレートの溶接に適した{.}をはねかける傾向が低い安定した気流はありません.}
ヘリウム（HE）：低密度と高い熱伝導率。これにより、血漿を効果的に抑制し、深部融合溶接の浸透能力を高めることができます。ただし、厚いプレート（炭素鋼、チタン合金など）の高出力連続レーザー溶接、または高い溶接速度が必要なシナリオ.の高速連続レーザー溶接に適したコストは高くなります。
・アクティブガス（特定の材料またはプロセスに使用）
二酸化炭素（CO₂）：
それは金属と反応してCOを形成します。これは、溶融プールの表面張力を減らし、溶融プールの流動性を向上させることができます{.しかし、溶接酸化を引き起こす傾向があります.
該当するシナリオ：低炭素鋼溶接（他のガスと組み合わせて使用する必要があります）、またはレーザー-MIGコンポジット溶接{.
窒素（n₂）：
費用対効果が高いですが、チタンやアルミニウムなどの金属と硬く脆い窒化物を簡単に形成し、溶接.の靭性に影響を与えます。
適用可能なシナリオ：ステンレス鋼の表面シーリング溶接（非批判的な構造用）、または銅合金溶接（酸化を阻害する）.
3.ガス選択の重要な要因
・溶接材料の種類
アルミニウム合金：純粋なアルゴン（AR）を優先的に使用し、窒素誘発脆化を回避します。厚いプレートについては、Argon-helium混合物（E {. g . ar：He=7：3）.を考慮してください。
Carbon steel / stainless steel: Thin plates use argon, medium-thick plates (>5mm）ヘリウムまたはアルゴンヘリウム混合物を使用して、浸透深度を増加させます。低炭素鋼の場合、少量のCO₂（<5%) can be added to improve the fluidity of the molten pool.
銅 /チタン合金：銅溶接はアルゴンまたは窒素を使用します（酸化を防ぐため）、チタン合金は高純度アルゴンを使用します（ニトリッドを避けるため）.
・溶接プロセスパラメーター
High-power continuous welding (>2KW）：ヘリウムまたはアルゴンヘリウム混合物を使用して、プラズマシールドを減らします。
低電力パルス溶接（<1kW): Pure argon is sufficient, with low cost and stable protection effect.
・溶接品質要件
靭性が高い溶接（航空宇宙成分など）：窒素を避け、アルゴンまたはヘリウムを好む。
高い表面滑らかさの要件を持つ溶接：アルゴンまたはヘリウムを使用して、スパッタと酸化物のスケールを減らします.
4.ガスの使用のためのキーポイント
・ガス純度制御
不活性ガスの純度は99.99％以上でなければなりません（水や酸素などの不純物は溶接気孔率を引き起こす可能性があります）。
活性ガスの純度（CO₂など）は99 . 5％以上である必要があり、乾燥させる必要があります（水分を引き起こす水分を避けるため）。
・ガスフローレギュレーション
低流量：保護が不十分で、酸化が発生しやすい。
高流量：乱流気流、空気が導入され、溶融プール金属.を吹き飛ばす可能性があります
参照値：
Argon Gas：薄板溶接（1-3 mm）8-15 l/min、中厚のプレート（5-10 mm）15-25 l/min;
ヘリウムガス：流量はアルゴンガスのそれよりも30％-50％高くする必要があります（その低密度のため、保護ガス層を形成するにはより大きな流量が必要です）.
・ノズルの設計と位置
ノズルの直径：通常は6-10 mm、直径が大きいほど流量の増加が必要であり、直径が小さい場合は詰まりがちです。
ノズルとワークの間の距離：5-8 mm、近すぎるとスプラッシュによって簡単に汚染され、保護効果が遠すぎる{.
・エアフロー方向制御
溶接方向と同じ方向に吹く：高速溶接に適しており、溶融プールでの気流の干渉を減らします。
サイドブローイング：深い浸透溶接に適しています。
5.安全上の注意事項
・不活性ガスの窒息リスク
アルゴンとヘリウムは、高濃度で無色で無臭のガス.であるため、操作中に空気中の酸素を置き換えます。換気を維持する必要があります。
・反応性ガスの毒性および爆発リスク
過度のCO₂濃度は、呼吸困難を引き起こす可能性があります{.窒素は、加熱すると金属と反応し、毒性窒素酸化物を生成する可能性があります.保護マスクを装着する必要があります。
反応性ガスと可燃性ガス（アセチレンなど）と混合して爆発を防ぐ{.
・ガスシリンダー管理
ガスシリンダーは固定的に保管し、熱源や火災源から遠ざけてください。また、出力圧力は圧力減少者（通常は0.2-0.5 MPA）によって制御する必要があります。
--レイサーレーザーカミラワン