保护气体(有时称为“保护气体”)在激光焊接过程中具有其作用。激光焊接工艺通常使用惰性气体来保护熔池。对于大多数应用，氩气，氦气和其他气体通常用于保护工件在过程中不受氧化。那么如何为您的激光焊接工艺选择保护气体?接下来，楚域光电将讨论激光焊接过程中保护气体的选择。

保护气的作用

保护气体在该过程中可以起重要作用，并且可以通过影响焊接速度，微观结构和形状来影响最终的焊接。

它在激光焊接过程中主要具有三个作用。

1.有效分散大功率激光焊接产生的等离子屏蔽层。

2.保护气体可以保护工件在焊接过程中不被氧化

。3.保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液滴溅射的影响。特别是在大功率激光焊接中，由于其喷射变得非常强大，因此此时必须保护镜片。

激光焊接常用的保护气体

激光焊接最常用的保护气体是氦气，氩气和氮气。

1.氩气价格便宜且密度大，因此保护效果更好。但是，它容易受到高温金属等离子体电离的影响，这会导致部分束的光被屏蔽到工件上，从而降低了激光焊接的有效激光功率，并且还损害了焊接速度和熔深。氩气保护的焊接部件的表面比氦气的表面光滑。

2.氮气是最便宜的保护气体，但不适用于焊接某些类型的不锈钢，这主要是由于冶金问题，例如吸收，有时会在重叠区域产生气孔。

3.氦气不易离子化，使激光平稳通过，光束能量无障碍地到达工件表面。这是激光焊接中使用的最有效的保护气体，但价格相对昂贵。

激光焊接中常用的保护气体比较

保护气	血浆抑制	预防 防氧化	相对成本	典型流量	焊接轮廓	局限性
他	极好（24.5eV）	好	高	30-40l /分钟	最深的渗透	没有
氩气	较低（15.7eV）	优秀的	中	20-25升/分钟	宽	等离子云降低功率密度
N2 （无氧气）	较低（15.5eV）	好	低	20-25升/分钟	深	某些合金的脆化（例如Ti）
二氧化碳	较低（14.4eV）	较差的	最低	30-45升/分钟	标称	不适用于反应性材料
20％He-80％Ar	好	很好	中	30-35升/分钟	标称	没有

保护气体类型和激光波长

保护气体和激光熔融金属的相互作用会在焊缝上方产生等离子体。当聚焦的激光束被等离子体吸收时，激光功率被吸收(减少)，并且光束形状发生变化。激光束和材料之间的这种相互作用通常会减少熔深并改变焊缝的形状。

等离子体对10.6 µm波长的CO2激光束的吸收大于固态激光器的近红外光束的吸收。

从技术上讲，氦气具有抑制任何等离子体形成的能力，因此是最适合用于CO2激光焊接的保护气体。

对于Nd：YAG和光纤激光器(波长为1 µm)的焊接，氦气还可用于焊接不锈钢，航空合金和一系列铝合金。

但是，由于其质量低，因此必须提供较高的流量以提供有效的大气保护，尤其是对于开放式三维组件。再加上氦气的高成本，使得其他低成本气体(氩气和氮气)更具吸引力和经济性。

保护气体和焊缝金属

某些金属和合金会与氮发生反应，从而改变焊缝的微观结构。例如，氮与钛发生强烈反应，形成氮化钛化合物，使激光焊接变脆。因此，氩气是焊接钛基合金的首选保护气体。

某些类型的不锈钢也是如此。氮不能用于焊接钛和铌合金化的奥氏体不锈钢。氮与这些元素形成氮化物，从而减少了可用于防止碳化铬形成并防止晶间腐蚀的游离钛和铌的量。

对于铁素体不锈钢，氮气保护气体的作用与碳相同。在铁素体钢焊接过程中将氮引入材料会导致焊接金属中马氏体数量增加。反过来，这会使焊缝更脆，更容易产生氢脆。

保护气体类型和焊接结果

保护气体的类型会影响焊接缺陷的存在和特征，例如孔隙率。

保护气体的类型主要通过以下方式影响孔隙率：

它对熔池稳定性的影响。

保护气体在熔融金属中的溶解度。

包含蒸气压高的成分的金属和合金不易形成孔隙。

为什么?高蒸气压导致锁孔焊接中焊池的稳定性更高。例如，由于匙孔更稳定，所以含有大量Mn的合金往往显示出较低的孔隙率。对于焊池固有稳定的合金，保护气体的类型对孔隙率的影响可忽略不计。

另一方面，具有低蒸气压的金属趋于具有较不稳定的匙孔，使其更易于夹带气体。对于这些，我们的经验，至少与航空航天合金有关，以及其他研究人员的经验表明，氮有利于降低孔隙率。

保护气体与焊池的高溶解度和高反应性也倾向于使孔隙形成最小化。因此，在焊接钢，不锈钢和镍基合金中，氮的孔隙率也比氩气低。

在X射线检查中，含氮的焊缝未显示气孔。然而，使用氩气和氩气-氦气混合物生产的那些都具有明显的孔隙率。

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保护气体可以纯净使用，也可以两种或三种混合使用。您会从协助开发或实施新的激光焊接工艺中受益吗?如果是这样，请随时在线与我们联系，让我们知道我们将如何提供帮助。