اثر تركيب گاز محافظ بر شكل جوش در جوشكاري فولاد كم كربن با ليزر پالسي Nd:YAG

Influence of shielding gas composition on weld profile in pulsed Nd:YAG laser welding of low carbon steel

مساحت و نسبت عمق به عرض جوش را می‌توان به‌عنوان مهم‌ترين عامل‌های هندسی در جوشكاری ليزر پالسی در نظر گرفت. در اين پژوهش اثر افزودن گازهای دی‌اكسيدكربن و اكسيژن به گاز محافظ آرگون بر خواص جوش ليزر پالسی فولاد كم كربن بررسی شده است. براساس نتايج اين تحقيق با افزايش گازهای اكسيژن و دی‌اكسيد‌كربن تا 10 و 15 درصد حجمی به گاز آرگون، مساحت ناحيه جوش ابتدا كاهش و در ادامه با افزايش اين گازها، مساحت حوضچه جوش افزايش يافت. مشاهده شد دمای پلاسما با افزايش 15 درصد دی‌اكسيد‌كربن از 6000 كلوين به 5500 درجه كاهش، و با افزايش 25 درصد دی‌اكسيد‌كربن دمای پلاسما به 7500 كلوين افزايش يافت. افزايش ضريب جذب پلاسما، جذب انرژی ليزر در سطح فلز پايه، تشكيل لايه اكسيدی در سطح فلز جوش، انجام واكنش‌های گرمازا و اثر متقابل اين فرآيندها می-تواند موجب ايجاد چنين رفتاری در فلز جوش باشد.

Weld area and weld depth/width ratio can be considered to be of the most important geometrical factors in pulsed laser welding. The effects of carbon dioxide and oxygen additions to the argon shielding gas on the weld properties in pulsed laser welding of low carbon steel is investigated. Presence of carbon dioxide and oxygen up to 10 and 15 percent respectively decreases the weld geometrical factors. But, at higher levels of additions, the weld geometrical factors will increase. It is observed that the plasma plume temperature decreases from 6000K to 5500K with the addition of 15% carbon dioxide but increases to 7700K with 25% carbon dioxide addition. Increase in laser absorption coefficient, laser energy absorption, formation of oxide layer on the work-piece surface, exothermic reactions and their competitive effects can be considered as the competing phenomena involved in such a behavior in the weld profile