Veel industrieën vinden het lassen van titanium moeilijk omdat het gemakkelijk reageert met andere elementen. Als titanium tijdens het lassen in contact komt met zuurstof, kan het broos worden en zijn sterkte verliezen. Laserlassen biedt een nauwkeurige en vervormingsarme methode om dit probleem op te lossen. Het produceert sterke lassen terwijl de natuurlijke kwaliteiten van titanium intact blijven.
In deze gids wordt uitgelegd hoe laserlassen met titanium werkt, wat de voordelen zijn en welke stappen nodig zijn om consistente resultaten van hoge kwaliteit te behalen.
Wat is laserlassen?
Laserlassen maakt gebruik van een gerichte lichtstraal om metalen oppervlakken te smelten en samen te voegen. De straal oefent warmte uit op een klein, gecontroleerd gebied, waardoor diepe, smalle lassen ontstaan en de warmte zich niet kan verspreiden naar nabijgelegen materiaal. Het is gunstig voor dunne secties, kwetsbare onderdelen en complexe vormen.
Bij verhitting reageert titanium snel met zuurstof, stikstof en waterstof, waardoor het bros wordt. Om dit te voorkomen moet het lassen gebeuren in een schone, goed afgeschermde ruimte. Zelfs een korte blootstelling aan lucht bij hoge temperaturen kan de las beschadigen. De warmte en het beschermgas onder controle houden is de sleutel tot het maken van sterke en schone verbindingen.
Stap voor stap proces voor het laserlassen van titanium
Hier volgt een eenvoudig proces op de werkvloer. Volg elke stap om lassen schoon, sterk en herhaalbaar te houden.
Stap 1: Het werkgebied voorbereiden
Reinig het lasgebied in een gesloten station, handschoenkast of gesloten omhulsel. Gebruik hoogzuiver argon- of heliumgas, idealiter 99,999%. Controleer alle slangen, fittingen en afdichtingen op lekkage. Stel een sleepschoen en, indien nodig, een backside purgeersysteem in voor volledige afscherming.
Stap 2: De titaniumoppervlakken reinigen
Verwijder vet, olie en vuil met aceton of isopropylalcohol en pluisvrije doekjes. Gebruik een speciale roestvrijstalen borstel of een vlies om de oxidelaag te verwijderen. Veeg de verbinding opnieuw af na het borstelen. Draag nitril handschoenen om herbesmetting te voorkomen en begin snel na het reinigen met lassen om heroxidatie te voorkomen.
Stap 3: Zet de werkstukken vast
Klem de delen vast zodat de verbinding gelijkmatig past zonder spleten. Maak hechtlassen onder volledige afscherming om vervorming tegen te gaan en plaats ze gelijkmatig uit elkaar om de lasnaad te stabiliseren. Controleer de uitlijning met meters of pennen voor het lassen. Installeer spoeldammen of afdichtingstape voor gesloten gewrichten om een goede afscherming van de achterkant te behouden.
Stap 4: Laserparameters instellen
Pas de laser aan op basis van de materiaaldikte. Voor een dunne plaat tussen 0,5 en 1,5 mm is een fiberlaser met 200-500 W continu vermogen, een spotgrootte van 0,10-0,30 mm en een verplaatsingssnelheid van 12-25 inch per minuut een goed uitgangspunt. Gebruik voor dikkere secties een hoger vermogen en een langzamere verplaatsing om volledige penetratie te bereiken.
Richt de straal op of iets onder het oppervlak. Gebruik de pulsmodus voor dunne of warmtegevoelige oppervlakken. Als er toevoegdraad nodig is, pas deze dan aan de legering aan en houd de aanvoersnelheid laag.
Stap 5: Start het lasproces
Begin met een beschermgasvoorstroom van een paar seconden voordat u de bundel inschakelt. Stel de gasstroom van de toorts in op ongeveer 20-35 CFH en de sleepschoen op 25-45 CFH.
Begin voor het lassen met het doorspoelen van de achterkant voor gesloten verbindingen. Indien mogelijk, leidt u in op een lipje om het smeltbad te stabiliseren. Houd de straal gecentreerd op de lasnaad en hanteer een constante rijsnelheid.
Stap 6: Afscherming handhaven tijdens koelen
Laat beschermgas stromen tot de las minder dan dofrood is. Een schone las heeft een zilveren tot licht strogele kleur. Een blauwe of grijze kleur betekent verontreiniging. Laat het onderdeel volledig afkoelen in de beschermde ruimte, zonder blootstelling aan luchtstromen. Zet het gas pas uit als de lasnaad koel aanvoelt.
Eigenschappen van titanium die van invloed zijn op lassen
Titanium heeft unieke fysische en chemische eigenschappen, waardoor het waardevol maar ook moeilijker te lassen is. Inzicht in deze eigenschappen helpt bij het kiezen van de juiste lasmethode en het beheersen van elke stap van het proces.
Verhouding sterkte/gewicht
Titanium is net zo sterk als veel staal, maar weegt maar half zoveel. Dit maakt het ideaal voor toepassingen waar sterkte en lichtheid nodig zijn, zoals ruimtevaart en motorsport. Vanwege deze hoge sterkte moeten lassen overeenkomen met de prestaties van het basismetaal om zwakke punten te voorkomen.
Corrosiebestendigheid en oxidatiegedrag
Titanium vormt van nature een dunne oxidelaag die het beschermt tegen corrosie. Hierdoor kan het goed presteren in zeewater en zware chemische omgevingen. Hitte kan deze laag echter beschadigen tijdens het lassen. Zonder goede afscherming kan oxidatie optreden en de las verzwakken.
Thermische geleidbaarheid en uitzetting
Titanium heeft een laag warmtegeleidingsvermogen. Warmte blijft in de buurt van de las in plaats van zich snel te verspreiden. Dit helpt om diepe lassen te maken, maar kan ook ongelijkmatige verwarming in het omringende metaal veroorzaken. De lage thermische uitzetting helpt vervorming tijdens het lassen te verminderen.
Reactiviteit bij hoge temperaturen
Bij verhitting reageert titanium gemakkelijk met zuurstof, stikstof en waterstof, waardoor complexe, brosse verbindingen in de las ontstaan. Om dit te voorkomen moet het lassen gebeuren in een goed afgeschermde omgeving, waarbij vaak inerte gassen zoals argon worden gebruikt om de laszone schoon te houden.
Grondbeginselen van laserlassen in titanium
Laserlassen van titanium is een nauwkeurige verbindingsmethode die gebruik maakt van gefocuste lichtenergie. Het succes hangt af van hoe de laser reageert op titanium en hoe de las beschermd wordt tegen vervuiling.
Hoe laserlassen werkt
Een hoogenergetische laserstraal wordt gericht op de verbinding tussen twee titanium onderdelen. De lichtenergie van de straal wordt omgezet in warmte, waardoor het metaal smelt in een klein, gecontroleerd gebied. Wanneer het smeltbad afkoelt, smelten de delen samen tot één massief stuk. Omdat de hitte zo geconcentreerd is, is de las diep en smal met weinig vervorming in het metaal in de buurt.
Soorten lasers die gebruikt worden voor het lassen van titanium
Fiber lasers en Nd:YAG lasers zijn de meest gebruikte lasers voor titanium. Fiber lasers bieden een hoge efficiëntie, constante output en nauwkeurige controle, waardoor ze zeer geschikt zijn voor dunne materialen en fijne details. Nd: YAG lasers bieden een goede penetratie en flexibele bundelafgifte, waardoor ze nuttig zijn voor het lassen van complexe vormen of moeilijk bereikbare plaatsen.
Het belang van beschermgas bij het lassen van titanium
Titanium moet tijdens het lassen worden afgeschermd van de lucht. Dit gebeurt meestal met hoogzuiver argon of helium. Het beschermgas stroomt over de las om zuurstof, stikstof en waterstof tegen te houden. Zonder deze bescherming kan de las broos worden of barsten. Voor een volledige dekking wordt de afscherming vaak uitgebreid tot de achterkant van de las en gaat ze door tot het metaal is afgekoeld.
Voordelen van laserlassen voor titanium
Laserlassen biedt veel voordelen bij het werken met titanium. Deze voordelen maken het een topkeuze voor industrieën die sterke, nauwkeurige en betrouwbare lassen vereisen.
Hoge precisie en nauwkeurigheid
De laserstraal kan tot op een zeer klein punt worden gericht, waardoor je nauwkeurig kunt bepalen waar en hoe diep de lasnaad gaat. Dit is vooral waardevol voor kleine of kwetsbare onderdelen waarbij nauwkeurigheid cruciaal is.
Minimale warmte beïnvloede zone
De laser geeft warmte af op een zeer geconcentreerde plek. Hierdoor blijft het omringende metaal koeler en wordt de warmte-beïnvloede zone verkleind. Hierdoor blijven de sterkte en natuurlijke eigenschappen van titanium beter behouden.
Sterke, schone lassen met weinig vervorming
Laserlassen maakt smalle, diepe lassen met gladde oppervlakken. Omdat de warmte-inbreng laag is, zullen onderdelen minder snel kromtrekken of buigen. Dit zorgt voor sterke verbindingen die vaak weinig tot geen extra warmte nodig hebben. afwerking.
Geschikt voor complexe geometrieën
De gefocuste straal kan krappe of lastige ruimtes bereiken en ingewikkelde vormen lassen. Dit maakt laserlassen ideaal voor onderdelen met complexe ontwerpen of moeilijk bereikbare verbindingen, zoals die in medische apparatuur of luchtvaartonderdelen.
Procesparameters voor de beste resultaten
Het verkrijgen van de beste resultaten bij het laserlassen van titanium hangt af van het controleren van een aantal belangrijke instellingen. Elke parameter beïnvloedt de laskwaliteit, het uiterlijk en de sterkte.
Laservermogen en bundelfocus
Voor de meeste dunne tot medium titanium platen werken lassers vaak op ongeveer 1,5 tot 3 kW. Dit is genoeg vermogen om het metaal zuiver te smelten zonder het door te branden. Als het vermogen te hoog is ingesteld, kan de las te veel spatten of zelfs gaten vertonen.
De focus van de straal bepaalt hoe de warmte wordt afgegeven. Een smal focuspunt geeft een diepere penetratie, wat goed werkt voor dikkere onderdelen. Voor dunne doorsneden helpt een iets bredere focus de warmte te verspreiden en verlaagt het risico op doorbranden. Veel werkplaatsen passen de focus met een fractie van een millimeter aan om de juiste balans te vinden.
Rijsnelheid en lasdiepte
De rijsnelheid bepaalt hoeveel warmte er in het metaal blijft. Langzaam bewegen geeft de las meer warmte, maar te veel warmte kan verkleuring veroorzaken of de las broos maken. Te snel gaan kan de las ondiep of onvolledig maken. Voor typische titanium platen werken veel lassers op een tempo waarbij een naad van 100 mm in een paar seconden klaar is, terwijl ze toch een gladde, volledige diepteverbinding krijgen.
De lasdiepte hangt af van het ontwerp van het werkstuk en de dikte van het onderdeel. Voor constructiedelen is volledige penetratie meestal het doel. Het doel is om de wortel van de las te bereiken zonder de randen te oververhitten.
Afschermgasdebiet en -dekking
Titanium heeft een sterke bescherming tegen de lucht nodig als het heet is. Argon is het meest gebruikte beschermgas en het wordt meestal zowel tijdens als na het lassen toegevoerd. Te weinig gas kan zuurstof binnenlaten, waardoor de las donker en zwak wordt, terwijl te veel gas de lucht kan aanwakkeren en hetzelfde probleem kan veroorzaken.
De veiligste aanpak is een constante stroom die de las grondig bedekt tot hij afkoelt. De afgewerkte lasparel blijft helder zilver op goed beschermde lassen in plaats van blauw of paars te worden. In de ruimtevaart is deze zuivere kleur een snel teken dat de las vrij van verontreiniging is gebleven.
Toepassingen van lasergelast titanium
Lasergelast titanium wordt gekozen in industrieën die sterke, lichte en corrosiebestendige onderdelen nodig hebben. De nauwkeurigheid en consistentie maken het geschikt voor veel geavanceerde producten.
Ruimtevaart- en defensieonderdelen
Lasergelast titanium wordt gebruikt in industrieën waar sterkte, licht gewicht en corrosiebestendigheid van cruciaal belang zijn. De precisie en betrouwbaarheid maken het geschikt voor veel hoogwaardige producten.
Medische hulpmiddelen en implantaten
Medische hulpmiddelen moeten veilig zijn voor het lichaam en met hoge precisie worden gemaakt. Titanium voldoet aan beide eisen en laserlassen zorgt voor gladde, schone verbindingen. Titanium wordt veel gebruikt in chirurgisch gereedschap, botimplantaten en tandheelkundige armaturen.
Auto- en motorsportonderdelen
Prestatievoertuigen gebruiken titanium voor zijn sterkte en lichtheid. Laserlassen wordt toegepast op uitlaatsystemen, ophangingsarmen en framedelen. Het proces levert herhaalbare lasnaden die hitte, trillingen en stress verdragen.
Mariene en offshore constructies
Titanium is bestand tegen zoutwatercorrosie in de scheepvaart en offshore. Laserlassen wordt gebruikt voor schroefassen, onderwaterbehuizingen en ondersteuningsframes. Nauwkeurige lasnaden helpen deze onderdelen hun sterkte te behouden in zware, natte omstandigheden.
Conclusie
Laserlassen van titanium is een nauwkeurig proces dat sterke, schone verbindingen produceert met minimale vervorming. Er wordt een hoogenergetische straal op het lasgebied gericht, waarbij hoogzuiver beschermgas wordt gebruikt om het gesmolten metaal te beschermen. Deze benadering helpt de sterkte, corrosiebestendigheid en vormstabiliteit van titanium te behouden.
Als je een betrouwbare methode nodig hebt om titanium te lassen, bieden we precisielaserlasdiensten die precies aan jouw eisen voldoen. Neem vandaag nog contact met ons op om je project te bespreken en professionele ondersteuning te krijgen voor je productiebehoeften.
Hey, ik ben Kevin Lee
De afgelopen 10 jaar heb ik me verdiept in verschillende vormen van plaatbewerking en ik deel hier de coole inzichten die ik heb opgedaan in verschillende werkplaatsen.
Neem contact op
Kevin Lee
Ik heb meer dan tien jaar professionele ervaring in plaatbewerking, gespecialiseerd in lasersnijden, buigen, lassen en oppervlaktebehandelingstechnieken. Als technisch directeur bij Shengen zet ik me in om complexe productie-uitdagingen op te lossen en innovatie en kwaliteit in elk project te stimuleren.
