Teollisen tuotantokapasiteetin paranemisen myötä tehokas, ketterä ja ympäristöystävällinen jalostustekniikka saa yhä enemmän huomiota. Laadukas, tarkka, alhainen muodonmuutos ja korkea hyötysuhde hitsausmenetelmänä laserhitsaus vastaa vain teollisuuden tarpeita, ja sitä on käytetty yhä laajemmin ilmailu-, auto-, laivanrakennus- ja muilla aloilla. Suojakaasulla on tärkeä rooli monissa laserhitsaukseen vaikuttavissa tekijöissä. Viime vuosina, kun suuritehoiset kuitulaserit ovat syntyneet ja kehittyneet,kuitu laserhitsauson tullut nopeasti suosituksi autojen edustamassa jalostusteollisuudessa. Kuitulaser kuuluu solid-state-laserien luokkaan, jonka aallonpituus on 1070 nm, mikä on paljon vähemmän kuin 10,6 prosenttia CO2-laserin μM aallonpituudesta. Materiaalien erilaisista absorptiosuhteista johtuen laserin eri aallonpituuksille, kuitulaserin ja CO2-laserin hitsausvaikutukset ovat luonnollisesti erilaisia. Kuitulaserhitsauksen suojakaasututkimus on kuitenkin harvinaista. Tämän vuoksi tässä artikkelissa suoritettiin sarja suojakaasuparametritestejä ruostumattomalla teräksellä syventääkseen ymmärrystäruostumattoman teräksen kuitu laserhitsaus.
Testimateriaalina on 3 mm paksu SUS304 ruostumaton teräslevy. Hitsauksen lämmönlähde on yhdysvaltalaisen IPG-yhtiön ylr-6000 kuitulaser, jonka suurin lähtöteho on 6 kW ja säteen hajontakulma 8 mmmomrad. Työalustana on 60 hehtaarin 6-DOF-robotti saksalaiselta KUKA-yritykseltä. Suojakaasusuuttimen sisähalkaisija on 4 mm ja korkeus työkappaleesta 4 mm. Testin epäolennaisten tekijöiden häiriön vähentämiseksi jotkin parametrit asetetaan kiinteiksi arvoiksi: laserin teho on 1 kW, hitsausnopeus on 1,5 m · min{12}}, polttoväli on 250 mm, defocus määrä on 0 mm, ja hitsausmenetelmänä on yksipuolinen pinnoitus. Testejä suoritettiin yhteensä neljä ryhmää, jotka olivat: kaasutyyppitesti (AR, he ja N2 valittiin vastaavasti vertaamaan niiden vaikutuksia ruostumattomaan teräkseen), kaasun sekoitussuhdetesti (AR ja hän sekoitettiin eri suhteissa tarkkaile vaikutuksia hitsin pinnan morfologiaan ja tunkeutumiseen), ilmapuhalluskulmatestiä (eri puhalluskulmien vaikutukset tunkeutumiseen) ja suojakaasun (työkappaleeseen) laskeutumisasennon vaikutusta hitsin muodostumiseen.
When one of AR, he, or N2 is used as shielding gas, the weld penetration is arranged in the order of he>n2>johtuu kaasun ionisaatioenergian ja plasman ylläpitokynnyksen vaikutuksesta. Kun he-pitoisuus AR- ja He-kaasuseoksessa on suurempi tai suojakaasun kokonaisvirtausarvo on suurempi, tunkeutuminen kasvaa vastaavasti. Suojakaasun virtaustilan (laminaarivirtaus / turbulenttinen virtaus) muutoksen vaikutuksesta työkappaleen pinnalla hitsausläpäisy pienenee suojakaasun sivupuhalluskulman kasvaessa. Suojakaasun pudotuspisteen ja laserpisteen välisen suhteellisen etäisyyden muuttuessa tunkeutuminen muuttuu kasvavan ja laskevan trendin välillä; Maksimiarvo saadaan, kun kaasun putoamispiste on noin ± 1,5 mm pisteestä, ja pienin arvo saadaan lähellä origoa (laserpiste).