Soudage laserLe soudage laser est un aspect important de l'application des technologies de traitement des matériaux. Il est principalement utilisé pour le soudage de matériaux à parois minces et le soudage à basse vitesse. Ce procédé de soudage est de type conduction thermique : le rayonnement laser chauffe la surface de la pièce, et la chaleur se diffuse à l'intérieur par conduction. En contrôlant des paramètres tels que la largeur, l'énergie, la puissance de crête et la fréquence de répétition de l'impulsion laser, la pièce fond pour former un bain de fusion. Cette technique est largement utilisée dans la construction mécanique, l'aérospatiale, l'industrie automobile, la métallurgie des poudres, la microélectronique biomédicale et d'autres domaines.
Avec la croissance fulgurante des véhicules à énergies nouvelles, l'expansion de la production de batteries a stimulé le développement du soudage laser. Depuis le second semestre 2018, le soudage laser portatif a progressivement gagné en popularité et s'est imposé comme un segment porteur du marché du soudage laser au premier semestre de cette année. Compte tenu du niveau technique actuel et des applications possibles,soudage laser portatif, il est très probable qu'il remplace le marché traditionnel des machines à souder TIG (soudage à l'arc sous argon).
Au cours des dernières années,lasers à fibreont fait de grands progrès et leurs avantages comprennent principalement : un taux de conversion photoélectrique élevé, une dissipation thermique rapide, une bonne flexibilité, une forte capacité anti-interférences, un faible coût, une longue durée de vie, l'absence de réglage et d'entretien, une grande stabilité et une petite taille. Les équipements de soudage laser portables utilisant des lasers à fibre se sont également développés progressivement.
Soudage laserL'usinage de pièces exige une grande précision d'assemblage, et le cordon de soudure est sujet aux défauts. Pour résoudre ce problème, le concepteur s'est inspiré des équipements de soudage laser à faisceau oscillant pour développer un poste de soudage laser portatif. Le faisceau laser, oscillant en forme de « 8 » ou de « 0 », permet de réduire les exigences de précision d'assemblage et d'améliorer la pénétration de la soudure. Après plusieurs optimisations, les postes de soudage laser portatifs courants offrent une puissance de 0,5 à 1,5 kW et présentent des dimensions et un poids équivalents à ceux des postes de soudage à l'arc sous argon. Ils permettent de souder des tôles de 3 mm d'épaisseur ou moins. Afin de pallier la faible résistance des soudures laser, les fabricants ont intégré ces dernières années des systèmes d'alimentation automatique en fil, développant ainsi des postes de soudage laser portatifs à alimentation automatique, adaptés aux tôles fines de moins de 4 mm d'épaisseur. Ce procédé de soudage peut fondamentalement remplacer et surpasser le soudage à l'arc sous argon, permettant un soudage rapide, à faible apport de chaleur, avec une faible déformation, à faible coût et respectueux de l'environnement, et dont le coût de fabrication est inférieur à celui du soudage à l'arc sous argon dans les mêmes conditions.
Lors du soudage, la tête portative de la machine à souder possède une largeur de balayage et un diamètre de point réduit. Ainsi, lors de la soudure, elle balaie un point à l'autre ligne par ligne, formant ainsi un cordon de soudure. Comparée aux machines à souder à froid traditionnelles, la vitesse de soudage du laser portatif est plus rapide et le procédé de soudage en une seule étape le rend plus adapté au soudage en série de longues coutures droites.
La machine de soudage laser portative est compacte et généralement équipée de différentes têtes de soudage. Selon les besoins spécifiques des pièces métalliques (soudage extérieur, intérieur, à angle droit, sur bords étroits ou par points), il est possible de choisir la tête de soudage adaptée. La gamme de produits soudables est diversifiée et la forme des pièces est plus flexible. Pour les ateliers de production spécialisés dans l'usinage à petite échelle et le soudage non intensif, les machines de soudage laser portatives constituent sans aucun doute le meilleur choix.
Les différents matériaux métalliques ont des points de fusion différents : le réglage des paramètres de soudage pour différents types de matériaux est relativement complexe, et les propriétés thermophysiques de ces matériaux varient considérablement en fonction de la température ; le taux d’absorption du laser varie également selon les matériaux ; la fusion du joint de soudure et l’évolution structurale de la zone affectée thermiquement lors de la solidification de la pièce soudée ; les défauts d’assemblage des machines de soudage laser portables, les contraintes de soudage et la déformation thermique, etc. Mais le facteur le plus important est l’influence des différences de propriétés des matériaux de soudage sur les propriétés macroscopiques et microscopiques de la soudure.
Quels matériaux peuventmachine de soudage laser portativesouder?
1. Acier inoxydable
L'acier inoxydable possède un coefficient de dilatation thermique élevé et est sujet à la surchauffe lors du soudage. Une zone affectée thermiquement trop importante peut engendrer des déformations graves. Cependant, la chaleur générée par la machine de soudage laser portative reste faible tout au long du processus. Grâce à sa faible conductivité thermique, son taux d'absorption d'énergie élevé et son excellente fusion, l'acier inoxydable permet d'obtenir des soudures bien formées, lisses et esthétiques.
2. Acier au carbone
L'acier au carbone ordinaire peut être soudé directement par soudage laser portatif, avec un résultat comparable à celui obtenu avec l'acier inoxydable. La zone affectée thermiquement est plus réduite. Cependant, lors du soudage d'aciers à moyenne et haute teneur en carbone, la température résiduelle étant relativement élevée, un préchauffage et un maintien de la température sont nécessaires avant et après le soudage afin de réduire les contraintes et d'éviter les fissures. C'est là qu'intervient la machine de soudage à froid. L'acier à moyenne et haute teneur en carbone peut être soudé ou réparé à basse vitesse grâce au soudage à froid et au fil de soudage pour fonte. En termes de contrôle de la température, la machine de soudage à froid permet un meilleur contrôle de la chaleur résiduelle après soudage, contrairement au soudage laser portatif.
3. Acier à outils
Il convient au soudage de différents types d'acier à outils, et le résultat du soudage est excellent.
4. Aluminium et alliages d'aluminium
L'aluminium et ses alliages sont des matériaux très réfléchissants, et des porosités peuvent apparaître dans le bain de fusion ou à la racine lors du soudage. Comparés aux autres métaux, l'aluminium et ses alliages exigent des paramètres de soudage plus précis ; toutefois, si ces paramètres sont appropriés, on peut obtenir un cordon de soudure présentant les mêmes propriétés mécaniques que le métal de base.
5. Cuivre et alliages de cuivre
La conductivité thermique du cuivre est très élevée, ce qui peut entraîner une pénétration incomplète et une fusion partielle lors du soudage. Généralement, le cuivre est chauffé pendant le soudage pour faciliter cette opération. Nous parlons ici de pièces de cuivre minces. Le soudage laser portatif permet un soudage direct et, grâce à son énergie concentrée et sa vitesse de soudage élevée, est moins affecté par la conductivité thermique élevée du cuivre.
6. Soudage entre matériaux dissemblables
La machine de soudage laser portative permet d'assembler divers métaux dissemblables, tels que le cuivre-nickel, le nickel-titane, le cuivre-titane, le titane-molybdène, le laiton-cuivre, l'acier à faible teneur en carbone-cuivre et d'autres métaux différents. Le soudage laser peut être réalisé dans toutes les conditions (gaz ou température).
La machine de soudage laser portative est aujourd'hui largement utilisée dans l'industrie du soudage, principalement parce que, malgré son prix plus élevé, elle permet de réaliser d'importantes économies de main-d'œuvre. Le coût de la main-d'œuvre des soudeurs étant relativement élevé, l'utilisation de ce produit résout le problème du recrutement coûteux et difficile de soudeurs. De plus, la machine de soudage laser portative a été unanimement saluée par des milliers de clients pour sa longue durée de vie et sa faible consommation d'énergie.
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Date de publication : 3 décembre 2022
