Les principes du soudage laser
La soudure au laserutilise les excellentes caractéristiques directionnelles et de densité de puissance élevée d'un faisceau laser pour fonctionner.Grâce à un système optique, le faisceau laser est focalisé sur une très petite zone, créant ainsi une source de chaleur hautement concentrée en très peu de temps.Ce processus fait fondre le matériau au point de soudage, formant un point de soudure et un joint solidifiés.
·Le soudage au laser est généralement divisé en soudage par conduction et soudage par pénétration profonde.
·Une densité de puissance laser de 105~106w/cm2aboutit à un soudage par conduction laser.
·Une densité de puissance laser de 105~106w/cm2aboutit à un soudage à pénétration profonde au laser.
Les caractéristiques du soudage laser
Par rapport aux autres méthodes de soudage, le soudage laser possède les caractéristiques suivantes :
·Énergie concentrée, efficacité de soudage élevée, précision de traitement élevée et rapport profondeur/largeur élevé du cordon de soudure.
·Faible apport thermique, petite zone affectée thermiquement, contrainte résiduelle minimale et faible déformation de la pièce.
·Soudage sans contact, transmission par fibre optique, bonne accessibilité et haut niveau d'automatisation.
·Conception de joint flexible, économisant les matières premières.
·L'énergie de soudage peut être contrôlée avec précision, garantissant des résultats de soudage stables et un bon aspect de soudage.
Soudage de l'acier et de ses alliages
·L'acier inoxydable peut obtenir de bons résultats de soudage en utilisant une onde carrée standard.
·Lors de la conception de structures soudées, essayez d'éloigner autant que possible les points de soudure des substances non métalliques.
·Pour répondre aux exigences de résistance et d’esthétique, il est conseillé de réserver une surface de soudage et une épaisseur de pièce suffisantes.
·Lors du soudage, il est essentiel de veiller à la propreté de la pièce et à la sécheresse de l’environnement.
Soudage de l'aluminium et de ses alliages
·Les matériaux en alliage d'aluminium ont une réflectivité élevée ;par conséquent, une puissance de crête laser élevée est nécessaire pendant le soudage.
·Des fissures sont susceptibles de se produire lors du soudage par points pulsé, affectant la résistance du soudage.
·La composition du matériau est sujette à la ségrégation, entraînant des éclaboussures.Il est conseillé de choisir des matières premières de haute qualité.
·Généralement, l'utilisation d'un point de grande taille et d'une longue largeur d'impulsion permet d'obtenir de meilleurs résultats de soudage.
Soudage du Cuivre et de ses Alliages
·Les matériaux en cuivre ont une réflectivité plus élevée que les alliages d'aluminium, ce qui nécessite une puissance laser maximale plus élevée pour le soudage.La tête laser doit être inclinée selon un certain angle.
·Pour certains alliages de cuivre, comme le laiton et le bronze, la difficulté de soudage est accrue en raison de l'influence des éléments de l'alliage.Une attention particulière doit être portée à la sélection des paramètres du processus de soudage.
Soudage de métaux différents
·Une solution solide peut-elle être formée.
·Existe-t-il une différence significative d'électronégativité entre des métaux différents.
·Autres facteurs d'influence.
La possibilité pour des métaux différents de former des joints de soudure de haute qualité dépend principalement des propriétés physiques, des propriétés chimiques, de la composition chimique et des mesures de processus des métaux à souder.Ceci est généralement considéré sous les aspects suivants :
·La formation d’une solution solide dépend de la capacité de métaux différents à se dissoudre mutuellement à l’état liquide et solide.Ce n’est que lorsqu’ils peuvent se dissoudre indéfiniment l’un dans l’autre qu’un joint de soudure solide et solide peut être formé.Généralement, une solubilité significative, voire illimitée, n'est possible que lorsque la différence de rayon atomique entre les deux métaux est inférieure à environ 14 à 15 %.
·Il est également crucial qu’il existe une différence significative d’électronégativité entre des métaux différents.Plus la différence est grande, plus leur affinité chimique est forte, ce qui tend à conduire à la formation de composés plutôt que de solutions solides.En conséquence, la solubilité de la solution solide formée est réduite et la résistance du joint soudé est également inférieure.
·De plus, le soudage de métaux différents est grandement affecté par des propriétés telles que les points de fusion, les coefficients de dilatation thermique, les conductivités thermiques, les chaleurs spécifiques, l'oxydabilité et la réflectivité des matériaux impliqués.Plus la différence entre ces propriétés physiques est grande, plus le soudage est difficile et plus la résistance du joint de soudure résultant a tendance à être faible.
·Habituellement, le soudage au laser de matériaux métalliques différents, tels que l'acier avec du cuivre, de l'aluminium et du nickel, ainsi que du cuivre avec du nickel, présente une bonne soudabilité, conduisant à une qualité de soudage satisfaisante.
Le soudage laser trouve de nombreuses applications dans divers secteurs, y compris, mais sans s'y limiter, les domaines suivants :
1 : Soudage de métaux différents
Le soudage au laser est largement utilisé dans les industries manufacturières telles que l'automobile, l'aérospatiale, l'électronique et l'ingénierie mécanique.Il est utilisé pour souder des composants et assembler des structures, améliorant ainsi l’efficacité de la production et la qualité des produits.
2 : Dispositifs médicaux
Dans la fabrication de dispositifs médicaux, le soudage au laser est utilisé pour connecter et assembler de petits composants de précision, garantissant ainsi des produits de haute qualité tout en évitant un impact thermique excessif sur les matériaux.
3 : Électronique
En raison de sa haute précision et de son faible apport thermique, le soudage laser est largement utilisé dans la fabrication d’appareils électroniques, notamment le soudage de circuits imprimés et de composants microélectroniques.
4 : Aérospatiale
Le soudage au laser est utilisé dans le secteur aérospatial pour fabriquer des composants d'avions et aérospatiaux, permettant une conception légère et des connexions à haute résistance.
5 : Secteur de l’énergie
Dans l'industrie de l'énergie, le soudage au laser est utilisé pour fabriquer des panneaux solaires, des équipements nucléaires et d'autres composants liés à la production d'énergie.
6 : Joaillerie et Horlogerie
Compte tenu de son adaptabilité aux structures fines et complexes, le soudage au laser est souvent utilisé dans la fabrication de bijoux et de montres pour connecter et réparer des composants délicats.
7 : Industrie automobile
Dans la fabrication automobile, le soudage au laser est utilisé pour connecter des composants automobiles, améliorer l'efficacité du soudage et améliorer la qualité des produits.
Dans l’ensemble, la haute précision, la vitesse et la polyvalence du soudage laser le rendent largement applicable dans les domaines de la fabrication et de la production.
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Heure de publication : 17 janvier 2024