Avec la popularité de la machine de soudage laser portable dans l'industrie, les gens veulent en savoir plus sur le soudage laser. Cet article décrit deux modes de soudage au laser différents et les facteurs qui ont un impact sur l'efficacité du soudage au laser.
Le soudage au laser peut être réalisé avec un faisceau laser continu ou pulsé, et peut être classé comme soudage par transfert de chaleur ou soudage par fusion profonde au laser selon le principe du soudage au laser. Ce qui suit est une description de ces deux modes de soudage au laser.
Soudage par conduction thermique
Le soudage par conduction thermique implique la diffusion de chaleur dans la pièce par transfert de chaleur. La pièce est fondue et un bain de fusion spécifique est formé en contrôlant les paramètres laser tels que la largeur, l'énergie, la puissance de crête et la fréquence de répétition de l'impulsion laser. Ce mode de soudage au laser produit un phénomène de fusion uniquement sur la surface de la soudure, l'intérieur de la pièce n'est pas complètement fondu et fondamentalement aucune vaporisation n'est produite. La profondeur de fusion peu profonde et la vitesse de soudage lente après le soudage sont principalement utilisées pour le soudage de matériaux métalliques à paroi mince à faible vitesse.
Soudage par fusion profonde au laser
Le soudage par fusion profonde au laser pénètre non seulement complètement dans le matériau, mais vaporise également le matériau, formant une grande quantité de plasma. En raison de la chaleur élevée, un trou de serrure apparaîtra à l'avant du bain de fonte. Le soudage par fusion profonde est le mode de soudage au laser le plus largement utilisé en raison de son énergie d'entrée élevée, de sa vitesse de soudage élevée et de son grand rapport profondeur/largeur. Les machines de soudage laser pour le soudage d'engrenages et le soudage de tôles métallurgiques impliquent principalement
Différents paramètres de processus ont des effets différents sur l'effet de soudage au laser. Trois facteurs qui ont un impact sur l'effet de soudage au laser sont décrits ici.
Puissance laser
Il existe un seuil de densité d'énergie laser dans le soudage au laser, en dessous duquel la profondeur de fusion est faible, et une fois cette valeur atteinte ou dépassée, la profondeur de fusion augmente considérablement. Ce n'est que lorsque la densité de puissance du laser sur la pièce dépasse la valeur seuil (dépendante du matériau) qu'un plasma est généré, ce qui marque la stabilisation du soudage par fusion profonde.
Si la puissance du laser est inférieure à ce seuil, seule la fusion superficielle de la pièce se produit, c'est-à-dire que le soudage se déroule dans un type de transfert de chaleur stable. Et lorsque la densité de puissance du laser est proche des conditions critiques pour la formation de petits trous, le soudage par fusion profonde et le soudage par conduction alternent et deviennent des processus de soudage instables, entraînant de grandes fluctuations de la profondeur de fusion. Lors du soudage par fusion profonde au laser, la puissance du laser contrôle à la fois la profondeur de pénétration et la vitesse de soudage. En général, pour un faisceau laser d'un certain diamètre, la profondeur de fusion augmente à mesure que la puissance du faisceau augmente.
Vitesse de soudage
La vitesse de soudage a un impact important sur la profondeur de fusion, l'augmentation de la vitesse de soudage rendra la profondeur de fusion peu profonde, mais une vitesse trop faible entraînera une fusion excessive du matériau, la pièce à souder à travers. Par conséquent, pour une certaine puissance laser et une certaine épaisseur d'un matériau spécifique, il convient d'avoir une plage de vitesse de soudage appropriée, et dans laquelle la valeur de vitesse correspondante peut être obtenue lorsque la profondeur maximale de fusion.
Gaz protecteur
Le processus de soudage au laser utilise souvent des gaz inertes pour protéger le bain de fusion, ce qui peut être ignoré lorsque certains matériaux peuvent être soudés indépendamment de l'oxydation de surface, mais pour la plupart des applications, l'hélium, l'argon et l'azote sont souvent utilisés pour protéger la pièce de l'oxydation pendant le soudage. processus.
L'hélium n'est pas facilement ionisé, ce qui permet au laser de passer à travers et à l'énergie du faisceau d'atteindre la surface de la pièce sans entrave. C'est le gaz de protection le plus efficace utilisé dans le soudage au laser, mais il est plus cher. L'argon est moins cher et plus dense, il protège donc mieux. Cependant, il est sensible à l'ionisation du plasma métallique à haute température et, par conséquent, empêche une partie du faisceau d'atteindre la pièce, réduisant la puissance laser effective pour le soudage et altérant également la vitesse de soudage et la profondeur de fusion. L'azote est le type de gaz de protection le moins cher, mais il ne convient pas à certains types de soudage de l'acier inoxydable. Ceci est principalement dû à des problèmes métallurgiques, comme l'absorption, qui crée parfois de la porosité dans la zone de recouvrement.
La deuxième fonction de l'utilisation du gaz de protection est de protéger la lentille de focalisation à l'intérieur du pistolet de soudage laser de la contamination par les vapeurs métalliques et des éclaboussures de gouttelettes liquides en fusion. Ceci est particulièrement nécessaire dans le soudage laser à haute puissance, où les éjectas deviennent très puissants. La troisième fonction du gaz de protection est de disperser le blindage plasma produit par le soudage laser à haute puissance.
