Le processus de soudage au laser de base consiste à concentrer un faisceau laser sur la zone articulaire entre deux matériaux à l'aide d'un système de livraison optique. Lorsque le faisceau entre en contact avec les matériaux, il transfère son énergie, chauffant rapidement et faisant fondre une petite zone.
Tableau de contenu
1. Qu'est-ce qu'une machine de soudage au laser?
Une machine de soudage laser est un outil industriel qui utilise un faisceau laser comme source de chaleur concentrée pour rejoindre plusieurs matériaux ensemble.
Certaines caractéristiques clés des machines de soudage au laser comprennent:
1. Source laser:La plupart des soudeurs laser modernes utilisent des diodes laser à l'état solide qui produisent un faisceau laser haute puissance dans le spectre infrarouge. Les sources laser courantes comprennent le CO2, les fibres et les lasers à diode.
2. Optique:Le faisceau laser se déplace à travers une série de composants optiques comme les miroirs, les lentilles et les buses qui se concentrent et dirigent le faisceau vers la zone de soudure avec précision. Les bras ou les portiques télescopiques positionnent le faisceau.
3. Automatisation:De nombreux soudeurs laser présentent l'intégration et la robotique de contrôle numérique de l'ordinateur (CNC) pour automatiser les modèles et processus de soudage complexes. Les chemins programmables et les capteurs de rétroaction garantissent la précision.
4. Surveillance du processus:Les caméras intégrées, les spectromètres et autres capteurs surveillent le processus de soudage en temps réel. Tout problème avec l'alignement du faisceau, la pénétration ou la qualité peut être rapidement détecté et abordé.
5. Restacés sur la sécurité:Bounons de protection, portes et boutons E-Stop Sauvegarde des opérateurs du faisceau laser à grande puissance. Les verrouillages ont fermé le laser si les protocoles de sécurité sont violés.
Ainsi, en résumé, une machine à souder laser est un outil de précision industriel contrôlé par ordinateur qui utilise un faisceau laser ciblé pour les applications de soudage automatisées et reproductibles.
2. Comment fonctionne le soudage au laser?
Certaines étapes clés du processus de soudage au laser comprennent:
1. Génération du faisceau laser:Une diode laser à l'état solide ou une autre source produit un faisceau infrarouge.
2. Livraison du faisceau: Les miroirs, les lentilles et une buse concentrent précisément le faisceau vers une tache serrée sur la pièce.
3. Chauffage du matériau:Le faisceau chauffe rapidement le matériau, avec une densité approchant 106 W / CM2.
4. Faire et rejoindre:Une petite piscine à fondu se forme où les matériaux fusionnent. Au fur et à mesure que la piscine se solidifie, un joint de soudure est créé.
5. refroidissement et ré-solidification: La zone de soudure se refroidit à des taux élevés supérieurs à 104 ° C / seconde, créant une microstructure durcie à grain fin.
6. Progression:Le faisceau se déplace ou les pièces sont repositionnées et le processus se répète pour compléter la couture de soudure. Le gaz de blindage inerte peut également être utilisé.
Ainsi, en résumé, le soudage au laser utilise un faisceau laser intensément focalisé et un cycle thermique contrôlé pour produire des soudures de zone à faible teneur en chaleur et à faible teneur en chaleur.
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3. Le soudage au laser est-il meilleur que MIG?
Par rapport aux processus de soudage traditionnels du gaz inerte métallique (MIG) ...
Le soudage au laser offre plusieurs avantages:
1. Précision: Les faisceaux laser peuvent être concentrés sur une minuscule tache de 0,1 mm, permettant des soudures très précises et reproductibles. Ceci est idéal pour les petites pièces de tolérance élevée.
2. Vitesse:Les taux de soudage pour le laser sont beaucoup plus rapides que le MIG, en particulier sur les jauges plus minces. Cela améliore la productivité et réduit les temps de cycle.
3. Qualité:La source de chaleur concentrée produit une distorsion minimale et des zones étroites touchées par la chaleur. Il en résulte des soudures solides et de haute qualité.
4. Automatisation:Le soudage au laser est facilement automatisé à l'aide de la robotique et du CNC. Cela permet des modèles complexes et une cohérence améliorée vs soudage manuel MIG.
5. Matériaux:Les lasers peuvent rejoindre de nombreuses combinaisons de matériaux, y compris les soudures métalliques multi-matériaux et différentes.
Cependant, le soudage MIG aQuelques avantagessur le laser dans d'autres applications:
1. Coût:L'équipement MIG a un coût d'investissement initial inférieur à celui des systèmes laser.
2. Matériaux plus épais:Le MIG est mieux adapté pour le soudage des sections en acier plus épais supérieures à 3 mm, où l'absorption du laser peut être problématique.
3. Gas de blindage:MIG utilise un bouclier à gaz inerte pour protéger la zone de soudure, tandis que le laser utilise souvent un chemin de faisceau scellé.
Ainsi, en résumé, le soudage au laser est généralement préféré pourqualité de précision, d'automatisation et de soudage.
Mais le MIG reste compétitif pour la production dejauges plus épaisses sur un budget.
Le bon processus dépend de la demande de soudage spécifique et des exigences de partie.
4. Le soudage au laser est-il meilleur que le soudage TIG?
Le soudage du gaz inerte en tungstène (TIG) est un processus manuel et artistique qui peut produire d'excellents résultats sur des matériaux minces.
Cependant, le soudage au laser présente certains avantages par rapport à TIG:
1. Vitesse:Le soudage au laser est nettement plus rapide que le TIG pour les applications de production en raison de sa précision automatisée. Cela améliore le débit.
2. Précision:Le faisceau laser focalisé permet la précision de positionnement à moins de centièmes d'un millimètre. Cela ne peut pas être égalé par une main humaine avec Tig.
3. Contrôle:Les variables de processus comme l'entrée de chaleur et la géométrie de soudure sont étroitement contrôlées avec un laser, assurant des résultats cohérents par lot sur un lot.
4. Matériaux:Le TIG est le meilleur pour les matériaux conducteurs plus minces, tandis que le soudage au laser ouvre une plus grande variété de combinaisons multi-produits.
5. Automatisation: Les systèmes laser robotiques permettent un soudage complètement automatisé sans fatigue, tandis que TIG nécessite généralement l'attention et l'expertise de l'opérateur.
Cependant, le soudage TIG maintient un avantage pourSoudage de précision de la calibre mince ou soudage en alliageoù l'apport de chaleur doit être soigneusement modulé. Pour ces applications, une touche technique qualifiée est précieuse.
5. Quel est l'inconvénient du soudage au laser?
Comme pour tout processus industriel, le soudage au laser a des inconvénients potentiels à considérer:
1. Coût: Tout en étant plus abordable, les systèmes laser à haute puissance nécessitent un investissement en capital important par rapport aux autres méthodes de soudage.
2. Consommables:Les buses de gaz et l'optique se dégradent avec le temps et doivent être remplacées, ajoutant au coût de possession.
3. Sécurité:Des protocoles stricts et des boîtiers de sécurité fermés sont nécessaires pour empêcher l'exposition au faisceau laser à haute intensité.
4. Formation:Les opérateurs ont besoin de formation pour travailler en toute sécurité et entretenir correctement l'équipement de soudage au laser.
5. Ligne de vue:Le faisceau laser se déplace en lignes droites, de sorte que les géométries complexes peuvent nécessiter plusieurs poutres ou repositionnement de la pièce.
6. Absorptivité:Certains matériaux comme l'acier épais ou l'aluminium peuvent être difficiles à souder s'ils n'absorbent pas efficacement la longueur d'onde spécifique du laser.
Cependant, avec des précautions, une formation et une optimisation de processus appropriées, le soudage au laser offre des avantages de productivité, de précision et de qualité pour de nombreuses applications industrielles.
6. Le soudage au laser a-t-il besoin de gaz?
Contrairement aux processus de soudage à blindage à gaz, le soudage au laser ne nécessite pas l'utilisation d'un gaz de blindage inerte qui coule sur la zone de soudure. C'est parce que:
1. Le faisceau laser focalisé se déplace dans l'air pour créer une petite piscine de soudure à haute énergie qui fond et rejoint les matériaux.
2. L'air environnant n'est pas ionisé comme un arc de plasma de gaz et n'interfère pas avec la formation de faisceau ou de soudure.
3. La soudure se solidifie si rapidement à partir de la chaleur concentrée qu'elle se forme avant que les oxydes puissent se former à la surface.
Cependant, certaines applications spécialisées de soudage au laser peuvent toujours bénéficier de l'utilisation d'un gaz d'assistance:
1. Pour les métaux réactifs comme l'aluminium, le gaz protège la piscine de soudure chaude de l'oxygène dans l'air.
2. Sur les travaux laser puissants, le gaz stabilise le panache de plasma qui se forme pendant les soudures de pénétration profonde.
3. Les jets à gaz éliminent les fumées et les débris pour une meilleure transmission de faisceau sur des surfaces sales ou peintes.
Ainsi, en résumé, bien qu'il ne soit pas strictement nécessaire, le gaz inerte peut offrir des avantages pour des applications ou des matériaux de soudage laser difficiles spécifiques. Mais le processus peut souvent bien fonctionner sans lui.
▶ Quels matériaux peuvent être soudés au laser?
Presque tous les métaux peuvent être soudés au laser, y comprisacier, aluminium, titane, alliages de nickel, et plus encore.
Même des combinaisons de métaux différentes sont possibles. La clé est qu'ilsdoit absorber efficacement la longueur d'onde laser.
▶ À quelle épaisseur de matériaux peut être soudée?
Des feuilles aussi minces que0,1 mm et aussi épais que 25 mmPeut généralement être soudé au laser, selon l'application spécifique et la puissance laser.
Des sections plus épaisses peuvent nécessiter un soudage multi-pass ou une optique spéciale.
▶ Le soudage au laser est-il adapté à une production à volume élevé?
Absolument. Les cellules de soudage laser robotiques sont couramment utilisées dans des environnements de production automatisés à grande vitesse pour des applications comme la fabrication automobile.
Les taux de débit de plusieurs mètres par minute sont réalisables.
▶ Quelles industries utilisent le soudage au laser?
Les applications courantes de soudage au laser peuvent être trouvées dansAutomobile, électronique, dispositifs médicaux, aérospatiale, outil / mat.
La technologie estExpansion continuellement dans de nouveaux secteurs.
▶ Comment choisir un système de soudage laser?
Les facteurs à considérer comprennent les matériaux de la pièce, la taille / épaisseur, les besoins de débit, le budget et la qualité de soudure requise.
Les fournisseurs réputés peuvent aider à spécifier le bon type laser, la puissance, l'optique et l'automatisation pour votre application spécifique.
▶ Quels types de soudures peuvent être fabriqués?
Les techniques typiques de soudage au laser comprennent les soudures de bout, de lap, de filet, de perçage et de revêtement.
Certaines méthodes innovantes comme la fabrication des additifs laser émergent également pour les applications de réparation et de prototypage.
▶ Le soudage au laser est-il adapté aux travaux de réparation?
Oui, le soudage au laser est bien adapté pour la réparation de précision des composants de grande valeur.
L'entrée de chaleur concentrée minimise des dommages supplémentaires aux matériaux de base pendant la réparation.
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Heure du poste: 12 février-2024