Le procédé de soudage laser de base consiste à focaliser un faisceau laser sur la zone de jonction entre deux matériaux à l'aide d'un système de transmission optique. Au contact des matériaux, le faisceau transfère son énergie, chauffant et faisant fondre rapidement une petite zone.
Table des matières
1. Qu'est-ce qu'une machine à souder au laser ?
Une machine à souder au laser est un outil industriel qui utilise un faisceau laser comme source de chaleur concentrée pour assembler plusieurs matériaux.
Voici quelques caractéristiques clés des machines de soudage laser :
1. Source laser :La plupart des soudeuses laser modernes utilisent des diodes laser à semi-conducteurs qui produisent un faisceau laser de haute puissance dans le spectre infrarouge. Les sources laser courantes comprennent les lasers CO2, à fibre et à diodes.
2. Optique :Le faisceau laser traverse une série de composants optiques, tels que des miroirs, des lentilles et des buses, qui le focalisent et le dirigent avec précision vers la zone de soudure. Des bras télescopiques ou des portiques positionnent le faisceau.
3. Automatisation :De nombreuses soudeuses laser intègrent la commande numérique par ordinateur (CNC) et la robotique pour automatiser les motifs et les processus de soudage complexes. Des trajectoires programmables et des capteurs de rétroaction garantissent la précision.
4. Surveillance des processus :Des caméras, des spectromètres et d'autres capteurs intégrés surveillent le processus de soudage en temps réel. Tout problème d'alignement du faisceau, de pénétration ou de qualité peut être rapidement détecté et corrigé.
5. Dispositifs de sécurité :Des boîtiers de protection, des portes et des boutons d'arrêt d'urgence protègent les opérateurs du faisceau laser de haute puissance. Des dispositifs de verrouillage coupent le laser en cas de non-respect des protocoles de sécurité.
En résumé, une machine à souder au laser est un outil industriel de précision, commandé par ordinateur, qui utilise un faisceau laser focalisé pour des applications de soudage automatisées et répétables.
2. Comment fonctionne le soudage laser ?
Voici quelques étapes clés du processus de soudage laser :
1. Génération du faisceau laser :Une diode laser à semi-conducteurs ou une autre source produit un faisceau infrarouge.
2. Livraison du faisceau : Des miroirs, des lentilles et une buse concentrent avec précision le faisceau sur un point précis de la pièce à usiner.
3. Chauffage du matériau :Le faisceau chauffe rapidement le matériau, avec une densité approchant 106 W/cm2.
4. Fusion et assemblage :Un petit bain de fusion se forme à l'endroit où les matériaux fusionnent. Lorsque ce bain se solidifie, un joint de soudure se crée.
5. Refroidissement et resolidification : La zone de soudure refroidit à des vitesses élevées, supérieures à 104 °C/seconde, créant une microstructure à grains fins et durcie.
6. Progression :Le faisceau se déplace ou les pièces sont repositionnées, et le processus se répète pour compléter le cordon de soudure. Un gaz de protection inerte peut également être utilisé.
En résumé, le soudage laser utilise un faisceau laser intensément focalisé et un cycle thermique contrôlé pour produire des soudures de haute qualité avec une zone affectée thermiquement réduite.
Nous avons fourni des informations utiles sur les machines de soudage laser.
Ainsi que des solutions personnalisées pour votre entreprise
3. Le soudage laser est-il meilleur que le soudage MIG ?
Comparé aux procédés de soudage MIG (Metal Inert Gas) traditionnels...
Le soudage laser offre plusieurs avantages :
1. Précision : Les faisceaux laser peuvent être focalisés sur un point minuscule de 0,1 à 1 mm, permettant des soudures très précises et répétables. C'est idéal pour les petites pièces de haute précision.
2. Vitesse :Les vitesses de soudage au laser sont bien supérieures à celles du MIG, notamment pour les faibles épaisseurs. Cela améliore la productivité et réduit les temps de cycle.
3. Qualité :La source de chaleur concentrée produit une déformation minimale et des zones affectées thermiquement étroites. Il en résulte des soudures solides et de haute qualité.
4. Automatisation :Le soudage laser s'automatise facilement grâce à la robotique et aux commandes numériques. Cela permet de réaliser des motifs complexes et d'obtenir une meilleure régularité qu'avec le soudage MIG manuel.
5. Matériaux :Les lasers permettent d'assembler de nombreuses combinaisons de matériaux, y compris des soudures multi-matériaux et de métaux dissemblables.
Cependant, le soudage MIG possède bien des caractéristiques.certains avantagespar rapport au laser dans d'autres applications :
1. Coût :Les équipements MIG ont un coût d'investissement initial inférieur à celui des systèmes laser.
2. Matériaux plus épais :Le procédé MIG est mieux adapté au soudage de sections d'acier épaisses, supérieures à 3 mm, où l'absorption du laser peut poser problème.
3. Gaz de protection :Le procédé MIG utilise un gaz inerte comme protection pour la zone de soudure, tandis que le laser utilise souvent un faisceau scellé.
En résumé, le soudage laser est généralement préféré pourprécision, automatisation et qualité de soudage.
Mais le procédé MIG reste compétitif pour la production dedes calibres plus épais à petit budget.
Le procédé approprié dépend de l'application de soudage spécifique et des exigences relatives aux pièces.
4. Le soudage laser est-il meilleur que le soudage TIG ?
Le soudage TIG (Tungsten Inert Gas) est un procédé manuel qui requiert un savoir-faire artistique et qui permet d'obtenir d'excellents résultats sur des matériaux minces.
Cependant, le soudage laser présente certains avantages par rapport au soudage TIG :
1. Vitesse :Le soudage laser est nettement plus rapide que le soudage TIG pour les applications de production grâce à sa précision automatisée, ce qui améliore le rendement.
2. Précision :Le faisceau laser focalisé permet une précision de positionnement au centième de millimètre près. Une telle précision est impossible à atteindre manuellement avec le procédé TIG.
3. Contrôle :Les variables du procédé, telles que l'apport de chaleur et la géométrie de la soudure, sont contrôlées avec précision grâce à un laser, garantissant des résultats constants d'un lot à l'autre.
4. Matériaux :Le procédé TIG est idéal pour les matériaux conducteurs minces, tandis que le soudage laser offre une plus grande variété de combinaisons multi-matériaux.
5. Automatisation : Les systèmes laser robotisés permettent un soudage entièrement automatisé et sans fatigue, tandis que le soudage TIG requiert généralement toute l'attention et l'expertise d'un opérateur.
Cependant, le soudage TIG conserve un avantage pourtravaux de précision sur tôles minces ou soudage d'alliageslà où l'apport de chaleur doit être modulé avec précision. Dans ces applications, l'expertise d'un technicien qualifié est précieuse.
5. Quel est l'inconvénient du soudage laser ?
Comme pour tout procédé industriel, le soudage laser présente certains inconvénients potentiels à prendre en compte :
1. Coût : Bien que devenus plus abordables, les systèmes laser haute puissance nécessitent un investissement initial important par rapport aux autres méthodes de soudage.
2. Consommables :Les buses à gaz et les systèmes optiques se dégradent avec le temps et doivent être remplacés, ce qui augmente le coût total de possession.
3. Sécurité :Des protocoles stricts et des enceintes de sécurité fermées sont nécessaires pour éviter toute exposition au faisceau laser de haute intensité.
4. Formation :Les opérateurs ont besoin d'une formation pour travailler en toute sécurité et entretenir correctement les équipements de soudage laser.
5. Ligne de visée :Le faisceau laser se déplace en ligne droite, de sorte que les géométries complexes peuvent nécessiter plusieurs faisceaux ou un 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.
Avec les précautions appropriées, une formation adéquate et une optimisation des processus, le soudage laser offre toutefois des avantages en termes de productivité, de précision et de qualité pour de nombreuses applications industrielles.
6. Le soudage laser a-t-il besoin de gaz ?
Contrairement aux procédés de soudage sous protection gazeuse, le soudage laser ne nécessite pas l'utilisation d'un gaz de protection inerte circulant au-dessus de la zone de soudure. En effet :
1. Le faisceau laser focalisé traverse l'air pour créer un petit bain de fusion à haute énergie qui fait fondre et joint les matériaux.
2. L'air ambiant n'est pas ionisé comme dans un arc plasma gazeux et n'interfère pas avec le faisceau ou la formation de la soudure.
3. La soudure se solidifie si rapidement sous l'effet de la chaleur concentrée qu'elle se forme avant que les oxydes puissent se former à la surface.
Cependant, certaines applications spécialisées de soudage laser peuvent encore bénéficier de l'utilisation d'un gaz d'assistance :
1. Pour les métaux réactifs comme l'aluminium, le gaz protège le bain de fusion chaud de l'oxygène de l'air.
2. Lors des travaux de soudage laser de haute puissance, le gaz stabilise le panache de plasma qui se forme pendant les soudures à pénétration profonde.
3. Les jets de gaz éliminent les fumées et les débris pour une meilleure transmission du faisceau sur les surfaces sales ou peintes.
En résumé, bien que non indispensable, l'utilisation d'un gaz inerte peut présenter des avantages pour certaines applications ou matériaux de soudage laser complexes. Cependant, le procédé fonctionne souvent très bien 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 bien plus encore.
Même des combinaisons de métaux dissemblables sont possibles. L'essentiel est qu'ilsdoit absorber efficacement la longueur d'onde du laser.
▶ Quelle est l'épaisseur maximale des matériaux soudables ?
Feuilles aussi fines que0,1 mm et jusqu'à 25 mm d'épaisseurpeuvent généralement être soudés au laser, en fonction de l'application spécifique et de la puissance du laser.
Les sections plus épaisses peuvent nécessiter un soudage multipasse ou des optiques spéciales.
▶ Le soudage laser est-il adapté à la production en grande série ?
Absolument. Les cellules de soudage laser robotisées sont couramment utilisées dans les environnements de production automatisés à grande vitesse pour des applications telles que la fabrication automobile.
Des débits de plusieurs mètres par minute sont possibles.
▶ Quels secteurs utilisent le soudage laser ?
Les applications courantes du soudage laser se retrouvent dansfabrication de pièces de précision pour les secteurs de l'automobile, de l'électronique, des dispositifs médicaux, de l'aérospatiale, de l'outillage et de la fabrication de petites pièces..
La technologie estexpansion continue dans de nouveaux secteurs.
▶ Comment choisir un système de soudage laser ?
Les facteurs à prendre en compte comprennent les matériaux de la pièce, sa taille/épaisseur, les besoins en débit, le budget et la qualité de soudure requise.
Les fournisseurs réputés peuvent vous aider à spécifier le type de laser, la puissance, l'optique et l'automatisation adaptés à votre application spécifique.
▶ Quels types de soudures peut-on réaliser ?
Les techniques de soudage laser typiques comprennent le soudage bout à bout, le soudage par recouvrement, le soudage d'angle, le soudage par perçage et le soudage par revêtement.
Des méthodes innovantes comme la fabrication additive laser émergent également pour les applications de réparation et de prototypage.
▶ Le soudage laser est-il adapté aux travaux de réparation ?
Oui, le soudage laser est parfaitement adapté à la réparation de précision de composants de grande valeur.
L'apport de chaleur concentré minimise les dommages supplémentaires aux matériaux de base pendant la réparation.
Vous souhaitez débuter avec une machine à souder au laser ?
Pourquoi ne pas nous choisir ?
Date de publication : 12 février 2024