Le soudage laser est une méthode précise et efficace d'assemblage de matériaux.
En résumé, le soudage laser offre des résultats rapides et de haute qualité avec une distorsion minimale.
Il s'adapte à une large gamme de matériaux et peut être personnalisé pour répondre aux besoins spécifiques de chaque application.
L'un des grands avantages du soudage laser est sa polyvalence.
Il peut être utilisé pour souder non seulement des métaux comme l'aluminium, le cuivre et l'acier inoxydable, mais aussi toute une gamme d'autres matériaux.
Y compris certains thermoplastiques, verres et composites.
Cela le rend utile dans divers secteurs, de la fabrication automobile à l'électronique et même à la production de dispositifs médicaux.
Qu’est-ce que le soudage laser ? [Partie 2]
La représentation d'un avenir de pointe
Le soudage laser est une technologie de pointe qui utilise un faisceau laser à haute énergie pour assembler avec précision des matériaux, généralement des métaux, en les faisant fondre au point de contact.
Ce procédé crée une liaison solide et durable avec une déformation minimale par rapport aux méthodes de soudage traditionnelles.
Il est rapide, efficace et capable de produire des résultats de haute qualité.
Le cœur du soudage laser
Au cœur du soudage laser se trouve le faisceau laser lui-même, qui génère une chaleur immense.
Lorsque le laser est focalisé sur une surface métallique, il fait fondre le matériau, formant une petite flaque de métal en fusion.
Cette zone se solidifie rapidement, généralement en quelques millisecondes, une fois que le laser s'éloigne, ce qui permet une liaison solide entre les pièces.
Le procédé est très contrôlé, ce qui signifie que seules les zones soudées sont affectées, laissant le reste du matériau en grande partie intact.
Comprendre le soudage laser
Pour comprendre simplement le soudage laser, on peut l'imaginer comme une loupe concentrant les rayons du soleil sur un petit point.
De même qu'un faisceau lumineux concentré peut faire fondre une feuille de papier, un faisceau laser concentre une énergie intense sur une surface métallique.
Ce qui le fait fondre et, dans certains cas, même se vaporiser.
Densité de puissance du soudage par faisceau laser
La puissance du laser est mesurée en termes de densité de puissance.
Ce qui est incroyablement élevé — atteignant des millions de watts par centimètre carré.
Plus la puissance du laser est élevée, plus le processus de soudage est rapide et plus la chaleur pénètre profondément dans le matériau.
Cependant, une puissance laser plus élevée augmente également le coût de l'équipement.
Ce facteur est donc important lorsqu'on considère le coût total de la machine.
Vous débutez dans le soudage laser et le soudage laser portatif ?
Nous pouvons vous aider !
Pourquoi le laser à fibre est-il le meilleur pour le soudage laser ?
Explication de quelques types courants de lasers utilisés en soudage laser
Chaque type de laser présente ses points forts et ses points faibles, ce qui les rend adaptés à différentes applications en soudage laser.
Les lasers à fibre sont les plus polyvalents et les plus efficaces, notamment pour le soudage des métaux.
Bien que les lasers CO2 soient utiles pour les pièces circulaires, ils nécessitent plus d'entretien.
Les lasers Nd:YAG sont idéaux pour des tâches spécifiques comme la réparation de moules, mais leur faible rendement énergétique et leurs coûts d'entretien élevés peuvent constituer un frein.
Enfin, les lasers à diodes offrent une excellente efficacité énergétique, mais sont moins efficaces lorsqu'une haute précision est requise.
Soudage laser à fibre : la méthode la plus populaire et éprouvée
Les lasers à fibre sont actuellement la technologie la plus populaire et la plus éprouvée pour le soudage laser.
Elles sont connues pour leur haute efficacité énergétique, d'environ 30 %.
Ce qui contribue à une meilleure gestion thermique et à la réduction des coûts d'exploitation.
La longueur d'onde infrarouge émise par les lasers à fibre est bien absorbée par la plupart des métaux.
Ce qui les rend extrêmement efficaces pour une large gamme de tâches de soudage.
L'un des principaux avantages des lasers à fibre est leur capacité à générer et à guider le faisceau laser à travers un câble à fibre optique.
Cela permet une haute qualité de faisceau, une précision accrue et une densité d'énergie plus élevée, ce qui se traduit par une bonne profondeur de pénétration lors du soudage.
De plus, les lasers à fibre consomment très peu de consommables, ce qui réduit les coûts et la complexité de la maintenance.
Ils peuvent également être facilement intégrés aux robots ou aux machines CNC, ce qui les rend très polyvalents en milieu industriel.
Un autre avantage est que la puissance des lasers à fibre est pratiquement illimitée, ce qui permet un soudage haute performance même sur des matériaux épais.
Laser CO2 : Idéal pour certaines applications
Les lasers CO2 ont été le premier type de laser utilisé pour le soudage laser industriel et sont encore utilisés dans certaines applications.
Ces lasers émettent un faisceau laser à base de gaz qui ne peut pas être guidé par des fibres optiques.
Ce qui se traduit par une qualité de faisceau inférieure à celle des lasers à fibre.
Cela les rend moins précis pour certaines applications de soudage.
Les lasers CO2 sont généralement utilisés pour le soudage de pièces circulaires car le laser peut être fixé en position tandis que la pièce tourne.
Cependant, elles nécessitent plus d'entretien en raison du besoin fréquent de consommables tels que des miroirs et des gaz.
Avec un rendement énergétique moyen d'environ 20 %, les lasers CO2 ne sont pas aussi économes en énergie que les lasers à fibre.
Ce qui entraîne des coûts d'exploitation plus élevés.
Laser Nd:YAG : Efficacité prouvée, mais avec des limitations
Les lasers Nd:YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au néodyme) constituent une technologie éprouvée en soudage laser.
Mais elles présentent certaines limites.
Leur rendement énergétique est faible, généralement autour de 5 %.
Ce qui entraîne des problèmes de gestion thermique et des coûts d'exploitation plus élevés.
L'un des atouts des lasers Nd:YAG est leur capacité à guider le faisceau laser à l'aide de fibres optiques, ce qui améliore la qualité du faisceau.
Cependant, il reste difficile de focaliser le faisceau laser sur un petit point, ce qui limite sa précision dans certaines applications.
Les lasers Nd:YAG sont souvent utilisés pour des tâches spécifiques comme la réparation de moules, où une focalisation plus large est acceptable.
Leurs coûts d'entretien sont également élevés, car les consommables tels que les miroirs et les lampes doivent être remplacés régulièrement.
Laser à diode : Mise au point difficile en raison de la mauvaise qualité du faisceau
Les lasers à diodes deviennent de plus en plus courants dans les applications qui nécessitent une efficacité énergétique élevée (environ 40 %).
Cette haute efficacité permet une meilleure gestion thermique et des coûts d'exploitation inférieurs à ceux de certains autres types de lasers.
Cependant, l'un des principaux inconvénients des lasers à diodes est que la qualité de leur faisceau est très médiocre.
Ce qui rend difficile la focalisation du laser sur un point de petite taille.
Cela limite leur précision dans certaines applications de soudage.
Malgré cela, les lasers à diodes restent utiles pour certains matériaux, notamment les plastiques, et peuvent être utilisés efficacement dans ces applications.
Vous souhaitez vous initier à la machine de soudage laser à fibre portable ?
Soudage laser par conduction et par trou de serrure
Comprendre les techniques de soudage courantes
Le soudage laser peut être divisé en deux types principaux : le soudage par conduction et le soudage en trou de serrure.
Ces deux procédés diffèrent par la manière dont le laser interagit avec le matériau et par les résultats qu'ils produisent.
Principales différences
Qualité de soudage
Le soudage par conduction produit généralement des résultats plus propres avec moins de projections et moins de défauts, tandis que le soudage en trou de serrure peut provoquer plus de projections, de porosité et une zone affectée thermiquement plus grande.
Répartition de la chaleur de soudage
Le soudage par conduction répartit la chaleur uniformément dans toutes les directions, tandis que le soudage en trou de serrure concentre la chaleur dans une direction plus étroite et perpendiculaire, ce qui permet une pénétration plus profonde.
Vitesse de soudage
Le soudage par pénétration est plus rapide, ce qui le rend adapté à la production en grande série, tandis que le soudage par conduction est plus lent mais offre une plus grande précision.
Soudage par conduction
Le soudage par conduction est un procédé plus doux et plus lent. Dans cette méthode, le faisceau laser fait fondre la surface du métal.
Ce qui amène le métal à atteindre sa température de fusion (le point où il se transforme en liquide).
Mais sans aller au-delà, jusqu'à la température de vaporisation (où le métal se transformerait en gaz).
La chaleur est répartie uniformément dans tout le matériau, ce qui signifie que le transfert de chaleur s'effectue dans toutes les directions à l'intérieur du métal.
Le soudage par conduction, en faisant fondre le matériau plus progressivement, produit des résultats de meilleure qualité.
Cela inclut une réduction des projections (les petites gouttelettes de matériau en fusion qui peuvent s'échapper pendant le soudage) et une faible émission de fumées, ce qui rend le processus plus propre.
Cependant, du fait de sa lenteur, le soudage par conduction est généralement utilisé pour des applications exigeant précision et joints de haute qualité plutôt que rapidité.
Soudage en trou de serrure
Le soudage en trou de serrure, en revanche, est un procédé plus rapide et plus agressif.
Dans cette méthode, le faisceau laser fait fondre et vaporise le métal, créant ainsi un petit trou profond ou un trou de serrure dans le matériau.
La chaleur intense du laser amène le métal à atteindre à la fois sa température de fusion et sa température de vaporisation.
Une partie du bain de fusion se transforme en gaz.
Comme le matériau est vaporisé, la chaleur est transférée plus perpendiculairement au faisceau laser, ce qui donne un bain de fusion plus profond et plus étroit.
Ce procédé est beaucoup plus rapide que le soudage par conduction, ce qui le rend idéal pour les chaînes de production à grand volume.
Cependant, la chaleur rapide et intense peut provoquer des projections, et la fusion rapide peut également entraîner de la porosité (minuscules bulles de gaz piégées à l'intérieur de la soudure).
Et une zone affectée thermiquement (ZAT) plus large (la zone entourant la soudure qui est altérée par la chaleur).
Vous souhaitez savoir quelle est la technique de soudage appropriée ?
Pour votre application et votre entreprise ?
Des vidéos captivantes aux articles informatifs
Soudage TIG ou soudage laser : lequel est le meilleur ?
Date de publication : 25 décembre 2024