1. Caractéristiques du soudage au laser Avantage (1) Une petite plage de traitement peut offrir un meilleur contrôle de l'apport d'énergie, ce qui permet de réduire la contrainte thermique, la zone affectée par la chaleur et la déformation thermique. (2) Les soudures étroites et lisses nécessitent moins de traitements après soudage, voire aucun. (3) La vitesse de refroidissement rapide et la [...]
(1) Une petite plage de traitement peut offrir un meilleur contrôle de l'apport d'énergie, ce qui permet de réduire le stress thermique, de diminuer la consommation d'énergie et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. zone affectée thermiquementet une déformation thermique plus faible.
(2) Les soudures étroites et lisses nécessitent moins de traitements post-soudure, voire aucun.
(3) La vitesse de refroidissement rapide et la structure fine de la soudure permettent d'obtenir d'excellentes performances de l'appareil. joint soudé.
(4) Le processus a une vitesse de traitement élevée et un cycle de travail court.
(5) Le micro-soudage et la transmission à longue distance peuvent être réalisés sans l'utilisation d'un dispositif à vide, ce qui en fait un outil idéal pour la production automatique de masse.
(6) Soudage au laser est facile à intégrer à d'autres méthodes de traitement, telles que le pliage, le poinçonnage et l'assemblage, et convient parfaitement à la production automatique.
(7) Le processus de production est facilement contrôlé, car le système de capteurs surveille le processus en temps réel afin de garantir qualité du soudage.
(8) Le soudage au laser ne nécessite pas de contact avec la pièce, ce qui évite toute contrainte de contact.
Bien que le soudage au laser présente de nombreux avantages et constitue une méthode de soudage prometteuse, il présente également certaines limites.
(1) Le épaisseur de soudure est limitée et convient principalement aux matériaux minces.
(2) La pièce doit être serrée avec une grande précision et le jeu doit être réduit au minimum. Cela nécessite souvent des montages de soudage de précision, qui peuvent être relativement coûteux.
(3) Un positionnement précis est essentiel et les exigences en matière de programmation sont relativement élevées.
(4) Le soudage de matériaux à forte réflectivité et à conductivité thermique élevée, tels que les alliages d'aluminium et de cuivre, peut s'avérer difficile.
(5) Une solidification rapide de la soudure peut conduire à une rétention de gaz et entraîner une porosité et une fragilité.
(6) L'équipement est coûteux et, pour la production de petits lots ou la production avec un positionnement et des processus complexes, le rapport coût-efficacité peut ne pas être optimal.
Laser profond soudage par pénétration exige que le faisceau laser ait une densité d'énergie élevée, généralement supérieure à 10 kW/mm2. Il en résulte non seulement une fusion du métal, mais aussi la formation de vapeurs métalliques.
La pression créée par la vapeur de métal générée dans le bassin de fusion entraîne le déplacement du métal liquide. Au fur et à mesure que le métal continue à fondre et que la vapeur métallique diminue, un trou étroit et fin se forme dans la vapeur métallique.
Le trou est entouré par le métal liquide en fusion et, à mesure que le faisceau laser avance, le trou se déplace avec lui. Le métal liquide derrière le trou continue à se solidifier, formant la soudure.
1. Trou de serrure
2. Métal en fusion
3. Soudures
4. Faisceau laser
5. Sens de soudage
6. Vapeur métallique
7. Pièce à usiner
Les soudure au laser se caractérise par sa forme étroite et fine, et son rapport profondeur/largeur peut même atteindre 10:1.
Le faisceau laser est dirigé le long du bord du matériau, ce qui provoque la fusion et la solidification du matériau fondu, formant ainsi une soudure. La profondeur de la soudure peut varier entre zéro et un millimètre, et l'épaisseur du matériau n'excède généralement pas 3 mm, et est habituellement inférieure à 2 mm.
1. Matière en fusion
2. Soudure
3. Faisceau laser
4. Sens de soudage
5. Pièce à usiner
État solide chaleur laser Le soudage par conduction est principalement utilisé pour souder les coins de plaques minces, telles que les coques de piles, les coques de stimulateurs cardiaques et certains capots de machines-outils. Cette méthode de soudage permet d'obtenir une soudure d'angle lisse et propre qui ne nécessite aucun traitement ultérieur.
Lap
Soudage par chevauchement
Soudage par sertissage
En général, l'acier au carbone convient bien au soudage au laser et la qualité de la soudure dépend du niveau d'impuretés présent. Des niveaux élevés de soufre et de phosphore peuvent conduire à fissures de soudurece qui rend le soudage au laser inadapté aux matériaux contenant des niveaux élevés de ces éléments.
Les aciers à moyenne et haute teneur en carbone et les aciers ordinaires aciers alliés peuvent être efficacement soudés au laser, mais un préchauffage et un traitement après soudage sont nécessaires pour réduire les tensions et empêcher la formation de fissures.
En général, le laser soudage de l'acier inoxydable est plus facile à produire des joints de haute qualité que les méthodes de soudage conventionnelles.
L'acier inoxydable à faible conductivité thermique est plus propice à une pénétration profonde et étroite de la soudure.
L'acier inoxydable peut être divisé en quatre catégories principales : l'acier inoxydable ferritique (qui peut entraîner une fragilisation des joints), l'acier inoxydable austénitique (sujet à la fissuration à chaud), l'acier inoxydable martensitique (connu pour sa faible résistance à la corrosion) et l'acier inoxydable à l'oxydation (connu pour sa faible résistance à l'oxydation). soudabilité) et l'acier inoxydable duplex (qui peut être sujet à la fragilisation dans la zone affectée par le soudage).
La forte réflectivité et la conductivité thermique des surfaces en alliage d'aluminium rendent le soudage au laser difficile.
Pour le soudage au laser de matériaux très réactifs, le seuil de performance énergétique est plus prononcé.
Les propriétés de soudage de différentes séries et qualités de alliages d'aluminium varier.
Aluminium soudage d'alliages difficultés :
L'aluminium a une forte capacité d'oxydation et est sujet à l'oxydation dans l'air et pendant le soudage. L'alumine qui en résulte a un point de fusion élevé et est très stable.
L'élimination de la pellicule d'oxyde est un défi et sa proportion est importante, ce qui la rend difficile à séparer de la surface. Cela peut entraîner des défauts tels que l'inclusion de scories, une fusion incomplète et une pénétration incomplète.
Le film d'oxyde à la surface de l'aluminium peut également adsorber une quantité importante d'eau, ce qui entraîne la formation de pores dans la soudure.
Les exigences en matière de propreté de la pièce sont élevées.
L'aluminium a une conductivité thermique et une capacité calorifique spécifique plus élevées.
Afin d'assurer l'efficacité de la souder l'aluminiumIl est donc recommandé d'utiliser des sources d'énergie très concentrées et puissantes. En outre, le préchauffage peut parfois être utilisé comme mesure de procédé.
En général, la puissance laser requise est relativement importante.
L'aluminium a un coefficient de dilatation linéaire important et subit un retrait volumétrique significatif pendant la solidification, ce qui entraîne une déformation et une contrainte élevées dans l'élément soudé. Il peut en résulter des cavités de retrait, des porosités de retrait, des fissures thermiques et des tensions élevées. stress interne.
L'aluminium a une forte capacité à réfléchir la lumière et la chaleur.
Il n'y a pas de changement de couleur notable lors de la transformation de l'état solide à l'état liquide, ce qui rend difficile l'évaluation de la qualité de l'eau lors de la transformation de l'état solide à l'état liquide. processus de soudage.
L'aluminium à haute température est peu résistant et a du mal à supporter le bain de fusion, ce qui le rend susceptible d'être soudé.
Le laser utilisé pour le soudage doit être résistant forte réflexion.
La formation de pores est fréquente dans le soudage de l'aluminium. L'aluminium et ses alliages peuvent dissoudre une quantité importante d'hydrogène à l'état liquide, mais presque pas à l'état solide.
Pendant la solidification et le refroidissement rapide du bain de soudure, l'hydrogène ne peut pas s'échapper à temps, ce qui entraîne la formation de pores d'hydrogène.
Les exigences en matière de propreté de la pièce sont élevées, y compris en ce qui concerne le séchage de la pièce et de son environnement.
L'évaporation et la combustion des éléments d'alliage pendant le soudage peut entraîner une diminution de la performance de la soudure.
Le processus de soudage du cuivre miroir est similaire à celui de l'alliage d'aluminium, mais le cuivre miroir a une plus grande capacité de réflexion.
Les qualités les plus couramment utilisées dans l'industrie sont T1, T2 et T3, qui ont un aspect violet distinctif et sont donc également connues sous le nom de cuivre rouge.
Facilement généré défauts de soudure:
Utilisation gaz de protection pour le soudage pour protéger l'effet de la soudure :
Certains procédés de soudage nécessitent l'utilisation d'un gaz de protection pour le soudage pour former une fine couche protectrice sur la surface de la soudure. Cette couche empêche l'air ambiant d'affecter la soudure.
L'objectif principal du gaz de protection est d'empêcher le métal en fusion de réagir avec l'oxygène, la vapeur d'eau ou le dioxyde de carbone de l'air.
Les gaz de protection les plus courants sont l'hélium, l'argon, l'azote ou un mélange de gaz. Le type de gaz utilisé est généralement déterminé par le matériau à souder.
Le gaz de protection est acheminé vers la surface à souder par un tuyau de protection ou par l'appareil lui-même.
Veuillez noter que l'utilisation d'un gaz de protection pour le soudage de pièces tridimensionnelles peut augmenter la difficulté de mouvement du robot.
Avant de procéder au soudage, il est essentiel de définir clairement les spécifications du soudage, qui englobent généralement la résistance de la soudure (exigences en matière de pénétration, de contrôle des pores, de contrôle des fissures, etc.), l'aspect (planéité de la soudure, niveau d'oxydation, rapport profondeur-largeur, etc.
Contrôle de la qualité :
L'objectif de tout contrôle de qualité est de vérifier que les performances de la pièce satisfont aux exigences d'utilisation.
Pour le soudage, la norme de qualité pour le soudage au laser se concentre principalement sur la soudure et la zone affectée thermiquement produite pendant le soudage.
Les soudures doivent répondre aux deux exigences de qualité récentes suivantes :
La spécification du mode opératoire de soudage contient également d'autres normes et défauts de soudage.
La figure suivante montre différents défauts de soudage :
Défauts de qualité des soudures
Défauts internes typiques de la soudure :
Fusion incomplète : écart de soudure excessif
Trou d'air : petite quantité d'air ou de bulles mélangée à la soudure ; fissure : à la surface ou à l'intérieur de la soudure.
Défauts de qualité dans les joints à recouvrement
Forme irrégulière de la soudure : par exemple, les microfissures causées par l'effondrement de la soudure
Éclaboussures de métal en fusion : des piqûres se forment sur la surface de la soudure en raison de l'"explosion" du métal en fusion, ce qui réduit la durée de vie de la soudure. résistance des soudures et forme même des pores
Affaissement de la surface de la soudure et dépression du fond de la soudure : réduire la zone de contrainte effective de la soudure et réduire la résistance de la soudure
Désalignement : dans les soudures bout à bout, le désalignement entraîne une réduction de la surface effective de la soudure
Cratère d'arc : réduire la zone de contrainte effective de la soudure
Oxydation : réduire la résistance à l'oxydation de l'acier inoxydable
Splash : les éclaboussures tombent sur la surface de la soudure ou de la pièce, réduisent la qualité de la surface et augmentent le traitement de suivi
Déformation de la soudure causée par l'apport de chaleur : Au cours du processus de soudage, la chaleur à l'intérieur de la soudure sera transmise à la pièce autour de la soudure, ce qui entraînera une légère déformation. Si une pièce doit être soudée un grand nombre de fois, la séquence de soudage doit être raisonnablement choisie.
Pour l'acier au carbone et l'acier inoxydable :
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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