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Caractéristiques technologiques et d’application du soudage au laser en métal

   Le soudage au laser présente les avantages du chauffage concentré, de petits dommages thermiques, un grand rapport profondeur-largeur de la couture de soudage, une petite déformation de soudage, etc. Le procédé de soudage est facile à intégrer, automatisé et flexible, et peut réaliser un soudage haute vitesse et de haute précision, particulièrement adapté pour le soudage de haute précision des structures complexes.

 

Principe de soudage

   Le soudage au laser est une technologie qui rayonne laser de haute intensité à la surface métallique et fait fondre le métal, recristalliser et former la soudure à travers le couplage thermique entre le laser et le métal. Selon le mécanisme thermique du soudage au laser, il peut être divisé en deux types : le soudage thermique de conductivité et le soudage de fusion profonde. Le soudage thermique de conductivité est appliqué au soudage d’emballage ou au soudage de micro-nano des pièces de précision. Dans le processus de soudage de fusion profonde, l’effet de trou est semblable au soudage de faisceau d’électrons, et la soudure avec une plus grande profondeur et largeur est formée.

 

Types de laser courants

Laser à gaz CO2

   Ce type de laser fonctionne dans le gaz co2, sortie laser longueur d’onde de 10,6 m, selon la structure d’excitation laser, divisé en deux sortes: flux transversal et flux axial. Bien que la puissance de sortie du laser à CO2 à flux croisé ait atteint 150 kW, la qualité du faisceau est médiocre et il n’est pas adapté au soudage. Laser axial co2 a une bonne qualité de faisceau et peut être utilisé pour souder alliage d’aluminium avec réflectivité laser élevé.

 

Laser à état solide YAG

   Le milieu de travail du laser est rubis, verre de néodymium et grenat en aluminium yttrium dopé au néodymium, avec la longueur d’onde de sortie de 1,06 m laser. Le laser YAG est plus facilement absorbé par le métal que le laser CO2 et est moins affecté par le plasma.

 

Laser à fibres YLR

   Ce type de laser est basé sur la fibre optique, dopé avec différents ions de terres rares, la plage de longueur d’onde de sortie est d’environ 1,08 m, est également la transmission de fibres optiques. La structure de fibre de double revêtement est adoptée pour augmenter la longueur de la pompe et l’efficacité de la pompe, augmentant ainsi considérablement la puissance de sortie du laser à fibres.

 


Caractéristiques de soudage

   Le soudage au laser des métaux se caractérise par un chauffage concentré, un rapport profondeur-largeur important de la soudure et une petite déformation de la structure de soudage. Les inconvénients de cette méthode de soudage au laser sont les suivants:

(1) Le petit diamètre de la tache de mise au point laser conduit à des exigences élevées pour la précision de l’assemblage de soudage de pièce de travail. En général, le dégagement d’assemblage et la quantité de désalignement doivent être inférieurs à 0,1 mm ou 10 % de l’épaisseur de la plaque, ce qui augmente la difficulté de mise en œuvre de la structure de soudage complexe en TROIS DIMENSIONS.

 

(2) Le soudage à fusion profonde au laser nécessite que le laser ait une puissance élevée. Le soudage à fusion profonde dépend du double seuil de densité de puissance laser et de l’énergie de ligne, qui limitent le comportement de la piscine de soudure dans le processus de soudage et reflètent finalement les caractéristiques de formation de soudure. Pour l’optimisation du procédé de la soudure de pénétration complète, les caractéristiques de formation de soudure peuvent être définies.

 

(3) La vaporisation en métal forte est générée sous l’action du laser de haute puissance, et le nuage de vapeur/photoplasma métallique formé avec l’effet de trou de serrure dans le processus de soudage affecte l’absorption de l’énergie laser par alliage d’aluminium, conduisant à l’instabilité du processus de soudage de fusion profonde, et la soudure est sujette à produire des défauts tels que les pores, l’effondrement de surface et la morsure de bord.


(4) Le soudage au laser a une vitesse de chauffage et de refroidissement rapide, et la dureté de la couture de soudage est plus élevée que celle de l’arc. En raison de la perte de combustion de l’élément d’alliage dans le soudage, l’effet de renforcement de l’alliage est affecté.


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