![\"\"](\"https:\/\/zltechlaser.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/handheld_laser_welding_machine-2-300x225.webp\")
<\/p>\nDans l'article pr\u00e9c\u00e9dent, nous avons abord\u00e9 les principes et les caract\u00e9ristiques du soudage laser \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde. Ici, nous nous concentrerons sur les principaux param\u00e8tres du processus. Cela vous aidera \u00e0 en savoir plus sur cette technique de soudage.<\/p>\n
<\/p>\n
En soudage laser, il existe une valeur seuil de densit\u00e9 d'\u00e9nergie laser. En dessous de cette valeur, la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration est tr\u00e8s faible. Une fois cette valeur atteinte ou d\u00e9pass\u00e9e, la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration augmente consid\u00e9rablement. Ce n'est que lorsque la densit\u00e9 de puissance laser sur la pi\u00e8ce d\u00e9passe une valeur seuil (en fonction du mat\u00e9riau) que le plasma est g\u00e9n\u00e9r\u00e9. Cela marque la progression d'un soudage \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde stable.<\/p>\n
Si la puissance laser est inf\u00e9rieure \u00e0 ce seuil, seule la surface de la pi\u00e8ce \u00e0 usiner fond. Il s'agit d'un soudage par conduction thermique stable. Cependant, lorsque la densit\u00e9 de puissance laser est proche de la condition critique pour la formation de petits trous, le soudage par p\u00e9n\u00e9tration profonde et le soudage par conduction sont effectu\u00e9s en alternance. Cela devient un processus de soudage instable, entra\u00eenant de grandes fluctuations de la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration.<\/p>\n
Lors du soudage laser \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde, la puissance du laser contr\u00f4le simultan\u00e9ment la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration et la vitesse de soudage. La p\u00e9n\u00e9tration du soudage est directement li\u00e9e \u00e0 la densit\u00e9 de puissance du faisceau et est fonction de la puissance du faisceau incident et du point focal du faisceau. En g\u00e9n\u00e9ral, pour un faisceau laser d'un certain diam\u00e8tre, la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration augmente \u00e0 mesure que la puissance du faisceau augmente.<\/p>\n
La taille du spot du faisceau est l'une des variables les plus importantes dans le soudage au laser. En effet, elle d\u00e9termine la densit\u00e9 de puissance. Mais pour les lasers de grande puissance, sa mesure est difficile. Il existe cependant de nombreuses techniques de mesure indirecte.<\/p>\n
La taille du spot limit\u00e9 par la diffraction du faisceau focalis\u00e9 peut \u00eatre calcul\u00e9e selon la th\u00e9orie de la diffraction de la lumi\u00e8re. Cependant, en raison de l'existence d'une aberration de la lentille de focalisation, la taille r\u00e9elle du spot est sup\u00e9rieure \u00e0 la valeur calcul\u00e9e. La m\u00e9thode pratique la plus simple est la m\u00e9thode de profilage isotherme. Il s'agit de mesurer le spot focal et le diam\u00e8tre de perforation apr\u00e8s carbonisation et p\u00e9n\u00e9tration d'une plaque de polypropyl\u00e8ne avec du papier \u00e9pais. Cette m\u00e9thode n\u00e9cessite de ma\u00eetriser la puissance du laser et le temps d'action du faisceau gr\u00e2ce \u00e0 la pratique de la mesure.<\/p>\n
L'absorption de la lumi\u00e8re laser par un mat\u00e9riau d\u00e9pend de certaines propri\u00e9t\u00e9s importantes de ce dernier, telles que l'absorptivit\u00e9, la r\u00e9flectivit\u00e9, la conductivit\u00e9 thermique, la temp\u00e9rature de fusion, la temp\u00e9rature d'\u00e9vaporation, etc.
\nLa chose la plus importante est le taux d\u2019absorption.<\/p>\n
Les facteurs qui affectent le taux d\u2019absorption du mat\u00e9riau par le faisceau laser comprennent deux aspects :<\/p>\n
Les non-m\u00e9taux tels que la c\u00e9ramique, le verre, le caoutchouc et les plastiques ont un taux d'absorption \u00e9lev\u00e9 \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. Cependant, les mat\u00e9riaux m\u00e9talliques ont un taux d'absorption faible \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. Et une fois que le mat\u00e9riau fond ou m\u00eame s'\u00e9vapore, il augmente consid\u00e9rablement. L'utilisation d'un rev\u00eatement de surface ou d'un film d'oxyde de surface am\u00e9liore efficacement l'absorption du faisceau lumineux du mat\u00e9riau.<\/p>\n
La vitesse de soudage a une grande influence sur la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration. L'augmentation de la vitesse rend la p\u00e9n\u00e9tration moins profonde. Mais si la vitesse est trop faible, le mat\u00e9riau fondra trop et la pi\u00e8ce sera soud\u00e9e. Par cons\u00e9quent, il existe une plage de vitesses de soudage adapt\u00e9e \u00e0 un mat\u00e9riau sp\u00e9cifique avec une certaine puissance laser et une certaine \u00e9paisseur. La profondeur de p\u00e9n\u00e9tration maximale peut \u00eatre obtenue \u00e0 la valeur de vitesse correspondante.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/zltechlaser.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/handheld_2000w_fiber_laser_welding_machine_price-300x225.webp\")
<\/p>\n
Le gaz inerte est souvent utilis\u00e9 pour prot\u00e9ger le bain de fusion pendant le soudage au laser. Certains mat\u00e9riaux sont soud\u00e9s ind\u00e9pendamment de l'oxydation de surface et la protection peut ne pas \u00eatre prise en compte. Mais pour la plupart des applications, l'h\u00e9lium, l'argon, l'azote et d'autres gaz sont souvent utilis\u00e9s comme protection.<\/p>\n
L'h\u00e9lium ne s'ionise pas facilement (\u00e9nergie d'ionisation plus \u00e9lev\u00e9e). Cela permet au laser de passer en douceur et \u00e0 l'\u00e9nergie du faisceau d'atteindre la surface de la pi\u00e8ce sans entrave. C'est le gaz de protection le plus efficace utilis\u00e9 dans le soudage laser. Mais il est plus cher.<\/p>\n
Le gaz argon est moins cher et plus dense, donc l'effet de protection est meilleur. Cependant, il est sensible \u00e0 l'ionisation du plasma m\u00e9tallique \u00e0 haute temp\u00e9rature. Cela peut emp\u00eacher une partie du faisceau de heurter la pi\u00e8ce, r\u00e9duire la puissance laser efficace pour le soudage et endommager la vitesse et la p\u00e9n\u00e9tration du soudage. La surface de la soudure prot\u00e9g\u00e9e par l'argon est plus lisse que celle prot\u00e9g\u00e9e par l'h\u00e9lium.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/zltechlaser.com\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/assist_gas_selection-300x225.webp\")
<\/p>\n
L'azote est le gaz de protection le moins cher. Cependant, il n'est pas adapt\u00e9 au soudage de certains types d'acier inoxydable, principalement en raison de probl\u00e8mes m\u00e9tallurgiques, comme l'absorption. Cela produit parfois des porosit\u00e9s dans la zone de chevauchement.<\/p>\n
L\u2019utilisation de gaz protecteur est b\u00e9n\u00e9fique, principalement dans les trois aspects suivants :<\/p>\n
La m\u00e9thode de focalisation est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9e pour condenser le laser pendant le soudage, et une lentille avec une distance focale de 63 \u00e0 254 mm est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9e. La taille du spot de mise au point est proportionnelle \u00e0 la distance focale. Plus la distance focale est courte, plus le spot est petit. Cependant, la distance focale affecte \u00e9galement la profondeur focale. C'est-\u00e0-dire que la profondeur focale augmente de mani\u00e8re synchrone avec la distance focale. Ainsi, une distance focale courte peut augmenter la densit\u00e9 de puissance. En raison de la faible profondeur focale, la distance entre la lentille et la pi\u00e8ce doit \u00eatre maintenue avec pr\u00e9cision et la profondeur de p\u00e9n\u00e9tration n'est pas grande.<\/p>\n
En raison de l'influence des projections et du mode laser g\u00e9n\u00e9r\u00e9s lors du processus de soudage, la profondeur focale la plus courte utilis\u00e9e dans le soudage r\u00e9el est g\u00e9n\u00e9ralement la distance focale de 126 mm (5\u2033). Lorsque le joint est grand ou que le cordon de soudure doit \u00eatre agrandi en augmentant la taille du spot, vous pouvez choisir une lentille avec une distance focale de 254 mm. Dans ce cas, une puissance de sortie laser plus \u00e9lev\u00e9e (densit\u00e9 de puissance) est n\u00e9cessaire pour obtenir l'effet de trou d'\u00e9pingle \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde.<\/p>\n
Lorsque la puissance laser d\u00e9passe 2 kW (en particulier pour le faisceau laser CO2 de 10,6 \u03bcm), en raison de l'utilisation de mat\u00e9riaux optiques sp\u00e9ciaux pour former le syst\u00e8me optique, la m\u00e9thode de focalisation par r\u00e9flexion est souvent utilis\u00e9e pour \u00e9viter le risque d'endommagement optique de la lentille de focalisation. Un miroir en cuivre poli est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 comme r\u00e9flecteur. Il est souvent recommand\u00e9 pour focaliser les faisceaux laser de haute puissance en raison d'un refroidissement efficace.<\/p>\n
La position du point focal est essentielle pour maintenir une densit\u00e9 de puissance ad\u00e9quate lors du soudage. Les changements de position du point focal par rapport \u00e0 la surface de la pi\u00e8ce affectent directement la largeur et la profondeur de la soudure.
\nDans la plupart des applications de soudage laser, le point focal est g\u00e9n\u00e9ralement situ\u00e9 \u00e0 environ 1\/4 de la profondeur de fusion souhait\u00e9e sous la surface de la pi\u00e8ce.<\/p>\n
Lors du soudage laser de mat\u00e9riaux diff\u00e9rents, la position du faisceau laser d\u00e9termine la qualit\u00e9 finale de la soudure, en particulier dans le cas de joints bout \u00e0 bout plut\u00f4t que de joints \u00e0 recouvrement. Par exemple, lorsqu'un engrenage en acier tremp\u00e9 est soud\u00e9 \u00e0 un tambour en acier doux, un contr\u00f4le appropri\u00e9 de la position du faisceau laser permettra de produire une soudure avec un composant relativement r\u00e9sistant aux fissures et principalement \u00e0 faible teneur en carbone. Dans certaines applications, la g\u00e9om\u00e9trie de la pi\u00e8ce \u00e0 souder n\u00e9cessite que le faisceau laser soit d\u00e9vi\u00e9 d'un angle. Lorsque l'angle de d\u00e9viation entre l'axe du faisceau et le plan de joint est inf\u00e9rieur \u00e0 100 degr\u00e9s, l'absorption de l'\u00e9nergie laser par la pi\u00e8ce ne sera pas affect\u00e9e.<\/p>\n
Lors du soudage laser \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde, de petits trous subsistent toujours, quelle que soit la profondeur de la soudure. Lorsque le processus de soudage est termin\u00e9 et que l'interrupteur d'alimentation est \u00e9teint, un trou appara\u00eet \u00e0 l'extr\u00e9mit\u00e9 de la soudure. De plus, lorsque la couche de soudage laser recouvre le cordon de soudure d'origine, une absorption excessive du faisceau laser se produit. Cela entra\u00eene une surchauffe de la soudure ou la formation de pores.<\/p>\n
Pour \u00e9viter que les ph\u00e9nom\u00e8nes ci-dessus ne se produisent, les points de d\u00e9marrage et d'arr\u00eat de la puissance peuvent \u00eatre programm\u00e9s pour ajuster les heures de d\u00e9marrage et de fin de la puissance. La puissance initiale est augment\u00e9e \u00e9lectroniquement de z\u00e9ro \u00e0 la valeur de puissance d\u00e9finie en peu de temps. Et le temps de soudage peut \u00eatre ajust\u00e9. Enfin, la puissance est progressivement r\u00e9duite de la puissance d\u00e9finie \u00e0 z\u00e9ro lorsque le soudage est termin\u00e9.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Introduction : Dans l'article pr\u00e9c\u00e9dent, nous avons abord\u00e9 les principes et les caract\u00e9ristiques du soudage laser \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde. Ici, nous nous concentrerons sur les principaux param\u00e8tres du processus. Cela vous aidera \u00e0 en savoir plus sur cette technique de soudage. Les principaux param\u00e8tres du processus de soudage laser \u00e0 p\u00e9n\u00e9tration profonde 1. Puissance laser Il existe une valeur seuil de\u2026<\/p>","protected":false},"author":7,"featured_media":6544,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1,57],"tags":[],"class_list":["post-6537","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","category-laser-welding-machine-blog"],"yoast_head":"\n