Comment fonctionne le soudage laser?

Comment fonctionne le soudage laser

Le noyau du soudage laser est d'utiliser le faisceau laser à haute énergie généré par le laser pour se concentrer sur la surface de la pièce à travailler à travers le système optique pour former un point de densité à haute énergie, ce qui déclenche la fusion ou la vaporisation du matériau pour réaliser le soudage.

Les lasers utilisent de l'énergie électrique, optique ou chimique pour exciter les matériaux de travail (tels que les gaz, les cristaux ou les fibres optiques) pour produire une émission stimulée, formant un faisceau à haute énergie.

2. Transmission et mise au point du faisceau laser: Transmission: Le faisceau laser est transmis à la tête de soudage via une fibre optique ou un système de lentilles, minimisant la perte d'énergie.

Mise au point : Le système optique met au point le faisceau laser sur la surface de la pièce de travail, formant une tache typiquement d'un diamètre de 0,1 à 1 mm. Après la mise au point, l'énergie laser est fortement concentrée, suffisante pour amener rapidement le matériau à son point de fusion ou d'ébullition.

3.L'interaction entre le laser et les matériaux: Absorption d'énergie: Lorsque le faisceau laser frappe la surface de la pièce de travail, une partie de l'énergie lumineuse est absorbée par le matériau et convertie en énergie thermique. Le taux d'absorption est lié au type de matériau, à l'état de surface (comme la rugosité, le revêtement) et à la longueur d'onde du laser.

Effet thermique: L'énergie absorbée provoque une hausse rapide de la température de surface du matériau, ce qui peut conduire à la fusion (une piscine fondue se forme lorsque le matériau atteint le point de fusion, qui est adapté au soudage par conduction) et à la vaporisation (si la densité énergétique est extrêmement élevée, la surface du matériau peut se vaporiser, ce qui est adapté au soudage par pénétration profonde)

Formation et solidification de piscine fondue: Dans le soudage par pénétration profonde, le métal fondu autour du trou de clé forme un piscine fondue d'équilibre dynamique sous l'action de la différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur du trou de clé et de la tension superficielle. Lorsque le faisceau laser se déplace, la piscine fondue se déplace avec elle, et les matériaux environnants se refroidissent et se solidifient rapidement pour former une soudure.

Avantages du soudage laser

Haute précision: le faisceau laser peut être concentré jusqu'au niveau du micron, ce qui le rend approprié pour souder des structures complexes et des composants minuscules.

Faible apport de chaleur: La zone touchée par la chaleur est minimisée, réduisant la déformation du matériau et la contrainte.

Efficace et flexibilité: Il permet le soudage à grande vitesse, ce qui le rend adapté aux lignes de production automatisées et supporte le soudage de matériaux multiples et différents.

Sans contact : aucun contact physique n’est nécessaire, ce qui réduit l’usure et le rend adapté aux géométries complexes.

Résumé

Le soudage au laser est un processus unique. Par rapport aux méthodes de soudage traditionnelles, ce procédé présente de nombreux avantages et convient à de nombreux domaines tels que l'automobile, l'aérospatial, la médecine et la nouvelle énergie. Avec l'avancement de la technologie, les perspectives d'application du soudage laser seront encore plus larges.