Principes et applications du soudage laser

Le soudage au laser utilise généralement un faisceau laser continu pour relier les matériaux. Son processus physique métallurgique est très similaire à celui du soudage par faisceau d'électrons, c'est-à-dire que le mécanisme de conversion d'énergie est complété par une structure de « petits trous ». Sous l'irradiation d'un laser avec une densité de puissance suffisamment élevée, le matériau s'évapore et forme un petit trou. Ce petit trou rempli de vapeur agit comme un corps noir, absorbant presque toute l’énergie du faisceau lumineux incident. La chaleur est transférée depuis la paroi extérieure de cette cavité à haute température, faisant fondre le métal entourant le trou. Essentiellement, il s’agit d’un processus d’interaction laser avec un matériau opaque. Le principe du soudage laser est illustré à la figure 1.

Figure 1.Principe du soudage laser

Champ d'application de la soudure au laser

Dans notre entreprise, dans le cadre du soudage de véhicules ferroviaires en acier inoxydable, le soudage par points des composants des parois latérales du véhicule est progressivement remplacé par le soudage au laser. L'objectif est d'améliorer la précision et l'efficacité opérationnelle du soudage, d'augmenter la vitesse de fonctionnement de 20 à 30 % par rapport à aujourd'hui et de réduire les coûts de 20 à 30 %. En général, chaque véhicule ferroviaire nécessite 7000 8000 à 2.5 XNUMX points de soudure. et la surface traitée après le soudage par points nécessite un traitement ultérieur d'élimination du noir, ce qui prend du temps. Le soudage au laser a amélioré ces deux problèmes. À l'heure actuelle, le soudage au laser peut répondre aux exigences de soudage des joints bout à bout, des joints à recouvrement et d'autres formes de joints de plaques d'acier inoxydable dans un rayon de XNUMX mm.

Les avantages du soudage au laser sont une vitesse de soudage rapide, un faible apport de chaleur de soudage, une petite zone affectée par la chaleur, une faible contrainte de soudage, une petite déformation de la pièce et il peut obtenir une résistance de joint de haute qualité et un rapport profondeur/largeur plus grand. une variété de matériaux peuvent être soudés, tels que des métaux réfractaires et des matériaux à forte sensibilité thermique, peuvent également être utilisés pour souder des matériaux non métalliques, tels que la céramique et le verre organique ; il a une bonne accessibilité et le faisceau peut atteindre la position où la méthode de soudage générale ne peut pas souder grâce à l'aide du miroir réfléchissant, particulièrement adapté aux micro-pièces et au soudage laser longue distance. Il ne nécessite pas de contact direct avec le zone de soudure et peut traverser un milieu transparent pour souder des pièces à l'intérieur de conteneurs scellés, comme le soudage de matériaux hautement toxiques comme l'alliage de béryllium à l'intérieur de conteneurs scellés en verre.