Tout ce que vous voulez savoir sur le soudage au laser

Utilisations du soudage laser faisceaux lumineux focalisés pour assembler des matériaux avec une précision incroyable. Cette méthode de soudage moderne a changé la façon dont les industries fabriquent tout, des voitures aux outils médicaux. Si vous vous interrogez sur le soudage au laser, ce guide couvre toutes les bases et tous les détails importants.

Comment fonctionne le soudage au laser ?

Le soudage au laser utilise un faisceau de lumière concentré pour chauffer et faire fondre des matériaux à l'endroit où ils doivent être assemblés. Lorsque le faisceau frappe le matériau, il crée suffisamment de chaleur pour faire fondre le métal dans une zone très petite et précise.

Il existe deux principaux types de faisceaux laser :

• Faisceaux pulsés - de courtes rafales d'énergie pour les matériaux minces
• Poutres continues - flux d'énergie régulier, meilleur pour les matériaux plus épais

Un système de soudage laser de base est composé des éléments suivants :

1. Source laser (d'où provient le faisceau)
2. Système de délivrance du faisceau (ce qui dirige le faisceau)
3. Gaz de protection (protège la soudure de l'air)

Types de soudage au laser

Tous les types de soudage au laser ne sont pas identiques. Les principaux types sont les suivants :

Soudage par conduction

Ce type de produit soudures peu profondes qui ne pénètrent pas profondément dans le matériau. Il est parfait pour les travaux délicats comme la bijouterie ou les petits appareils électroniques où vous ne voulez pas endommager les pièces voisines.

Soudage en trou de serrure

Cela crée soudures à pénétration profonde qui pénètrent profondément dans le matériau. Le laser crée un petit "trou de serrure" qui permet au faisceau d'atteindre l'intérieur du métal. Cette méthode est très efficace pour les matériaux épais des voitures et des machines lourdes.

Méthodes hybrides

Ceux-ci combinent le soudage au laser avec d'autres techniques, telles que soudage hybride laser-arc. Cette approche vous permet de bénéficier de la rapidité du soudage au laser et de la capacité de remplissage du soudage à l'arc, ce qui est idéal pour accélérer le travail.

Matériaux compatibles avec le soudage laser

Le soudage au laser fonctionne avec de nombreux matériaux, mais certains fonctionnent mieux que d'autres :

L'un des problèmes du soudage au laser est que certains matériaux, comme l'acier au carbone, peuvent se fissurer en raison de la rapidité de leur refroidissement après le soudage. Les ingénieurs doivent donc faire preuve de prudence lorsqu'ils choisissent les réglages pour les différents matériaux.

Industries utilisant le soudage laser

Le soudage au laser est devenu important dans de nombreuses industries :

Industrie automobile

Les constructeurs automobiles utilisent le soudage au laser pour assembler les pièces batteries pour véhicules électriques et les panneaux de carrosserie. Les usines de Tesla peuvent fabriquer 1 200 soudures par minute sur les batteries ! Les applications laser dans l'automobile aider les voitures à être plus légères et plus résistantes.

Industrie aérospatiale

Les constructeurs d'avions utilisent le soudage au laser pour les pièces de moteur et les sections de carrosserie. Boeing a réduit le temps d'assemblage de 40% en utilisant le soudage hybride laser-arc.

Domaine médical

Les entreprises du secteur médical utilisent le soudage au laser pour fabriquer des implants et des outils à l'aide d'un laser. précision inférieure à 0,1 mm. Ceux-ci fabrication de dispositifs médicaux rendent les interventions chirurgicales plus sûres.

Électronique

Minuscule micro-soudure pour les capteurs et les cartes de circuits imprimés nécessite l'extrême précision du soudage au laser.

Pourquoi le soudage au laser est-il meilleur ?

Le soudage au laser offre de nombreux avantages par rapport aux anciennes méthodes de soudage :

• Vitesse - Jusqu'à 10 fois plus rapide que le soudage TIG/MIG traditionnel
• Précision - Crée des soudures avec distorsion thermique minimale qui ne déforme pas les pièces
• Soudures propres - Produire moins éclaboussures de soudure (minuscules gouttes métalliques) pour une finition plus propre
• Polyvalence - Peut assembler différents métaux que d'autres méthodes ne peuvent pas traiter

Ces avantages permettent d'économiser du temps et de l'argent à long terme, même si l'équipement coûte plus cher au départ.

Les défis du soudage au laser

Malgré ses avantages, le soudage au laser présente certains inconvénients :

Coûts élevés

L'équipement pour le soudage au laser peut coûter entre $50,000 à $500,000. Ce prix élevé est difficilement abordable pour les petits magasins.

Compétences requises

L'utilisation de systèmes de soudage au laser nécessite une formation spéciale pour contrôler les nombreux paramètres tels que le niveau de puissance et la durée de l'impulsion.

Limites matérielles

Les métaux très brillants, comme le cuivre pur, peuvent réfléchir le faisceau laser au lieu de l'absorber, ce qui entraîne une augmentation de la consommation d'énergie. défauts de soudage au laser s'il n'est pas configuré correctement.

Soudage laser et méthodes traditionnelles

Comparé aux autres types de soudage, le soudage au laser se distingue :

Comme vous pouvez le constater, le soudage au laser offre de meilleures qualité du cordon de soudure dans la plupart des cas, mais à un coût initial plus élevé.

Sécurité lors de l'utilisation du soudage au laser

La sécurité est extrêmement importante pour le soudage au laser :

• Portez toujours des vêtements adéquats. protocoles de sécurité laser y compris des lunettes spéciales qui bloquent la longueur d'onde spécifique du laser
• Utiliser de bonnes systèmes d'extraction des fumées pour éliminer les fumées potentiellement toxiques
• Respecter les normes industrielles telles que la norme ANSI Z136 relative à la sécurité des lasers.
• Éloignez les matériaux réfléchissants de la trajectoire du faisceau afin d'éviter les réflexions dangereuses.

L'avenir du soudage au laser

Le soudage au laser ne cesse de s'améliorer grâce à de nouvelles technologies :

• Plus d'informations l'automatisation et la robotique pour l'assurance qualité automatisée
• Sources laser à haut rendement énergétique pour des pratiques de fabrication durables
• Intelligence artificielle pour optimiser automatiquement les paramètres de soudage
• Des systèmes plus petits et plus abordables, utilisables par un plus grand nombre d'entreprises

Le marché mondial du soudage au laser croît à un rythme de 6,8% par an et continuera à se développer à mesure que de plus en plus d'industries adopteront cette technologie.

Questions courantes sur le soudage au laser

Pourquoi les fabricants adoptent-ils le soudage au laser ?

Les fabricants apprécient l'aide que leur apporte le soudage au laser :

• Réduire les coûts de production 30-50% par rapport aux méthodes traditionnelles
• Fabriquer des produits de meilleure qualité et avec moins de défauts
• Créer des designs qui n'étaient pas possibles auparavant
• Répondre à des normes strictes en matière de usinage de précision dans des domaines tels que l'aérospatiale et la médecine

Pour les entreprises qui fabriquent des pièces fines et précises ou qui travaillent avec des matériaux complexesLe soudage au laser offre des solutions qui n'existaient pas auparavant.

Conclusion

Le soudage au laser représente une avancée considérable dans la technologie de l'assemblage. Bien que son installation soit plus coûteuse que celle des méthodes de soudage traditionnelles, la vitesse, la précision et les améliorations de la qualité en font un investissement qui en vaut la peine pour de nombreux fabricants.

À mesure que la technologie devient plus abordable et plus facile à utiliser, nous verrons le soudage au laser dans un nombre croissant de produits autour de nous. Des voitures que nous conduisons aux appareils médicaux qui sauvent des vies, le soudage laser contribue à construire un avenir de fabrication plus avancé.