Le soudage au laser est l'une des premières applications dans le traitement industriel des matériaux au laser. Dans la plupart des premières applications, les soudures générées au laser sont de meilleure qualité, améliorant ainsi la productivité. Avec le développement des types de laser, les sources laser ont désormais une puissance plus élevée, des longueurs d'onde différentes et une plage de capacité d'impulsion plus large. De plus, la propagation du faisceau, le matériel et le logiciel de contrôle de la machine et les capteurs de processus favorisent tous le meilleur nouveau développement du processus de soudage au laser.
Le soudage au laser présente des avantages uniques, notamment un faible apport de chaleur, une zone de fusion étroite et une zone affectée par la chaleur, ainsi que d'excellentes propriétés mécaniques des matériaux auparavant difficiles à utiliser, processus qui produisent un apport de chaleur important aux pièces. Ces propriétés rendent la soudure formée par soudage laser plus solide et plus attrayante en apparence. De plus, le temps de prise nécessaire pour le soudage laser est bien moindre. Couplé au capteur de poursuite laser, l'automatisation peut être réalisée, réduisant ainsi le coût du produit. Toutes ces nouvelles technologies ont encore élargi le champ d'application du soudage laser. Dans de nombreuses industries, le soudage laser à fibre utilisant différents métaux, formes, tailles et volumes de composants a été appliqué avec succès.
L'utilisation croissante de batteries au lithium dans les véhicules électriques et de nombreux appareils électroniques signifie que les ingénieurs utilisent le soudage laser à fibre dans la conception de produits. Les composants porteurs de courant générés par le cuivre ou l'alliage d'aluminium sont connectés à une série de batteries dans la batterie par soudage laser à fibre optique. Alliage d'aluminium de soudage laser (généralement série 3000) et cuivre pur pour former un contact électrique avec les électrodes positives et négatives de la batterie. Tous les matériaux et combinaisons de matériaux utilisés dans la batterie sont des matériaux candidats pour le nouveau procédé de soudage laser à fibre. Les joints soudés par chevauchement, bout à bout et d'angle établissent diverses connexions à l'intérieur de la batterie. Le soudage au laser du matériau de la cosse aux bornes négative et positive produira un contact électrique emballé. L'étape finale d'assemblage et de soudage du bloc-batterie, à savoir le scellement des joints du réservoir en aluminium, crée une barrière pour l'électrolyte interne. Étant donné que la batterie est censée fonctionner de manière fiable pendant 10 ans ou plus, la sélection du soudage au laser peut toujours être de haute qualité. En utilisant un équipement et un processus de soudage laser à fibre optique appropriés, le soudage laser peut produire de manière constante des soudures de haute qualité en alliage d'aluminium de la série 3000.
2. Soudage d'usinage de précision
Les joints utilisés dans les navires, les raffineries chimiques et l'industrie pharmaceutique étaient initialement soudés au TIG. Parce qu'ils sont utilisés dans des environnements sensibles, ces composants sont usinés avec précision et rectifiés par des matériaux en alliage à base de nickel avec une résistance à haute température et une résistance à la corrosion chimique. La taille du lot est généralement petite et le nombre de paramètres est grand. On comprend qu'à l'heure actuelle, l'assemblage de ces composants a été amélioré par soudage laser à fibre optique. Les raisons de l'utilisation du soudage laser à fibre pour remplacer le premier procédé de soudage à l'arc robotisé sont les suivantes : la qualité du soudage laser est constante ; Il est facile de passer d'une configuration de composant à une autre, afin de réduire le temps de prise et d'améliorer le rendement ; Le coût est réduit en assemblant le capteur de poursuite laser pour automatiser le processus de soudage laser.
L'électronique hermétiquement scellée dans les dispositifs médicaux tels que les stimulateurs cardiaques et autres appareils électroniques a fait du soudage laser à fibre le processus préféré pour les applications nécessitant la plus haute fiabilité. Le dernier développement du procédé de soudage étanche aux gaz a résolu les problèmes liés au soudage laser et au point final de soudage, qui est la position clé pour compléter le scellement étanche aux gaz. Dans la technologie de soudage laser précédente, lorsque le faisceau laser est éteint, même lorsque la puissance laser est réduite, une dépression sera générée au point final. Le contrôle avancé du faisceau laser élimine les dépressions dans les soudures fines et profondes. Le résultat est une qualité de soudure constante, aucune porosité au point final, une apparence améliorée et une étanchéité plus fiable.
Le soudage laser à fibre d'alliages aéronautiques à base de nickel et de titane nécessite de contrôler la géométrie et la microstructure de la soudure, notamment en minimisant la porosité et en contrôlant la taille des grains. Dans de nombreuses applications aérospatiales, la performance en fatigue des soudures est le critère de conception clé. Par conséquent, l'ingénieur de conception spécifie presque toujours que la surface de soudage est convexe ou légèrement convexe pour améliorer la résistance de soudage. À cette fin, une ligne de remplissage d'un diamètre de 1,2 mm est utilisée pour le processus automatisé. L'ajout de fil d'apport au joint bout à bout se traduira par des couronnes de soudure cohérentes sur les passes supérieure et inférieure. En assurant la bonne microstructure de la soudure, le choix de l'alliage du fil de soudure contribue également aux propriétés mécaniques de la soudure.
5. Soudage de métaux différents
La capacité de fabriquer des produits en utilisant différents métaux et alliages améliore considérablement la flexibilité de la conception et de la production. L'optimisation des propriétés des produits finis, telles que la corrosion, l'usure et la résistance à la chaleur, tout en maîtrisant les coûts, est une motivation courante pour le soudage de métaux dissemblables. L'assemblage de l'acier inoxydable et de l'acier galvanisé en est un exemple. En raison de leur excellente résistance à la corrosion, l'acier inoxydable 304 et l'acier au carbone galvanisé ont été largement utilisés dans diverses applications, telles que les appareils de cuisine et les composants aéronautiques. Ce processus présente des défis particuliers, en particulier parce que le revêtement de zinc entraînera de sérieux problèmes de porosité des soudures. Pendant le soudage, l'énergie nécessaire pour faire fondre l'acier et l'acier inoxydable évaporera le zinc à environ 900 , ce qui est bien inférieur au point de fusion de l'acier inoxydable. Le bas point d'ébullition du zinc entraîne la formation de vapeur lors du soudage en trou de serrure. En essayant d'échapper au métal en fusion, de la vapeur de zinc peut rester dans la soudure solidifiée, entraînant une porosité excessive de la soudure. Dans certains cas, la vapeur de zinc s'échappera avec la solidification du métal, entraînant des pores ou une rugosité sur la surface de soudage. La finition et le soudage mécanique peuvent être facilement réalisés grâce à une conception de joint appropriée et à la sélection de paramètres de processus laser. Il n'y a pas de fissures ou de pores sur les surfaces supérieure et inférieure des soudures à recouvrement d'acier inoxydable 304 d'une épaisseur de 0,6 mm et d'acier galvanisé d'une épaisseur de 0,5 mm.
