Avec l'amélioration de la capacité de production industrielle, une technologie de traitement efficace, agile et respectueuse de l'environnement reçoit de plus en plus d'attention. En tant que méthode de soudage de haute qualité, de haute précision, à faible déformation et à haut rendement, le soudage au laser répond aux besoins de l'industrie et est de plus en plus largement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, la construction navale et d'autres domaines. Le gaz de protection joue un rôle important dans de nombreux facteurs affectant le soudage au laser. Ces dernières années, avec la naissance et le développement des lasers à fibre de forte puissance,soudure laser fibres'est rapidement popularisé dans l'industrie de transformation représentée par l'automobile. Le laser à fibre appartient à la catégorie des lasers à semi-conducteurs, avec une longueur d'onde de 1070 nm, ce qui est bien inférieur à 10,6% de la longueur d'onde μ M du laser CO2. En raison des différents taux d'absorption des matériaux aux différentes longueurs d'onde du laser, les effets de soudage du laser à fibre et du laser CO2 sont naturellement différents. Cependant, les recherches sur le gaz de protection pour le soudage au laser à fibre sont rares. Compte tenu de cela, une série de tests de paramètres de gaz de protection ont été effectués avec de l'acier inoxydable dans cet article, afin d'approfondir la compréhension desoudure laser fibre inox.
Le matériau de test est une plaque en acier inoxydable SUS304 de 3 mm d'épaisseur. La source de chaleur de soudage est le laser à fibre ylr-6000 de la société IPG aux États-Unis, avec une puissance de sortie maximale de 6 kW et un angle de divergence du faisceau de 8 mmmomrad. La plate-forme de travail est un robot kr60ha 6-DOF de la société allemande KUKA. Le diamètre intérieur de la buse de gaz protecteur est de 4 mm et la hauteur de la pièce est de 4 mm. Afin de réduire l'interférence de facteurs non pertinents sur le test, certains paramètres sont définis comme des valeurs fixes : la puissance du laser est de 1 kW, la vitesse de soudage est de 1,5 m · min-1, la distance focale est de 250 mm, la quantité de défocalisation est de 0 mm, et la méthode de soudage est un surfaçage simple face. Au total, quatre groupes de tests ont été effectués, à savoir : test de type de gaz (AR, he et N2 ont été sélectionnés respectivement pour comparer leurs effets sur l'acier inoxydable), test de rapport de mélange de gaz (AR et he ont été mélangés dans des proportions différentes pour observer les effets sur la morphologie et la pénétration de la surface de soudure), le test d'angle de soufflage d'air (les effets de différents angles de soufflage d'air sur la pénétration) et le test de l'effet de la position d'atterrissage du gaz de protection (sur la pièce) sur la formation de la soudure.
When one of AR, he, or N2 is used as shielding gas, the weld penetration is arranged in the order of he>n2>ar en raison de l'influence de l'énergie d'ionisation des gaz et du seuil de maintien du plasma. Lorsque la teneur en he dans le mélange de gaz AR et He est plus élevée, ou que la valeur totale du débit de gaz de protection est plus grande, la pénétration augmentera en conséquence. Affectée par le changement de l'état d'écoulement (écoulement laminaire / écoulement turbulent) du gaz de protection sur la surface de la pièce, la pénétration de soudage diminue avec l'augmentation de l'angle de soufflage latéral du gaz de protection. Avec le changement de la distance relative entre le point de chute du gaz de protection et le spot laser, la pénétration change entre les tendances croissantes et décroissantes ; La valeur maximale est obtenue lorsque le point de chute du gaz est à environ ± 1,5 mm du point, et la valeur minimale est obtenue près de l'origine (point laser).