Les goodies essentiels pour les usines de tôles - Machines de soudage au laser

Machines de soudage au laser

Le soudage au laser est un nouveau type de soudage, principalement pour les matériaux à parois minces et les pièces de précision, avec les avantages d'un fonctionnement facile, de belles coutures de soudage et d'une vitesse élevée. En tant que petite machine essentielle pour les usines et les maisons, les machines de soudage au laser sont devenues très populaires ces dernières années. Dans cet article, nous présenterons en détail les machines de soudage laser sous plusieurs angles pour vous aider à mieux comprendre et acheter des machines de soudage laser.

Principe de fonctionnement

Le soudage au laser est l'utilisation d'impulsions laser à haute énergie sur le matériau dans une petite zone de chauffage local. L'énergie du rayonnement laser se fait par conduction thermique à la diffusion interne du matériau. Le matériau a fondu pour former une piscine de fusion spécifique. Il s'agit d'un nouveau type de méthode de soudage, principalement pour le soudage de matériaux à paroi mince, les pièces de précision, le soudage au comptant, le soudage des boutons, le soudage de pile, le soudage d'étanché Zone affectée, petite déformation, vitesse de soudage rapide, couture de soudure plate et belle, pas de traitement ou seulement un traitement simple après soudage, couture de soudure de haute qualité, pas de porosité, contrôle précis, petit point focalisé, précision de positionnement élevée, facile à atteindre l'automatisation La soudure est facile à automatiser.

Types principaux

Les machines de soudage au laser sont également souvent appelées machines de soudage laser à rétroaction négative à l'énergie, machines de soudage à froid au laser, machines de soudage au laser, équipement de soudage au laser, etc. Selon sa méthode de travail, il peut souvent être divisé en brûleur de moule laser (équipement de soudage laser manuel ), machine de soudage au laser automatique, machine de soudage laser à bijoux, machine de soudage au laser au laser, machine de soudage laser à transmission en fibre optique, machine à souder miroir vibrante, machine à souder à main, etc. L'équipement de soudage laser est un équipement de soudage à capteur en silicone Équipement de soudage au laser clavier. Les formes soudables sont: des points, des lignes, des cercles, des carrés ou des formes plates dessinées par le logiciel AutoCAD.

Paramètres clés

La densité de puissance est l'un des paramètres les plus critiques du traitement laser. Avec une densité de puissance élevée, la couche de surface peut être chauffée au point d'ébullition dans un délai microseconde, produisant un grand nombre de vapeurs. Par conséquent, les densités de puissance élevée sont bénéfiques pour les processus d'élimination des matériaux tels que le poinçonnage, la coupe et la gravure. Pour les densités de puissance inférieures, il faut plusieurs millisecondes pour que la température de la couche de surface atteigne le point d'ébullition et la couche inférieure atteint le point de fusion avant que la couche de surface ne se vapore, ce qui facilite former une bonne soudure de fusion. Par conséquent, dans le soudage au laser de conduction, la densité de puissance se situe entre 104 et 106 W / ㎡.

La forme d'onde d'impulsion est un problème important dans le soudage, en particulier pour le soudage mince en feuille. Lorsqu'un faisceau à haute intensité est dirigé à la surface du matériau, l'énergie qui sera réfléchie à partir de la surface métallique est perdue et le taux de réflexion varie avec la température de surface. La réflectivité du métal varie considérablement sur la durée d'une impulsion.

La largeur d'impulsion est l'un des paramètres importants du soudage d'impulsions, à la fois en termes d'élimination des matériaux et de fusion des matériaux, et également comme paramètre clé pour déterminer le coût et la taille de l'équipement de traitement.

L'effet du volume hors focus est dû à la densité de puissance élevée au centre du point au point focal laser, qui a tendance à s'évaporer dans un trou. La densité de puissance est relativement uniformément répartie dans tous les plans loin du point focal laser. Il existe deux types de défocalisation: le défocalisation positive et la défocalisation négative. Le plan focal est situé au-dessus de la pièce pour une défocalisation positive, et vice versa pour une défocalisation négative. Selon la théorie de l'optique géométrique, lorsque le plan positif et négatif du plan de focus et de la distance du plan de soudage sont égaux, le plan correspondant de la densité de puissance est approximativement le même, mais en pratique, la forme du pool de fonte obtenu est différente. Avec une défocalisation négative, une plus grande profondeur de fusion peut être obtenue, ce qui est lié au processus de formation du pool de fonte.

Caractéristiques avantageuses

La machine de soudage laser a un degré élevé d'automatisation et un processus de soudage simple. La méthode de fonctionnement sans contact répond aux exigences de la propreté et de la protection de l'environnement. L'utilisation de machines de soudage au laser augmente l'efficacité de la pièce, ce qui entraîne une belle apparence, de petites coutures de soudure, de grandes profondeurs de soudage et une qualité de soudage élevée. Les machines de soudage au laser sont largement utilisées pour le traitement des prothèses dentaires, le soudage du clavier, le soudage en acier en silicium, le soudage des capteurs, le soudage du capuchon d'étanchéité de la batterie et bien d'autres. Cependant, les machines de soudage au laser ont des limites dans ces zones en raison de leur coût élevé et de la haute précision requise pour l'assemblage de la pièce.

Zone d'application

Fabrication

La technologie de soudage au laser est largement utilisée dans la fabrication de voitures étrangères. Selon les statistiques en 2000, la portée mondiale de la coupe de production de soudage au laser à blanc de plus de 100, la production annuelle des composants de la voiture a soudé la plaque vierge 70 millions de pièces et continue de croître à un taux élevé. La production intérieure des modèles d'introduction utilise également des structures en blanc coupées. Au Japon, le soudage au laser CO2 est utilisé à la place du soudage des boutons flash pour la connexion des bobines en acier roulées dans l'industrie sidérurgique, et la recherche sur le soudage de plaques ultra-minces, telles que des feuilles avec une épaisseur de plaque de 100 microns ou moins, ne peut pas Soyez soudé, mais le soudage au laser YAG avec une forme d'onde de puissance de sortie spéciale est réussi, montrant l'avenir large du soudage au laser. Le Japon a également développé avec succès le soudage au laser YAG pour la première fois au monde pour la réparation de tubes minces de générateurs de vapeur dans les réacteurs nucléaires, etc. Au Japon, la technologie de soudage laser pour les engrenages est également en cours.

Métallurgie de la poudre

Avec le développement continu de la science et de la technologie, de nombreuses technologies industrielles sur les exigences particulières du matériel, l'application des méthodes de fusion et de coulée de fabrication de matériaux ne peut pas répondre aux besoins. Comme les matériaux de métallurgie en poudre ont des propriétés spéciales et des avantages de fabrication, dans certains domaines tels que l'automobile, les avions, les outils et les outils de coupe, l'industrie manufacturière remplace les matériaux traditionnels de fusion et de coulée. Avec l'augmentation du développement de matériaux de métallurgie en poudre, il est de plus en plus important dans d'autres parties du problème de connexion, de sorte que l'application de matériaux de métallurgie en poudre est limitée. Au début des années 80, le soudage au laser avec ses avantages uniques dans le domaine du traitement des matériaux métallurgiques en poudre, pour l'application de matériaux métallurgiques en poudre, a ouvert de nouvelles perspectives, telles que l'utilisation de matériaux métallurgiques en poudre couramment utilisés en relation avec la méthode de soudage de brouter Le diamant, en raison de la combinaison de faible résistance, la zone touchée par la chaleur est large, en particulier ne peut pas s'adapter aux exigences de température et de résistance élevées causées par une fonte des matériaux à haute teneur la résistance.

Industrie automobile

À la fin des années 1980, les lasers de classe kilowatt ont été utilisés avec succès dans la production industrielle, et aujourd'hui les lignes de soudage laser sont apparues à grande échelle dans l'industrie manufacturière automobile, devenant l'une des réalisations exceptionnelles de l'industrie automobile. Les constructeurs automobiles européens ont été les premiers à utiliser le soudage au laser pour le soudage en tôle du toit, du corps et du cadre latéral dès les années 1980, et dans les années 1990, les États-Unis ont concouru pour introduire le soudage laser dans la fabrication automobile, qui s'est développée rapidement malgré un début tardif. L'Italie a utilisé le soudage au laser dans l'assemblage de soudage de la plupart des composants en tôles en acier, le Japon dans la fabrication de revêtements corporels est utilisé dans le processus de soudage au laser et de coupe. Les assemblages soudés au laser en acier à haute résistance, en raison de leurs excellentes performances dans la fabrication de carrosserie, sont de plus en plus utilisés, selon les statistiques du marché des métaux américains, à la fin de 2002, la consommation de structures en acier soudées au laser atteindra 70 000 t qu'en 1998, une augmentation de trois fois. Selon les caractéristiques du lot de l'industrie automobile, un haut degré d'automatisation et un équipement de soudage au laser dans une direction de type multi-pulls et de type multi-chemin. Dans le processus du Laboratoire national de Sandia des États-Unis et de la recherche conjointe de Prattwitney dans le processus de soudage au laser pour ajouter du métal en poudre et du fil métallique, l'Allemagne Brême de la technologie de la poutre appliquée dans l'utilisation du soudage au laser du squelette du corps en alliage en aluminium dans un grand nombre de nombres de squelettes de corps en alliage d'aluminium dans un grand nombre de Études, que l'ajout de métal de remplissage dans la soudure aide à éliminer la fissuration thermique, améliore la vitesse de soudage, pour résoudre le problème de la tolérance. La ligne développée est déjà en production à l'usine.

Industrie électronique

Le soudage au laser est largement utilisé dans l'industrie de l'électronique, en particulier dans l'industrie de la microélectronique. En raison de la petite zone touchée par la chaleur, de la concentration de chauffage rapide et de la faible contrainte thermique du soudage au laser, il est utilisé dans l'emballage des circuits intégrés et des boîtiers de dispositifs semi-conducteurs, montrant une supériorité unique. Le soudage au laser a également été utilisé dans le développement de dispositifs à vide, tels que les pôles de focalisation de molybdène avec des anneaux de support en acier inoxydable et des assemblages de filament de cathode à chauffage rapide. Capteurs ou contrôleurs de température dans la feuille ondulée à paroi mince élastique son épaisseur dans 0,05-0,1 mm, l'utilisation de méthodes de soudage traditionnelles difficiles à résoudre, le soudage TIG facile à souder, la stabilité du plasma est mauvaise, l'impact de nombreux facteurs et l'utilisation de l'effet de soudage au laser est très bon, largement utilisé.

Biomédical

Le soudage au laser des tissus biologiques a commencé dans les années 1970, avec le soudage au laser des trompes de Fallope et des vaisseaux sanguins et le succès de la supériorité montrée, de sorte que davantage de chercheurs essaient de souder une variété de tissus biologiques et étendu au soudage d'autres tissus. La recherche sur le soudage au laser des nerfs au pays et à l'étranger s'est concentrée sur la longueur d'onde au laser, la dose et sa récupération fonctionnelle ainsi que sur la sélection des matériaux de soudage au laser et d'autres aspects de la recherche. Liu Tongjun a effectué le soudage au laser de petits vaisseaux sanguins et de la peau et d'autres recherches fondamentales basées sur des études de soudage sur le canal biliaire commun des rats. En comparaison avec les méthodes de suture traditionnelles, le soudage au laser présente les avantages d'une anastomose rapide, pas de réaction corporelle étrangère pendant le processus de guérison, en maintenant les propriétés mécaniques de la zone soudée et la croissance du tissu réparé conformément à ses propriétés biomécaniques d'origine.

D'autres endroits

Dans d'autres industries, le soudage au laser augmente progressivement, en particulier dans le soudage spécial des matériaux. La Chine a mené de nombreuses études, telles que le soudage au laser de l'alliage de titane BT20, l'alliage HEL30, les batteries Li-ion, etc. L'Allemagne a développé une nouvelle technologie pour le soudage au laser de verre plat.

Méthodes de soudage

Le soudage de résistance est utilisé pour souder des pièces métalliques minces en serrant la pièce soudée entre deux électrodes pour faire fondre la surface contactée par les électrodes à travers un courant élevé, c'est-à-dire par un chauffage résistif de la pièce pour mettre en œuvre le soudage. La pièce est facilement déformée et le soudage de résistance est effectué par le soudage des deux côtés de l'articulation, tandis que le soudage au laser est effectué d'un seul côté. Les électrodes utilisées dans le soudage de résistance nécessitent une maintenance fréquente pour éliminer les oxydes et l'adhérence en métal de la pièce, tandis que le soudage au laser des joints de repos en métal mince ne touche pas la pièce. De plus, le faisceau peut également entrer dans les zones difficiles à souder avec le soudage conventionnel et la vitesse de soudage est rapide.

Le soudage à l'arc arc est l'utilisation d'électrodes non consommatrices avec du gaz de blindage, couramment utilisées pour souder des pièces minces, mais la vitesse de soudage est plus lente et l'entrée de chaleur est beaucoup plus grande que le soudage au laser, sujette à la déformation.

Le soudage à l'arc plasmatique est similaire à l'arc de l'argon, mais la torche produit un arc comprimé pour augmenter la température de l'arc et la densité d'énergie, qui est plus rapide et plus profonde que le soudage de l'arc de l'Argon, mais inférieur au soudage laser.

Le soudage par faisceau d'électrons repose sur un flux accéléré d'électrons de densité à haute énergie frappant la pièce, produisant une énorme quantité de chaleur dans une petite zone dense à la surface de la pièce, créant un effet "petit trou " et mettant ainsi en œuvre une fonte profonde souder. Les principaux inconvénients du soudage du faisceau d'électrons sont la nécessité d'un environnement à vide élevé pour empêcher la diffusion des électrons, la complexité de l'équipement, la taille et la forme de la pièce soudée sont limitées par la chambre à vide, la qualité des exigences d'assemblage de la pièce soudée sont Le soudage strict et non vacuum du faisceau d'électrons peut également être mis en œuvre, mais en raison de la diffusion des électrons et de la mauvaise mise au point affecte les résultats. Le soudage du faisceau d'électrons a également des problèmes de déviation magnétique et de rayons X, car les électrons sont chargés électriquement et peuvent être affectés par la déviation magnétique, de sorte que les pièces de soudage du faisceau d'électrons doivent être démagnétisées avant le soudage. Le soudage au laser ne nécessite pas de chambre à vide ou de démagnétisation avant le soudage de la pièce, il peut être effectué dans l'atmosphère et n'a pas de problèmes de protection des rayons X, de sorte qu'il peut être utilisé en ligne et peut également souder des matériaux magnétiques.

Vidéo