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Naviguer dans le soudage au laser : Avantages et défis

Le soudage au laser existe dans l'industrie depuis plus de cinquante ans et a été introduit sous forme de soudeur portatif au cours des cinq dernières années ou plus. La NASA a été l'une des premières à utiliser des soudeuses laser portatives pour réparer la navette au retour d'une mission. Il s'agit manifestement d'une technologie appelée à durer, avec ses avantages et ses inconvénients.

Avantages du soudage au laser et du soudage au laser manuel

Les lasers peuvent focaliser la lumière sur un point microscopique (généralement de 50 à 900 microns, de 0,002 à 0,035 pouce). Les soudures au laser sont très fines et précises. Cette précision dépend du dispositif d'application et est particulièrement utile dans les industries telles que l'électronique, l'aérospatiale et les appareils médicaux, où des tolérances serrées sont essentielles. Les industries telles que l'automobile, où il y a des kilomètres de soudures par jour, utilisent le soudage laser en raison de la rapidité du processus par rapport à de nombreuses techniques de soudage conventionnelles. Dans certains cas, la comparaison est de 4 à 10 fois plus rapide, avec des soudures de meilleure qualité. Le petit faisceau laser focalisé peut produire une soudure à une vitesse de 40 à 400 pouces par minute (1 à 10 M/min), ce qui le rend adapté à la production en grande série, avec des kilomètres de soudures produites chaque jour.

Soudures de haute qualité dans toutes les industries

Le soudage laser avec la fonction wobble produit des soudures propres de haute qualité (avec gaz de couverture) avec moins de projections, de porosité ou de défauts. Cette caractéristique est importante dans les secteurs où l'apparence de la soudure est cruciale, comme l'automobile, les semi-conducteurs, l'industrie alimentaire et les arts. Les entreprises qui fournissent du matériel inoxydable à l'industrie alimentaire et au monde du barbecue utilisent les lasers parce qu'ils nécessitent moins de post-traitement. Les soudures obtenues sont de haute qualité et esthétiques.

Polyvalence et impact thermique minimal

Le soudage au laser peut être utilisé pour une variété de métaux différents, à la fois similaires et dissemblables (avec des restrictions), d'épaisseurs diverses allant de 0,005 à 1 pouce (0,1 à 25 mm). La soudure au laser peut être effectuée à la main jusqu'à 6,5 mm (0,25 pouce) et ces pièces peuvent être d'épaisseur égale ou différente. Il s'agit d'une variété d'alliages ferreux, d'alliages exotiques à haute résistance et d'alliages non ferreux. Comparé à d'autres types de soudage, le soudage au laser est très polyvalent. Le faisceau focalisé de petite taille, qui peut être inférieur à 200 microns (plus petit que l'épaisseur d'un cheveu), associé à la fonction d'oscillation, permet de créer des soudures étroites. Les applications où l'espace est limité ou lorsque la préservation de l'intégrité du matériau est essentielle.

Réduire la distorsion des matériaux grâce au soudage laser

ZONE AFFECTÉE PAR LA CHALEUR (ZAT) MINIMALE : Le soudage au laser génère une chaleur minimale et une petite zone affectée par la chaleur (HAZ) par rapport aux méthodes de soudage conventionnelles. Cela est dû à la petite taille du point de soudure et à la densité de puissance élevée qui pénètre dans le métal. Cela réduit le risque de déformation, de gauchissement et de changements métallurgiques dans le matériau de base. Par conséquent, le soudage au laser est souvent choisi pour souder des matériaux sensibles à la chaleur, tels que les tôles minces ou les alliages sensibles à la chaleur.

L'avantage du sans contact et le respect de l'environnement

Le soudage au laser est un procédé sans contact, ce qui signifie que le faisceau laser ne touche pas physiquement la pièce à souder. C'est un avantage pour le soudage de matériaux délicats ou fragiles sans risque de contamination ou d'endommagement. À l'interface de la soudure, il n'y a pas de contact avec le matériau et la contamination de la soudure est donc réduite au minimum. Le soudage au laser ne nécessite pas d'électrodes ni d'affûtage. La faible largeur du faisceau de soudure permet d'utiliser moins de produit d'apport et moins de gaz en raison de la vitesse plus élevée. Une plaque de verre protectrice doit être remplacée périodiquement en raison des éclaboussures. À long terme, cela peut représenter une économie durable de temps et d'argent. Le soudage au laser génère moins de fumées, de gaz et d'émissions que certains procédés de soudage conventionnels, ce qui le rend plus respectueux de l'environnement.

Formation et automatisation : Rationalisation des processus de soudage

Pour devenir un soudeur compétent à l'aide d'un laser portatif, il faut moins de temps et d'école pour produire des soudures de haute qualité. Dans certains secteurs, on a vu des personnes sans expérience du soudage produire des soudures de haute qualité en une semaine de formation. Cela ne veut pas dire qu'une personne ne devrait pas aller dans une école qualifiée pour le laser afin d'obtenir une certification pour certaines industries et certains États.

Le soudage au laser est bien adapté à l'automatisation avec des robots ou d'autres types de dispositifs de contrôle des mouvements. Son contrôle précis et sa répétabilité en font un outil idéal pour l'intégration dans des processus de fabrication automatisés, ce qui permet de réduire les coûts de main-d'œuvre et d'augmenter la productivité. En outre, en ce qui concerne les commandes, il est très facile de contrôler la puissance pour l'augmenter ou la diminuer en fonction de la vitesse.

Inconvénients du soudage au laser

Coût et sécurité du soudage au laser : une question de bon sens

Quelques-uns des inconvénients de l'utilisation des lasers pour le soudage : De nos jours, vous pouvez acheter un poste à souder Mig, stick ou TIG pour quelques centaines de dollars pour les amateurs ou dépenser 5 à 10 000 euros pour un poste à souder plus professionnel avec plus de fonctions et de sifflets. Le point de départ d'une soudeuse laser portable "bon marché" peut se situer à 6,5 000 euros sur un site comme amazon qui propose une sélection de machines bon marché. Lorsque vous passez à une machine professionnelle comme la série THEO MA1, vous pouvez vous attendre à payer environ 15 à 20 000 dollars, ce qui représente une grande différence de prix.

THEO MA1-65 Machine à souder au laser
THEO MA1-65 Machine à souder au laser

La deuxième chose à savoir sur le soudage au laser est qu'il faut être formé à la sécurité laser et respecter les directives relatives à la sécurité laser pour le soudeur et les personnes se trouvant à proximité. La principale différence entre le soudage conventionnel et le soudage au laser est que vous devez protéger vos yeux de la lumière laser émise par l'appareil de soudage et des réflexions éventuelles.

Taille de l'équipement et besoins en énergie

Pour un appareil bon marché, ils peuvent être proposés dans un format compact (un peu plus grand que deux boîtes à chaussures) alors qu'un soudeur laser complet peut avoir la taille d'une valise que vous emporteriez dans l'avion. Oui, le poste à souder bon marché peut fonctionner sur 120 V CA, alors qu'un poste à souder au laser fonctionne généralement sur 220 V CA.

Conclusion : Peser le pour et le contre pour le soudage du futur

En résumé, le soudage au laser n'est peut-être pas destiné aux amateurs en raison de la différence de coût, mais il s'agit sans aucun doute d'un outil pour les entreprises de production qui ont besoin d'un minimum de HAZ pour réduire les déformations, de soudures esthétiques précises et sans aucun contact métallique dans le bain de soudure.

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