Le poste de soudage laser est un équipement de soudage couramment utilisé en production industrielle et indispensable pour le traitement des matériaux au laser. Depuis ses débuts, la technologie a progressivement évolué, permettant à de nombreux types de postes de soudage d'être développés, notamment le poste de soudage laser portatif, très répandu et puissant.
Pourquoi utiliser un gaz de protection lors du soudage avec une machine de soudage laser portative ? La machine de soudage laser portative est une nouvelle méthode de soudage, principalement destinée au soudage de matériaux à parois minces et de pièces de précision. Elle permet de réaliser des soudages par points, bout à bout, par recouvrement, par scellement, etc., avec un rapport de profondeur élevé, une faible largeur de soudure et une faible déformation thermique. Elle présente une surface affectée réduite, une faible déformation, une vitesse de soudage élevée, un cordon de soudure lisse et esthétique, sans traitement ou simplement un simple traitement après le soudage, un cordon de soudure de haute qualité, sans porosité, un contrôle précis, un petit point de focalisation, une grande précision de positionnement et une automatisation facile.
1. Il peut protéger la lentille de focalisation de la pollution par les vapeurs métalliques et des projections de gouttelettes de liquide
Le gaz de protection peut protéger la lentille de focalisation de la machine de soudage laser de la pollution par les vapeurs métalliques et de la pulvérisation de gouttelettes de liquide, en particulier lors du soudage à haute puissance, car l'éjection devient très puissante et il est plus nécessaire de protéger la lentille à ce moment-là.
2. Le gaz de protection est efficace pour dissiper le blindage plasma du soudage laser haute puissance
La vapeur métallique absorbe le faisceau laser et s'ionise en un nuage de plasma. Le gaz protecteur qui l'entoure est également ionisé sous l'effet de la chaleur. En présence d'une quantité excessive de plasma, le faisceau laser est partiellement absorbé par le plasma. Le plasma, présent sur la surface de travail comme une seconde énergie, rend la pénétration superficielle et élargit la surface du bain de fusion.
Le taux de recombinaison des électrons est augmenté en augmentant les collisions à trois corps des électrons avec les ions et les atomes neutres afin de réduire la densité électronique du plasma. Plus les atomes neutres sont légers, plus la fréquence de collision et le taux de recombinaison sont élevés ; en revanche, seul un gaz protecteur à haute énergie d'ionisation n'augmente pas la densité électronique du fait de son ionisation.
3. Le gaz protecteur peut protéger la pièce de l'oxydation pendant le soudage
La machine de soudage laser doit utiliser un type de gaz pour Protection : le programme doit être configuré de telle sorte que le gaz protecteur soit émis en premier, puis le laser, afin d'éviter l'oxydation du laser pulsé pendant le traitement continu. Le gaz inerte peut protéger le bain de fusion. Lorsque certains matériaux sont soudés, quelle que soit l'oxydation de surface, la protection peut ne pas être envisagée. Cependant, dans la plupart des applications, l'hélium, l'argon, l'azote et d'autres gaz sont souvent utilisés comme protection pour empêcher la soudure de la pièce pendant le soudage.
4. La conception des trous de buse
Le gaz de protection est injecté à une certaine pression par la buse pour atteindre la surface de la pièce. La forme hydrodynamique de la buse et le diamètre de la sortie sont essentiels. Le diamètre doit être suffisamment grand pour que le gaz de protection pulvérisé recouvre la surface de soudage. Cependant, pour protéger efficacement la lentille et éviter toute contamination par les vapeurs métalliques ou toute projection de métal, la taille de la buse doit être limitée. Le débit doit également être contrôlé, sinon le flux laminaire du gaz de protection deviendra turbulent et l'atmosphère sera impliquée dans le bain de fusion, formant ainsi des pores.
En soudage laser, le gaz de protection affecte la forme, la qualité, la pénétration et la largeur de la soudure. Dans la plupart des cas, le soufflage de gaz de protection a un effet positif sur la soudure, mais il peut aussi avoir un effet négatif.
Rôle positif :
1) Le soufflage correct du gaz de protection protégera efficacement le bain de soudure pour réduire voire éviter l'oxydation ;
2) Le soufflage correct du gaz de protection peut réduire efficacement les projections générées pendant le soudage ;
3) Le soufflage correct du gaz protecteur peut favoriser la propagation uniforme du bain de soudure lorsqu'il se solidifie, rendant la forme de la soudure uniforme et belle ;
4) Le soufflage correct du gaz protecteur peut réduire efficacement l'effet de blindage du panache de vapeur métallique ou du nuage de plasma sur le laser et augmenter le taux d'utilisation efficace du laser ;
5) Un soufflage correct du gaz de protection peut réduire efficacement la porosité de la soudure.
Le bon choix du type de gaz, du débit et du mode de soufflage permet d'obtenir un résultat optimal. Cependant, une mauvaise utilisation du gaz protecteur peut également nuire au soudage.
Effet indésirable :
1) Une insufflation incorrecte du gaz de protection peut entraîner des soudures de mauvaise qualité :
2) Le choix d'un mauvais type de gaz peut provoquer des fissures dans la soudure et peut également entraîner une diminution des propriétés mécaniques de la soudure ;
3) Le choix d'un débit de soufflage de gaz incorrect peut entraîner une oxydation plus grave de la soudure (que le débit soit trop grand ou trop petit), et peut également provoquer une perturbation grave du métal du bain de soudure par des forces externes, entraînant un effondrement de la soudure ou un formage inégal ;
4) Le choix d'une mauvaise méthode d'injection de gaz entraînera l'échec de la soudure à atteindre l'effet de protection ou même n'aura pratiquement aucun effet de protection ou aura un impact négatif sur la formation de la soudure ;
5) L'insufflation de gaz protecteur aura un certain impact sur la pénétration de la soudure, en particulier lors du soudage de plaques minces, elle réduira la pénétration de la soudure.
Généralement, l'hélium est utilisé comme gaz protecteur. Il permet de supprimer le plasma au maximum, augmentant ainsi la profondeur de pénétration et la vitesse de soudage. De plus, il est léger, facile à évacuer et ne forme pas facilement de pores. Bien entendu, d'après nos résultats de soudage réels, l'utilisation de l'argon comme gaz protecteur est efficace.
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Date de publication : 4 février 2023
