Encyclopédie des connaissances en soudage : un bref aperçu de la classification
et procédés de soudage laser
Dans la production industrielle, le soudage laser est utilisé depuis longtemps dans le domaine de l'aérospatiale,soudage de haute précisionLe soudage laser, notamment pour les matériaux spéciaux, est de plus en plus utilisé pour le soudage de matériaux courants grâce au développement industriel et aux progrès technologiques. Nous aborderons aujourd'hui la classification du soudage laser. Cette méthode de soudage efficace et précise utilise un faisceau laser à haute densité d'énergie comme source de chaleur pour fusionner les matériaux. Elle présente de nombreux avantages : vitesse de soudage élevée, faible déformation, exigences environnementales réduites, forte densité de puissance, insensibilité aux champs magnétiques, compatibilité avec les matériaux conducteurs, fonctionnement sans vide et absence d'émission de rayons X.
Le soudage laser peut être classé selon différents points de vue :
- Classification selon le mode d'énergie de sortie du laser :
- Soudage laser continu : Une forme de soudure continue et ininterrompue est formée pendant le processus de soudage.
- Soudage laser pulséL'apport d'énergie à la surface de la pièce à souder étant intermittent, chaque impulsion lumineuse agit sur cette surface pour former un point de soudure circulaire. Différentes formes de soudure peuvent être obtenues en fonction des paramètres laser.
- Classification selon la densité de puissance du point laser focalisé :
- Soudage par conduction thermique laser : La densité de puissance est relativement faible, généralement inférieure à 10⁵ W/cm². Le laser transmet de l’énergie à la surface de la pièce à souder, chauffant le métal à une température comprise entre son point de fusion et son point d’ébullition. La chaleur est ensuite transférée à l’intérieur du métal par conduction thermique pour former une soudure, similaire à celle réalisée avec des électrodes en tungstène.soudage au gaz (TIG).
- Soudage laser à pénétration profonde (soudage en trou de serrure) : lorsque la densité de puissance du laser appliquée à la surface du métal dépasse 10⁵ W/cm², le faisceau laser haute puissance agit sur la surface du matériau métallique, provoquant une fusion locale et la formation d’un « trou de serrure ». Le faisceau laser pénètre ensuite à l’intérieur du bain de fusion par ce trou de serrure pour former une soudure.
- Classification par mode de contrôle :
- machine de soudage laser manuelle
- machine de soudage laser automatique
- machine de soudage laser galvanométrique
- Classification par type de laser :
- machine de soudage laser YAG
- Machine de soudage laser pour semi-conducteurs
- machine de soudage laser à fibre
1. Soudage laser volant
Le soudage laser volant combine les avantages du soudage à distance, des galvanomètres et des manipulateurs, et est équipé d'un logiciel de traitement graphique professionnel pour réaliser un soudage multitrajectoire instantané dans l'espace tridimensionnel.
Principales applications :
Il est utilisé pour des produits tels que les carrosseries, les sièges et les pièces automobiles courantes. Côté matériaux, il convient à divers matériaux courants comme les tôles d'acier, les tôles laminées à froid et les alliages d'aluminium, ainsi qu'aux matériaux composites et aux alliages tels que les alliages magnésium-aluminium.
★ Avantages :
- Compatible avec toutes les formes de soudure
- Convient à toutes les directions de soudage
- Répartition des soudures/points définie par l'utilisateur
- Distribution optimisée des contraintes
- Capable de réaliser des soudures par points à grande vitesse, des soudures à la molette, des soudures par recouvrement, des soudures bout à bout, des soudures d'angle et des soudures par chevauchement.
- Synchronisation en temps réel entre la tête de soudage et le robot pour accélérer le processus de soudage laser
- Besoins en espace au sol réduits
- Réduction des coûts de maintenance et de logistique
2. Soudage laser en spirale
Il s'agit d'une méthode de soudage laser à double oscillation, obtenue grâce à l'ajout d'un module oscillant spécial sur la tête de soudage. Ce module permet au faisceau lumineux focalisé de former une soudure en spirale pendant le déplacement de la tête de soudage.
Principales applications :
Soudage de charnières, échangeurs de chaleur, échangeurs de chaleur tubulaires, soudage de tubes épais dans l'industrie pétrolière et gazière, soudage de brides et soudage d'alliages d'aluminium, etc.
★ Avantages :
- Soudure plus large
- Répétabilité/stabilité du processus extrêmement élevée
- Meilleure formation de soudure
- Post-traitement simplifié et surface plus lisse de la pièce soudée
- Excellentes capacités de soudage des alliages d'aluminium
3. Brasage laser
Le brasage laser est une méthode qui utilise un métal d'apport dont le point de fusion est inférieur à celui du métal de base. Ce métal d'apport est chauffé à une température supérieure à son point de fusion, mais inférieure à celui du métal de base. Liquide, il imprègne le métal de base, remplit l'espace à souder et diffuse avec celui-ci pour réaliser l'assemblage des pièces.
Principales applications :
Soudage des éléments de structure de la carrosserie en aluminium, tels que la liaison entre le toit et la paroi latérale, et les portes.
★ Avantages :
- Réduit les défauts du soudage laser pur, tels que les pores, les fissures et les jeux d'ajustement excessifs des produits
- Améliore la résistance de la soudure et permet d'obtenir un cordon de soudure parfait.
- Seul le métal d'apport fond lors du brasage, tandis que le métal de base reste intact.
- Faible déformation des joints brasés, aspect lisse et esthétique, convient au soudage de précision et aux composants complexes réalisés à partir de matériaux différents.
- Zone affectée thermiquement réduite et résistance à la compression élevée
4. Soudage au fil laser
Le soudage laser avec apport de fil est une méthode qui utilise un métal d'apport de même composition ou de composition similaire au métal de base. Le métal de base et le métal d'apport sont fondus puis solidifiés pour former une soudure.
Principales applications :
Soudage de l'ensemble des éléments structurels de la carrosserie des véhicules et des pièces automobiles.
★ Avantages :
- Réduit les défauts du soudage laser pur, tels que les pores et les fissures.
- Améliore le taux de qualification des produits soudés et autorise des écarts légèrement plus importants entre les produits soudés.
- Le métal de base fond pendant le soudage, et la résistance de la soudure est supérieure à celle du métal de base.
5. Brasage oscillant
Grâce à ALO3, il intègre les fonctions de mise en forme du faisceau et de suivi de la soudure dans un même équipement. Le fil d'apport peut servir de capteur mécanique.
Principales applications :
Le brasage laser de pièces métalliques, notamment les toits, les hayons et autres éléments automobiles, est une technique courante. Les variations dimensionnelles des pièces et les erreurs de montage complexifient considérablement le brasage laser, rendant la mise au point du processus de soudage extrêmement difficile. Le brasage oscillant, quant à lui, permet d'ajuster efficacement la direction de soudage. Grâce aux fonctions de suivi de soudure et de compensation automatique de la distance focale, le faisceau laser est facilement guidé et focalisé, ce qui permet des changements de direction précis. Ce procédé offre une automatisation élevée, une vitesse de soudage rapide et une grande efficacité, garantissant ainsi une qualité de soudage optimale.
★ Avantages :
- Suivi de soudure pour déterminer en temps réel la trajectoire de soudure de la pièce.
- Ajustement adaptatif de la trajectoire de soudage dans les trois directions XYZ en fonction des différentes déviations de la pièce à usiner afin d'obtenir une bonne qualité de soudage.
- Améliore la régularité du soudage des produits
6. Brasage en trois points
Un module à double faisceau est ajouté à la lentille. Lors du soudage, le module à trois faisceaux du système optique de brasage répartit un faisceau en trois, permettant ainsi le brasage de tôles d'acier galvanisées à chaud et l'obtention d'une soudure plus plane et sans fissures.
Principales applications :
Brasage de carrosseries blanches en alliage d'aluminium, brasage laser de capots et de couvercles de coffre, brasage de pièces automobiles, etc.
★ Avantages :
- procédé de brasage plus stable et plus fiable
- vitesse plus rapide
- force supérieure
- Meilleure qualité d'aspect des soudures de tôles galvanisées à chaud
- Processus de nettoyage en ligne
- Réglage dynamique de l'énergie
7. Soudage hybride multi-longueurs d'onde
Soudage hybride multi-longueurs d'ondeIl s'agit d'un procédé de soudage innovant mis au point par Lianying Laser. Il superpose deux faisceaux laser de longueurs d'onde différentes, dont les axes coïncident spatialement. Le laser à longueur d'onde principale est utilisé pour le soudage, tandis que le laser à longueur d'onde secondaire sert principalement au préchauffage du fil d'apport et du métal de base, réduisant ainsi la vitesse de refroidissement du métal en fusion dans le bain de fusion. Ce procédé est particulièrement adapté aux alliages d'aluminium, de magnésium, de cuivre, etc.
★ Avantages :
- Réduit la densité des pores
- Améliore la stabilité du cordon de soudure et augmente l'efficacité du soudage
- Il soulage efficacement les contraintes thermiques, réduit les fissures, améliore la résistance des soudures et permet d'obtenir des cordons de soudure d'aspect relativement uniforme.
En conclusion, à l'heure actuelle, dans l'ensemble du secteur laser, les technologies et équipements étrangers restent prédominants. Ils sont nettement plus avancés à tous les niveaux, des systèmes laser et têtes de traitement optique aux équipements auxiliaires tels que les refroidisseurs, les wattmètres, les systèmes de contrôle en cours de soudage, d'inspection après soudage et les étalonneurs TCP. Les entreprises chinoises déploient tous les efforts possibles pour rattraper leur retard. Cependant, dans le domaine des applications de soudage laser, la Chine s'est considérablement rapprochée du niveau international, avec l'émergence de nombreuses entreprises de haute qualité qui obtiennent d'excellents résultats.
Date de publication : 5 septembre 2025
