Introduction au soudage hybride à l’arc laser haute puissance

Soudure hybride à arc laserg est une méthode de soudage au laser qui combine un faisceau laser et un arc pour le soudage. La combinaison du faisceau laser et de l'arc démontre pleinement l'amélioration significative de la vitesse de soudage, de la profondeur de pénétration et de la stabilité du processus. Depuis la fin des années 1980, le développement continu des lasers de haute puissance a favorisé le développement de la technologie de soudage hybride à l’arc laser. Des problèmes tels que l’épaisseur du matériau, la réflectivité du matériau et la capacité de combler les espaces ne sont plus des obstacles à la technologie de soudage. Il a été utilisé avec succès dans le soudage de pièces en matériaux d’épaisseur moyenne.

Technologie de soudage hybride à l'arc laser

Dans le processus de soudage hybride à l'arc laser, le faisceau laser et l'arc interagissent dans un bain de fusion commun pour produire des soudures étroites et profondes, améliorant ainsi la productivité, comme le montre la figure 1.

 

Figure 1 Schéma du processus de soudage hybride à l'arc laser

Principes de base du soudage hybride à l'arc laser

Le soudage au laser est connu pour sa zone très étroite affectée par la chaleur, et son faisceau laser peut être focalisé sur une petite zone pour produire des soudures étroites et profondes, ce qui peut atteindre des vitesses de soudage plus élevées, réduisant ainsi l'apport de chaleur et réduisant le risque de déformation thermique de pièces soudées. Cependant, le soudage au laser a une faible capacité à combler les écarts, c'est pourquoi une grande précision est requise dans l'assemblage des pièces et la préparation des bords. Le soudage au laser est très difficile pour le soudage de matériaux à haute réflectivité tels que l'aluminium, le cuivre et l'or. En revanche, le processus de soudage à l'arc a une excellente capacité de pontage, un rendement électrique élevé et peut souder efficacement des matériaux à haute réflectivité. Cependant, la faible densité d'énergie lors du soudage à l'arc ralentit le processus de soudage, ce qui entraîne un apport thermique important dans la zone de soudage et provoque une déformation thermique des pièces soudées. Ainsi, l'utilisation d'un faisceau laser de forte puissance pour le soudage à pénétration profonde et la synergie d'un arc à haute efficacité énergétique, dont l'effet hybride compense les défauts du procédé et complète ses avantages, comme le montre la figure 2.

 

Les inconvénients du soudage au laser sont une faible capacité de pontage des espaces et des exigences élevées en matière d'assemblage des pièces ; les inconvénients du soudage à l'arc sont une faible densité d'énergie et une faible profondeur de fusion lors du soudage de plaques épaisses, ce qui génère une grande quantité de chaleur dans la zone de soudage et provoque une déformation thermique des pièces soudées. La combinaison des deux peut s'influencer et se soutenir mutuellement et compenser les défauts du processus de soudage de chacun, en faisant pleinement valoir les avantages de la fusion profonde au laser et du soudage à l'arc, en obtenant les avantages d'un faible apport de chaleur, d'une petite déformation de la soudure, vitesse de soudage rapide et résistance de soudage élevée, comme le montre la figure 3. La comparaison des effets du soudage au laser, du soudage à l'arc et du soudage hybride à l'arc laser sur des plaques moyennes et épaisses est présentée dans le tableau 1.

Tableau 1 Comparaison des effets de soudage des tôles moyennes et épaisses

 

Figure 3 Schéma du processus de soudage hybride à l'arc laser

Mallette de soudage hybride à l'arc Mavenlaser

L'équipement de soudage hybride à l'arc Mavenlaser est principalement composé d'unBras robotique, un laser, un refroidisseur, untête de soudage, une source d'alimentation pour le soudage à l'arc, etc., comme le montre la figure 4.

 

Domaines d'application et tendances de développement du soudage hybride à l'arc laser

Champs d'application

À mesure que la technologie laser haute puissance évolue, le soudage hybride à l’arc laser est largement utilisé dans divers domaines. Il présente les avantages d'une efficacité de soudage élevée, d'une tolérance d'écart élevée et d'une pénétration profonde du soudage. C’est la méthode de soudage privilégiée pour les tôles moyennes et épaisses. C'est également une méthode de soudage qui peut remplacer le soudage traditionnel dans le domaine de la fabrication d'équipements à grande échelle. Il est largement utilisé dans les domaines industriels tels que les machines d'ingénierie, les ponts, les conteneurs, les pipelines, les navires, les structures en acier et l'industrie lourde.


Heure de publication : 07 juin 2024