système de soudage laserLa conception du chemin optique du système de soudage laser se compose principalement d'un chemin optique interne (à l'intérieur du laser) et d'un chemin optique externe :
La conception du chemin lumineux interne répond à des normes plus strictes et, en général, il n'y aura pas de problèmes sur site, principalement au niveau du chemin lumineux externe ;
Le chemin optique externe se compose principalement de plusieurs parties : fibre de transmission, tête QBH et tête de soudage ;
Chemin de transmission du chemin optique externe : laser, fibre de transmission, tête QBH, tête de soudage, chemin optique spatial, surface du matériau ;
Parmi ces composants, la tête de soudage est la plus courante et celle dont l'entretien est le plus fréquent. Cet article présente donc une synthèse des structures de têtes de soudage les plus courantes afin d'aider les ingénieurs du secteur laser à comprendre leur principe de fonctionnement et le processus de soudage.
La tête laser QBH est un composant optique utilisé pour des applications telles que la découpe et le soudage laser. Elle sert principalement à acheminer les faisceaux laser des fibres optiques vers les têtes de soudage. La face d'extrémité de la tête QBH, composant du chemin optique externe relativement fragile, est principalement constituée de revêtements optiques et de blocs de quartz. Ces derniers sont susceptibles de se briser en cas de choc, et le revêtement de la face d'extrémité présente des points blancs (revêtement à haute résistance aux pertes par brûlure) et des points noirs (poussière, traces de frittage). L'endommagement du revêtement bloque le faisceau laser, augmente les pertes de transmission et entraîne une distribution non uniforme de l'énergie du point focal, affectant ainsi la qualité du soudage.
Le joint de soudage par collimation et focalisation laser est l'élément le plus critique du trajet optique externe. Ce type de joint comprend généralement une lentille de collimation et une lentille de focalisation. La lentille de collimation a pour fonction de transformer la lumière divergente transmise par la fibre en lumière parallèle, tandis que la lentille de focalisation a pour fonction de focaliser et de souder cette lumière parallèle.
Selon la structure de la tête de focalisation collimatrice, on distingue quatre catégories. La première est la focalisation collimatrice pure, sans composants supplémentaires tels qu'un CCD. Les trois suivantes, plus courantes, intègrent un CCD pour l'étalonnage de la trajectoire ou la surveillance du soudage. Le choix et la conception de la structure dépendent ensuite des différents scénarios d'application, en tenant compte des contraintes physiques spatiales. En résumé, hormis quelques structures spécifiques, la plupart des têtes sont de type 3, utilisées avec un CCD. La structure n'a pas d'incidence majeure sur le processus de soudage, le choix étant principalement motivé par les contraintes mécaniques liées à l'environnement. Enfin, la tête de soufflage direct présente des différences, généralement liées au scénario d'application. Certaines simulent le flux d'air domestique et sont conçues spécifiquement pour reproduire cet effet.
Date de publication : 22 mars 2024
