Avantages et inconvénients du soudage laser

Le soudage au laser est une technique de soudage qui utilise un faisceau laser pour focaliser une source de chaleur afin d'assembler plusieurs pièces de métal. Les fabricants et les transformateurs de tôles s'appuient de plus en plus sur ce procédé de soudage de haute technologie avec la technologie laser pour une qualité supérieure, un débit plus rapide et des coûts de post-traitement réduits. Vous souhaitez en savoir plus sur le soudage laser avant de vous lancer ? Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur les avantages et les inconvénients du soudage laser.

Comment fonctionne le soudage laser ?

Le soudage au laser ou soudage par faisceau laser est un processus qui utilise une source de chaleur focalisée sur un laser pour faire fondre des matériaux. Le soudage laser fonctionne selon deux modes fondamentalement différents : le soudage à conduction limitée et le soudage en trous profonds. Le mode d'interaction du faisceau laser avec le matériau qu'il soude dépendra de la densité de puissance à laquelle le faisceau frappe la pièce. Le principe de fonctionnement du soudage laser consiste à focaliser un laser à haute densité de puissance et à appliquer de la chaleur au joint entre deux surfaces métalliques. Lorsque la surface métallique absorbe le laser, le matériau est chauffé et fondu pour former une soudure entre les deux surfaces afin de terminer le soudage.
Le soudage au laser a une précision et une qualité de soudage plus élevées. Étant donné que le laser lui-même génère très peu de chaleur, le cordon de soudure produit après le soudage au laser est également relativement petit, ce qui rend le soudage au laser particulièrement adapté aux matériaux plus minces, tels que l'électronique ou les joints verre/métal. Alors que lors du soudage de matériaux plus épais, des soudures étroites et profondes sont produites entre des pièces à bords droits. Aujourd'hui, les applications modernes de soudage au laser intègrent des optiques avancées qui permettent l'utilisation de robots programmables pour localiser une zone dans la pièce.

Avantages du soudage laser

Le soudage au laser présente de nombreux avantages par rapport aux techniques de soudage traditionnelles. Tout d'abord, le soudage au laser peut être effectué sans outils ni accessoires supplémentaires, ce qui donne des résultats plus précis. De plus, les lasers peuvent atteindre des températures incroyablement élevées, de sorte que le soudage au laser produit également des soudures très solides et durables.

Précision supérieure

Le soudage au laser produit un faisceau laser très étroit qui peut être focalisé très précisément sur la zone à souder, même dans des zones aussi petites que quelques millimètres de diamètre. En plus d'un contrôle plus précis du processus de soudage, il évite également le gaspillage et les erreurs de matériau de soudage et garantit une qualité constante.

Soudures de haute qualité

L'un des principaux avantages du soudage au laser est qu'il produit des soudures de meilleure qualité. En effet, le soudage au laser crée une soudure plus étroite et plus profonde que les autres méthodes, créant une liaison plus forte entre les deux pièces de métal et peut résister à des températures extrêmes et à des environnements difficiles. L'impulsion uniforme du soudage au laser permet d'obtenir un joint très propre après le soudage au laser, sans les perles ou les bavures inévitables dans le soudage sous protection gazeuse ou électrique.

Le laser augmente la vitesse de soudage

Le soudage au laser est plusieurs fois plus rapide (jusqu'à 5 à 10 fois plus rapide) que les méthodes traditionnelles. Les vitesses de soudage varient en fonction du type et de la puissance du générateur laser utilisé. Des vitesses de soudage élevées permettent de produire plus de pièces par heure, ce qui signifie des délais d'exécution plus rapides et une productivité plus élevée. De plus, le soudage au laser peut être intégré à des équipements automatisés, ce qui leur permet de fonctionner pendant de plus longues périodes.

Réduire les coûts de traitement après soudage

Le processus de soudage traditionnel et de soudage au laser consiste à transférer de la chaleur à la jonction de deux surfaces. Lors du soudage à l'aide de méthodes traditionnelles, les matériaux peuvent être soumis à des flexions, des contraintes et d'autres effets négatifs. Cependant, le laser a une densité de puissance énorme, la largeur de la zone affectée par la chaleur des deux côtés de la soudure est étroite et les dommages thermiques et la perte de performance du matériau près de la soudure sont réduits. La déformation des échantillons est donc moindre que celle des échantillons soudés par de nombreux autres procédés.
Le meulage n'est généralement pas nécessaire après le soudage au laser, ce qui peut réduire considérablement les coûts de post-traitement. Avoir un tel cordon de soudure décoratif contribue également à améliorer l'apparence du produit et à faire une bonne première impression sur le client.

Polyvalence

Le soudage au laser est extrêmement polyvalent et différentes unités laser sont efficaces pour souder différents types de choses. Par exemple, le soudage au laser peut être effectué sur une variété de matériaux métalliques, y compris l'acier doux, l'acier inoxydable et le titane. Le soudage au laser peut être utilisé pour souder des plaques d'acier épaisses utilisées dans l'industrie du transport maritime, pour souder des métaux précieux utilisés dans les bijoux ou pour souder des contacts en cuivre sur des batteries de voitures électriques. Il peut atteindre des endroits difficiles d'accès, réaliser des soudures longue distance sans contact et dispose d'une grande flexibilité. Le soudage au laser est très approprié pour l'assemblage et le soudage de pièces miniatures et petites produites en grande quantité.

Plus de sécurité

Un autre avantage du soudage au laser en tant que processus d'assemblage sans contact est la sécurité. Les machines à souder au laser de faible puissance présentent moins de risques pour la sécurité et sont généralement portables, utilisant une tête de soudage à main pour commencer à souder; puissance supérieure machines à souder au laser sont contrôlés à distance, permettant aux travailleurs de diriger le faisceau laser sans avoir besoin d'être à proximité de la zone de soudage. De plus, le soudage au laser produit moins de fumée que les autres méthodes, ce qui aide à réduire le risque de maladie respiratoire des travailleurs et améliore la qualité de l'air.

Inconvénients du soudage laser

Malgré les nombreux avantages de l'utilisation du soudage au laser, il existe également certains inconvénients associés au soudage au laser qui doivent être pris en compte avant d'investir dans cette technologie. Cela vous aide à mieux comprendre vos machines et réduit les coûts associés aux pannes de machines.

Coûts initiaux élevés

Le principal inconvénient du soudage laser est son coût initial élevé. Le coût d’acquisition initial d’une unité laser est généralement le double ou le triple de celui des systèmes conventionnels, ce qui nécessite un investissement ponctuel important. Il peut également s’avérer coûteux de former les employés à leur utilisation. De plus, les coûts de maintenance et de réparation des machines de soudage laser peuvent également être plus élevés que ceux des autres types d’équipements de soudage. Mais le soudage au laser est rapidement rentabilisé grâce à sa vitesse, sa précision et sa polyvalence supérieures. L'orientation vers l'efficacité du soudage laser permet aux entreprises d'optimiser la production, de réduire le gaspillage de matériaux et d'augmenter la rentabilité globale.

Faible tolérance de jeu

Une faible tolérance de jeu signifie que la précision d'assemblage de la soudure est élevée et que la position de la poutre sur la pièce ne peut pas présenter d'écarts évidents. En effet, la taille du point du laser focalisé est petite et le cordon de soudure est étroit, ce qui est sujet à des défauts de soudage lorsque la pièce est assemblée ou que le positionnement du faisceau est imprécis. Les faibles tolérances de jeu signifient que vous devez vous assurer que vos processus/fournisseurs en amont peuvent respecter de manière fiable des niveaux de tolérance stricts.

Formation requise

Dans le secteur manufacturier et la transformation des métaux, le soudage laser est devenu une technologie transformatrice, offrant une précision et une efficacité inégalées. Cependant, pour exploiter tout le potentiel d’une machine de soudage laser, il ne suffit pas d’acheter du matériel. Il nécessite une formation moderne et approfondie de l'opérateur pour garantir un fonctionnement sûr, optimiser les performances et débloquer les innombrables avantages qu'il offre. Les sessions de formation des opérateurs peuvent augmenter le coût global d’une machine de soudage laser.

Application limitée

Bien qu'une machine à souder au laser offre d'excellents avantages dans de nombreuses applications, elle présente également certaines limites, telles qu'elle est moins adaptée au soudage de matériaux plus épais et ne peut pas être utilisée pour certains types de joints. De plus, certains matériaux, tels que les surfaces hautement réfléchissantes, peuvent ne pas convenir au soudage au laser. Dans de tels cas, des méthodes de soudage alternatives telles que le soudage à l'arc ou le soudage de livres électroniques peuvent être plus appropriées. Il est recommandé qu'avant le début d'un projet de soudage, ses exigences spécifiques soient évaluées et qu'un expert soit consulté pour déterminer la méthode de soudage la plus appropriée.

Il y a un risque de sécurité

Bien que le soudage au laser ait révolutionné l'industrie du soudage par sa précision et son efficacité, il comporte toujours certains risques pour la sécurité. Par exemple, lors de l'utilisation d'une machine à souder au laser, le faisceau laser intense émis pendant le processus de soudage peut provoquer de graves brûlures ou endommager les yeux de manière permanente si une protection oculaire appropriée n'est pas utilisée.

Lors de l'utilisation d'une machine à souder au laser, des protocoles de sécurité complets, une formation appropriée et un entretien régulier de l'équipement sont nécessaires pour minimiser les risques associés au soudage au laser. Le soudage au laser nécessite plus de mesures de protection que les autres méthodes de soudage.

Résumer

Le soudage laser est une technologie impressionnante qui peut fournir aux fabricants des méthodes de soudage efficaces et peu coûteuses. Bien que ce procédé présente certains inconvénients, tels que de faibles tolérances de jeu lors du soudage, ceux-ci peuvent être surmontés avec peu de soin. Si vous êtes dans une entreprise à la recherche d'un moyen fiable d'assembler des métaux rapidement et précisément, alors le soudage au laser pourrait être exactement ce dont vous avez besoin !
Pour en savoir plus sur le soudage laser en action, regardez cette vidéo. Si vous avez d'autres questions, Laser AccTek se fera un plaisir de discuter avec vous de votre application spécifique pour vous aider à prendre la bonne décision.

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