Quelles sont les causes des éclaboussures de soudage au laser ?

Quelles sont les causes des éclaboussures de soudage laser ?

En tant que l'une des technologies d'assemblage importantes dans la fabrication moderne, le soudage au laser a été largement utilisé dans les domaines de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'électronique et dans d'autres domaines en raison de sa haute précision, de son rendement élevé et de son adaptabilité à une variété de matériaux. Cependant, toute méthode de traitement, y compris le soudage au laser, peut produire des défauts ou des produits de qualité inférieure, et les éclaboussures sont l'un des défauts courants du soudage au laser. Si vous utilisez régulièrement le soudage au laser pour souder divers métaux dans le cadre de votre travail, vous devez comprendre pourquoi votre machine à souder au laser produit des éclaboussures pendant le processus de soudage et découvrez la meilleure façon de contrôler les effets des éclaboussures. Cet article explique en détail comment résoudre cette situation.

Phénomènes et effets des projections de soudage laser

Les projections de soudure sont un défaut courant dans le soudage au laser. Les projections de soudage au laser signifient que pendant le processus de soudage, le métal en fusion dans le bain de soudure est rapidement projeté hors du bain de fusion. Une fois que le matériau métallique est chauffé jusqu'à la température de fusion, il passe de l'état solide à l'état liquide, continue de chauffer et se transforme en état gazeux. À mesure que le faisceau laser chauffe, le métal solide devient liquide et forme un bassin en fusion. Le métal liquide dans le bain en fusion est ensuite chauffé pour « bouillir » à nouveau. Enfin, le matériau absorbe à nouveau la chaleur et se vaporise, et l'ébullition modifie la pression interne pour former de minuscules gouttelettes qui transportent le métal liquide environnant et atterrissent ensuite sur la zone autour de la soudure, créant finalement une « éclaboussure ».
De plus, les projections peuvent également provoquer des problèmes tels qu'une pollution et une défaillance à l'intérieur de l'équipement de soudage laser, réduisant ainsi la fiabilité de l'équipement. Ces projections peuvent non seulement contaminer le cordon de soudure et affecter la qualité du soudage, mais peuvent également constituer une menace pour la santé des soudeurs. Par conséquent, des mesures de contrôle correspondantes doivent être prises pour réduire ou éviter l'apparition de projections.

Quelles sont les causes des éclaboussures de soudage laser ?

La cause des projections lors du soudage laser est l’effet combiné de nombreux facteurs, impliquant les propriétés des matériaux, les paramètres de soudage, la conception des soudures et les conditions de l’équipement. Voici quelques principales causes courantes de projections lors du soudage laser :

Propriétés matérielles

Les propriétés physiques et chimiques des matériaux sont des facteurs importants qui affectent les projections lors du soudage laser. Certains matériaux sont sujets à la gazéification à haute température, produisant des gaz qui, lorsqu'ils sont piégés dans le bain de fusion, peuvent provoquer des jets et des éclaboussures de métal liquide lorsque les bulles se dilatent et s'effondrent. De plus, le revêtement de surface et la couche d'oxyde du matériau peuvent également affecter la stabilité du bain de soudure et augmenter la probabilité de projections.

Paramètres de soudage

Les réglages des paramètres du soudage laser affectent également la génération de projections. Par exemple, des réglages déraisonnables de paramètres tels que la puissance du laser, la vitesse de balayage et la distance focale peuvent rendre la température du bain de soudure trop élevée ou instable, augmentant ainsi la probabilité de projections.

Conception de soudure

Une conception déraisonnable des cordons de soudure peut également provoquer des projections de soudure au laser. Des facteurs tels que la forme, la largeur, l'angle, etc. de la soudure affectent tous la stabilité du bain de soudure, ce qui à son tour affecte la génération de projections.

État de l'équipement

L’état de l’équipement de soudage laser peut également affecter les projections. Des problèmes tels que le chemin optique de l'équipement, la qualité du faisceau et la stabilité de la tête de soudage peuvent provoquer l'instabilité du bain de soudage, entraînant des projections.

Environnement de soudage

Un contrôle inapproprié de l'atmosphère peut entraîner une oxydation et d'autres réactions indésirables, augmentant ainsi la génération de éclaboussures.

Quels sont les dangers des éclaboussures de soudage laser

Les projections de soudage au laser peuvent avoir de multiples effets néfastes, impliquant la qualité du soudage, la stabilité de l'équipement et la santé du personnel. Voici quelques-uns des principaux dangers que les projections de soudage au laser peuvent créer :

Qualité de soudage altérée

Les projections peuvent adhérer aux zones environnantes du bain de soudure, telles que le bain de fusion et les surfaces de la pièce, créant ainsi une finition de soudure indésirable. Cela peut conduire à des soudures de mauvaise qualité et à une résistance réduite des soudures, ce qui peut affecter les performances et la fiabilité du produit.

Contamination et panne de l'équipement

Des projections peuvent se déposer sur le chemin optique, la tête de soudage et d'autres composants critiques de machine à souder au laser. Cela peut entraîner une pollution et une usure de l'équipement, entraînant une dégradation des performances de l'équipement, voire déclenchant une panne de l'équipement, affectant le fonctionnement stable et la durée de vie de l'équipement.

Risque pour la santé humaine

Les éclaboussures peuvent contenir des substances nocives telles que des particules de métal en fusion, des aérosols, etc. Les travailleurs peuvent inhaler ces substances, provoquant des dommages respiratoires et sanitaires. Surtout en cas d'exposition à long terme, cela peut également provoquer des problèmes respiratoires, des allergies cutanées et d'autres problèmes de santé.

Baisse de l’efficacité de la production

Les éclaboussures peuvent entraîner une instabilité du bain de fusion nécessitant une correction du bain de fusion ou un re-soudage, ce qui peut réduire l'efficacité et la productivité du soudage.

Difficultés de traitement ultérieures

Les projections fixées à la surface de la soudure peuvent rendre le processus de traitement de surface et de revêtement ultérieur plus difficile, augmentant ainsi le coût et la durée du traitement ultérieur.

Méthodes de contrôle des projections lors du soudage laser

Pour contrôler les projections de soudage laser, diverses méthodes peuvent être adoptées, couvrant la sélection des matériaux, l'optimisation des paramètres de soudage, l'amélioration de la conception des soudures, la maintenance des équipements, le contrôle des gaz et d'autres aspects. Voici quelques méthodes courantes de contrôle des projections lors du soudage laser :

Sélection optimale des matériaux

Lors du soudage au laser, des matériaux ayant une plus faible tendance à la gazéification peuvent être sélectionnés pour éviter la génération de bulles d'air et réduire la probabilité de projections.

Le réglage raisonnable des paramètres de soudage

Selon les différents matériaux et exigences de soudage, réglez raisonnablement la puissance du laser, la vitesse de balayage, la distance focale et d'autres paramètres pour garantir que la température du bain de soudage est stable dans une plage appropriée et réduire l'apparition de projections.

Conception de soudure optimisée

Lors de la phase de conception du soudage, des facteurs tels que la forme, la largeur et l'angle de la soudure sont pris en compte pour rendre le bain de soudure plus stable, éviter les soudures trop grandes ou sous-dimensionnées et réduire les risques d'éclaboussures.

Entretien et étalonnage des équipements

Un entretien et un étalonnage réguliers de l'équipement de soudage laser pour garantir un chemin optique fluide, une bonne qualité de faisceau et une tête de soudage stable peuvent aider à réduire les fluctuations du bain de soudage, réduisant ainsi les projections.

Contrôle des gaz auxiliaires

Introduire un gaz de protection approprié pendant le processus de soudage. Lorsque de l'argon de haute pureté et à haute pression est utilisé comme gaz de protection, de nombreuses petites bulles apparaissent à la surface de la soudure, ce qui peut supprimer dans une certaine mesure la génération de projections. Il peut réduire efficacement la génération d'oxydation et de gaz dans le bain de soudure, réduisant ainsi la probabilité d'éclaboussures.

Réduire la taille du bain de soudure

En contrôlant les paramètres de soudage et la conception des cordons de soudure, la taille du bain de soudure est maintenue aussi petite que possible afin de réduire l'instabilité du bain de fusion et l'apparition de projections.

Utiliser un produit anti-éclaboussures

Certains inhibiteurs de projections spéciaux peuvent être ajoutés pendant le processus de soudage pour aider à contrôler le jet de métal liquide et réduire l'apparition de projections.

Formation en technologie de soudage

Fournir une formation professionnelle sur la technologie de soudage au laser aux opérateurs afin de comprendre les causes des éclaboussures et les méthodes de contrôle, ce qui contribuera à améliorer les compétences opérationnelles et à réduire les éclaboussures inutiles.

Résumer

Les projections de soudage laser sont l’un des facteurs importants affectant la qualité du soudage et la stabilité de l’équipement. Sa génération implique de nombreux facteurs tels que les propriétés des matériaux, les paramètres de soudage, la conception des soudures et les conditions de l'équipement. En optimisant la sélection des matériaux, en définissant rationnellement les paramètres de soudage, en optimisant la conception des cordons de soudure, la maintenance et l'étalonnage des équipements et le contrôle des gaz auxiliaires, la génération de projections de soudage laser peut être efficacement réduite, la qualité du soudage et la fiabilité des équipements peuvent être améliorées et le développement ultérieur de la technologie de soudage au laser peut être promue.
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