Alors que LBW utilise des photons et EBW nous fait des électrons focalisés, l'énergie cinétique des électrons et des photons se transforme en chaleur dès qu'ils entrent en contact avec la surface métallique. C'est pourquoi la plupart des gens pensent que LBW et EBW sont similaires, mais qu'ils ont des techniques et des applications différentes.
La puissance et la flexibilité des techniques de soudage EB et LB ne font aucun doute. Ils peuvent souder avec une précision extrême tout en fournissant suffisamment de puissance pour souder même de grandes pièces ensemble. L'automatisation du processus est également possible pour les deux approches de soudage.
En plus de cela, ils produisent même des œuvres étonnantes tant d'un point de vue esthétique que métallurgique, mais ils ont toujours des différences uniques qui les distinguent.
Examinons chacun d'eux pour comprendre leurs avantages et leurs inconvénients.
Soudage par faisceau laser (LBW)
Soudage par faisceau laser utilise soit une sortie pulsée, soit une onde continue (CW) de photons pour effectuer la soudure.
Les lasers fonctionnent plutôt simplement - le processus implique une augmentation et une diminution de l'état énergétique d'un matériau. Lorsque cela est fait en succession rapide, le sous-produit est des photons. CW se caractérise principalement par le fait que le laser est toujours allumé tout au long du processus, tandis que la sortie pulsée a un temps d'arrêt entre les impulsions pour moduler la sortie laser.
Pour les systèmes à ondes pulsées et continues, le faisceau laser est toujours focalisé sur la surface de la pièce à souder. La livraison des faisceaux pourrait se faire par des câbles à fibres optiques qui sont très flexibles ou les optiques dures les plus courantes. La différence entre les deux est que la livraison flexible par fibre optique vous permet d'amener votre laser à des postes de travail éloignés de la machine principale.
De nos jours, l'automatisation et le contrôle de l'opération LBW et de l'ensemble des routines de conception de processus se font à l'aide de la fabrication assistée par ordinateur (FAO). Les applications de soudage robotisé utilisent la fibre optique pour envoyer le laser aux composants de soudage. La vitesse et la polyvalence du LBW augmentent avec l'utilisation du balayage laser, en particulier le long des joints de la soudure.
Le soudage au laser est-il meilleur que le soudage à l'arc ?
La puissance du soudage à l'arc provient d'une alimentation CC ou CA pour créer de la chaleur à environ 6500 ° F. Cela permet au métal de fondre et de réaliser une soudure ensemble. Cela fonctionne pour la plupart des travaux, mais la densité d'énergie élevée du soudage par faisceau laser est beaucoup plus rapide. La technique LBW amène la surface du matériau à la température de liquidus beaucoup plus rapidement que par rapport au soudage au gaz inerte (MIG), Soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW), ou Soudage au gaz inerte de tungstène (TIG).
Cela aide également que l'énergie du laser n'ait que peu de temps pour se dissiper à l'intérieur des matériaux ou des pièces. En conséquence, LBW a une zone de chaleur plus petite et exerce moins de contraintes sur le composant. Un grand avantage du LBW par rapport aux techniques de soudage à l'arc traditionnelles est la sortie pulsée - les cycles de refroidissement rapides entre les impulsions fonctionnent bien pour les matériaux sensibles à la chaleur.
Quel est l'avantage du soudage LB par rapport au soudage EB ?
Le plus évident avantage que le soudage par faisceau laser a plus de soudage EB est l'absence d'une chambre à vide dans ses opérations. Contrairement à l'enceinte physique requise par l'EBW, le soudage par faisceau laser est beaucoup plus flexible. LBW a également des exigences d'outils plus simples lorsque vous le comparez aux exigences EBW.
Étant donné que le soudage par faisceau d'électrons nécessite des composants plus précis et uniques pour fonctionner, le soudage par faisceau laser est beaucoup plus évolutif. Il y a beaucoup de choix de pièces pour l'assemblage. En conséquence, la construction et la maintenance du soudage par faisceau laser sont moins coûteuses que celles du soudage par faisceau d'électrons.
Le soudage au laser est-il meilleur ?
Le soudage par faisceau laser est préférable si vous travaillez et assemblez des pièces qui ne conviennent pas ou ne rentrent même pas dans une chambre à vide d'un soudage par faisceau d'électrons. Il y a même des montages de soudage qui peuvent ne pas rentrer dans les chambres de soudage pour EBW. Et comme le soudage par faisceau d'électrons se fait sous vide, la présence de liquide dans les composants s'avérerait désavantageuse à l'intérieur de la chambre. C'est là que le soudage au laser peut intervenir et faire le travail.
Inconvénients de l'utilisation du soudage par faisceau laser
Garder la zone de soudure exempte d'oxygène nécessite un soudage LB utilisant un gaz de couverture. Mais par conséquent, cela contribue à augmenter l'efficacité du processus et la pureté du travail. Un autre défi est la réflectivité des matériaux aluminium, or, cuivre et argent, que vous associez. Plus il est réfléchissant, plus il peut dévier et minimiser la pénétration du laser dans la soudure.
C'est là que la sortie d'impulsions entre en jeu et brise la surface avec des sorties d'énergie variables. Cela réduit le risque de déformation de la pièce dans le matériau. Bien sûr, vous pouvez toujours utiliser des ondes continues dans le processus, mais vous courez le risque de déformation. Mais la petite zone affectée par la chaleur du soudage par faisceau laser permet de garantir que les autres zones du matériau ne sont pas affectées. Ceci est utile lors de l'application de chaleur sur des composants électroniques, des appareils chirurgicaux et d'autres instruments de précision.
Soudage par faisceau d'électrons (EBW)
Le soudage par faisceau d'électrons utilise l'énergie cinétique massive des électrons en mouvement rapide pour souder les composants ensemble. Le processus commence par chauffer un filament de tungstène jusqu'à ce qu'il dégage des électrons. A l'aide de lentilles magnétiques et de champs électriques, ces électrons accélérés sont ensuite focalisés sur les zones qui s'échauffent et se soudent.
Plusieurs industries ont rapidement utilisé EBW dès sa sortie à la fin des années 1950. La raison en est qu'il aide à fournir une résistance inégalée et une précision étonnante dans ses soudures. Cela est dû en grande partie au fait que vous pouvez placer avec précision un faisceau d'électrons, et même après le soudage, il laisse au matériau soudé jusqu'à 97 % de sa résistance d'origine.
Plus que la pureté et la résistance du matériau, le soudage par faisceau d'électrons permet également d'éliminer les impuretés dans la soudure. En effet, le processus se déroule à l'intérieur d'une chambre à vide étroitement contrôlée. L'oxydation est moindre car l'air ou les autres gaz ne réagissent pas au soudage.
En plus d'empêcher l'oxydation, la chambre à vide aide à mieux contrôler l'emplacement précis du faisceau d'électrons pendant le soudage. Une pression ambiante plus faible permet un meilleur contrôle des électrons. C'est pourquoi la soudure EB est le choix pour plusieurs industries, telles que la production d'énergie, l'aérospatiale et les industries nucléaires.
Un avantage unique de la soudure EB par rapport aux soudures LB et même aux soudures à l'arc est sa capacité à souder des matériaux différents avec des points de fusion variables. Réalisé en dehors de la soudure EB, les matériaux assemblés pourraient devenir cassants. La soudure EB peut faire fondre le matériau à basse température et le souder au matériau à haute température non fondu. Le résultat est un travail de soudage compact et étanche au vide.
Il est également utile de savoir que EBW est en outre classé en deux (2) classifications en fonction de la puissance. Lorsque vous travaillez avec un 60 kilovolts (kV) ou une puissance, c'est une basse tension EBW. L'EBW haute tension est à un taux de 150 kilovolts (kV).
Quel est l'avantage du soudage EB par rapport au soudage LB ?
Le soudage par faisceau d'électrons fonctionne mieux lorsque les matériaux que vous soudez ensemble ont des difficultés à se coupler, comme dans les alliages d'aluminium. Travailler avec des alliages de nickel et même du titane est meilleur lorsqu'ils sont soudés dans une chambre à vide.
Le processus de travail et de soudage dans une enceinte sous vide permet de s'assurer qu'il n'y a aucun contaminant sur la soudure. EBW offre également une pénétration plus profonde des matériaux sur lesquels il travaille. En conséquence, le soudage par faisceau d'électrons est plus largement accepté et fait partie de la plupart des spécifications de soudage.
Le soudage par faisceau d'électrons est-il meilleur que le soudage à l'arc ?
Certains matériaux difficiles à souder doivent être assemblés, et le soudage EB est une excellente technique pour le travail. Surtout lorsque vous travaillez avec des alliages d'aluminium ou même des alliages de nickel. Mais la chambre à vide requise rend l'accès beaucoup plus difficile, en particulier lorsque vous avez un travail de soudage simple. Dans ces cas, le soudage à l'arc pourrait être une meilleure option.
Le soudage par faisceau d'électrons est-il meilleur ?
Le soudage par faisceau d'électrons est préférable lors de l'assemblage de matériaux ayant des points de fusion différents. La soudure EB sera également meilleure puisque l'oxydation diminue puisque tout le processus se déroule à l'intérieur d'une chambre à vide.
Inconvénients de l'utilisation de la technique de soudage EB
La nécessité d'une enceinte sous vide est également un défi majeur avec le soudage par faisceau d'électrons. La logistique et les composants nécessaires pour assembler la chambre varient en fonction du matériau que vous soudez ensemble. La taille de la chambre dicte la taille des pièces sur lesquelles elle peut travailler. Si vous devez travailler sur de grandes pièces, vous devez créer une grande chambre à vide.
EBW est également entièrement contrôlé par ordinateur depuis des décennies. Cela s'explique en partie par le fait que l'utilisation du vide et de la présence de rayons X dans le processus rend impossible la manipulation humaine. En conséquence, les ordinateurs doivent exécuter l'ensemble du processus. Cela signifie que le soudage EB a besoin d'opérateurs bien formés pour faire fonctionner les ordinateurs. L'entretien des pièces et des ordinateurs qui le font fonctionner doit également être précis. Sans oublier que la mise en place du processus et son exécution pourraient être assez coûteuses.
Le processus peut également se diviser en trois phases : chargement de la chambre de soudage, pompage sous vide, soudage proprement dit des pièces et nécessité d'évacuer le vide. Les domaines difficiles pour les opérateurs sont le pompage et le chargement des matériaux que vous soudez ensemble. Cela prend le plus de temps.
Le soudage EB et le soudage LB ont-ils un avantage par rapport au soudage à l'arc ?
Parfois, vous recherchez des travaux de soudage spécifiques pour vos projets. Si c'est le cas. Les techniques de soudage LB et EB devraient être votre processus de prédilection. Les soudures LB peuvent fonctionner à des endroits précis et petits dans les matériaux que vous assemblez. Les soudures EB éliminent l'oxydation et peuvent travailler avec des matériaux avec différents points de fusion.
Mais le soudage à l'arc est préférable pour les travaux qui nécessitent de la mobilité. Le soudage LB et le soudage EB nécessitent beaucoup plus de composants pour les soudures. Le soudage EB a même besoin d'une chambre à vide pour guider et concentrer les électrons sur le travail de soudage.
Quel est le meilleur, soudage par faisceau d'électrons ou soudage par faisceau laser ?
Si vous travaillez avec des matériaux énormes qui ne rentrent pas dans une chambre à vide, le soudage par faisceau laser est meilleur que le soudage par faisceau d'électrons. La flexibilité qu'il offre est bien supérieure lorsque vous êtes limité à travailler à l'intérieur d'une chambre.
Mais si vous devez gérer la contamination dans la soudure et que vous travaillez avec des alliages de nickel ou d'aluminium ou d'autres matériaux qui ont des difficultés de couplage, le soudage par faisceau d'électrons est préférable. Vous obtenez une pénétration plus profonde dans la soudure.
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