Qu'est-ce que le soudage laser?
La soudure au laser est une technique avancée pour joindre deux ou plusieurs pièces de thermoplastiques et de métaux à l'aide d'un faisceau laser hautement focalisé dans la région visible/infrarouge. Le système laser utilisé dans cette technique est une source hautement concentrée de chaleur/d'énergie avec la capacité de produire des cordons de soudure laser profonds pour souder les pièces métalliques ensemble. Cette système de soudage au laser a été inventé en 1988 par Jones et son équipe pour une application industrielle.
Le faisceau laser thermique est très concentré, de sorte qu'il n'endommage pas les autres pièces métalliques à proximité. En raison de cette caractéristique de mise au point fine, cette technique permet d'obtenir des finitions de soudage impeccables et esthétiques. De plus, le soudage au laser peut souder des pièces de quelques millimètres.
La technique est réputée pour les applications de soudage de précision pour ces caractéristiques de haute précision.
Le processus de soudage au laser se déroule rapidement car il n'implique aucun matériau consommable supplémentaire pour lier les métaux. Cependant, ce matériau supplémentaire est souvent requis dans les techniques de soudage traditionnelles, telles que le soudage MIG (gaz inerte métallique) et TIG (gaz inerte tungstène).
La technique de soudage au laser s'applique aux métaux tels que l'aluminium, l'acier et le titane et aux métaux précieux comme l'argent et l'or. Avec sa capacité à faire face à divers métaux et ses capacités de précision, cette technique développe des composants délicats et très précis. De plus, les techniques de soudage laser sont très favorables à une utilisation dans des applications difficiles d'accès pour l'homme, c'est-à-dire des zones d'accès réduites.
Toutes ces fonctionnalités seront beaucoup plus faciles à comprendre après avoir appris ce qui se passe à l'intérieur de la machine à souder au laser. Comment les résultats deviennent-ils précis et ciblés ? Comment un petit faisceau crée-t-il une liaison aussi forte ? Pour développer une telle compréhension, il faut approfondir les détails techniques du processus backend derrière cette technique avancée de soudage au laser.
Technique de soudage au laser
La technique de soudage au laser fonctionne selon deux modes différents. L'un est le mode de soudage en trou de serrure, tandis que l'autre est le mode de soudage à conduction limitée. Le mode de soudage dépend du matériau de la pièce et de la densité de puissance avec laquelle le faisceau frappera la pièce. Lisez les détails ci-dessous pour comprendre les caractéristiques de ces deux modes et leurs différences.
- Mode de soudage en trou de serrure
Les fabricants préfèrent le soudage par trou de serrure car il s'agit d'un mode à haute densité de puissance, et la plupart des métaux se soudent parfaitement avec un faisceau laser à haute densité d'énergie. Cette haute densité de puissance du faisceau laser est acquise par un mécanisme en trou de serrure.
Initialement, la machine à souder se concentre précisément sur la pièce où le joint est requis. Au début du processus, la machine laser produit un faisceau laser chauffé à haute densité. Sachez que la densité est suffisamment élevée non seulement pour faire fondre la pièce métallique, mais aussi pour vaporiser le matériau de la pièce. Lorsque le laser pénètre dans la pièce et vaporise la pièce, une petite cavité est créée appelée cavité en trou de serrure. Cette cavité devient ionisée en raison du faisceau focalisé à haute énergie et entraîne la formation de plasma, facilitant davantage le processus en empêchant les parois de la cavité de s'effondrer. Ce trou de serrure est traversé avec l'autre métal ou pièce à assembler. Un faisceau d'énergie à haute intensité et la création de plasma finissent par joindre deux pièces et forment une soudure.
- Mode de soudage à conduction limitée
Ce mode de faisceau laser est généralement peu utilisé car il ne peut pas pénétrer dans le matériau. Le faisceau laser dans ce mode a une densité de puissance moindre, donc pas de création de plasma. De ce fait, le faisceau n'est pas suffisamment alimenté pour pénétrer plus profondément dans la surface et offrir une soudure profonde. Par conséquent, ce mode laser est utilisé uniquement pour effectuer des soudures de surface complexes et est préféré pour les applications nécessitant des joints de surface de haute précision.
Qu'est-ce que le soudage MIG ?
MIG signifie Metal Inert Gas. Cette technique est souvent qualifiée de technique de soudage traditionnelle. Dans le soudage MIG, un courant électrique et un matériau consommable supplémentaire aident à lier les pièces à souder ensemble. Cette technique de soudure traditionnelle a d'abord été inventé dans les années 1940 pour souder des métaux non ferreux.
Le MIG est un sous-type ou un sous-procédé du soudage GMA (Gas Metal Arc) dans lequel les pièces prévues sont assemblées à l'aide d'un courant de soudage et d'un matériau d'apport (métal supplémentaire utilisé). Le gaz utilisé dans ce type de soudage est soit un gaz inerte, de l'hélium, de l'argon, de l'azote, soit une combinaison de ceux-ci.
Cette technique de soudage est la meilleure pour les métaux non ferreux tels que le cuivre, le titane, le magnésium et leurs alliages. Mais, comme des progrès ont été réalisés, cela fonctionne bien pour certains autres métaux, comme l'aluminium.
Ce processus de soudage traditionnel exige des précautions et des procédures de sécurité appropriées de la part du soudeur pour garantir un processus de soudage sûr. Les métaux à souder ne créent pas beaucoup de dégâts en surface ; par conséquent, la pièce formée est souvent nette et propre, mais pas plus que la finition de soudage au laser. (Retrouvez une comparaison détaillée entre Laser et MIG plus loin dans l'article).
Cette technique de soudage entraîne parfois une pénétration plus profonde ou une pénétration incomplète en raison d'un dépassement des flux de courant.
Vous connaissez peut-être maintenant le processus de soudage, mais vous vous demandez peut-être où ce gaz inerte est utilisé dans le processus de soudage. Comment un flux de courant relie-t-il deux métaux ? Pour comprendre les détails, approfondissons le processus technique qui se déroule au nom du soudage MIG.
Technique de soudage MIG
Le soudage MIG utilisera beaucoup d'électricité et de courant pour son application réussie sur la pièce. Un phénomène de court-circuit se produit entre une cathode négative et une anode positive. Le matériau de consommation supplémentaire, le fil d'électrode, agit comme une anode positive. Tandis que le métal-mère ou la pièce à souder agit comme une cathode négative. Un arc électrique s'établit entre ces deux matériaux de soudure, appelé court-circuit. Cet art électrique établi aide à faire fondre le fil d'électrode (le matériau de remplissage supplémentaire). Ensuite, ce matériau fondu se dépose entre les pièces à souder ensemble. Cette charge fondue agit comme un liant après avoir refroidi et solidifié, ce qui entraîne la fusion de deux pièces sous forme de soudure.
Le gaz inerte ici fonctionne en fait comme un gaz de protection pour protéger le bain de soudure. Il aide à empêcher le matériau de remplissage fondu de réagir avec l'azote ou l'oxygène dans l'environnement ou les zones métalliques. Supposons qu'un gaz inerte de protection ne soit pas utilisé. Dans ce cas, cela entraînera la création de trous en raison de la réaction entre le matériau et l'oxygène, provoquant une projection excessive, à cause de laquelle la finition de la pièce peut être affectée.
Soudage au laser vs soudage MIG : Différences visibles réelles
Maintenant que vous savez déjà comment fonctionnent le soudage au laser et le soudage MIG, connaissons les principales différences entre ces deux pour voir lequel fonctionne le mieux pour quelle application. Ci-dessous, nous avons créé un tableau de comparaison pour que vous compreniez mieux :
| La soudure au laser | Soudage MIG |
| Les métaux peuvent être soudés directement sans aucune préparation préalable | Technique traditionnelle et ancienne |
| Convient aux matériaux fins avec une épaisseur <1 mm | Fonctionne bien pour les métaux d'une épaisseur> 1 mm |
| Donne une finition lisse et soignée | Donne un look correct |
| Vitesse de soudage rapide | Vitesse de soudage relativement plus lente |
| Ne nécessite pas de nettoyage de surface supplémentaire | Nécessite un nettoyage de surface pour acquérir un aspect tout aussi soigné |
| Facile à utiliser | Processus complexe et demande plus d'attention |
| Aucun consommable supplémentaire nécessaire | Nécessite une consommation supplémentaire de métal d'apport |
| Utilise un laser chauffé hautement concentré | Utilise le courant électrique pour souder |
| Procédure coûteuse | Comparativement abordable |
| Aussi efficace pour une variété de métaux | Recommandé pour les métaux non ferreux, fonctionne bien pour les autres métaux |
| Les métaux peuvent être directement soudés sans aucune préparation préalable | Les métaux nécessitent un nettoyage préalable à la main pour les rendre exempts de contaminants possibles |
| Peut être utilisé pour les pièces en position surélevée ou verticale | Cela ne fonctionne pas bien si la pièce est en position verticale en raison de la liquidité de la charge de fusion |
| Rapport de soudure profondeur/largeur élevé | Faible rapport de soudure profondeur/largeur |
| Moins d'émissions de chaleur et d'énergie | Haute émission de chaleur et d'énergie |
| Utilisation sûre grâce au faisceau laser extrêmement focalisé | Peut être dangereux et causer des brûlures en raison de la vulnérabilité à la chaleur |
| Peu ou pas de dommages à la pièce | Distorsion possible de la pièce dans la zone affectée par la chaleur en raison du transfert de chaleur |
| Convient pour souder des articles de luxe | Seulement pour faire des soudures générales |
| Meilleur à utiliser dans des endroits inaccessibles | Idéal pour les surfaces ouvertes |
Dans le tableau ci-dessus, nous avons le soudage laser par rapport au soudage MIG. Cette comparaison vous permet de mieux comprendre quel mode utiliser dans vos tâches de soudage. L'un des principaux inconvénients du soudage au laser est qu'il est coûteux, mais notez que l'investissement en vaut la peine. Cependant, si le matériau de la pièce est compatible avec le soudage MIG, il peut également donner de bons résultats. Ainsi, le soudage au laser ne sera pas une bonne option si le prix se préoccupe davantage de la finition. Cependant, pour souder des matériaux complexes tels que des ornements de luxe, l'utilisation de la soudure MIG n'entraînera qu'une finition faible et médiocre. Prenez la meilleure décision en fonction de votre discrétion.
Avantages et inconvénients du soudage au laser
Il ne fait aucun doute que le laser est une technologie de soudage avancée, mais il présente des inconvénients auxquels on ne prête souvent pas attention. Jetons un coup d'œil à une liste visible des avantages et des inconvénients de cette technique :
Avantages du soudage au laser
Voici une liste des avantages du soudage laser :
- Il donne un aspect esthétiquement soigné
- Idéal pour les applications où l'hygiène est concernée, comme les équipements médicaux
- Résultats dans une soudure productive et robuste
- Utile à utiliser dans les endroits où les humains ne peuvent pas intervenir (zones humaines inaccessibles)
Inconvénients du soudage au laser
Voici une liste des inconvénients du soudage laser :
- Cher car le système de soudage au laser est coûteux
- Tolérance d'écart moindre
Avantages et inconvénients du soudage MIG
Bien que le soudage MIG soit une méthode assez ancienne par rapport au soudage au laser, il comporte sa liste d'avantages. Voyons ensemble les avantages et les inconvénients de cette technique :
Avantages du soudage MIG
Voici une liste des avantages du soudage MIG :
- Fournit des soudures solides et durables
- Moins d'éclaboussures si le processus est bien fait
- Économique
Inconvénients du soudage MIG
Voici une liste des inconvénients du soudage MIG :
- Sensible à la contamination et à la déformation thermique
- Le matériau nécessite un entretien pur
- Dangereux en raison du transfert de chaleur nécessite donc une protection
Soudage laser vs soudage MIG : lequel est le meilleur ?
Vient maintenant la dernière partie, et c'est difficile si vous êtes nouveau dans le domaine du soudage et que vous ne savez pas lequel choisir.
Lors du choix d'une technique de soudage, nous vous recommandons d'approfondir un peu les détails et de vous poser quelques questions :
- Quel matériau allez-vous souder ?
- Dans quelle application la pièce sera-t-elle utilisée ?
- Êtes-vous préoccupé par l'aspect esthétique du matériau?
- De quel budget disposez-vous ?
Une fois que vous avez obtenu une réponse à ces questions, comparez-les avec le tableau différentiel fourni ci-dessus entre le soudage laser et le soudage MIG. Par exemple, si le métal et l'application seront une sorte de bijou, utilisez le soudage au laser. Si l'esthétique n'est pas un problème et que vous souhaitez un processus économique, optez pour le soudage MIG. De même, approfondissez les détails, recherchez votre matériau, apprenez les procédures de soudage et choisissez en fonction de vos conditions.
Conclusion
Le soudage au laser et le soudage MIG sont deux méthodes de soudage populaires. Chacun a ses avantages et ses inconvénients. Si vous ne savez pas lequel choisir pour votre projet, contactez-nous pour un devis instantané. Baison est l'un des principaux fabricants de machines laser à fibre en Chine. Nous pouvons vous aider à choisir la méthode de soudage la mieux adaptée à vos besoins.
