Haut

Le soudage au laser à fibre continue de croître en tant que procédé privilégié avec des améliorations en termes de qualité, de fiabilité et de performances de soudure. De nombreuses applications de soudage laser à fibre sont autogènes : la soudure est entièrement formée par la fusion de parties du métal de base et aucun fil d'apport ou poudre supplémentaire n'est utilisé.

Les applications de soudage par faisceau laser sont presque toujours autogènes pour une grande variété de matériaux. Cependant, certains matériaux et applications difficiles nécessitent l'utilisation de matériaux d'apport dans le processus de soudage. Ce faisant, de grandes améliorations dans le processus de soudage sont possibles.

Les améliorations de l'application incluent :

Le soudage au laser avec un matériau d'apport peut être effectué avec de la poudre ou du fil (voir Figure 1). Cependant, la majorité des applications industrielles de soudage laser utilisent du fil. Cet article se concentre sur le soudage laser fibre avec fil. Il convient de noter que l’une des raisons pour lesquelles le fil est préféré est son coût inférieur. Habituellement, la matière première en poudre est plus chère que la matière première en fil pour la plupart des matériaux. Par exemple, le coût typique d'un fil Inconel 625 de 0,9 mm de diamètre est de 26 $/lb, contre 48 $/lb pour une poudre du même matériau. Pour cette raison, la poudre est principalement utilisée dans les applications de fabrication additive et non pour le soudage.

En tant que procédé multiparamétrique, le soudage laser avec fil d'apport est affecté par plusieurs conditions qui déterminent la qualité, la vitesse du procédé et le coût.

Vitesse du fil de soudage/d’apport : Le débit de fil pour un entrefer et une épaisseur de plaque donnés est un paramètre important et dépend de la vitesse de soudage, de la section transversale de l'espace entre la face de joint et de la section transversale du fil d'apport. La relation s'exprime ainsi :

Débit de fil (m/min) = vitesse de soudage (m/min)*section transversale de l'espace (mm2)/section transversale du fil (mm2)

L'utilisation de fil d'apport entraîne généralement une diminution de 10 à 20 pour cent de la vitesse de soudage, pour une puissance laser donnée, afin de compenser l'énergie laser qui doit être utilisée pour faire fondre le fil. Notez que le compromis de vitesse inférieur est compensé par les avantages accrus de l’utilisation du fil d’apport. Mais il est important d’utiliser le bon débit de fil d’apport. Si le débit du fil d'apport est trop faible, la quantité de chaleur générée par le faisceau laser affectera le fil et le matériau à souder en pouvant fondre une plus grande section à l'extrémité du fil. Ceci peut entraîner la rupture d'un pont de métal liquide formé au cours du procédé et la formation d'une goutte à l'extrémité du fil et une perturbation momentanée de la stabilité du procédé.

Un débit de fil d'apport trop élevé peut rendre l'énergie fournie à la zone de soudage insuffisante pour une fusion stable et permanente du fil. Le volume de métal liquide à l'extrémité du fil et dans le pont de métal liquide augmente, inondant ainsi l'entrefer. De plus, le fil non fondu pénètre dans la zone arrière de la piscine, repoussant le métal liquide qui, en se solidifiant, forme des bosses caractéristiques de la surface de soudure et une porosité à la racine de la soudure. Une vitesse de soudage correcte garantira une profondeur de pénétration, une largeur de soudure et une hauteur de cordon supérieure correctes.

Interaction faisceau laser-fil d'apport : Une longueur de fil exposée trop courte empêche le fil de fondre au niveau de la zone initiale de la perle et le faisceau laser affecte directement le matériau à fondre. À son tour, une longueur de fil exposée trop longue amène l’extrémité du fil étendue à être pressée contre la surface de la plaque. Au stade initial, le faisceau laser fait fondre le fil, le divisant en deux parties. En conséquence, l’endroit où le processus a commencé était recouvert d’un bout de fil soudé à la surface et difficile à retirer. Dans un cas extrême, l'extrémité du fil soudé pourrait provoquer une collision avec la buse de protection contre le gaz, perturbant voire éliminant la protection contre le gaz. Les fonctions de contrôle du LASERDYNE 795 avec BeamDirector garantissent une interaction correcte entre le faisceau laser et le fil d'apport.

Le LASERDYNE 795 avec BeamDirector est idéalement conçu pour le soudage laser à fibre avec fil filé. Le contrôleur System S94P assure une protection contre les collisions tout en offrant une protection contre les gaz et un contrôle optimaux des paramètres du laser.