Comment résoudre le problème des éclaboussures lors du soudage avec une machine à souder au laser ?

Les éclaboussures sont un problème courant mais critique dans le soudage laser. Définies comme l'éjection de gouttelettes de métal en fusion du bain de fusion, les éclaboussures non seulement nuisent à l'apparence de la surface, mais peuvent également adhérer aux composants optiques, augmentant les coûts de maintenance et même causant des dommages permanents. Pour éliminer ou minimiser les projections, une approche systématique couvrant les paramètres, le processus, la préparation des matériaux et le gaz de protection est nécessaire.

1. Optimisation des paramètres

 

un. Puissance contre vitesse  

Une puissance laser excessive est le principal facteur de projection. Lorsque la puissance dépasse la capacité d'absorption du matériau, une vaporisation rapide génère une violente force de recul qui éjecte des gouttelettes. Dans le soudage de l'aluminium, par exemple, une puissance élevée provoque la vaporisation brusque du magnésium à faible point d'ébullition, produisant d'importantes éclaboussures. La vitesse de déplacement a également une influence : une vitesse trop rapide raccourcit le temps d'interaction, concentrant l'énergie localement et provoquant une vaporisation instantanée ; trop lent ajoute une chaleur excessive, conduisant à nouveau à des éclaboussures. Pour les feuilles fines, réduisez la puissance et augmentez la vitesse ; pour les plaques épaisses, augmenter judicieusement la puissance tout en réglant la vitesse pour maintenir la pénétration sans surchauffe.

b. Ajustement de la défocalisation  

La défocalisation modifie considérablement la répartition de l’énergie sur la pièce. Une légère défocalisation positive agrandit le point et réduit l'intensité maximale, évitant ainsi une surchauffe et des éclaboussures localisées. Des essais expérimentaux sur des feuilles minces en acier inoxydable montrent que la sélection de la bonne distance de défocalisation positive peut réduire de moitié l'incidence des projections tout en préservant l'intégrité de la soudure.

2. Améliorations des processus

un. Contrôle de montée/descente  

Les projections proviennent fréquemment des points de début et de fin de l'arc, où l'énergie change brusquement. La mise en œuvre d’une rampe de puissance contrôlée – augmentant lentement jusqu’au point de consigne au début et diminuant à la fin – évite les chocs thermiques. Dans la production de composants automobiles, cette logique de démarrage/arrêt progressif a réduit les projections de début et de fin de > 30 %, améliorant ainsi la qualité globale des coutures.

b. Conception et aménagement des joints  

Une mauvaise géométrie des joints ou un espace excessif entraîne une absorption d’énergie inégale et une instabilité du bain de fusion. Un espace trop large permet à l'énergie laser de s'échapper, créant une colonne de fusion et des éclaboussures incontrôlées. À l’inverse, des formes de rainures complexes peuvent défocaliser le faisceau. Concevez des joints avec des espaces cohérents et étroits et des rainures symétriques pour maintenir la poutre centrée et la piscine stable.

3. Manutention des matériaux et gaz de protection

un. Préparation des surfaces  

L'huile, la rouille et la poussière se vaporisent ou brûlent sous la poutre, générant des pics de pression et des éclaboussures. Dégraisser avec des nettoyants dédiés et éliminer les couches d'oxydes par brossage mécanique ou décapage. Il a été démontré que les surfaces propres réduisent le nombre de projections de 40 à 60 %.

b. Sélection et débit du gaz de protection  

L'argon ou l'hélium de haute pureté isolent le bain de fusion, suppriment l'oxydation et éliminent les vapeurs et les éclaboussures. Le débit doit être adapté à l'épaisseur du matériau et à la vitesse de déplacement : un débit trop faible ne protège pas la piscine ; trop haut le perturbe. Pour les feuilles minces, 8 à 12 L/min suffisent ; pour les assiettes épaisses, 15 à 25 L/min sont typiques. Les débitmètres calibrés en fonction de la buse spécifique et de la distance de sécurité garantissent la cohérence.

Conclusion  

Les projections lors du soudage laser peuvent être systématiquement contrôlées en optimisant les paramètres, en affinant les séquences de processus, en préparant les surfaces des matériaux et en ajustant avec précision le gaz de protection. Parmi les marques disponibles, les soudeurs PDKJ excellent avec des systèmes avancés de cartographie des paramètres, une alimentation stable et une maintenance conviviale, tous prouvés pour minimiser les projections.

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Si vous avez des exigences en matière de machines à souder, veuillez contacter Mme Zhao

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