Machine de soudage laser et système de soudage laser : technologie d'assemblage efficace et solutions de soudage laser pour l'industrie (soudage TIG)

La technologie laser a connu des progrès remarquables ces dernières décennies, permettant une multitude d'applications dans divers secteurs industriels. Le soudage laser, en particulier, s'est imposé comme l'une des méthodes d'assemblage les plus efficaces et précises. Les machines et systèmes de soudage laser jouent un rôle crucial dans la production de biens dans des secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale, l'électronique, les technologies médicales et bien d'autres.

Fonctionnalité et technologie

Les machines de soudage laser utilisent des faisceaux laser à haute énergie pour assembler des métaux, des plastiques ou d'autres matériaux. Le procédé repose sur la concentration précise de la lumière laser, focalisée sur les pièces à souder. Ceci génère une densité d'énergie extrêmement élevée qui fait fondre et lie le matériau.

Les systèmes de soudage laser modernes utilisent différents types de lasers, notamment les lasers à fibre, les lasers CO₂ et les lasers à diodes. Chaque type présente des avantages et des inconvénients spécifiques qui doivent être pris en compte en fonction de l'application. Les lasers à fibre, par exemple, sont reconnus pour la haute qualité de leur faisceau et leur efficacité énergétique, tandis que les lasers CO₂ offrent une plus grande profondeur de pénétration.

Avantages du soudage laser

1. Précision et qualité

Les machines de soudage laser permettent de réaliser des soudures d'une extrême précision, avec une distorsion ou une déformation minimale de la pièce. Il en résulte des joints soudés de haute qualité.

2. Rapidité et efficacité

Le procédé de soudage est souvent plus rapide que les méthodes conventionnelles. Les systèmes laser automatisés peuvent accélérer le processus de production et accroître l'efficacité.

3. Polyvalence

Le soudage laser permet d'assembler une grande variété de matériaux, notamment différents métaux, des plastiques et même des matériaux mixtes.

4. Consommation minimale de matériaux

Grâce à la forte concentration du faisceau laser, seule une quantité limitée de matériau est fondue, ce qui réduit la consommation de matière.

5. Sans additifs

Contrairement à certains procédés de soudage conventionnels, le soudage laser ne nécessite généralement pas de matériaux d'apport supplémentaires, ce qui minimise les coûts et le post-traitement.

applications industrielles

1. Industrie automobile

Les machines de soudage laser sont utilisées dans l'industrie automobile pour la fabrication de pièces de carrosserie, d'armatures de sièges, de systèmes d'échappement, etc. La haute précision des soudures contribue à la sécurité et à la longévité des véhicules.

2. Aérospatiale

Dans l'industrie aérospatiale, le poids des composants est un facteur crucial. Les machines de soudage laser offrent des liaisons à la fois légères et robustes pour les éléments structuraux des aéronefs et des engins spatiaux.

3. Industrie électronique

La miniaturisation des composants électroniques exige des techniques d'assemblage précises et fiables. Les systèmes de soudage laser permettent la réalisation de connexions minuscules dans les composants électroniques.

4. Technologie médicale

En technologie médicale, les machines de soudage laser sont utilisées pour la production d'implants, d'instruments et de dispositifs médicaux où l'hygiène et la précision sont primordiales.

Actualités et développements en cours

1. Fabrication additive (impression 3D) et soudage laser

L'intégration des technologies de soudage laser dans le processus d'impression 3D a ouvert de nouvelles perspectives. Elle permet notamment la production de composants complexes dotés de joints soudés à haute résistance.

2. Robotique collaborative

Automatisation et robotique : Les progrès de la robotique ont permis le développement de systèmes de soudage laser collaboratifs où robots et opérateurs humains peuvent travailler ensemble en toute sécurité. Cette flexibilité favorise une production plus efficace et rend ces systèmes adaptés aux petites et moyennes entreprises.

3. Lasers à fibre de puissance supérieure

Le développement de lasers à fibre de plus grande puissance a permis d'accroître encore les vitesses de soudage et de traiter des matériaux plus épais.

4. Contrôle qualité en ligne

Les systèmes de soudage laser modernes sont souvent équipés de contrôles de qualité en ligne qui surveillent les soudures en temps réel et peuvent détecter les défauts éventuels, améliorant ainsi la qualité de la production.

5. Matériaux innovants

Les progrès réalisés dans le domaine des sciences et technologies des matériaux ont permis la mise au point de nouveaux matériaux spécifiquement optimisés pour certains procédés d'assemblage. Ces matériaux offrent une résistance, une flexibilité et une résistance aux influences environnementales accrues.

6. Construction légère et construction hybride

Les structures légères sont essentielles dans de nombreux secteurs industriels pour réduire le poids des produits et améliorer l'efficacité énergétique. Les procédés hybrides, qui combinent différentes techniques d'assemblage, offrent de nombreuses possibilités pour des concepts de construction légère innovants.

perspectives

Les machines et systèmes de soudage laser ont révolutionné les techniques d'assemblage, offrant de nombreux avantages en termes de précision, de rapidité, de polyvalence et de qualité. Grâce à une recherche et une innovation continues, ces technologies devraient encore évoluer, conquérir de nouveaux secteurs et améliorer la production industrielle.

Les techniques d'assemblage jouent un rôle crucial dans l'industrie manufacturière moderne, et le soudage et le découpage figurent parmi les procédés les plus importants dans ce domaine. La précision et la qualité de ces techniques sont essentielles à la production de produits de haute qualité dans divers secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale, la construction navale, la mécanique et bien d'autres. Ce texte examinera plus en détail les technologies de soudage et de découpage, en soulignant leur importance et leurs évolutions actuelles.

Soudage : Créer des liaisons durables

L'importance du soudage

Le soudage est un procédé qui consiste à assembler de façon permanente deux ou plusieurs pièces par un cordon de soudure. C'est l'une des plus anciennes techniques d'assemblage et elle a considérablement évolué au fil du temps. Le soudage est utilisé dans de nombreux secteurs industriels pour fabriquer des structures et des composants complexes devant résister à des charges élevées.

Procédés de soudage et leurs caractéristiques

• Soudage à l'arc : Le soudage à l'arc est l'un des procédés de soudage les plus fréquemment utilisés. Un arc électrique est généré entre une électrode et la pièce à souder, ce qui provoque la fusion du matériau et la création d'un joint. Il existe différentes sous-catégories, telles que le soudage MAG (Metal Active Gas) et le soudage TIG (Tungsten Inert Gas).
• Soudage laser : Le soudage laser est reconnu pour sa précision et sa qualité exceptionnelles. Il utilise des faisceaux laser de haute énergie pour assembler des matériaux. La zone affectée thermiquement réduite minimise les déformations et permet son utilisation sur des pièces délicates.
• Soudage par faisceau d'électrons : lors du soudage par faisceau d'électrons, un faisceau d'électrons focalisé est dirigé vers la pièce à souder, ce qui provoque la fusion et la soudure du matériau. Ce procédé est utilisé pour les matériaux à haute densité et sous vide.

Découpe : mise en forme précise pour une fabrication efficace

L'importance de la coupe

La découpe est une étape essentielle de la fabrication, permettant de donner aux matières premières la forme et la taille souhaitées. Des découpes précises sont cruciales pour la production de pièces et de composants aux tolérances serrées.

Les technologies de coupe et leurs propriétés

• Découpe au laser : La découpe au laser est reconnue pour sa grande précision et sa rapidité. Un faisceau laser de haute énergie est dirigé vers le matériau, provoquant sa fusion ou sa vaporisation. Ceci permet de découper avec une grande précision des matériaux fins et épais.
• Découpe au plasma : La découpe au plasma est principalement utilisée pour la découpe des métaux. Un jet de plasma, généré par un gaz ionisé, fait fondre le matériau, permettant ainsi la découpe de tôles épaisses.
• Découpe au jet d'eau : La découpe au jet d'eau utilise un fin jet d'eau mélangé à des particules abrasives pour découper les matériaux. Cette méthode est idéale pour les matériaux tendres ou ceux qui pourraient être endommagés par les hautes températures.

Actualités et développements en cours

Industrie 4.0 et automatisation

Les technologies d'assemblage ont bénéficié des progrès de l'automatisation et de l'Industrie 4.0. Les systèmes de soudage et de découpe robotisés sont de plus en plus utilisés pour accroître la productivité et rendre les processus de fabrication plus efficaces.

Intelligence artificielle et apprentissage automatique

L'intégration de l'intelligence artificielle dans les systèmes de soudage et de découpe permet d'améliorer le contrôle des processus et la détection des erreurs. Cette technologie ajuste automatiquement les paramètres pour obtenir des résultats optimaux et minimiser les rebuts.

innovations matérielles

Les progrès réalisés dans le domaine des sciences et technologies des matériaux ont permis de développer de nouveaux matériaux spécifiquement optimisés pour le soudage et le découpage. Ces matériaux offrent une résistance mécanique et une résistance à la corrosion accrues, ainsi que d'autres propriétés importantes pour des applications spécifiques.

Systèmes hybrides

L'association de différentes technologies d'assemblage et de découpe permet de tirer parti des avantages de plusieurs procédés et de répondre à des exigences spécifiques. Les systèmes hybrides de soudage et de découpe sont de plus en plus utilisés dans l'industrie.

Les deux piliers de la technologie d'assemblage

Le soudage et le découpage sont deux piliers essentiels des techniques d'assemblage et jouent un rôle crucial dans l'industrie manufacturière moderne. La précision et la qualité de ces procédés sont indispensables à la production de produits de haute qualité. Grâce à la recherche et à l'innovation continues, les technologies de soudage et de découpage devraient encore progresser afin de répondre aux exigences croissantes de l'industrie et d'ouvrir de nouvelles perspectives de fabrication.

L'assemblage est un domaine important de la fabrication et consiste à assembler des pièces pour produire des produits finis. Différentes méthodes permettent d'assembler les pièces de manière permanente ou temporaire, selon les exigences de l'application. La qualité et la fiabilité de l'assemblage sont essentielles à la performance et à la fonctionnalité du produit final. Ce texte présente les principes fondamentaux de l'assemblage et propose quelques exemples de procédés d'assemblage.

Types de technologies d'assemblage

Il existe différents procédés d'assemblage qui peuvent être choisis en fonction des matériaux, des applications et des exigences spécifiques. Voici quelques-unes des techniques d'assemblage les plus courantes :

• Soudage : Le soudage est l’un des procédés d’assemblage les plus anciens et les plus répandus. Il englobe diverses techniques telles que le soudage à l’arc, le soudage laser, le soudage par faisceau d’électrons, etc. En soudage, les pièces sont assemblées de façon permanente par un cordon de soudure, le matériau étant fondu au niveau de la jonction.
• Brasage : Le brasage est un procédé qui consiste à appliquer une brasure sur les pièces à assembler. Sous l’effet de la chaleur, la brasure fond et lie les pièces. Contrairement au soudage, le brasage ne fait pas fondre le matériau de base.
• Collage : Le collage consiste à assembler les pièces à l’aide d’une couche d’adhésif. Il est particulièrement adapté aux matériaux difficiles à souder ou sensibles aux hautes températures.
• Rivetage : Le rivetage consiste à insérer des rivets ou des goupilles à travers les pièces à assembler, puis à les déformer ou à les souder aux extrémités. Ceci crée une liaison permanente.
• Assemblages mécaniques : Les assemblages mécaniques comprennent des techniques telles que le boulonnage, le serrage ou l’ajustement serré. Ces méthodes ne nécessitent aucune modification permanente du matériau et permettent un démontage non destructif.

Exemples d'application de la technologie d'assemblage

• Industrie automobile : Les techniques d’assemblage jouent un rôle central dans la fabrication des véhicules. Le soudage est utilisé pour l’assemblage de la carrosserie, tandis que le collage est utilisé pour le vitrage ou avec des matériaux composites.
• Aérospatiale : Dans l’industrie aérospatiale, des liaisons robustes et fiables sont indispensables. Le soudage et le collage sont utilisés pour les pièces structurelles, les moteurs et les composants d’aéronefs.
• Industrie électronique : Le brasage est utilisé dans l’industrie électronique pour la fabrication de circuits imprimés et de composants électroniques. Le collage est utilisé pour l’assemblage d’écrans, d’écrans tactiles et de boîtiers.
• Technologie médicale : En technologie médicale, les adhésifs et les procédés de soudage sont utilisés pour fabriquer des dispositifs médicaux, des implants et des prothèses. Des connexions précises et fiables sont primordiales dans ce domaine.
• Construction navale : Dans la construction navale, les techniques de soudage sont utilisées pour la production des coques et des composants des navires, tandis que le rivetage est traditionnellement utilisé pour assembler les plaques et les tôles.

 

ALPHA LASER, fournisseur leader de solutions de soudage laser, présentera son tout dernier système de soudage laser de 1 200 W au salon Welding and Cutting d’Essen (du 11 au 15 septembre 2023). Ce système est spécialement conçu pour le soudage de composants de grande taille et de haute précision, là où les méthodes de soudage conventionnelles atteignent leurs limites. Grâce à ses hautes performances, il permet de réaliser des opérations de soudage auparavant réservées aux procédés TIG et MIG, tout en bénéficiant des avantages du soudage laser.

Avantages du système de soudage laser ALPHA LASER 1200 W

• Grâce à la faible quantité de chaleur apportée au matériau, le préchauffage n'est plus nécessaire, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les coûts.
• Déformation et fissuration minimales, permettant de souder des métaux critiques et sensibles sans risque de fissuration.
• Soudage flexible : les systèmes permettent un soudage pulsé et continu selon l’application.

Domaines d'application des systèmes de soudage laser de 1200 W

Les puissants systèmes de soudage laser de 1200 W sont idéaux pour diverses applications, notamment :

• réparation d'arbre
• Soudage dur avec fil et poudre
• Réparation des pièces moulées dans les centrales hydroélectriques
• Soudage de composants volumineux et sensibles pour lesquels le soudage TIG est problématique.
• Ces systèmes peuvent faire fondre des fils d'un diamètre de 1,6 mm.

Options d'extension et automatisation

Les systèmes ALPHA LASER 1200 W offrent de nombreuses options d'extension, telles que des axes rotatifs, des axes rotatifs renforcés et des objectifs inclinables et pivotants pour un positionnement rapide du faisceau laser. Le logiciel Mabotic, associé à un kit de numérisation, permet la numérisation, la programmation et le soudage de pièces aux géométries complexes, automatisant ainsi les opérations de soudage.

Systèmes innovants

L'introduction des systèmes de soudage laser haute performance ALPHA LASER 1200 W représente une avancée majeure dans le domaine du soudage de composants délicats. Ces systèmes innovants permettent de réaliser des opérations de soudage exigeantes avec précision et efficacité, tout en s'affranchissant des inconvénients des procédés de soudage conventionnels.

Pour plus d'informations sur les systèmes de soudage laser ALPHA LASER et leurs applications, veuillez visiter notre stand 5C10 ou le site www.alphalaser.eu

 

Source : Communiqué de presse du 31 juillet 2023

Le soudage TIG (soudage au tungstène sous gaz inerte) est un procédé de soudage à l'arc utilisant une électrode de tungstène non fusible. Il est classé comme procédé de soudage sous protection gazeuse car un gaz inerte, généralement de l'argon ou de l'hélium, est utilisé pendant le soudage pour protéger le métal en fusion des réactions avec l'oxygène et l'azote de l'air.

procédé de soudage TIG

• Préparation : Les pièces à souder sont d’abord nettoyées et positionnées avec précision. Le cordon de soudure et la position des électrodes sont déterminés avec soin.
• Réglage de la machine à souder : La machine à souder est réglée selon les besoins. Le courant de soudage, le débit de gaz et les autres paramètres sont ajustés.
• Électrode de tungstène et gaz : L’électrode de tungstène non consommable est insérée dans le pistolet de soudage. Un gaz inerte est fourni pour protéger la zone de soudure contre l’oxydation et les impuretés.
• Procédé de soudage : Le soudeur amorce l’arc en approchant l’électrode de tungstène de la pièce à souder, puis en l’éloignant. L’arc se forme et le matériau fond.
• Matériau d'apport : Si un apport de matériau d'apport est nécessaire, il est introduit manuellement dans la zone de soudage. Cet apport peut être contrôlé avec précision et n'est pas toujours requis, selon l'opération de soudage.
• Soudage : L’électrode de tungstène et le bain de fusion créent la soudure. La qualité de la soudure dépend de la vitesse de soudage, du courant de soudage et de la précision du soudeur.

Caractéristiques du soudage TIG

• Le soudage TIG permet d'obtenir des cordons de soudure extrêmement précis et propres.
• Comme l'électrode de tungstène ne fond pas, elle n'est pas incorporée à la soudure et ne contribue pas au matériau de soudage.
• L'utilisation d'un gaz inerte comme protection crée une zone de soudage propre avec un risque minimal de contamination.
• Ce procédé peut être utilisé sur divers métaux tels que l'aluminium, l'acier inoxydable, le cuivre et le nickel.
• En raison de ses exigences en matière de précision et de contrôle, le soudage TIG requiert un certain niveau d'expérience et de compétence de la part du soudeur.

Applications du soudage TIG

Le soudage TIG est utilisé dans de nombreux secteurs industriels, notamment lorsque des soudures de haute qualité sont requises. Exemples d'applications :

• Fabrication de pièces d'aéronefs et d'engins spatiaux nécessitant des soudures à haute résistance et fiables.
• Les industries agroalimentaires et pharmaceutiques, où des soudures propres et non contaminées sont essentielles pour l'hygiène et la sécurité.
• Fabrication de réservoirs et de canalisations en acier inoxydable nécessitant des soudures précises et étanches.
• Travail artistique des métaux et transformation des métaux, où des soudures précises sont requises à des fins esthétiques et décoratives.

Précision et polyvalence

Le soudage TIG est un procédé largement utilisé en raison de sa précision et de sa polyvalence, et employé dans de nombreuses applications exigeantes. Il permet d'obtenir des soudures de haute qualité et durables et est apprécié des soudeurs expérimentés dans divers secteurs industriels.