Qu’est-ce que le soudage ?
La capacité de soudage du métal fait référence à l'adaptabilité du matériau métallique au processus de soudage, et se réfère principalement à la difficulté d'obtenir des joints soudés de haute qualité dans certaines conditions du processus de soudage.D'une manière générale, le concept de « capacité de soudage » inclut également la « disponibilité » et la « fiabilité ».La capacité de soudage dépend des caractéristiques du matériau et des conditions de procédé utilisées.La capacité de soudage des matériaux métalliques n'est pas statique mais se développe, par exemple, pour des matériaux qui étaient initialement considérés comme ayant une faible capacité de soudage, avec le développement de la science et de la technologie, de nouvelles méthodes de soudage sont devenues plus faciles à souder, c'est-à-dire la capacité de soudage. est devenu meilleur.Par conséquent, nous ne pouvons pas laisser les conditions du processus parler de la capacité de soudage.
La capacité de soudage comprend deux aspects : l'un est la performance du joint, c'est-à-dire la sensibilité de la formation de défauts de soudage dans certaines conditions du processus de soudage ;la seconde est la performance pratique, c'est-à-dire l'adaptabilité du joint soudé aux exigences d'utilisation dans certaines conditions du procédé de soudage.
Méthodes de soudage
1. Soudage laser（LBW）
2. soudage par ultrasons (USW)
3.soudage par diffusion (DFW)
4.etc
1. Le soudage est un processus d'assemblage de matériaux, généralement des métaux, en chauffant les surfaces jusqu'au point de fusion, puis en les laissant refroidir et se solidifier, souvent avec l'ajout d'un matériau de remplissage.La soudabilité d'un matériau fait référence à sa capacité à être soudé dans certaines conditions de procédé et dépend à la fois des caractéristiques du matériau et du procédé de soudage utilisé.
2.La soudabilité peut être divisée en deux aspects : performances conjointes et performances pratiques.La performance du joint fait référence à la sensibilité des défauts de soudage dans certaines conditions du processus de soudage, tandis que la performance pratique fait référence à l'adaptabilité du joint soudé aux exigences d'utilisation dans certaines conditions du processus de soudage.
3.Il existe diverses méthodes de soudage, notamment le soudage au laser (LBW), le soudage par ultrasons (USW) et le soudage par diffusion (DFW), entre autres.Le choix de la méthode de soudage dépend des matériaux à assembler, de l'épaisseur des matériaux, de la résistance du joint requise et d'autres facteurs.
Qu’est-ce que le soudage laser ?
Le soudage au laser, également connu sous le nom de soudage par faisceau laser (« LBW »), est une technique de fabrication par laquelle deux ou plusieurs pièces de matériau (généralement du métal) sont assemblées grâce à l'utilisation d'un faisceau laser.
Il s'agit d'un procédé sans contact qui nécessite un accès à la zone de soudure depuis un côté des pièces à souder.
La chaleur créée par le laser fait fondre le matériau des deux côtés du joint et, à mesure que le matériau fondu se mélange et se resolidifie, il fusionne les pièces.
La soudure est formée lorsque la lumière laser intense chauffe rapidement le matériau – généralement calculé en millisecondes.
Le faisceau laser est une lumière cohérente (monophasée) d'une seule longueur d'onde (monochromatique).Le faisceau laser a une faible divergence de faisceau et un contenu énergétique élevé qui créera de la chaleur lorsqu'il frappera une surface.
Comme pour toutes les formes de soudage, les détails comptent lors de l’utilisation du LBW.Vous pouvez utiliser différents lasers et différents procédés LBW, et il arrive parfois que le soudage au laser ne soit pas le meilleur choix.
La soudure au laser
Il existe 3 types de soudage laser :
1. Mode de conduction
2. Mode de conduction/pénétration
3. Mode pénétration ou trou de serrure
Ces types de soudage laser sont regroupés en fonction de la quantité d'énergie délivrée au métal.Considérez-les comme des niveaux d’énergie laser faibles, moyens et élevés.
Mode de conduction
Le mode Conduction fournit une faible énergie laser au métal, ce qui entraîne une faible pénétration avec une soudure peu profonde.
Il convient aux joints qui ne nécessitent pas une résistance élevée, car le résultat est une sorte de soudure par points continue.Les soudures par conduction sont lisses et esthétiques, et elles sont généralement plus larges que profondes.
Il existe deux types de mode de conduction LBW :
1. Chauffage direct :La surface de la pièce est chauffée directement par un laser.La chaleur est ensuite conduite dans le métal et des parties du métal de base fondent, fusionnant le joint lorsque le métal se resolidifie.
2.Transmission d'énergie: Une encre spéciale absorbante est d'abord placée à l'interface du joint.Cette encre absorbe l'énergie du laser et génère de la chaleur.Le métal sous-jacent conduit ensuite la chaleur en une fine couche qui fond et se resolidifie pour former un joint soudé.
Mode Conduction/Pénétration
Certains ne reconnaissent peut-être pas cela comme l’un des modes.Ils estiment qu'il n'y en a que deux types ;Soit vous conduisez la chaleur dans le métal, soit vous vaporisez un petit canal métallique, permettant ainsi au laser de pénétrer dans le métal.
Mais le mode conduction/pénétration utilise une énergie « moyenne » et entraîne une plus grande pénétration.Mais le laser n’est pas assez puissant pour vaporiser le métal comme en mode trou de serrure.
Mode pénétration ou trou de serrure
Ce mode crée des soudures profondes et étroites.Certains appellent cela le mode pénétration.Les soudures réalisées sont normalement plus profondes que larges et plus résistantes que les soudures en mode conduction.
Avec ce type de soudage LBW, un laser haute puissance vaporise le métal de base, créant un tunnel étroit appelé « trou de serrure » qui s'étend jusqu'au joint.Ce « trou » permet au laser de pénétrer profondément dans le métal.
Métaux appropriés pour LBW
Le soudage laser fonctionne avec de nombreux métaux, comme :
- Acier Carbone
- Aluminium
- Titane
- Acier faiblement allié et inoxydable
- Nickel
- Platine
- Molybdène
Soudage par ultrasons
Le soudage par ultrasons (USW) consiste à assembler ou à reformer des thermoplastiques grâce à l'utilisation de la chaleur générée par un mouvement mécanique à haute fréquence.Ceci est accompli en convertissant l’énergie électrique à haute fréquence en mouvement mécanique à haute fréquence.Ce mouvement mécanique, associé à la force appliquée, crée une chaleur de friction sur les surfaces de contact des composants en plastique (zone de joint), de sorte que le matériau plastique fond et forme une liaison moléculaire entre les pièces.
PRINCIPE DE BASE DU SOUDAGE PAR ULTRASONS
1. Pièces dans le luminaire : Les deux pièces thermoplastiques à assembler sont placées ensemble, l'une sur l'autre, dans un nid de support appelé luminaire.
2. Contact du klaxon ultrasonique : un composant en titane ou en aluminium appelé cornet est mis en contact avec la partie supérieure en plastique.
3. Force appliquée : une force ou une pression contrôlée est appliquée aux pièces, les serrant ensemble contre le luminaire.
4. Temps de soudage : le klaxon ultrasonique vibre verticalement 20 000 (20 kHz) ou 40 000 (40 kHz) fois par seconde, à des distances mesurées en millièmes de pouce (microns), pendant une durée prédéterminée appelée temps de soudage.Grâce à une conception soignée des pièces, cette énergie mécanique vibratoire est dirigée vers des points de contact limités entre les deux pièces.Les vibrations mécaniques sont transmises à travers les matériaux thermoplastiques jusqu'à l'interface du joint pour créer une chaleur de friction.Lorsque la température à l’interface du joint atteint le point de fusion, le plastique fond et coule, et la vibration s’arrête.Cela permet au plastique fondu de commencer à refroidir.
5. Temps de maintien : la force de serrage est maintenue pendant une durée prédéterminée pour permettre aux pièces de fusionner pendant que le plastique fondu refroidit et se solidifie.C'est ce qu'on appelle le temps de maintien.(Remarque : une résistance et une herméticité améliorées des joints peuvent être obtenues en appliquant une force plus élevée pendant le temps de maintien. Ceci est réalisé en utilisant une double pression).
6. Le klaxon se rétracte : une fois le plastique fondu solidifié, la force de serrage est supprimée et le klaxon ultrasonique est rétracté.Les deux pièces en plastique sont maintenant assemblées comme si elles étaient moulées ensemble et sont retirées du luminaire en une seule pièce.
Soudage par diffusion, DFW
Processus d'assemblage par chaleur et pression où les surfaces de contact sont jointes par diffusion d'atomes.
Le processus
Deux pièces [1] à des concentrations différentes sont placées entre deux presses [2].Les presses sont uniques pour chaque combinaison de pièces à usiner, ce qui nécessite une nouvelle conception si la conception du produit change.
La chaleur équivalente à environ 50 à 70 % du point de fusion des matériaux est ensuite fournie au système, augmentant ainsi la mobilité des atomes des deux matériaux.
Les presses sont ensuite pressées l'une contre l'autre, provoquant la diffusion des atomes entre les matériaux au niveau de la zone de contact [3].La diffusion a lieu parce que les pièces sont de concentrations différentes, tandis que la chaleur et la pression ne font que faciliter le processus.La pression est donc utilisée pour rapprocher le plus possible les matériaux en contact avec les surfaces afin que les atomes puissent diffuser plus facilement.Lorsque la proportion souhaitée d’atomes est diffusée, la chaleur et la pression sont supprimées et le processus de liaison est terminé.
