Application de la technologie de soudage laser au soudage de métaux différents

De nombreuses industries nécessitent d'assembler des matériaux métalliques disparates pour des raisons structurelles, d'application ou économiques. La combinaison de différents métaux permet de mieux exploiter les meilleures propriétés de chaque métal. Ainsi, avant de commencer toute opération de soudage, le soudeur doit déterminer les propriétés de chaque matériau, notamment le point de fusion du métal, la dilatation thermique, etc., puis choisir un procédé de soudage qui lui convient en fonction des caractéristiques du matériau.

Le soudage de métaux différents fait référence au processus de soudage de deux ou plusieurs matériaux différents (avec des compositions chimiques, des structures métallographiques ou des propriétés différentes) dans certaines conditions de processus. Parmi le soudage de métaux différents, le plus courant est le soudage d'aciers différents, suivi du soudage de métaux non ferreux différents. Lorsque des métaux différents sont soudés, une couche de transition ayant des propriétés différentes de celles du métal de base sera produite. Étant donné que les métaux différents présentent des différences significatives en termes de propriétés élémentaires, de propriétés physiques, de propriétés chimiques, etc., la technologie des opérations de soudage de matériaux différents est beaucoup plus compliquée que le soudage du même matériau.

Les machines de soudage au laser peuvent surmonter ces obstacles et réaliser un soudage véritablement parfait de métaux différents.

1. Soudage laser du cuivre et de l'acier

Le soudage cuivre-acier est un soudage typique de matériaux différents. Il existe de grandes différences dans les points de fusion, les coefficients de conductivité thermique, les coefficients de dilatation linéaire et les propriétés mécaniques du cuivre et de l'acier, qui ne sont pas propices au soudage direct du cuivre et de l'acier. Basé sur les avantages du soudage au laser tels qu'une densité d'énergie thermique élevée, moins de métal en fusion, une zone étroite affectée par la chaleur, une qualité de joint élevée et une efficacité de production élevée, le soudage au laser du cuivre et de l'acier est devenu la tendance de développement actuelle. Cependant, dans la plupart des applications industrielles, le taux d'absorption laser du cuivre est relativement faible et le cuivre est sujet à des défauts tels que l'oxydation, des pores et des fissures pendant le processus de soudage. Le procédé de soudage au laser de métaux différents en cuivre et en acier, basé sur des lasers multimodes, doit être développé davantage.

2. Soudage laser de l'aluminium et de l'acier

Les points de fusion de l’aluminium et de l’acier sont très différents et il est facile de former des composés métalliques à partir de matériaux différents. De plus, les alliages d'aluminium et d'acier ont les caractéristiques d'une réflectivité élevée et d'une conductivité thermique élevée, il est donc difficile de former des trous de serrure pendant le soudage et une densité d'énergie élevée est requise pendant le soudage. Des expériences ont montré qu'en contrôlant l'énergie laser et le temps d'action du matériau, l'épaisseur de la couche de réaction d'interface peut être réduite et la formation de la phase intermédiaire peut être contrôlée efficacement.

3. Soudage laser de magnésium-aluminium et d'alliages de magnésium-aluminium

L'aluminium et ses alliages présentent les avantages d'une bonne résistance à la corrosion, d'une résistance spécifique élevée et d'une bonne conductivité électrique et thermique. Le magnésium est un métal non ferreux qui est plus léger que l'aluminium, a une résistance spécifique et une rigidité spécifique plus élevées et a une bonne résistance aux chocs. Le principal problème du soudage magnésium-aluminium est que le métal de base lui-même s'oxyde facilement, a une conductivité thermique élevée et produit facilement des défauts de soudage tels que des fissures et des pores. Il produit également facilement des composés intermétalliques, ce qui réduit considérablement les propriétés mécaniques des joints de soudure.

Ce qui précède est l’application de soudage de la machine de soudage laser dans des matériaux métalliques différents. Le soudage au laser de matériaux métalliques différents s'est étendu de l'acier différent aux métaux non ferreux et à leurs alliages, en particulier les alliages magnésium-aluminium et les alliages titane-aluminium. Le soudage au laser a progressé et des joints soudés présentant une certaine profondeur de pénétration et une certaine résistance ont été obtenus.