Actuellement, dans l'industrie manufacturière, la méthode d'usinage courante est passée du traitement par contact traditionnel au traitement laser sans contact. Les équipements couramment utilisés pour l'usinage laser sont :machine de soudage laser. Parce que machine de soudage laser Il présente des avantages significatifs, tels qu'une efficacité de soudage élevée, des soudures fines et des points de soudure réduits. Il est très apprécié par de nombreux clients. Plus il est utilisé, plus les défauts correspondants se multiplient.
Bien sûr, toute machine peut tomber en panne. Pour la rendre machine de soudage laser Pour améliorer le fonctionnement, réduire le nombre de pannes et accroître l'efficacité de votre système, il est essentiel de comprendre les problèmes à surveiller lors de son fonctionnement et les méthodes de gestion des pannes. Cet article explique principalement les méthodes de dépannage courantes. machine de soudage laser:
1. Pourquoi des fissures apparaissent-elles lors du soudage par machine à souder au laser ?
Type de fissure et mécanisme de formation :
1. Fissure thermique :
Également connue sous le nom de fissure intergranulaire, elle est principalement générée lors du processus de solidification de la soudure.
Causes de formation :
Le matériau présente une teneur élevée en impuretés (telles que des impuretés à bas point de fusion telles que S et P), qui se séparent à la limite des grains pour former un eutectique, réduisant ainsi la résistance de la limite des grains ;
Les grains sont grossiers et les joints de grains sont faibles ;
L'apport de chaleur de soudage est important, ce qui entraîne un temps de solidification long et une croissance suffisante des grains ;
La contrainte de contrainte de soudure est importante et des fissures se produisent pendant le refroidissement et le retrait.
Caractéristiques typiques :
Ils s'étendent généralement le long de la limite des grains ;
Apparaissent principalement au centre de la soudure ou près de la ligne de fusion.
2. Fissures à froid :
Ils se produisent pendant le processus de refroidissement après la fin du soudage et apparaissent après un délai de plusieurs heures, voire de plusieurs jours.
Causes de formation :
La structure de durcissement de la soudure (telle que la martensite) est formée, qui est très fragile ;
Teneur élevée en hydrogène (fil de soudage humide, environnement humide) ;
Contrainte de soudage élevée ;
Pas de préchauffage ou préchauffage insuffisant avant le soudage.
Caractéristiques typiques :
La direction est principalement horizontale ou le long de la zone affectée par la chaleur ;
C'est retardé et imprévisible.
3. Réchauffage des fissures :
Affaiblissement des joints de grains : les éléments d'alliage (tels que V, Nb, Ti, etc.) précipitent aux joints de grains pour former des phases cassantes ; plusieurs cycles thermiques conduisent à une structure de joint de grains lâche.
Plage de sensibilité à la température : lorsqu'il est réchauffé à 450~650°C (ou la zone de température sensible d'un matériau spécifique), la fragilisation des joints de grains est importante et des fissures sont facilement induites.
Effet de contrainte résiduelle : la contrainte de traction résiduelle d'origine dans la zone affectée par la chaleur est libérée lors du chauffage, provoquant la propagation des fissures.
Caractéristiques des fissures :
Se produisent principalement lors du traitement thermique après soudage ou de la couche intermédiaire du soudage multicouche multipasse ;
Situé dans la zone affectée thermiquement, sous forme de fissures transversales ;
S'étendent souvent le long de la limite des grains, avec retard ;
Difficile à détecter, avec de grands dommages.
Analyse des facteurs affectant la formation des fissures :
Composition du matériau :
Les matériaux tels que l'acier à haute teneur en carbone, l'acier à haute résistance, l'alliage d'aluminium, l'alliage à base de nickel, etc. présentent une sensibilité élevée aux fissures ;
Les éléments d'impureté (S, P, B, etc.) sont faciles à séparer au niveau de la limite des grains pour former une structure cassante.
Apport de chaleur de soudage :
Apport de chaleur excessif : refroidissement lent de la soudure, grains grossiers et tendance accrue aux fissures ;
Apport de chaleur excessif : mauvaise fusion de la soudure, formation d'une zone de concentration de contraintes.
Vitesse de soudage :
Vitesse excessive : chaleur insuffisante, pénétration insuffisante, mauvaise adhérence des joints ;
Vitesse excessive : expansion de la zone affectée thermiquement, augmentation des cycles thermiques et risque élevé de fragilisation des joints de grains.
Conception de la structure de soudure :
Les zones présentant des structures complexes ou une concentration de contraintes (telles que les plaques épaisses et les joints croisés) sont plus sujettes aux fissures ;
Une conception irrationnelle entraîne une déformation importante et des contraintes résiduelles après le soudage.
Écart d'assemblage :
Espace excessif : fusion difficile, remplissage insuffisant, pores, non fusionnés et microfissures ;
Écart irrégulier : fluctuations locales de l'apport de chaleur et concentration des contraintes.
Traitement de préchauffage/post-chauffage :
Préchauffage insuffisant avant le soudage : refroidissement rapide, structure fragile facile à générer (comme la martensite) ;
Traitement thermique post-soudage inapproprié : refroidissement lent non conforme au procédé ou temps de maintien insuffisant, induisant des fissures.
Humidité ambiante/teneur en hydrogène :
L'environnement de soudage est humide, les matériaux de soudage contiennent de l'eau et la surface du matériau parent contient de l'eau ou de la rouille, ce qui augmentera la teneur en hydrogène ;
Les atomes d'hydrogène diffusent dans la soudure, provoquant des fissures induites par l'hydrogène (en particulier des fissures à froid).
Solutions spécifiques pour les fissures des machines de soudage laser :
1. Sélection des matériaux :
Sélectionnez des matériaux avec une forte résistance aux fissures ;
Réduire la teneur en impuretés telles que S et P dans le matériau ;
Utiliser des matériaux de soudage à faible teneur en hydrogène ;
Pour les alliages d’aluminium, sélectionnez des modèles d’alliage avec de bonnes performances de soudage.
2. Ajustez les paramètres de soudage de la machine de soudage laser :
Réduisez de manière appropriée la puissance du laser ou l’apport de chaleur pour éviter un bain de soudure excessif ;
Réglez raisonnablement la vitesse de soudage pour éviter une zone affectée par une chaleur excessive ;
Utiliser une stratégie d’apport de chaleur décroissante pour le soudage multipasse ;
Contrôlez la taille du spot, la position de mise au point et la profondeur de soudage.
3. Améliorer la conception structurelle :
Réduire les contraintes au niveau de la soudure (telles que les extrémités libres ou les transitions raisonnables) ;
Optimiser la forme des joints, par exemple en choisissant des joints bout à bout plutôt que des joints en T ;
Maintenez un espace d’assemblage raisonnable pour éviter une soudure vide ou une pénétration incomplète.
4. Mesures de traitement avant/après soudage
Préchauffage avant soudage : En particulier pour l'acier à haute résistance et l'acier à haute teneur en carbone, il est recommandé de préchauffer à 100~300°C ;
Isolation ou recuit après soudage : Refroidissement lent pour éliminer les contraintes ;
Contrôler la température et l’humidité ambiantes pour éviter les fissures induites par l’hydrogène.
5. Introduction des processus auxiliaires :
Soudage hybride laser-arc : Réduit l'apport de chaleur maximal ;
Utiliser un gaz de protection arrière (tel que l’argon) pour réduire l’oxydation ;
Utilisez le soudage oscillant pour augmenter la largeur de la soudure et réduire la concentration des contraintes.
6. Détection et surveillance :
Système de surveillance de la température en temps réel ;
Technologie de détection de fissures en ligne telle que l'émission acoustique et l'imagerie thermique infrarouge ;
Utiliser des méthodes de contrôle non destructif post-soudage (UT, PT, RT) pour vérifier les risques de fissures.
2. La machine de soudage laser n'a pas assez de pénétration :
1) L'énergie laser n'est pas suffisante, ce qui peut être résolu en augmentant la largeur d'impulsion et le courant.
2) La quantité de défocalisation du miroir de mise au point est incorrecte et la quantité de défocalisation doit être ajustée à une position proche du point focal (mais aucune projection ne doit être générée).
3. Le faisceau laser de la machine de soudage laser s'affaiblit pendant le soudage :
1) L'eau de refroidissement est polluée ou n'a pas été remplacée depuis longtemps. Remplacez-la et nettoyez le tube en verre du filtre UV et la lampe au xénon pour résoudre le problème.
2) La lentille de focalisation ou le diaphragme de la cavité résonante laser est endommagé ou contaminé et doit être remplacé ou nettoyé à temps.
3) Le laser du trajet optique principal est décalé. Ajustez les diaphragmes de réflexion totale et de semi-réflexion du trajet optique principal. Utilisez du papier photo pour vérifier et ajuster le point circulaire.
4) Le laser ne sort pas du centre de la buse d'air en cuivre située sous la tête de focalisation. Réglez le diaphragme de réflexion à 45 degrés pour que le laser sorte du centre de la buse d'air.
5) L'obturateur optique n'est pas complètement ouvert. Vérifiez et ajoutez de l'huile lubrifiante au connecteur de l'obturateur optique pour assurer son bon fonctionnement mécanique.
Cet article explique principalement pourquoi des fissures apparaissent lors du soudage laser et propose des solutions spécifiques. Les problèmes rencontrés par ces deux dernières machines sont brièvement présentés. Pour en savoir plus, n'hésitez pas à nous contacter. Nous discuterons plus en détail avec les techniciens d'Eagle et partagerons ensuite nos informations avec vous !
Voici les trois méthodes courantes pour résoudre les problèmes de soudage laser. J'espère que cela vous sera utile.
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