En tant que technique de soudage très avancée, le soudage au laser est généralement préféré pour les applications dans les pièces où une qualité de soudage rigoureuse est requise. Dans de telles pièces, si le soudage par points est choisi, l'espace de soudage limité entraînerait des arrangements de processus complexes, ce qui entraînerait une qualité de soudage médiocre et une incapacité à obtenir les effets de qualité visuelle souhaités, conformément à la conception. Par exemple, des zones telles que les sections de toit et de porte arrière d'un véhicule possèdent des zones de soudure allongées et nécessitent également des considérations concernant l'intégrité de l'étanchéité du véhicule. La zone du panneau latéral présente des complexités en raison à la fois de sa forme allongée et de sa forme complexe. L'espace de soudage allongé et plat de la zone d'ouverture de la porte, offrant suffisamment d'espace, se prête au soudage au laser comme substitut au soudage par points, améliorant ainsi l'efficacité de l'étanchéité de la bande d'étanchéité de la porte.
Facteur 1 : Angle d'incident
Le corps en blanc se compose d’un ensemble de composants structurés de manière complexe. Cependant, dans certaines positions de soudage entre ces composants, les limitations d'espace posent des problèmes lors de l'utilisation du soudage au laser. Ce qui peut se produire, c'est une interférence entre le joint de soudure et la pièce à usiner ou une obstruction du faisceau laser par d'autres parties de la pièce ou des accessoires à proximité. Dans de tels scénarios, il devient nécessaire de dévier le joint de soudure selon un angle avant que le soudage puisse commencer. Ce changement perturbe la capacité à maintenir l'incidence perpendiculaire du faisceau laser sur la surface de la pièce pendant le processus de soudage, donnant lieu à un angle d'incidence du faisceau.
Cette transition du joint de soudage d'une orientation perpendiculaire à une orientation angulaire représente un déplacement du faisceau laser d'un incident vertical à un incident oblique sur la surface de la pièce. À mesure que l'angle d'inclinaison augmente et que le faisceau pénètre dans la surface selon un certain angle, la zone effective du point lumineux sur la surface de la pièce s'agrandit. Il en résulte une zone de soudage élargie, accompagnée d'une augmentation des pertes d'énergie par réflexion, exerçant par conséquent une certaine influence sur la qualité du soudage.
Pour les joints constitués du même matériau mais d'épaisseurs de tôle variables, la déviation de l'angle d'incidence du faisceau a un impact plus prononcé sur la formation des cordons de soudure sur des surfaces de tôles plus épaisses que leurs effets sur des surfaces de tôles plus minces. Ceci est principalement dû à l'élargissement de l'angle d'incidence, transformant le spot laser circulaire en une forme elliptique, ce qui agrandit la zone de soudage. La diminution de la densité de puissance laser appliquée à la pièce à usiner en raison de la zone de soudage et de l'angle d'incidence plus grands conduit à une capacité de pénétration laser réduite. De plus, en raison de l’incidence inclinée, l’épaisseur effective de la plaque soudée réelle augmente.
De plus, avec une augmentation de l’angle de déviation du faisceau, la perte d’énergie due à la réflexion augmente également. En particulier lors du soudage de plaques plus épaisses, maintenir la stabilité du processus devient un défi. Une fois que la perte d’énergie atteint un certain seuil, elle affecte la formation de la surface du cordon de soudure. De plus, une perte d’énergie encore croissante due à des angles de déflexion plus élevés peut empêcher les plaques d’atteindre une pénétration complète. En revanche, lors du soudage de plaques plus fines, l'influence de la perte d'énergie sur la stabilité du processus est relativement mineure par rapport aux plaques plus épaisses, ce qui entraîne un impact légèrement moindre sur l'apparence et les performances de la soudure. Une fois que le faisceau laser est dévié selon un angle et incliné sur la surface de la plaque, l'énergie laser distribuée de manière gaussienne dans le point focalisé pénètre à l'intérieur de la plaque à différentes profondeurs. Pour les plaques minces, une fusion et une solidification suffisantes du joint peuvent se produire pour former un cordon de soudure. Cependant, pour les tôles épaisses, en raison de la perte d'énergie, le processus de soudage devient moins stable, entraînant des défauts de soudage potentiels. Qu'il s'agisse de plaques minces ou épaisses, à mesure que l'angle d'incidence augmente, une partie de l'énergie focalisée pénètre progressivement plus profondément dans la pièce, provoquant ainsi un élargissement de la largeur de fusion entre les deux plaques.
Concernant les joints de même épaisseur mais de matériaux différents, l'influence de l'angle d'incidence sur la formation du cordon de soudure varie également, principalement déterminée par la facilité ou la difficulté de souder les matériaux respectifs.
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