Depuis que le premier laser à rubis a été développé par le scientifique américain Meiman en 1960, en fonction des besoins du développement scientifique et économique mondial, la technologie laser s'est développée rapidement, en particulier au cours des dernières décennies, ce qui a grandement favorisé une application plus large de la technologie de traitement laser. Par rapport à la lumière ordinaire, le laser présente quatre caractéristiques, à savoir la monochromaticité (longueur d'onde unique), la cohérence, la directivité et la forte intensité lumineuse.
Le faisceau laser est facile à transmettre et ses caractéristiques temporelles et spatiales peuvent être contrôlées respectivement. Après la mise au point, une très petite tache peut être obtenue. Le faisceau laser à très haute densité de puissance peut fondre et gazéifier n'importe quel matériau, et peut également effectuer un usinage précis et rapide dans des zones locales. Dans le processus d'usinage, la chaleur d'entrée de la pièce est faible, la zone affectée par la chaleur et la déformation thermique sont faibles ; Efficacité de traitement élevée et automatisation facile à réaliser. La technologie laser est une haute technologie globale, impliquant l'optique, la mécanique, l'électronique et d'autres disciplines. De même, les équipements de traitement laser impliquent également de nombreuses disciplines, ce qui détermine leur haute technologie et leur rendement élevé. En ce qui concerne les domaines d'application laser internationaux et nationaux, après des années de recherche, de développement et d'amélioration, la technologie et l'équipement contemporains de traitement laser et laser sont assez matures, formant une série de technologies de traitement laser. En outre, diverses nouvelles technologies de traitement laser font encore leur apparition.
En termes de proportion d'application réelle à l'échelle internationale, le traitement laser est principalement utilisé pour la découpe, le soudage, le traitement de surface, le marquage et le perçage. La découpe laser bidimensionnelle et tridimensionnelle représente 65 % des applications laser, le soudage laser représente environ 20 %, le perçage et le marquage laser représentent moins de 10 %, tandis que le traitement de surface laser, y compris le durcissement par transformation de phase laser, le revêtement laser, le laser l'alliage de surface et la fusion de surface au laser ne représentent qu'environ 5 %. Grâce au développement et à l'application de la technologie nationale de traitement laser, de plus en plus d'utilisateurs ont réalisé les excellentes performances uniques, la grande flexibilité et la haute efficacité du traitement laser. À l'heure actuelle, la technologie laser est depuis longtemps popularisée dans l'aérospatiale, la construction automobile, l'industrie des interrupteurs, l'industrie des engrenages, la fabrication de locomotives ferroviaires et l'industrie de transformation des matériaux métalliques.
1、 Caractéristiques et applications de la découpe laser
La découpe laser est la technologie de traitement laser la plus utilisée dans divers pays et elle est largement utilisée dans de nombreux domaines à l'étranger. Par exemple, la construction automobile et la fabrication de machines-outils utilisent la découpe laser pour traiter des pièces en tôle. Avec l'amélioration de la qualité du faisceau du laser haute puissance, la gamme d'objets de traitement de découpe laser est large. Elle comprend presque tous les matériaux métalliques et non métalliques. Par exemple, le laser R peut être utilisé pour découper des pièces tridimensionnelles complexes de matériaux présentant une dureté élevée, une fragilité élevée et un point de fusion élevé, ce qui constitue l'avantage de la découpe laser.
2、Principaux avantages de la découpe laser
1. La découpe laser est un traitement thermique optique sans contact, connu comme « l'outil universel qui ne s'usera jamais ». La pièce à usiner peut être étroitement disposée ou emboîtée sous n'importe quelle forme pour utiliser pleinement les matières premières. Grâce au traitement sans contact, les pièces traitées ne présentent aucune déformation.
2. Haute efficacité de la découpe laser. En prenant comme exemple une plaque en alliage d'aluminium de 1 mm d'épaisseur, la vitesse de coupe peut atteindre 40 m/min. Le rendement élevé rend le coût de l'usinage d'une seule pièce réduit géométriquement, voire inférieur à celui des méthodes d'usinage traditionnelles.
3. La découpe laser ne nécessite ni outils ni moules. Sous le contrôle de l'ordinateur, l'usinage flexible de pièces de plaques et de coques de forme arbitraire en deux et trois dimensions peut être réalisé directement. Il est particulièrement adapté au traitement de pièces métalliques de riz multi-variétés et en petits lots dans la phase de recherche et développement de nouveaux produits, ce qui peut réduire les coûts élevés de conception et de fabrication des moules et raccourcir considérablement le cycle de production.
4. Le joint de découpe de la découpe laser est très petit et le joint de découpe est généralement compris entre 0.15 et 0.4 mm. L'encoche est lisse et sans bavures, et peut même traiter directement le produit fini de l'engrenage droit de transmission avec une certaine précision.
3、 Caractéristiques et applications du soudage laser
Le soudage au laser est une méthode de soudage à grande vitesse, sans contact et à déformation minimale, très adaptée aux traitements en ligne de grande envergure et continus. Avec le développement des équipements laser et de la technologie de traitement, la capacité du soudage laser augmente également. À l'heure actuelle, le laser 4kw est utilisé pour souder des plaques de 1 mm, et la vitesse de soudage peut atteindre 20 m/min, comme pour l'épissage et le soudage de grandes plaques au fond des caisses de voiture dans l'industrie automobile. Il existe deux méthodes principales de soudage au laser : le soudage par conduction et le soudage par pénétration. À l’heure actuelle, le soudage par pénétration constitue la principale application laser dans le monde. Le soudage au laser est l'un des aspects importants de l'application de la technologie lf2700ha dans le traitement des matériaux au laser.
4、Avantages du soudage laser
La société Farilai de Wuhan a été la première à remporter le titre de « Laboratoire Laser national ». Par rapport aux autres technologies de soudage, sa machine de soudage laser présente les principaux avantages suivants :
1. La vitesse de soudage au laser est rapide, le rapport profondeur-largeur de soudure est très grand (jusqu'à 5-10) et la déformation est faible.
2. Il est très approprié pour le traitement de pièces de précision, de pièces de boîtes et de soudures ayant des exigences d'étanchéité. Une fois le faisceau laser collecté, un petit point peut être obtenu et positionné avec précision. Il peut être appliqué à la production automatique de masse. Non seulement l'efficacité de la production est grandement améliorée, mais la zone affectée par la chaleur est également petite et le joint de soudage est pollué. gratuit, ce qui améliore considérablement la qualité du soudage.
3. Les propriétés mécaniques de la soudure laser sont bonnes et les propriétés mécaniques de la soudure générale sont plus fortes que celles du métal de base.
4. Il n'est pas nécessaire de recourir à un blindage ou à un environnement sous vide pendant le soudage, ce qui est d'une grande importance pour la production à l'échelle industrielle.
5. Grâce à de nouvelles technologies telles que le soudage par alimentation laser et le soudage par alimentation laser en poudre, l'application industrialisée du laser est réalisée et le domaine d'application du soudage laser est développé.
6. Les pièces inaccessibles peuvent être soudées et un soudage longue distance sans contact peut être mis en œuvre. Surtout ces dernières années, la technologie de transmission par fibre optique a été adoptée dans la technologie de traitement laser YAG, ce qui rend la technologie de soudage laser plus largement popularisée et appliquée.
En bref, le soudage au laser présente les avantages suivants : haute résistance et longue durée de vie : vitesse et efficacité de soudage élevées, processus de joint à recouvrement simple, faible taux de rebut et faible précision de positionnement. Il convient à une production industrialisée. Il est principalement utilisé dans les entreprises militaires, l’industrie alimentaire, l’industrie chimique et l’industrie pétrochimique.
5、Application typique
1. Application de la technologie de soudage laser dans les échangeurs de chaleur
Le soudage au laser a été largement utilisé dans l’industrie des échangeurs de chaleur en raison de sa grande fiabilité et de son rendement élevé. Il existe de nombreux problèmes dans les produits R de l'industrie des échangeurs de chaleur, tels que des soudures multiples, une structure complexe et un mauvais environnement de travail, qui limitent le développement des produits. L'application réussie de la technologie de soudage laser dans cette industrie améliore non seulement la compétitivité des produits, mais réduit également considérablement les coûts de fabrication et le cycle de production. Les produits étrangers ont été largement utilisés à grande échelle.
2. Application du soudage laser dans l’industrie des interrupteurs
L’appareillage de commutation haute tension SF6 est le produit leader dans l’industrie des appareillages de commutation haute tension. Ce produit nécessite une étanchéité fiable en milieu naturel pendant plus de 30 ans. Pour des pièces de boîtes aussi grandes, les méthodes de soudage traditionnelles sont non seulement confrontées aux problèmes de déformation et de mauvaise étanchéité à l'air après le traitement, mais également à la faible efficacité de traitement, au coût élevé et à de nombreux autres problèmes. La conception modulaire de la machine-outil de traitement laser tridimensionnel peut réaliser la tâche de soudage laser d'un boîtier de commutation à surface incurvée
Des options spéciales de contrôle de la puissance de soudage, un système de suivi des soudures, un système de gaz de protection programmable et un dispositif de soudage à alimentation en fil laser permettent à la qualité du soudage de répondre pleinement aux exigences de l'industrialisation de masse. L'adoption d'un logiciel de programmation tridimensionnelle améliore non seulement considérablement l'efficacité, mais réduit également le taux de rebut au plus bas. Aujourd'hui, les fabricants de commutateurs haute tension de renommée mondiale utilisent l'équipement de traitement laser tridimensionnel de Tongkuai pour couper et souder les pièces correspondantes. Par exemple, AUMA Garbo, Abb et Siemens en Europe utilisent tous l'équipement tridimensionnel de Tongkuai pour le SF6 haute tension. Découpe et soudure de coffret électrique. Dans un avenir proche, les utilisateurs du secteur de la commutation réaliseront également de telles applications en Chine.
3. Application du soudage laser à l’usinage des engrenages
Le processus de soudage au laser des équipements modifie fondamentalement le concept traditionnel de conception et de fabrication et offre un meilleur rapport économique et une structure plus compacte pour le traitement des composants de la boîte de vitesses. En utilisant le processus de soudage au laser des engrenages, l'ensemble de la longue couronne dentée annulaire doit d'abord être traitée, puis coupée en plusieurs couronnes dentées. Ensuite, soudez sur l'arbre de transmission selon les exigences de la boîte de vitesses.
La technologie de traitement au laser a été largement utilisée dans de nombreux domaines. Avec l'approfondissement de la recherche sur la technologie, l'équipement et la technologie de traitement laser, ses perspectives d'application seront plus larges.