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I. Principe de fonctionnement de base (interaction entre le laser et le matériau)

1. Absorption et conversion d'énergie

Le laser génère un faisceau laser extrêmement fin, très brillant et monochromatique.

Ce faisceau laser est transmis par fibres optiques à la torche de soudage portative. Après collimation et focalisation, il irradie la surface de la pièce métallique.

Les matériaux métalliques peuvent absorber l'énergie des lasers (en particulier dans la bande infrarouge, comme 1064 nm, pour laquelle les métaux ont un taux d'absorption relativement élevé) et convertir instantanément l'énergie lumineuse en énergie thermique.

- Fusion et formation de bain de fusion :

Dans la minuscule zone irradiée par le laser (le diamètre focal n'est généralement que de quelques dixièmes de millimètre), l'énergie est fortement concentrée, la température augmente fortement et le métal fond, voire se vaporise rapidement.

Le déplacement du chalumeau de soudage synchronise le faisceau laser, et la zone de métal en fusion se déplace, refroidit et se solidifie à l'arrière. Cette zone de métal liquide en écoulement continu est appelée « bain de fusion ».

- Formation de soudure :

Le métal à l'avant du bain de fusion continue de fondre, tandis que le métal à l'arrière continue de refroidir et de se solidifier, formant ainsi un cordon de soudure continu et uniforme.

Grâce à l'énergie laser hautement concentrée, les vitesses de chauffage et de refroidissement sont extrêmement rapides, la zone affectée par la chaleur est donc très petite et la déformation de la pièce est également minime.

Ii. Composition du système et travail collaboratif

Un complet machine de soudage laser portative ce n’est pas simplement une arme à feu ; c’est un système composé principalement de :

1. Laser : Le cœur du système est généralement un laser à fibre. Grâce à son rendement élevé, sa bonne qualité de faisceau, sa taille relativement compacte et son absence d'entretien, il est parfaitement adapté aux applications portables. Sa puissance est généralement comprise entre 1 000 W et 2 000 W et il est adapté au soudage de matériaux de différentes épaisseurs.

2. Système de refroidissement : lorsque le laser est en fonctionnement, il génère une grande quantité de chaleur et nécessite un refroidisseur adapté pour le refroidissement afin d'assurer le fonctionnement stable et à long terme du laser.

3. Système de contrôle : Le « cerveau » de la machine, intégré à l'unité principale, permet de régler et d'ajuster des paramètres tels que la puissance, la fréquence et le cycle de service du laser, et de surveiller l'état de fonctionnement de l'ensemble du système.

4. Pistolet de soudage portatif : Il s'agit d'un élément essentiel pour un fonctionnement manuel. Il contient :

- Miroir collimateur : Convertit le laser divergent émis par la fibre optique en lumière parallèle.

- Miroir de focalisation : focalise le faisceau laser parallèle sur la surface de la pièce pour former un point à haute densité énergétique.

- Protéger les lentilles : Empêcher les projections générées lors du soudage de contaminer et d'endommager les lentilles optiques internes.

- Voyant lumineux : Généralement une LED rouge ou un laser de faible puissance, il sert à indiquer la position du focus laser actuel, facilitant la visée de l'opérateur.

- Système d'alimentation en fil (en option) : De nombreuses torches de soudage portatives sont intégrées ou équipées de machines d'alimentation en fil externes, qui alimentent automatiquement et précisément le fil de soudage dans le bain de fusion lorsqu'il est nécessaire d'ajouter du fil de soudage pendant le soudage.

- Interrupteur de protection : la lumière ne s'éteindra que lorsque l'interrupteur est enfoncé pour garantir la sécurité.

5. Établi de support : comprenant des plates-formes pour placer des pièces, des montages, etc.

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