Compensation des jeux en soudage laser
Compenser les tolérances des pièces et stabiliser le procédé de soudage
Dans la production en série, les procédés de soudage laser doivent s’adapter aux conditions réelles d’assemblage. Les jeux entre les pièces, les tolérances dimensionnelles, les variations de positionnement ou les écarts de géométrie du joint peuvent empêcher un ajustement parfait des composants.
La compensation des jeux consiste à détecter et à évaluer la situation réelle d’assemblage afin d’adapter le procédé de soudage. Selon l’application, le suivi de joint, la correction de trajectoire, l’ajustement des paramètres du procédé ou l’utilisation d’un fil d’apport permettent de compenser les variations du jeu.
La qualité du cordon de soudure reste ainsi stable, même lorsque les pièces présentent des tolérances variables ou ne sont pas parfaitement positionnées.
Pourquoi compenser les jeux en soudage laser ?
Le soudage laser se caractérise par une densité d’énergie élevée, une zone affectée thermiquement réduite et une grande vitesse de traitement. Toutefois, le procédé peut être sensible aux jeux d’assemblage, aux défauts d’alignement et aux variations de positionnement des composants.
Lorsque le faisceau laser ne rencontre pas exactement la ligne de joint ou que le jeu entre les pièces est trop important, la qualité du cordon peut être affectée. Cela peut entraîner des défauts de fusion, une pénétration insuffisante, des projections, des porosités, un décalage du cordon ou des opérations de retouche.
Une compensation fiable des jeux permet de maintenir une qualité de soudage constante malgré les tolérances des composants et les variations du processus de production. Elle contribue ainsi à réduire les défauts, les rebuts et les coûts de retouche.
Détecter la position réelle du joint
La trajectoire programmée ne constitue qu’une valeur de référence. La position réelle du joint ainsi que la largeur du jeu doivent être détectées directement sur la pièce.
Des systèmes de détection et de suivi de joint enregistrent la géométrie réelle de l’assemblage avant ou pendant le soudage. Les données mesurées permettent d’adapter avec précision la trajectoire du faisceau laser, la vitesse d’avance, la position du foyer, la puissance laser ou d’autres paramètres du procédé.
Le processus de soudage peut ainsi réagir automatiquement aux variations de position et de géométrie des composants.
Compensation des jeux avec ou sans fil d’apport
Selon la largeur du jeu et les exigences de l’application, la compensation peut être réalisée avec ou sans fil d’apport.
Pour les jeux de faible largeur, un mouvement oscillant contrôlé du faisceau laser peut permettre de répartir l’énergie sur les deux bords du joint. Cette oscillation élargit la zone de traitement et augmente la tolérance du procédé face aux variations de positionnement.
La mise en forme dynamique du faisceau, également appelée « beam shaping », permet d’adapter le mouvement et la répartition de l’énergie aux caractéristiques de l’assemblage. La stabilité du bain de fusion et la qualité du cordon peuvent ainsi être améliorées.
Lorsque les jeux d’assemblage sont plus importants, l’utilisation d’un fil d’apport peut être nécessaire. Le fil apporte de la matière supplémentaire dans le joint et permet de combler le jeu entre les composants.
La quantité de fil peut être ajustée en fonction de la largeur réelle du jeu. L’alimentation en fil, la puissance laser, la vitesse de soudage et la trajectoire du faisceau sont alors coordonnées afin d’obtenir un cordon régulier et une liaison fiable.
Applications de la compensation des jeux en soudage laser
La compensation des jeux est particulièrement importante lorsque des exigences de qualité élevées doivent être conciliées avec les tolérances réelles des composants.
Elle peut notamment être utilisée dans les applications suivantes :
- soudage de composants automobiles ;
- fabrication de carrosseries et de structures légères ;
- soudage de batteries et de composants pour l’électromobilité ;
- assemblage de composants en aluminium ;
- soudage de tôles et de profilés ;
- production de composants présentant des tolérances variables ;
- procédés de soudage automatisés avec fil d’apport.
Grâce à la détection du joint et au pilotage adaptatif, les installations de soudage laser peuvent traiter de manière fiable des composants dont la position ou la géométrie varie.
Solutions Precitec pour la compensation des jeux
Les solutions Precitec combinent la détection du joint, le guidage précis du faisceau et le pilotage adaptatif du procédé de soudage.
Avec le WeldMaster Wire Select, la position du joint et la largeur du jeu peuvent être détectées afin d’adapter la trajectoire du faisceau et l’alimentation en fil d’apport. La quantité de fil est ainsi ajustée aux conditions réelles de l’assemblage.
Les Systèmes WeldMaster permettent d’intégrer différentes fonctions de détection, de suivi de joint, de guidage du faisceau et de contrôle du procédé dans des lignes de production automatisées.
Le ScanWelder permet un soudage laser à distance rapide et flexible avec un guidage précis du faisceau. La trajectoire du laser peut être adaptée avec une grande dynamique afin de tenir compte des variations de position du joint.
Le ScanMaster Plus combine le traitement par scanner avec un guidage précis du faisceau et une analyse assistée par IA. Cette combinaison permet de détecter les caractéristiques du joint, d’adapter le procédé et d’améliorer la stabilité du soudage dans les applications automatisées.