Dans la production et le traitement par découpe laser à fibre, le choix des gaz auxiliaires varie considérablement selon le matériau. Différentes épaisseurs de découpe requièrent également différentes pressions et spécifications de gaz. Du point de vue des coûts, l'oxygène (O₂) utilisé pour la découpe de l'acier au carbone est relativement peu coûteux, tandis que la consommation d'azote (N₂) pour la découpe de l'acier inoxydable est importante. Plus l'acier inoxydable est dur, plus le volume et la pureté de N₂ requis sont élevés, ce qui entraîne une augmentation des coûts.
Gaz primaires utilisés dans les machines de découpe laser :
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Gaz laser(Gaz utilisé à l'intérieur du résonateur laser pour générer le faisceau laser.)
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Air comprimé (Généralement utilisé pour protéger le trajet du laser ; certains fabricants l'utilisent également pour générer des gaz de protection.)
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Gaz auxiliaire/de procédé (Gaz éjecté par la buse du chalumeau de découpe.)
L'oxygène dans la découpe de l'acier au carbone :
L'oxygène (pureté généralement supérieure à 99,5 %) est utilisé pour la découpe laser de l'acier au carbone. Ses principales fonctions sont de favoriser la combustion exothermique et d'évacuer les scories en fusion. La pression requise varie selon les fabricants de découpeuses laser et dépend fortement du type et de la taille de la buse, ainsi que de l'épaisseur du matériau. La pression typique se situe entre 0,3 et 0,8 MPa, la pression au niveau de la torche étant souvent de l'ordre de 0,02 à 0,05 MPa. Les débits sont importants ; par exemple, la découpe d'acier au carbone de 22 mm peut nécessiter jusqu'à 10 m³/h d'oxygène (qui sert également à protéger la torche à double couche).
L'azote dans la découpe de l'acier inoxydable :
L'azote est utilisé pour la découpe de l'acier inoxydable afin de prévenir l'oxydation et d'éliminer les scories. Il exige une très grande pureté (en particulier pour l'acier inoxydable de plus de 8 mm, souvent ≥ 99,999 %) et une pression élevée, généralement supérieure à 1 MPa. Pour les épaisseurs supérieures à 12 mm ou jusqu'à 25 mm, la pression requise atteint 2 MPa, voire plus. Les débits sont importants et varient selon le type de torche : par exemple, la découpe d'acier inoxydable de 12 mm peut nécessiter environ 150 m³/h, tandis que celle de 3 mm peut nécessiter moins de 50 m³/h.
L'argon dans le soudage laser :
L'argon est utilisé lors des procédés de soudage laser. Il est projeté à travers une buse sous une pression spécifique sur la surface de la pièce à souder. Nombreux sont ceux qui s'interrogent sur l'utilité de l'argon. Les experts techniques de Shen Yuejia Gas expliquent ici les principales raisons de son utilisation en soudage laser :
Raison 1 : Protège la lentille de mise au point contre la contamination
L'argon protège la lentille de focalisation de l'équipement de soudage laser contre la contamination par les vapeurs métalliques et les projections de liquide.gouttelettes. Cette protection est particulièrement importante lors du soudage à haute puissance, où les projections sont plus intenses.
Raison 2 : Dispersion efficace du blindage plasma lors du soudage à haute puissance
La vapeur métallique absorbe l'énergie laser et s'ionise pour former un nuage de plasma. L'argon environnant, lorsqu'il est chauffé, peut également s'ioniser. Un excès de plasma peut absorber et diffuser le faisceau laser, réduisant ainsi l'énergie transmise à la pièce. Ce plasma, agissant comme une source d'énergie secondaire en surface, peut diminuer la profondeur de pénétration de la soudure et élargir le bain de fusion. L'argon, grâce à sa forte énergie d'ionisation, augmente le taux de recombinaison des électrons et des ions par collisions à trois corps, réduisant ainsi la densité du plasma. Sa faible masse atomique favorise une fréquence de collision plus élevée et une recombinaison plus rapide, sans toutefois contribuer significativement à la formation du plasma lui-même.
Raison 3 : Empêche l’oxydation de la pièce pendant le soudage
Le soudage laser nécessite généralement une protection gazeuse. Le paramétrage du procédé pour utiliser de l'argon synchronisé avec le laser empêche l'oxydation pendant le fonctionnement continu. Bien que la protection par gaz inerte protège le bain de fusion, et que certains matériaux puissent s'en passer si l'oxydation n'est pas un problème, des gaz comme l'hélium, l'argon ou l'azote sont couramment utilisés dans la plupart des applications pour garantir que la pièce reste exempte d'oxydation pendant le soudage.
Date de publication : 15 décembre 2025