Soudage laser

Le soudage laser est une technique de soudage qui permet d'assembler plusieurs pièces de métal avec un laser. Le faisceau est une source de chaleur extrêmement concentrée qui permet des soudages étroits, profonds, à une cadence rapide.



Catégories :

Soudure - Laser - Optronique - Électronique

Page(s) en rapport avec ce sujet :

  • Le principe du soudage laser est de focaliser le faisceau laser (en général à partir d'une tête de focalisation composée d'au moins 2 miroirs) sur les ... (source : cat.inist)
  • Le soudage LASER est un procédé à haute densité d'énergie utilisant une source d'énergie lumineuse. Le rayonnement est constitué d'un faisceau lumineux... (source : adonis-soudure)
  • L'utilisation du procédé de soudage laser est en rapide augmentation du fait... de soudage laser utilise un faisceau focalisé donnant la possibilité une interaction... (source : docstoc)
Remote Fibre Laser Welding WMG Warwick.ogg
Soudage laser avec robot industriel.

Le soudage laser est une technique de soudage qui permet d'assembler plusieurs pièces de métal avec un laser. Le faisceau est une source de chaleur extrêmement concentrée qui permet des soudages étroits, profonds, à une cadence rapide. Cette technique est fréquemment utilisée dans le cas de gros volumes de production comme l'industrie automobile.

Fonctionnement

De la même façon que le soudage par faisceau d'électrons, le soudage laser présente une très forte densité de puissance, de l'ordre du mégawatt par centimètre carré (MW/cm²), ce qui sert à n'avoir qu'une faible zone altérée par la chaleur tout en disposant d'une grande quantité de chaleur associée à une vitesse de refroidissement importante. Le diamètre du faisceau laser fluctue de 0, 2 mm à 133 mm en sachant que seuls les diamètres les plus faibles sont utilisés pour la soudage. La profondeur de pénétration est proportionnelle à la puissance mise en œuvre et dépend aussi de la position du point focal ; la pénétration est maximale quand le point focal se trouve légèrement au-dessous de la surface de la pièce à souder.

Selon l'application, on utilise un laser à mode continu ou à mode pulsé. On utilise le mode pulsé avec des impulsions de l'ordre de la milliseconde pour souder des matériaux fins comme des lames de rasoir par exemple. Les lasers en mode continu sont préférés pour les matériaux épais.

Le soudage laser est un procédé polyvalent donnant la possibilité le soudage des aciers au carbone[1], à haute résistance mécanique[2], inoxydables, et aussi de l'aluminium et du titane. En raison du refroidissement extrêmement rapide, le craquage est un problème important lorsque on soude des aciers à haute teneur en carbone. La qualité du soudage est excellente, supérieure à celle du soudage par faisceau d'électrons. La rapidité du soudage dépend de la puissance mise en jeu, mais également de la qualité et de l'épaisseur des pièces à souder. Les particulièrement hautes puissances accessibles avec les lasers à gaz font qu'ils sont bien adaptés aux gros volumes de production. Le soudage laser est particulièrement courant dans l'industrie automobile[3], [4].

Avantages du soudage laser comparé au soudage par faisceau d'électrons :
• le faisceau peut traverser l'air et ne nécessite pas d'être sous vide,
• le dispositif peut être aisément robotisé,
• pas de génération de rayons X,
• meilleure qualité de soudage.

Soudage laser hybride

Il existe un dérivé du soudage laser, le «soudage laser hybride[5]» qui combine le soudage laser avec la technique du soudage à l'arc comme le Soudage MIG-MAG. Cette combinaison permet une grande souplesse de positionnement des pièces car le soudage à l'arc apporte du métal en fusion pour remplir le joint, et l'usage du laser augmente la vitesse de travail comparé à ce qui est envisageable avec le dispositif à arc seul. La qualité du soudage est aussi perfectionnée[6].

Types de lasers

Lasers à solide

Les lasers à solide émettent avec des longueurs d'onde de l'ordre du micromètre, énormément plus courtes que celles des lasers à gaz, et du coup, les opérateurs sont obligés de porter des lunettes spéciales ou de faire usage d'écrans pour éviter tout problème de rétine. Les lasers Nd-YAG peuvent être opérés indifféremment en mode continu ou pulsé tandis que les autres types sont limités au mode pulsé.
Le laser original — toujours aussi populaire — est constitué d'un barreau de cristal d'environ 20 mm de diamètre pour 200 mm de long. Ce barreau est entouré d'un tube flash contenant du xénon ou du krypton. Quand le cristal est flashé, il émet un éclair d'environ deux millisecondes. Des cristaux en forme de disques deviennent de plus en plus courants et le tube flash laisse sa place à des DEL de forte puissance. La puissance de sortie d'un laser à rubis est de 10 à 20 mW, tandis que celle d'un laser Nd-YAG peut aller de 0, 04 à 6 000 W. Pour «transporter» le faisceau laser jusqu'à la zone de soudage on utilise généralement une fibre optique.

Lasers à gaz

Pour exciter le milieu amplificateur les lasers à gaz utilisent une haute tension à courant faible. Ces lasers peuvent être opérés soit en mode continu, soit en mode pulsé et leur longueur d'onde est de l'ordre de 10 μm. Cette longueur d'onde est absorbée par les fibres optiques et les détruit par échauffement, si quoiqu'il faut utiliser des lentilles rigides et des miroirs pour conduire le faisceau du laser au champ de soudage. Les puissances de sortie des lasers à gaz sont particulièrement supérieures à celles des lasers à solide et peuvent atteindre 25 kW[7].

Voir aussi

Références

Liens externes

Notes

  1. Un acier au carbone est un acier dans lequel le principal constituant de l'alliage est le carbone. Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article (en) On peut consulter l'article de la Wikipedia anglophone : Carbon steel.
  2. L'acier à haute résistance mécanique (High strength low alloy, HSLA) est un alliage qui confère à l'acier des propriétés de résistance mécanique et de résistance à la corrosion supérieures à celles de l'acier au carbone. Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article (en) On peut consulter l'article de la Wikipedia anglophone : HSLA steel.
  3. (en) Cary and Helzer, p 210 — voir section «Références».
  4. (en) Weman, p 97 — voir section «Références».
  5. Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article (en) Sur le soudage laser hybride on peut consulter l'article de la Wikipedia anglophone : Laser-hybrid welding.
  6. (en) Weman, p 98 — voir section «Références.
  7. (en) Cary and Helzer, p 209


Recherche sur Amazon (livres) :



Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Soudage_laser.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 07/04/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu