LASER SYSTEMS Coherent | OR Laser EN BREF

La soudure au laser

La soudure au laser est une technique bien établie dans l’industrie et un procédé de haute qualité, efficace et économique pour l’assemblage de tôles, de pièces en plastique, pour la joaillerie et même pour les pièces de construction.

Les principales techniques utilisées sont la soudure en profondeur au laser, la soudure par conduction thermique et la soudure par pénétration pour les matières plastiques.

La soudure au laser est utilisée de préférence pour joindre des pièces avec une faible charge thermique admissible. La vitesse élevée de soudure avec ce procédé se traduit par une géométrie de cordon très mince avec un large rapport profondeur-largeur. Lorsque les pièces à joindre sont positionnées avec un écartement minimum du joint, l’utilisation de matériaux de remplissage tel qu’un fil peut être prévue pour le procédé de soudure.

Il a été démontré en pratique qu’un écartement du joint de 20 % maxi. du diamètre de point laser peut être soudé sans problèmes.

Si les pièces peuvent être matées initialement par soudure par points puis soudées de manière étanche au laser, des dispositifs complexes ne sont souvent pas nécessaires pour la soudure au laser. Cela permet de traiter même les petites tailles de lots de manière rentable par soudure au laser.

Selon l’intensité du rayonnement laser, la soudure peut s’effectuer principalement par les procédés suivants:

Soudure par conduction thermique

• Le procédé de soudure s’effectue par conduction thermique.
• S’utilise pour joindre des pièces à paroi mince.
• La profondeur du cordon est de l’ordre de quelques millièmes de millimètre à 1 mm.
• Aucune retouche de la soudure n’est nécessaire.

Soudure en profondeur

• Une densité de puissance élevée d’environ 1 MW par centimètre carré est nécessaire.
• S'utilise pour les soudures de grande profondeur ou si plusieurs couches de matériaux sont à souder en une seule passe.
• La profondeur du cordon peut atteindre 25 mm.
• Selon les applications, la soudure au laser peut être du type suivant :
• Soudure hybride
• Soudure plastique
• Soudure par points et cordon
• Soudure de tuyaux
• Soudure au scanner

LES AVANTAGES DE LA SOUDURE AU LASER PAR RAPPORT AUX PROCÉDÉS LASER CLASSIQUES

Divers types de matériaux et différentes épaisseurs peuvent être soudés.Résultats de haute qualitéHaut niveau d’automatisation et vitesse élevée de soudure

• Impact thermique faible sur les matériaux, charge faible ou nulle
• Géométrie de cordon très mince avec large rapport profondeur-largeur
• Application d’énergie précise et extrême précision de la soudure
• Traitement sans contact ni contrainte
• Soudure de géométries complexes
• Projections minimales
• Temps réduit nécessaire pour les retouches

SYSTÈMES LASER RECOMMANDÉS POUR CES APPLICATIONS

• ECO LASER
• HTS MOBILE
• EVO MOBILE
• LRS EVO
• LASER CAB
• ROBOLASER
• PICCO LASER
• IQ LASER

La soudure par dépôt au laser

Le traitement additif au laser, la protection contre l’usure et les processus de réparation sont aujourd’hui essentiels et sont largement utilisés lorsque des pièces coûteuses, de grande taille, ne peuvent pas être remplacées de manière rentable, comme par exemple:

• Les moules à injection de plastique
• Les pièces moulées en aluminium
• Les outils de poinçonnage et de coupe
• Les pièces forgées par estampage
• Les pièces de moteur
• Les pièces de turbine

La soudure par dépôt au laser ou le revêtement par laser font appel à un laser pour assurer le dépôt de matière sur un matériau de base où la dureté et les propriétés de la matière déposée correspondent exactement à l'état d'origine de la pièce. L'utilisation d’un laser dans le cadre de cette application permet un travail de haute précision par rapport à la soudure par dépôt classique avec une application de chaleur minimale et une absence totale de charge.

Selon la nature de la matière à déposer, les procédés de soudure suivants peuvent être utilisés:

Soudure par dépôt au laser avec fil

La soudure par dépôt au laser avec fil de remplissage est largement utilisée dans l’industrie et peut s’effectuer manuellement ou automatiquement. Elle est réalisée soit pour la correction des défauts de production, en cas de modifications de la conception ou pour la rectification de défauts : le faisceau laser soude le fil de remplissage avec une précision extrême sur la pièce, ce qui assure le dépôt de matière dans la zone. Avec un diamètre de fil de 0,1 à 0,8 mm en règle générale, le dépôt peut s’effectuer manuellement ou automatiquement par commande numérique et dispositif d'avance de fil. Dans certains cas particuliers, du fil de remplissage de 1,0 mm et 1,2 mm peut également être utilisé. Il s’agit toutefois d’une exception.

Le fil de remplissage est fondu entièrement tandis que le matériau de base en fusion sur 0,3 à 0,5 mm s’allie solidement à la matière ajoutée. Le faible niveau de dilution se traduit par une zone extrêmement limitée qui est affectée par la chaleur, de l’ordre de quelques millièmes de millimètre.

Soudure par dépôt avec poudre

Dans le cas de soudure par dépôt au laser avec de la poudre, celle-ci est acheminée automatiquement au point de traitement, est appliquée en couches et fondue sur le matériau de base sans présence de fissures. Ces traces sont appliquées par commande numérique, ce qui permet un haut niveau de reproductibilité et de procéder à un dépôt de grandes quantités de matière très rapidement. La nouvelle couche de matière peut ainsi être retraitée après son refroidissement. De nombreux types de poudres sont disponibles pour ce procédé de soudure par dépôt. Des associations de matières ou d’alliages peuvent servir pour la construction ou la réparation, le placage, l’application de couches de protection contre l’usure ou la protection contre la corrosion, et elles peuvent être adaptées aux exigences mécaniques et tribologiques.

Pour la soudure par dépôt de poudre, la stratégie d’enrobage joue un rôle important et les systèmes sont donc généralement programmés hors ligne et transférés ensuite à la commande numérique. L'application de poudre s’effectue par une buse coaxiale ou désaxée qui est associée à l’optique du laser dans une tête de traitement au laser. Des lasers de quelques centaines de watts ou de plusieurs kW sont utilisés, ce qui permet des débits de dépôt pouvant atteindre 10 000 mm3/h.

La soudure par dépôt au laser avec poudre est utilisée en particulier dans des secteurs comme la fabrication d'outils et de moules, l'aviation et l'astronautique ou la construction automobile et sert pour

• La modification des géométries de surface
• La création de nouvelles propriétés de surface
• La protection contre l’usure
• La production de couches fonctionnelles

SYSTÈMES LASER RECOMMANDÉS POUR LA SOUDURE PAR DÉPÔT AU LASER

• ECO LASER
• HTS MOBILE
• EVO MOBILE
• LRS EVO
• LASER CAB
• ROBOLASER
• PICCO LASER
• IQ LASER