Le soudage est un moyen d’assemblage permanent destiné à créer une continuité de la nature des matériaux assemblés : métaux et matières plastiques notamment.
Le soudage autorise l’assemblage permanent par fusion des bords des pièces à réunir et évite les apports de pièces et produits d’union comme les rivets, les agrafes, la boulonnerie.
Principe du soudage laser
Le soudage laser assure la fusion des lèvres des matériaux à souder grâce à un flot de lumière cohérente qui élève très rapidement la température des matériaux jusqu’à leur point de fusion avec une précision et une finesse que la flamme ou l’arc électrique sont incapables d’atteindre.
Un système génère et concentre l’énergie d’un faisceau laser, de 105 W/cm² à 106 W/cm² environ :
- Le faisceau laser est de l’épaisseur d’un cheveu (capillaire) dans lequel le métal est porté jusqu’à son point de vaporisation au centre et au niveau liquide sur ses parois. Le bain de fusion est déplacé mécaniquement pour la précision du soudage.
- Une fois solidifié à nouveau après le passage du faisceau, le métal assure la continuité métallurgique entre les pièces soudées rendant la soudure invisible à l’œil nu.
Selon les matériaux à souder et l’aspect attendu de la soudure, un gaz inerte ou une poudre fusible peut être apporté sur le bain de fusion afin d’augmenter ses performances et protéger la zone de soudure de l’oxydation par l’air ambiant.
Ce procédé est comparable dans le principe à la soudure MIG MAG ou à la soudure TIG, mais sans électrode.
Le matériel de soudage au laser
Le soudage laser utilise obligatoirement une machine d’atelier qui doit être capable de générer et de piloter un faisceau laser puissant sur une ligne de soudage d’épaisseur capillaire.
Il n’existe donc pas de torche manuelle pour le soudage laser.
Le soudage laser détient le record de vitesse de soudage en permettant jusqu’à 8 mètres de soudage à la minute.
Les déclinaisons de la soudure laser
Le soudage laser regroupe deux grandes catégories :
- Laser CO2 :
- Le laser CO2 utilise un mélange de dioxyde de carbone associé à de l’hélium et de l’azote pour protéger et parfaire la zone de fusion.
- Avec peu de puissance ; le laser CO2 est principalement utilisé pour la découpe de matériaux non métalliques.
- Le faisceau laser doit être dirigé par miroirs orientables ce qui rend l’usage en mono-poste seulement.
- Laser YAG :
- C’est un faisceau laser à état solide appelé ainsi car produit à l’aide d’une barre de grenat d’yttrium-aluminium au néodyme placée au milieu de la source laser.
- De puissance supérieure à 2 kW, le laser YAG est réservé à la soudure et la découpe des matériaux métalliques.
- Le flux laser peut être dirigé par fibre optique ce qui autorise plusieurs postes de soudage pour une seule source laser.
La pratique de la soudure flot cohérent de lumière (laser)
Les applications de la soudure laser sont multiples dès lors que l’on recherche une précision capillaire ou inférieure à l’épaisseur d’un cheveu.
De plus, l’assemblage des plastiques et thermoplastiques en plus de la soudure, du brasage et du soudobrasage des métaux rendent le laser de plus en plus fréquemment utilisé notamment pour tous les matériaux qui ne peuvent être exposés à une élévation de température autre que millimétrique voire micrométrique.
La soudure laser en continu est utilisée par exemple pour : pignons de boîte de vitesse, boules de pétanque, scies diamantées, etc.
La soudure laser par point est utilisée par exemple pour : soudage de lames de rasoir, carrosserie en aluminium, soudage de maillons de chaîne de bijouterie en or, soudage étanche de pacemakers en titane, etc.