Le soudage est aujourd’hui une technique d’assemblage innovante et utilisée dans tous les domaines. Si cette technique est courante, certains de ses procédés sont encore mal connus et sous-utilisés. Le procédé de soudage par laser fait partie de cette catégorie. Malgré une étiquette de procédé complexe, il présente des avantages inégalés tant d’un point de vue technique qu’économique.
Description
Réalisations
Notre expertise
Formations
Description
DescriptionRéalisationsNotre expertiseFormations
Le soudage métallique par faisceau laser est un procédé à haute densité d’énergie qui donne naissance à un capillaire composé de matière en fusion et de vapeurs métalliques. L’énergie thermique transférée au cœur du capillaire génère un cordon fin et pénétrant. Sa solidification instantanée assure la continuité métallique et métallurgique.
Productivité du soudage accrue jusqu’à 800%
Procédé reproductible
Réduction, voire suppression du temps de redressement des pièces soudées
Le soudage de matériaux métalliques est effectué à l’aide d’une tête optique (tête scanner, …) couplée à un laser de puissance.
Contrairement à d’autres procédés de soudage conventionnel, le soudage laser permet la création d’un capillaire composé de vapeurs métalliques et précédé de matière en fusion. Lors du soudage, une haute densité d’énergie est transférée au sein du capillaire, permettant d’obtenir un cordon de soudure d’une grande finesse.
La matière fondue constituant le joint soudé se solidifie instantanément et assure l’assemblage métallurgique et mécanique des pièces. Cette technique d’assemblage permet une soudure localisée, avec très peu de déformation, et avec une grande précision.
Elle peut être utilisée dans de nombreux secteurs comme :
Réduction, voire suppression du temps de redressement des pièces soudées
Réduction globale des coûts de production
Résistance mécanique au moins équivalente à celle du métal de base
Réduction des consommables de soudage
Grande liberté de conception des pièces
Quels avantages ?
La technique de soudage laser pour assembler des matériaux métalliques permet avant tout d’améliorer la productivité en réduisant le temps passé à souder et à redresser les pièces soudées, ainsi qu’en laissant plus de liberté dans la conception des pièces (simplification des assemblages). Le soudage laser permet également de réaliser des économies en diminuant le coût de production et des matières consommées dans le soudage. Cette méthode de soudage agit aussi sur la qualité de l’assemblage en garantissant une résistance mécanique au moins égale à celle du matériau de base, et en réduisant le taux de déformation des pièces. Le soudage par laser est aussi une excellente façon d’assembler des sous-ensembles de pièces dissimilaires ou comportant des traitements (carbo-nitruration, cémentation, etc …).
Soudage de matériaux dissemblables (acier/fonte, inox/inconel …)
Soudage de matériaux précieux
Soudage à proximité de composants fragiles
Réduction du temps de soudage d’un facteur 10
Faible déformation des pièces
Soudage de pièces à accessibilité limitée
Procédé automatisable
Assemblage sans métal d’apport
Exemples de réalisations
Le soudage laser est utilisé dans différents secteurs d’activité : mécanique (pignonnerie, outillage, boîtiers), transport (carrosserie, raidisseurs, carters, châssis, essieux), énergie (échangeurs thermiques, crayons et grilles combustibles).
L’utilisation d’une nouvelle technologie laser associée à une tête scanner permet de réaliser des soudures mécaniquement résistantes et étanches.
Avantages :
Investissement laser moins élevé
Temps de cycle réduit
Parfaite maîtrise des trajectoires
Réduction du taux de porosités
Automobile
Soudage laser d'alliages d'aluminium
L’utilisation d’une nouvelle technologie laser associée à une tête scanner permet de réaliser des soudures mécaniquement résistantes et étanches.
Avantages :
Investissement laser moins élevé
Temps de cycle réduit
Parfaite maîtrise des trajectoires
Réduction du taux de porosités
Le soudage laser sur de fines épaisseurs génère des soudures de petites dimensions, à une cadence rapide. L’évolution de la technologie laser permet aujourd’hui de souder des matériaux fortement réfléchissants tels que le cuivre ou l’aluminium.
Avantages
Haute cadence de production
Soudure étanche
Assemblage hétérogène
Parfaite maîtrise de l’apport thermique
Énergie
Soudage laser de piles et de batteries
Le soudage laser sur de fines épaisseurs génère des soudures de petites dimensions, à une cadence rapide. L’évolution de la technologie laser permet aujourd’hui de souder des matériaux fortement réfléchissants tels que le cuivre ou l’aluminium.
Avantages
Haute cadence de production
Soudure étanche
Assemblage hétérogène
Parfaite maîtrise de l’apport thermique
Grâce à la gestion précise des paramètres de soudage laser, on obtient des soudures de petites dimensions même sur des matériaux fortement réfléchissants.
La vitesse de soudage réduit fortement les déformations ce qui autorise le soudage d’éléments de mouvement horloger.
Exemples : soudage d’axes sur roues dentées, de rotors sur axes, soudage de maillons et axes pour bracelets de montre, soudage d’appliques en métaux précieux sur cadrans.
Avantages
Finesse de la zone fondue < 100 µm
Résistance mécanique
Très faibles déformations
Assemblage hétérogène
Aspect visuel
Horlogerie-Joaillerie
Soudage laser de métaux précieux
Grâce à la gestion précise des paramètres de soudage laser, on obtient des soudures de petites dimensions même sur des matériaux fortement réfléchissants.
La vitesse de soudage réduit fortement les déformations ce qui autorise le soudage d’éléments de mouvement horloger.
Exemples : soudage d’axes sur roues dentées, de rotors sur axes, soudage de maillons et axes pour bracelets de montre, soudage d’appliques en métaux précieux sur cadrans.
Avantages
Finesse de la zone fondue < 100 µm
Résistance mécanique
Très faibles déformations
Assemblage hétérogène
Aspect visuel
Les très faibles déformations induites par le laser autorisent l’assemblage de pièces finies telles que des éléments de boites de vitesses ou des arbres à cames. Le laser permet aussi de nouvelles conceptions d’assemblage pour remplacer par exemple des assemblages vissés dans des organes de régulation.
Avantages
Augmentation de la vitesse de soudage
Stabilité du procédé
Faibles déformations
Nouvelles possibilités de conception
Résistance mécanique équivalente à celle du métal de base
Automobile
Soudage laser d’organes mécaniques
Les très faibles déformations induites par le laser autorisent l’assemblage de pièces finies telles que des éléments de boites de vitesses ou des arbres à cames. Le laser permet aussi de nouvelles conceptions d’assemblage pour remplacer par exemple des assemblages vissés dans des organes de régulation.
Avantages
Augmentation de la vitesse de soudage
Stabilité du procédé
Faibles déformations
Nouvelles possibilités de conception
Résistance mécanique équivalente à celle du métal de base
IREPA LASER dispose d’équipements de pointe dédiés au soudage laser des matériaux métalliques afin de prendre en charge les projets de soudage métallique des entreprises.
Lasers Fibre multimode jusqu’à 6 kW et monomode jusqu’à 750 W, quasi continu 600W/6kW
Lasers YAG impulsionnel
Lasers CO2 jusqu’à 3,5 kW
Systèmes optiques, focalisation de 30 à 1000 µm de diamètre
Têtes scanners avec repositionnement de trajectoire
Machine de soudage 3 à 4 axes à commande numérique
Robot avec positionneur
Suivi de joint
Système d’analyse faisceau
Laboratoire d’analyses métallographiques
Moyens de caractérisation (CND, analyses chimiques, essais mécaniques, MEB, diffraction X, brouillard salin, essais de fatigue et vibratoire ….)
L’utilisation des machines laser dans le domaine du soudage des matériaux métalliques répond efficacement à de nombreux besoins d’assemblage (macro et micro). Pour exploiter au mieux leurs performances, tant sur le plan technologique que sur le plan économique, la compréhension et la maîtrise des paramètres opératoires sont indispensables.
