Soudage laser

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  • Publié le : 29 juin 2010
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MINI-PROJET :procédé d’éLABORATION DES BRUTES

* SUJET : SOUDAGE PAR LASER

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ANNEE 2009/2010

SOUDAGE PAR LASER

1.Introduction
1.a. Introduction générale :
Le procédé de laser a été développé depuis les années 1960 après avoirêtre décrit par Albert Einstein dès le début du XXe siècle. Cette technologie n’a cessé de progresser d’une façon comparable à la micro-informatique.
Aujourd’hui, les lasers sont présent dans tout les domaines tels que les télécommunications (fibre optique contrôlées par laser), les scanners, lectures CD, lecteurs de codes barres… dans ces domaines l’énergie du laser nécessaire est bienbeaucoup plus faible que celle nécessaire pour tout ce qui est traitement des matériaux tels que le coupage, les traitements de surface et le soudage qui est le sujet de ce mini-projet.
Voici quelques domaines d’utilisation du laser dans les traitements des matériaux :
* le coupage au laser qui permet de couper à de grandes vitesses, de très bonnes précisions.
* Le soudage au laserpermet d’obtenir des joints fondus très étroits et n’engendre quasiment aucune déformation structurale.
* Le marquage au laser sur différentes surfaces de composants inégales permet de graver bon nombre de codes produits.
* Le perçage au laser favorise le micro-usinage des trous, impossible à obtenir par les procédés traditionnels.
* Le traitement des surfaces au laser couvre un grandnombre d'applications, dont le recuit, la trempe, la projection / le revêtement ou le nettoyage de surfaces

Bref, les lasers constituent un outil précis et aisément ajustable sans contact mécanique avec la pièce à travailler et cela quelque soit le domaine, d’où son évolution continuelle. Il faut noter que ces procédés utilisent de l’électricité etgénèrent un rayonnement I.R. non visible à l’œil nu et dangereux d’où l’importance de connaître parfaitement la réglementation en vigueur avant toute utilisation de cette technologie.
1.b. Introduction au soudage laser :
Depuis nombreuse année le soudage laser a été utilisé dans le secteur automobile. En effet, en 1975 Fiat installait un laser CO2 afin d’améliorer le soudage decomposantes de transmissions.
Au cours des années 1980, les constructeurs ont commencé à remplacer le soudage par résistance par le laser et à joindre par laser des feuilles de différentes épaisseurs et compositions
(tailored welded blanks) pour obtenir, dans des pièces pouvant être embouties, les caractéristiques mécaniques et métallurgiques voulues aux endroits requis. Malgré le peu deconnaissance qu’une large part de l’industrie manufacturière en a, le soudage laser est un procédé mature ayant fait ses preuves.

Le soudage laser est réalisé à l’aide d’une source laser émettant dans l’infrarouge. Le faisceau est donc invisible et représente un réel danger pour la sécurité des travailleurs. En conséquence, le soudage est effectué par un robot (ou tout autre manipulateur)dans une enceinte fermée, étanche à la lumière.
Il est possible de souder au laser selon deux modes : en conduction ou en trou de serrure (keyhole).
Le soudage par conduction s’effectue à l’état liquide et requiert une densité d’énergie d’environ 105 W/cm2. Le soudage en trou de serrure, quant à lui, implique la vaporisation du métal sous l’action d’une énergie d’au moins 106 W/cm2. Lecapillaire, petit « tube » de vapeur métallique se formant dans la pièce, permet l’obtention d’un joint présentant le profil étroit et profond typique au soudage laser (voir Figure 1), alors que le soudage par conduction produit des joints plus larges que profonds. Sachant que le diamètre du faisceau laser frappant le matériel est de l’ordre du demi-millimètre, une source laser de plus de 1...
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