Sur inox, acier et aluminium, les résultats de soudure réalisées avec ce procédé sont remarquables avec un effet maximisé par rapport au soudage TIG.

Les fondamentaux du laser et son usage dans l’industrie

Des premières hypothèses d’Albert Einstein au début du 20^e siècle à sa première mise en fonctionnement 50 ans plus tard par Théodore Maiman, le laser a toujours concentré beaucoup d’intérêts et de recherches de par son pouvoir potentiel remarquable.

Le laser se caractérise par un faisceau de lumière ultraconcentré, résultant de l’émission stimulée de l’émission stimulée du rayonnement électromagnétique. Le faisceau laser, focalisant l’énergie laser sur des zones très précises, peut être de différentes natures selon les paramètres de génération (milieu générateur et longueur d’onde notamment) et l’application employant cette technologie.

Dans le domaine industriel, les applications les plus fréquentes sont le soudage et la découpe de matériau. 3 types de laser sont alors mis en œuvre : le laser CO2, le laser YAG et le laser fibré.

Ce dernier est le plus souvent employé en soudage laser manuel avec des longueurs d’onde entre 725 et 1050 micromètres.

Le laser CO₂ : caractéristiques et avantages du laser gazeux

Le faisceau de ce type de laser est créé par l’ionisation d’un mélange gazeux composé de CO₂, d’azote et d’hélium. Ces trois gaz doivent être de haute pureté avec un taux d’H₂O (taux d’humidité) résiduel le plus bas possible.

En fonction des fabricants de machine, un pré-mix type Lasline Messer peut être proposé et reprenant la composition exacte préconisée.

Le laser CO₂ se retrouve principalement en découpe, la longueur d’ondes est de 10,6 µm.

Le laser YAG ou à diode : un état solide pour des applications spécifiques

Le faisceau de ce laser à l’état solide est obtenu sans gaz lasant. On retrouve les technologies YAG ou à diode. Les longueurs d’ondes des technologies laser YAG ou à diode sont comprises entre 1030 et 1080 nm permettant de coupler le faisceau dans une fibre.

En soudage laser manuel, la source est généralement fibrée avec une longueur d’onde utile à l’assemblage des matériaux dont les caractéristiques physiques leur offrent un très bon taux d’absorption de la lumière, tels que l’acier ou les aciers inoxydables. A l’inverse l’aluminium présente un taux de réflexion très élevé, ce qui rend le soudage au laser manuel plus difficile.

Qu’est-ce que le soudage laser manuel ?

De par la qualité de finition de ce procédé sur les matériaux les plus courants, le soudage laser manuel connait un véritable essor en Europe et dans le monde depuis son apparition il y a quelques années. Composé d’une source laser, d’un pistolet de soudage et d’un dévidoir, le dispositif de soudage laser manuel nécessite cependant de prendre des précautions lors de la mise en œuvre, et notamment sur la sécurité.

C’est pourquoi les équipes et experts Messer vous accompagnent tout au long de la collaboration, et particulièrement dans la mise en œuvre de ce procédé, tant au niveau métallurgique que sur la sécurité.

Avantages du soudage laser manuel

Grâce à la rapide prise en main du procédé, l’opérateur peut obtenir des cordons de très bel aspect en un minimum de temps. Toutefois, le choix des paramètres et du gaz de protection devra faire l’objet d’une attention particulière afin d’obtenir des résultats sans défaut (porosités, etc).

En un coup d’œil : (soit 3 colonnes soit pictos pour rendre l’ensemble plus visuel et impactant)

• Productivité
  • Vitesses de soudage très importantes (jusqu’à quatre fois supérieur au procédé TIG).
  • Cordons compacts, de très bel aspect.
  • Temps de nettoyage post soudage très limité.
• Qualité
  • Obtention d’un cordon avec une ZAT très fine et peu visible.
  • Moins de déformations grâce à un apport thermique très ciblé.
• Polyvalence
  • Procédé adapté pour un multitude de matériaux (acier, aluminium, etc)
  • Adaptation simple du métal d’apport et du gaz de protection

Pour l’aluminium, la puissance du laser devra être suffisante pour compenser le faible taux d’absorption de la lumière.

L’importance du gaz de protection en soudage laser manuel

Le gaz de protection soudage réduit efficacement le taux de porosités et de nitrures résultant de la pollution du bain de fusion par l’air ambiant lors qu’une opération de soudage est menée sans protection gazeuse.

Bien que très souvent utilisés, l’argon et l’azote peuvent être remplacés par des gaz et mélanges de gaz plus adaptés et offrant un meilleur rendement.

C’est ce que confirment les études menées par les ingénieurs et experts Messer, dont les résultats mettent en évidence l’importance du choix du gaz et la bonne maitrise des paramètres.

En fonction du matériau, il conviendra d’utiliser le gaz adéquat :

• Acier : Lasline C (100 % CO₂ pur) Messer
• Inox : Lasline H5 (5% H₂ + 95 % N₂) Messer
• Aluminium : Lasline A (100 % Argon) Messer

Grâce à la gamme Lasline Messer, vous maitrisez vos résultats de soudage : amélioration de la géométrie du cordon, amélioration de la pénétration et absence de porosités.

En savoir plus sur les gaz pour le soudage laser manuel

La sécurité en soudage laser manuel

Pour travailler en sécurité avec un équipement laser, il est impératif de respecter les normes suivantes :

• DIN EN ISO 11553-2, Sécurité des machines — Machines de traitement par laser - Partie 2 : Exigences de sécurité pour les appareils de traitement par laser portatifs,
• DIN EN 60825-1/4, Sécurité des produits laser — Partie 1 : Classification des équipements et exigences et Partie 4 : Barrières de sécurité laser.

• Les lasers utilisés pour les processus de soudage, de nettoyage et de découpe sont de classe 4 selon cette classification [niveau élevé].

L’utilisation d’un poste de soudage laser manuel demande des précautions spécifiques telles que :

• Une cabine de soudage dédiée, équipée de l’ensemble des éléments de sécurité comme l’arrêt automatique de la source,
• Le port de lunettes de soudage classe 4 (laser),
• Le port d’une veste de protection couvrant le torse et les jambes,
• Le port de gants de protection spécifiques au soudage laser manuel.

En soudage laser manuel, on utilise le spectre de l’infrarouge (ondes comprises entre 780 nM & 1400 nM), ce qui peut provoquer des lésions cutanées et oculaires. Ces lésions peuvent être irréversibles, notamment pour vos yeux. Il est donc impératif de prendre toutes les mesures nécessaires pour vous assurer de travailler dans des conditions de sécurité optimale.

Messer vous accompagne dans cette démarche, nos experts sont formés et aptes à répondre à vos questions sur ce sujet.

Pour plus d'informations, contactez nos experts de soudage.