Tout d’abord, qu’est-ce qu’un laser ? Le premier faisceau laser au monde a été produit en 1960 en utilisant une ampoule flash pour exciter les grains de cristal de rubis. En raison de la capacité thermique limitée du cristal, celui-ci ne pouvait produire qu’un faisceau d’impulsions très court et à très basse fréquence. Bien que l’énergie maximale instantanée de l’impulsion puisse atteindre 106 watts, il s’agit toujours d’une faible production d’énergie.
La technologie laser utilise un polariseur pour réfléchir le faisceau généré par le laser afin qu'il soit concentré dans un dispositif de focalisation pour produire un faisceau d'énergie énorme. Si le foyer est proche de la pièce, celle-ci fondra et s'évaporera en quelques millisecondes. Cet effet peut être utilisé dans le processus de soudage. L'émergence du CO à haute-puissance2et les lasers YAG-haute puissance ont ouvert un nouveau domaine du soudage laser. La clé de l'équipement de soudage laser réside dans les lasers haute-puissance. Il existe deux catégories principales. L’un est le laser solide, également connu sous le nom de laser Nd:YAG. Nd (néodyme) est un élément aristocratique rare, YAG signifie grenat d'yttrium et d'aluminium et sa structure cristalline est similaire à celle du rubis. La longueur d'onde du laser Nd:YAG est de 1,06 μm. Le principal avantage est que le faisceau généré peut être transmis via une fibre optique, ce qui permet de supprimer un système de transmission de faisceau complexe. Il convient aux systèmes de fabrication flexibles ou au traitement à distance et est généralement utilisé pour les pièces présentant des exigences élevées en matière de précision de soudage. Les lasers Nd:YAG d'une puissance de sortie de 3 à 4 kilowatts sont couramment utilisés dans l'industrie automobile. L'autre type est le laser à gaz, également connu sous le nom de CO.2laser. Le gaz moléculaire est utilisé comme milieu de travail pour produire un laser infrarouge d'une taille uniforme de 10,6 μm. Il peut fonctionner en continu et produire une puissance très élevée. La puissance laser standard est comprise entre 2 et 5 kilowatts.
Par rapport aux autres technologies de soudage traditionnelles, les principaux avantages du soudage laser sont :
1. Vitesse rapide, grande profondeur et petite déformation.
2. Le soudage peut être effectué à température ambiante ou dans des conditions particulières, et l'équipement de soudage est simple. Par exemple, le faisceau laser ne sera pas dévié lorsqu’il traversera un champ électromagnétique ; les lasers peuvent effectuer du soudage dans des environnements sous vide, dans l'air et dans certains gaz, et peuvent souder à travers du verre ou des matériaux transparents au faisceau laser.
3. Il peut souder des matériaux réfractaires tels que le titane, le quartz, etc., et peut également souder des matériaux hétérogènes avec de bons résultats.
4. Une fois le laser focalisé, la densité de puissance est élevée. Lors du soudage d'appareils à haute-puissance, le rapport hauteur/largeur peut atteindre 5 :1 et jusqu'à 10 :1.
5. Le micro-soudage est possible. Une fois le faisceau laser focalisé, il peut obtenir un très petit point et être positionné avec précision afin de pouvoir être appliqué.
Il est utilisé dans l’assemblage et le soudage de micro et petites pièces dans la production automatisée de masse.
6. Il peut souder des pièces inaccessibles et mettre en œuvre un soudage à distance sans contact-, ce qui offre une grande flexibilité. Surtout ces dernières années, la technologie de transmission par fibre optique a été adoptée dans la technologie de traitement laser YAG, ce qui a permis à la technologie de soudage laser d'être plus largement promue et appliquée.
7. Le faisceau laser peut être facilement divisé dans le temps et dans l'espace, permettant un traitement simultané de plusieurs -faisceaux et d'un traitement multi-station, offrant ainsi les conditions d'un soudage plus précis.
Cependant, le soudage laser présente également certaines limites :
1. Cela nécessite une grande précision d'assemblage des pièces et que la position du faisceau laser sur la pièce ne puisse pas être décalée de manière significative. En effet, la taille du point laser est petite après la focalisation, le cordon de soudure est étroit et un matériau métallique d'apport est ajouté. Si la précision de l'assemblage de la pièce ou la précision du positionnement du faisceau ne répond pas aux exigences, des défauts de soudage peuvent facilement survenir.
2. Le coût des lasers et des systèmes associés est relativement élevé, ce qui entraîne un investissement initial important.
