La soudure LASER consiste simplement à utiliser un faisceau de lumière concentrée pour fusionner des matériaux, principalement métalliques. Le mot LASER est l'acronyme de "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", ce qui signifie "Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement".
Le principe est d'émettre un rayonnement lumineux, qui est amplifié et concentré en un faisceau, dirigé avec précision sur un point. La précision et la puissance du faisceau entraînent la surchauffe du métal et donc sa fusion. Cette technologie est utilisée en soudage dans l'espoir d'une meilleure qualité et rentabilité. C’est l’industrie qui bénéficie le plus de ce procédé, de par ses besoins de production.
De mon côté, c’est un poste de soudure laser manuelle que j’ai eu la chance de tester. Mais alors quelle différence entre laser et lumière ordinaire? Et bien c’est principalement dans la manière dont se transmet l’énergie. Si vous prenez une ampoule, elle émet une lumière constituée de photons. Mais dans une gamme de longueurs d’onde variée et dans toutes les directions. La lumière Laser quant à elle, est émise à une longueur d’onde précise. Les photons qui la composent, sont “cohérents” (ils se dirigent dans la même direction). C’est ça qui permet de concentrer une quantité d’énergie importante sur un point précis.
Il existe plusieurs types de lasers, définis par leur technologie d'amplification de la lumière. Différentes machines (fixes, portatives, etc…), peuvent utiliser chaque type de laser.
Question sécurité, est-ce que le soudage laser est plus dangereux qu’à l’arc? Si vous mettez votre doigt entre le pistolet et la tôle pendant le soudage, effectivement vous risquez des brûlures sévères. Mais iriez-vous mettre votre main devant une lame de scie circulaire? Comme toujours c’est l’utilisation qui va définir les dangers. Pour parler des risques de la soudure laser ils sont finalement peu nombreux mais assez violents.
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Le risque principal est la brûlure de la rétine, c’est pourquoi les lunettes sont absolument obligatoires. Tout simplement parce que même si il n’y a pas de rayonnement sur les côtés du faisceau, il peut y avoir une réflexion d’une partie du rayonnement. Cette réflexion est (probablement) sans grand impact sur la peau, car diffuse, mais bien plus grave sur l’œil. Puisque l’œil dispose d’un cristallin qui va concentrer les rayons sur la rétine. Donc même diffus, les rayons seraient très dangereux pour les yeux. Il existe donc des lunettes spéciales et adaptées pour les différents lasers, avec un marquage précis qui défini leur utilisation.
Au final c’est le seul vrai équipement à ne jamais oublier. Je ne dis pas qu’il est inutile de s’habiller correctement ou de porter un masque respiratoire (toujours important).
De nombreux avantages à souder au laser sont mis en évidence. Premièrement et d’après moi, la vitesse de soudage est le plus gros point fort. Mais il faut surtout penser aux autres gains de temps non négligeables, comme le nettoyage. En effet le procédé laser n’émet quasiment aucune projection, ça permet de gagner un temps considérable. Et les soudures effectuées sont fines et ont un aspect régulier et propre.
Deuxièmement, souder au laser ne déforme quasiment pas les pièces, du fait de la vitesse de soudage élevée, ainsi que de la précision et finesse du joint. C’est un très gros avantage pour beaucoup de secteurs industriels.
Troisièmement, la Z.A.T est très réduite en soudage laser. La ZAT c’est la Zone Affectée Thermiquement. C’est une zone en périphérie de la soudure, qui a été chauffée mais pas fusionnée. Cette chauffe a entraîné une modification de la structure du métal, ce qui la rend plus fragile et cassante. Les pièces assemblées sont donc affaiblies en ce point. Au laser cette zone est réduite au minimum, de ce fait l’assemblage a plus de résistance.
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J’ai relevé quelques autres avantages:
Quelques inconvénients sont évidemment à noter.
Tous les métaux soudables au Tig le sont au laser… Mais pas que !! On a principalement:
Voilà pour les principaux matériaux, à savoir que dans tous les cas, il faut que les pièces soient propres.
Ce qui m’a le plus intrigué, c’est de pouvoir faire des assemblages hétérogènes (deux métaux différents) sans métal d’apport. Ainsi, j’ai pu assembler une tôle inox avec une tôle laiton, qui n’ont pourtant que très peu de propriétés communes. La liaison tenait tout de même plutôt bien, en gardant à l’esprit de ne pas pouvoir exercer un effort mécanique trop important, sous peine de rupture.
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Voici une description de l’interface du poste:
La soudure laser est utile dans de nombreux domaines de production industrielle. On a pu voir que de nombreux domaines sont intéressés par cette technologie, certains l’utilisent depuis quelque temps, d’autres verront son apparition et d’autres encore n’en n’auront jamais besoin car pas adaptée. Le soudage laser est récent malgré tout, et ses possibilités de développement sont à mon avis nombreuses.
En tant que soudeur j’ai été scotché par certains points, surtout pour des matériaux comme l’alu. Sans parler de la vitesse d’exécution possible qui améliore les capacités de production… Le tarif reste encore élevé pour être dans les mains de monsieur tout le monde, mais peut-être baissera t-il? Pour une entreprise c’est tout à fait abordable, si on prend le soin d’étudier une rentabilité.
Un poste à souder laser moderne repose sur une technologie de haute précision qui combine plusieurs éléments essentiels.
Le soudage laser est devenu une technologie incontournable dans de nombreux secteurs industriels en raison de ses performances exceptionnelles et de sa grande adaptabilité.
Le soudage laser est devenu une technologie incontournable dans de nombreux secteurs industriels grâce à sa précision, sa rapidité et sa capacité à minimiser l’impact thermique sur les matériaux.
La technologie du soudage laser ne cesse d’évoluer pour répondre aux exigences croissantes de l’industrie, en améliorant la puissance, le contrôle et la polyvalence des systèmes. Les fabricants développent des sources laser toujours plus puissantes, capables de souder des matériaux plus épais et d’augmenter la vitesse de production, ce qui élargit les possibilités d’application dans de nombreux secteurs. Parallèlement, l’intégration de capteurs intelligents et d’algorithmes d’intelligence artificielle permet un contrôle en temps réel de la qualité des soudures, rendant les systèmes plus autonomes et capables de s’auto-ajuster pour optimiser la précision et réduire les défauts.
Le soudage hybride, qui associe le laser à d’autres procédés comme le soudage à l’arc, se développe également afin de combiner les avantages des différentes technologies et d’améliorer la robustesse des assemblages. Enfin, le soudage laser joue un rôle clé dans la fabrication additive métallique, où il permet de concevoir des pièces complexes couche par couche, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour l’industrie aéronautique, automobile et médicale. Le poste à souder laser représente une technologie de pointe qui révolutionne les procédés d'assemblage dans de nombreux secteurs industriels. Avec les évolutions constantes dans ce domaine, le soudage laser a encore de beaux jours devant lui et continuera sans doute à repousser les limites de ce qui est possible en matière d'assemblage des métaux.
Le 6 juin dernier, lors des 15e Assises de la métallerie, l’attention a été portée sur les questions de sécurité liées à cette technique. En particulier : quels sont les nouveaux risques induits par cette technologie ? Que sait-on de l’exposition réelle aux fumées de soudage, ou encore aux rayonnements optiques ?
Comparée aux méthodes traditionnelles, la technique génère de nouveaux risques, liés à l’utilisation d’un laser de classe 4. « Dans le faisceau direct, il suffit d’un millième de seconde pour que la rétine soit brûlée de manière irréversible », souligne Virginie Durgeaud, ingénieure-conseil au Lico. Le faisceau peut être dangereux pour les yeux à plus de 100 m, et à plus de 40 m pour la peau. Les rayonnements peuvent entraîner une inflammation de la cornée et de la conjonctive, des lésions de la rétine et des cataractes. Et si le faisceau atteint la peau, il provoque des brûlures qui peuvent être profondes.
« Un soudeur sans formation adéquate va vite se retrouver dans une situation dangereuse, souligne l’ingénieure-conseil. Le faisceau, invisible, peut être dévié et réfléchi, ce qui peut engendrer des émissions diffuses susceptibles de revenir vers lui ou ses collègues.
Selon la réglementation liée aux rayonnements optiques artificiels (ROA), l’utilisation d’un laser de classe 4 nécessite d’avoir, au sein de l’entreprise, une personne compétente en sécurité laser. Responsable HSE, soudeur…, celui-ci devra évaluer les risques et définir les mesures de prévention à mettre en œuvre, notamment les personnes autorisées à utiliser le procédé. Cela pose néanmoins la question de la formation de ces dernières.
D’autre part, ces opérations de soudage doivent se faire dans un lieu dédié, idéalement une cabine entièrement fermée, même au plafond, afin de s’assurer que le rayonnement reste circonscrit et ainsi éviter toute diffusion dans les locaux attenants. La zone d’émission laser doit être signalée (pictogrammes…). « Il est nécessaire de réglementer l’accès à la cabine et qu’un voyant lumineux avertisse lorsque le laser est en route. Il est nécessaire de compléter l’arsenal de prévention par des équipements de protection individuelle (EPI). Gants et combinaisons ignifugés, mais aussi, pour protéger les yeux, lunettes de protection laser et casque de soudage auto-obscurcissant.
La Carsat Pays de la Loire, qui consacre une brochure à l’utilisation en sécurité des postes de soudage laser manuel, rappelle que les protections dédiées au soudage MIG/MAG ou TIG ne sont pas adaptées au soudage laser et inversement. « Aujourd’hui, un casque de soudeur classique va protéger des UV, mais pas des IR générés par le laser. Cela donne une fausse impression de sécurité. Il est indispensable de compléter avec des lunettes laser conformes à la norme NF EN 207 », insiste Thierry Angevin.
Outre les risques liés aux rayonnements optiques, les opérateurs sont exposés aux risques chimiques liés aux fumées émises. En attendant, la mise en place d’un captage à la source est donc nécessaire et indispensable. Comme il n’existe pas, à l’heure actuelle, de torche aspirante pour le soudage laser manuel, il convient d’opter pour des tables ou des dosserets aspirants.
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