Précision, efficacité et applications de la soudure laser
Chez Laser Cheval, nous avons développé une expertise reconnue dans la soudure laser. Elle est le fruit d’un investissement constant dans la recherche et le développement ces dernières années afin de continuer à innover tant sur le plan technique que sur celui du pilotage des machines.
La soudure laser d’une précision micrométrique
La soudure laser est un procédé de jonction qui utilise un faisceau lumineux concentré pour chauffer et faire fondre localement les matériaux à assembler. Contrairement aux techniques traditionnelles, le laser permet une soudure sans contact, avec une précision micrométrique. On parle d’ailleurs de micro-soudure. Chez Laser Cheval, nous utilisons principalement des sources en infrarouge proche (±1060 nm), une longueur d’onde puissante, adaptée pour souder une large gamme de métaux, y compris ceux qui ont une forte réflectivité comme l’or ou l’aluminium.
Comment fonctionne un laser conçu pour la soudure de précision ?
Le principe du laser, acronyme de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, repose sur la génération et l’amplification d’une lumière cohérente. Cette lumière, concentrée sur une très petite zone, chauffe le matériau jusqu’à la fusion. Le faisceau est transporté par fibre optique pour faciliter l’intégration dans l’environnement industriel.
Deux grandes configurations de machines sont proposées. Elles embarquent la technologie infrarouge proche. Elles ont en point commun l’efficacité, le coût maîtrisé et la compatibilité avec les matériaux industriels courants.
- Machines dans lesquelles le laser est fixe et c’est la pièce qui se déplace.
- Machines où le scanner se déplace sur la pièce à l’aide de 2 miroirs montés sur des moteurs. C’est le scanner galvanométrique.
Laser Cheval conçoit, fabrique et installe une gamme de machines laser, compactes pour certaines, spécialisée dans la micro-soudure de précision. C’est le cas de la Lew, la Quartz Lew, la Saphir Lew. Chaque choix est guidé par une approche pragmatique : le bon compromis entre performance, absorption et rentabilité.
Voir la page des machines de micro-soudure laser
Où intervient le laser lors d’une opération de micro-soudure ?
Le laser agit directement sur le joint à souder. Son faisceau, focalisé avec une extrême précision (jusqu’à 25 µm), permet de chauffer la matière de manière localisée, rapide et sans contact. Ce processus minimise les zones affectées thermiquement, réduit les contraintes mécaniques et permet une soudure fine, esthétique, voire invisible. Chez Laser Cheval, le faisceau est transporté par fibre optique, ce qui garantit souplesse d’intégration et entretien simplifié.
Les deux techniques de soudure laser
Chez Laser Cheval, nous maîtrisons une dizaine de géométries de cordons de soudure laser, chacune adaptée à une configuration spécifique. Ce savoir-faire nous permet de garantir un assemblage optimal, tant sur le plan mécanique qu’esthétique.
La soudure laser par transparence
Cette technique est idéale pour les plastiques. Le faisceau traverse une pièce transparente pour chauffer une pièce absorbante en dessous. Résultat : une soudure invisible, propre et sans bavure.
La soudure laser par point
Technique rapide et localisée. Le faisceau est appliqué par impulsion sur des zones précises. Couramment utilisée pour les composants électroniques, la joaillerie ou les systèmes mécaniques miniatures.
Plusieurs modes de soudures possibles selon les situations :
-
Bout à bout
Description : Deux pièces alignées sur le même plan, soudées à leurs bords.
Usage : Tuyauterie, structures métalliques -
À clin
Description : Une pièce recouvre partiellement l'autre.
Usage : Carrosserie, tôlerie fine. -
En T
Description : Une pièce perpendiculaire à l'autre formant un T.
Usage : Cadres, charpentes métalliques -
D’angle
Description : Deux pièces se rejoignent en angle (généralement 90°).
Usage : Caissons, coffrets -
Bord a bord
Description : Deux pièces côte à côte soudées sur leurs bords alignés.
Usage : Réservoirs, tôles fines -
Par point
Description : Points de soudure localisées pour assembler deux tôles fines.
Usage : Automobile, electroménager -
Par transparence
Description : Soudure continue ou en pointillés, souvent automatisée.
Usage : Soudure hermétique, boîtes métalliques.
Prenez une longueur d’avance avec la soudure laser
La soudure laser maîtrisée présente de multiples avantages en plus de la précision et de la qualité de réalisation.
Précision et Qualité de Soudure Exceptionnelles
Le faisceau est maîtrisé à l’échelle micrométrique, garantissant une soudure fine, solide et localisée.
Soudure Étanche
Idéale pour les applications médicales ou électroniques, la soudure laser permet des assemblages hermétiques sans surchauffe.
Vitesse et Productivité Accrues
La vitesse d’exécution peut atteindre 100 mm/s. Intégrée à une ligne automatisée, elle assure un rendement élevé.
Réduction des Déformations
Le faible apport thermique réduit les contraintes mécaniques, limite les retouches et garantit un excellent maintien dimensionnel.
Flexibilité et Adaptabilité aux Matériaux Divers
Métaux précieux, aciers inox, plastiques techniques… La soudure laser s’adapte à un très large spectre de matériaux.
La soudure laser est adaptée pour les secteurs industriels exigeants
Soudure Laser dans le Secteur Médical
La soudure laser s’impose comme une technologie clé dans l’univers médical, notamment pour l’assemblage d’implants, d’instruments chirurgicaux et de composants microtechniques qui exigent une étanchéité parfaite. Grâce à une précision micrométrique et une maîtrise fine de l’apport thermique, elle permet de souder des matériaux comme le titane ou l’inox sans les altérer ni générer de bavures, même à proximité de composants sensibles.
- Assemblage d’implants, d’instruments chirurgicaux, de membranes étanches
- Micro-soudure de boîtiers implantables ou de capteurs médicaux
Soudure Laser dans la Micro-Mécanique
Dans le secteur de la micro-mécanique, la soudure laser permet d’assembler des composants de très petites dimensions avec une extrême précision, sans déformation ni surchauffe. Ressorts, engrenages, axes miniatures ou paliers micromécaniques peuvent ainsi être soudés avec une qualité constante, y compris sur des alliages délicats.
La finesse du faisceau et la possibilité de travailler sans contact rendent également cette technologie idéale pour des interventions localisées, comme l’ajustement ou la réparation de pièces sans démontage, notamment dans les mécanismes complexes. Le faible apport d'énergie thermique réduit les contraintes internes et évite les risques de fissures ou de déformation.
- Composants miniatures
- Ressorts, engrenages, paliers et pièces de haute précision
- Réparation ou ajustement sans démontage
Autres Applications de la Soudure Laser
Au-delà du médical et de la micro-mécanique, la soudure laser trouve sa place dans de nombreux secteurs à haute valeur ajoutée comme la joaillerie.
- Électronique : connecteurs, batteries, capteurs sensibles
- Joaillerie et horlogerie : soudure invisible sur or, platine ou pièces de grande finesse
- Outils et moules : réparation, renforts localisés, optimisation géométrique
Choisissez la bonne solution laser adaptée à vos besoins
Dans un environnement industriel de haute précision, le choix d’une solution de soudure laser doit être étudié. Il repose sur une analyse fine des besoins applicatifs, des matériaux à souder et des contraintes de production. La technologie laser, par sa flexibilité et sa précision, offre des réponses adaptées à de nombreux cas d’usage, mais nécessite une approche technique rigoureuse pour garantir performance, répétabilité et qualité du joint soudé.
Facteurs Clés à Considérer
- Type de matériau (acier inoxydable, titane, cuivre, aluminium, alliages spécifiques – conditionne le choix de la longueur d’onde du laser, la durée d’impulsion, et les paramètres d’énergie).
- La géométrie des pièces. joue un rôle déterminant. Un joint d’angle, un recouvrement ou une soudure sur surface incurvée ne mobilisent pas la même stratégie.
- Puissance requise ou crête du laser doit être adaptée à l’épaisseur et à la conductivité thermique du matériau.
- Mode opératoire : déplacement pièce ou scanner galvanométrique
- Intégration dans votre environnement industriel. Toute solution doit s’intégrer dans la chaîne de production existante, en termes d’automatisation, d’environnement de travail, de traçabilité, de conformité aux normes de qualité.
La soudure laser prend l’avantage sur le TIG et le MIG
Par rapport aux procédés classiques de soudure thermique comme le TIG (Tungsten Inert Gas) ou le MIG (Metal Inert Gas), la soudure laser présente plusieurs avantages structurels majeurs dans les environnements exigeants :
- Procédé sans contact : le faisceau laser interagit à distance avec la matière, ce qui réduit l’usure des outils, les contaminations et les contraintes mécaniques sur les pièces.
- Propreté du joint : l’absence d’électrode ou de fil d’apport limite les projections, les scories et les défauts de fusion. Le cordon est lisse, précis, et nécessite peu ou pas de retouche.
- Accessibilité des zones complexes : grâce à un faisceau focalisé de quelques dizaines à centaines de microns, le laser peut intervenir dans des zones étroites, profondes ou difficiles d’accès, y compris à travers des optiques spécifiques.
En revanche, la soudure laser exige un alignement très précis, des surfaces bien préparées, et une maîtrise fine des paramètres thermiques pour éviter fissures, porosités ou soufflures. Sur l’ensemble de ces points, Laser Cheval a une expertise de pointe qui nous permet d’accompagner nos clients de la compréhension de ses besoins, à la formation des techniciens qui vont utiliser la machine.
La soudure laser restera une affaire d’expert
La soudure laser de précision connaît une forte croissance, portée par les secteurs du médical, de l’électronique et de la mobilité électrique. Les avancées dans ce secteur ouvrent de nouvelles possibilités, notamment sur les métaux difficiles. Acteur reconnu de la soudure laser micrométrique (micro-soudure), l’entreprise Laser Cheval à Marnay, en Franche-Comté, est idéalement positionnée pour accompagner cette évolution grâce à son expertise technique et son offre sur mesure. Nous jouons un rôle central dans l’intégration de solutions automatisées et pilotées par capteurs intelligents dans les industries de haute technologie.
