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Un faisceau lumineux très concentré se produit dans la source d'un laser. La concentration de ce faisceau lumineux sur un très petit foyer génère une densité énergétique très élevée. C'est pourquoi le laser est une source d'énergie qui présente d'excellentes propriétés pour le soudage et le coupage, notamment de métaux.
Le type de laser qui utilise du gaz pour produire le rayon laser est le laser au CO2.
On recourt ici à un mélange gazeux, composé de dioxyde de carbone, d'azote et d'hélium, que l'on appelle le gaz de source. Les deux principaux champs d'application du laser dans la métallurgie sont le coupage et le soudage au laser.
Coupage au laser
Le (oxy-)coupage au laser est comparable à un procédé de coupage autogène dans lequel la flamme autogène a été remplacée par le rayon laser, lequel a une valeur énergétique beaucoup plus élevée. Le rayon laser porte localement le matériau à couper à la température d'amorçage et l'oxygène de coupe insufflé dans le matériau brûle le métal. Les scories sont chassées par l'énergie cinétique.
Le coupage au laser d'aciers non alliés ou faiblement alliés se fait essentiellement à l'aide d'oxygène, tandis que le coupage au laser d'aluminium ou d'acier inoxydable se fait à l'azote. Dans le cas de ces deux derniers matériaux, l'oxygène provoque une couche d'oxydation très dure et difficile à enlever, ce que l'azote permet d'éviter.
Soudage au laser
Le soudage au laser peut se faire selon deux méthodes : la méthode de soudage qui travaille avec un marquage limité et ce que l'on appelle la méthode "key hole", qui procure un cordon de soudure avec un très petit rapport largeur/profondeur. Un gaz de protection est utilisé pour protéger la soudure des effets négatifs de l'air ambiant. L'argon, l'hélium, les mélanges argon/hélium et parfois aussi l'azote peuvent être pris en considération. Mais des gaz de protection avec des composants actifs comme l'oxygène et le dioxyde de carbone peuvent également être mis en œuvre. |
