Focus matériaux n° 5 – La soudure laser hétérogène
Dans notre série sur le soudage laser des matériaux, nous avons évoqué jusqu’à maintenant les questions d’assemblage entre métaux de même nature : soudure laser sur inox, titane, cuivre, nickel… Dans certains projets, il faut cependant trouver des solutions pour souder des matériaux de nature différente : on parle alors de soudure laser hétérogène.
Quelques généralités sur la soudure hétérogène
La soudure laser hétérogène est un sujet si vaste qu’il est impossible de le traiter en un seul article ! On peut cependant parler des assemblages hétérogènes qui ont fait leurs preuves en soudure laser industrielle :
- assemblage d’alliage nickel + inox : notamment invar® et inox, kovar® et inox, inconel® et inox, alumel® et inox, hastelloy® et inox ;
- assemblage acier + inox ;
- assemblage vanadium (V) + inox (utilisé en insert) ;
- assemblage vanadium (V) + titane (Ti).
Ces deux dernières soudures laser hétérogènes sont principalement utilisées en recherche et développement.Pour obtenir de bons résultats, il est préférable de travailler avec des matériaux ayant des températures de fusion assez proches, pour éviter les défauts souvent observés de fissures issues de la formation de composés intermétalliques fragiles.
Rendez-vous dans notre lexique pour un rappel des termes de la soudure laser
Soudage laser hétérogène : focus sur la recherche
La soudure laser sur matériaux hétérogènes intéresse la recherche fondamentale tout autant que les équipes de recherche et développement. Leur objectif est double :
- prouver le bon fonctionnement du soudage laser sur supports dissemblables ;
- réussir à atteindre des résultats sans fissure, offrant étanchéité et bonne tenue mécanique.
Des campagnes d’essai ont ainsi été lancées au sein du Labcom FLAMme (Faisceaux Laser et Assemblage de Matériaux diseMblablEs), créé conjointement avec le Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) et Laser Rhône Alpes. Ces recherches se composent d’une simulation numérique en laboratoire complétée par une mise en application concrète en usine en vue d’applications dans divers secteurs industriels.
Il s’agit de comprendre les phénomènes qui se produisent au moment du soudage et de trouver les bonnes stratégies et les bons paramètres (épaisseur, température, composition, etc.) pour obtenir des soudures de qualité quels que soient les matériaux.
Laser Rhone Alpes : les projets en cours
Les équipes de Laser Rhône Alpes (LRA) sont investies sur plusieurs projets nécessitant le soudage de métaux dissemblables. Elles travaillent notamment sur une soudure hétérogène invar® et inox pour une application dans le domaine spatial, en contrat avec un industriel. Les caractéristiques : une difficulté dimensionnelle importante à tenir tout en maîtrisant les contraintes résiduelles.
LRA a par ailleurs été sollicité par le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) afin de souder aluminium et cuivre pour la réalisation de connexions électriques. Le challenge est une fois de plus très important ! Et les travaux de recherche menés dans le cadre du Labcom FLAMme se poursuivent pour étudier et perfectionner la soudure laser titane et inox.
Plus encore qu’avec un assemblage homogène, le soudage laser sur métaux dissemblables exige la réalisation d’une étude de faisabilité. Laser Rhône Alpes investit massivement dans la recherche et le développement pour vous apporter les meilleures solutions pour vos projets de soudure laser hétérogène. Pour établir un devis ou échanger avec nos équipes sur votre projet, contactez nos équipes de commerciaux et techniciens.
Crédit : Unsplash – Robert Haverly
