Focus matériaux n° 1 - Zoom sur la soudure laser sur inox

Cet article est le premier d’une série consacrée à la soudure laser sur différents matériaux. Vous y découvrirez les spécificités de chaque matière, leur utilisation et les problématiques liées au soudage laser – essentielles pour mesurer la faisabilité de chaque projet ! L’analyse de la composition des aciers inoxydables est par exemple primordiale pour éviter les risques de fissuration au moment du soudage. Commençons notre série avec la soudure laser sur inox !

Soudure laser sur inox : l’essentiel à savoir

Composition des aciers inoxydables et applications

L’acier est lui-même un alliage contenant du fer (minimum 50 %) et du carbone (entre 0,02 et 2 % de la masse totale). En associant ces deux composants au chrome, au nickel ou à d’autres éléments, on obtient différents aciers capables de résister à l’oxydation. Ce sont les aciers inoxydables ou « inox ».

Chaque élément entrant dans leur composition a sa fonction propre :

le nickel (Ni) assure la stabilité et la solidité de l’inox ;
le chrome (Cr), sa résistance à l’oxydation ;
le molybdène (Mo) lui offre une résistance accrue à l’oxydation dans des conditions extrêmes, notamment en milieu hautement pollué.

En fonction de leurs propriétés intrinsèques, les divers aciers inoxydables peuvent être utilisés dans des domaines d’activité comme le secteur médical ou pharmaceutique, l’agroalimentaire, l’industrie chimique, le secteur maritime…

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Soudure laser : caractéristiques des 3 grandes familles d’inox

Les aciers inoxydables ferritiques : contenant très peu de carbone, ils se caractérisent par une résistance à la corrosion limitée et une dureté moyenne.
Les aciers inoxydables austénitiques : beaucoup plus riches en carbone que les ferritiques, ils offrent une excellente résistance à la corrosion. Ces aciers inox (316L, 304L et 301) sont fréquemment usinés par soudage laser.
Les aciers inoxydables martensitiques : pouvant être traités thermiquement et durcis, ils sont utilisés dans la fabrication de pièces où la dureté est importante. La fissuration à chaud des inox martensitiques limite leur usinage au laser.

Inox et magnétisme

Certains aciers inox sont magnétiques. Cette caractéristique n’est pas anodine : les inox magnétiques ne peuvent pas être soudés par faisceau d’électrons. Le soudage laser est alors la solution parfaite pour obtenir une bonne résistance à la corrosion et aux produits chimiques, avec des coûts moins élevés.

L’importance de l’analyse en matière de soudage laser

Du fait de leur tendance à fissurer à chaud, les inox austénitiques nécessitent des précautions particulières avant assemblage au laser. Laser Rhône Alpes utilise à cet effet des outils d’analyse de la coulée pour évaluer les risques de fissuration de la matière. À partir de la composition chimique des inox et de leur mode d’élaboration, il est possible en effet d’évaluer les risques de fissuration et de préconiser des modifications de la matière pour obtenir les meilleures conditions de soudage.

Ces tests peuvent être réalisés au moment de l’établissement du devis ou à chaque changement de coulée. Ils répondent aux normes américaines et européennes utilisées dans le domaine de la sidérurgie :

AISI (American Iron and Steel Institute) : norme de nommage des aciers selon une référence à 3 chiffres et un suffixe optionnel (L pour Low Carbon) ;
X2 CrNi 18-09 – EN 6027 : norme européenne équivalente.

Découvrez les normes de référence en matière de soudage laser

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