Focus matériaux n° 6 – La soudure laser sur nickel

Dans notre série consacrée aux matériaux de la soudure laser, voici venu le moment d’aborder le sujet du nickel. Quelles sont les caractéristiques du nickel et de ses différents alliages ? Comment sont-ils utilisés dans l’industrie et comment réagissent-ils au laser ? Tour d’horizon de la soudure laser sur le nickel et ses alliages !

Carte d’identité du nickel et ses alliages

Comparés à l’inox, le nickel et ses alliages font figure de métaux « haut de gamme ». Plus chers à l’achat, ils présentent également des caractéristiques techniques supérieures :

• meilleure résistance mécanique,
• protection contre la corrosion, 
• tenue à la température plus prononcée. 

Il est donc fréquent d’utiliser le nickel lorsque l’on atteint les limites du soudage laser inox. Si le nickel pur est le plus souvent réservé à la recherche scientifique, l’utilisation de ses alliages est très fréquente dans l’industrie. Les alliages à base de nickel sont très nombreux : on peut en effet associer le nickel (Ni) au chrome (Cr), au fer (Fe), au cuivre (Cu), au molybdène (Mo)…

Gros plan sur 3 alliages de nickel

• Le monel® : alliage de cuivre et de nickel. Plus résistant que le nickel pur d’un point de vue mécanique, cet alliage résiste bien à la corrosion due aux agents chimiques ainsi qu’à la corrosion aérienne ou à l’eau de mer, notamment face à des flux rapides d’eau salée sous pression. Cet alliage convient donc parfaitement à la fabrication de réacteurs chimiques, à la construction navale et à la robinetterie industrielle. Facilement fabriqué, à chaud ou à froid, le monel® se décline en nombreux produits commerciaux allant du rouleau de câble aux plaques d’épaisseur variable, en passant par les boulons et rondelles, les filtres, les profilés et autres tuyaux calibrés…

• L’invar® : alliage de fer (64 %) et de nickel (36 %). Sa principale qualité ? Il a un coefficient de dilatation très faible. L’invar® est donc souvent utilisé dans les liaisons entre verre et métal, en particulier dans le domaine spatial et l’aéronautique. La soudure laser permet de réaliser des assemblages sans détériorer les liaisons.

• L’inconel® : superalliage de fer, de chrome et de nickel, comme les aciers inoxydables. Mais les aciers inox sont principalement à base de fer tandis que les inconel® peuvent contenir une majorité de nickel. Il en existe une trentaine de nuances, plus ou moins faciles à souder selon leur composition. Ainsi, l’inconel® 625 se soude bien, contrairement à l’inconel® 718. En fonction de la nuance et de la géométrie des pièces, on soude l’inconel® au laser en régime pulsé ou continu. Il peut y avoir un risque de fissuration à chaud et de porosité si on apporte trop d’énergie lors du soudage.

Soudure laser nickel : quel usage pour quelles industries ?

Le nickel est un métal qui se soude plutôt bien au laser. La norme de soudure appliquée à l’évaluation des défauts sur le nickel et ses alliages est la même que celle utilisée pour une soudure laser sur inox.

L’utilisation d’alliages de nickel est préconisée dans les applications à fortes contraintes mécaniques, chimiques ou thermiques. On les retrouve donc tout naturellement dans les secteurs de : 

• la chimie,
• le nucléaire,
• l’exploitation pétrolière,
• l’aéronautique.

Que l’on travaille sur des alliages de nickel ou d’inox, tout assemblage de pièces doit donner lieu à une étude de faisabilité en fonction des métaux utilisés et une réflexion pour obtenir les meilleurs résultats. Vous avez un projet de soudure sur nickel et vous voulez que tout soit… parfait ? Contactez nos techniciens pour présenter vos besoins et obtenir un devis.

Crédit photo : Unsplash – Fikri Rasyid