Processus
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Soudage au laser
Les tôles destinées à la production de flans soudés sont découpées à la presse en amont de l’installation de soudage.
Albert Einstein avait déjà posé les fondements de la technologie du laser en 1916 sous forme de lois physiques. Mais ce n’est qu’en 1960, avec la réalisation du premier laser à rubis, que le pas décisif a été franchi. Ses applications industrielles remontent à la fin des années 70.
Presse de découpage des tôles.
Cette technologie devint intéressante dans la transformation des métaux au début des années 80 avec l’apparition de lasers d’une puissance supérieure à 1 kW. La technologie de soudage au laser a ainsi été introduite en 1983 au niveau du département Recherche/Applications de Thyssen dans l’optique de son utilisation à l’échelle industrielle pour l’assemblage de tôles.
La focalisation du faisceau laser engendre un apport concentré d’énergie sur les bords des flans à souder. Au point focal, le faisceau n’a plus que quelques dixièmes de millimètre de diamètre. Le transfert de l’énergie du laser dans le matériau s’opère par l’intermédiaire d’un plasma laser conférant à l’opération de soudage sa couleur bleue caractéristique. Au niveau des bords, l’apport thermique provoque la fusion et l’assemblage du matériau. Le soudage ne requiert pas de métal d’apport. Les installations de soudage ????u sont équipées entre autres de lasers CO2 ou de lasers YAG (laser à solide utilisant comme milieu actif du grenat d’yttrium et d’aluminium).
La puissance du laser, la vitesse de soudage, la distribution de l’intensité, le diamètre au point focal, la qualité des bords, le positionnement des flans et le pilotage du mélange gazeux sont essentiels pour obtenir des soudures optimales.
Nos usines sont équipées de moyens de production optimisés pour le soudage des flans, adaptés aux techniques mises en oeuvre.
Une de nos installations a servi dès 1985 au soudage entièrement automatique de tôles minces de même épaisseur, laminées à froid et à surface améliorée, dans le cadre de la production de feuilles de grandes dimensions. À cet effet, les tôles étaient positionnées et fixées bout à bout exactement au niveau de la ligne de soudage, l’optique du laser se déplaçant au-dessus du joint.
Représentation schématique de la réalisation de flans soudés: soudage au laser et soudage à la molette pour des assemblages sur mesure. Les tôles utilisées peuvent différer au niveau de la qualité de l’acier, du revêtement et de l’épaisseur.
S’appuyant sur l’expérience acquise au niveau de cette u unité et poursuivant le développement de la technologie du processus, Thyssen Stahl AG et Thyssen Nothelfer GmbH ont mis au point et réalisé de nouvelles installations. Elles se distinguent de l’installation d’origine par le fait que les flans à souder se déplacent sous un laser fixe. Cette configuration permet un fonctionnement en continu et donc une plus grande productivité. À ces avantages s’ajoute une plus grande flexibilité, étant donné qu’elles permettent de réaliser sans grandes modifications un grand nombre de flans soudés de types différents.
Des installations de ce type sont en service depuis 1992 chez Thyssen Fügetechnik à Duisburg.
Vue de l’installation de soudage en continu depuis le poste de commande.
Les installations de la dernière génération fonctionnent sur ce même principe. Elles ont été développées pour la production de flans nécessitant plusieurs cordons de soudure, par exemple les parties latérales de carrosseries (côtés de caisse). Elles permettent aussi un assemblage optimal et des combinaisons nombreuses au niveau de pièces à cordons courts, telles que longerons, traverses ou montants.