Laser cladding ou rechargement par laser

Couches exemptes de pores et de fissures et à longue durée de vie, qualité de surface élevée et tenue exceptionnelle.

Rechargement par laser – Le procédé

Le soudage par rechargement par laser, également appelé laser cladding, se réalise soit à l'aide d'un fil d'apport, soit par apport de poudre. Le faisceau laser génère sur la surface de la pièce un bain dans lequel est amenée la matière de revêtement (fil ou poudre) fondue par le laser. La durée d'action est brève et n'engendre qu'un faible retrait, et le refroidissement est rapide. Le résultat est une couche qui est liée métallurgiquement au substrat. Cette couche est plus résistante que les revêtements réalisés par projection thermique et plus inoffensive en termes de santé que le chromage dur.

Avantages du processus d'usinage avec un laser à diodes

Le profil de faisceau « en chapeau » du laser à diodes produit un bain particulièrement homogène qui crée des revêtements à grain fin exempts de pores et de fissures dans le matériau. Quasiment aucune retouche n'est requise. Intégrés dans les installations de soudage de rechargement laser ultra-haute vitesse EHLA  de l'institut Fraunhofer ILT, nos lasers à diodes sont également appropriés pour la réalisation de revêtements très fins, à l'instar de ceux produits jusqu'ici par chromage dur.

Les avantages en un coup d'œil

  • Durée et profondeur d'action réduites du laser
  • Liaison métallurgique de la matière de revêtement et du substrat
  • Couches plus résistantes que les couches appliquées par projection thermique 
  • Qualité de surface élevée et faible retrait, quasiment aucune opération de retouche requise
  • Temps d'usinage de courte durée, efficacité énergétique élevée 

Exemples d'applications

Outils de forage

L'exploitation de nouveaux gisements de pétrole et de gaz implique l'utilisation d'outils de forage hautement performants. Ils subissent d'énormes contraintes, et sans protection anti-usure adéquate, leur durée de vie serait très courte. C'est pour cette raison que les revêtements spéciaux de plus en plus réalisés par rechargement laser sont devenus la norme. Les lasers à diodes LDM et LDF de Laserline obtiennent d'excellents résultats dans ce domaine : excellente adhésion, précision élevée, absence quasi totale de porosité, formation limitée de fissures à un degré de dureté élevé et déformation minimale. La surface réalisée n'a dans la plupart des cas pas dû être retouchée mécaniquement. Comparativement, les procédés classiques de blindage dur comme le rechargement plasma sous flux en poudre ne permettent pas de réaliser des revêtements de durée de vie suffisante.

Pour les clients de l'industrie pétrolière, minière, sidérurgique et papetière, Technogenia revêt des composants d'une poudre spéciale de carbure tungstène avec des lasers à diodes Laserline.

Machines agricoles - Image

Machines agricoles

Les couches de carbure typiques destinées à protéger les lames de coupe, les herses à disques ou les contre-couteaux contre l'usure et la corrosion se réalisent de manière optimale avec des lasers à diodes. La tranquillité du bain produite par ces lasers ne génère aucune impureté et aucun retrait grâce à l'action uniforme de la chaleur sur la surface. L'application de couches de carbure de fer est tout aussi réalisable que l'application de couches de carbure de tungstène ou de chrome.

Revêtement haute vitesse au lieu du chromage dur

Depuis que le chromage dur, le procédé de revêtement le plus commun à ce jour, est sous la menace d'une interdiction à l'échelle européenne, l'industrie est à la recherche d'alternatives. Le rechargement par laser ne semblait jusqu'ici quasiment pas être à l'ordre du jour étant donné que le procédé était trop lent et qu'il ne permettait pas de réaliser des revêtements suffisamment minces. Le Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) a toutefois développé un procédé breveté permettant, comparativement au rechargement traditionnel, d'atteindre des vitesses d'usinage élevées et de produire des couches minces tout en recourant à une puissance laser réduite : le soudage de rechargement laser ultra-haute vitesse (EHLA). Les lasers à diodes Laserline démontrent avec brio leurs capacités dans le procédé de High Speed Cladding, lequel a d'abord été conçu pour le revêtement de composants symétriques au plan rotationnel, mais aussi pour le revêtement d'autres composants.