Soudage laser - Définition

Types de lasers

• Les deux types de lasers utilisés le plus couramment sont les lasers à solides (surtout les lasers Nd-YAG) et les lasers à gaz (surtout les lasers au dioxyde de carbone).
• Le premier de ces deux types utilise de nombreux milieux amplificateurs solides, comme le rubis synthétique, le chrome dans l'oxyde d'aluminium (alumine), le néodyme-verre (Nd-verre), et le type le plus courant, un cristal composé de grenat d'yttrium aluminium dopé au néodyme (Nd-YAG).
• Les lasers à gaz utilisent comme milieux amplificateurs des mélanges de gaz comme l'hélium, l'azote ou le dioxyde de carbone (CO₂).
• Quel que soit le type, le laser émet des photons formant le faisceau laser lorsque le milieu amplificateur est excité.

Lasers à solide

Les lasers à solide émettent avec des longueurs d'onde de l'ordre du micromètre, bien plus courtes que celles des lasers à gaz, et du coup, les opérateurs sont obligés de porter des lunettes spéciales ou de faire usage d'écrans pour éviter tout problème de rétine. Les lasers Nd-YAG peuvent être opérés indifféremment en mode continu ou pulsé alors que les autres types sont limités au mode pulsé.
Le laser original — toujours aussi populaire — est constitué d'un barreau de cristal d'environ 20 mm de diamètre pour 200 mm de long. Ce barreau est entouré d'un tube flash contenant du xénon ou du krypton. Lorsque le cristal est flashé, il émet un éclair d'environ deux millisecondes. Des cristaux en forme de disques deviennent de plus en plus courants et le tube flash laisse sa place à des DEL de forte puissance. La puissance de sortie d'un laser à rubis est de 10 à 20 mW, alors que celle d'un laser Nd-YAG peut aller de 0,04 à 6 000 W. Pour « transporter » le faisceau laser jusqu'à la zone de soudage on utilise habituellement une fibre optique.

Lasers à gaz

Pour exciter le milieu amplificateur les lasers à gaz utilisent une haute tension à courant faible. Ces lasers peuvent être opérés soit en mode continu, soit en mode pulsé et leur longueur d'onde est de l'ordre de 10 μm. Cette longueur d'onde est absorbée par les fibres optiques et les détruit par échauffement, si bien qu'il faut utiliser des lentilles rigides et des miroirs pour conduire le faisceau du laser au champ de soudage. Les puissances de sortie des lasers à gaz sont très supérieures à celles des lasers à solide et peuvent atteindre 25 kW.