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Déjeuner du GATE | Les procédés laser
 

Déjeuner du GATE | Les procédés laser

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Présentation faite par Lorraine Blais, vice-présidente et chef de section - Procédés laser chez Solutions Novika, dans le cadre du déjeuner du GATE.

Présentation faite par Lorraine Blais, vice-présidente et chef de section - Procédés laser chez Solutions Novika, dans le cadre du déjeuner du GATE.
Sherbrooke | 7 février 2014

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    Déjeuner du GATE | Les procédés laser Déjeuner du GATE | Les procédés laser Presentation Transcript

    • Les procédés laser soudage et traitement de surface Lorraine Blais VP et Chef de section – Procédés laser Février 2014 www.novika.ca
    • Novika en bref www.novika.ca - Fondée en 1983 sous le nom CSTPQ - Organisation privée à but non lucratif - Plus de 2000 projets réalisés pour au-delà de 500 clients industriels - Certifiée ISO 9001:2000 - 50 employés à temps plein
    • Secteurs d’activité Produits électroniques Procédés laser Solutions logicielles www.novika.ca Conception d’équipements dédiés
    • Laboratoires laser - services • Développement de procédés laser • Développement de produits pour les procédés laser • Services conseil pour l’implantation de procédés laser • Soutien technique et formation www.novika.ca • Fabrication de prototypes
    • Le faisceau laser et la matière Énergie incidente Énergie réfléchie : laser + chaleur www.novika.ca Énergie absorbée
    • Métal solide Métal fondu www.novika.ca Le faisceau laser et la matière Métal vaporisé
    • Le faisceau laser et la matière Fiber Laser, Yb: YAG Laser and www.novika.ca DDL Laser
    • www.novika.ca Le faisceau laser et la matière  2000 images/seconde  Temps d’exposition de 50 µs
    • www.novika.ca Les procédés laser
    • www.novika.ca Une installation multiprocédés
    • • Procédé très productif • Procédé très précis, soudures fines • Peu de chaleur transmise aux pièces • Possibilité de souder des matériaux dissimilaires • Soudage autogène ou avec apport de matériel www.novika.ca Le soudage laser
    • www.novika.ca Séquences multi-procédés
    • Application « classique » www.novika.ca Soudage de composantes d’automobiles chez Volvo : - depuis 1988; - dessous du véhicule, portes, capot/coffre, bracketterie; - environ 11 mètres de soudure par C70.
    • Volvo (suite) : - diminution de l’épaisseur des tôles dans certaines régions; - diminution du nombre de pièces; - diminution des « tabs » nécessaires au soudage par résistance; - seulement au niveau de la carrosserie (Body in White), une diminution de poids de 40 kg a été réalisée. www.novika.ca Application « classique »
    • Comparaison des coûts $4 000 000 $3 500 000 Soudage par résistance - 1 pistolet $3 000 000 Soudage par résistance - 4 pistolets $2 500 000 Soudage laser à distance $2 000 000 $1 500 000 $1 000 000 $500 000 $0 0 10 20 30 Millions de spots/année Source : Rob Mueller, Lasers-at-Work 40 50 www.novika.ca Coûts totaux annuels ($/année) Soudage par résistance vs laser
    • Les soudage hybride laser-GMAW Hybrid Laser-Arc Welding = HLAW Torche GMAW Arc Faisceau laser Capillaire Gaz de protection www.novika.ca Faisceau laser + arc électrique du procédé GMAW
    • Pourquoi ajouter une torche GMAW? Pour combler l’écartement entre les pièces Pour compenser l’évaporation de métal Pour contrôler la géométrie de la surface Pour ralentir le refroidissement www.novika.ca • • • •
    • Le soudage hybride laser-GMAW • Le faisceau laser – Assure la pleine pénétration, avec accès d’un seul côté – Permet de grandes vitesses d’avance – Procure le métal d’apport nécessaire – Procure un apport d’énergie peu coûteux et facile à intégrer au procédé www.novika.ca • L’arc du GMAW
    • Types d’assemblages et de préparations de joint pour GMAW en T à recouvrement en L www.novika.ca bout-à-bout
    • Types d’assemblages pour hybride laser-GMAW (pas de préparation) à recouvrement en T en L www.novika.ca bout-à-bout
    • www.novika.ca Configurations
    • Le soudage hybride laser/GMAW www.novika.ca https://www.youtube.com/watch?v=TyLnvCHCHJE
    • Le soudage hybride laser/GMAW www.novika.ca Source : www.meyerwerft.de Cas classique : la construction navale • une des premières applications du soudage hybride
    • Soudage hybride laser/GMAW Motivations (construction navale, suite): - réduction des déformations : - de 20 à 30 % des heures de fabrication d’un bateau sont dues aux déformations; - une économie dans les coûts de redressage de 0,45 $US à 13,72 $US du pied carré. www.novika.ca - réduction de poids et de matériel
    • Conditions gagnantes Coût annuel vs Production annuelle Assemblages bout-à-bout ép.1/2" Manualmanuel MIG MIG Roboticrobotisé MIG MIG Twin-Wire MIG MIG bifil Laser Hybrid HLAW Laser Laser 1 000 000 $ 100 000 $ 1 000 10 000 100 000 1 000 000 10 000 000 Production annuelle de soudures (pieds/année) Source : Rob Mueller, Lasers-at-Work www.novika.ca Coût annuel ($/année) 10 000 000 $
    • Conditions gagnantes Coût par longueur de soudure vs Procédés Bout-à-bout ép. 1/2’’, incluant la préparation de joint Annual annuel de financement Coût cost of Capital inc Financing 2,00 $ des équipements Preparation Préparation Electricity Électricité Consumables Consommables 1,50 $ Worker costs Main-d’œuvre Floor space Espace au 1,00 $ sol www.novika.ca Coût des soudures ($/pouce) 2,50 $ 0,50 $ 0,00 $ Manual MIG MIG manuel Robotic MIG MIG Robotisé Twin-Wire MIG MIG Bifil Laser Hybrid HLAW Source : Rob Mueller, Lasers-at-Work Laser Laser
    • www.novika.ca Consommables et temps de soudage
    • • • Trempe locale La pièce se trempe d’ellemême, sans fluide de trempe Possible de tremper des métaux non-trempables conventionnellement www.novika.ca • Source : Industrial Laser Systems La trempe de surface par laser
    • Les traitements thermochimiques www.novika.ca • Nitruration, carbonitruration, méthanisation… • Sous l'effet de l'énergie laser, des éléments chimiques migrent en surface de la matrice métallique
    • Les traitements thermochimiques • Traitement localisé www.novika.ca • Amélioration de la dureté, de la résistance à la corrosion et à l’usure.
    • • Fusion d’un matériau d’apport sur un matériel de base • Restauration des dimensions d’une pièce usée, comportant des défauts de fabrication ou abimée • Fusion du matériel d’apport (poudre ou fil) par laser sur une mince couche du matériel de base www.novika.ca Le revêtement par laser
    • • Zones précises et complexes • Vaste choix de matériaux d’apport • Procédé peu rapide mais beaucoup plus précis que les techniques conventionnelles • Faibles déformations • Excellent contrôle de la qualité www.novika.ca Le rechargement laser
    • www.novika.ca Le rechargement laser
    • Le nettoyage laser Sans agent chimique - sans résidu toxique Sans masquage Traitement à des endroits difficiles d’accès www.novika.ca Ablation en surface avec un faisceau laser
    • Le nettoyage laser • Permet d’enlever avec grand contrôle : • les oxydes, l’huile, la peinture, les résidus de plastique, etc. • Peut être utilisé pour nettoyer des moules, des outils, des pièces primaires, des ustensiles de cuisson et des monuments historiques! www.novika.ca Source : p-laser.com
    • www.novika.ca Le nettoyage laser Source : LaserAge
    • La texturation laser • Ablation localisée afin de créer une texture qui sera transférée du moule aux pièces Source : GFAC Laser Technologie www.novika.ca – Aucun masquage nécessaire – Entièrement numérique – Textures peu profondes: moins de 70 µm par passe
    • www.novika.ca Questions?