Le soudage laser manuel : avantages, normes et résultats d’essais
Introduction
Le soudage laser manuel est une technologie de plus en plus utilisée dans l’industrie en raison de sa précision, de sa rapidité et de la faible distorsion thermique (peu de déformations) qu’il engendre. Ce procédé permet d’assembler des pièces métalliques avec une grande qualité tout en limitant les apports thermiques. Cependant, son application industrielle soulève plusieurs questions en matière de qualification des soudeurs et des modes opératoires, notamment en lien avec la NF EN ISO 9606-1, la NF EN ISO 15614-11 et la NF EN 1011-6.
Cet article présente les principes du soudage laser manuel, son cadre normatif, ainsi qu’une campagne d’essais réalisée en partenariat avec Philippe COSIOT de chez COSPHI LASER sur des éprouvettes, avec analyse des résultats.
1. Définition et principe du soudage laser manuel
Le soudage laser manuel repose sur l’utilisation d’un faisceau laser focalisé qui apporte une forte énerger permettant de fondre localement les matériaux à assembler. Une fois refroidie, la zone fondue forme une soudure homogène et résistante.
Pourquoi choisir le soudage laser manuel ?
✅ Facilité de mise en œuvre
✅ Rapidité d’exécution
✅ Peu de déformations
✅ Travail sur épaisseurs fines
Contrairement aux procédés traditionnels (TIG, MIG/MAG), le soudage laser manuel permet de souder sans et/ou avec métal d’apport et avec une faible ZAT (Zone Affectée Thermiquement), réduisant ainsi les risques de distorsion
2. Le cadre normatif du soudage laser manuel
Le soudage laser manuel, bien qu’efficace, n’est pas encore reconnu comme un procédé de soudage manuel qualifiable selon la NF EN ISO 9606-1. Cependant, la qualification des modes opératoires de soudage est possible avec la NF EN ISO 15614-11 et les recommandations de la NF EN 1011-6.
Qualification des soudeurs : NF EN ISO 9606-1
📌 Le soudage laser manuel (procédé 52-521) n’est pas référencé comme un procédé manuel dans cette norme.
📌 Aucune qualification officielle des soudeurs laser manuel n’est possible à ce jour.
Qualification des modes opératoires : NF EN ISO 15614-11 & NF EN 1011-6
📌 La NF EN ISO 15614-11 permet de qualifier les modes opératoires de soudage laser. 📌 La NF EN 1011-6 fournit des recommandations spécifiques au soudage laser.
Définition des DMOS : NF EN 15609-4
📌 Les Descriptifs de Mode Opératoire de Soudage (DMOS) doivent être établis pour garantir la répétabilité et la qualité des soudures laser.
3. Campagne d’essais en soudage laser manuel : analyse des résultats
Pour évaluer le soudage laser manuel, une série d’essais a été réalisée sur sept éprouvettes (DP1 à DP7) en acier au carbone ou en acier inoxydable, analysées en contrôle visuel direct selon la norme NF EN ISO 5817 – Classe B.
Contrôles réalisés
✅ Ressuage (PT) : Toutes les soudures ont été déclarées conformes selon la norme NF EN ISO 23277 niveau 1 avant réalisation des macrographies.
✅ Macrographies : Afin d’analyser la qualité interne des soudures selon la norme NF EN ISO 5817 – Classe B.
Analyse des résultats macrographiques
| Éprouvette | Fusion incomplète | Porosité | Sous-épaisseur | Conformité Classe B |
|---|---|---|---|---|
| DP1 – S235 | ❌ Non conforme | ❌ Présente | ❌ Présente | ❌ Non conforme |
| DP2 – S235 | ❌ Non conforme | ❌ Présente | ❌ Présente | ❌ Non conforme |
| DP3 – S235 | ❌ Non conforme | ✅ Absente | ✅ Absente | ❌ Non conforme |
| DP4 – S235 | ❌ Non conforme | ❌ Présente | ❌ Présente | ❌ Non conforme |
| DP5 – 316L | ❌ Non conforme | ✅ Absente | ✅ Absente | ❌ Non conforme |
| DP6 – 316L | ❌ Non conforme | ✅ Absente | ✅ Absente | ❌ Non conforme |
| DP7 – 316L | ❌ Non conforme | ✅ Absente | ✅ Absente | ❌ Non conforme |
📌 Après observation des macrographies, aucune éprouvette n’est conforme à la Classe B de la NF EN ISO 5817.
📌 Les principaux défauts relevés sont la fusion incomplète, la sous-épaisseur et la porosité.
4. L’importance de la ZAT et de la taille de la tâche focale
🎯 Sur les tôles fines (<2 mm), la Zone Affectée Thermiquement (ZAT) est particulièrement large.
🎯 Lors des essais, la tâche focale minimale était de 3,5 mm ce qui semble trop important.
🎯 L’augmentation ou la diminution de la tâche focale impacte directement l’étendue de la ZAT, ce qui peut influencer la microstructure et la tenue mécanique des soudures.
5. Conclusion et recommandations
✅ Le contrôle par ressuage a confirmé l’absence de défauts de surface, mais les macrographies ont révélé des non-conformités internes.
✅ L’impact de la taille de la tâche focale sur les ZAT doit être pris en compte pour les épaisseurs inférieures à 2 mm.
📌 Actions recommandées :
✔ Ajuster la puissance et la vitesse de soudage pour améliorer la fusion et éviter les sous-épaisseurs.
✔ Optimiser l’utilisation du gaz de protection pour limiter la porosité.
✔ Régler précisément la tâche focale pour minimiser l’impact thermique sur les tôles fines.
✔ Réaliser de nouveaux essais en appliquant les corrections et vérifier la conformité macrographique.
💡 Toujours faire des essais et ne pas se fier à ce que l’on voit sur internet ! 🚀