Les lasers Clean Tech favorisent des soudures supérieures

Oct 03, 2023

Les systèmes laser industriels éliminent les résidus, la corrosion et les revêtements existants.

Un soudage de haute qualité commence par le nettoyage du métal de base de toute corrosion, contaminant ou revêtement existant qui pourrait compromettre la pénétration et l'intégrité de la soudure. S'assurer que le métal est correctement nettoyé dès le début facilite le travail et élimine le besoin de recommencer pour obtenir une soudure propre.

Cependant, les méthodes de nettoyage industriel conventionnelles telles que le sablage, le décapage chimique et le meulage sont salissantes, impliquent des consommables coûteux et prennent du temps pour la préparation et le nettoyage. Les régulateurs comme l'EPA et l'OSHA examinent également ces méthodes, qui peuvent être potentiellement dangereuses pour les techniciens et l'environnement.

Désormais, pour les ingénieurs industriels et les responsables qui cherchent à garantir une efficacité opérationnelle et une fabrication rentable, une alternative supérieure consiste à utiliser des systèmes laser de précision de qualité industrielle. Les systèmes laser peuvent éliminer les contaminants, la rouille, les résidus et la peinture de la surface de soudure avec un faisceau laser à haute énergie qui laisse le substrat intact. Le temps de préparation et de nettoyage est minime et l'équipement nécessitant peu d'entretien peut durer de nombreuses années.

Vincent Galiardi, propriétaire de Galiardi Laser Clean, un opérateur de nettoyage de surface basé dans le comté de St. Charles, Missouri, souligne que de nombreuses personnes sont surprises d'apprendre que les lasers de technologie propre sont la méthode la plus rentable, la plus efficace et la plus sûre de préparation de surface industrielle.

Pour les applications de soudage, Galiardi a déclaré : « Avant le soudage, la technologie laser peut nettoyer efficacement la surface afin qu'il n'y ait pas de contamination [pour interférer avec la soudure.] Après le soudage, les lasers peuvent éliminer la décoloration due à l'oxydation, ce qui peut aider à améliorer les soudures en acier inoxydable.

En raison de son efficacité dans le traitement des surfaces métalliques, les systèmes laser industriels sont de plus en plus utilisés dans les applications de soudage. Les techniciens peuvent utiliser des unités portatives mobiles ou les systèmes peuvent être intégrés dans des lignes de traitement en ligne automatisées. Avec des avantages significatifs en termes de sécurité et d'efficacité, le nettoyage au laser est sur le point de bouleverser le marché du traitement de surface de soudage.

Avant le soudage, toutes les impuretés à la surface du matériau de base telles que la crasse, les résidus, la corrosion, la calamine ou les anciens revêtements compromettent l'efficacité de la soudure. Tout contaminant peut interférer avec le processus, provoquer une résistance ou entraîner une éclaboussure de soudure lorsque de petites particules métalliques sont en suspension dans l'air ou restent lâchement attachées à la zone de soudage. La contamination sur la surface d'une soudure entraîne une porosité ou des bulles de gaz emprisonnées dans une soudure finie qui peuvent affaiblir ses propriétés mécaniques et nécessiter une reprise.

Un nettoyage après soudage est également nécessaire, notamment pour l'inox. L'acier inoxydable offre une protection naturelle contre la corrosion grâce à sa capacité à se "passiviser" si l'environnement fournit suffisamment d'oxygène pour réparer un film de surface composé d'oxyde de chrome. Cependant, le soudage peut provoquer une "teinte thermique" - une couche supérieure décolorée et épaissie sur l'acier inoxydable autour du cordon de soudure dans la zone affectée par la chaleur - qui compromet la résistance à la corrosion. Le retrait de la couche supérieure teintée à chaud est nécessaire pour restaurer la pleine résistance à la corrosion ainsi que la valeur esthétique de l'acier inoxydable.

Pour le traitement des surfaces de soudure, le sablage, le décapage chimique ou le meulage sont souvent utilisés comme procédés de nettoyage industriel mais ont des limites.

Le sablage consiste à projeter avec force un flux de particules abrasives sur une surface, généralement avec de l'air comprimé ou de la vapeur. Le sable de silice utilisé dans le sablage abrasif se fracture généralement en fines particules et devient aéroporté, ce qui peut provoquer des maladies respiratoires graves, voire mortelles. Le sablage prend également beaucoup de temps à nettoyer car le sable se disperse essentiellement partout, même s'il est généralement considéré comme une méthode de nettoyage "rapide".

Le décapage chimique utilise généralement des produits chimiques ou des pâtes dures, voire toxiques, pour dépouiller les soudures et les objets à base de métal des contaminants, de la rouille et de la peinture jusqu'au métal nu. Cependant, pour les opérateurs, l'exposition à des acides corrosifs et à des vapeurs chimiques nocives est intrinsèquement dangereuse. Le processus peut également prendre du temps pour se préparer, atteindre le niveau de nettoyage requis et éliminer les déchets. De plus, l'élimination des produits chimiques toxiques est coûteuse et étroitement réglementée.

Une meuleuse d'angle peut éliminer les gros contaminants et un disque de ponçage peut éliminer la rouille, la peinture et la calamine. Cependant, le caractère agressif du meulage peut rapidement ruiner le métal à souder si l'on n'y prend pas grand soin. Les meuleuses à disque ne font qu'enlever la rouille et elle devient aéroportée et fait un gâchis. Les meuleuses peuvent également être dangereuses car des étincelles ou des débris peuvent jaillir de la meule ou attraper un vêtement.

Pour les ingénieurs et les gestionnaires industriels, les systèmes à base de laser présentent des avantages significatifs par rapport aux méthodes conventionnelles, notamment la facilité d'utilisation dans laquelle un opérateur pointe et clique simplement sur un faisceau laser à haute énergie à la surface. Le substrat n'est pas affecté par le laser et les systèmes ne créent aucun désordre ou sous-produit. L'approche est écologique, économe en énergie et effectue le travail en deux fois moins de temps que les méthodes traditionnelles, y compris la préparation et le nettoyage.

"Le nettoyage au laser est aussi rapide pour éliminer la rouille ou les anciens revêtements que les autres méthodes, mais sans la même quantité de nettoyage", a déclaré Galiardi. "Lorsque nous traitons une surface avec des lasers, toutes les fumées ou particules délogées sont extraites dans un filtre HEPA et le travail est fait. Il n'y a pas de support [sable, produits chimiques] à reconstituer ou à nettoyer."

Il note que Galiardi Laser Clean utilise des systèmes laser fabriqués par Laser Photonics, basé à Orlando, en Floride, un fournisseur de systèmes laser brevetés CleanTech de qualité industrielle pour le nettoyage et le conditionnement de surface. Les systèmes fabriqués aux États-Unis fonctionnent soit comme des unités autonomes mobiles, soit peuvent être intégrés dans des lignes de production.

Les systèmes laser sont disponibles dans des modèles portables et fixes allant de 50 à 3 000 watts (une version de 4 000 watts est en cours de développement) avec des tailles de chambre allant de 3' x 3' à 6' x 12'. Les systèmes peuvent également être installés dans des lignes de fabrication dans des armoires ou actionnés par un bras robotisé.

Selon Galiardi, le traitement au laser des surfaces métalliques peut être utilisé pour rationaliser les processus de nettoyage des soudures, même dans des zones relativement éloignées du terrain.

Il raconte comment il a utilisé un système laser portable CleanTech pour un projet de soudage pour l'emblématique passerelle du Grand Canyon. La passerelle s'étend sur le bord du Grand Canyon et offre une vue dégagée à des milliers de pieds du fond du canyon en contrebas.

"Lorsque j'ai effectué le travail sur la passerelle au Grand Canyon, j'ai enlevé la peinture [des soudures de la passerelle] avec le système laser pour permettre un test non destructif des soudures [avant de repeindre]. La portabilité du système l'a rendu rapide et facile à utiliser sur le terrain sans les problèmes de nettoyage ou de sécurité des processus de nettoyage conventionnels ", a déclaré Galiardi.

Pour les ingénieurs, les gestionnaires et les techniciens industriels, la technologie laser propre est désormais une alternative écologique au sablage abrasif, au décapage chimique et au meulage pour le nettoyage de surface avant et après soudure. L'approche est plus sûre pour les techniciens et hautement adaptable à une large gamme d'applications de soudage.

laserphotonics.com