Un laser est un faisceau d'énergie lumineuse concentrée généré à une longueur d'onde spécifique. Dans la nature, la lumière existe sur un spectre de longueurs d'onde allant des très courtes (rayons X et rayons gamma) aux très longues (ondes radio). Les humains ne peuvent voir que les longueurs d'onde visibles ou « lumière blanche » d'environ 430 à 690 nanomètres (nm). Un faisceau laser est une concentration amplifiée d'énergie lumineuse à une longueur d'onde spécifique. Il s'agit d'une lumière cohérente, qui permet de se concentrer sur un point étroit et un faisceau étroit sur de longues distances. Le mot laser est un acronyme qui signifie amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement.
Principe de fonctionnement du soudeur laser
Un faisceau laser est produit à l'intérieur du cristal de rubis. Le cristal de rubis est constitué d'oxyde d'aluminium avec du chrome dispersé à travers lui. Ce qui forme environ 1/2000 de cristal, ce rubis moins que naturel. Des miroirs recouverts d'argent sont installés à l'intérieur des deux côtés du cristal. L'un des côtés du miroir a un petit trou, un faisceau sort par ce trou.
Un tube flash est placé autour du cristal de rubis, qui est rempli de gaz inerte au xénon. Le flash est spécialement conçu pour atteindre une vitesse de flash d'environ mille flashs par seconde.
L'énergie électrique est convertie en énergie lumineuse, ceci est réalisé par un tube flash.
Le condensateur est prévu pour stocker l'énergie électrique et fournir la haute tension au tube flash pour un fonctionnement approprié.
L'énergie électrique déchargée par le condensateur et le xénon transforme la haute énergie en lumière blanche à une vitesse de 1/1000 par seconde.
Les atomes de chrome des cristaux de rubis sont excités et portés à un niveau d'énergie élevé. La chaleur générée entraîne une dissipation partielle de cette énergie. Cependant, une partie de l'énergie lumineuse est réfléchie d'un miroir à l'autre, et les atomes de chrome sont à nouveau excités jusqu'à ce que leur énergie excédentaire soit dissipée, formant ainsi un faisceau étroit de lumière cohérente. Ce faisceau sort par le minuscule orifice situé à l'une des extrémités du miroir du cristal.
Ce faisceau étroit est focalisé par une lentille de focalisation optique pour produire un petit faisceau laser intense sur la pièce.
Les faisceaux laser changent lorsqu'ils interagissent avec le matériau
L'absorption de l'énergie laser d'un matériau varie en fonction de plusieurs facteurs, tels que la longueur d'onde, l'épaisseur du matériau, la structure cristalline, les additifs du matériau, la structure moléculaire, etc. Le procédé exploite les avantages de ces propriétés matérielles et du laser pour créer une liaison entre 2 matériaux plastiques : l'un transmet l'énergie laser et l'autre l'absorbe.
Lorsqu'un faisceau laser rencontre un matériau tel que le plastique, il sera transmis, réfléchi ou absorbé en fonction de la longueur d'onde et de la composition du matériau qu'il rencontre. La plupart des matériaux présentent un certain degré de ces trois effets, mais dans des proportions variables. Un matériau peut être optiquement transparent à la lumière dans le spectre visible et très absorbant au laser infrarouge, ou être opaque à nos yeux mais transparent au laser infrarouge.
Mécanique de soudeuse laser
Le soudage au laser est un procédé qui produit la coalescence des matériaux grâce à la chaleur obtenue par l'application d'un faisceau lumineux cohérent et concentré frappant les surfaces à assembler.
Elle se réalise à travers les phases suivantes :
1. Interaction du faisceau laser avec le matériau de la pièce.
2. Conduction thermique et élévation de température.
3. Fusion, vaporisation et assemblage : Lors de l'utilisation du faisceau laser pour le soudage, le rayonnement électromagnétique frappe la surface du métal de base avec une telle concentration d'énergie que la température de la surface est de la vapeur fondue et des masses fondues du métal en dessous se forment.
