Le revêtement laser est un type de processus de fabrication additive par laser, dans lequel un matériau de revêtement sélectionné est appliqué à la surface d'un composant de base, formant une liaison métallurgique avec le substrat. Ce revêtement de surface améliore considérablement la résistance du matériau de base à la corrosion, à l'usure, aux températures élevées, à l'oxydation et à certaines propriétés électriques. Il est utilisé pour modifier ou réparer la surface des pièces de manière à répondre aux exigences de performance spécifiques des matériaux, tout en économisant des ressources précieuses en évitant la consommation inutile d'éléments précieux.

Actuellement, rechargement laser est principalement appliqué dans plusieurs domaines clés : la modification de la surface de matériaux tels que les rouleaux, les pales de turbines à gaz, les engrenages, etc., afin d'accroître leurs performances ; la réparation de la surface de produits tels que les rotors et les trépans, pour lesquels le coût de réparation ne représente qu'environ 20% du coût de refabrication, ce qui réduit le temps de réparation et répond au besoin urgent de réparations rapides de composants clés pour assurer un fonctionnement continu et fiable dans les grandes entreprises. En outre, rechargement laser est utilisée pour appliquer un alliage super résistant à l'usure et à la corrosion à la surface des moules, ce qui augmente considérablement la durée de vie de ces composants.

Matériaux de revêtement au laser couramment utilisés

Les matériaux les plus couramment utilisés dans les rechargement laser comprennent les alliages à base de nickel, de cobalt et de fer, ainsi que les composites à base de carbure de tungstène. Parmi ceux-ci, les matériaux à base de nickel sont les plus fréquemment utilisés en raison de leur rentabilité par rapport aux matériaux à base de cobalt. Par rapport aux méthodes traditionnelles telles que le soudage, l'électrodéposition, la pulvérisation et le dépôt chimique en phase vapeur, rechargement laser offre les avantages suivants :

Taux de refroidissement rapide: Le processus de solidification rapide permet à la pièce d'atteindre des structures à grains fins ou de produire de nouvelles phases telles que des états non équilibrés ou amorphes, qui ne peuvent être obtenus par des processus d'équilibre.

Faible dilution du revêtement: Le matériau de revêtement forme une liaison métallurgique forte ou une liaison de diffusion d'interface avec le substrat. En ajustant les paramètres tels que la puissance du laser, la taille du spot et la longueur focale, il est possible d'obtenir un revêtement de haute qualité avec une composition et une dilution contrôlées.

Distorsion thermique minimale: En utilisant une densité de puissance élevée pour un revêtement rapide, la déformation peut être contrôlée et réduite dans les limites de la tolérance d'assemblage de la pièce. Si la pièce est soumise à un processus d'amélioration de la surface par laser après le rechargement, les contraintes internes sont supprimées et la fragilité est réduite, ce qui permet d'obtenir les meilleurs résultats.

Sélection flexible des poudres: Il n'existe pratiquement aucune restriction quant aux poudres pouvant être utilisées, et tout type de matériau en poudre peut être sélectionné en fonction des exigences du processus, en particulier dans les cas où des alliages à point de fusion élevé sont plaqués sur des métaux à point de fusion bas.

Revêtement sélectif: Revêtement laser permet un revêtement sélectif, réduisant la consommation de matériaux tout en améliorant les performances, ce qui en fait une solution économiquement efficace.

Atteindre les zones difficiles d'accès: Revêtement laser peut être appliqué à des zones difficiles d'accès, pour autant que le spot laser et la poudre puissent atteindre les zones requises.

Large gamme d'épaisseurs de revêtement: L'épaisseur de la couche de revêtement peut être modifiée, et la même zone peut subir plusieurs passages de revêtement pour améliorer la qualité du revêtement.

Revêtement laser dans la réparation et l'entretien des composants

L'endommagement des composants, en particulier des arbres de transmission, se traduit souvent par une usure irrégulière à différents endroits, tels que les sièges des roulements et les zones exposées. Même les pièces fréquemment usées ou corrodées peuvent ne présenter des dommages que dans des zones spécifiques. De nombreuses surfaces peuvent également présenter des caractéristiques non circulaires et non linéaires, ce qui nécessite un processus de revêtement capable de s'adapter à de multiples orientations en une seule opération. Cela est particulièrement difficile pour les machines traditionnelles à ligne droite, mais les robots dotés de bras mécaniques peuvent simuler des mouvements semblables à ceux de l'homme pour effectuer ces tâches, ce qui rend le processus de placage plus efficace. rechargement laser idéal pour les pièces présentant des caractéristiques non circulaires et non linéaires. Les machines-outils traditionnelles, en particulier les tours à commande numérique, sont encore couramment utilisées comme supports de mouvement lors des opérations de placage.

Applications industrielles du rechargement par laser

Actuellement, rechargement laser est largement utilisé dans des secteurs tels que la construction navale et les machines d'exploitation minière, en particulier pour la fabrication ou la réparation de grandes pièces mobiles essentielles. La possibilité de réparer et d'améliorer rapidement ces composants critiques est un avantage significatif dans ces industries, car elle minimise les temps d'arrêt et prolonge la durée de vie des machines coûteuses.