Etude des possibilites d'applications des lasers nd-yag de forte puissance aux traitements de surface

Study of the applications possibilities of high power nd-yag lasers for surface treatments

• Auteur / Autrice : CLAUDE SAINTE-CATHERINE
• Direction : Michel Jeandin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

Le faisceau des lasers nd-yag presente l'avantage par rapport aux co#2 de pouvoir etre transporte par des fibres optiques. Le principal inconvenient de ce type de laser pour le traitement des materiaux etait jusqu'alors les puissances moyennes assez faibles. Le projet eureka eu-226 a justement pour objectif de developper des sources laser nd-yag de forte puissance. L'absorptivite des surfaces metalliques est plus elevee a 1,06 microns (nd-yag) qu'a 10,6. Le transfert d'energie laser-matiere est donc plus important dans le cas d'un laser nd-yag et l'emballement thermique moindre. Cela a ete mis en evidence par des mesures d'absorptivite en fonction de la temperature et par des cycles thermiques calcules. Ces avantages permettent la trempe superficielle des aciers sans revetement ni protection gazeuse donc sans pollution chimique. Les frequences de repetition (superieures a 100 hz) sont suffisamment elevees pour realiser des traitements pseudo continus. Le decoupage d'impulsions (pulse shaping) ne presente un interet que pour des impacts independants. La modelisation fds a permis, pour la trempe superficielle des aciers, de prevoir l'evolution temporelle des phases. L'objectif est de calculer les zones affectees thermiquement mais aussi dans le futur les contraintes residuelles et d'ameliorer les calculs thermiques par une meilleure adequation des variations de chaleur specifique ou de h avec la realite. Les depots par laser hpssl sont tout a fait envisageables si la frequence est suffisamment elevee pour maintenir la zone d'interaction en fusion