CARACTERISATION DU PLASMA D'INTERACTION LASER-MATIERE OBTENU LORS DU SOUDAGE DE CIBLES METALLIQUES. CONTRIBUTION AU CONTROLE DU PROCEDE PDF Download
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Author: MAMADOU.. KANE
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Languages : fr
Pages : 133
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CETTE THESE PORTE SUR LA CARACTERISATION DU SOUDAGE PAR LASER CO#2 CONTINU DE FORTE PUISSANCE, EN VUE D'ELABORER UN CONTROLE DU PROCEDE EN TEMPS REEL. LES MATERIAUX TRAITES SONT DE L'ACIER DOUX E24 ET UN ALLIAGE D'ALUMINIUM, AL 5083. LES GAZ DE PROTECTION UTILISES SONT L'HELIUM ET L'ARGON. LE PROCEDE A ETE FAIT DANS DES CONDITIONS PROCHES DES CONDITIONS INDUSTRIELLES DU SOUDAGE LASER. CE MEMOIRE EST COMPOSE D'UNE ETUDE THEORIQUE ET D'UNE PARTIE EXPERIMENTALE. DANS LA PARTIE THEORIQUE, NOUS PRESENTONS D'ABORD LES ASPECTS MACROSCOPIQUES DU PRINCIPE DU SOUDAGE PAR LASER ET NOUS MONTRONS QUE SA REUSSITE TECHNOLOGIQUE INCONTESTABLE DOIT BEAUCOUP A DES CONNAISSANCES EMPIRIQUES. LES TECHNIQUES UTILISEES POUR ELIMINER LES NOMBREUX INCONVENIENTS LIES A UN ECART DES PARAMETRES DE LEUR VALEURS OPTIMALES SONT PRESENTEES. CELA PERMET DE DONNER UNE PREMIERE APPROCHE DU COMPORTEMENT ET DES EFFETS CONTRADICTOIRES DU PLASMA LORS DE L'INTERACTION ENTRE LE FAISCEAU DE PUISSANCE ET LE MATERIAU. NOUS ETUDIONS AUSSI L'INTERACTION ENTRE UNE SOURCE LASER CONTINUE DE FORTE PUISSANCE (5000 W) ET UN METAL ET LES MECANISMES DE FORMATION DU PLASMA. NOUS DRESSONS UN INVENTAIRE DES PROCESSUS INTERDEPENDANTS ET DE LEURS EFFETS SUR LE PROCEDE ; CELA PERMET DE DEFINIR L'EXPRESSION ANALYTIQUE DU SEUIL D'ABSORPTION SUFFISANTE A UN REGIME DE SOUDAGE PROFOND. NOUS MONTRONS QUE LE PLASMA JOUE UN ROLE EQUIVOQUE, ETANT SOIT UNE SOURCE D'ENERGIE SECONDAIRE, SOIT UN ECRAN TOTAL AU FAISCEAU QU'IL ABSORBE AU DETRIMENT DE L'EFFICACITE DU PROCEDE. ENFIN LES METHODES DES DIAGNOSTIC LES PLUS COURANTES UTILISEES ACTUELLEMENT (OPTIQUES, ACOUSTIQUE, IMAGERIE) SONT PRESENTEES AVEC LES OUTILS THEORIQUES PERMETTANT DE MIEUX COMPRENDRE LES PHENOMENES INTERVENANT AU NIVEAU MACROSCOPIQUE. LA PARTIE EXPERIMENTALE REUNIT TOUS LES ELEMENTS UTILES A L'ACQUISITION ET AU TRAITEMENT DES DIZAINES DE SIGNAUX EMIS PAR LE PLASMA. NOUS OPTIMISONS LES PARAMETRES DU PROCEDE PAR LA DETERMINATION DES MAXIMA DE L'ELANCEMENT, RAPPORT ENTRE LA PROFONDEUR ET LA LARGEUR DU CORDON DE FUSION ET CRITERE DE QUALITE PERTINENT POUR L'EVALUATION DU PROCEDE. NOUS MONTRONS QUE L'ELANCEMENT EST MAXIMAL POUR LE MINIMUM D'INTENSITE D'EMISSION DU PLASMA DANS LE SPECTRE UV ET NOUS SOULIGNONS L'IMPORTANCE DE L'AUTOABSORPTION DANS CE PHENOMENE. NOUS EFFECTUONS ENSUITE UNE ANALYSE TEMPORELLE DE L'EMISSION DU PLASMA QUI CONFIRME CE RESULTAT ET QUI OUVRE SURTOUT DES VOIES INTERESSANTES POUR UN CONTROLE DU PROCEDE AU MOYEN DE DETECTEURS PHOTOELECTRIQUE ET/OU PYROELECTRIQUE. NOUS METTONS AUSSI EN EVIDENCE LA RELATION ENTRE L'EVOLUTION DU PIC DE LA FREQUENCE D'EXCITATION RF DU LASER DE PUISSANCE (24,7 KHZ) ET CELLE DES CONDITIONS D'INTERACTION. CETTE ETUDE A PERMIS DE TESTER UNE METHODOLOGIE D'ANALYSE FACILE A METTRE EN PLACE POUR UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES ASPECTS MACROSCOPIQUES DU PROCEDE ET A LES RELIER A DES PHENOMENES PHYSIQUES PAR AILLEURS PLUS COMPLEXES. CES RESULTATS ORIGINAUX POURRONT ETRE ETENDUS A D'AUTRES MATERIAUX ; L'ETUDE ENTAMEE AVEC DES CIBLES EN ALUMINIUM POURRAIT NOTAMMENT ETRE AVANTAGEUSEMENT APPROFONDIE. UNE PLUS GRANDE MAITRISE DU PROCEDE PAR UN CONTROLE SIMPLE DEVRAIT PERMETTRE UN DEVELOPPEMENT DANS L'INDUSTRIE D'UN OUTIL AU POTENTIEL D'EVOLUTION ENORME ET C'EST SANS DOUTE LA UN DES AXES DE RECHERCHE PRIORITAIRES DANS LE PROCHE AVENIR
Author: MAMADOU.. KANE
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CETTE THESE PORTE SUR LA CARACTERISATION DU SOUDAGE PAR LASER CO#2 CONTINU DE FORTE PUISSANCE, EN VUE D'ELABORER UN CONTROLE DU PROCEDE EN TEMPS REEL. LES MATERIAUX TRAITES SONT DE L'ACIER DOUX E24 ET UN ALLIAGE D'ALUMINIUM, AL 5083. LES GAZ DE PROTECTION UTILISES SONT L'HELIUM ET L'ARGON. LE PROCEDE A ETE FAIT DANS DES CONDITIONS PROCHES DES CONDITIONS INDUSTRIELLES DU SOUDAGE LASER. CE MEMOIRE EST COMPOSE D'UNE ETUDE THEORIQUE ET D'UNE PARTIE EXPERIMENTALE. DANS LA PARTIE THEORIQUE, NOUS PRESENTONS D'ABORD LES ASPECTS MACROSCOPIQUES DU PRINCIPE DU SOUDAGE PAR LASER ET NOUS MONTRONS QUE SA REUSSITE TECHNOLOGIQUE INCONTESTABLE DOIT BEAUCOUP A DES CONNAISSANCES EMPIRIQUES. LES TECHNIQUES UTILISEES POUR ELIMINER LES NOMBREUX INCONVENIENTS LIES A UN ECART DES PARAMETRES DE LEUR VALEURS OPTIMALES SONT PRESENTEES. CELA PERMET DE DONNER UNE PREMIERE APPROCHE DU COMPORTEMENT ET DES EFFETS CONTRADICTOIRES DU PLASMA LORS DE L'INTERACTION ENTRE LE FAISCEAU DE PUISSANCE ET LE MATERIAU. NOUS ETUDIONS AUSSI L'INTERACTION ENTRE UNE SOURCE LASER CONTINUE DE FORTE PUISSANCE (5000 W) ET UN METAL ET LES MECANISMES DE FORMATION DU PLASMA. NOUS DRESSONS UN INVENTAIRE DES PROCESSUS INTERDEPENDANTS ET DE LEURS EFFETS SUR LE PROCEDE ; CELA PERMET DE DEFINIR L'EXPRESSION ANALYTIQUE DU SEUIL D'ABSORPTION SUFFISANTE A UN REGIME DE SOUDAGE PROFOND. NOUS MONTRONS QUE LE PLASMA JOUE UN ROLE EQUIVOQUE, ETANT SOIT UNE SOURCE D'ENERGIE SECONDAIRE, SOIT UN ECRAN TOTAL AU FAISCEAU QU'IL ABSORBE AU DETRIMENT DE L'EFFICACITE DU PROCEDE. ENFIN LES METHODES DES DIAGNOSTIC LES PLUS COURANTES UTILISEES ACTUELLEMENT (OPTIQUES, ACOUSTIQUE, IMAGERIE) SONT PRESENTEES AVEC LES OUTILS THEORIQUES PERMETTANT DE MIEUX COMPRENDRE LES PHENOMENES INTERVENANT AU NIVEAU MACROSCOPIQUE. LA PARTIE EXPERIMENTALE REUNIT TOUS LES ELEMENTS UTILES A L'ACQUISITION ET AU TRAITEMENT DES DIZAINES DE SIGNAUX EMIS PAR LE PLASMA. NOUS OPTIMISONS LES PARAMETRES DU PROCEDE PAR LA DETERMINATION DES MAXIMA DE L'ELANCEMENT, RAPPORT ENTRE LA PROFONDEUR ET LA LARGEUR DU CORDON DE FUSION ET CRITERE DE QUALITE PERTINENT POUR L'EVALUATION DU PROCEDE. NOUS MONTRONS QUE L'ELANCEMENT EST MAXIMAL POUR LE MINIMUM D'INTENSITE D'EMISSION DU PLASMA DANS LE SPECTRE UV ET NOUS SOULIGNONS L'IMPORTANCE DE L'AUTOABSORPTION DANS CE PHENOMENE. NOUS EFFECTUONS ENSUITE UNE ANALYSE TEMPORELLE DE L'EMISSION DU PLASMA QUI CONFIRME CE RESULTAT ET QUI OUVRE SURTOUT DES VOIES INTERESSANTES POUR UN CONTROLE DU PROCEDE AU MOYEN DE DETECTEURS PHOTOELECTRIQUE ET/OU PYROELECTRIQUE. NOUS METTONS AUSSI EN EVIDENCE LA RELATION ENTRE L'EVOLUTION DU PIC DE LA FREQUENCE D'EXCITATION RF DU LASER DE PUISSANCE (24,7 KHZ) ET CELLE DES CONDITIONS D'INTERACTION. CETTE ETUDE A PERMIS DE TESTER UNE METHODOLOGIE D'ANALYSE FACILE A METTRE EN PLACE POUR UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES ASPECTS MACROSCOPIQUES DU PROCEDE ET A LES RELIER A DES PHENOMENES PHYSIQUES PAR AILLEURS PLUS COMPLEXES. CES RESULTATS ORIGINAUX POURRONT ETRE ETENDUS A D'AUTRES MATERIAUX ; L'ETUDE ENTAMEE AVEC DES CIBLES EN ALUMINIUM POURRAIT NOTAMMENT ETRE AVANTAGEUSEMENT APPROFONDIE. UNE PLUS GRANDE MAITRISE DU PROCEDE PAR UN CONTROLE SIMPLE DEVRAIT PERMETTRE UN DEVELOPPEMENT DANS L'INDUSTRIE D'UN OUTIL AU POTENTIEL D'EVOLUTION ENORME ET C'EST SANS DOUTE LA UN DES AXES DE RECHERCHE PRIORITAIRES DANS LE PROCHE AVENIR
Author: JORG.. HERMANN
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LA MAITRISE ET LE CONTROLE DES PROCEDES DE TRAITEMENT DES MATERIAUX PAR LASER NECESSITENT LA COMPREHENSION DES MECANISMES D'INITIATION ET DE DEVELOPPEMENT DU PLASMA FORME LORS DE L'INTERACTION LASER-CIBLE EN PRESENCE D'UN GAZ AMBIANT. LE PLASMA, OBTENU DANS LE CAS DE L'IRRADIATION D'UNE CIBLE DE TITANE PAR UN LASER TEA-CO#2 PULSE, A ETE CARACTERISE ET SON EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE SUIVIE PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION. L'EXPANSION DE LA VAPEUR METALLIQUE APRES LA PHASE PLASMA A ETE DETECTEE PAR FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER. LES MESURES ONT ETE FAITES EN VARIANT SYSTEMATIQUEMENT LES PARAMETRES INTERVENANTS DANS LE PROCESSUS D'INTERACTION, C'EST-A-DIRE: LA FORME TEMPORELLE DE L'IMPULSION LASER, SON ENERGIE, LA PRESSION DU GAZ AMBIANT ET LA NATURE DU GAZ (HE, AR, N#2). LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT ETE COMPARES AVEC LES SEUILS D'INTENSITE DE VAPORISATION ET D'INITIATION DU PLASMA DETERMINES RESPECTIVEMENT A L'AIDE D'UN MODELE THERMIQUE ET D'UN CALCUL BASE SUR LA BALANCE D'ENERGIE DES ELECTRONS. L'ANALYSE DES SURFACES IRRADIEES PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE AINSI QUE LA COMPARAISON AVEC LES OBSERVATIONS DU PLASMA ONT PERMIS DE CARACTERISER L'INTERACTION PLASMA-SURFACE ET DE DEFINIR LE ROLE DU PLASMA DANS LE COUPLAGE D'ENERGIE ENTRE LE FAISCEAU LASER ET LA SURFACE. EN ATMOSPHERE D'AZOTE L'INTERACTION CONDUIT A LA SYNTHESE SUPERFICIELLE DU NITRURE DE TITANE
Author: ANNE.. POUEYO-VERWAERDE
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Pages : 160
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L'EVOLUTION CROISSANTE DES APPLICATIONS DES LASERS DE PUISSANCE DANS L'INDUSTRIE DE TRANSFORMATION DES METAUX DOIT ETRE ACCOMPAGNEE DU DEVELOPPEMENT PARALLELE D'ETUDES PERMETTANT D'AMELIORER NOTRE CONNAISSANCE DES PHENOMENES PHYSIQUES MIS EN JEU DANS UN PROCESSUS D'INTERACTION LASER-MATIERE. L'ETUDE PRESENTEE ICI CONCERNE LE SOUDAGE PAR LASER. LES OBJECTIFS FIXES INITIALEMENT ONT ETE D'APPROFONDIR NOS CONNAISSANCES SUR LA FORMATION DU PLASMA (SEUILS D'INTENSITE D'IONISATION DE LA VAPEUR ET TEMPS DE FORMATION DU PLASMA), SON INFLUENCE EN SURFACE SUR LE FAISCEAU LASER (ABSORPTION ET REFRACTION DU LASER SELON DIFFERENTES CONDITIONS OPERATOIRES), LES PROCESSUS D'ABSORPTION A L'INTERIEUR DU KEYHOLE (EFFET DE TYPE FRESNEL ET PAR BREMSSTRAHLUNG INVERSE) ET LES EFFETS DES PARAMETRES OPERATOIRES (VITESSE DE SOUDAGE, PRESSION AMBIANTE, POLARISATION DU FAISCEAU) SUR LE RESULTAT FINAL. UNE MODELISATION ORIGINALE ET REALISTE DU KEYHOLE ET DU DEPOT DE PUISSANCE A L'INTERIEUR DE LA CIBLE PERMET D'EXPLIQUER LES EXPERIENCES. UNE QUANTIFICATION DES DIFFERENTS PROCESSUS D'ABSORPTION EST EGALEMENT AVANCEE
Author: ENRIQUE.. NAVA RUDIGER
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Pages : 193
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LA QUALITE, QUEL QUE SOIT LE SECTEUR INDUSTRIEL, EST DEVENUE UN DES CRITERES ESSENTIELS DE COMPETITIVITE DES ENTREPRISES. LE PROCEDE DE SOUDAGE PAR LASER S'INSCRIT COMME UN PROCEDE ALTERNATIF AUX NOMBREUX AUTRES PROCEDES D'ASSEMBLAGE. NEANMOINS, IL EXISTE DES LIMITATIONS DE MISE EN UVRE INHERENTES AUX TECHNOLOGIES LASER. C'EST POUR APPORTER UNE CONTRIBUTION A CE DOMAINE QUE NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AU CONTROLE IN SITU DE LA QUALITE EN SOUDAGE LASER CO2. DEUX SYSTEMES DE CONTROLE ONT ETE DEVELOPPES, L'UN BASE SUR LA SURVEILLANCE DU RAYONNEMENT THERMIQUE EMIS PAR LE BAIN DE FUSION, ET L'AUTRE SUR L'EMISSION ACOUSTIQUE AUDIBLE EMIS PAR LE CAPILLAIRE, PERMETTENT DE DETECTER DES DEFAUTS MORPHOLOGIQUES DES LEUR APPARITION DANS LA ZONE D'INTERACTION LASER - MATIERE. CHACUN DES PHENOMENES MESURES FERA L'OBJET D'UNE CARACTERISATION DES GRANDEURS PHYSIQUES GENEREES LORS DE L'INTERACTION, APRES AVOIR ETABLI LES LOIS DE COMPORTEMENT QUI LES REGISSENT. L'OBJECTIF ETANT D'ETABLIR UNE CORRELATION ENTRE CES GRANDEURS PHYSIQUES ET LES DEFAUTS GEOMETRIQUES. ENSUITE, CES RESULTATS CONTRIBUERONT A DEFINIR LES DEUX CHAINES D'ACQUISITION QUI SERONT VALIDEES EXPERIMENTALEMENT. AINSI, AVEC LE SYSTEME DE MESURE DU RAYONNEMENT THERMIQUE, IL EST POSSIBLE DE DETECTER DES DEFAUTS D'ALIGNEMENT, DE MANQUE D'EPAISSEUR ET D'EFFONDREMENT. LORS DES DIVERS ESSAIS REALISES, NOUS AVONS ETABLI LA SIGNATURE DU SIGNAL ASSOCIE A L'APPARITION DE CHACUN DE CES TYPES DE DEFAUTS. DE MEME, LE SYSTEME DE MESURE DE L'EMISSION ACOUSTIQUE NOUS PERMET DE DECELER L'APPARITION DE DEFAUTS DE PENETRATION. LA ENCORE, NOUS AVONS MONTRE LA POSSIBILITE DE DEFINIR LES SIGNATURES ACOUSTIQUES CORRELEES A CES DEFAUTS. A PARTIR DE CES SIGNATURES IL NOUS EST POSSIBLE DEFINIR DES SEUILS D'ACCEPTABILITE, EN REFERENCE A L'EXIGENCE DE QUALITE DEFINIE. EN BASE A CES SEUILS, IL EST ENVISAGEABLE D'ETABLIR UNE BOUCLE DE CONTROLE AUTO-ADAPTATIVE DE L'OPERATION.
Author: Mihaela Cirisan
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Pages : 268
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L’ablation laser dans l’air à la pression atmosphérique est souvent appliquée dans l’industrie, l’analyse chimique, la chirurgie, ... Pour un développement plus approfondi des technologies laser basées sur l’effet d’ablation, il est nécessaire de mieux comprendre les phénomènes à l’origine de l’interaction laser-matière. Lors d’un impact du faisceau laser sur la surface d’un matériau, une plume plasma se forme au dessus de la cible. Ce plasma contient des électrons, des atomes et des ions du matériau évaporé, ainsi que du gaz ambiant, s’il est présent. Lors de l’impulsion laser, cette plume absorbe une grande partie d’énergie du faisceau laser, réduisant ainsi la quantité du rayonnement laser qui arrive à la surface de la cible. Les dimensions, ainsi que les paramètres de cette plume plasma évoluent très rapidement avec le temps. L’étude de la dynamique et des paramètres de cette plume est très importante, parce qu’ils influent sur tous les processus physiques ayant lieu à la surface du matériau traité. Nous avons étudié l’expansion de la plume plasma formée lors de l’ablation des échantillons métalliques (Al, Ti, Fe) par faisceau laser Nd :YAG nanoseconde (durée d’impulsion : 5.1 ns, longueur d’onde : 1064 nm, irradiance de l’ordre de grandeur de GW/cm2) dans l’air à la pression atmosphérique en utilisant la technique d’imagerie rapide. Cette technique nous a permis d’observer l’évolution spatio-temporelle de la plume au début de son expansion. Les résultats obtenus indiquent que la plume d’ablation laser a une structure : deux régions ont été distinguées – le cœur et la périphérie de la plume. La dynamique de ces deux régions de la plume a été étudiée et les vitesses de leur expansion ont été déterminées. En plus, nous avons examiné l’influence de l’irradiance laser, ainsi que l’influence de la composition de la cible sur la dynamique de la plume. D’autre part, nous avons développé des modèles numériques sous COMSOL Multiphysics pour simuler le processus d’ablation laser. Un modèle thermique a été utilisé pour simuler l’interaction laser – cible. Les résultats de ce modèle ont été employés comme conditions à la limite du modèle hydrodynamique, utilisé pour simuler l’expansion de la plume du plasma dans l’air ambiant. Deux approches ont été proposées : approche microscopique et macroscopique. Les résultats de simulation basée sur l’approche macroscopique donnent l’évolution temporelle et distribution spatiale (1D) des paramètres de la plume : masse volumique, vitesse, pression.
Author: Anne-Lise Thomann
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Pages : 293
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CE SUJET PORTE SUR L'ELABORATION DE COUCHES MINCES A LA SURFACE DE MATERIAUX DANS LE BUT D'AMELIORER LEURS CARACTERISTIQUES MECANIQUES. LA METHODE UTILISEE EST LA SYNTHESE PAR IRRADIATION LASER DIRECTE QUI EST ETUDIEE SUR UN CAS SIMPLE: LA NITRURATION DU TITANE, PUIS APPLIQUEE A CELLE DE L'ALUMINIUM, MOINS COURAMMENT REALISEE. LA TECHNIQUE CONSISTE A FOCALISER UN FAISCEAU LASER (LASER CO2 EN IR OU LASER XECL EN UV) SUR LE METAL DANS UNE ATMOSPHERE GAZEUSE CONTENANT DE L'AZOTE. UN PLASMA EST INITIE AU DESSUS DE LA SURFACE DONT DEPEND L'EFFICACITE DE LA SYNTHESE. ON ETUDIE L'INFLUENCE DES PARAMETRES EXPERIMENTAUX SUR LA SYNTHESE EN CARACTERISANT D'UNE PART LE PLASMA ET D'AUTRE PART LES SURFACES EN CONTACT. L'ETUDE DU PLASMA SE FAIT PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION ; LA COMPOSITION CHIMIQUE ET L'ORGANISATION CRISTALLINE DES COUCHES SONT OBTENUES A LA SURFACE ET EN PROFONDEUR A L'AIDE D'UN ENSEMBLE DE TECHNIQUES D'ANALYSE DES MATERIAUX COMPLEMENTAIRES: SPECTROSCOPIE DES PHOTOELECTRONS (XPS), RETRODIFFUSION RUTHERFORD (RBS), DIFFRACTION DES RX EN INCIDENCE RASANTE, DIFFRACTION ELECTRONIQUE, CLICHES DE MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE OU EN TRANSMISSION. LA CORRELATION ENTRE CES DIFFERENTS RESULTATS MONTRE QUE LA PRESENCE DU PLASMA EST NECESSAIRE A LA SYNTHESE ET QUE LA NATURE DE L'INTERACTION LASER/MATIERE INFLUE SUR CERTAINES CARACTERISTIQUES DES COUCHES. LES COUCHES SONT COMPOSEES D'AZOTE QUI A DIFFUSE DANS LA MATRICE METALLIQUE, LE NITRURE AYANT ETE EFFECTIVEMENT SYNTHETISE EN SURFACE. L'UTILISATION DU LASER CO#2 PERMET D'OBTENIR DES COUCHES PLUS EPAISSES, MAIS DONT L'ETAT DE SURFACE EST PERTURBE A CAUSE DE L'ACTION DE RECUL DE L'ONDE DE DETONATION QUI SE DEVELOPPE DANS CE CAS. BIEN QUE PLUS DELICATE, LA NITRURATION DE L'ALUMINIUM A EGALEMENT ETE OBTENUE PAR CE PROCEDE PLASMA-LASER
Author: STEPHANE.. CHARTON
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Languages : fr
Pages : 161
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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE D'UN SYSTEME DE CONTROLE EN LIGNE DES ASSEMBLAGES PAR LASER ND 3 : YAG PULSE. LORS D'UNE OPERATION DE SOUDAGE, L'INTERACTION LASER-MATIERE EST A L'ORIGINE DE L'EMISSION DE SIGNAUX (OPTIQUES, ACOUSTIQUES, ELECTRIQUES, THERMIQUES), CARACTERISTIQUES DE SON COMPORTEMENT. LE CONTROLE EN LIGNE EST BASE SUR L'HYPOTHESE QUE LEURS EVOLUTIONS, MESUREES PAR DES CAPTEURS TELS QUE DES PHOTODIODES OU DES MICROPHONES, DOIVENT ETRE CORRELEES AUX DEFAUTS DE SOUDURE. LE CONTROLE QUALITE D'UN ASSEMBLAGE PAR FAISCEAU LASER PEUT ETRE ASSURE PAR LA QUALIFICATION PREALABLE DE LA MACHINE, ET PAR LE SUIVI EN LIGNE DE L'OPERATION DE SOUDAGE PROPREMENT DITE. LA SIMILITUDE DES SIGNAUX ISSUS DES LASERS PULSES (MACHINE ET INTERACTION), NOUS A CONDUITS A DEVELOPPER UN SYSTEME SPECIFIQUE D'ACQUISITION ET DE TRAITEMENT DE DONNEES. L'UTILISATION D'OUTILS DE TRAITEMENT DU SIGNAL (TRANSFORMATION DE FOURIER, TRANSFORMATION EN ONDELETTES) ASSOCIES A DES TECHNIQUES DE CLASSIFICATION DE DONNEES (POLYTOPES DE CONTRAINTES), INTRODUIT UNE APPROCHE INNOVANTE DU CONTROLE EN LIGNE. LA DETERMINATION DES PARAMETRES DISCRIMINANTS (CORRELATION SIGNAUX/DEFAUTS) DEVIENT AINSI AUTOMATIQUE ET NON SUBJECTIVE. LE PROTOTYPE REALISE PEUT ETRE UTILISE POUR LA DETECTION DE TOUT TYPE DE DEFAUT, PUISQUE L'OPERATEUR DE CLASSIFICATION RETENU EST SUPERVISE ET REPOSE DONC SUR UNE PHASE D'APPRENTISSAGE. IL A ETE VALIDE SUR DES DEFAUTS DE SOUDURE SIMPLES A MAITRISER, POUR ETRE FINALEMENT APPLIQUE A UN PROBLEME DE CONTROLE DE FABRICATION AU DEPARTEMENT FABRICATIONS ET TECHNOLOGIES NUCLEAIRES DU CENTRE D'ETUDES DE VALDUC DU COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE.
Author: CORINNE.. NOUVELLON
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Languages : fr
Pages : 163
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L'ABLATION LASER COUPLEE A LA SPECTROMETRIE D'EMISSION OPTIQUE EST UNE TECHNIQUE A FORT POTENTIEL POUR L'ANALYSE ELEMENTAIRE DE MATERIAUX CAR ELLE POSSEDE PEU DE CONTRAINTES DE MISE EN UVRE ET EST UTILISABLE POUR DE NOMBREUX MATERIAUX. LE PRINCIPE CONSISTE A ANALYSER L'INTENSITE EMISE LORS DE LA DESEXCITATION DES ESPECES DU PLASMA CREE PAR FOCALISATION D'UN FAISCEAU LASER SUR L'ECHANTILLON A ANALYSER. POUR QUE L'ANALYSE ELEMENTAIRE SOIT QUANTITATIVE, LE PLASMA DOIT ETRE REPRESENTATIF DU MATERIAU A ANALYSER. NOTRE OBJECTIF EST DE DETERMINER LES PARAMETRES FONDAMENTAUX DE L'INTERACTION LASER-MATIERE QUI INFLUENCENT LA CONSERVATION DE LA STCHIOMETRIE ENTRE LA CIBLE ET LE PLASMA CREE LORS DE L'ABLATION DE METAUX PAR UN LASER UV A PRESSION ATMOSPHERIQUE DANS UN DOMAINE DE FLUENCES DE 10 A 255 J/CM 2. L'ETUDE DU COUPLAGE LASER-MATERIAU, NECESSAIRE POUR ANALYSER L'INTERACTION REELLE ENTRE LE LASER ET LA CIBLE, EST REALISEE A PARTIR DE L'OBSERVATION DES CRATERES OBTENUS DANS LES ECHANTILLONS. ELLE MET EN EVIDENCE QUE LA SURFACE D'INTERACTION EST UN PARAMETRE DETERMINANT. EN EFFET, L'EFFICACITE D'ABLATION EST PLUS ELEVEE ET LES CRATERES PLUS HOMOGENES LORSQUE LA SURFACE D'INTERACTION EST PLUS PETITE, CE QUI CORRESPOND A DES CONDITIONS POUR LESQUELLES L'ECRANTAGE DU LASER PAR LE PLASMA EST REDUIT. L'ANALYSE DU PLASMA EST EFFECTUEE DANS SA PHASE DE DESEXCITATION, APRES L'IMPULSION LASER. DANS DES ALLIAGES D'ALUMINIUM CONTENANT DU CUIVRE, DU MAGNESIUM ET DU ZINC A QUELQUES % NOUS OBSERVONS QUE LA COMPOSITION DU PLASMA EST IDENTIQUE A CELLE DE LA CIBLE, POUR DIFFERENTES CONDITIONS D'IRRADIATIONS (SURFACE D'INTERACTION, FLUENCE). DANS LES LAITONS (CU-ZN), LES COMPORTEMENTS DES DEUX ELEMENTS SONT DIFFERENTS. L'ANALYSE DU ZINC PEUT ETRE REALISEE QUELLES QUE SOIENT LES CONDITIONS D'IRRADIATION ALORS QU'ELLE N'EST POSSIBLE POUR LE CUIVRE QU'A FLUENCE ELEVEE (> 50 J/CM 2). CETTE ETUDE SYSTEMATIQUE DES LAITONS MET AINSI EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE LA FLUENCE SUR LA COMPOSITION DU PLASMA.
Author: MICHEL.. BERGONZI
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Languages : fr
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Book Description
LE BUT EST DE MODELISER L'INTERACTION PLASMA/MATIERE PROVENANT DE L'ACTION D'UN FAISCEAU LASER CO2 DE PUISSANCE SUR UNE SURFACE METALLIQUE. L'ETUDE DE CERTAINES CARACTERISTIQUES DE CE PLASMA (DENSITE ET TEMPERATURE ELECTRONIQUES) SONT UTILES POUR PERMETTRE DE LE DEFINIR PAR DIFFERENTES SOURCES CALORIFIQUES INTERNES OU EXTERNES. LA SUPERPOSITION DE CES SOURCES APPLIQUEE A DES SOLUTIONS PARTICULIERES DE L'EQUATION AUX DERIVEES PARTIELLES DE LA CONDUCTION DE LA CHALEUR CONSTITUE LE MODELE DE L'INTERACTION PLASMA/MATIERE. DES EXEMPLES D'APPLICATION DE CE MODELE ACCOMPAGNENT CE TRAVAIL. SON APPLICATION AU SOUDAGE LASER EST REALISEE EN SIMULANT DES FUSIONS REELLES PAR LE CALCUL NUMERIQUE DE LA FORME DE LA ZONE DE METAL FONDU
Author: CHRISTIAN.. STAUTER
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Languages : fr
Pages : 140
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Book Description
LE PROCEDE D'ABLATION LASER EST DEVENU CES DERNIERES ANNEES UN OUTIL PROMETTEUR DANS LE DOMAINE DE L'USINAGE OU COUPLE AVEC LA SPECTROSCOPIE, DANS LE DOMAINE DE L'ANALYSE DES MATERIAUX. IL Y A CEPENDANT QUELQUES INCONVENIENTS LIES A L'UTILISATION DES SOURCES LASER A IMPULSIONS COURTES. LA DERIVE DE L'ENERGIE DELIVREE, L'INSTABILITE D'UNE IMPULSION A L'AUTRE OU UNE MODIFICATION INDUITE DE L'ABSORPTION, SONT AUTANT DE PHENOMENES QUI MODIFIENT LES CONDITIONS DE L'IRRADIATION. EN CONSEQUENCE, IL Y A UNE GRANDE INCERTITUDE DANS L'APPRECIATION EN TEMPS-REEL DE LA QUANTITE DE MATIERE VAPORISEE. IL EST DONC NECESSAIRE D'ENVISAGER LE DEVELOPPEMENT D'UN SYSTEME DE DIAGNOSTIC. DANS CETTE ETUDE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AUX TECHNIQUES ACOUSTIQUES ET OPTOACOUSTIQUES POUR DETERMINER LES CARACTERISTIQUES DES ONDES DE CHOC INDUITES DANS L'AIR PAR L'ABLATION LASER. L'INTENSITE DE L'ONDE DE CHOC ET SA VITESSE DEPENDENT FORTEMENT DE LA QUANTITE DE MATIERE ABLATEE AINSI QUE DE LA NATURE DU MATERIAU IRRADIE. EN EVALUANT LA QUANTITE D'ENERGIE QUI EST LIBEREE DANS L'ONDE DE CHOC, NOUS AVONS PU DETERMINER LES DIFFERENTS REGIMES DE L'INTERACTION QUI SONT: L'EVAPORATION, LE PLASMA AUTO-REGULE ET L'ONDE DE DETONATION. EN MODELISANT LES DIFFERENTS PHENOMENES QUI SE PRODUISENT DURANT L'ABLATION, LA PERTE DE MASSE PEUT ETRE RELIEE A L'ENERGIE D'ONDE DE CHOC. UN BON ACCORD ENTRE LES ESTIMATIONS ET LES MESURES A ETE OBTENU LORS DE L'ABLATION DE DIFFERENTS MATERIAUX
