CONTRIBUTION DU CONTROLE DE L'INTERACTION LASER - MATIERE A L'AMELIORATION DE LA QUALITE EN SOUDAGE PAR LASER

CONTRIBUTION DU CONTROLE DE L'INTERACTION LASER - MATIERE A L'AMELIORATION DE LA QUALITE EN SOUDAGE PAR LASER PDF 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.

CONTRIBUTION DU CONTROLE DE L'INTERACTION LASER - MATIERE A L'AMELIORATION DE LA QUALITE EN SOUDAGE PAR LASER

CONTRIBUTION DU CONTROLE DE L'INTERACTION LASER - MATIERE A L'AMELIORATION DE LA QUALITE EN SOUDAGE PAR LASER PDF Author: ENRIQUE.. NAVA RUDIGER
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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.

Étude et amélioration du processus de soudage laser par le contrôle de la méthode d'apport du gaz d'assistance

Étude et amélioration du processus de soudage laser par le contrôle de la méthode d'apport du gaz d'assistance PDF Author: Mohammed Hamadou
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Pages : 216

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La présente étude concerne l’assemblage de matériaux par faisceau laser. Les objectifs étaient de comprendre l’influence de la couverture gazeuse et de sa méthode d’apport sur le procédé de soudage, pour ensuite déterminer le choix de ces deux paramètres pour l’amélioration de la qualité du cordon de soudure et ce, en fonction des conditions opératoires. Nous avons abordé dans ce rapport l’étude de différents effets : de la nature du gaz d’assistance sur l’interaction laser matière, en fonction de la longueur d’onde du laser ; des fluctuations de la plume de plasma sur les caractéristiques morphologiques du cordon de soudure ; des paramètres géométriques et de la position de la buse d’apport du gaz d’assistance sur l’oxydation du cordon, du très gros intérêt d’un apport par l’avant et à grande vitesse du gaz d’assistance, l’importance de la géométrie de la rainure lors du soudage de forte épaisseur, ainsi que du rôle de la répartition énergétique lors du soudage Nd :Yag multispots.

CONTRIBUTION A L'OPTIMISATION DES TRAITEMENTS LASER EN PHASE SOLIDE

CONTRIBUTION A L'OPTIMISATION DES TRAITEMENTS LASER EN PHASE SOLIDE PDF Author: CARLOS.. REGO DE OLIVEIRA
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DANS LE CADRE D'UNE ACTION AYANT POUR OBJECTIF L'OPTIMISATION ET LE CONTROLE DU PROCESS LASER EN VUE D'APPLICATIONS EN TRAITEMENTS SUPERFICIELS, LA PRESENTE ETUDE A ETE PLUS SPECIALEMENT CONSACREE A LA CARACTERISATION DES REPARTITIONS ENERGETIQUES DES FAISCEAUX LASER ET A LA MODELISATION DE L'INTERACTION LASER-MATERIAU. POUR CELA ONT ETE DEGAGES DES PARAMETRES PERTINENTS INTERVENANT DANS LA DESCRIPTION DES EFFETS INDUITS ET PERMETTANT DE DECRIRE DES REPARTITIONS ENERGETIQUES PLUS OU MOINS COMPLEXES. UNE METHODE D'EVALUATION EXPERIMENTALE DE CES PARAMETRES A ETE DEVELOPPEE. ENSUITE UN MODELE PERMETTANT DE PREVOIR PLUS RAPIDEMENT QU'AVEC LES METHODES DE CALCUL NUMERIQUES CLASSIQUES LES CHAMPS DE TEMPERATURE SUPERFICIELLE AVEC UNE PRECISION ACCEPTABLE POUR UNE UTILISATION EN CONTROLE, EN TEMPS REEL, A ETE PROPOSE. LA VALIDATION DU MODELE A ETE REALISEE AU MOYEN D'UNE CONFRONTATION AVEC LE SUIVI EXPERIMENTA DE L'EVOLUTION DES TEMPERATURES DE SURFACE AU MOYEN D'UNE CAMERA IR A BALAYAGE POUR DIFFERENTS TYPES DE REPARTITIONS ENERGETIQUES INCIDENTES ET EN SITUATION DE FAISCEAU FIXE OU MOBILE. ENFIN, UNE ATTENTION PLUS PARTICULIERE A ETE PORTEE A L'ETUDE DE L'ABSORPTION D'UN RAYONNEMENT IR PAR UN SUBSTRAT REVETU OU NON EN VUE DE PROPOSER DES SOLUTIONS PERMETTANT L'AMELIORATION DU COUPLAGE DANS LE CAS DU TRAITEMENT DES MATERIAUX METALLIQUES

CONTRIBUTION A L'ETUDE DU CONTROLE EN LIGNE DES OPERATIONS DE SOUDAGE PAR LASER ND

CONTRIBUTION A L'ETUDE DU CONTROLE EN LIGNE DES OPERATIONS DE SOUDAGE PAR LASER ND PDF Author: STEPHANE.. CHARTON
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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.

Contribution à l'étude de l'interaction laser-matière

Contribution à l'étude de l'interaction laser-matière PDF Author: Didier Kechemair
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Pages : 329

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Pour améliorer la compréhension et les applications industrielles de l'interaction laser-matière, on étudie l'exemple de la trempe superficielle des aciers par laser CO2 continu dont on recherche un modèle numérique validé par des mesures en cours de traitement. On résout l'équation instationnaire de la chaleur, à coefficients dépendant de la température, avec dépôt d'énergie en surface, par éléments finis bidimensionnels. Une configuration expérimentale "étalon" est également définie : le faisceau est homogénéisé par un kaléidoscope, on trempe à cœur les éprouvettes (35NCD16) préalablement pour limiter l'effet de la diffusion du carbone sur l'austénitisation, et on dépose en surface un revêtement absorbant (graphite ou peinture). La comparaison des températures mesurées en profondeur et des duretés permet de valider la technique de mesure. On compare ensuite les cycles thermiques calculés et mesurés, considérant l'absorption comme un paramètre ajustable. Les valeurs obtenues sont assez dispersées, l'identification par calcul du flux absorbé montre les variations du couplage le long de la zone éclairée. On recherche alors la répartition de flux absorbé optimisant le traitement. On discute l'interprétation physique de résultats théoriques obtenus par ailleurs; les premières réalisations expérimentales des répartitions optimales calculées amènent une augmentation du temps de maintien en profondeur avec un risque moindre de fusion en surface. Enfin, on aborde les méthodes de contrôle en temps réel du procédé d'après des techniques d'intelligence artificielle : deux jeux de règles de décision sont suggérés.

CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INTERACTION LASER-MATIERE A TRES HAUT FLUX (10#1#9W/CM#2)

CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INTERACTION LASER-MATIERE A TRES HAUT FLUX (10#1#9W/CM#2) PDF Author: GERARD.. MALKA
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Pages : 214

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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE COMPRENDRE ET D'ANALYSER LES PROCESSUS PHYSIQUES SUSCEPTIBLES D'ACCELERER DES ELECTRONS A DES ENERGIES RELATIVISTES, LORS DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION LASER ULTRA INTENSE (ECLAIREMENT LASER SUPERIEUR A 10#1#9W/CM#2) AVEC DES ELECTRONS DANS LE VIDE OU UN PLASMA. CES TRAVAUX S'INSCRIVENT DANS LE CADRE DE LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL AVEC LA NOUVELLE APPROCHE DE L'ALLUMEUR RAPIDE. CETTE THESE SE COMPOSE DE TROIS ETUDES EXPERIMENTALES SUR L'ACCELERATION D'ELECTRONS. LES RESULTATS DE CES EXPERIENCES SONT INTERPRETES EN LES COMPARANT A CEUX DONNES PAR DES MODELES THEORIQUES PRESENTES DANS CE RAPPORT : (I) L'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS LE VIDE PAR L'IMPULSION LASER EST MISE EN EVIDENCE EXPERIMENTALEMENT. DES ELECTRONS D'ENERGIE INITIALE DE 1 A 10 KEV ENVIRON, SONT ACCELERES A DES ENERGIES VOISINES DE 1 MEV. CES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC DES SIMULATIONS DE PROPAGATION D'ELECTRONS LIBRES SOUMIS A UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE INTENSE, SPATIALEMENT ET TEMPORELLEMENT FINIE. (II) LE ROLE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE DANS LA PRODUCTION D'ELECTRONS RELATIVISTES (0,4 A 3 MEV) LORS DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU LASER ULTRA INTENSE AVEC UN PLASMA SURDENSE ET PRESENTANT UN PROFIL DE DENSITE TRES RAIDE EST ICI DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EN BON ACCORD AVEC UN MODELE D'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS CE REGIME OU LA TEMPERATURE CHAUDE T#H EST EGALE A L'ENERGIE D'OSCILLATION D'UN ELECTRON DANS LE CHAMP LASER. (III) DANS LE CAS DE L'ACCELERATION D'ELECTRONS (0,5 A 20 MEV), LORS DE L'INTERACTION DU FAISCEAU LASER AVEC UN PLASMA PREFORME SOUS CRITIQUE ET LONG, DEUX TEMPERATURES SUPRATHERMIQUES ET DES CANAUX DE CREUSEMENT DE DENSITE ELECTRONIQUE SONT OBSERVES. CES OBSERVATIONS SONT A PRIORI LA SIGNATURE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE OU DE LA DIFFUSION RAMAN AVANT DANS UN CANAL CREE PAR L'AUTOFOCALISATION PONDEROMOTIVE ET RELATIVISTE DE L'IMPULSION LASER.

Micro- et nano-usinage par laser à impulsions ultracourtes

Micro- et nano-usinage par laser à impulsions ultracourtes PDF Author: Sébastien Landon
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La technique d'usinage par impulsions laser femtosecondes possède de nombreux avantages du fait des spécificités physique de l'interaction laser/matière en mode ultra-bref et est donc susceptible d'intéresser le monde industriel. Néanmoins elle présente aussi certaines limitations, principalement en terme de flexibilité et de productivité, limitant l'accès à ce marché. Pour repousser ces limites, nous proposons d'adjoindre des techniques de contrôle du faisceau, à la fois en taille, et plus généralement en forme, exploités par ailleurs dans d'autres domaines scientifiques (pincettes optiques notamment). Ces techniques reposent sur l'utilisation de modulateurs spatiaux de lumière (SLM). Deux solutions sont proposées : la modulation d'amplitude en configuration d'imagerie, et la modulation de phase pure en configuration de Fourier. Le formalisme, les différentes problématiques et la mise en oeuvre de ces deux techniques au sein d'une station de travail prototype que nous avons développée sont présentés. Enfin, nous mettons en évidence le gain apporté par ces techniques sur des problématiques concrètes, tels que l'usinage de réseaux résonant à l'échelle nanométrique, la réduction du temps d'usinage de ces réseaux (ou d'autres motifs), et l'amélioration de la qualité d'usinage de rainures.

Etude de l'interaction laser matière dans le cas des polymères semi-transparents

Etude de l'interaction laser matière dans le cas des polymères semi-transparents PDF Author: Mariana Ilie (inginer.)
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Étude de l'interaction laser matière en régime de confinement par eau avec deux impulsions laser. Application au test d'adhérence par choc laser

Étude de l'interaction laser matière en régime de confinement par eau avec deux impulsions laser. Application au test d'adhérence par choc laser PDF Author: Damien Courapied
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Le choc laser est un procédé de plus en plus répandu qui utilise l'énergie laser pour générer des ondes de choc et inclure des effets mécaniques dans les matériaux ciblés. Lorsque l'énergie laser est absorbée par la cible, un plasma d'interaction est créé à la surface du matériau. Ce plasma, lors de sa détente, génère une onde de choc qui se propage. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse s'inscrivent donc dans une démarche globale de compréhension des phénomènes liés à l'interaction laser-matière. Dans le domaine des ondes de choc générées par laser, on peut distinguer deux procédés : Le traitement de surface par choc laser (LSP - Laser Shock Peening) et le test d'adhérence par choc laser (LASAT - LASer Adhesion Technique). Aujourd'hui la question se pose sur les limitations des procédés de choc par laser et sur les solutions à mettre en place pour pallier à ces limitations. Des idées sur l'amélioration des confinements, comme substitution à l'eau, ou encore l'optimisation des revêtements protecteurs ont été proposées. Par ailleurs, au cours de ces travaux de thèse, l'utilisation de deux impulsions laser a permis, dans le cas du procédé LASAT, l'optimisation de la traction générée aux interfaces des multimatériaux et ainsi de rendre le procédé plus robuste. De plus, dans le cas du procédé LSP, les aspects de rentabilité liés à la cadence de traitement ont été étudiés. Finalement, que ce soit pour les décalages en temps faibles (entre 0 et 1000 ns) ou bien les décalages importants (entre 200μs à 200ms), l'étude des phénomènes liés à l'interaction laser-matière a permis de franchir certaines limitations pour les deux procédés.

Etude de l'interaction laser matiere dans le cas des polymeres semi-transparents

Etude de l'interaction laser matiere dans le cas des polymeres semi-transparents PDF Author: Mariana Ilie
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ISBN: 9789736254994
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Pages : 143

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