Brevet FR2648068A1 — publié le 19901214

PROCDÉ ET APPAREIL DE SCUDAGE LASER La présente invention concerne des prccédés de soudage dans lesquels un matériau d'apport est ajouté à la région de sou- dage, et concerne plus particulièrement de tels procédés dans lesquels l 'énergie pour fondre le substrat et le matériau d'apport est fournie par un laser. Le soudage est un procédé dans lequel au moins deux pièoes d'un matériau sont assemblées. Dans un type de soudage classique, une torc2 de soudage est utilisée pour fondre les surfaoes en regard des deux pièces, et pour faire fondre ensemble ores surfaces en regard. Un métal d'apport ou un matériau d'apport peut être ajouté dans la zone soudée pour donner des propriétés particulières ou pour constituer une partie de la zone de Sou- dage. Dans son sens le plus gérnral, le soudage peut aussi être accompli par des procédés à l'état solide tels que la liaison par diffusion, mais dans un sens plus étroit du terme tel qu'on l'utilise ici, les deux matériaux destirnés à être reliés doivent être au moins partiellement fondus. Dens un autre type de soudage, une couche en surfa-' est ajoutée au substrat en fondant une région de la surface du substrat, en ajoutant un matériau d'apport à l'ensemble fondu, d'o il en résulte une interpéntration et une fusion du matériau d'apport et du substrat, et en laissant ensuite se solidifier le matériau fondu. Cette technique est largement utilisée dans de n breuses apliations, souvent pour raççorter des couches dures, telles que des revêtements résistant a l'usure, sur des matériaux de substrat plus terdres et pour constuire et réparer des parties défectueuses, détériorées ou présentant une ote inférieure à la cote initialement prévue. La présente invention cocerne en premier lieu le soudage en surface, bien qu'elle pisse être utilisée dans d'autres applications de soudage. Un grand nombre de types différents de sources ont été utilisées pour fournir l'énergie rnécessaire pour fondre le subs- trat et le matériau d'apport dans les procédés de soudage. Des arcs électriques et des torches sont utilisés de façon courante. La chaleur générée par la friction est utilisée dans le soudage par friction. Plus remment, la chaleur intense gérrée par un laser a été utilisée pour des opérations de soudage afin de fondre les substrats et les matériaux d'apport. Les brevets US-4 200 669, 4 730 093, et 4 743 733 montrent des techniques de soudage par laser. Dans chaque cas, le faisceau de sortie d'un laser indus- triel est focalisé en un point proche du substrat ou situé dans le substrat, de sorte que les régicns en surface du substrat sont chauffées et fondues par le faisceau laser focalisé. Un matériau d'apport peut être introduit dans le faiseau laser ou dans la zone fcndue, si néessaire. La grande souplesse que permet 1 'uti- lisaticn d'un chauffage par laser a eu pour résultat une utilisa- tion largement répandue des lasers dans le soudage et dans d'autres opCérations de travail des métaux. On a démontré que le soudage laser était utilisable, mais qu'il présentait parfois des inrmvénients dans certaies applicaticns pratiques. L'appareil illustré dans le brevet US-4 200 669 injecte un courant de matériau d'apport en poudre dans le faiseau, et le contrôle précise de la poudre en relation avc le faisoeau est difficile. L'approche illustrée dans les brevets US-4 730 093 et 4 743 733 propose un perfectionernent majeur dans la possibilité de contrôle, mais utilise une campo- sante directiorelle pour 1'alnEntation de la poudre. Dans oes conditions, si le mouvement relatif du faisceau laser et du subs- Ltrat est tel qu'illustré dans la figure 5 du brevet 4 730 093, la poudre est alimentée par l'arrière de la région de soudage. Si un noavemnt relatif se trouve être hors du plan du dessin, la poudre est alimentée depuis le oté de la région de soudage, a moins qu'un support spécial ne soit prévu pour faire pivoter le conduit de la poudre. Ceci a pour résultat qu'une région de sou- dage présente des caractéristiques qui varient en fonction des directions relatives du mouvement du substrat et de la souroe chaude. Il existe par conséquent un besoin pour un appareil et un procédé de soudage par laser amélioré, qui associe les avan- tages des techniques de soudage laser de l'art antérieur tout en procurant un contrôle amélioré du système d'introduction de la poudre et une qualité améliorée de la structure obtenue. La présente invention répnd à oe besoin et fournit également d'autres avantages. La présente invention propose un appareil de soudage laser dans lequel le chauffage du substrat peut être contrôlé et l'introduction du métal d'apport n'est pas directionnelle. La caractéristique de la cxlstruction soudée est par cmxséquent inchangée lorsque la direction du mouvement relatif de 1 'appareil de soudage et du substrat est changée. Il n'est pas nécessaire de s'arrêter aux angles ou de changer la vitesse de déplacement de la tête de soudage, évitant ainsi d'utiliser d'autres variables qui sont connues pour affecter la qualité du soudage. L'appareil est oempact et permet de s'enfiler à l'intérieur d'espacs réduits. L'introduction du matériau d'apport est commarndée et modifiée si rnécessaire de façon précise, et le point d'intro- ductione de la poudre par rapport à l'ensenble de soudage et au point de focalisatin du faiseau laser est ontrôlé facilemenrit. Selon 1'invention, l'appareil de soudage par laser destix au dépôt d'un matériau d'apport sur un substrat cçred un laser; un noyen de fol c sation du faiseau la ser en un point de focalisation suffisammnt proche de la surface du substrat pour faondre une région du substrat, formant ainsi une zoe de soudage; et un moyen pour amenoer un matériau d'apport à l'en- semble à souder uniformmenet autour de sa circonférence. De pré- férence, le moyen pour amener le matériau d'apport comprend une tuyère ayant une enveloppe extérieure et une enveloppe intérieure qui définissent entre elles un passage annulaire convergent, le matériau d'apport étant amené à la tuyère au niveau de l'extré- mité divergente du passage et étant entrainé vers l'extrémité cnrvergente du passage. De oette manière, le matériau d'apport - est amené unifornmément autour de la circonférence de la zone de soudage et il n'y a pas d'effet directionnel observé dans la soudure lorsque la direction du mouvement relatif de 1 'appareil et du substrat est changée. Plus spécifiquement, selon une caractéristique parti- clière de l'invention, l'appareil de soudage laser comprend une tuyère ayant une enveloppe extérieure en forme de trc de c=ne et une enveloppe intérieure en forme de troc de cane de plus petite taille de cône que l'enveloppe extérieure et enfilée dans celle-ci, les axes de tronc de cne des enveloppes extérieure et intérieure étant confondus, l'enveloppe extérieure et l'envelpe intérieure définissant un passage arnnulaiere entre elles; un laser; un. système optique configuré pour diriger le faisau laser le long de 1 'axe du trncz de cône des enveloppes extérieure et intérieure vers un point de focalisation situé à '1 extérieur de la tuyère; un système d'alimentation de gaz communiquant avec l'intérieur de l'enveloppe intérieure, créant un écxulement de gaz depuis 1 'enveloppe intérieure vers le point de focalisation du laser; et un système d'alimentaticon omuniquant avec le passage annulaire situé entre 1 'enveloppe intérieure et l'enve- lopPe extérieure et adpté pour introduire un écoulement d'un matériau d'apport fineent divisé mélangé à ungaz porteur. La présente inventioun s'étend aussi à un procédé de sMuage par laser utilisant un matériau d'apport. Selon cet aspect de l'irtiom, le prozédé de dépôt d'une ca dte d'un matériau d'apport sur un substrat cprend les étapes crnsistant à fournir un laser et un systèRe optique pour fcealiser le fais- ceau du laser en un point de focalisation suffisamment proche de la surface du substrat pour qu'une région du substrat soit fondue afin de former une zone de soudage; et à ajouter un matériau d'apport firement divisé à l'ensemble à scer, le matériau d'apport étant rajouté uniformément autour de la circnférence de la zone de soudage. La présente invention prévoit un laser et un système optique qui focalise le fais_au laser en un point de focali- sation suffisamment étroit au niveau de la surf ace du substrat pour que les régions en surfae soient fondues afin de former une zone de soudage. Le point de focalisation effectif du laser peut être en dessous, en coDincidence, coincidant avec, ou au-dessus de la surface du substrat, mais dans tous les cas la puissance volumique dans la région du point de focalisation doit être suffisante pour fondre le matériau du substrat. Une enveloppe cironférentielle fixée à l'exrémité de l'enceinte du système optique encercle le faisoeau laser. L'enveloppe comprend une enveloppe intérieure et une enveloppe extérieure définissant entre elles un passage annulaire se rétrécissant vers le bas. La poudre fluidisée dans un icoulement de gaz est amenre à l'extré- mité supérieure de 1'espace annulaire au travers d'orifices séparés, et est distribuée autour de 1 'espace annulaire pendant sa descente. Une paroi intérieure dans l'espace annulaire peut être prévue pour améliorer la distribution ciroonférentielle de la poudre. A l'endroit o une telle paroi ou barrière est ménagée, la poudre est introduite par les orifices dans 1 'espace situé à l'arrière de la barrière, et se répand ensuite sur la barrière de facon uniforme cironférentiellement. L' cuverture cxxnvergente située à 1i exrriité inférieure du passage annulaire dirige la poudre vers la zone de so.dage en fusion. La poudre peut entrer dans le faisceau lar avant d'atteindre la zcone de soud3age, le matériau d'apport étant ajouté uniforméient autour de la circonférence de la zone de souage. Un écoulement axial de gaz passe & travers l'enveloppe intérieure et vers le substrat. L'écoulement axial de gaz évite l'erndiaIEng t du système optique et du laser en agissant oeiw une barrière pour les éclaboussures de soudure et pour la fumée. L'écoulement axial de gaz peut contribuer aussi à la formation d'un plasma au voisinage du point de focalisation du laser, si la puissance volumique du faisoeau laser est suffisamment grande pour créer un tel plasma par icnisation des atomes du gaz et des atomes vaporisés provenant du matériau d'apport et du matériau du substrat. L' éoArulement axial de gaw dirige aussi le matériau d'apport vers le substrat et la zone de scxdage o le nétal se dépose. Les gouttelettes chauffées et fondues du matériau d'apport se mélangent avec le matériau fondu de la zone de sou- dage, et le mélange de soudure se solidifie sous forme d'un cordon qui typiquement dépasse de la surface initiale du substrat du fait de la masse de matériau d'apport rajouté. Le montage de tuyère selon la présente invention permet l'introduction d'un éculement contrôlé de poudre dans la zone de soudage. Le débit massique de la poudre est modulé par la commande du débit d'écoulement de la poudre et du gaz fluidisant dans le système d'alimentation de la poudre. La poudre est intro- duite dans la zone de soudage uniformément autour de sa circn- férence du fait du passage annulaire. Normalement, le faiseau laser est perpendiculaire au substrat. Avec une tuyère selon l'invention, un changement dans la direction du mouvement relatif du faisoeau et de la surface du substrat ne demande aucun réglage du mécanisme d'alimentation de la poudre ni modificationc de la vitesse du mouvement relative afin de permettre le réglage du mécanisme d'alimentaticn. Le présent appareil est également très compact et est contenu à l'intérieur d'une structure qui peut être facilement saisie et manipulée, améliorant ainsi la facilité d'utilisation du soudage laser dans un evrzntment d'atelier. D'autres car-ctristiques et avantages de la présente invention apparaîtront lors de la desocription détaillée d'un exemple de réalisation, prise en relation avec' les figures annexées, parmi la figure i est une vue en élévation d'un appareil selon l'invention, dans lequel le passage du faisoeau laser est représenté en coupe; la figure 2 est une vue de cté en coupe de la tuyère de soudage de l'appareil; et la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 d'un autre mode de réalisation de 1 'invention, incluant une barrière de contrôle de l' é&coulement de la poudre. La présente invention est mise en oeuvre dans un appareil de soudage par laser 10, illustré de faon génrale dans la figure 1. L'appareil 10 copred un laser 12 ayant un faisceau 13 qui, lorqu'il est focalisé & l'aide d'un systèTe optique 14, présente une puissance volumique suffisante pour fondre une partie du substrat adjacente 16 et fondre (ou chauffer) un maté- riau d'apport fiúmient divisé. Le faisceau 13 du laser 12, défi- nissant un axe de faisceau 18, est focalisé de fagçon convergente à l'aide d'un systâme optique 14 en un point de focalisation 15. (Dans le système illustré en figure 1, la focalisation crver- gente est obtenue à 1 'aide d'un miroir acnvergent 17, mais un objectif peut être utilisé). Apres avoir quitté le systèe optique 14, le faisceau 13 entre dans une tuyère de sod3age 20 dont la structure et le fonctionnreent sont décrits plus en détail ci-dessous. La tuyère 20 introduit du matériau d'apport firnement divisé dans la partie fordue du substrat o le matériau d'apport finemrent divisé est fondu. Le matériau d'apport se mélange avec le matériau du substrat fondu et se solidifie rapidement sous forme d'un cordon 22, du fait que la chaleur est évaoue vers le substrat non fadu sous-jacent. La distanoe de fcrticrient séparant 1l'extrénité de la tuyère 20 et le suJbstat 16 est typiqueent d'envircn 5 mn. L'aulement du maté- riau d'aehot est rétréci, unidirectio l et collimaté, et la tuyère 20 se termine vers le substrat 16. E se re tant à la figure 2, la tuyère 20 ceprend une erveloppe extérieure 30 qui est vissée s 1'extr ité du systèm optique 14 de fasim que l'axe cenrtral 32 de l'enveloppe cincride avec l'axe du faisoeau 18 du laser. L'enveloçpe 30 est creuse de sorte que le faisoeau laser 13 puisse -entr par l'extrénité liée au systàme optique 14, passer à travers l'enve- lcppe le long de l'axe central 32, et sortir par l'autre extré- mité. La liaison par vissage permet à l'enveloppe extérieure 30 d'être déplacée par raport au système optique 14 en se raerochiant ou en s'éloignant, de façon réglable, l'axe central 32 de 1 'enveloppe 30 restant en o'incidenoe avec l'axe du fais- ceau 18 du laser 12. Cette possibilité de réglage permet le réglage de la position du point de fc/lisation 15 du laser par un déplacement axial relatif par rapoxrt à l'enveloppe 30, sans changer de system optique. La surface externe de 1'enveloppe extérieure 30 présente généralement une forme trocoique regu- lière. De préférence, plusieurs tours 36 d'un tube scnt fixés sur la surface externe de l'enveloppe extérieure 30, et de l'eau de refroidissement est errvyée dans le tube par l'intermédiaire de canalisations d'eau de refroidissement 37. La surf ae intérieure de 1 'enveloppe extérieure 30 comprend une surface trar.-ique 34 au niveau de sen extrémité éloignée du point d'atta-che avec le système optique 14. Une enveloppe intérieure 40 est disposée à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 30 et est vissée sur celle-ci. L'enve- loppe intérieure 40 est également creuse, et a le même axe central 32 que l'enveloppe extérieure 30. Le faisceau laser 13 passe également à travers l'enveloppe intérieure 40 le long de l'axe central 32. La liaison par vissage de l'enveloppe inté- rieure 40 sur l'enveloppe extérieure 30 permet le positionnement axial des deux enveloppes afin de les régler l'une par rapport à l'autre, changeant ainsi la taille du passage annulaire qui va ête dcrit ci- dessous. L'envelope intérieure 40 corend une surface rique 42 située à l'extrémité éloigre du systèe optique 14 et adjacente à la surface taz=xr-ique 34 de 1' - l1ppe extérieure 30. Les deux surfaces tzan-niques 34 et 42 sont en gérral en face l'une de l'autre, et définissent un passage anrlaire convergent 44 ente elles. Le mouvement axial relatif de l'enveloppe intérieure 40 et de l'enveloppe extérieure 30 provoque 1 'agrdissement ou la réduction de l'aire du passage annulaire 44. De préfêxeroe, le demi-angle de o&r- de la surface =rctxrnique 34 de l'enveloppe extérieure est de 2 & 10 degrés supérieur au demi-angle de o-ne oerrespdant de la surf ae tron- o:iique 42 de l'enveloppe intérieure, de sorte que le passage annulaire converge légèrement jusqu'en son point de sortie 46. Dans un morde de réalisation particulier, le demi-angle de orne de la surfaoe 34 est cxmpris entre environ 20 et 45 degrés, de préfê.rece compris entre envircr 30 et 35 degrés, et le demi- arnle de o*-e de la surface 42 est coepris entre erniron 20 et 35 degrés mais a enviran 2 à 10 degrés de moins que le demi angle de c de la surface 34. Le caractère nvergent du passage annulaire 44 provoque une focalisation de l'élcaent de la poudre dans les parties successives de 1'espace annulaire, vers un point communn de convexgence situé le lcr de 1 'axe central 32 et qui cxincide par oensquent avec l'axe du faisceau laser 18. Un des paramétrs contrôlables de l'appareil 10 est la position relative du point de focalisation du faisceau 15 et du point ou l'écoulement de poudre intersecte l'axe central 32. Dans certains cas, pour des conditions de foncticr=mwent partiolières, il est souhaitable que le point de focalisation du faisceau laser 15 odincide avec le point de convergence de 1'é_couleent de poudre, mais dans d'autes conditions, on peut ne pas les faire coin- cider. En fonticnement normal, la poudre est dirigée vers la région fcrdue du subsetrat, et le faisoaau laser est focalisé au-dessus, en dessous ou au niveau de la surface du subtstrat. 2648 0'68 Le matériau d ' apport firneent divisé, de Préfrenoe sous forme d'ure podre, est introduit dans l'appareil 10 à travers le passage annulaire 44 en son extrminté supérieure ou divergente. Un système d'ali/mntati o de la pdre cnprend une souroe de poudre et un canise de fluidiatio (na représentés) qui délivrent de la poudre par un tube d'alimentatio de poudre 50 vers plusieurs tubes de décharge de poudre 53. La poudre fluidcisée s'écoule depuis les tubes 53 vers le passage annulaire 44 à travers un certain nombre, typiquement 2 ou 4, d'orifioes d'injection séparés 54, disposés symétriquement au niveau de la tête du passage annulaire 44, en amont du point de sortie 46. La poudre introduite se répartit autour de la cirotn- férence du passage 44, s'école vers le point de sortie 46 sous 1 'action de la gravité et sous la pression de l'éculaement du gaz porteur, puis sort du passage 44 vers le point de focalisatian de la poudre. Il a été trouvé que, pour certains types de poudre et de matériaux d'apport, la distribution cirxonférentielle de la poudre autour du passage annulaire 44 n'est pas aussi uniforme que oe que l'on souhaiterait. Pour augmenter l'uniformité de la distribution circnférentielle, une barrière pour la poudre 56 est rajoutée sur la paroi intérieure de la surface traxnique 34 de l'enveloppe extérieure 30, en étant dirigée vers l'intérieur, Juste en dessus du point d'introduction de la poudre à travers les orifices d'injection 54. La figure 3 illustre ce mode de réalisation dans lequel les autres éléments sent disposés camme décrits pl'y d,enEt. Dans ce mode de réalisation, le matériau d'apport en poudre fluidisée est introduit par des orifices d'injection 54 dans le volume situé derrière la barrière 56. Ce volume se remplit, et la poudre se déverse par dessus la barrière 56, dans la partie inférieure du passage annulaire 44, puis vers le point de sortie 46, de la manière dcrite précdoennt.' Le taux de dêversement de la poudre est égal au taux d'coulement total de la poudre à travers le tube d'amenée de la poudre 50, lors d'un fanctiamement stabilisé. Le déversement est uniforme cirmféentiella ent, cxuiisant à un écouleent uniforme cirférentiell.ment de la poudre à travers le point de sortie 46. Un ioulemrnt de gaz axial est prévu dans la tuyère 20 au mcyen d'une nalisatia d' écoulemnt de gaz axial 60 qui cILunique avec l'intérieur de la tuyère 20, soit dirtet à travers la paroi de la tuyère 20, soit à travers la paroi du système optique 14, cmme c'est le cas dans le mode de réalisa- tion illustré en figure 1. Du gaz axial s'_ {cule depuis la cana- lisation 60 à travers l'intérieur du système optique 14 et de la tuyère 20, vers le substrat 16. L'éolement de gaz axial protège le systèe optique et la tuyère de dommage provenant d'un retour de gouttelettes de soudure, de fumre et de chaleur, refroidit la tuyère et aide également à diriger le matériau d'apport vers le substrat. Dans une autre approche, la surface du substrat 16 est protégée au cours du soudage par un gaz protecteur qui l'enve- loppe et empêche l 'oxydation. Le gaz protecteur est typiquement un gaz inerte tel que de 1 'argon et est fourni par différentes sources. Le gaz axial et le gaz de fluidisation fournissent une partie du gaz de protection, puisqu'ils scnt constitués générale- ment de gaz en partie ou entièrement inerte. Un écolement de gaz externe tout autour de la tuyère 20 peut être fourni par un tube externe (non représenté). Un écoulement de gaz de protection peut être fourni à travers l'appareil 10 lui-mnme. Came illustré en figure 3, un ou plusieurs tubes de gaz protecteur 70 peut être fixé sur la surface extérieure de l'enveloppe extérieure 30, l'écoulement du gaz protecteur étant dirigé vers la zone de sou- dage 62 ainsi que dans scn voisinage. Les écoulements de gaz inerte visent à empcher l'oxydation ou d'autres défauts dus à l 'envir3rrent du métal dans la zcoe de soudage et du 'crdon lorsqu'il est chaud. Le faisceau laser 13 est focalisé par le système optique 14 en un point de focalisation 15 sur l'axe du faisceau 18. Le point de focalisation 15 peut être situé au dessus, en dessous ou au niveau de la surfae du substrat 16. Les positicns de la tuyère 20 par rapport au substrat 16 et les positio:s du point de focalisation du faisceau 13 par rappar à la tuyère 20 scnt ajustées de façon que la puissance volunique du faisoeau laser A proximité du point de fcliat-ion 15 soit suffisante pour fodre la région du substrat sitube des=ius la tuyère 20, en formant une zone fondue ou de soudure 62. le matériau d'apport, qui peut être fcdu ou partiellement fornu avant qu'il n'atteigne la zo de soudage 62, est dirigé dans oette zore 62 et se mélange au matériau de oette zone. Caome le substrat 16 est déplacé par rapport à l'appareil 10 selon la direction irndiquée par la flèche 64, la zcne de soudure 62 se déplace sur la surface du substrat 16, en formant le oerdon 22 qui s'étend et qui suit le trajet de l'appareil 10. La puissance volunique du faisoeau 13 est la plus grarnie au niveau du point de focalisation 15. Si la densité d'énergie est suffisamment grande A oet endroit ou à tout autre erdroit, l'interaction entre le gaz axial, le gaz porteur, la poudre et l'éoergie du faisoeau laser provoque la formation d'un plasna. Le plasma est un milieu fortement ionisé cxxprenant des ions et des électrons qui atteignent une température extrément haute dans un volune limité. Dans ce volune, la partie du maté- riau d'apport est normalement fcndue. L'énergie du faisoeau laser enlève des électrons des atomes de gaz constituant le plasma et des atomes vaporisés du matériau d'apport. Le plasma, une fois initié ou "allumé", continue de s'entretenir lui-mnme si l'écou- lement de gaz et du matériau d'apport, ainsi que le faisceau laser, sont maintenus. L' appareil 10 peut être utilisé soit avec soit sans la formation d'un plasna. De préférence, le matériau d'apport finement divisé forme un cône inversé quand il sort de la tuyère 20. Ce cfoe de matériau d'apport présente un point de fooelisation qui peut être ajusté, c'est-A-dire que le point de focalisation du matériau d'apport peut être rapprtché ou éloigné de la tuyère 20. Un tel réglage du point de focalisation du matériau d'apport est obtenu en tournant l'e,,nlc.pe intérieure 40 par rapcprt e 1'evl e extérieure 30. Un telle rotation qoe le déplacement axial de 1' enveloppe extérieure 30 et soit augte soit dimne la taille du passage annulaire 44, en particulier au niveau de sn extrénité inférieure. Quard le passage 44 est réglé avec ure- taille plus petite, le aoMe de matériau d'apport et son point de fonalisation smut changés également. Le point de focalisation du matériau d'apport et le point de focalisation du faisceau laser peuvent s'ajuster de façon & coincider, afin de fcadre le maté- riau d'apport. Au moins une partie du matériau d'apport firnemnt divisé est géréralement fordue en partie ou en totalité par le faisceau laser, et d'autres parties peuvent rester rnon fcxnues de façon intentionrelle ou non intentionnelle. Dans oertairnes utili- sations, telles que l'application de revêtements résistants à l'usure, il peut être souhaitable qu'une partie du matériau d'apport reste non fcndue. Par exemple, le matériau d'apport peut inclure une poudre de céramique finement divisée qui, lorsqu'elle est déposée en particules sur la surfaca du substrat, augmente la résistance à l'usure du substrat. TLes détails de structure et de fcr=tionement qui vont suivre, cocexrnant un mode de réalisaticon de la présente inven- ticn scnt obtenus au moyen d'informations complémentaires et ne constituent pas une limitation. Le diamntre extérieur maximum de l'enveloppe extérieure est d'environ 63 mm, et le diamètre d'une ouverture d'éjection 24 est d'environ 3,2 mmn. La tuyère est utilisée avec des enveloppes 30 et 40 réglées de façon à oe que la largeur du passage annulaire 44, au point de sortie 46, soit d'envircn 1,5 mm. Le débhit du gaz axial est compris entre 0,056 et 0,42 me par heure. Dans des conditions de fncrticonement typi- ques, le débit de poudre est d'environ 7 granmmes par minute. Le point de focalisation de la poudre 48 est réglé de façon à cAin- cider avec le substrat au niveau du cordon de souduxre 62. La lcargueur de la tuyère est d'environ 102 mm, mais cette dimension n'est pas critique. Le laser est un laser à dioxyde de oerbone foncxtionant à une plissance cmprise entre 100 et 5000 watts fcrctionnant en inpulsion ou en crntinu. Soit le substrat, soit la tuyère, soit les deux, scnt déplacés de sorte qu'il y ait un nmouvment relatif entre le subs- trat et la tuyère. De préférer, la tuyère est fixe et le subs- tat est déplacé autoatiqu t par uz table l/Loà rr- ayant des axes de iveent X et Y, les mmvements, par exemple la vitesse ou la direction de déplacement, étant comeandés par un ordinateur progrm m. Un èrtain nombre de gaz différents et de nélanges de gaz ont été utilisés pour l'éculxement de gaz axial, entre autres l'argon, l'azote, l'hél/um, l'hydrogêre et des mélanges de oes gaz. De l'argon a été utilisé pour le gaz transporteur de poudre. Des matériaux d'apport variés, nmétalliques et rno métal- ligques, ont été dépsés, parmni ceux-ci, des céramiques. De tels matériaux qui peuvent être déposés dans la structure soudée cxvprenrent des alliages de titane, tels que Ti-6At-4V, du tungs- tne, des alliages de cobalt, des alliages de nickel tel que le IN 718, ainsi que des céramiques. La présente invention fournit un outil à usage multiple destiné à déposer des matériaux sur des substrats. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation donns à titre d'exemple, oCette invention n'est pas limitée à oes exemples et peut s'étendrre à toutes modifications à la portée de l'hnmme de l'art. RE VENDICATIO NS 1. Aareil de scuaglase, cractériséi en oe qu'il une tuyère ayant une enveloppe extérieure trcrx niqoe (30) et une enveloppe intérieure troncniique (42) dont le cane est de plus petite taille que celui de l'enveloppe extérieure et emiboité dans oelle-ci, les axes (32) de tronc de cme des enve- loppes intérieure et extérieure (30, 42) étant confondus, l'enve- loppe intérieure (42) étant réglable axialement par rapport à 1 'enveloppe extérieure (30), 'enveloppe extérieure et l'enve- loppe intérieure définissant, entre celles-ci, un passage annulaire onvergent (44); un laser (12); un systère optique (14) agencé pour diriger le faiseau laser le long de 1 'axe du tr. de câne (32) des enveloppes exté- rieure et intérieure vers un point de focalisation (15) situé à l'extérieur de la tuyère (10); un systèe d'amerne de gaz (60) oeTruniquant avec l'intérieur de l'enveloppe intérieure (42), créant un éxculerent de gaz depais l'enveloppe intérieure vers le point de focali- saticn (15) du laser; et un système d'alimentation (50, 52) almuniquant avec le passage annulaire (44) situé entre l'enveloppe intérieure (42) et 1'enveloppe extérieure (30) et adapté pour introduire dans celui-ci un éclement de matériau d'apport firnement divisé nmlangé avec un gaz porteur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisoeau laser (13) passe le long de l'axe oentral (32) de 1' 'envelpe intérieure. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laser est un laser à dioxyde de carboe. 26 48068 4. Appareil selon la reverdicatio 1, caractérisé en e que le Systèye optique (14) comprend un miroir (17) destiné à focaliser le faiseau laser. 5. Appareil selon la reverdication 1, caractérisé en ce qu'il cu orte en outre ure barrière pour la pEcdre (56) dispoe à l'intérieur du passage arlaire (44). 6. Procédé de dépt d'une cce d'un matériau d'apport sur un subtrat, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: fournir un laser (12) et un systèm optique (14) qui focalisent le faisceau laser en un point de focltsation suf- fisamnent proche de la surface du substrat pour qu'une zone du substrat soit fondue pour former une zone de soudage; et ajouter un matériau d'apport finement divisé à la zone de soudage, le matériau d'apport étant ajouté unifon&ment autour - de la circnférence de la zone de soudage; dans lequel l'étape d'adjanction est obtenue en four- nissant une tuyère de soudage laser oomprenant une enveloppe extérieure (30) et une enveloppe intérieure (42) qui defin issent un passage annulaire convergent et réglable entre oelles-ci, le matériau d'apport étant amené dans la tuyère au niveau de l 'extrité divergente du passage et étant entrainé vers 1 'extré- mité convergente du passage. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau d'apport finement divisé est mélangé à un gaz fluidisant avant d'être admis dans la tuyère. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un écculement de gaz axial est dirigé à travers l'intérieur de 1 'enveloppe intérieure (42) vers le substrat. 9. Procdé selon la revendication 8, caractérisé en oe que le gaz axial est sélectionné dans le groupe de gaz constitué de l'argcon, l'azote, l'hélium, l'hydrogène et des mélanges de oes gaz. 10. Proé selon la reveication 6, caractérisé en e que le matériau d'apport est sélectionné dans le groupe cxnstitué d'un aliage de titane, un alliage de nickel, un alliage de cabt et un alliage de fer. 11. Pro selon la revendicaticn 6, caractérisé en oe que le point de focalIsation du laser est situé dans le substrat. 12. Procd selon la revendication 6, caractérisé en ce que le point de fcaliticm du laser est situé au-dessus du substrat. 13. Montage de tuyère de pulvérisation à laser, carac- térisé en oe qu'il comprend: un coips de tuyère (40) muni d'une prenière et d'une se-_-ie extréité espacées l'une de l'autre et d'un passage de faisceau s'éterdant entre celles-ci pour permattre au faisoeau laser d'entrer dans le passage par la premiére extrémité et sortir par la secode extréité; une enveloppe (30) entourant la se_nde extrémité et espacée de celle-ci, formant un passage annulaire (44) avec elles et' oeTportant une ouverture (46) coaxiale avec le passage de faisceau pour permettre au faiseau laser de passer à travers elles; et un moyen destinr à être associé au passage (44) pour alimenter en poudre celui-ci de sorte que la poudre et le fais- ceau convergent en un endroit cuLnun. 14. Assemblage selcu la revendicaticn 13, caractérisé en ce que le moyen est associé au passage (44) pour distribuer uniformêment la poudre dans le passage. 15. Assemblage selon la revendication 13, caractérisé en oe que la sxe extrémité est de forme trcx:urque (42) et 1 'enveloppe (30) présente une partie inférieure allant en se rétrécissant vers l'ouverture et présentant une forme en relation avec la sec-n-e extrémité (42) pour carstituer avec oelle-ci un espace de dimension uniforme. 16. Assemblage selon la revendication 15, caractérisé en oe qu'un mKyen est associé forctionnellement au Corlps pour permettre le déplacement du oerps et positionne de la sorte la secde extrémité par rapport à la partie inférieure. 17. Assemblage selon la revedication 13, caractérisé en oe que le premier moyen est associé fcrcticnnellement à l' envelpe (30) pour refromidir oette envelcwppe. 18. Assemnblage selon la reverdication 17, cr érisé en oe qu'un second moyen (60) est associé fcntionnelleent à la première extrémité pour refroidir cette premire extrénité. 19. Assemblage seloe la reverdication 13, cratérisé en oe qu'un moyen (14) est associé au cxrps de tuyère pour foca- liser le faisceau. 20. Assemblage selon la revendication 19, caractérisé en oe que le faisceau laser constitue un moyen couplé au corps. 21. Tuyère pour un système de plaquage par laser carac- térisée en ce qu'elle cmprend: un moyen générant un faisceau laser (12); une enveloppe (30) ouverte de forne générale cylin- drique ayant une première extrmité associée fcncticnnellement au moyen générant un faisceau laser pour recevoir un faisceau laser et rune seconde extrémité pouvant être disposée de façgn adjacente à une pièce de travail de façon que le faisceau laser excitant la seconde extrémité soit dirigé sur la pièce de travail; un évidement dans la seconde extrémité coaxial à l'ouverture formant une chambre de distribution de poudre, oette chambre ayant unr sortie coxiale à oette ouverture; un corps de tuyère (40) ouvert disposé de façon coxiale dans l'enveloppe et incluant un passage recevant le faisceau, à travers lequel le faisoceau passe; et un moyen de distribution de poudre (53, 54) positionné à l'intérieur de la chambre pour distribuer de la poudre dans oelle-ci de façon que le faisceau et la poudre sortent de l'enve- lcpe et convergent en un endroit cmmn. 22. Tuyre selon la reverdicatian 21, caractrise en ce que le corps (40) présente une partie trcxonique (42) adja- cante à ladite sortie; la secnde extrémité se rétrcit vers ladite sortie pour former un espace avec ladite partie tronconique; et un moyen de refridisst assocé foctiroellent à la se oe etréité. 23. Tuyère selon la reveditic 21, risé en oe que des moyens soent assciés avec le corps (40) pour dpl le crps le loEg de son ame afin de régler l' crtement et contrôler de la.scrte l'olunlent de la poudre à tavers la sortie. 24. Procédé de plaquage par laser, caratérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes fournir un assemblage de tuyère à laser présentant un passage de faisceau oentral et une chambre de dispersion de la poudre arrulaire et coaxiale; disposer une pièce de travail (16) A la sortie de l'assemblage de tuyère; diriger si/ultararent le faisceau et la pidre en un endroit commun sur la piece de travail de façon que le faisceau fcrde sur une a mince de la pièce de travail et que la poudre soit dispersé à l'intérieur de la xcouche fcndue; et avancer 1l'assemblage de tuyère par rapport à la pine de travail (16). 25. Assemblage selo la reverdicaticn 15, caractérisé en oe qu'un moyen est associé fncticniellement au corps de tuyère pour déplaer le corps le lncrg de son axe afin de régler 1'écartelent entre la partie trcrrmique et la partie irlinére et de régler de la sorte l'écul ement de la pdre à trvers la sortie.