Brevet FR2903924A1 — publié le 20080125

B07-2797FR Société dite : Aleris Aluminum Koblenz GmbH Procédé de soudage Invention de : LONGFIELD Nicholas Peter Priorité d'une demande de brevet en Europe, déposée le 21 juillet 2006, sous le numéro 06015276.6. 2903924 2 Procédé de soudage La présente invention concerne un procédé de soudage d'une première pièce métallique à une deuxième pièce métallique. On décrit en outre un appareillage servant à mettre en oeuvre ce procédé. En focalisant un faisceau laser en un point d'une pièce de métal, on peut faire fondre le métal en ce point et y former un "bain" de métal fondu. Si la densité d'énergie de ce faisceau est suffisamment élevée, il se forme dans le matériau une cavité, appelée "trou de serrure", qui traverse sur toute son épaisseur la pièce à souder. Quand on déplace le faisceau laser par rapport à la pièce, il y a fusion de nouveau matériau à l'avant du trou de serrure et solidification de matériau à l'arrière du trou de serrure, ce qui conduit à la formation de la soudure. Pour empêcher le métal de s'oxyder, on se sert d'un gaz de couverture. Quand on opère un soudage au laser, on peut ajouter (soudure hétérogène) ou non (soudure autogène) un fil d'apport au bain de métal fondu. C'est par exemple pour remplir l'espace d'écartement ou pour optimiser la composition du métal de soudure qu'on utilise un fil d'apport. Dans un soudage au laser, on peut produire des joints continus à grande vitesse. Ce mode de soudage présente d'autres avantages, en particulier le fait que l'apport de chaleur y est plus faible que dans d'autres procédés de soudage, ce qui donne des soudures étroites et réduit l'étendue de la zone chauffée. Dans ce qui suit, sauf indication contraire, les appelations des alliages coulés et corroyés sont celles qui sont définies par l'Aluminum Association dans les ouvrages "Aluminum Standards and Data" et "Registration Records" qu'elle a publiés en 2006. La qualité d'un joint de soudure obtenu par soudage au laser dépend d'un certain nombre de paramètres de procédé déterminants : le type et la puissance du laser utilisé, la vitesse de soudage, la nature et le débit du gaz de couverture, la géométrie de l'appareillage, la vitesse 2903924 3 d'alimentation en fil d'apport, la température, et non les moindres quoique derniers cités, la nature, c'est-à-dire la composition, du ou des métaux des pièces à souder et les formes de celles-ci. L'un des buts de cette invention est de proposer un procédé de 5 soudage d'une première pièce de métal à une deuxième pièce de métal, qui présente une meilleure stabilité. Un autre but de cette invention est de proposer un procédé de soudage d'une première pièce de métal à une deuxième pièce de métal, qui permette d'obtenir une soudure où le joint de soudure présente une 10 porosité nulle ou au moins sensiblement réduite. On atteint l'un de ces buts ou les deux grâce à un procédé de soudage d'une première pièce de métal à une deuxième pièce de métal au niveau d'une zone de soudage, lequel procédé comporte les étapes suivantes : 15 envoyer un faisceau laser sur une pièce ou les pièces, de manière à provoquer la formation d'un bain de métal fondu sur la zone de soudage ; introduire un fil d'apport métallique dans le bain de métal fondu, tout en envoyant un gaz de couverture pratiquement inerte à l'en- 20 droit où se trouve le bain de métal fondu, en un flux pratiquement laminaire et pratiquement coaxial autour du fil d'apport ; et faire en sorte que le bain de métal fondu se solidifie, formant ainsi un joint dans la zone de soudage. Le terme "laminaire" qualifie en particulier un flux dans lequel 25 un fluide s'écoule en couches pratiquement parallèles, pratiquement sans distorsion entre ces couches. Un flux laminaire peut être caractérisé par un moment de diffusion fort ou important et un moment de convection faible, la pression et la vitesse étant indépendantes du paramètre temps. Pour le propos de la présente invention, un flux lami- 30 paire est de préférence caractérisé par un nombre de Reynolds inférieur à 2500, de préférence inférieur à 2100, mais supérieur à 1. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la première pièce et/ou la deuxième pièce est ou sont en un métal qui fait partie de l'ensemble constitué par l'aluminium et les alliages d'aluminium, ainsi 2903924 4 que les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de revêtement métallique ou d'un système de placage. Par ailleurs, le gaz de couverture employé dans le procédé peut être amené à l'en-droit où se trouve le bain de métal fondu à l'aide d'un diffuseur à gaz. 5 Dans un autre mode de réalisation, le gaz de couverture utilisé dans le procédé contient au moins 50 ppm de vapeur d'eau, et de préférence au moins 100 ppm de vapeur d'eau. Dans encore un autre mode de réalisation, le faisceau laser a la configuration d'un faisceau double. Le procédé de l'invention comporte 10 alors de préférence les étapes supplémentaires consistant à répartir la puissance de soudage de manière à séparer un premier pic de puissance d'avec un deuxième pic de puissance, de préférence par un creux de puissance, et à faire converger le premier pic de puissance sur la première pièce et le deuxième pic de puissance sur la deuxième pièce. 15 La figure la représente schématiquement un exemple d'appareil conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, et la figure lb est une vue agrandie d'une partie de cet appareil. La figure 2 est un schéma présentant une comparaison des va- 20 leurs du nombre de pores, porté en ordonnée, que l'on obtient quand on emploie un gaz de couverture contenant, d'une part 1 ppm de vapeur d'eau, d'autre part 300 ppm de vapeur d'eau. Dans le procédé de l'invention, le flux de gaz de couverture ga- 25 rantit que la soudure est convenablement protégée contre l'atmosphère oxydante qui l'environne. L'apport d'un fil métallique, qui est de préférence un fil d'apport froid, permet de conférer à la soudure des caractéristiques mécaniques appropriées et à la zone affectée par la chaleur une taille correcte. L'expression "fil d'apport froid" signifie que le fil 30 d'apport n'est pas chauffé avant d'être introduit dans le bain de métal fondu. Le refroidissement qu'entraîne l'introduction du fil d'apport froid dans le bain de métal fondu garantit que le soudage s'opère avec une sollicitation thermique aussi faible que possible pour le métal des zones environnantes des pièces. Cet apport de fil permet aussi d'éviter que se 2903924 5 forme ce qu'on appelle une "goutte", qui résulterait de la faible tension superficielle du bain de métal fondu. Le gaz de couverture utilisé dans le procédé est amené de manière pratiquement coaxiale autour du fil d'apport en un flux laminaire, de manière ce qu'il protège le bain de 5 métal fondu, mais sans provoquer aucune turbulence au sein de celui-ci et sans qu'il s'y forme des pores. L'écoulement de gaz en flux laminaire aide également à rendre plus stable le trou de serrure engendré par le laser, et c'est donc dans des conditions très stables que le fil d'apport est introduit dans le bain de métal fondu. 10 Le gaz de couverture employé dans le procédé est pratiquement inerte. Dans ce qui suit, ce terme "inerte" signifie que le gaz de couverture n'entre pas en interaction avec le fil d'apport métallique et/ou le bain de métal fondu, de manière à ce que soit réduites au minimum, et de préférence évitées, toute réaction telle que l'oxydation du métal du 15 bain et/ou la formation de pores dans le bain de métal fondu, et/ou ne gène pas la stabilité du trou de serrure. Comme exemples de gaz de couverture inertes utilisables dans le procédé, on peut mentionner l'hélium, l'argon, l'azote et leurs mélanges. L'inventeur a eu la surprise de constater que le procédé de la présente invention permet, non seule- 20 ment d'opérer un soudage dans des conditions très stables et d'obtenir des soudures dotées d'excellentes caractéristiques, mais aussi de souder des alliages dont on sait qu'ils sont très sensibles aux paramètres opératoires des procédés classiques de soudage laser, tout en conservant des réglages de paramètres de soudage pratiquement identiques pour 25 une large gamme de compositions chimiques. I1 est à noter que, dans les cas où il importe peu, voire pas du tout, de réduire au minimum l'apport de chaleur au niveau de la soudure, l'on peut aussi bien employer un fil d'apport chaud et/ou avoir recours à un procédé de soudage laser assisté par arc, comme le procédé hybride de soudage 30 laser-MIG. C'est de préférence à un laser Nd-YAG que l'on a recours. On peut certes mettre en oeuvre le procédé de l'invention en employant un faisceau laser de n'importe quel autre type, par exemple un laser à CO2, 2903924 6 mais l'emploi d'un laser Nd-YAG permet de réaliser un soudage avec une excellente précision et un faible apport de chaleur. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, on dé-place le faisceau laser sensiblement le long de la zone de soudage, pour 5 former plusieurs joints et/ou un joint continu le long de la zone de soudage. Dans ce mode de réalisation, on peut effectuer le soudage des première et deuxième pièces de manière automatisée, ce qui permet d'obtenir une soudure de qualité cohérente tout le long de la zone de soudage. I1 est à noter que l'on peut parvenir au même résultat en dé- 10 plaçant les pièces par rapport à un faisceau laser statique. Dans l'exemple d'appareil représenté sur la figure la, l'angle B que font les directions du faisceau laser 3 et du flux de gaz de couverture vaut de 5 à 85 , de préférence de 20 à 80 , et mieux encore de 45 à 70 . 15 Dans le cas où le faisceau laser 3 est dirigé perpendiculairement aux pièces à souder, par exemple à la pièce 4, l'angle A que font la di-rection du flux de gaz de couverture et la surface supérieure de la zone de soudage ou du bain de métal fondu vaut alors de 5 à 85 , de préférence de 10 à 70 , et mieux encore de 20 à 45 . 20 On a constaté qu'on peut parvenir à une stabilité satisfaisante du trou de serrure et à une soudure de bonne qualité si l'angle B que font les directions du faisceau laser et du flux de gaz de couverture vaut de 5 à 85 . I1 est préférable de choisir pour cet angle B une va-leur de 20 à 80 , et l'on a trouvé qu'il est approprié que cet angle B 25 vaille au maximum 70 , et au minimum 45 . I1 s'est avéré que c'est pour une valeur de l'angle B située entre 45 et 70 , voire entre 55 et 65 , qu'on parvient à obtenir une stabilité du trou de serrure et une qualité de la soudure optimales. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la teneur 30 en vapeur d'eau du gaz de couverture employé dans le procédé vaut de o à 500 ppm. Contrairement à ce que l'on pense généralement, à savoir qu'il faut empêcher la présence d'humidité dans le gaz de couverture pour éviter que de l'hydrogène vienne former des inclusions dans le joint de soudure, on a pu constater que la qualité de la soudure et/ou la 2903924 7 stabilité du trou de serrure sont améliorées quand on choisit d'opérer avec un gaz de couverture dont la teneur en humidité ou en vapeur d'eau se situe dans cet intervalle. On bénéficie ainsi d'un élargissement correspondant de la fenêtre des paramètres opératoires de soudage per- 5 mettant de réaliser le soudage dans des conditions stables. Par exemple, le nombre de pores formés diminue significativement quand la teneur en humidité augmente, même si on augmente la puissance du laser, la vitesse de soudage ou la vitesse d'introduction du fil d'apport. I1 s'est avéré qu'il est avantageux qu'il y ait une certaine quantité de vapeur 10 d'eau ou d'humidité dans le gaz de couverture. I1 semble approprié que cette teneur en vapeur d'eau ou en humidité du gaz de couverture utilisé dans le procédé vaille au moins 5 ppm. Mais il est préférable qu'elle vaille au moins 50 ppm, et mieux encore, au moins 100 ppm. Dans un mode particulier de réalisation de cette invention, le 15 matériau de la première pièce et/ou de la deuxième pièce est choisi dans l'ensemble comprenant les suivants : l'aluminium ; les alliages d'aluminium ; les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis 20 d'un système de revêtement métallique ; et les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de placage. En effet, le procédé de cette invention s'est révélé comme étant particulièrement approprié pour le soudage de pièces principalement 25 constituées d'aluminium. L'amélioration de la stabilité de l'opération de soudage et l'excellente qualité des soudures obtenues, en particulier en ce qui concerne l'oxydation du joint de soudure et la formation de pores au sein de ce dernier, ainsi que l'élargissement de la fenêtre de paramètres opératoires, font que le procédé de l'invention se prête très 30 bien au soudage de pièces en aluminium. Le système de placage porté par un substrat en aluminium ou en alliage d'aluminium peut comporter une seule couche de métal, mais il peut aussi en comporter deux ou plus, par exemple trois, quatre ou cinq. Ces systèmes de placage peu-vent servir à munir un substrat en aluminium ou en alliage d'alumi- 2903924 8 nium d'une couche de matériau à point de fusion relativement bas, en vue d'un brasage de ce substrat avec une autre pièce en aluminium ou en alliage d'aluminium, comme une ailette ou un tuyau dans un radiateur ou un échangeur de chaleur, ou un autre produit de forme appro- 5 priée, nécessitant un brasage. Le système de placage peut aussi servir à conférer au substrat ou à l'alliage de coeur une bonne résistance à la corrosion ou une autre caractéristique souhaitable. Par exemple, dans le procédé de l'invention, la première pièce et/ou la deuxième pièce peuvent être en un alliage de l'une des séries 10 AA2000, AA6000 ou AA7000. Certes, c'est pour tous les alliages d'aluminium que l'on peut, en mettant en oeuvre le procédé de l'invention, améliorer la stabilité du trou de serrure et la qualité de la soudure et bénéficier d'une plus large fenêtre de paramètres opératoires, mais ces améliorations sont particu- 15 lièrement significatives dans le cas des alliages d'aluminium réputés difficiles à souder. C'est à grande échelle que l'on emploie les alliages d'aluminum, tels les alliages à traitement thermique, en particulier dans l'aéronautique, par exemple pour des tôles de revêtement, ainsi que dans le transport, la construction navale et les fabrications de réservoirs, 20 blindages balistiques et tuyaux. Le fait que ces alliages présentent un grand coefficient de dilatation thermique et subissent un retrait important au cours de leur solidification, joint au fait que leur intervalle de températures de solidification est relativement large, rend ces alliages susceptibles de se fissurer lors d'une opération de soudage. Les alliages 25 de la série AA2000, dont la haute résistance mécanique résulte de l'addition de cuivre et parfois de magnésium, ainsi que les alliages de la série AA7000, dont la haute résistance mécanique est obtenue grâce à des additions de zinc, de magnésium et souvent de cuivre, font souvent preuve d'une certaine sensibliité à la fissuration lors du soudage. Les 30 alliages de la série AA7000 sont utilisés, entre autres, dans des structures d'avion, des remorques de camion, des voitures de chemin de fer, et des plaques de blindage. Du fait que le procédé de l'invention permet de réduire le nombre des pores formés dans la soudure, il permet aussi de bien souder 2903924 9 des pièces en un alliage de la série AA8000. On pense que le fait que le procédé de l'invention convienne bien au soudage de ces alliages est le résultat de la très grande stabilité de ce procédé de soudage. En effet, on n'a par conséquent pas besoin d'apporter plus de chaleur que néces- 5 saire, et le recours à un fil d'apport froid réduit encore l'apport de chaleur. I1 est donc préférable d'employer un fil d'apport froid quand on soude des pièces en alliage d'aluminium susceptible de se fissurer lors du soudage. Le procédé de l'invention permet également de souder de nombreux alliages d'aluminium avec les mêmes paramètres de soudage, 10 alors qu'auparavant, il fallait souder chaque alliage d'aluminium avec son propre jeu de paramètres de soudage. On a constaté qu'on peut souder des pièces en alliages des séries AA2000, AA5000 et AA7000 avec des jeux sensiblement identiques de paramètres de soudage. I1 est à noter qu'en raison des améliorations apportées à la stabilité de la sou- 15 dure, à la robustesse du procédé, au niveau des jeux de paramètres de soudage, et à la qualité de la soudure, le procédé de l'invention peut également être appliqué avec profit au soudage de pièces fabriquées en alliages de coulée, tels que les alliages de coulée des séries AA2000, AA5000 et AA7000. 20 Dans un mode particulier de réalisation du procédé de l'invention, on utilise un laser qui fournit une puissance de soudage répartie de manière multimodale, qui présente au moins un premier pic de puissance et un deuxième pic de puissance séparé du premier par un creux de puissance, lesquels premier et deuxième pics de puissance couver- 25 geant respectivement sur les première et deuxième pièces. L'énergie laser peut être fournie par une ou plusieurs sources laser à simple faisceau ou par une source laser à faisceaux multiples. On peut parvenir à une répartition multimodale de la puissance de soudage en divisant le faisceau laser simple ou les faisceaux lasers multiples, à l'aide de dis- 30 positifs optiques appropriés. On peut par exemple diviser un faisceau laser simple en deux faisceaux lasers ou plus, en utilisant un diviseur et des miroirs. Grâce au procédé de l'invention, on obtient une soudure plus large, en raison de l'intervention de plusieurs pics de puissance. Le fait qu'il y ait au moins un premier pic de puissance qui converge 2903924 10 ou soit focalisé sur la première pièce et au moins un deuxième pic de puissance qui converge ou soit focalisé sur la deuxième pièce entraîne que l'apport de puissance s'effectue sur une zone qui est plus large que dans le cas d'un soudage à simple faisceau. Lorsque l'on opère en sou- 5 dage à simple faisceau, autrement dit, avec une puissance de soudage qui n'est fournie que par un seul faisceau laser focalisé, cette puissance est concentrée là où les deux pièces sont bord à bord. Lorsque l'on a recours à une puissance de soudage répartie de manière multimodale, cette puissance tombe, sur les pièces disposées bord à bord, au voisi- 10 nage immédiat de l'endroit où les deux pièces sont bord à bord, ou de l'interstice qu'elles laissent entre elles si elles ne sont pas parfaitement bord à bord, ce qui assure un transfert de puissance plus cohérent. Les deux bains de métal fondu correspondant aux deux points de focalisation se rejoignent pour ne plus en former qu'un seul, c'est-à-15 dire un trou de serrure. Le fait qu'il y ait deux points de focalisation entraîne donc effectivement un agrandissement du point d'impact du faisceau laser, par rapport à celui d'un simple faisceau. Dans ce mode de réalisation, la qualité de la soudure n'est pas affectée par la présence d'un interstice. I1 est à noter qu'on peut choisir l'emplacement du creux 20 de puissance en ajustant convenablement le dispositif optique servant à focaliser et/ou diviser un faisceau laser ou en ayant recours à un ou plusieurs faisceaux supplémentaires. De cette façon, l'on peut ajuster la profondeur du creux de puissance, entre un creux très profond, c'est-à-dire où la puissance de soudage est pratiquement nulle, et un creux 25 presque inexistant, c'est-à-dire où la puissance de soudage est au plus égale à la puissance de soudage correspondant au premier pic ou au deuxième pic. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la distribution multimodale de la puissance de soudage est une distribution bimodale, comme par exemple dans le soudage en points ju- 30 meaux. I1 est à noter que les avantages qu'apporte le recours à une distribution bimodale ou multimodale de la puissance de soudage apparaissent davantage quand on soude ensemble des pièces disposées bord à bord. Les avantages apportés par l'emploi d'un laser à points doubles ou multiples, par rapport à celui d'un laser à point simple, sont moins 2903924 11 prononcés, voire inexistants, quand on soude des pièces disposées en chevauchement. Comme on estime que le point de focalisation du premier pic de puissance de soudage n'est distant de celui du deuxième pic que de 0,3 à 1 mm, le recours à un procédé de soudage en points 5 doubles ou multiples n'affecte pas la manière dont on amène le gaz protecteur au niveau du bain de métal fondu, ni celle dont on introduit le fil d'apport dans ce bain. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, c'est par brasage que la première pièce est soudée à la deuxième. En adaptant les 10 réglages opératoires, par exemple en défocalisant le faisceau laser, on peut réduire l'apport de chaleur du laser de manière à ne pas faire fondre le substrat de la première pièce métallique, mais à ne faire fondre que la portion à bas point de fusion du système de placage dont a été munie la pièce, pour souder celle-ci à la deuxième pièce métallique par 15 brasage. Dans un autre mode particulier de réalisation de l'invention, on se sert du procédé de l'invention pour souder des pièces de structure, destinées à faire partie, par exemple, d'un navire ou d'un avion, parmi lesquelles la première pièce métallique est un produit de type tôle qui 20 comporte une tôle de coeur en alliage d'aluminium, revêtue d'une couche de placage sur au moins l'une de ses faces, et la deuxième pièce métallique est une pièce en alliage d'aluminium. Typiquement, la couche de placage est en un alliage d'aluminium de la série AA4000. On soude alors les première et deuxième pièces métalliques en provoquant 25 la formation d'un bain de métal fondu, constitué du métal de la couche de placage et du métal de la deuxième pièce, sans faire fondre la tôle de coeur. On ne fait donc fondre que la couche de placage de la première pièce, le produit de type tôle, et par conséquent, le métal de la tôle de coeur ne fond pas. On peut se reporter au document brevet EP 0 956 195- 30 B1, en particulier aux figures 1 et 2 de ce document et aux parties de la description qui s'y rapportent. Comme la chaleur ne parvient pas au niveau de la tôle de coeur, le matériau de celle-ci ne subit aucune dé-gradation de ses propriétés mécaniques ou ne subit qu'une dégradation très limitée de celles-ci, si ce matériau est d'un type à traitement ther-2903924 12 mique ou d'un type à écrouissage sans traitement thermique. En outre, la couche de placage peut apporter une protection contre la corrosion, au cas où la résistance du matériau de coeur à la corrosion ne serait pas suffisante. De préférence, l'alliage d'aluminium de la tôle de coeur est 5 un alliage à traitement thermique, en particulier un alliage de la série AA2000, AA6000 ou AA7000, ou un alliage sans traitement thermique, en particulier un alliage de la série AA5000. La couche de placage peut être en un alliage qui peut aussi servir comme matériau d'apport dans le procédé de soudage, ou encore en un alliage approprié pour un 10 brasage, comme un alliage de la série AA4000. Dans ce qui suit, on décrit un appareillage, utile pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, qui permet d'envoyer le gaz de couverture du procédé en un flux pratiquement laminaire et pratiquement coaxial autour du fil de métal d'apport, lequel appareillage comporte : 15 des moyens permettant de créer un flux laminaire de gaz de cou- verture et de l'envoyer dans une première direction, et des moyens permettant de guider le fil d'apport dans cette première direction, lesquels moyens de guidage du fil d'apport sont disposés de manière à permettre de diriger également dans cette 20 première direction, autour du fil d'apport, un flux laminaire et coaxial de gaz de couverture. Au moyen de cet appareillage, on peut envoyer, autour du fil d'apport, un flux pratiquement laminaire et coaxial de gaz de couverture pratiquement inerte, dirigé vers le bain de métal fondu. En cours d'opé- 25 ration, ladite première direction est pratiquement celle qui passe par le bain de métal fondu, formé là où le faisceau laser touche la première pièce métallique et/ou la deuxième pièce métallique. Dans l'idéal, le point d'intersection entre cette première direction et le faisceau laser se trouve au centre du bain de métal fondu ou près de ce centre. 30 On va maintenant décrire encore l'invention en se reportant aux dessins annexés et à l'aide des exemples qui suivent, lesquels dessins et exemples n'ont aucun caractère limitatif. 2903924 13 Sur la figure la, on a représenté schématiquement comment l'appareil 1, qui sert à envoyer le flux de gaz de couverture pratiquement laminaire et coaxial (non représenté) et à amener le fil d'apport 2, est orienté par rapport au faisceau laser 3. I1 est à noter que sur cette 5 figure, la convergence de ce faisceau laser 3 est fortement exagérée. L'angle A est celui que fait la première direction, qui est celle du fil d'apport 2, représentée par le trait mixte points-tirets dans l'appareil 1, avec la surface de la pièce métallique 4. Pour des raisons de clarté, on n'a représenté qu'une seule pièce métallique 4 sur cette figure. L'angle 10 B est celui que fait la première direction avec la direction du faisceau laser 3. L'appareil 1 comporte une entrée 5 par où entre le gaz de couverture, des moyens 6 permettant d'établir un flux laminaire de gaz, tel un diffuseur à gaz, par exemple une toile métallique, et une pointe 7, en cuivre par exemple, qui sert à guider le fil d'apport dans le bain de 15 métal fondu, non représenté. D'après cette figure la, le gaz de couverture s'écoule autour de la pointe 7, le long d'un passage 9 pratiquement annulaire, conçu pour maintenir un flux laminaire. L'angle B vaut de 55 à 65 , par exemple à peu près 60 . La figure lb est une vue agrandie d'une partie de la figure la. 20 L'inventeur a trouvé qu'un modèle particulièrement efficace de cet appareil est celui où l'extrémité de la pointe 7, c'est-à-dire le point où le fil d'apport sort de cette pointe, se situe entre l'entrée 5 de gaz de couverture et l'orifice 10, pratiquement annulaire, de sortie du gaz de couverture. La pointe 7 ne dépasse pas de l'appareil 1, autrement dit, 25 elle ne traverse pas le plan de l'orifice de sortie 10 pratiquement annulaire. Le fait que la distance de l'entrée 5 au plan de l'orifice 10 soit plus grande que la distance de l'entrée 5 à l'extrémité de la pointe 7 est clairement indiqué, sur la figure lb, par les longueurs inégales des deux traits à double flèche L1 et L2. 30 Exemples On effectue des essais de soudage sur des pièces en alliages AA2024, AA7075 et AA5059, qui donnent tous d'excellents résultats en ce qui concerne tant les caractéristiques de la soudure que la stabilité et la cohérence du soudage. Sur la figure 2 est présentée une com- 2903924 14 paraison entre les nombres, portés en ordonnée, de pores formés quand la teneur en humidité du gaz de couverture vaut 1 ppm ou 300 ppm. A teneur élevée en humidité, les conditions opératoires de soudage, c'est-à-dire la puissance du laser, la vitesse de soudage (WS) et la vitesse 5 d'introduction du fil d'apport (WFS), sont telles qu'on s'attend à devoir constater la formation de pores en plus grand nombre que dans le cas où le gaz de couverture contient 1 ppm d'humidité. Mais grâce au fait qu'on opère selon le procédé de l'invention, le nombre de pores formés est en réalité beaucoup plus faible, ce qui apporte la preuve de la sou- 10 plesse et de la robustesse du procédé. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant de souder une première pièce métallique à une deuxième pièce métallique au niveau d'une zone de soudage, le-quel procédé comporte les étapes suivantes : envoyer un faisceau laser (3) sur l'une des pièces, de manière à provoquer la formation d'un bain de métal fondu sur la zone de soudage, la première pièce et/ou la deuxième pièce étant faite d'un métal choisi dans l'ensemble comprenant l'aluminium, les alliages d'aluminium, les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de revêtement métallique, et les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de placage ; introduire un fil d'apport (2) métallique dans le bain de métal fondu, tout en envoyant un gaz de couverture pratiquement inerte à l'endroit où se trouve le bain de métal fondu, en un flux pratiquement lami- paire, au moyen d'un diffuseur à gaz (6) ; diriger le gaz de couverture en un flux pratiquement coaxial autour du fil d'apport (2) ; et faire en sorte que le bain de métal fondu se solidifie, formant ainsi un joint dans la zone de soudage. 2. Procédé conforme à la revendication 1, dans lequel on déplace le faisceau laser (3) sensiblement le long de la zone de soudage, pour former plusieurs joints et/ou un joint continu le long de la zone de soudage. 3. Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, dans lequel l'angle (B) que font les directions du faisceau laser (3) et du flux de gaz coaxial vaut de 5 à 85 , de préférence de 10 à 70 et mieux encore de 20 à 45 . 4. Procédé conforme à l'une des revendications précédentes, dans lequel la teneur en humidité du gaz de couverture vaut au moins 50 ppm, et de préférence au moins 100 ppm. 30 2903924 16 5. Procédé conforme à l'une des revendications précédentes, dans lequel la première pièce et/ou la deuxième pièce est ou sont en un alliage de la sérier AA2000 ou AA7000. 5 6. Procédé conforme à l'une des revendications précédentes, dans lequel le faisceau laser (3) est un faisceau simple ou un faisceau double. 7. Procédé conforme à l'une des revendications précédentes, 10 dans lequel c'est par brasage que la première pièce métallique est soudée à la deuxième pièce métallique. 8. Procédé permettant de souder une première pièce métallique à une deuxième pièce métallique au niveau d'une zone de soudage, le- 15 quel procédé comporte les étapes suivantes : envoyer un faisceau laser (3) sur l'une des pièces, de manière à provoquer la formation d'un bain de métal fondu sur la zone de soudage, la première pièce et/ou la deuxième pièce étant faite d'un métal choisi dans l'ensemble comprenant l'aluminium, les alliages d'alumi- 20 nium, les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de revêtement métallique, et les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de placage ; introduire un fil d'apport (2) métallique dans le bain de métal fondu, tout en envoyant à l'endroit où se trouve le bain de métal fondu, en 25 un flux pratiquement laminaire, un gaz de couverture pratiquement inerte, dont la teneur en humidité vaut au moins 50 ppm, et de préférence au moins 100 ppm ; diriger le gaz de couverture en un flux pratiquement coaxial autour du fil d'apport (2) ; et faire en sorte que le bain de métal fondu se solidifie, formant ainsi un joint dans la zone de soudage. 2903924 17 9. Procédé permettant de souder une première pièce métallique à une deuxième pièce métallique au niveau d'une zone de soudage, le-quel procédé comporte les étapes suivantes : envoyer un faisceau laser (3), en configuration de double faisceau, 5 sur l'une des pièces, de manière à provoquer la formation d'un bain de métal fondu sur la zone de soudage, la première pièce et/ou la deuxième pièce étant faite d'un métal choisi dans l'ensemble comprenant l'aluminium, les alliages d'aluminium, les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de revêtement 10 métallique, et les substrats en aluminium ou alliage d'aluminium munis d'un système de placage ; introduire un fil d'apport (2) métallique dans le bain de métal fondu, tout en envoyant un gaz de couverture pratiquement inerte à l'endroit où se trouve le bain de métal fondu, en un flux pratiquement lami- 15 paire ; diriger le gaz de couverture en un flux pratiquement coaxial autour du fil d'apport (2) ; et faire en sorte que le bain de métal fondu se solidifie, formant ainsi un joint dans la zone de soudage. 20 10. Procédé conforme à la revendication 9, qui comporte en outre les étapes suivantes : répartir la puissance de soudage en séparant un premier pic de puissance d'un deuxième pic de puissance, de préférence par un creux 25 de puissance ; faire converger le premier pic de puissance sur la première pièce ; et faire converger le deuxième pic de puissance sur la deuxième pièce.