Brevet FR3001655A1 — publié le 20140808

ARRIÈRE-PLAN DOMAINE TECHNIQUE La présente description concerne un procédé de soudage laser dans lequel un faisceau laser est appliqué pour balayer une surface de 5 contact d'un produit moulé en résine par déplacement d'un miroir de façon à souder la surface de contact du produit moulé en résine. TECHNIQUE ASSOCIÉE Dans la technique associée, une surface de contact du corps d'un dispositif d'éclairage pour véhicule et une lentille sont soudés en utilisant 10 une tête laser munie d'un miroir galvanique. Par exemple, un procédé de soudage décrit dans le document brevet 1 comporte une étape dans laquelle le corps d'un dispositif d'éclairage et une lentille sont positionnés par rapport à une tête laser de type galvanique dans un état où le corps du dispositif d'éclairage est en contact avec la lentille et une étape dans 15 laquelle un faisceau laser est appliqué le long d'une ligne de soudage pour balayer la surface de contact au moyen d'un miroir et souder la surface de contact au moyen de l'énergie laser. [Documentation de la technique associée] [Documents brevet] 20 [Document brevet 1] JP-A-2011-102029 Dans le procédé de soudage laser de type galvanique, l'angle du miroir est commandé et le faisceau laser est appliqué à grande vitesse une pluralité de fois. Ainsi, toutes les circonférences de la surface de contact du corps du dispositif d'éclairage et de la lentille peuvent être fondues 25 sensiblement en même temps. En conséquence, même lorsque des espaces sont présents avant d'appliquer le laser en raison d'irrégularités de la surface de contact ou d'une déformation du corps ou de la lentille après son opération de moulage, puisqu'on laisse les parties irrégulières s'affaisser ou s'écraser, le dispositif d'éclairage hautement étanche à l'air 30 pour véhicule ne comportant pas d'espace peut être fabriqué après application du laser. En outre, puisque la tolérance de la précision dimensionnelle du produit moulé en résine est élargie, on obtient des avantages tels que la spécification du moule en métal est simplifiée et le coût du travail de moulage pour un montage est réduit. 35 Toutefois, dans le procédé de soudage laser de type galvanique, puisque la tête laser (la tête galvanique) est fixée à un appareil et que seul l'angle du miroir dans la tête est commandé, le faisceau laser se déplace dans une surface conique en fonction de la commande de l'angle du miroir, de manière à être obliquement incident sur la surface de contact du produit moulé en résine. Le faisceau laser est alors partiellement réfléchi sur l'interface d'une monture ou sur le produit en résine moulé, dégradant l'énergie laser reçue par la surface de contact. En particulier, lorsque la surface de contact possède une forme tridimensionnelle, puisque l'angle d'incidence du faisceau laser varie en continu, la quantité d'énergie laser reçue par la surface de contact varie selon les parties de la surface de contact. Il se produit donc un problème tel qu'un état soudé incomplet apparaît dans la partie manquant d'énergie. La figure 4 est constituée de vues schématiques représentant les problèmes du procédé de soudage laser de la technique associée. Les vues schématiques A et B montrent respectivement différentes parties 53A et 53B sur la surface de contact du corps 51 du dispositif d'éclairage et de la lentille 52. Le faisceau laser 54 est constamment fourni en sortie par la tête galvanique (l'illustration est omise) avec une intensité prescrite. En fonction de la commande de l'angle du miroir, le faisceau laser est incident sur la partie 53A d'un angle relativement peu profond ou petit (par exemple, ea = 20°) et dans la partie 53B, d'un angle relativement profond ou grand (par exemple, Ob = 60°). Sur les dessins, les flèches représentent les niveaux d'énergie contenus par le faisceau laser 54 par surface. Dans le cas de la vue schématique A, le faisceau laser 54 est initialement réfléchi sur la surface incidente d'une monture 55, perdant l'énergie El. Le faisceau laser est ensuite réfléchi sur la surface de sortie de la monture 55, perdant l'énergie E2. Le faisceau laser est ensuite réfléchi sur une surface (surface par conception) de la lentille 52, perdant l'énergie E3. Après cela, le faisceau laser est réfléchi sur la surface de contact du corps 51 et sur la lentille 52, perdant l'énergie E4. Dans la partie 53A, ayant l'angle d'incidence peu profond, puisque les pertes respectives d'énergie dans les surfaces de réflexion sont relativement faibles, le niveau (facteur de transmission d'énergie) d'énergie E5 reçu par la partie 53A est d'environ 85,8 % de l'énergie initiale E0 avant que le faisceau laser n'atteigne la monture 55. Lorsqu'une telle quantité d'énergie peut être respectivement obtenue de manière égale dans les parties, l'état soudé de toute la partie de la surface de contact est préférable. Toutefois, dans la partie 53B ayant l'angle d'incidence profond, comme représenté sur la vue schématique B, le faisceau laser 54 est réfléchi successivement sur la surface incidente de la monture 55, la surface de sortie de la monture 55, la surface de la lentille 52 et la surface de contact du corps 51 et de la lentille 52, perdant des quantités d'énergie relativement grandes El, E2, E3 et E4, en fonction des réflexions respectives du faisceau laser sur les surfaces. En conséquence, le niveau d'énergie E5 reçu par la partie 53B diminue jusqu'à 69,9 % du niveau d'énergie initiale E0. Pour éviter un manque d'énergie, lorsque la sortie du laser est généralement réglée à un fort niveau, on laisse ensuite s'affaisser ou s'écraser davantage que nécessaire les autres parties ayant des énergies suffisantes. Ainsi, des bavures inutiles sont générées dans ces parties. Le document brevet 1 propose une technique qui commande la vitesse de balayage du miroir galvanique en fonction de l'angle d'incidence du faisceau laser pour éviter l'état soudé incomplet (voir le paragraphe 0043). Toutefois, selon le procédé de commande de la vitesse de balayage, en particulier lorsque la surface de contact du produit moulé en résine présente la forme tridimensionnelle, l'exécution d'un aller et retour utilise un temps de balayage long. Ainsi, un problème apparaît selon lequel il faut beaucoup plus de temps dans un processus de soudage nécessitant une opération de balayage à circulation continue par le faisceau laser, ce qui dégrade le rendement d'assemblage du produit moulé en résine. RÉSUMÉ Des exemples de modes de réalisation de l'invention fournissent un procédé de soudage laser pouvant appliquer une énergie laser uniforme respectivement aux parties de la surface de contact et pouvant assembler de manière efficace un produit moulé en résine hautement étanche à l'air en une courte durée. (1) Un procédé de soudage laser selon un exemple de mode de réalisation comprend : le positionnement de deux produits moulés en résine qui sont en contact entre eux sous une tête laser comportant un miroir ; et le soudage d'une surface de contact des produits moulés en résine par une énergie laser en permettant au faisceau laser de balayer les produits moulés en résine le long d'une ligne de soudage avec le miroir, dans lequel la surface de contact des produits moulés en résine comporte une première partie sur laquelle le faisceau laser est incident selon un premier angle et une seconde partie sur laquelle le faisceau laser est incident selon un second angle plus grand que le premier angle, et le soudage de la surface de contact comporte la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser de façon que la première partie et la seconde partie reçoivent une quantité d'énergie laser sensiblement égale. (2) Dans le procédé de soudage laser, la ligne de soudage peut être configurée sous forme annulaire dans la partie de bord périphérique des produits moulés en résine, et la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser peut inclure la commutation de la sortie de la source de lumière laser sur au moins deux points sur la ligne de soudage. (3) Dans le procédé de soudage laser, la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser peut inclure l'obtention d'angles d'incidence du faisceau laser dans la première partie et la seconde partie en fonction de la forme de la surface de contact et la détermination des intensités lumineuses du faisceau laser appliqué aux première et seconde parties en fonction des valeurs des angles d'incidence. (4) Dans le procédé de soudage laser, la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser peut inclure la mémorisation des intensités lumineuses du faisceau laser appliqué aux première et seconde parties par association avec la direction du miroir. (5) Dans le procédé de soudage laser, la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser peut inclure la mémorisation des intensités 30 lumineuses du faisceau laser appliqué aux première et seconde parties par association avec les positions sur la ligne de soudage. Dans le procédé de soudage laser selon la présente invention, puisque l'intensité lumineuse du faisceau laser est commandée de telle sorte qu'une partie ayant un grand angle d'incidence et une partie ayant 35 un petit angle d'incidence peuvent recevoir une quantité d'énergie laser sensiblement égale, une énergie laser uniforme peut être appliquée respectivement aux parties de la surface de contact et un produit moulé en résine hautement étanche à l'air peut être assemblé efficacement en une courte durée. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit. La description se rapporte aux dessins indiqués ci-après et qui sont donnés à titre d'exemple : la figure 1 est un schéma d'une vue d'ensemble représentant un 10 système de soudage laser selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue schématique représentant les processus d'un procédé de soudage laser exécuté par le système de la figure 1. La figure 3 est constituée de vues schématiques montrant les effets du procédé de soudage laser de la figure 2. 15 La figure 4 est constituée de vues schématiques montrant les problèmes du procédé de soudage laser de l'art antérieur. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Un exemple de mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit ci-dessous en référence aux dessins. Un système 20 de soudage laser 11 représenté sur la figure 1 est utilisé pour souder le corps 2 d'un dispositif d'éclairage 1 pour véhicule à une lentille 3. Le corps 2 est réalisé avec une résine absorbant la lumière, par exemple, ASA, ABS ou analogue et la lentille 3 est réalisée avec une résine transmettant la lumière, par exemple, acryle, polycarbonate ou analogue. Sur une partie 25 de bord périphérique du dispositif d'éclairage 1 pour véhicule, est prévue une ligne de soudage annulaire sans fin 4. Ainsi, la surface de contact 5 du corps 2 et de la lentille 3 est soudée sur la ligne de soudage 4 par un faisceau laser 6. Dans le système de soudage laser 11, une source de lumière laser 30 12, une tête laser 13 et un contrôleur 14 sont fournis. La tête laser 13 est fixée à l'installation de fabrication d'un dispositif d'éclairage. La tête laser inclut un miroir galvanique 15 (un miroir d'une pluralité de miroirs est représenté) et un système optique (l'illustration est omise). Le miroir galvanique 15 permet au faisceau laser 6 de balayer le dispositif 35 d'éclairage 1 pour véhicule dans la direction de l'axe X et dans la direction de l'axe Y le système optique règle la position du foyer du faisceau laser 6 dans la direction de l'axe Z. Le contrôleur 14 commande la sortie de la source de lumière laser 12 et la direction du miroir 15, ainsi que la position du foyer, de façon à pouvoir laisser le faisceau laser 6 balayer dans trois dimensions le dispositif d'éclairage pour véhicule le long de la ligne de soudage 4. Le procédé de soudage laser comporte, comme représenté sur la figure 2, un processus d'agencement (S20) et un processus de soudage (S30). Dans le processus d'agencement, une monture 7 (voir la figure 3) est utilisée pour combiner le corps 2 avec la lentille 3 de façon que le corps 2 soit en contact avec la lentille 3 et positionne le corps 2 et la lentille 3 sous la tête laser 13 munie du miroir 15. Comme représenté sur la figure 1, la surface de contact 5 du corps 2 et de la lentille 3 a une forme tridimensionnelle adaptée à la surface extérieure de la carrosserie du véhicule. Sur la ligne de soudage 4, sont prévues une partie 4b relativement éloignés de la partie de sortie laser de la tête laser 13 et une partie 4a relativement proche de la partie de sortie laser de la tête laser 13. Comme représenté sur la figure 2, dans le processus de soudage, on laisse le faisceau laser 6 balayer le dispositif d'éclairage 1 pour véhicule le long de la ligne de soudage 4 au moyen du miroir galvanique 15 pour souder ensemble la surface de contact 5 du corps 2 et la lentille 3 au moyen de l'énergie laser. De façon spécifique, en fonction de la forme de la surface de contact 5, les angles d'incidence du faisceau laser 6 dans au moins deux parties de la surface de contact 5 sont obtenus par estimation ou par une fonction de calcul du contrôleur 14 pour déterminer les intensités lumineuses du faisceau laser 6 qui est respectivement appliqué aux parties en fonction des valeurs des angles d'incidence (S31). En tant que parties de la surface de contact 5, comme représenté sur la figure 3, une première partie 5A sur laquelle le faisceau laser 6 est incident selon un premier angle (OA) et une seconde partie 5B sur laquelle le faisceau laser 6 est incident selon un second angle (OB) plus grand que le premier angle peuvent ici être données en exemple. Dans le cas du dispositif d'éclairage 1 pour véhicule représenté sur la figure 1, la partie 4a sur la ligne de soudage 4 correspond à la première partie 5A et le faisceau laser 6 est incident sur la partie 4a selon un angle relativement peu profond (petit) par rapport à la tête laser 13. La partie 4b sur la ligne de 3 0 0 1 6 5 5 7 soudage 4 correspond à la seconde partie 5B et le faisceau laser 6 est incident sur la partie 4b selon un angle relativement profond (grand angle). Après avoir déterminé les intensités lumineuses du faisceau laser 5 6, les intensités lumineuses du faisceau laser 6 destinées à être fournies en sortie aux première et seconde parties 5A et 5B par la tête laser 13 sont mémorisées dans une mémoire du contrôleur 14 par association avec les directions (angles d'inclinaison) du miroir galvanique 15 (S32). En variante, les intensités lumineuses du faisceau laser 6 destinées à être 10 fourni en sortie aux parties 5A et 5B sont mémorisées par association avec une pluralité de positions incluant la partie 4a et la partie 4b sur la ligne de soudage 4 (S33). En outre, les intensités lumineuses du faisceau laser 6 destinées à être fournies en sortie aux parties 5A et 5B peuvent être mémorisées par association avec les directions du miroir galvanique 15 et 15 aussi avec les positions incluant la partie 4a et la partie 4b sur la ligne de soudage 4. De cette manière, une opération de balayage à circulation par le faisceau laser 6 peut être exécutée en continu à grande vitesse. Au cours de l'opération de balayage à circulation, le contrôleur 14 commute l'intensité lumineuse de la source de lumière laser 12 sur deux 20 points au moins sur la ligne de soudage 4 (S34). Ainsi par exemple, comme représenté sur la figure 1, la sortie de la source de lumière laser 12 est commutée de « basse » à « haute » sur le point 17 où le faisceau laser 6 se déplace depuis la partie 4a jusqu'à la partie 4b sur la ligne de soudage 4. La sortie de la source de lumière laser 12 est commutée de 25 « haute » à « basse » sur un point 18 où le faisceau laser 6 se déplace depuis la partie 4b jusqu'à la partie 4a. Sur la figure 1, les deux points de commutation 17 et 18 sont donnés en exemple. Toutefois, sur la surface de contact 5 où la plage de variation de l'angle d'incidence est importante, le nombre de points de commutation peut être encore augmenté. En 30 outre, sur une pluralité de points où les angles d'incidence varient brutalement, l'intensité lumineuse du faisceau laser 6 peut être modifiée pas à pas ou peut être modifiée en continu de façon à satisfaire à la forme tridimensionnelle de la surface de contact 5. Selon la procédure décrite ci-dessus (S31 à S34), dans le 35 processus de soudage, l'intensité lumineuse du faisceau laser 6 est commandée de telle sorte que la partie ayant le grand angle d'incidence et la partie ayant le petit angle d'incidence puissent recevoir une quantité d'énergie sensiblement égale (S35). Par exemple, comme représenté sur la figure 3, la sortie de la source de lumière laser 12 qui est appliquée à la partie 5B est augmentée de plus de 23 % par rapport à la sortie de la source de lumière laser 12 qui est appliquée à la partie 5A, de sorte que la partie 5A ayant l'angle d'incidence peu profond (0a = 200) et la partie 5B ayant l'angle d'incidence profond (ob = 60°) peuvent recevoir une quantité d'énergie égale E0. De cette manière, dans la partie 5B ayant l'angle d'incidence profond, la perte d'énergie (El + E2 + E3 + E4) due à une réflexion du faisceau laser 6 est compensée, de sorte que le facteur de transmission d'énergie peut être amélioré jusqu'à 85,8 °h de l'énergie initiale E0, comme la partie 5A ayant l'angle d'incidence peu profond. En conséquence, une énergie laser uniforme est appliquée de manière égale respectivement aux parties de la surface de contact 5 pour coller ensemble étroitement les surfaces du corps 2 et la lentille 3 dans toute la périphérie du dispositif d'éclairage dans un état préférable. Ainsi, on peut fabriquer le dispositif d'éclairage hautement étanche à l'air 1 pour véhicule. En outre, par comparaison avec le procédé par commande de vitesse, l'opération de balayage à circulation continue par le faisceau laser 6 peut être exécutée à grande vitesse du début à la fin et la durée du processus de soudage peut être raccourcie. En conséquence, le dispositif d'éclairage 1 pour véhicule peut être assemblé efficacement. Le corps 2 et la lentille 3 montrent simplement un exemple du produit moulé en résine. Le procédé de la présente invention peut être appliqué à un procédé de soudage laser d'un réflecteur ou d'une extension ou peut être appliqué à divers types de produits moulés en résine en dehors du dispositif d'éclairage pour véhicule. En outre, la sortie de la source de lumière laser 12 peut être commandée manuellement ou automatiquement. L'angle d'incidence du faisceau laser 6 peut être détecté par un détecteur. De plus, des structures ou des parties des procédures peuvent être convenablement modifiées dans un domaine ne s'écartant pas de la présente invention telle que définie dans les revendications.35 REVENDICATIONS1. Procédé de soudage laser caractérisé en ce qu'il comprend : le positionnement de deux produits moulés en résine (2, 3) qui sont en contact entre eux sous une tête laser (13) comportant un miroir (15) ; et le soudage d'une surface de contact (5) des produits moulés en résine par une énergie laser en permettant au faisceau laser de balayer les produits moulés en résine le long d'une ligne de soudage (4) avec le miroir, dans lequel la surface de contact des produits moulés en résine comporte une première partie (5A) sur laquelle le faisceau laser est incident selon un premier angle et une seconde partie (513) sur laquelle le faisceau laser est incident selon un second angle plus grand que le premier angle, et le soudage de la surface de contact comporte la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser de façon que la première partie et la seconde partie reçoivent une quantité d'énergie laser sensiblement égale. 2. Procédé de soudage laser selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que la ligne de soudage est configurée sous forme annulaire dans la partie de bord périphérique des produits moulés en résine, et la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser inclut la commutation de la sortie de la source de lumière laser sur au moins deux points (17, 18) sur la ligne de soudage. 25 3. Procédé de soudage laser selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser inclut l'obtention d'angles d'incidence du faisceau laser dans la première partie et la seconde partie en fonction de la forme de la surface de contact et la détermination des intensités lumineuses du faisceau laser 30 appliqué aux première et seconde parties en fonction des valeurs des angles d'incidence. 4. Procédé de soudage laser selon la revendication 3, caractérisé en ce que la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser inclut la mémorisation des intensités lumineuses du faisceau laser appliqué aux 35 première et seconde parties par association avec la direction du miroir. 5. Procédé de soudage laser selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la commande de l'intensité lumineuse du faisceau laser inclut la mémorisation des intensités lumineuses du faisceau laser appliqué aux première et seconde parties par association avec les positions sur la ligne de soudage.