Procédé de soudage par réparation par dépôt laser à l’aide d’un fil de remplissage

La possibilité d’affaires

Ressources naturelles Canada (RNCan) est à la recherche de déclarations d’intérêt d’entreprises qui souhaitent conclure une entente de licence de commercialisation pour la mise en marché de notre technologie brevetée « Procédé de soudage par réparation par dépôt laser à l’aide d’un fil de remplissage » qui a été mise au point par des chercheurs de notre laboratoire CanmetMATÉRIAUX de Hamilton. Le licencié idéal serait un distributeur de cette technologie et aurait la capacité d’en assurer la fabrication, le service, la maintenance, le soutien, le marketing et les ventes. Le licencié idéal appartient à l’industrie du soudage et s’occupe de la réparation des structures pour les composants critiques des sous-marins, des appareils à pression, des systèmes d’alimentation, des usines de traitement des aliments nucléaires et chimiques, et des industries pétrolières.

Brève description de la technologie

RNCan a déposé une demande au titre du Traité de coopération en matière de brevets (PCT pour cette technologie, divulguant de nouvelles méthodes de soudage utilisant le dépôt direct d’énergie par laser à faible densité de puissance avec un fil de remplissage, de préférence un fil de remplissage chaud, en tant que matériau d’apport pour produire des assemblages soudés. Les méthodes et procédés de soudage utilisant un fil de remplissage peuvent être utilisés dans différentes positions et orientations de soudage. Pour certains aciers, par exemple l’acier HY-80 ou un acier similaire, le soudage de réparation par accumulation peut être effectué sans préchauffage du substrat ou en préchauffant le substrat à une température inférieure à 90 °C.

Documents de référence

Brevets : PCT/CA2021/051883, portant le numéro de publication WO2022/133613

Annexe A : Contexte et détails technologiques

Annexe B : Format requis pour le plan d’affaires

Déclaration d’intérêt

Les entreprises intéressées à commercialiser la technologie de RNCan doivent transmettre une lettre d’intérêt à RNCan au plus tard le 20 décembre 2023. La préférence sera accordée aux entreprises canadiennes, mais les propositions d’entreprises américaines et étrangères seront également étudiées, pour autant que ces entreprises étrangères démontrent un avantage pour le Canada.

RNCan invitera les entreprises qualifiées à participer à un webinaire interactif où des renseignements techniques supplémentaires seront présentés. La participation à cette séance d’information sera assujettie à la signature d’une entente de non-divulgation. À la suite du webinaire, les entreprises pourront soumettre des questions et des demandes d’éclaircissement. Les réponses de RNCan aux questions et aux demandes d’éclaircissement seront envoyées à toutes les entreprises admissibles.

Les entreprises intéressées à devenir titulaires de licence de RNCan devront ensuite soumettre un plan d’affaires à RNCan. Les plans d’affaires doivent répondre à tous les éléments décrits à l’Annexe B : Format requis pour le plan d’affaires, qui doit être présenté à la personne-ressource ci-dessous.

Coordonnées

Kulwinder Singh
Agent responsable de la propriété intellectuelle – Division de la propriété intellectuelle (DPI)
Ressources naturelles Canada/Gouvernement du Canada
kulwinder.singh@nrcan-rncan.gc.ca
T : (613) 371-3178

Annexe A : Contexte et détails technologiques

Contexte

Les aciers faiblement alliés, trempés et revenus, présentent une résistance et une ténacité élevées. Parce qu’ils sont raisonnablement économiques et qu’ils permettent des contraintes de conception élevées, ils sont devenus populaires dans la fabrication de diverses structures pour des composants critiques, tels que les sous-marins, les appareils à pression, les systèmes d’alimentation, les usines de traitement des aliments nucléaires et chimiques, et les industries pétrolières, entre autres. Ces aciers contiennent souvent du Ni, du Cr, du Mo et un faible pourcentage en poids de carbone.

Bien que les composants fabriqués à partir d’aciers trempés et revenus présentent une longue durée de vie, il est toujours possible que l’usure, l’érosion et la corrosion se produisent, ce qui nécessite la réparation des composants fabriqués à partir de ces aciers. Après avoir retiré une zone ou une partie endommagée ou usée de l’acier, leur réparation est généralement effectuée par soudage. Les éléments endommagés peuvent être entièrement réparés et restaurés pour atteindre leur géométrie et leurs dimensions d’origine. Ce type de soudage de réparation est généralement appelé « soudage par accumulation », « soudage de réparation par fabrication additive » ou « soudage par dépôt », et a été largement utilisé dans diverses industries.

L’un des défis associés au soudage de réparation est qu’il n’est pas toujours possible de répéter le traitement thermique d’origine après le soudage. Dans ces circonstances, il est essentiel que toutes les zones de la soudure de réparation, c’est-à-dire le métal de la soudure de réparation et la zone affectée thermiquement associée, aient une résistance et une ténacité suffisantes pour éviter les ruptures fragiles au cours des essais et du service ultérieurs.

Plusieurs techniques, souvent appelées soudage par cordon de trempe, basées sur le procédé manuel à l’arc métallique, ont été développées pour le soudage de réparation sans traitement thermique après soudage. Toutefois, ces techniques présentent des inconvénients et des limites.

Procédé de soudage par réparation par dépôt laser à l’aide d’un fil de remplissage

Afin de résoudre ces problèmes, RNCan propose une méthode de soudage par dépôt d’énergie directe par laser à faible densité de puissance sur un substrat à souder, sans préchauffage du substrat ou en préchauffant le substrat à une température inférieure à 90 °C, comprenant les étapes suivantes :

• diriger un faisceau laser sur le substrat pour faire fondre une partie du substrat et former un bain de fusion;
• fournir un fil de remplissage, de préférence un fil de remplissage chaud, comme matériau d’apport pour produire un assemblage soudé en tant que première couche;
• faire avancer le fil de remplissage vers et dans le bain de fusion formé par le faisceau laser;
• le fil de remplissage est chauffé par résistance, éventuellement par une source d’énergie distincte;
• éventuellement, l’électricité est court-circuitée pour éviter un arc traditionnel, de sorte que le fil de remplissage atteigne son point de fusion et entre en contact avec le bain de fusion; et
• le faisceau laser est dirigé perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement au substrat.

Annexe B : Format requis pour le plan d’affaires

Les entreprises sont encouragées à soumettre des preuves concises et claires sous les rubriques suivantes :

Résumé

Section 1 : Renseignements sur l’entreprise

• Aperçu général et résumé sur l’entreprise
  • Maturité organisationnelle
  • Expérience et succès au sein de l’industrie
  • Capacité technique
  • Capacité commerciale
• Objectifs de l’entreprise
  • Objectifs à court terme
  • Objectifs à long terme

Section 2 : Personnel clé et réseaux

• Fournir l’organigramme de l’entreprise en identifiant les membres principaux et en décrivant les rôles prévus.
• Fournir les curriculum vitæ du personnel essentiel à ce projet, en précisant les titres de compétences et l’expérience pertinente.

Section 3 : Connaissances et expérience

• Expérience liée à la réalisation de projets similaires
• Expérience de la mise à l’essai de soudages
• Expérience dans le domaine de l’industrie du soudage
• Connaissance de la structure réglementaire pour le soudage des composants critiques des sous-marins, des appareils à pression, des systèmes d’alimentation, des usines de traitement des aliments nucléaires et chimiques, et du secteur des industries pétrolières ou d’autres industries qui fabriquent des composants comprenant des pièces en alliage d’acier
• Fournir la preuve de l’existence d’un système de gestion de la qualité

Section 4 : Stabilité financière

Chaque entreprise autorise RNCan à faire des enquêtes de crédit à son sujet et au sujet de l’une ou l’autre de ses sociétés affiliées et à recevoir et à échanger des renseignements de crédit en provenance d’agences d’évaluation du crédit ou d’autres personnes avec lesquelles la société ou l’une de ses sociétés affiliées a ou pourrait avoir des relations financières. Chaque entreprise doit fournir à RNCan ses états financiers vérifiés (et, à la demande de RNCan, de l’une de ses sociétés affiliées) pour les trois derniers exercices financiers pour lesquels ils sont disponibles et les états financiers pour toute période postérieure au dernier exercice vérifié.

Section 5 : Analyse du marché, de la clientèle et de la concurrence

• Débouchés, taille et tendances du marché
• Principales clientèles
• Principaux concurrents

Section 6 : Plan de production et de commercialisation

• Description des produits ou services
• Circuit(s) de distribution
• Marchés cibles (c.-à-d. Canada, États-Unis, internationaux) et stratégie de vente

Section 7 : Information financière sur l’entreprise

• Prévisions de trésorerie pour les cinq prochaines années
• Estimation des coûts d’investissement
• Budgets de fonctionnement
• Prix de vente proposé pour le ou les produits ou services dotés de la technologie de RNCan
• Cibles de la marge de profit proposée pour les ventes du ou des produits ou services dotés de la technologie de RNCan
• Structure de redevances proposée pour le ou les produits ou services dotés de la technologie de RNCan