Les exigences visant à garantir certaines propriétés mécaniques — telles que la résistance, etc. — supposent que, lors du cintrage de tubes soudés longitudinalement, le cordon de soudure soit positionné dans la zone neutre ou que les perçages ne soient pas réalisés au niveau du cordon.
Par ailleurs, par exemple sur les lignes de presse, le matériau en bobine à traiter est de plus en plus souvent soudé automatiquement aux extrémités afin d’éviter des pertes de temps et de matière. Cela nécessite toutefois de connaître précisément la position des cordons de soudure par rapport aux outils afin de les protéger contre tout dommage.
Depuis de nombreuses années, ROLAND ELECTRONIC contribue à développer des solutions permettant d’identifier la position des soudures dans les processus de fabrication modernes. Trois méthodes non destructives sont utilisées :
- Méthode du flux de fuite (flux magnétique)
- Méthode des courants de Foucault
- Combinaison du flux de fuite et des courants de Foucault
ROLAND ELECTRONIC propose cette combinaison de méthodes.
Le principe de ces procédés repose sur les différences de microstructures métallurgiques entre le cordon de soudure et le matériau de base. Dans ce contexte, il est secondaire de savoir s’il s’agit d’un matériau ferreux ou non ferreux.
En termes simples, le principe consiste à faire pénétrer un champ électromagnétique spécifique dans le matériau à contrôler. Une mesure comparative permet ensuite de détecter et d’identifier une variation structurelle (inhomogénéité) par rapport au matériau de base.
Conditions préalables à une mesure fiable
De manière générale, les conditions suivantes doivent être remplies :
- Le capteur doit être positionné sur le matériau et y rester pendant tout le cycle de mesure.
- Un mouvement relatif constant entre le capteur et le matériau doit être assuré.
Méthode du flux de fuite magnétique
Dans cette méthode, la mise en place du capteur crée ou ferme un circuit magnétique. Le champ magnétique (lignes de champ) est guidé à travers le matériau. En présence d’inhomogénéités (modifications structurelles), le champ « fuit » hors du matériau.
Ce phénomène peut être comparé à un cours d’eau : l’eau s’écoule librement dans son lit. Lorsqu’une pierre est introduite, l’eau contourne l’obstacle et peut même déborder. Cette fuite est détectée de manière fiable par le capteur, représentée graphiquement et transmise sous forme de signal (détection du cordon de soudure) à l’interface électrique.
Méthode des courants de Foucault
Un autre élément clé du système SND40 est la méthode des courants de Foucault. De manière simplifiée, elle permet de vérifier la conductivité électrique du matériau, qui est une constante et l’inverse de la résistivité.
On suppose que le cordon de soudure et le matériau de base présentent des conductivités différentes. Le champ alternatif généré par le capteur induit des courants dans le matériau, créant à leur tour un champ électrique. L’intensité de ce champ est mesurée par le capteur.
La particularité de cette méthode est la mesure simultanée en deux points définis :
- Pour un matériau homogène, la différence entre les deux signaux doit être nulle
- Si la valeur absolue est > 0, il existe une différence structurelle
La distance entre les deux points de mesure est définie par la conception du capteur.
Cette méthode est principalement utilisée pour les matériaux austénitiques.
Application aux matériaux ferritiques
Dans le cas des matériaux ferritiques (FE), la pénétration des courants de Foucault est difficile sans assistance. Un champ magnétique supplémentaire est donc généré afin de réduire l’effet inhibiteur de la perméabilité relative et permettre une pénétration plus profonde des courants.
Réglage optimal du système
Dans de nombreux cas, une connaissance approfondie de l’analyse des signaux est nécessaire pour déterminer les réglages optimaux du système en fonction du matériau traité. En particulier avec la méthode des courants de Foucault, la recherche des paramètres optimaux peut s’avérer coûteuse.
Selon les propriétés du matériau — telles que l’épaisseur de paroi ou de tôle, le procédé de soudage, etc. — différentes options sont possibles pour le choix de la méthode de mesure et des paramètres associés.
Le meilleur résultat ne peut généralement être obtenu qu’au moyen d’essais ou grâce à une grande expérience.
Solution de ROLAND ELECTRONIC
ROLAND ELECTRONIC a pris en compte ces défis dans son logiciel d’exploitation. Une navigation simple permet de déterminer rapidement les paramètres optimaux pour la localisation des cordons de soudure en fonction du produit — sans nécessiter de connaissances approfondies du dispositif ou de la méthode de mesure.
