Les soudures dans les produits semi-finis, tels que les tubes et les bandes, sont difficilement évitables pour des raisons économiques. Les tubes soudés longitudinalement sont devenus indispensables dans de nombreuses applications. Toutefois, leur mise en forme constitue un défi, car l’effet thermique lors du soudage provoque des modifications de la microstructure. L’augmentation de la dureté dans la zone affectée par la chaleur (HAZ) par rapport au matériau de base est l’effet le plus connu. Les responsables du procédé sont directement confrontés aux conséquences de cette inhomogénéité du matériau, telles que la rupture, une faible stabilité dimensionnelle ou des écarts importants par rapport à la géométrie cible.

Risque : rupture critique

La situation est encore plus grave lorsque la rupture survient ultérieurement, lorsque le composant est en service sous charge, nécessitant un rappel produit. Outre des coûts potentiellement considérables, la réputation de l’entreprise peut être fortement compromise. Dans le cas de composants critiques pour la sécurité, les réclamations en responsabilité peuvent rapidement menacer l’existence même de l’entreprise.

Les risques mentionnés peuvent être fortement réduits si le cordon de soudure est positionné, avant la mise en forme, dans une zone de flexion aussi neutre que possible. Les effets négatifs sont ainsi limités au minimum. C’est pourquoi les systèmes de détection fiable des cordons de soudure ainsi que les dispositifs permettant leur alignement reproductible sont devenus indispensables.

Dos au mur en cas de défaillance

Cependant, dans de nombreux cas, toutes les mesures techniques nécessaires ne sont pas mises en œuvre sur les machines pour éviter une situation critique en cas de défaillance. Il manque souvent une technologie de capteurs adaptée et le savoir-faire applicatif.

Lors de la phase de conception, une attention excessive est souvent portée à des avantages secondaires qui compromettent ensuite la sécurité de fonctionnement à long terme. Parmi ceux-ci :

• « mesure sans contact »
• « capteurs aussi petits que possible »
• « mécanisation minimale »

En résumé : résoudre le problème en faisant « le strict minimum ».

Au final, le responsable du procédé n’a d’autre choix que d’affecter du personnel pour positionner correctement les tubes. En plus des coûts supplémentaires, un certain taux d’erreur doit être accepté, car ce type de travail entraîne rapidement de la fatigue.

Cordon de soudure non visible

Que faire lorsque le cordon de soudure n’est plus visible, comme c’est souvent le cas pour les tubes de précision ?

La situation dans laquelle se trouve le fabricant est alors particulièrement délicate, mais elle résulte souvent d’une mauvaise priorisation lors de la conception du système. Outre le choix de la technologie de capteurs, il est essentiel de prendre en compte la capacité du procédé dès la phase de planification.

Le choix se porte souvent sur des capteurs destinés à des applications polyvalentes.
Cela fonctionne bien dans des situations simples, mais ces capteurs ne disposent pas des fonctions nécessaires pour des applications spécifiques.

Des solutions logicielles sont souvent utilisées pour compenser cela, mais elles atteignent rapidement leurs limites en raison de la faible qualité du signal. Ceux qui se tournent vers des solutions d’intelligence artificielle négligent souvent la nécessité d’une base de données solide. Si celle-ci n’est pas correctement préparée, l’entraînement des modèles échoue et les résultats restent insatisfaisants.

Retour à la physique : des limites claires

En revenant aux principes physiques, les limites apparaissent rapidement.
Par exemple, si l’on choisit un petit capteur à courants de Foucault pour des matériaux ferromagnétiques sur la base de premiers résultats prometteurs, il convient de faire preuve de la plus grande prudence.

Effet de peau (skin effect)

Dans ce cas, la faible profondeur de pénétration due à l’effet de peau ainsi que les variations locales de perméabilité sont des facteurs déterminants qui n’apparaissent qu’avec un grand nombre d’échantillons. Il est alors trop tard, car le système inadapté est déjà en place.

Ces éléments expliquent pourquoi un concept de détection fiable des soudures doit reléguer les avantages secondaires au second plan et privilégier la fiabilité du procédé.

Les systèmes éprouvés ne sont pas toujours les plus pratiques, mais ils sont nettement plus efficaces.

Solutions éprouvées de ROLAND ELECTRONIC

De bons exemples se trouvent dans le portefeuille de produits de ROLAND ELECTRONIC GmbH, qui permettent une grande profondeur de pénétration même dans les matériaux ferromagnétiques ou compensent les variations locales de perméabilité.

Cela se traduit par un rapport signal/bruit élevé en fin de chaîne de production.
Par exemple, le capteur NS24 permet de mesurer des épaisseurs de paroi jusqu’à 10 mm à l’aide du flux de fuite magnétique ou des courants de Foucault.

La technologie des capteurs fait la différence

Ces deux principes de mesure sont intégrés dans le capteur et analysés par l’unité d’évaluation SND40. L’interface graphique (GUI) propose des assistants facilitant la configuration des analyses complexes.

Le SND40 fournit également les signaux de commande à l’unité d’entraînement pour positionner le cordon de soudure sur toute la plage angulaire de 360°.

L’opérateur peut définir individuellement l’angle cible pour chaque composant, via l’interface GUI ou via les interfaces I/O ou ProfiNet.

La fiabilité du procédé est assurée par des filtres numériques dont les seuils d’alerte peuvent être réglés avec précision. L’utilisateur peut ainsi définir le niveau de fiabilité de la détection.

Résultat :

• Processus de formage sûr
• Haute qualité des produits
• Prévention des arrêts de production