Recherche sur la faisabilité du contrôle en temps réel de la qualité des soudures pour les procédés de soudage

Sirris va lancer un projet de recherche en collaboration avec l'Institut Belge de la Soudure (IBS) pour étudier la faisabilité du contrôle de la qualité des joints soudés, en utilisant la détection en ligne et en temps réel des défauts de soudage pendant le soudage.

Contrôle de la qualité en temps réel

Le contrôle de la qualité en temps réel est une méthode de contrôle non-destructif qui peut être appliquée pendant le processus de production. L'inspection des soudures en temps réel offre la possibilité de tester 100% des soudures et réduit ainsi les coûts et les pertes d'énergie, de matériel et de main-d'œuvre. Ces systèmes peuvent éliminer ou réduire considérablement l'inspection sélective post-production, diminuer le nombre d'essais destructifs et non-destructifs et accroître la fiabilité du processus de production. 

Le contrôle de la qualité en temps réel offre les avantages d'une traçabilité complète du produit. La surveillance du processus en temps réel permettra de réduire les coûts et d'augmenter la fiabilité des composants soudés.

Systèmes de mesure

Au cours des dernières décennies, de nombreuses recherches ont été menées pour mesurer la forme du bain de soudure. Le bain de soudure donne des informations importantes sur la qualité de la soudure. Différents types de capteurs optiques ont été utilisés pour surveiller en temps réel les paramètres de soudage, tels que la longueur de l'arc ou la taille du bain de soudure.

Par exemple, il existe une forte corrélation entre la largeur du bain de soudure et la pénétration en soudage TIG. La largeur, le volume et la position du bain de soudure par rapport au joint sont également importants pour déterminer le profil de la surface de la soudure et pour estimer la probabilité de la présence d'imperfections, telles que la rupture du joint.

Des images de haute qualité du bain de soudure sont essentielles pour détecter les déviations de la qualité de la soudure et faire les ajustements nécessaires aux paramètres de soudure pour maintenir la qualité de la soudure. 

Avantages de l'utilisation du contrôle de qualité en temps réel

  • un meilleur contrôle de la qualité de la soudure et du produit pour le soudage à l'arc
  • meilleure qualité des produits soudés
  • système en temps réel : possibilité de détection rapide des défauts de soudage
  • réduction des coûts par la réduction ou l'élimination des essais destructifs et non-destructifs coûteux : certaines normes permettent de réduire les essais non-destructifs en utilisant un système de contrôle de la qualité en ligne et en temps réel
  • un coût moindre pour l'optimisation des paramètres de soudage ou la détermination de la fenêtre de paramètres
  • une productivité et une fiabilité accrues des composants soudés grâce à un contrôle de la qualité en temps réel
  • amélioration de la compétitivité par rapport aux concurrents

Projet de recherche

Sirris et l'Institut Belge de la Soudure (IBS) vont lancer un projet de recherche pour étudier la faisabilité du contrôle de la qualité des joints soudés, en utilisant la détection en ligne et en temps réel des défauts de soudage pendant le soudage. Un nouvel algorithme sera développé pour corréler les mesures avec la qualité de la soudure.

Les principaux défis de la recherche sont les suivants :

  • recherche approfondie et développement de systèmes de mesure intégrés très rapides pour le contrôle en temps réel de la qualité du soudage à l'arc, utilisant des mesures de contrôle locales (bain de soudure) et globales (soudure complète/produit)
  • développement de modèles prédictifs pour corréler les mesures avec les défauts physiques
  • évaluer les capacités de détection des méthodes de mesure : quels défauts de soudage peuvent être détectés (par exemple, manque de fusion, pénétration incomplète,...), et quelle est la précision
  • déterminer la combinaison optimale de méthodes de mesure pour une détection précise des défauts pour le soudage à l'arc
  • élaboration de stratégies de contrôle de la qualité permettant de prévoir la qualité des produits en temps réel afin d'améliorer la qualité des produits soudés
  • valider l'applicabilité du contrôle de la qualité en temps réel à l'aide d'essais pilotes dans des entreprises de production, ce qui permettra de réduire considérablement les coûts du contrôle de la qualité.

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(Source photo : https://unsplash.com/)