Contrôle de soudure : tout ce que vous devez savoir

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admin
4 mars 2021

Le contrôle des cordons de soudure est une étape extrêmement importante dans la fabrication d’une pièce. Ce contrôle s’effectue de différentes façons. En effet, il est possible d’apporter à la pièce un contrôle visuel avant de rechercher, dans les détails, de potentielles anomalies présentes dans la soudure.

Mais qu’est-ce que le cordon de soudure ? Comment se déroule un contrôle visuel ? Quelles machines utiliser pour le contrôle des cordons de soudure ?

robot soudure automobile

Robots de soudure dans l’industrie automobile

Qu’est-ce que le contrôle des cordons de soudure ?

Le contrôle de soudure donne à l’opérateur un visuel précis sur la qualité des soudures effectuées sur une pièce. Cette analyse est extrêmement importante dans la mesure où elle contribue à calculer la résistance d’une soudure. Cette résistance est primordiale pour garantir une tenue parfaite de la pièce dans le temps.

Ce contrôle se déroule en trois étapes. Premièrement, un contrôle avant soudage est effectué. De l’analyse du matériau à souder au contrôle macrographique, tout est passé en revue. Cette étape a pour but d’inspecter minutieusement les deux pièces qui doivent être soudées ensemble. En effet, les matériaux doivent être compatibles entre eux pour offrir une résistance parfaite à la soudure.

chassis soude welded

Châssis automobile soudé

Vient ensuite le contrôle pendant soudage. Celui-ci offre à l’opérateur un visuel sur la bonne exécution de la soudure. Ainsi, la qualité du soudage, sa cadence et l’apparition de déformations dues au décalage des pièces subissent un contrôle précis durant tout le processus de soudure.

Enfin, un dernier contrôle réalisé après la soudure vérifie la conformité du travail effectué. Après un contrôle visuel, la pièce passe dans des machines spécifiques qui analysent la forme de la soudure. Mais  effectuent aussi des mesures dimensionnelles complètes visant à améliorer la précision de conception des futurs joints.

En effet, en étudiant la structure de la soudure effectuée, il est possible de détecter les différentes failles afin de les éviter par la suite.

controle visuel

Contrôle visuel d’un cordon de soudure dans l’industrie automobile

Ce contrôle des cordons de soudure est une étape primordiale pour assurer une solidité parfaite à la pièce finale. En effet, dans certaines industries, comme en automobile, ce sont parfois des centaines de soudures qui s’appliquent à chaque produit fini.

Une faiblesse dans l’un de ces joints pourrait avoir des conséquences graves lors de l’utilisation du produit concerné. La précision est donc extrêmement importante et doit être au centre des préoccupations lors de la phase de soudure.

L’importance du contrôle macrographique

Que ce soit pour une soudure de bout à bout ou une soudure d’angle, il est important d’appliquer un contrôle macrographique strict. Ce contrôle met en évidence les hétérogénéités qui peuvent exister dans la nouvelle pièce de métal obtenue.

Il faut tout d’abord effectuer une coupe transversale de la soudure. Cette coupe est obtenue grâce à un tronçonnage abrasif sous eau. Grâce à ce procédé, on évite tous dommages thermiques qui pourraient endommager la pièce.

En effet, une soudure endommagée pourrait fournir de moins bonnes données structurelles. Grâce à cette coupe transversale, vous avez un visuel complet sur la zone de liaison, la zone affectée thermiquement et les différentes passes appliquées lors de la soudure.

tronconneuse soudure

Tronçonneuse et polisseuse métallographique pour le contrôle des soudures

Selon les méthodes de soudure, les calculs sont différents. En effet, certaines méthodes vont demander plusieurs passes quand d’autres vont s’appliquer en une seule passe. Le contrôle macrographique va donner des détails précis sur la structure de chaque soudure. Grâce à cet examen, il est également possible de mettre en évidence la grosseur et la forme des grains présents dans votre joint.

Pour révéler la soudure, et faire les tests macrographiques, vous devez utiliser certains produits chimiques. Ces produits dépendent du métal à étudier. Par exemple pour l’acier au carbone comportant un taux faible d’alliages, vous devez utiliser une solution de Nital et d’acide nitrique.

Il faut d’abord tremper la découpe de la pièce dans cette solution pour ensuite faire apparaître les différentes couches de soudure afin de les étudier plus facilement. Avant toute analyse, un rinçage abondant et nécessaire.

Certaines pièces demandent également une trempe dans un bac à ultrasons pour un nettoyage plus minutieux. Elle est ensuite séchée soigneusement avant de partir au contrôle macrographique.

macrographie soudure

Macrographies de cordons de soudures après attaque

Une fois la soudure révélée, vous pouvez lui faire subir une batterie de tests visuels et analyser le nombre de passes et la solidité de celle-ci.

Des solutions pour vous aider dans le contrôle des cordons de soudure

mesure cordon soudure

Schéma théorique des mesures à effecteur sur un cordon de soudure (norme VW)

Les systèmes proposés pour contrôler les cordons de soudure sont nombreux. Toutefois, parmi toutes les solutions disponibles, il en existe deux plus précises que d’autres. Nous parlons ici du système StructureExpert Weld-5 ainsi que du StructureExpert Weld-11.

StructureExpert Weld-5, un indispensable pour le contrôle de soudure

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Station d’imagerie dédiée à la mesure des cordons de soudures : StructureExpert Weld-5

Cette station d’imagerie simplifie grandement le contrôle des cordons de soudure. En effet, après avoir préparé votre échantillon à l’analyse, vous pouvez utiliser le système optique de cette station qui vous donne avec précision les données souhaitées. Conçue pour fonctionner avec le logiciel dédié StructureExpert Weld, la machine offre une analyse précise à l’opérateur.

Le logiciel, entièrement paramétrable, peut également faire gagner beaucoup de temps. En effet, il s’adapte aux normes proposées par les constructeurs. Votre temps est optimisé et vos analyses s’effectuent avec plus de fluidité. Doté d’un grossissement allant de 2,5 — à 50x, il offre la capacité nécessaire pour étudier n’importe quelle pièce. Son champ d’observation s’étend de 80 à 4,5 mm favorisant ainsi une lecture précise pour le contrôle des cordons de soudure.

mesure soudure

Mesures sur macrographies de soudures

Une fois la pièce analysée, vous pouvez établir des rapports personnalisés pour chaque pièce ou pour chaque cordon de soudure…

StructureExpert Weld-11, la précision au service de votre industrie

controle soudure weld

Station d’imagerie dédiée à la mesure des cordons de soudures laser : StructureExpert Weld-11

Conçu pour répondre à tous les besoins en termes de contrôle des cordons de soudure laser, le StructureExpert Weld-11 est un bijou technologique de précision.

Doté d’une gamme d’agrandissement allant de 20x à 240x, ce boîtier de prise de vue est l’un des plus précis du marché. Pouvant observer des cordons de soudure allant de 8,27 mm à 0,68 mm, cette solution facilite énormément l’analyse complète de vos échantillons.

À partir d’une coupe, il est possible d’obtenir, en quelques clics, une image nette, des mesures complètes et un visuel d’ensemble sur votre cordon de soudure. Fourni avec son logiciel dédié, vous pouvez garder un historique de toutes les analyses effectuées grâce à la machine.

L’architecture des données permet à l’opérateur de retrouver rapidement une mesure de cordons de soudure spécifique. Le suivi de statistiques va, quant à lui, offrir la possibilité d’afficher l’évolution des procédures de soudure.

En quelques instants, vous pouvez comparer les relevés de différentes pièces afin de constater des améliorations de votre process de soudure. Très utile pour l’analyse des soudures laser dans l’industrie automobile, le StructureExpert Weld-11 est l’outil d’analyse parfait pour tous vos travaux de contrôle sur les cordons de soudure laser.

soudure laser

Macrographies de soudures laser pour l’industrie automobile

L’importance du contrôle de soudure dans l’industrie automobile

L’industrie automobile est l’un des secteurs qui utilise le plus la soudure. Que ce soit pour assembler les différents éléments d’une voiture ou pour de simples réparations, les travaux de soudage sont légion dans ce secteur. Bien sûr, des contrôles spécifiques sont effectués sur les différents cordons de soudure présents sur les voitures.

Principalement réalisées par soudage MIG (soudage sous gaz inerte) /MAG (soudage sous gaz actif), les soudures en automobile répondent à des normes bien spécifiques. Dans cette industrie, de nombreux critères sont à éviter lors de la formation du cordon de soudure. Parmi ces critères, nous retrouvons :

  • Le cratère évidé
  • Le caniveau en bord de cordons
  • La morsure en bord de cordons
  • L’effet de rochage
  • L’effondrement de bord
  • Le découpage pièce
  • Le manque de pénétration
  • Le collage

Ces défauts, bien connus des opérateurs de contrôle de soudure, sont à éviter par tous les moyens. C’est pourquoi il est important d’appliquer rapidement un contrôle de soudure précis sur chaque échantillon.

Bien sûr, les cordons de soudure subissent également une analyse en fonction des contraintes subies.

Plus les contraintes subies sont importantes plus les critères d’acceptations sont drastiques.

Pour respecter toutes les normes spécifiques à la fabrication automobile, les constructeurs doivent se baser sur des rapports de contrôle de soudure fiable et précis. C’est pourquoi l’utilisation des solutions StructureExpert Weld sont indispensables à l’industrie automobile.

En effet, le contrôle des soudures est très nombreux dans ce secteur. Certaines pièces comprennent jusqu’à 500 soudures. La solution StructureExpert Weld offre de nombreuses facilités à l’industrie automobile. Grâce au logiciel dédié, il est possible de générer un rapport automatique par pièce.

rapport mesure soudure

Rapport de mesure d’une pièce

Ce rapport inclut la totalité des soudures présentes sur la pièce concernée. Ainsi, plus besoin de parcourir de nombreux fichier pour trouver un joint de soudure spécifique sur une pièce : tout est centralisé au même endroit.

De plus, grâce aux modules additionnels du logiciel, un historique complet des analyses effectuées est disponible ainsi qu’un outil de suivi statistiques. Ce dernier permet de suivre l’évolution des mesures et donc du process de soudure dans le temps et d’avoir accès aux calculs statistiques les plus fréquents : Cp, Cpk, Cpu, Cpl….

Evolution des mesures d'une soudure

Suivi de l’évolution des mesures des différents cordons de soudure d’une même pièce

Les différences entre contrôle macrographique et micrographique

Comme nous l’avons vu précédemment, l’analyse macrographique s’effectue sur un échantillon à coupe transversale. Après polissage et attaque chimique pour révéler la soudure, la soudure passe par une phase d’analyse complète.

De la géométrie du joint à la profondeur de pénétration en passant par l’étendue de la zone affectée thermiquement, tout se voit minutieusement calculé et regroupé dans un rapport afin d’évaluer la qualité de la soudure. Les imperfections de surface et les imperfections internes sont également répertoriées pour que la pièce bénéficie d’une analyse complète des défauts.

Cette analyse s’effectue avec des solutions comme le StructureExpert Weld-5. Celui-ci permet l’analyse de la plupart des cordons de soudure dans l’industrie automobile avec sa gamme de grandissement de 2.5x à 50x.

L’analyse micrographique quant à elle va offrir un examen plus poussé de la soudure. En effet, grâce à cette technique il est possible d’analyser avec précision la présence de porosités ou de microfissures présentes dans la soudure.

Une étude complète de la structure et de la taille des grains est également accessible grâce à cette technique. Avec les données recueillies, il est plus simple d’améliorer la résistance de la soudure et d’approcher au plus près de la perfection.

Pour réaliser cette analyse, il est important d’utiliser un matériel de haute précision. Les solutions comme le StructureExpert Weld-11 sont parfaites pour ce genre de travaux. En effet, l’optique équipée sur cette machine peut atteindre un grossissement allant jusqu’à 240x. Utilisée avec son logiciel dédié, la machine offre un contrôle précis de chaque soudure.

La macroscopie, un examen rapide à l’œil nu

Enfin, il est également important de prendre en compte le contrôle visuel d’une soudure. C’est généralement la première chose à faire pour évaluer une soudure correcte. Le contrôle visuel et le contrôle dimensionnel doivent s’effectuer dans une configuration bien précise.

Tout d’abord, il est important de disposer d’une bonne source lumineuse pour appliquer cette analyse. Ensuite, l’opérateur doit se placer à une distance de 50 cm de la surface à étudier et se positionner à un angle de plus de 30 ° par rapport à la pièce contrôlée.

Bien sûr, pour s’aider, l’opérateur peut utiliser une loupe grossissante. Un miroir de poche et un ruban gradué lui sont également d’une grande utilité. Le joint ne doit présenter :

  • aucun excès de pénétration,
  • aucune dénivellation
  • ni surépaisseur de cordons.

Il est alors possible de corriger le défaut avant de passer à une batterie de tests plus poussés.

Le contrôle soudure en bref

Quelle que soit la précision recherchée, un contrôle de soudure stricte et indispensable pour offrir à vos produits une solidité parfaite. Des logiciels aux optiques en passant par des solutions d’automatisation, le contrôle des soudures s’appuie aujourd’hui sur une technologie de précision sans précédent. Dans l’industrie automobile, comme dans d’autres industries, nos solutions aident les opérateurs à fiabiliser leurs analyses de contrôle des soudures.

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