Combiner méthodes optiques et ultrasoniques pour contrôler les soudures des véhicules
Les constructeurs automobiles cherchent constamment à réduire le poids de leurs véhicules. Cela rend les voitures plus légères et plus efficaces. L’une des méthodes employées pour réduire le poids des véhicules consiste à recourir aux flans soudés sur mesure (TWB, selon l’acronyme anglais). Cette technique utilise un laser pour créer un joint de haute qualité entre deux pièces métalliques plates, généralement en acier, avec des épaisseurs ou des propriétés différentes. En comparaison des méthodes traditionnelles comme le soudage par points, les TWB offrent une meilleure précision spatiale et sont plus solides, plus efficaces et moins chers. Malgré tout, on observe encore des défauts dans les TWB, qui peuvent compromettre la sécurité des véhicules et entraîner un gaspillage de matériaux. Chaque TWB doit être inspecté et l’industrie automobile utilise pour cela deux méthodes distinctes. La technologie la plus largement utilisée est une technique d’échographie appelée système d’inspection par ultrasons EMAT (transducteur acoustique électromagnétique), parfois complétée par une méthode optique appelée système d’inspection visuelle (VIS). Ces deux méthodes présentent des avantages et des inconvénients.
La première combinaison efficace
Le projet OPTIBLANKS, financé par l’UE, a combiné les deux méthodes, chacune compensant les faiblesses de l’autre. Les industriels avaient déjà expérimenté une telle combinaison, mais cela s’était traduit par un taux de rejet plus élevé. À l’inverse, le projet OPTIBLANKS a permis d’obtenir un processus d’inspection intégré et de meilleure qualité. La technologie ultrasonique EMAT est capable de détecter les défauts internes, tels que les trous, les concavités et les bosses ou les fissures dans la soudure. Le VIS repère les défauts en surface, comme les désalignements et les décalages latéraux. Le système OptiBlanks utilise des algorithmes de traitement avancés pour combiner les méthodes d’évaluation automatique de la soudure. Le résultat est exprimé sous la forme d’un indice de qualité des soudures. Le système combiné évite également les faux positifs qui pourraient résulter de l’utilisation de deux processus séparés.
Essais industriels
«Notre projet a permis de faire progresser la technologie existante, puis de la tester en collaboration avec nos partenaires industriels», explique Jesus Jimenez, responsable de la R&D et du développement commercial du projet OPTIBLANKS. L’équipe a validé la technologie au niveau test et à l’échelle industrielle. «Notre objectif principal consistait à montrer la valeur ajoutée de cette approche apporte pour l’un de nos plus gros clients, et à obtenir ainsi un retour concernant le potentiel commercial de notre solution si elle était étendue au marché mondial.» Lorsqu’il a été installé dans les chaînes de fabrication TWB de notre partenaire, OptiBlanks a surpassé les solutions actuelles, atteignant un taux de détection des défauts de 100 %. Le système OptiBlanks offre également aux fabricants un processus de contrôle de la qualité permettant d’améliorer leurs procédés de soudage, ce qui entraînera une réduction des défauts et des pertes. Jesus Jimenez ajoute: «Par ailleurs, nous avons obtenu les certifications requises pour sa commercialisation.» Ces dernières donnent au système une certaine crédibilité aux yeux des clients potentiels qui hésiteraient autrement à s’engager. OptiBlanks est la seule solution capable de se conformer aux normes européennes applicables. Les membres du projet travaillent actuellement sur une intégration plus poussée dans les installations de fabrication de TWB. Les chercheurs ont évoqué des possibilités de mise en œuvre du système OptiBlanks avec les fabricants européens et américains qui utilisent actuellement la technologie à ultrasons EMAT. Ces implémentations concerneraient à la fois de nouvelles installations et des mises à niveau d’anciens systèmes. L’équipe prévoit également d’adapter la technologie d’inspection hybride aux industries non automobiles. Plusieurs applications potentielles ont été identifiées, l’équipe prévoyant d’y donner suite si l’industrie manifeste un intérêt suffisant. La technologie d’inspection OptiBlanks est plus efficace que les systèmes conventionnels. Elle permet une détection fiable des erreurs de soudure et aide les fabricants à affiner leurs procédés. Les voitures deviendront plus sûres et leur fabrication générera moins de gaspillage.
Mots‑clés
OPTIBLANKS, soudure, inspection, TWB, défauts, automobile, EMAT, technologie des ultrasons, technologie d’inspection, flans soudés sur mesure
