CA2413930A1 - Procede de detection et d'identification de defauts dans un cordon de soudure realise par faisceau laser - Google Patents
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Abstract
Procédé de détection et d'identification de défauts dans un cordon de soudur e réalisé par faisceau laser. Selon ce procédé, on acquiert en temps réel au moins deux signaux de mesure délivrés par des capteurs optiques (C1 à C6) détectant des variations d'intensité lumineuse du plasma formé par le faisce au laser (14). On combine ensuite ces signaux en leur appliquant un opérateur mathématique. Le signal combiné obtenu est alors comparé à un seuil prédéterminé. Selon le résultat de cette comparaison, on diagnostique la présence ou l'absence d'un défaut correspondant à l'opérateur utilisé.</SDOA B>
Claims (17)
1. Procédé de détection et d'identification de défauts lors de la réalisation d'un cordon de soudure (S) par au moins un faisceau laser (14) formant un plasma dans une zone de soudage, selon lequel on acquiert en temps réel au moins deux signaux de mesure délivrés par des capteurs optiques (C1 à C6) distincts, détectant des variations d'intensité lumineuse du plasma, caractérisé en ce qu'on combine les signaux de mesure en leur appliquant au moins un opérateur mathématique adapté à la détection d'un défaut correspondant, afin d'obtenir au moins un signal combiné, on compare chaque signal combiné à un seuil prédéterminé, et on diagnostique la présence ou l'absence du défaut correspondant à chaque opérateur mathématique, selon le résultat de la comparaison.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'opérateur mathématique est choisi dans le groupe comprenant l'addition, la soustraction, la multiplication, la division et une combinaison de celles-ci.
3. Procédé selon la revendication 2, appliqué à la soudure d'un raidisseur (12) sur une tôle (10) par deux faisceaux laser (14) placés de part et d'autre du raidisseur, dans lequel on utilise deux groupes d'au moins un capteur optique (C1,C2,C3;C4,C5,C6) disposés de part et d'autre du raidisseur, les capteurs optiques des deux groupes étant identiques, on additionne les signaux de mesure délivrés par un capteur de chaque groupe et on détecte la présence d'un manque d'interpénétration des cordons de soudure dû à un manque de puissance des faisceaux laser lorsque le résultat est inférieur à un premier seuil prédéterminé.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, appliqué à la soudure d'un raidisseur (12) sur une tôle (10) par deux faisceaux laser (14) placés de part et d'autre du raidisseur, dans lequel on utilise deux groupes d'au moins deux capteurs optiques (C1,C2,C3 ;C4,C5,C6) détectant des variations d'intensité lumineuse du plasma dans des bandes optiques différentes, disposés de part et d'autre du raidisseur, les capteurs optiques des deux groupes étant identiques, on additionne d'une part les signaux de mesure délivrés par une première paire de capteurs identiques et d'autre part les signaux de mesure délivrés par une deuxième paire de capteurs identiques, on multiplie l'une par l'autre les deux sommes obtenues et on détecte un manque d'interpénétration des cordons de soudure, dû à un défaut autre qu'un manque de puissance des faisceaux laser, lorsque le résultat est supérieur à un deuxième seuil prédéterminé.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, appliqué à la soudure d'un raidisseur (12) sur une tôle (10) par deux faisceaux laser (14) placés de part et d' autre du raidisseur, le raidisseur et la tôle étant positionnés au préalable l'un par rapport à l'autre par des points de soudure, dans lequel on utilise deux groupes d'au moins un capteur optique (C1,C2,C3;C4,C5,C6) disposés de part et d'autre du raidisseur, les capteurs optiques des deux groupes étant identiques, on divise l'un par l'autre les signaux de mesure délivrés par deux capteurs identiques et on détecte la présence de points de soudure de positionnement préalable déficients lorsque le résultat est supérieur à un troisième seuil prédéterminé.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, appliqué à la soudure d'un raidisseur (12) sur une tôle (10) par deux faisceaux laser (14) placés de part et d'autre du raidisseur, dans lequel on utilise deux groupes d'au moins deux capteurs optiques (C1,C2,C3;C4,C5,C6) détectant des variations d'intensité lumineuse du plasma dans des bandes optiques différentes, disposés de part et d'autre du raidisseur, les capteurs optiques des deux groupes étant identiques, on additionne d'une part les signaux de mesure délivrés par une première paire de capteurs identiques et d'autre part les signaux de mesure délivrés par une deuxième paire de capteurs identiques, on divise l'une par l'autre les deux sommes obtenues, et on détecte une largeur insuffisante du cordon de soudure lorsque le résultat de la division est inférieur à un quatrième seuil prédéterminé.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, appliqué à la soudure bord à
bord de deux tôles par un seul faisceau laser, dans lequel on utilise au moins deux capteurs optiques détectant des variations d'intensité lumineuse du plasma dans des bandes optiques différentes, on divise l'un par l'autre les signaux de mesure délivrés par deux des capteurs et on détecte un manque d'épaisseur du cordon de soudure lorsque le résultat obtenu est inférieur à un premier seuil et une absence de soudage lorsque le résultat est supérieur à un deuxième seuil, supérieur au premier.
bord de deux tôles par un seul faisceau laser, dans lequel on utilise au moins deux capteurs optiques détectant des variations d'intensité lumineuse du plasma dans des bandes optiques différentes, on divise l'un par l'autre les signaux de mesure délivrés par deux des capteurs et on détecte un manque d'épaisseur du cordon de soudure lorsque le résultat obtenu est inférieur à un premier seuil et une absence de soudage lorsque le résultat est supérieur à un deuxième seuil, supérieur au premier.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on acquiert les signaux de mesure au moyen d'au moins un groupe de trois capteurs (C1,C2,C3;C4,C5,C6), les capteurs de chaque groupe détectant les variations d'émission ~
lumineuse du plasma respectivement dans une bande de fréquences principalement ultraviolette, dans une bande de fréquences principalement visible et dans une bande de fréquences principalement infrarouge.
lumineuse du plasma respectivement dans une bande de fréquences principalement ultraviolette, dans une bande de fréquences principalement visible et dans une bande de fréquences principalement infrarouge.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on utilise des capteurs optiques (C1;C2,C3;C4,C5,C6)comprenant chacun une fibre optique (16-1 à 16-6) dont une première extrémité est placée à proximité de 1a zone de soudage, un filtre optique (18-1 à 18-6) placé dans le prolongement de la deuxième extrémité de la fibre optique et une photodiode (20-1 à 20-6) placée en face de la deuxième extrémité de la fibre optique, de l'autre côté du filtre.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la première extrémité de la fibre optique est placée à environ 10 cm de la zone de soudage.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on acquiert un signal de mesure supplémentaire au moyen d'un autre capteur optique (C7), détectant des variations d'énergie thermique du cordon de soudure en arrière de la zone de soudage.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel l'autre capteur optique (C7) comprend une autre fibre optique (16-7) dont une première extrémité est placée en arrière de la zone de soudage et orientée vers le cordon de soudure, et une photodiode (20-7) sensible au rayonnement thermique et placée dans le prolongement de la deuxième extrémité de l'autre fibre optique.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la première extrémité de l'autre fibre optique (16-7) est placée à une distance comprise entre environ 10 cm et environ 20 cm, de la zone de soudage.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, dans lequel un moyen optique de focalisation (22-7) est placé à la première extrémité de l'autre fibre optique (16-7).
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on combine les signaux de mesure et on les compare auxdits seuils prédéterminés après que lesdits signaux aient été
acquis en temps réel pour le cordon de soudage considéré.
acquis en temps réel pour le cordon de soudage considéré.
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel on calcule la valeur moyenne, la valeur moyenne normalisée, puis l'écart type de chaque signal de mesure, et on diagnostique une qualité irrégulière de la soudure lorsque l'écart type dépasse une valeur prédéterminée.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel on compare la valeur moyenne de chaque signal de mesure aux valeurs moyennes précédentes dudit signal, enregistrées pour un nombre donné de cordons de soudure contrôlés auparavant et on diagnostique une dérive de l'appareil de mesure lorsque la valeur moyenne du signal a varié d'environ 30%, au moins, par rapport aux valeurs moyennes précédentes.
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