Avantages des robots de soudage à l’arc au gaz argon
En raison de la diminution du nombre de soudeurs ces dernières années, influencée par des facteurs météorologiques et environnementaux, la quantité de soudage manuel à l'arc au gaz argon n'a pas augmenté. L'apparition de robots de soudage à l'arc au gaz argon a comblé ce vide sur le marché. Les robots de soudage à l'arc au gaz argon peuvent fonctionner dans n'importe quel environnement, ce qui leur a valu une application généralisée au sein des entreprises nationales.
Avec le développement des sciences et des technologies, les robots de soudage sont largement utilisés ces dernières années. Leur capacité à modifier à tout moment les techniques de soudage les a rendus populaires auprès de nombreuses entreprises. Ces dernières années, la technologie de soudage à l'arc au gaz argon s'est considérablement développée en Chine. Connaissez-vous les avantages de la technologie des robots de soudage à l'arc au gaz argon ?
I. Qualité et cohérence de soudage ultimes
Il s'agit de la valeur fondamentale de la technologie des robots de soudage à l’arc au gaz argon.
La protection par gaz argon isole l’arc et le bain de fusion des effets néfastes de l’oxygène, de l’azote, de l’hydrogène, etc., présents dans l’air, réduisant ainsi la perte d’éléments d’alliage et permettant d’obtenir des joints soudés denses, sans projection et de haute qualité.
Sans projection et haute pureté : le soudage à l'arc au gaz argon est, par nature, un procédé sans projection. Couplé au contrôle précis de la longueur d’arc et à la gestion du débit du gaz de protection assurés par le robot, il permet d’obtenir une formation optimale des soudures. Ceci est essentiel pour les applications dans les domaines de l’énergie nucléaire, des équipements semi-conducteurs, de l’aérospatiale et d’autres secteurs exigeant des normes extrêmement élevées en matière de qualité interne (porosité, inclusions de laitier) et d’aspect des soudures. Le soudage à l’arc au gaz argon permet de souder pratiquement tous les métaux, notamment les métaux réfractaires et facilement oxydables tels que le magnésium, le titane, la molybdène, le zirconium, l’aluminium et leurs alliages ; par ailleurs, les performances mécaniques en contrainte du produit soudé sont supérieures à celles obtenues par soudage à l’arc électrique, ce qui explique son utilisation courante dans les canalisations sous pression.
Contrôle précis de l'apport de chaleur : Les robots peuvent régler la vitesse de soudage, la décroissance du courant et la trajectoire d'oscillation avec une répétabilité extrêmement élevée (généralement ±0,05 mm). Par rapport à une opération manuelle, les robots permettent un contrôle plus précis de l'apport de chaleur, empêchant ainsi efficacement le perçage des tôles minces ou la dégradation des performances des matériaux sensibles à la chaleur (tels que les alliages de titane et les alliages réfractaires).
Stabilité du procédé : L'avantage fondamental des robots réside dans leur « capacité de reproduction ». À condition que la pièce à usiner et les outillages soient identiques, le robot peut répéter exactement les mêmes paramètres de soudage des milliers de fois, éliminant totalement les fluctuations de qualité dues à la fatigue, aux tremblements des mains ou aux distractions lors d'une opération manuelle.
II. Capacité à mettre en œuvre des procédés complexes
La technologie des robots de soudage à l'arc à argon élargit les limites d'application des procédés de soudage haut de gamme. Le soudage à l'arc à argon (ATW) présente plusieurs avantages : combustion stable de l'arc, chaleur concentrée, température élevée de la colonne d'arc, rendement élevé du soudage, zone thermiquement affectée étroite, ainsi qu'une réduction des contraintes, des déformations et de la tendance à la fissuration des pièces soudées.
Souplesse et accessibilité : Les robots à 6 axes ou à 7 axes peuvent pénétrer dans des espaces restreints difficiles d’accès pour les opérateurs humains, permettant ainsi d’effectuer le soudage de courbes spatiales complexes. En particulier, lorsqu’ils sont utilisés conjointement avec un positionneur (axe externe), les robots peuvent maintenir la torche de soudage dans une position « verticale vers le bas » ou dans la position optimale, facilitant ainsi l’obtention d’un soudage de haute qualité dans toutes les positions (horizontale, horizontale, verticale et en surplomb).
Intégration de procédés composites : Les plateformes robotisées sont naturellement adaptées à l’intégration de procédés de soudage plus complexes. Par exemple :
TIG à fil chaud : Le robot contrôle précisément le courant du fil chaud, améliorant ainsi significativement l’efficacité de dépôt sans augmenter le courant de soudage, ce qui permet de surmonter la faible efficacité du soudage TIG traditionnel.
TIG double : En maintenant précisément l’espacement et l’angle des deux électrodes en tungstène, le robot assure un soudage stable sous fort courant, améliorant considérablement l’efficacité du soudage des tôles épaisses.
III. Commande intelligente et adaptative :
Il s’agit d’une mise à niveau clé qui distingue la technologie moderne des robots de soudage à l’arc à l’argon des robots traditionnels « par apprentissage et relecture ». Le soudage à l’arc à l’argon est un procédé de soudage à arc ouvert, pratique pour l’opération et l’observation ; il présente une usure réduite de l’électrode, un réglage aisé de la longueur d’arc et n’utilise ni flux ni revêtement pendant le soudage, ce qui facilite sa mécanisation et son automatisation.
Positionnement et suivi par vision laser :
Positionnement : Avant le soudage, un capteur laser balaye la pièce à usiner afin d’identifier automatiquement la position de la préparation en biseau et les écarts d’assemblage, puis corrige la trajectoire prédéfinie.
Suivi : Pendant le soudage, le centre de la soudure est surveillé en temps réel, ce qui permet d’ajuster dynamiquement la trajectoire de déplacement du robot. Cette technologie réduit efficacement les exigences de précision des outillages et des dispositifs de fixation, et s’adapte aux écarts de trajectoire causés par la déformation thermique de la pièce.
Surveillance du bain de fusion et commande en boucle fermée : Les systèmes haut de gamme peuvent être équipés de caméras de surveillance du bain de fusion, couplées à des algorithmes de reconnaissance d’image, afin d’analyser en temps réel la morphologie du bain de fusion et la formation du cordon en face arrière. Dès qu’une anomalie est détectée, le système peut ajuster automatiquement l’intensité du courant, la vitesse d’alimentation du fil ou la vitesse de soudage, afin d’assurer un contrôle qualité en temps réel en boucle fermée.
IV. Production à haut rendement et optimisation des coûts
Bien que le soudage à l'arc à l'argon soit en soi relativement lent, la technologie robotique améliore l'efficacité globale au niveau du système.
Taux d'utilisation élevé : les robots peuvent fonctionner en continu 24 heures sur 24, et avec des configurations à deux postes ou multi-postes, ils permettent de souder et de charger/décharger simultanément, améliorant ainsi considérablement le taux d'utilisation des équipements.
Réduction des déchets de matériaux : un contrôle précis de la trajectoire et de l’alimentation en fil réduit les pertes de fil de soudure. Parallèlement, le taux de reprise extrêmement faible permet d’économiser sur les coûts de matériaux, de gaz et de main-d’œuvre liés aux opérations de soudage de réparation.
Coûts de fabrication globaux réduits : bien que l’investissement initial soit plus élevé, le remplacement des soudeurs hautement qualifiés (dont la formation est longue et coûteuse), l’amélioration des taux de rendement et la réalisation d’une production de masse stable permettent de réduire significativement le coût unitaire à long terme. La période d’amortissement est généralement de 1 à 3 ans.
Résumé
Les avantages de la technologie des robots de soudage TIG résident essentiellement dans la précision, la reproductibilité et la flexibilité du robot, libérant ainsi pleinement le potentiel de haute qualité du procédé de soudage TIG.
Il ne s'agit pas simplement de « machines remplaçant les humains », mais plutôt d'une évolution des procédés de soudage, passant d'une approche fondée sur l'expérience à une approche fondée sur les données. En intégrant la vision laser, la surveillance du bain de fusion et la gestion numérique, cette technologie résout le dilemme consistant à concilier « haute qualité » et « haute efficacité » dans la fabrication haut de gamme. Elle convient particulièrement aux applications exigeant des critères très stricts en matière de qualité de soudage dans les secteurs de l’aérospatiale, de l’énergie nucléaire, des récipients sous pression, des dispositifs médicaux et des instruments de précision.
