FR2894599A1 - Methode et dispositif pour determiner et regler les parametres de projection thermique au cours d'un depot de revetement par projection thermique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une méthode et un dispositif pour déterminer et régler les paramètres de projection thermique au cours d'un procédé de dépôt de revêtement par projection thermique et pour déterminer et réajuster le décalage entre l'axe de la torche (20) de projection et le jet (30) de poudre.A cet effet, le dispositif (10) selon l'invention comporte un premier photorécepteur (11) agencé pour enregistrer le rayonnement lumineux du jet (30) le long de son axe J (32) et déterminer une distance de projection d optimale correspondant à une zone du jet (30) dite zone de compression et dans laquelle les paramètres de projection sont optimaux. D'autre part, au cours du dépôt d'un revêtement, le premier photorécepteur (11) enregistre en continu le rayonnement lumineux en un point du jet (30) pour réguler en continu lesdits paramètres de projection optimaux pour les maintenir sensiblement constants.Le dispositif (10) est également pourvu d'un second photorécepteur (51) qui enregistre en continu ou par intermittence le rayonnement lumineux émis à l'impact (35) du jet (30) sur un substrat (22) pour déterminer et réajuster en continu le décalage entre l'axe T (25) de la torche (20) et l'axe J (32) du jet (30).

Description

METHODE ET DISPOSITIF POUR DETERMINER ET REGLER LES PARAMETRES DE

PROJECTION THERMIQUE AU COURS D'UN DEPOT DE REVETEMENT PAR PROJECTION THERMIQUE La présente invention concerne une méthode pour déterminer et régler les paramètres d'un procédé de dépôt de revêtement par projection thermique, ledit procédé de dépôt d'un revêtement étant effectué en projetant contre un substrat à revêtir des particules fines propulsées au travers d'une torche de projection par un flux gazeux formant avec lesdites particules fines un jet.

Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de cette méthode.

Les propriétés d'un dépôt de revêtement par projection thermique, en l'occurrence sa dureté, sa porosité et l'adhérence dudit dépôt au substrat, sont largement influencées par les conditions de projection telles que la vitesse et la température des particules au moment de leur écrasement contre le substrat, voire de la répartition des particules dans le jet de poudre.

Il est donc indispensable de déterminer les conditions et les paramètres de 20 projection permettant d'obtenir un dépôt aux propriétés optimales.

En général, un procédé de revêtement par projection thermique présente un niveau sonore et un éclat de luminosité nuisibles présentant des risques majeurs pour une personne qui se trouverait au voisinage immédiat du jet de 25 poudre. Ce procédé s'effectue bien souvent en environnement clos. Il est donc difficile de procéder à un contrôle visuel ou manuel au moyen d'instruments de mesure. Le contrôle des paramètres de projection s'effectue donc selon des méthodes bien définies.

30 Le brevet américain US 0115500 Al, le brevet français FR 2836618 Al et les brevets internationaux W003073804, W003072292, W003072291 et W003072290 décrivent un instrument et une méthode de contrôle du fonctionnement d'une torche de projection thermique au moyen de l'acquisition d'une caméra. Celle-ci permet de déterminer les paramètres de projection à 35 partir de l'analyse du niveau de luminosité du jet de poudre à une distance fixe donnée par rapport à la sortie de la torche de projection.

Antérieurement à ces brevets, cette méthode et ce dispositif de contrôle des paramètres de projection avaient déjà été mis au point en travaux de recherche par Alain Roux en 1991 et Christophe Malavolta en 2002.

Les travaux de recherche de Alain Roux ont fait l'objet d'une thèse intitulée Contribution à l'étude des transferts d'énergie plasma / particules dans le cas de plasma d'induction et de plasma d'arc soufflé et soutenue en 1991 à l'Université de Technologie de Compiègne (France) et les travaux de recherche de Christophe Malavolta ont fait l'objet d'un rapport intitulé Augmentation de la dureté et diminution de la taille des pores des dépôts réalisés par projection thermique : Application à l'oxyde de titane et soutenu en février 2002 à l'Université de Technologie de Belfort-Montbéliard (France).

Mais dans les différentes méthodes citées ci-dessus, l'analyse de la brillance ou du niveau de luminosité du jet de poudre est effectuée à une section du jet située à une distance donnée par rapport à la sortie de la torche de projection.

L'expérience a montré qu'en fonction de la distance de projection, c'est-à-dire la distance entre la sortie de la torche et le substrat, les propriétés du dépôt telles que la dureté et la porosité du revêtement et son adhérence au substrat, le rendement de la projection, la proportion des particules infondues, etc, varient sensiblement. Ces propriétés du dépôt sont optimales lorsque la torche de projection se trouve à des positions données dépendantes de la forme du jet.

En effet, le jet de poudre présente le long de son axe des zones de compression dans lesquelles la densité des particules de poudre est plus élevée, et corrélativement les propriétés thermiques et cinétiques des particules de poudre, lesdites zones de compression étant alternées par des zones de détente dans lesquelles la densité de ces particules est plus faible.

Lorsque le substrat est situé à une distance convenable et dans une zone de compression du jet de poudre, les propriétés du dépôt résultant sont optimales.

De ce fait, les méthodes antérieures ne tiennent pas compte de la position des zones de compression et il n'est donc pas possible de déterminer une distance de projection optimale pour réaliser des dépôts aux propriétés optimales.

Par ailleurs, l'axe du jet de poudre peut dévier progressivement par rapport à l'axe de la torche au cours du dépôt du revêtement. Ce défaut est en particulier observé lorsque la vitesse ou le débit du flux gazeux varie. Par gravité, la déviation s'effectue de haut en bas ou de bas en haut. Mais dans la pratique, la déviation est observée dans toutes les directions.

Pour le dépôt de revêtements sur des pièces de grande précision, comme par exemple des pièces aéronautiques ou automobiles par exemple, le revêtement exige une grande précision, en l'occurrence une uniformité de l'épaisseur du dépôt. La déviation du jet engendre des défauts qui, au-delà d'un certain seuil, deviennent préjudiciables aux pièces traitées.

Les dispositifs antérieurs permettent de contrôler la déviation du jet de projection en observant l'ensemble de la plume du jet suivant un seul plan. Ces dispositifs ne permettent pas de contrôler la position du point d'impact du jet de projection sur un substrat afin de contrôler avec précision la déviation de ce point. C'est pourtant au centre du point d'impact du jet de projection que le dépôt de matière et les échanges thermiques sont optimaux. De ce fait, les dispositifs antérieurs ne permettent pas de contrôler avec précision le dépôt de revêtement sur des pièces de profil géométrique complexe.

Le but de la présente invention est de palier les insuffisances des méthodes et dispositifs antérieurs, en offrant une méthode et un dispositif permettant de déterminer les distances de projection permettant de réaliser un dépôt de revêtement aux propriétés optimales et de réguler ladite distance de projection optimale et les paramètres de projection. Cette méthode et ce dispositif permettent également de déterminer et réajuster la déviation du jet de projection par rapport à l'axe de la torche de projection.

Ce but est atteint par la méthode telle que décrite en préambule et caractérisée en ce que ladite méthode consiste à déterminer le long dudit jet des distances di, d2, d3, ...et dn et à associer à chacune de ces distances di, d2, d3, ...et dä des valeurs des paramètres de projection tels que le débit de poudre ou des particules de fil, le débit dudit flux gazeux et l'intensité du courant électrique et en ce que l'on règle automatiquement la distance entre la sortie de la torche et le substrat à une valeur sensiblement égale à l'une au moins des distances di, d2, d3,

.ou dä et l'on régule en continu lesdits paramètres de projection pour les maintenir sensiblement constants...DTD: De façon avantageuse, lesdites distances di, d2, d3, ...et dä sont déterminées en enregistrant le rayonnement lumineux du jet le long de son axe J au moyen 10 d'un premier photorécepteur.

De façon préférentielle, l'une au moins des distances di, d2, d3,

.et dä est choisie pour correspondre à une valeur minimale du flux du rayonnement lumineux correspondant à une zone de compression du jet. 15 D'une manière avantageuse, l'on mesure en continu le rayonnement lumineux à une position donnée du jet pour délivrer un signal correspondant à des moyens informatiques et/ou électroniques et ledit signal est comparé à une valeur de consigne pour régler les paramètres de projection pour maintenir le signal capté 20 à une valeur sensiblement constante...DTD: Dans une forme de réalisation particulière, le signal délivré à des moyens informatiques et/ou électroniques subit un traitement du signal selon l'algèbre dioïde pour régler les paramètres de projection et ledit signal délivré est traité 25 selon ladite algèbre dioïde pour déterminer l'influence du procédé de dépôt de revêtements sur la fluctuation desdits paramètres de projection.

Dans une forme de réalisation avantageuse, l'on mesure au point d'impact du jet le décalage entre l'axe T de la torche et l'axe J du jet en enregistrant en 30 continu ou par intermittence le rayonnement lumineux émis par ledit impact à la surface du substrat au moyen d'un second photorécepteur.

D'une manière avantageuse, l'on détermine ledit décalage entre l'axe T de la torche et l'axe J du jet en mesurant le rayonnement lumineux émis à l'impact au 35 moins le long d'un premier axe diamétral dudit impact pour déterminer le décalage m suivant la direction dudit premier axe diamétral.

De façon préférentielle, l'on détermine ledit décalage entre l'axe T de la torche et l'axe J du jet en mesurant le rayonnement lumineux émis à l'impact le long d'un premier axe diamétral dudit impact pour déterminer le décalage m suivant la direction dudit premier axe diamétral et l'on mesure le rayonnement lumineux émis à l'impact le long d'un second axe diamétral dudit impact pour déterminer le décalage p suivant la direction dudit second axe diamétral.

Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les moyens informatiques et/ou électroniques délivrent un signal d'alarme au module de régulation lorsque l'un au moins des décalages m et p entre l'axe T de la torche et l'axe J du jet suivant respectivement la direction du premier axe diamétral et la direction du second axe diamétral dépasse une valeur seuil préprogrammée.

D'une manière particulièrement avantageuse, l'un au moins des décalages m et p est délivré à un module de commande pour corriger la trajectoire d'un robot commandant le mouvement de la torche.

Ce but est également atteint par le dispositif pour la mise en oeuvre de cette méthode tel que décrit en préambule et caractérisé en que ledit dispositif comporte au moins un premier photorécepteur agencé pour mesurer un rayonnement lumineux et délivrer à des moyens informatiques et/ou électroniques un signal correspondant, ledit signal délivré étant traité pour déterminer au moins une distance dl ou d2 ou d3, ... ou dn correspondant à des positions déterminées le long de l'axe J dudit jet et en ce que ledit premier photorécepteur mesure en continu le rayonnement lumineux au moins à un point donné de jet J pour délivrer en continu un signal correspondant pour réguler les paramètres de projection.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, un module de régulation est associé auxdits moyens informatiques et/ou électroniques, lesdits moyens informatiques et/ou électroniques délivrent une consigne de régulation audit module de régulation pour régler les paramètres de projection tels que le débit de poudre ou des particules de fil, le débit dudit flux gazeux, l'intensité du courant électrique, la distance entre la torche de projection et le substrat, pour maintenir le signal capté à une valeur sensiblement constante.

De façon avantageuse, ce dispositif comporte un module de contrôle optique comprenant au moins un second photorécepteur agencé pour capter en continu ou par intermittence le flux lumineux émis par ledit impact à la surface du substrat.

D'une manière particulièrement avantageuse, ledit second photorécepteur est positionné de sorte que son axe forme avec l'axe T de la torche un angle 0 compris entre 30 et 60 et de préférence sensiblement égal à 45 .

La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture d'une description détaillée d'une méthode et d'un dispositif pour déterminer et régler les paramètres de projection thermique au cours d'un dépôt de revêtement par projection thermique, en référence aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif, dans lesquels : - la figure 1 est une vue du dessus représentant schématiquement et partiellement la mise en oeuvre de la méthode selon l'invention, - la figure 2 et 3 représentent schématiquement et respectivement la forme du jet de poudre et l'allure de la courbe de la brillance du jet le long de son axe, - la figure 4 représente schématiquement un composant du dispositif selon l'invention, - la figure 5a est une représentation du dispositif selon la figure 1 dans laquelle des caméras sont associées pour contrôler la position de l'impact d'un jet, et - les figures 5b et 5c illustrent à l'impact du jet de projection sur un substrat le 25 décalage entre l'axe de la torche de projection et l'axe du jet de projection suivant une direction et respectivement suivant deux directions.

En référence à la figure 1, le dispositif 10 selon l'invention est utilisé pour l'optimisation des procédés de dépôt de revêtements par projection thermique 30 de poudre au moyen d'une torche de projection 20.

Dans ces procédés de dépôt de revêtements, un dépôt de revêtement 21 sur un substrat 22 constitué par une pièce destinée à être revêtue est obtenu en projetant des particules du matériau du dépôt 21 sous forme pulvérulent, lesdites particules étant propulsées par un flux gazeux à haute température en formant un jet de projection 30.

Il existe plusieurs procédés de dépôt de revêtements par projection thermique.

Dans les procédés de projection thermique tels que la projection plasma, la projection à la flamme, la projection thermique au oxygaz à haute vélocité appelée HVOF, etc. une poudre du matériau du dépôt 21 alimente en continu la torche 20 suivant la flèche 23. Un flux gazeux est délivré sous pression à la torche 20 suivant la flèche 24. Ce flux gazeux subit une élévation de température ou une combustion à l'intérieur de la torche 20 en formant avec les particules de poudre un jet de projection 30 sous la forme d'une plume. Les particules de poudre subissent une élévation de température, jusqu'à la fusion partielle dans certains procédés, et sont propulsées par le flux gazeux pour s'écraser contre la surface du substrat 22 auquel elles adhèrent en formant le dépôt 21.

Dans un procédé de projection thermique par arc fil, le matériau à projeter est constitué par un fil qui se liquéfie par fusion sous l'effet d'un arc électrique, les particules de fil en fusion sont propulsées par le flux gazeux en formant ledit jet.

Hormis les propriétés de surface du substrat 22 et les propriétés de la poudre 23, l'adhérence du dépôt 21 au substrat 22 et les propriétés de ce dépôt 21, à savoir sa porosité, sa dureté, sa densité, etc. sont largement influencées par l'énergie tant cinétique que thermique du jet 30 de poudre au moment de l'impact sur le substrat 22. Cette énergie variant le long de l'axe J 32 du jet 30, la distance de projection d 31, c'est-à-dire la distance entre la sortie de la torche 20 et le substrat 22, est un facteur déterminent influant sur la qualité du dépôt 21. Pour une distance de projection d 31 donnée, correspondent des valeurs déterminées des paramètres de projection tels que le débit de poudre 23, le débit et la vitesse du flux gazeux 24 ou l'intensité du courant électrique, pour lesquelles le dépôt résultant présente des propriétés optimales avec un rendement de traitement optimal. Ce rendement est défini comme étant la quantité de matière ayant formé le dépôt 21 par rapport à la quantité de matière ou de poudre mise en oeuvre dans le procédé.35 Lorsque ces paramètres de projection ne sont pas convenablement choisis, il en résulte un dépôt de revêtement 21 aux propriétés médiocres. Le traitement présente parfois un faible rendement qui se traduit par une augmentation de la consommation du matériau utilisation dans la formation du dépôt 21 et les pertes de productivité qui en résultent.

Il convient de déterminer l'énergie du jet 30 à une distance de projection donnée afin de déterminer les paramètres de projection qui permettront d'effectuer un traitement optimal.

En fonction de la nature du matériau utilisé, les particules de poudre émettent un rayonnement lumineux, c'est-à-dire une brillance, proportionnelle à son énergie thermique. Le procédé selon l'invention, permet de mesurer la brillance du jet 30 à des distances de projection d variables pour délivrer un signal caractéristique du niveau d'énergie du jet 30 le long de son axe J 32.

A un point de l'axe J 32 situé à une distance donnée par rapport à la torche 20, le rayonnement lumineux est capté par un premier photorécepteur 11 pour délivrer à des moyens informatiques et/ou électroniques 12 un signal représentatif du niveau de brillance ou de rayonnement lumineux émis par le jet 30 en ce point de l'axe. Ce photorécepteur 11 est par exemple une caméra. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, cette caméra est une caméra du type à transfert de charge dite caméra CCD.

Pour une valeur donnée du signal délivré, l'on associe les valeurs des paramètres de projection permettant d'effectuer un dépôt 21 aux propriétés optimales. Ces valeurs des paramètres de projection sont déterminées expérimentalement en procédant à des essais de projection et des tests de porosité, de dureté et d'adhérence sur des échantillons de dépôt de revêtements et par des mesures de rendement du traitement de dépôt de revêtements.

Par ailleurs, il a été constaté que le jet 30 présente le long de son axe J 32 des zones de compression 33 alternées par des zones de détente 34 comme l'illustre schématiquement la figure 2. La densité des particules de poudre tout comme leurs propriétés thermiques et cinétiques sont plus élevées dans les zones de compression 33 que dans les zones de détente 34. De ce fait, lorsque la distance de projection est définie de sorte que la surface du substrat 22 se situe dans une zone de compression 33, les propriétés du dépôt résultant sont optimales et le rendement du traitement est plus élevé. Les distances de projection d,, d2, d3,...dn correspondant aux positions des zones de compression sont donc des distances de projection permettant d'obtenir des dépôts aux propriétés optimales avec des rendements de traitement optimaux. En représentant l'évolution du signal cl) représentatif de la brillance du jet 30 le 10 long de son axe J 32, on obtient l'allure de la courbe 40 de la figure 3. La courbe 40 du signal représentatif de la brillance du jet 30 présente des fluctuations et décroît globalement en fonction de la distance d, c'est-à-dire au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la torche de projection 20. Elle présente 15 des minimas locaux 41 dont les abscisses di, d2, d3, ... correspondent aux positions des zones de compression 33 du jet 30. Ainsi, les abscisses des minimas locaux 41 de la courbe 40 correspondent à des distances de projection offrant des dépôts aux propriétés optimales et des rendements optimaux.

20 Ainsi, avant de procéder au traitement de dépôt d'un revêtement à partir d'une poudre ou d'un matériau donné sur un substrat donné, l'on détermine au préalable les différentes distances de projection di, d2, d3,

.dn permettant de réaliser des dépôts aux propriétés optimales avec des rendements de traitement optimaux. Pour cela, l'on alimente la torche 20 en un flux gazeux et 25 en poudre ou en fil du matériau à projeter pour former un jet 30 sans le substrat 22. L'on mesure au moyen du dispositif 10 selon l'invention la brillance du jet 30 le long de son axe J 32 pour déterminer l'ensemble des distances di, d2, d3, ...dn correspondant aux positions des zones de compression du jet 30. L'on fixe ensuite la distance de projection à une valeur dl et l'on effectue des essais de 30 dépôt de revêtement sur des échantillons en faisant varier les autres paramètres de projection tels que le débit de poudre ou du fil du matériau à projeter, le débit et la vitesse du flux gazeux propulsant les particules de poudre ou du fil, l'intensité du courant électrique... Les tests de caractérisation des propriétés des dépôts des échantillons ainsi réalisés permettent alors de 35 déterminer les valeurs des paramètres de projection offrant des propriétés optimales des dépôts et des rendements de traitement optimaux. Dans la pratique, il s'agit souvent de trouver les valeurs de ces paramètres permettant d'obtenir un compromis entre les propriétés du dépôt, la productivité, les consommations énergétiques et le rendement du traitement...DTD: L'opération est recommencée pour chacune des valeurs suivantes d2, d3, ...dn. On établit ainsi pour un matériau donné tel que les oxydes de chrome, de titane, d'aluminium, de tungstène, de cobalt, etc., une carte de paramètres de projection dans laquelle l'on associe à une distance de projection dl ou d2, ou d3, ... ou dn déterminée des valeurs des paramètres de projection bien définies.

La distance de projection di ou d2 ou d3, ... ou dn qui sera retenue pour le traitement de dépôt de revêtement correspondra à la distance à laquelle les propriétés du dépôt résultant sont optimales avec un rendement optimum.

Pour des matériaux couramment utilisés dans la projection thermique tels que les oxydes de chrome, de titane, d'aluminium, de tungstène, de cobalt, etc., il n'est pas nécessaire de procéder à la détermination des différentes distances de projection di, d2, d3, ...ou dn avant de choisir la distance de projection optimale. La distance de projection optimale est proche des valeurs des distances de projection couramment utilisées par les professionnels et la distance de projection optimale est alors obtenue à partir des distances des zones de compression du jet 30 qui sont voisines des valeurs utilisées par les professionnels. Le procédé selon l'invention permet dans ce cas de déterminer rapidement et avec précision la distance de projection optimale.

La particularité et l'avantage de la présente invention par rapport aux méthodes antérieures connues résident dans le fait que la carte des paramètres de projection optimaux établie sert à contrôler en continu le procédé de dépôt de revêtements par projection thermique et à régler automatiquement les paramètres de projection lorsque la distance de projection varie ou lorsque l'énergie du jet de poudre varie. Ceci permet d'éviter les dérives occasionnées par ces variations au cours du traitement de dépôt de revêtements.

Pour cela, une fois que la distance de projection optimale a été déterminée selon la procédure décrite précédemment, le premier photorécepteur 11 est associé à la torche 20 pour mesurer en continu la valeur de la brillance du jet 30 à une distance fixe de l'axe J 32 du jet 30. Le premier photorécepteur 11 délivre en continu un signal correspondant aux moyens informatiques et/ou électroniques 12. Le signal délivré est comparé à une valeur de consigne préprogrammée. Lorsque la variation du signal délivré excède une valeur de tolérance associée à ladite valeur de consigne, un module de régulation 13 associé règle automatiquement les paramètres de projection pour maintenir le signal délivré sensiblement égal au signal de consigne.

D'autre part, lorsque la distance de projection varie, les paramètres de projection optimaux correspondant à la distance d,, d2, d3,

.ou dn la plus proche de la distance de projection en cours sont établis. Une nouvelle valeur de consigne du signal est automatiquement programmée pour maintenir sensiblement constants les nouveaux paramètres de projection établis...DTD: Afin d'éliminer les risques d'erreur lorsque la distance de projection optimale varie, différentes méthodes mathématiques peuvent être employées pour définir l'algorithme de régulation des paramètres de projection comme par exemple la mathématique floue appelée Fuzzy Logic ou l'algèbre diode. L'algèbre diode est l'une des mieux adaptées pour la régulation dans les procédés de dépôt de revêtements par projection thermique. Elle permet en particulier de déterminer l'influence du procédé de dépôt de revêtements sur la fluctuation des paramètres de projection.

La figure 4 illustre schématiquement un photorécepteur 11 utilisé pour réaliser une forme de réalisation avantageuse de l'invention. Dans cette forme de réalisation dans laquelle ledit photorécepteur 11 est une caméra CCD, on associe un filtre 14 de longueur d'onde déterminée. Un filtre 14 de longueur d'onde comprise entre 700 nanomètres et 900 nanomètres et de préférence sensiblement égale à 800 nanomètres est associé à une caméra CCD pour mesurer la brillance d'un jet de poudre.

Par ailleurs, pour contrôler avec précision le décalage entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30 de projection, le dispositif 10 selon l'invention comporte un module de contrôle optique 50 agencé pour déterminer en continu la déviation du jet 30 par rapport à l'axe T 25 de la torche 20 comme le montre la figure 5a.

En référence à cette figure, le module de contrôle optique 50 comporte au moins un second photorécepteur 51 solidaire de la torche 20 et agencé pour mesurer en continu ou par intermittence la position relative de l'impact du jet 30 sur le substrat 22 par rapport à l'axe T 25 de la torche 20. A cet effet, le second photorécepteur 51 est positionné de sorte que son axe forme avec l'axe T 25 de la torche 20 un angle 0 compris entre 30 et 60 et de préférence sensiblement égal à 45 .

La figure 5b illustre schématiquement l'impact 35 du jet 30 à la surface du substrat 22. Sur la figure 5b, l'impact 35 du jet 30 est supposé circulaire et l'axe J 32 dudit jet 30 est représenté par le point J et l'axe T 25 de la torche 20 est représenté par le point T.

Le second photorécepteur 51 capte le rayonnement lumineux émis par l'impact 35 du jet 30 à la surface du substrat 22 pour délivrer aux moyens informatiques et/ou électroniques 12 un signal représentatif du niveau de brillance ou de rayonnement lumineux émis.

L'on mesure alors l'intensité du rayonnement lumineux ia de l'impact 35 le long d'un premier axe diamétral 35a dudit impact 35. La courbe 51a représente l'allure de l'intensité lumineuse ia mesurée le long dudit premier axe diamétral 35a. Le point d'intensité maximale Irma du rayonnement lumineux ia correspond à la position de l'axe J 32 du jet 30 le long du premier axe diamétral 35a de l'impact 35. Le décalage m entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30 suivant la direction du premier axe diamétral 35a est alors mesuré par les moyens informatiques et/ou électroniques 12.

Lorsque ce décalage m atteint une valeur seuil préprogrammée, Les moyens 30 informatiques et/ou électroniques 12 délivrent un signal d'alarme au module de régulation 13. Le décalage m peut alors être réajusté.

Pour déterminer le décalage p entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30 suivant la direction d'un second axe diamétral 35b situé sensiblement 35 perpendiculaire au premier axe diamétral 35a, l'on mesure l'intensité du rayonnement lumineux ib de l'impact 35 le long dudit second axe diamétral 35b, comme l'illustre la figure 5c.

Sur la figure 5c sont superposées la courbe 51a de l'intensité du rayonnement lumineux ia de l'impact 35 le long du son premier axe diamétral 35a et la courbe 51b de l'intensité du rayonnement lumineux ib de l'impact 35 le long du son second axe diamétral 35b.

Le point d'intensité maximale Imb du rayonnement lumineux ib correspond à la position de l'axe J 32 du jet 30 le long du second axe diamétral 35b de l'impact 35. Le décalage p entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30 suivant la direction du second axe diamétral 35b est alorsmesuré par les moyens informatiques et/ou électroniques 12 associés.

Le décalage p est également contrôlé par les moyens informatiques et/ou électroniques 12 pour délivrer un signal d'alarme au module de régulation 13 au-delà d'un seuil préprogrammé.

Ainsi, lorsque l'un au moins des décalages m ou p entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30 suivant les deux directions 35a et 35b atteint une limite de consigne, les moyens informatiques et/ou électroniques 12 délivrent au module de régulation 13 un signal d'alarme.

Dans une forme de réalisation avantageuse, les décalages m et p sont mesurés en continu ou par intermittence pour réajuster automatiquement le décalage entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30. A cet effet, les moyens informatiques et/ou électroniques 12 délivrent les valeurs m et p desdits décalages à un module de commande (non représenté) d'un robot (non représenté) pilotant le déplacement de la torche 20 et ledit module de commande corrige automatiquement la trajectoire du robot.

Le contrôle et la surveillance du décalage entre les axes T 25 et J 32 de la torche 20 et du jet 30 peut s'effectuer de la manière suivante : au-dessous d'un premier seuil préprogrammé, le décalage est réajusté automatiquement comme précédemment décrit. Lorsque l'un des décalages m ou p atteint un second seuil préprogrammé, le module de régulation 13 émet un signal d'alarme pour prévenir la dérive. Au-delà d'un troisième seuil préprogrammé, le module de régulation 13 commande l'arrêt des moyens de mise en oeuvre du dépôt de revêtement tels que la source d'alimentation en poudre 23 et en flux gazeux 24 et le robot déplaçant la torche 20. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le second photorécepteur 51 est une caméra CCD.

Dans une forme de réalisation particulière, le premier photorécepteur 11 remplit 10 également la fonction du second photorécepteur 51. A cet effet, le premier photorécepteur 11 est fixé de sorte qu'il peut prendre successivement au moins deux positions, une première position (correspondant à sa position dans les figures 1 et 5a) dans laquelle il mesure la brillance du jet 30 à une distance fixe de l'axe J 32 du jet 30 pour réguler les paramètres de projection comme 15 précédemment décrit, et une seconde position (correspondant à la position du second photorécepteur 51 dans la figure 5a) dans laquelle il mesure la brillance de l'impact 35 du jet 30 pour contrôler le décalage entre l'axe T 25 de la torche 20 et l'axe J 32 du jet 30.

20 II est bien évident que l'enregistrement du rayonnement lumineux à l'impact 35 du jet 30 sur un substrat 22 peut s'effectuer au moyen de plusieurs photorécepteurs, qu'ils soient de même type ou non. Les photorécepteurs 11 et 51 selon l'invention peuvent bien entendu être de même type tel que des caméras CCD ou des caméras CMOS ou de type différent tel qu'une caméra 25 CCD et une caméra CMOS.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemple non limitatif, mais s'étend à toutes les modifications et à toutes les variantes évidentes pour un homme de métier tout en restant dans 30 le domaine de la présente invention.5

Claims (14)

REVENDICATIONS

1- Méthode pour déterminer et régler les paramètres d'un procédé de dépôt de revêtement par projection thermique, ledit procédé de dépôt de revêtement étant effectué en projetant contre un substrat (22) à revêtir des particules fines propulsées au travers d'une torche (20) de projection par un flux gazeux formant avec lesdites particules fines un jet (30), et caractérisée en ce que ladite méthode consiste à déterminer le long dudit jet (30) des distances di, d2, d3, ...et dä et à associer à chacune de ces distances di, d2, d3, ...et dä des valeurs des paramètres de projection tels que le débit de poudre ou des particules de fil (23), le débit dudit flux gazeux (24) et l'intensité du courant électrique et en ce que l'on règle automatiquement la distance entre la sortie de la torche (20) et le substrat (22) à une valeur sensiblement égale à l'une au moins des distances di, d2, d3, ...ou dn et l'on régule en continu lesdits paramètres de projection pour les maintenir sensiblement constants.

2- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites distances di, d2, d3, ...et dn sont déterminées en enregistrant le rayonnement lumineux du jet (30) le long de son axe J (32) au moyen d'un premier photorécepteur (11).

3- Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'une au moins des distances di, d2, d3, ...et dn est choisie pour correspondre à une valeur minimale du flux du rayonnement lumineux correspondant à une zone de compression (33) du jet (30).

4- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on mesure en continu le rayonnement lumineux à une position donnée du jet (30) pour délivrer un signal correspondant à des moyens informatiques et/ou électroniques (12) et en ce que ledit signal est comparé à une valeur de consigne pour régler les paramètres de projection pour maintenir le signal capté à une valeur sensiblement constante.

5- Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit signal délivré à des moyens informatiques et/ou électroniques (12) subit un traitement du signal selon l'algèbre dioïde pour régler les paramètres de projection et en 15ce que ledit signal délivré est traité selon ladite algèbre dioïde pour déterminer l'influence du procédé de dépôt de revêtements sur la fluctuation desdits paramètres de projection.

6- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on mesure au point d'impact (35) du jet (30) le décalage entre l'axe T (25) de la torche (20) et l'axe J (32) du jet (30) en enregistrant en continu ou par intermittence le rayonnement lumineux émis par ledit impact (35) à la surface du substrat (22) au moyen d'un second photorécepteur (51).

7- Méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'on détermine ledit décalage entre l'axe T (25) de la torche (20) et l'axe J (32) du jet (30) en mesurant le rayonnement lumineux émis à l'impact (35) au moins le long d'un premier axe diamétral (35a) dudit impact (35) pour déterminer le décalage m suivant la direction dudit premier axe diamétral (35a).

8- Méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'on détermine ledit décalage entre l'axe T (25) de la torche (20) et l'axe J (32) du jet (30) en mesurant le rayonnement lumineux émis à l'impact (35) le long d'un premier axe diamétral (35a) dudit impact (35) pour déterminer le décalage m suivant la direction dudit premier axe diamétral (35a) et l'on mesure le rayonnement lumineux émis à l'impact (35) le long d'un second axe diamétral (35b) dudit impact (35) pour déterminer le décalage p suivant la direction dudit second axe diamétral (35b).

9- Méthode selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens informatiques et/ou électroniques (12) délivrent un signal d'alarme au module de régulation (13) lorsque l'un au moins des décalages m et p entre l'axe T (25) de la torche (20) et l'axe J (32) du jet (30) suivant respectivement la direction du premier axe diamétral (35a) et la direction du second axe diamétral (35b) dépasse une valeur seuil préprogrammée.

10- Méthode selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'un au moins des décalages m et p est délivré à un module de commande (non représenté) pour corriger la trajectoire d'un robot (non représenté) commandant le mouvement de la torche (20).

11- Dispositif (10) pour déterminer et régler les paramètres d'un procédé de dépôt de revêtement par projection thermique, ledit procédé de dépôt de revêtement étant effectué en projetant contre un substrat (22) à revêtir des particules fines propulsées au travers d'une torche (20) de projection par un flux gazeux formant avec lesdites particules fines un jet (30), et caractérisé en ce que ledit dispositif comporte au moins un premier photorécepteur (11) agencé pour mesurer un rayonnement lumineux et délivrer à des moyens informatiques et/ou électroniques (12) un signal correspondant, ledit signal délivré étant traité pour déterminer au moins une distance di ou d2 ou d3, ... ou dn correspondant à des positions déterminées le long de l'axe J (32) dudit jet (30) et en ce que ledit premier photorécepteur (11) mesure en continu le rayonnement lumineux au moins à un point donné de jet J (32) pour délivrer en continu un signal correspondant pour réguler les paramètres de projection.

12- Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'un module de régulation (13) est associé auxdits moyens informatiques et/ou électroniques (12), lesdits moyens informatiques et/ou électroniques (12) délivrent une consigne de régulation audit module de régulation (13) pour régler les paramètres de projection tels que le débit de poudre ou des particules de fil (23), le débit dudit flux gazeux (24), l'intensité du courant électrique, la distance entre la torche (20) de projection et le substrat (22), pour maintenir le signal capté à une valeur sensiblement constante.

13- Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comporte un module de contrôle optique (50) comprenant au moins un second photorécepteur (51) agencé pour capter en continu ou par intermittence le flux lumineux émis par ledit impact (35) à la surface du substrat (22).

14- Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que ledit second photorécepteur (51) est positionné de sorte que son axe forme avec l'axe T (25) de la torche (20) un angle 0 compris entre 30 et 60 et de préférence sensiblement égal à 45 .