FR2923295A1 - Procede et dispositif de visualisation et de controle du profil d'un cordon de soudure a l'interieur d'un chanfrein menage entre deux pieces metalliques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de soudure (4), dans lequel on place à l'intérieur du chanfrein un ensemble (10) comportant en vis à vis un moyen de prise de vues (11), une source lumineuse (12) dont le faisceau est dirigé vers ledit moyen de prise de vues et entre le moyen de prise de vues et la source lumineuse, un masque (13), on oriente l'axe optique du moyen de prise de vues (11) sensiblement parallèlement aux parois latérales (5, 6) du chanfrein (3), on produit en direction du masque (13) et du moyen de prise de vues (11) un faisceau lumineux par la source lumineuse (12), on forme par l'intermédiaire du faisceau lumineux et du masque (13), une zone d'ombre centrale et un halo périphérique éclairant sensiblement perpendiculairement le cordon de soudure (4) et les parois latérales (5, 6), on visualise le profil du cordon de soudure (4) et les parois latérales (5, 6) sur un moyen de visualisation et de contrôle et on déplace ledit ensemble (10) à l'intérieur du chanfrein (3) longitudinalement et parallèlement aux parois latérales (5, 6).

Description

1 Procédé et dispositif de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de soudure à l'intérieur d'un chanfrein ménaqé entre deux pièces métalliques. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de soudure à l'intérieur d'un chanfrein ménagé entre deux pièces métalliques. Dans de nombreuses applications industrielles, des pièces métalliques sont 5 reliées entre elles par un cordon de soudure déposé par une tête d'une torche de soudage manuelle ou automatique. Pour certaines applications, le cordon de soudure doit être déposé dans un chanfrein profond et étroit ménagé entre les deux pièces à solidariser. C'est le cas par exemple des générateurs de vapeur des boucles du circuit 10 primaire des réacteurs nucléaires lorsqu'il est nécessaire d'assembler, sur site, deux parties de générateurs de vapeur de remplacement lors des opérations de remplacement de générateurs de vapeur usagés. En effet, ces générateurs de vapeur de remplacement comportent une enveloppe externe formée de deux pièces, une pièce supérieure et une pièce 15 inférieure, la pièce supérieure étant raportée sur la pièce inférieure. La pièce supérieure de l'enveloppe est raccordée à la pièce inférieure par soudage bout à bout de ces deux pièces tubulaires cylindriques de très grand diamètre dont les surfaces de jonction en vis à vis sont sensiblement horizontales. Ces deux pièces ménagent entre elles au niveau de leur plan de jonction un 20 chanfrein de soudage étroit et profond et qui est dirigé horizontalement. Le soudage peut être effectué manuellement ou de manière automatique en déposant des couches successives de métal d'apport suivant la largeur du chanfrein, jusqu'à remplire complétement ledit chanfrein. Lors du dépôt des différentes couches successives du métal d'apport dans 25 le chanfrein, il peut se produire, pour diverses raisons, un mauvais positionnement de la torche de soudage, des défauts de répartition du métal d'apport de soudage qui se traduisent par des protubérances ou des effondrements du cordon de soudure. Afin de remédier à ce genre de défauts et pour éviter que des cordons de 30 soudure ne répondent pas aux spécifications techniques, des contrôles des couches successives du cordon de soudure sont effectués. 2 Mais, une des principales difficultés à surmonter réside dans la température élevée qui règne à l'intérieur du chanfrein et qui est de l'ordre de 200°C. Compte tenu de cette contrainte et dans certains cas de l'étroitesse du chanfrein, l'utilisation de moyens d'éclairage et de moyens de prise de vues ne peut être envisagée qu'en les disposant à l'extérieur du chanfrein. C'est le cas par exemple de l'utilisation comme moyen d'éclairage du fond du chanfrein d'un faisceau laser ponctuel ou plan émis à l'extérieur du chanfrein de manière sensiblement perpendiculaire à ce chanfrein. Dans ce cas, le fond du chanfrein est mal éclairé ce qui ne permet pas à un opérateur d'interpréter et d'analyser correctement les images transmises par le moyen de prise de vues et, de ce fait, de pouvoir détecter un défaut de type morsure par exemple ou un éventuel effrondrement local du cordon de soudure. L'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif permettant, par des moyens simples à mettre en oeuvre, de visualiser et de contrôler de manière précise le profil d'un cordon de soudure à l'intérieur d'un chanfrein ménagé entre deux pièces métalliques. L'invention a donc pour objet un procédé de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de soudure à l'intérieur d'un chanfrein ménagé entre deux pièces métalliques, caractérisé en ce que : - on place à l'intérieur du chanfrein un ensemble comportant en vis à vis un moyen de prise de vues et une source lumineuse dont le faisceau est dirigé vers ledit moyen de prise de vues et, entre les moyens de prise de vues et la source lumineuse, un masque, - on oriente l'axe optique du moyen de prise de vues sensiblement 25 parallèlement aux parois latérales du chanfrein , - on produit en direction du masque et du moyen de prise de vues un faisceau lumineux par la source lumineuse, - on forme par l'intermédiaire du faisceau lumineux et du masque, une zone d'ombre centrale et un halo périphérique éclairant sensiblement perpendiculaire-30 ment le cordon de soudure et les parois latérales, - on visualise le profil du cordon de soudure et des parois latérales sur un moyen de visualisation et de contrôle, et - on déplace ledit ensemble à l'intérieur du chanfrein longitudinalement et parallèlement aux parois latérales. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - on place ledit ensemble au plus près du cordon de soudure, - on associe l'ensemble comportant le moyen de prise de vues, la source lumineuse et le masque, à une tête de torche de soudage et on déplace à l'intérieur du chanfrein longitudinalement et parallèlement aux parois latérales, simultanément ledit ensemble et la tête de la torche de soudage en déposant le cordon de soudre à l'intérieur du chanfrein par la tête de la torche de soudage, - on contrôle le profil du cordon de soudure après sa solidification, - on contrôle le profil du cordon de soudure durant sa formation et sa solidification et, en fonction de paramètres de soudage prédéfinis, on corrige si nécessaire les paramètres de réglage de la tête de la torche de soudage, - avant la mise en place dudit ensemble à l'intérieur du chanfrein, on dispose coaxialement le moyen de prise de vues, la source lumineuse et le masque, - on ajuste la distance entre la source lumineuse et le masque de façon à optimiser le halo éclairant le cordon de soudure et des parois latérales, - on visualise à distance et sur un écran de contrôle le profil du cordon de soudure et des parois latérales, - on dimensionne un éventuel défaut du cordon de soudure en comparant directement sur l'écran de contrôle, ou après traitement des images le profil du défaut avec les dimensions du masque, et - on enregistre les images du profil du cordon de soudure sur un support approprié de stockage. L'invention a également pour objet un dispositif de visualisation et de contrôle d'un cordon de soudure déposé à l'intérieur d'un chanfrein ménagé entre deux pièces métalliques, caractérisé en ce qu'il comprend : - à l'intérieur du chanfrein, un ensemble comportant en vis à vis un moyen de prise de vues, une source lumineuse dont le faisceau est dirigé vers ledit moyen de prise de vues et, entre le moyen de prise de vues et la source lumineuse, un masque pour former une zone d'ombre centrale et un halo 4 périphérique éclairant sensiblement perpendiculairement le cordon de soudure et les parois latérales, et - en dehors du chanfrein, des moyens de visualisation à distance du profil du cordon de soudure et des parois latérales.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'ensemble est relié à une torche de soudage manuelle ou automatique, - l'ensemble est disposé en aval de la torche de soudage par rapport à son sens de déplacement dans le chanfrein à une distance inférieure à 100 cm, - le moyen de prise de vues est formé par une caméra, - la caméra intègre un microprocesseur pour analyser les images reçues en fonction de paramètres de soudage prédéterminés, - après avoir analysé les images reçues par rapport à des paramètres de soudage prédéterminés, le microprocesseur produit des signaux de correction des paramètres de soudage de la torche de soudage automatique, - un endoscope est interposé entre le masque et la caméra, et - le dispositif comporte des moyens de production de signaux avertisseurs destinés à signaler une dérive des paramètres du cordon du soudure à un opérateur pour effectuer une correction des paramètres de soudage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la descripton qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un chanfrein entre deux pièces à souder et dans lequel est placé un dispositif de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de soudure déposé à l'intérieur du chanfrein, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale d'un cordon de soudure avec des exemples de défauts, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif de visualisation et de contrôle, conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'un second mode de réalisation du dispositif de visualisation et de contrôle conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une représentation d'une image du profil du cordon de soudure produite au moyen du dispositif de visualisation et de contrôle, conforme à l'invention, - la Fig. 6 est une vue schématique en perspective d'un générateur de vapeur et d'un dispositif de soudage automatique équipé du dispositif de visualisation et de contrôle, conforme à l'invention, et - la Fig. 7 est une vue schématique et à plus grande échelle du dispositif de 5 soudage automatique équipé du dispositif de visualisation et de contrôle conforme à l'invention. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement et partiellement deux pièces 1 et 2 à joindre présentant des surfaces de jonction en vis à vis qui délimitent entre elles un chanfrein de soudage 3 d'une forme précise et constante, suivant toute la longueur ou toute la périphérie des pièces 1 et 2 dans lequel on réalise un cordon de soudure 4. A titre d'exemple, les pièces 1 et 2 sont réalisées de manière à venir s'appuyer l'une contre l'autre par des talons d'appui, respectivement la et 2a, et le chanfrein 3 peut être un chanfrein étroit dont les parois latérales 5 et 6 des pièces 1 et 2 sont sensiblement parallèles ou font entre elles un angle très faible, par exemple inférieur à 5° ou un chanfrein large dont les faces font un angle de 5° à 90°. Selon l'application, le soudage des pièces 1 et 2 peut être effectué horizontalement à plat ou en corniche, ou bien verticalement à l'aide d'une tête d'une torche de soudage, non représentée, manuelle ou automatique. De plus, le soudage peut être rectiligne ou orbital. Lors du dépôt des couches successives du métal d'apport dans le chanfrein 3, il peut se produire pour diverses causes, comme montré par exemple à la Fig. 2, un défaut de type morsure 4a ou caniveau sur la paroi 5 ou 6 ou un effondrement 4b du cordon de soudure ou une mauvaise répartition du métal d'apport. Afin de corriger ce genre de défauts et pour éviter des cordons de soudure ne satisfaisant pas aux spécifications techniques, des contrôles des couches successives du cordon de soudure 4 sont effectués au moyen d'un dispositif de visualisation et de contrôle du profil de ce cordon de soudure 4. Ce dispositif de visualisation et de contrôle comprend un ensemble désigné par la référence générale 10.

L'ensemble 10 est placé à l'intérieur du chanfrein 3 et il est déplacé, soit manuellement, soit automatiquement, simultanément au déplacement d'une tête de torche de soudage, ainsi qu'on le verra ultérieurement, pour visualiser le profil du cordon de soudure 4 et les parois latérales 5 et 6 du chanfrein 3.

D'une manière générale et comme montré schématiquement à la Fig. 1, l'ensemble 10 comporte trois éléments placés en vis à vis, respectivement un moyen de prise de vues 11, une source lumineuse 12 et un masque 13 disposé entre le moyen de prise de vues 11 et la source lumineuse 12. Le faisceau de la source lumineuse 12 est dirigé vers le moyen de prise de vues 11 et l'axe optique de ce moyen de prise de vues 11 est orienté sensiblement parallèlement aux parois latérales 5 et 6 du chanfrein 3. De manière classique, la source lumineuse 12 est reliée par un câble à une alimentation électrique, non représentée, et elle est formée par exemple par une lampe à incandescence, par une diode électroluminescente ou par un laser plan, dans un spectre visible ou non visible ou par tout autre organe approprié de type connu. L'ensemble 10 formé par le moyen de prise de vues 11, la source lumineuse 12 et le masque 13 est porté par un support 20 formé par une plaque 21 (Figs. 3 et 4) dont l'épaisseur est déterminée pour permettre son positonnement à l'intérieur du chanfrein 3. Ainsi que montré sur les Figs. 3 et 4, le masque 13 présente de préférence, la forme d'un tronc de cône, d'autres formes pouvant être envisagées, comme par exemple la forme d'un cône complet ou la forme d'un disque de faible épaisseur. Dans le cas d'un masque 13 ayant la forme d'un tronc de cône ou d'un cône, sa base est placée en regard de la source lumineuse 12. Cette source lumineuse 12 est située au plus près de la face en vis à vis du masque de façon à produire, en direction du masque 13 et du moyen de prise de vues 11, un faisceau lumineux dont le flux qui en résulte est dirigé vers le cordon de soudure 4 et les parois latérales 5 et 6.

Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 3, le moyen de prise de vues est formé par une caméra 11 portée par la plaque 21 du support 20 et disposée coaxialement par rapport à la source lumineuse 12 et au masque 13.

Avec ce mode de réalisation, l'ensemble constitué par la caméra Il, la source lumineuse 12 et le masque 13, porté par la plaque 21 du support 20, est disposé à l'intérieur du chanfrein 3 pour réaliser le contrôle du profil du cordon de soudure 4 et des parois latérales 5 et 6 de ce chanfrein 3.

Selon un second mode de réalisation représenté à la Fig. 4, la source lumineuse 12 et le masque 13 sont disposés coaxilament et le moyen de prise de vues est constitué par une caméra 16 disposée perpendiculairement à ladite source lumineuse 12. Dans ce mode de réalisation, un élément intermédiaire permettant de véhiculer l'image est disposé entre la source lumineuse 12 et la caméra 16. Cet élément intermédiaire est constitué par exemple par un moyen du type endoscope 17 comportant un tube 18 dont une première extrémité 18a est munie d'une fenêtre 19 disposée dans l'axe de la source lumineuse 12 et dont une seconde extrémité 18b est reliée à la caméra 16. Le tube 18 de l'endoscope 17 contient les organes optiques nécessaires et de type connu, comme par exemple des prismes ou des miroirs, permettant d'orienter l'image et de la véhiculer jusqu'à la caméra 16. Cet endoscope 17 ne contient aucune source lumineuse. Avec le mode de réalisation représenté à la Fig. 4, lors du contrôlle du profil du cordon de soudure 4 et des parois latérales 5 et 6, seuls la source lumineuse 11, le masque 13 et l'extrémité 18a du tube 18 de l'endoscopte 17 sont disposés à l'intérieur du chanfrein 3 à proximité du cordon de soudure 4. La caméra 11 ou 16 est reliée par un câble à un moyen de visualisation et de contrôle des images constiuté de préférence par un écran, non représenté, permettant de visualiser à distance le profil du cordon de soudure 4 et des parois latérales 5 et 6. Le contrôle du profil du cordon de soudure 4 et des parois latérales 5 et 6 du chanfrein 3 est réalisé de la façon suivante. Avant d'effectuer le contrôle du profil du cordon de soudure 4, on dispose coaxialement la caméra 11, la source lumineuse 12 et le masque 13 sur la plaque 21 du support 20 dans le cas du mode de réalisation représenté à la Fig. 3 ou on dispose coaxialement l'extrémité 18a du tube 18 de l'endoscope 17, la source lumineuse 12 et le masque 13 sur la plaque 21 du support 20 dans le cas du mode de réalisation représenté à la Fig. 4.

Ensuite, on place l'ensemble 10 dans le chanfrein 3, on oriente l'axe optique de la caméra 11 ou l'axe optique de la fenêtre 19 de l'endoscope 17 parallèlement aux parois latérales 5 et 6 du chanfrein 3 et on ajuste la distance entre la source lumineuse 12 et le masque 13 de façon à optimiser l'éclairage du cordon de soudure 4 et des parois latérales 5 et 6. La Fig. 5 montre l'image obtenue sur un écran de contrôle et de visualisation lorsque l'ensemble 10 est disposé dans le chanfrein 3 et se déplace parallèlement au cordon de soudure 4. La source lumineuse 12 produit en direction du masque 13, un faisceau lumineux ce qui a pour effet, comme montré à la Fig. 5, de former une zone d'ombre centrale A correspondant à la partie de la source lumineuse 12 qui est cachée par le masque 13 et un halo périphérique B correspondant à la partie de la source lumineuse 12 visible par la caméra autour du masque 13, ledit halo périphérique B éclairant sensiblement perpendiculairement le cordon de soudure 4 et les parois latérales 5 et 6 du chanfrein 3. Sur la figure 5, la zone sombre C comprise entre le halo B, d'une part et la portion de profil 4 éclairée et encadrée par les portions de parois éclairées 5 et 6, d'autre part, correspond aux surfaces du cordon de soudure 4 et aux surfaces des parois 5 et 6 non éclairées et situées en arrière plan de la source lumineuse 13.

L'ensemble 10 est déplacé à l'intérieur du chanfrein 3 longitudinalement et parallèlement aux parois 5 et 6 ce qui permet de visualiser et de contrôler le profil du cordon de soudure 4 et les parois latérales 5 et 6. Ce contrôle peut être fait après la solidification du cordon de soudure 4 ou durant sa formation et sa solidification permettant ainsi de corriger si nécessaire les paramètres de réglage de la tête de la torche de soudage en fonction de critères dimensionnels ou qualitatifs prédéfinis du cordon de soudure. La visualisation du profil du cordon de soudure 4 permet de dimensionner un éventuel défaut de ce cordon de soudure 4 en comparant directement sur l'écran de contrôle le profil du défaut avec les dimensions du masque 13.

Les images du profil du cordon de soudure 4 peuvent être enregistrées. Comme montré à la Fig. 5, le contraste ainsi obtenu entre la zone d'ombre et les zones éclairées par le halo lumineux permet à un opérateur visualisant les 9 images sur l'écran de contrôle de déceler immédiatement un défaut du cordon de soudure. L'ensemble 10 est associé à l'intérieur du chanfrein 3, à une torche de soudage manuelle ou à une torche de soudage automatique.

En se reportant maintenant aux Figs. 6 et 7, on va décrire un exemple d'utilisation de l'ensemble 10 avec une tête d'une torche de soudage automatique en chanfrein étroit et en corniche de deux pièces cylindriques tubulaires et de grand diamètre d'un composant de réacteur nucléaire, comme par exemple un générateur de vapeur.

A la Fig. 6, on a représenté un générateur de vapeur 30 dont l'enveloppe externe est, de manière classique, composée de deux pièces, respectivement 31 et 32, qui sont introduites séparément dans une casemate 33, la pièce supérieure 31 du générateur de vapeur 30 étant rapportée sur la pièce inférieure 32 qui a été mise en place et raccordée précédemment au circuit primaire du réacteur.

Pour effectuer le raccordement, les deux pièces 31 et 32 à joindre sont placées bout à bout, de manière à présenter des surfaces de jonction en vis à vis qui sont usinées soigneusement afin de délimiter entre elles un chanfrein de soudage, non représenté, d'une forme précise et constante, suivant toute la périphérie des pièces 31 et 32, suivant lequel on réalise un cordon de soudure.

A titre d'exemple, le chanfrein est profond de l'ordre de 90 mm et il est étroit de l'ordre de 10 mm. La réalisation du cordon de soudure entre les pièces 31 et 32 placées dans une disposition superposée d'assemblage désignée couramment par l'expression en corniche, nécessite l'utilisation d'un dispositif de soudage adapté et de moyens de déplacement et de commande permettant de réaliser des opérations de soudage de manière totalement automatique avec commande à distance, tout en assurant une qualité parfaite de la soudure. Un tel dispositif de soudage automatique désigné dans son ensemble par la référence 40 à la Fig. 6 a été décrit dans la demande de brevet français n° 2 877 246. Dans le cas présent, le dispositif de soudage automatique 30 est associé à un dispositif de visualisation et de contrôle du profil du cordon de soudure déposé à l'intérieur du chanfrein ménagé entre les deux pièces 31 et 32.

Ainsi que montré à la Fig. 7, le dispositif de soudage automatique désigné par la référence générale 40 se compose notamment d'une tête de soudage 41 et d'un rail 42 de circulation de cette tête de soudage 41. Ce rail 42 est concentrique à la pièce 31 et comporte sur sa face extérieure opposée à celle en regard à la pièce 31, une crémaillère 43. Ce rail 42 composé de plusieurs tronçons juxtaposés et reliés entre eux par des moyens appropriés de type classique, non représentés, est fixé sur la pièce 31 par des pieds 44 uniformément répartis. Le déplacement de la tête de soudage 41 sur le rail 42 autour des pièces 31 et 32 est réalisé par un chariot 45 portant notamment le tête de soudage 41 et équipé de galets 46 disposés respectivement sur le bord supérieur et sur le bord inférieur du rail 42. Le déplacement du chariot 45 est assuré par un moteur électrique, non représenté, porté par ce chariot 45 et dont l'arbre de sortie entraîne en rotation un pignon, non représenté, engrénant avec la crémaillère 43 du rail 42. L'ensemble de support de la torche de soudage 41 comporte des moyens 47 de déplacement de cette torche de soudage 41 dans la direction de la profondeur du chanfrein et également de déplacement dans la direction de la largeur de ce chandrein.

La tête de la torche de soudage 41 comporte une partie antérieure 50 destinée à être introduite dans le chanfrein entre les pièces 31 et 32 et cette tête présente une épaisseur sensiblement inférieure à la largeur de ce chanfrein. De manière classique, la torche de soudage 41 est alimentée par un fil de métal d'apport, non représenté, dans lequel passe un courant éléctrique pour réaliser sa fusion à l'intérieur du chanfrein par un arc électrique. Le fil de métal d'apport est disposé sur une bobine de stockage 51 et un dispositif motorisé 52 permet d'alimenter la torche de soudage 41 en fil de métal d'apport. Ainsi que montré à la Fig. 7, la tête de la torche de soudage 41 est associée à un ensemble 10 de contrôle et de visualisation du profil du cordon de soudure à l'intérieur du chanfrein ménagé entre les pièces 31 et 32. Cet ensemble 10 est identique à l'un des précédents modes de réalisation et comporte une source lumineuse 12, un masque 13 et soit une caméra 11 (Fig. 3), soit une caméra 16 associée à un endoscope 17 (Fig. 4). Cet ensemble 10 est disposé en aval de la torche de soudage 41 par rapport à son sens de déplacement dans le chanfrein à une distance inférieure à 100 cm. Ainsi, lors de la formation du cordon de soudure à l'intérieur du chanfrein par la tête de la torche de soudage 41, l'ensemble 10 permet de contrôler et de visualiser le profil du cordon de soudure et des parois latérales du chanfrein ménagées entre les pièces 31 et 32.

Ce contrôle du profil du cordon de soudure est réalisé durant sa formation et sa solidification et, en fonction de paramètres de soudage préféfinis, les paramètres de réglage de la tête de la torche de soudage 41 peuvent être corrigés. Pour cela, la caméra 11 ou 16 peut intégrer un calculateur ou un microprocesseur permettant d'analyser les images reçues en fonction des paramètres de soudage prédéterminés. Selon une variante, le calculateur ou le microprocesseur peut être indépendant de la caméra 11 ou 16. Après avoir analysé les images reçues par rapport aux paramètres de soudage prédéterminés, le microprocesseur intégré ou non à la caméra peut produire des signaux de correction des paramètres de soudage de la torche de soudage automatique. D'une manière générale, avec le dispositif de contrôle et de visualisation selon l'invention associé à une tête d'une torche de soudage, deux types de corrections sur un cordon de soudure peuvent être envisagés. Dans le cas où un défaut est repéré sur l'image issue de la caméra ou analysée directement par cette caméra, il est possible, en fonction de certains critères, d'avertir un opérateur qui arrête le soudage et met en oeuvre les actions correctives.

Si le défaut est considéré comme étant peu important, l'opérateur peut décider de continuer le dépôt du cordon de soudure de manière à ce que lors de la seconde passe, au tour suivant, ce défaut sera fondu de manière avantageuse sans avoir nécessité un arrêt et une reprise locale du cordon de soudure. 12 Dans le cas d'un soudage automatique, il est possible d'envoyer des ordres de correction des paramètres de soudage à la torche de soudage pour éviter d'accentuer une dérive vers une mauvaise qualité du cordon de soudure qui deviendrait alors hors critères.

La détection du glissement de certains paramètres de soudage vers des valeurs inacceptables peut être analyée soit par un contrôleur qui surveille un écran de contrôle sur lequel il dispose de la vue prise par la caméra et de moyens visuels superposés à l'image lui permettant d'apprécier la dérive de forme du cordon de soudure, soit par le calculateur intégré ou non à la caméra en fonction des valeurs de variation de certains paramètres choisis préalablement.

Claims (19)

1. REVENDICATIONS

   1.- Procédé de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de soudure (4) à l'intérieur d'un chanfrein (3) ménagé entre deux pièces métalliques (1, 2 ; 31, 32), caractérisé en ce que : - on place à l'intérieur du chanfrein (3), un ensemble (10) comportant en vis à vis un moyen de prise de vues (11 ; 16, 17), une source lumineuse (12) dont le faisceau est dirigé vers ledit moyen de prise de vues (11 ; 16, 17) et, entre le moyen de prise de vues (11 ; 16, 17) et la source lumineuse (12), un masque (13), - on oriente l'axe optique du moyen de prise de vues (11 ; 16, 17) sensi- blement parallèlement aux parois latérales (5, 6) du chanfrein (3), - on produit en direction du masque (13) et du moyen de prise de vues (11 ; 16, 17) un faisceau lumineux par la source lumineuse (12), - on forme par l'intermédiaire du faisceau lumineux et du masque (13), une zone d'ombre centrale et un halo périphérique éclairant sensiblement perpendicu- lairement le cordon de soudure (4) et les parois latérales (5, 6), - on visualise le profil du cordon de soudure (4) et les parois latérales (5, 6) sur un moyen de visualisation et de contrôle, et -on déplace ledit ensemble (10) à l'intérieur du chanfrein (3) longitudinale-ment et parallèlement aux parois latérales (5, 6).
2. 2. û Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on place ledit ensemble (10) au plus près du cordon de soudure (4).
3. 3. û Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : - on associe l'ensemble (10) comportant le moyen de prise de vues (11 ; 16, 17), la source lumineuse (12) et le masque (13), à une tête d'une torche de soudage, et - on déplace à l'intérieur du chanfrein (3) longitudinalement et parallèlement aux parois latérales (5, 6), simultanément ledit ensemble (10) et la tête de la torche de soudage en déposant le cordon de soudure à l'intérieur du chanfrein (3) par ladite tête de la torche de soudage.
4. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on contrôle le profil du cordon de soudure (4) après sa solidification.
5. 5. û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on contrôle le profil du cordon de soudure (4) durant sa formation et sa 14 solidification et, en fonction de paramètres de soudage prédéfinis, on corrige si nécessaire les paramètres de réglage de la tête de la torche de soudage.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'avant la mise en place dudit ensemble (10) à l'intérieur du chanfrein (3), on dispose coaxialement le moyen de prise de vues (Il), la source lumineuse (12) et le masque (13).
7. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajuste la distance entre la source lumineuse (12) et le masque (13) de façon à optimiser le halo éclairant le cordon de soudure (4) et des parois latérales (5, 6).
8. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on visualise à distance et sur un écran de contrôle le profil du cordon de soudure (4) et des parois latérales (5, 6).
9. 9. û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on dimensionne un éventuel défaut du cordon de soudure (4) en comparant directement sur l'écran de contrôle ou après un traitement numérique des images, le profil du défaut avec les dimensions du masque (13).
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on enregistre les images du profil du cordon de soudure (4).
11. 11.- Dispositif de visualisation et de contrôle du profil d'un cordon de sou-dure (4) déposé à l'intérieur d'un chanfrein (3) ménagé entre deux pièces métalliques (1, 2 ; 31, 32), caractérisé en ce qu'il comprend : - à l'intérieur du chanfrein (3), un ensemble (10) comportant en vis à vis un moyen de prise de vues (11 ; 16, 17) et une source lumineuse (12) dont le fais- ceau est dirigé vers ledit moyen de prise de vues (11 ; 16, 17) et, entre les moyens de prise de vues (11 ; 16, 17) et la source lumineuse (12), un masque (13) pour former une zone d'ombre centrale et un halo périphérique éclairant sensiblement perpendiculairement le cordon de soudure (4) et les parois latérales (5, 6), et - en dehors du chanfrein (3), des moyens de visualisation à distance du profil du cordon de soudure (4) et des parois latérales (5, 6).
12. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ensemble (10) est relié à une torche de soudage manuelle.
13. 13. ù Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ensemble (10) est relié à une torche de soudage automatique.
14. 14.- Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l'en-semble (10) est disposé en aval de la torche de soudage par rapport à son sens de déplacement dans le chanfrein (3) à une distance inférieure à 100 cm.
15. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que le moyen de prise de vues est formé par une caméra (11 ;
16. 16). 16. - Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la caméra (11 ; 16) intègre un microprocesseur pour analyser les images reçues en fonction de paramètres de soudage prédéterminés,
17. 17.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'après avoir analysé les images reçues par rapport à des paramètres de soudage prédéterminés, le microprocesseur produit des signaux de correction des paramètres de soudage de la torche de soudage automatique.
18. 18.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce qu'un endoscope (17) est interposé entre le masque (13) et la caméra (16).
19. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de production de signaux avertisseurs desti- nés à signaler une dérive des paramètres du cordon de soudure (4) à un opérateur pour effectuer une correction des paramètres de soudage.