FR3009123A1 - Transducteur ultrasonique et procede de controle par ultrasons d'une zone de soudure. - Google Patents

Transducteur ultrasonique et procede de controle par ultrasons d'une zone de soudure. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un transducteur ultrasonique (1) pour le contrôle par ultrasons d'une zone de soudure (2) et un procédé de contrôle par ultrasons utilisant ce transducteur. Le transducteur (1) comprend une pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3) destinés à émettre des ondes ultrasonores en direction de la zone de soudure (2) et à recevoir des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure (2). Selon l'invention, les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3) sont agencés de façon à obtenir un transducteur ultrasonique (1) ayant une surface de détection (13) formant un motif (4a, 4b) en forme de croix ou d'étoile.

Description

Transducteur ultrasonique et procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure L'invention concerne un transducteur ultrasonique et un procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure.
L'invention concerne plus particulièrement le domaine de la soudure automobile, notamment la soudure par points pour lier des tôles de diverses épaisseurs, qu'il s'agisse de tôles de structure ou de tôles de carrosserie. Il est connu d'utiliser le contrôle non destructif par ultrasons pour contrôler la qualité des points de soudure lors de l'assemblage de tôles entre elles. Le contrôle s'effectue généralement en ligne et permet de détecter la présence de défauts dans les points de soudure et de mesurer la dimension de ces points qui présentent une forme généralement symétrique et le plus souvent ovoïde.. On connaît le dispositif de contrôle par ultrasons RSWA (« Resistance Spot Weld Analyser ») de la société TESSONICS qui comprend un transducteur multiéléments comportant une pluralité de capteurs à ultrasons élémentaires agencés selon une matrice pour l'inspection non destructive des points soudés. Ce transducteur peut comporter 15 x 15 capteurs à ultrasons élémentaires, par exemple. Ces capteurs à ultrasons élémentaires ou éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores peuvent à la fois émettre et recevoir des ultrasons. Ce sont généralement des capteurs piézoélectriques convertissant une onde ultrasonore en courant électrique et vice-versa. Ce dispositif de contrôle par ultrasons permet une analyse quasiment en temps réel et de réaliser une cartographie de la zone de soudure.
Ce type de dispositif de contrôle par ultrasons présente cependant des inconvénients tels qu'un coût important dû à un nombre important de capteurs élémentaires sur le transducteur. Ce nombre important de capteurs élémentaires nécessite un système de pilotage du capteur lourd et complexe ainsi qu'un système de traitement de données puissant. Ce type de dispositif de contrôle par ultrasons peine 5 à restituer des résultats en temps réel, du fait des temps de traitement longs. De plus, les capteurs élémentaires présentent une taille trop importante, de sorte que le capteur multiéléments dans son ensemble ne donne pas une précision meilleure qu'un 10 capteur mono-élément sur les points de soudure d'une caisse automobile. Par conséquent, c'est un dispositif de contrôle difficile à déployer dans certains secteurs, notamment sur une chaîne de soudure de caisses automobiles. L'invention vise ainsi à proposer un transducteur 15 ultrasonique et un procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure mieux adaptés à une utilisation dans une chaîne de soudure de caisses automobiles, nécessitant un temps de traitement des données moins longs et permettant des mesures en temps réel. 20 L'invention concerne un transducteur ultrasonique pour le contrôle par ultrasons d'une zone de soudure, ledit transducteur comprenant une pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores destinés à émettre des ondes ultrasonores en direction de la zone de soudure et 25 à recevoir des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure. Selon l'invention, les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores sont agencés de façon à obtenir un transducteur ultrasonique ayant une surface de détection 30 formant un motif en forme de croix ou d'étoile. Dans différents modes de réalisation possibles, l'invention peut être définie également par les caractéristiques suivantes qui pourront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles et qui apportent chacune des avantages spécifiques : La surface de détection est formée par au moins deux ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions différentes (X,Y), chaque ensemble d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprenant au moins un alignement d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores.
Les deux ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendent suivant deux directions (X,Y) perpendiculaires. En variante, le transducteur ultrasonique comprend trois ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes 15 ultrasonores s'étendant suivant trois directions (X,Y,Z) différentes et sécantes en un même point A. Selon un autre mode de réalisation possible, le transducteur ultrasonique ne comprend pas d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores dans sa partie 20 centrale. L'invention concerne également un procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure avec un dispositif ultrasonique comprenant un transducteur muni d'une pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, ledit 25 procédé comprenant: - Une étape de positionnement du transducteur en regard de la zone de soudure, - Une étape d'émission d'ondes ultrasonores par les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en 30 direction de la zone de soudure, générant des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure, et - Une étape de réception par les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores desdites ondes ultrasonores réfléchies, et - Une étape de traitement des ondes ultrasonores 5 réfléchies. Selon l'invention, les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores utilisés lors des étapes d'émission et de réception sont agencés de façon à former un motif d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en forme 10 de croix ou d'étoile. Dans différents modes de réalisation possibles, l'invention peut être définie également par les caractéristiques suivantes qui pourront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement 15 possibles et qui apportent chacune des avantages spécifiques : Le procédé de contrôle par ultrasons comprend une étape de détermination des dimensions de la zone de soudure suivant au moins deux directions (X,Y). 20 Selon un mode de réalisation possible, le procédé de contrôle par ultrasons met en oeuvre un transducteur tel que défini précédemment, le transducteur comprenant au moins deux ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions (X,Y) 25 différentes, chaque ensemble d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprenant au moins un alignement d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, lors de l'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure, les ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs 30 d'ondes ultrasonores étant utilisés séquentiellement pour déterminer les dimensions de la zone de soudure suivant au moins les deux directions (X,Y).
Selon un autre mode de réalisation possible, le transducteur comprend une matrice de n x m d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, avec n et m strictement supérieurs à un, l'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprenant : - une sous-étape de division de la matrice en au moins deux ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions (X,Y) différentes, et - une sous-étape d'utilisation séquentielle des deux ensembles d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores pour déterminer les dimensions de la zone de soudure suivant au moins les deux directions (X,Y). Selon un autre mode de réalisation possible, l'étape 15 de détermination des dimensions de la zone de soudure comprend : - Une première étape de détermination de la dimension de la zone de soudure suivant une première direction X comprenant : 20 o Une étape de sélection d'un premier ensemble d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction X, et o Une étape de mesure par ultrason de la dimension de la zone soudée par le premier ensemble 25 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, lesdites étapes de sélection et de mesure étant répétées jusqu'à obtenir la dimension la plus grande suivant cette direction X, - Une deuxième étape de détermination de la dimension 30 de la zone de soudure suivant une deuxième direction Y comprenant : o Une étape de sélection d'un deuxième ensemble d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction Y, et o Une étape de mesure par ultrason de la dimension de la zone soudée par le deuxième ensemble d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, lesdites étapes de sélection et de mesure étant répétées jusqu'à obtenir la dimension la plus grande suivant cette direction Y.
La fréquence de récurrence des éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores est d'au moins 1°kHz. Ainsi, l'invention fournit un transducteur ultrasonique et un procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure mieux adaptés à une utilisation dans une chaîne de soudure de caisses automobiles. Le transducteur présente moins d'éléments d'émissions/réceptions ultrasonores ou capteurs élémentaires que ceux de l'art antérieur, ce qui présente l'avantage de nécessiter un temps de traitement des données moins longs et de permettre des mesures en temps réel, tout en offrant la même qualité de contrôle que les transducteurs connus utilisant une matrice d'éléments d'émissions/réceptions ultrasonores. Le nombre d'éléments du transducteur est optimisé. 25 L'invention permet un meilleur compromis entre surface scrutée, nombre d'éléments et précision de mesure. L'utilisation d'un transducteur multiéléments permet par balayage d'aller focaliser en tout point de la zone de soudure. Il est même possible de focaliser au-delà de la 30 surface située sous le transducteur, et donc de réduire la taille de ce dernier relativement à celle des éléments à inspecter.
Les zones de soudure à analyser sont généralement de forme ovoïde avec deux axes principaux pas toujours orientés dans la même direction. L'utilisation d'un transducteur en forme d'étoile permet une mesure selon une direction supplémentaire, donnant plus de flexibilité pour la mesure des diamètres et donc plus de fiabilité. Le transducteur en croix ou en étoile induit un nombre d'éléments importants dans sa partie centrale, à la jonction des différentes branches de la croix ou de l'étoile. Dans la mesure où le diamètre seul nous intéresse, donc l'identification des bords du noyau du point soudé, et que le noyau du point soudé est relativement centré par rapport à la surface indentée (trace laissée par l'électrode de soudure), il n'est pas utile d'aller inspecter au centre du noyau, sachant que la présence d'une retassure n'est pas nécessairement signe d'un point soudé mauvais. Les éléments d'émissions/réceptions ultrasonores dans la partie centrale ne sont pas nécessaires. Ainsi, l'utilisation d'un transducteur sans éléments actifs en sa partie centrale permet de réduire le nombre d'éléments sans perdre en qualité. Le procédé selon l'invention utilisant une matrice d'éléments d'émissions/réceptions ultrasonores présente l'intérêt de pouvoir procéder à une recherche de la position optimale de la croix ou étoile du transducteur par rapport la zone de soudure à inspecter. Si elle ne réduit pas le coût du transducteur, cette solution utilisant une matrice avec des éléments sélectionnés présente l'intérêt de réduire celui du reste de la chaîne de mesure (pilotage du capteur, puissante de calcul pour le traitement des échos, en nombre plus limité). Un transducteur unique permet d'envisager de couvrir une certaine diversité d'éléments à inspecter et à minimiser le coût généré par l'utilisation de plusieurs transducteurs en fonction des éléments à inspecter. L'invention sera mieux décrite par les figures ci-dessous : -La figure 1 représente schématiquement un dispositif de contrôle par ultrasons lors de l'inspection d'un point de soudure ; -La figure 2 représente schématiquement un transducteur en forme de croix disposé en regard d'une zone 10 de soudure ; -Les figures 3 à 7 représentent schématiquement plusieurs variantes possibles de transducteurs en forme de croix ; - Les figures 8 à 11 représentent schématiquement un 15 transducteur comprenant une matrice de 15 x 15 éléments émetteurs/récepteurs présentant plusieurs variantes possibles de motifs en forme de croix ; - Les figures 12 à 15 représentent un procédé de détermination des dimensions de la zone de soudure mettant en 20 oeuvre cette matrice d'éléments émetteurs/récepteurs ; - Les figures 16 à 19 représentent un procédé de détermination des dimensions de la zone de soudure mettant en oeuvre un transducteur en forme de croix ; -Les figures 20 et 21 représentent schématiquement 25 deux variantes de transducteurs en forme d'étoile ; -Les figures 22 à 29 représentent schématiquement plusieurs variantes de transducteurs en forme d'étoile sans éléments émetteurs/récepteurs au centre ; La figure 1 représente schématiquement un dispositif 30 de contrôle par ultrasons lors de l'inspection d'une zone de soudure. Plus particulièrement, ce dispositif est utilisé pour le contrôle de défaut sur des points de soudure. Ces points de soudure ont un diamètre maximal de 9 mm environ.
Le dispositif de contrôle par ultrasons comprend un transducteur ultrasonique 1 comprenant une pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 destinés à émettre des ondes ultrasonores en direction de la 5 zone de soudure 2 et à recevoir des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure 2. Les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 sont des vibrateurs piézo-électriques disposés dans une matrice ou en forme de réseau. Chaque élément du transducteur fonctionne à 10 la fois en tant qu'émetteur de l'onde ultrasonore et récepteur de l'écho ultrasonore. Le transducteur ultrasonique 1 est relié à un boîtier électronique 9 par des moyens de liaison souples 10. Ce boîtier électronique 9 comprend des moyens d'alimentation du 15 transducteur, un circuit de détection de signaux pour recevoir un écho d'onde ultrasonore réfléchie sur la zone de soudure 2 et le transformer en signal électrique, un processeur de signaux pour traiter le signal électrique détecté et le mettre en corrélation avec le réseau d'éléments 20 émetteurs/récepteurs maillés dans la zone d'image tridimensionnelle de l'objet à contrôler, ce qui génère des données d'image tridimensionnelle, et un processeur d'affichage pour détecter la taille/position de la zone de soudure 2 et la taille/position d'un défaut de soudure à 25 partir de la répartition de l'intensité des données d'image tridimensionnelle générées par le processeur de signaux et afficher le résultat de la détection et les données d'image tridimensionnelle provenant du processeur de signaux. Le dispositif de contrôle par ultrasons s'applique à 30 toute inspection (point soudé, retassure, inclusion, etc...) et plus particulièrement à l'inspection d'objets ayant une forme symétrique telle qu'ovoïde par exemple. Il s'applique de préférence à des objets de dimension maximale de 9 mm mais peut s'appliquer à des objets plus grands. Pour les zones de soudure présentant une certaine symétrie, comme dans le cas d'un point soudé, il permet de déterminer les dimensions de ce point.
Les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 sont agencés de façon à obtenir un transducteur ultrasonique 1 ayant une surface de détection 13 formant un motif 4a, 4b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en forme de croix, comme illustré par la figure 2, ou d'étoile. La surface de détection 13 est formée par au moins deux ensembles (ou barres) 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions différentes (X,Y). Ces directions ne sont pas parallèles. Chaque ensemble 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprend au moins un alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. Selon un mode de réalisation possible, les deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendent suivant deux directions (X,Y) perpendiculaires, comme représenté sur les figures 2 à 7 qui montrent des exemples de transducteurs ayant un motif 4a en forme de croix.
La figure 3 illustre un transducteur 1 ayant une surface de détection 13 formant un motif en forme de croix 4a comprenant deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores perpendiculaires. Chaque ensemble 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comporte trois alignements 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. Tous les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores d'un ensemble 5a, 5b ne sont pas utilisés. La sélection des éléments dépend de la taille et la forme de l'objet à inspecter. Pour permettre cette sélection, le dispositif de contrôle par ultrasons comprend un sélecteur d'éléments de commande pour sélectionner un élément émetteur/récepteur 3 à partir des éléments émetteurs/récepteurs 3 du motif 4a, 4b potentiellement activables. Dans l'exemple de la figure 3, chaque alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprend 15 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3. Parmi ces 15 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3, onze éléments sont activés et quatre éléments ne sont pas activés. Les 4 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 non activés sont situés à l'extrémité de l'alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. L'alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprend deux éléments non activés à chacune de ses extrémités. La figure 4 illustre un transducteur 1 ayant une 20 surface de détection 13 formant un motif en forme de croix 4a comprenant deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores perpendiculaires. Chaque ensemble 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comporte trois alignements 6 d'éléments 25 émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. Tous les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores d'un ensemble 5a, 5b sont utilisés ou activés lors de l'inspection. La figure 5 illustre un transducteur 1 ayant une surface de détection 13 formant un motif en forme de croix 4a 30 comprenant deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores perpendiculaires. Chaque ensemble 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comporte trois alignements 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores potentiellement activables ou utilisables. Tous les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores ne sont pas utilisés lors de l'inspection. Seul un alignement 6 5 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores central est activé pour le contrôle. Cet alignement 6 comprend 15 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 potentiellement activables. Parmi ces 15 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3, onze éléments 10 sont activés et quatre éléments ne sont pas activés. Les 4 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 non activés sont situés à l'extrémité de l'alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. L'alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes 15 ultrasonores comprend deux éléments non activés à chaque extrémité. La figure 6 illustre une autre variante de transducteur 1 ayant une surface de détection 13 formant un motif en forme de croix 4a comprenant deux ensembles 5a, 5b 20 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores perpendiculaires. Le transducteur 1 comporte une partie centrale 11 formée par une matrice carrée de 3 x 3 éléments émetteurs/récepteurs 3 et deux parties d'extrémités 12a, 12b comprenant chacune un alignement 6 de 6 éléments 25 émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores relié à la partie centrale 11. Tous les éléments émetteurs/récepteurs 3 sont activés pour le contrôle. Dans l'exemple de la figure 7 représentant un transducteur similaire, deux éléments émetteurs/récepteurs 30 d'ondes ultrasonores 3 situés à l'extrémité de chaque partie d'extrémités 12a, 12b, ne sont pas sélectionnés et activés lors du contrôle.
Selon une autre variante, le transducteur ultrasonique 1 présente une surface de détection 13 formant un motif en forme d'étoile 4b. Il comprend trois ensembles 5a, 5b, 5c d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant trois directions (X, Y, Z) différentes et sécantes en un même point A, comme illustré sur les figures 20 et 21. Sur la figure 20, chaque ensemble 5a, 5b, 5c d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprend 10 trois alignements 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. Sur la figure 21, chaque ensemble 5a, 5b, 5c d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprend un seul alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes 15 ultrasonores. Selon une autre variante, le motif 4a, 4b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores ne comprend pas d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores dans sa partie centrale 7, comme illustré sur les figures 22 à 29 20 représentant des motifs 4a, 4b en forme de croix 4a ou d'étoile 4b. L'invention concerne également un procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure 2 avec un dispositif ultrasonique comprenant un transducteur 1 muni d'une 25 pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3. Le procédé comprend une étape de positionnement du transducteur 1 en regard de la zone de soudure 2, une étape d'émission d'ondes ultrasonores par les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en 30 direction de la zone de soudure 2, générant des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure 2, une étape de réception des ondes ultrasonores réfléchies par les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 et une étape de traitement des ondes ultrasonores réfléchies permettant l'affichage sur un écran de la zone de soudure contrôlée. Les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 utilisés lors des étapes d'émission et de réception sont agencés de façon à former un motif 4a, 4b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en forme de croix ou d'étoile. Le procédé de contrôle par ultrasons comprend une 10 étape de détermination des dimensions de la zone de soudure 2 suivant au moins les deux directions (X,Y). Lors de cette étape de détermination des dimensions de la zone de soudure, les ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores sont utilisés 15 séquentiellement pour déterminer les dimensions de la zone de soudure 2 suivant au moins les deux directions (X,Y). Selon un premier mode de réalisation, le procédé de contrôle par ultrasons mets en oeuvre un transducteur 1 tel que défini précédemment. Les éléments émetteurs/récepteurs 20 d'ondes ultrasonores 3 du transducteur sont agencés de façon à former un transducteur ayant une surface de détection 13 en forme de croix ou d'étoile. Le transducteur 1 est formé par au moins deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant 25 deux directions (X,Y) différentes. Chaque ensemble 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprend au moins un alignement 6 d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. L'étape de détermination des dimensions de la zone de 30 soudure comprend une première sous-étape de détermination de la dimension la plus grande de la zone de soudure 2 suivant une première direction X avec un premier ensemble 5a d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction X, comme illustré sur les figures 16 et 19. Le transducteur 1 est déplacé manuellement ou automatiquement de façon à être correctement placé en regard de la zone de soudure et à pouvoir mesurer la dimension la plus grande de la zone de soudure 2 suivant la première direction X. Les ondes ultrasonores des éléments émetteurs/récepteurs sont émises et détectées simultanément. L'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprend également une deuxième sous-étape de détermination de la dimension la plus grande de la zone de soudure 2 suivant une deuxième direction Y avec un deuxième ensemble de la zone de soudure 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction Y, comme illustré sur les figures 17 et 18. Le transducteur 1 est déplacé manuellement ou automatiquement de façon à être correctement placé en regard de la zone de soudure 2 et à pouvoir mesurer sa dimension la plus grande suivant la deuxième direction Y.
Cette étape de détermination des dimensions de la zone de soudure peut être suivie d'une étape d'inspection de défauts dans la zone de soudure. Une cartographie de la zone soudée peut être réalisée en temps réel. Selon un deuxième mode de réalisation, le procédé de contrôle par ultrasons met en oeuvre un transducteur 1 comprenant une matrice 8 de n x m d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3, avec n et m strictement supérieurs à un. Les figures 8 à 11 illustrent un tel transducteur matriciel comprenant 15 lignes (n=15) et 15 colonnes (m=15) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3. Ces éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 sont tous potentiellement activable mais ne sont pas tous activés lors d'un contrôle ultrasonore. Seuls certains éléments 3 sont activés lors d'un contrôle ultrasonore de façon à former un motif 4a, 4b en forme de croix ou d'étoile. Les figures 8 à 11 illustrent ces différents motifs possibles qui peuvent être identiques ceux obtenus avec un transducteur 1 ayant directement une surface de détection 13 en forme de croix ou d'étoile. L'avantage de cette solution est de pouvoir sélectionner seulement quelques éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 de façon à réduire les temps de traitement. La forme du motif 4a, 4b est adaptée à celle de la zone de soudure 2 à contrôler. L'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprend une sous-étape de division de la matrice 8 en au moins deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions (X,Y) différentes, et une sous-étape d'utilisation séquentielle des deux ensembles 5a, 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores pour déterminer les dimensions de la zone de soudure 2 suivant au moins les deux directions (X,Y). L'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprend une première étape de détermination de la dimension de la zone de soudure 2 suivant une première direction X comprenant une étape de sélection d'un premier ensemble 5a d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction X, et une étape de mesure par ultrason de la dimension de la zone soudée 2 par le premier ensemble 5a d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, comme représenté sur les figures 12 et 13. Les étapes de sélection et de mesure sont répétées jusqu'à obtenir la dimension la plus grande suivant cette direction X. La figure 12 montre une première sélection d'un premier ensemble 5a d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. La dimension de la zone de soudure mesurée n'est pas la plus grande. Les étapes de sélection et de mesures sont donc répétées. La figure 13 montre une deuxième sélection d'un premier ensemble 5a d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. La dimension de la zone de soudure mesurée est la plus grande. La première étape de détermination de la dimension de la zone de soudure 2 suivant la première direction X est alors terminée.
L'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprend une deuxième étape de détermination de la dimension de la zone de soudure 2 suivant une deuxième direction Y comprenant une étape de sélection d'un deuxième ensemble 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction Y, et une étape de mesure par ultrason de la dimension de la zone soudée 2 par le deuxième ensemble 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. Les étapes de sélection et de mesure sont répétées jusqu'à obtenir la dimension la plus grande suivant cette direction Y. La figure 14 montre une première sélection d'un deuxième ensemble 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. La dimension de la zone de soudure mesurée n'est pas la plus grande. Les étapes de sélection et de mesures sont donc répétées. La figure 15 montre une deuxième sélection d'un deuxième ensemble 5b d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores. La dimension de la zone de soudure mesurée est la plus grande. La deuxième étape de détermination de la dimension de la zone de soudure 2 suivant la deuxième direction Y est alors terminée. La fréquence de récurrence des éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores 3 est d'au moins 1 kHz, de préférence égale à 1 kHz.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Transducteur ultrasonique (1) pour le contrôle par ultrasons d'une zone de soudure (2), ledit transducteur (1) 5 comprenant une pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3) destinés à émettre des ondes ultrasonores en direction de la zone de soudure (2) et à recevoir des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure (2), caractérisé en ce que les éléments 10 émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3) sont agencés de façon à obtenir un transducteur ultrasonique (1) ayant une surface de détection (13) formant un motif (4a, 4b) en forme de croix ou d'étoile. 15
  2. 2. Transducteur ultrasonique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de détection (13) est formée par au moins deux ensembles (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions différentes (X, Y), chaque 20 ensemble (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprenant au moins un alignement (6) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores.
  3. 3. Transducteur ultrasonique (1) selon la 25 revendication 2, caractérisé en ce que les deux ensembles (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendent suivant deux directions (X, Y) perpendiculaires.
  4. 4. Transducteur ultrasonique (1) selon la 30 revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend trois ensembles (5a, 5b, 5c) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant trois directions (X, Y, Z) différentes et sécantes en un même point (A).
  5. 5. Transducteur ultrasonique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il ne comprend pas d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores dans sa partie centrale (7).
  6. 6. Procédé de contrôle par ultrasons d'une zone de soudure (2) avec un dispositif ultrasonique comprenant un transducteur (1) muni d'une pluralité d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3), ledit procédé 10 comprenant: - une étape de positionnement du transducteur (1) en regard de la zone de soudure (2), - une étape d'émission d'ondes ultrasonores par les 15 éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en direction de la zone de soudure (2), générant des ondes ultrasonores réfléchies sur la zone de soudure (2), - une étape de réception par les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3) desdites ondes 20 ultrasonores réfléchies, et - une étape de traitement des ondes ultrasonores réfléchies, caractérisé en ce que les éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3) utilisés lors 25 des étapes d'émission et de réception sont agencés de façon à former un motif (4a, 4b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores en forme de croix ou d'étoile.
  7. 7. Procédé de contrôle par ultrasons selon la 30 revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination des dimensions de la zone de soudure (2) suivant au moins deux directions (X,Y).
  8. 8. Procédé de contrôle par ultrasons selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un transducteur (1) tel que défini par les revendications 1 à 5, le transducteur (1) comprenant au moins deux ensembles (5a, 5 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions (X,Y) différentes, chaque ensemble (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores comprenant au moins un alignement (6) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, lors de l'étape de 10 détermination des dimensions de la zone de soudure (2), les ensembles (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores étant utilisés séquentiellement pour déterminer les dimensions de la zone de soudure (2) suivant au moins les deux directions (X,Y). 15
  9. 9. Procédé de contrôle par ultrasons selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transducteur (1) comprend une matrice (8) de n x m d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores (3), avec n et m 20 strictement supérieurs à un, l' étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprenant : - une sous-étape de division de la matrice (8) en au moins deux ensembles (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs 25 d'ondes ultrasonores s'étendant suivant deux directions (X,Y) différentes, et - une sous-étape d'utilisation séquentielle des deux ensembles (5a, 5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores pour déterminer les dimensions de la zone de 30 soudure (2) suivant au moins les deux directions (X,Y).
  10. 10. Procédé de contrôle par ultrasons selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de détermination des dimensions de la zone de soudure comprend :- une première étape de détermination de la dimension de la zone de soudure (2) suivant une première direction X comprenant : oune étape de sélection d'un premier ensemble (5a) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction X, et oune étape de mesure par ultrason de la dimension de la zone soudée (2) par le premier ensemble (5a) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, lesdites étapes de sélection et de mesure étant répétées jusqu'à obtenir la dimension la plus grande suivant cette direction X, une deuxième étape de détermination de la dimension 15 de la zone de soudure (2) suivant une deuxième direction Y comprenant : o une étape de sélection d'un deuxième ensemble (5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores s'étendant suivant cette direction Y, et 20 o une étape de mesure par ultrason de la dimension de la zone soudée (2) par le deuxième ensemble (5b) d'éléments émetteurs/récepteurs d'ondes ultrasonores, lesdites étapes de sélection et de mesure étant répétées jusqu'à obtenir la dimension la plus grande 25 suivant cette direction Y.
  11. 11. Procédé de contrôle par ultrasons selon la revendication 8, caractérisé en ce que la fréquence de récurrence des éléments émetteurs/récepteurs d'ondes 30 ultrasonores (3) est d'au moins 1 kHz.
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