Contrôle qualité du soudage laser : les enjeux, le métier

Le soudage laser est une opération complexe, réglementée par une ensemble de normes. Elle s’adapte à de très nombreux matériaux, à tous les secteurs et à leurs exigences en matière de qualité. Il n’y a donc pas de place pour l’improvisation ou l’approximation. Le contrôle qualité est la pierre angulaire de ce processus et le contrôleur qualité, son incarnation.

Principales missions d’un contrôleur qualité

En cas de défaut de soudage (pièces non conformes à la qualité exigée), la production entière est à revoir… Le contrôleur qualité est donc un chaînon capital sur une ligne de production.

Il conduit des opérations de contrôles minutieuses qui permettent d’assurer la qualité de fabrication des pièces selon les exigences du client et les normes associées à son activité. À ce titre, il intervient très tôt dans la relation client – dès la retranscription des besoins, en fait.

Son rôle est de prendre en compte les particularités produits demandées par l’activité du client afin de mettre en place un suivi et/ou une étude de capabilité et répétabilité.

Il doit aussi être en veille permanente, pour se tenir au courant auprès des fournisseurs, dans les salons et les laboratoires de contrôles qui ont régulièrement des nouveautés.

Le métier de contrôleur qualité est en constante évolution, car il faut être bien formé aux différents contrôles et savoir s’adapter aux nouvelles technologies – il y a toujours de nouveaux moyens de contrôler les pièces.

First Article Inspection

Contrôle qualité du soudage laser : les contrôles destructifs

Principe du contrôle destructif

C’est une opération qui exige le contrôle par destruction de la pièce. On utilise une pièce ou une éprouvette (une copie qui possède en général les mêmes dimensions et nuances de matières que la pièce qui sera soudée) : après soudure, on la coupe pour analyser la santé du cordon, la profondeur de pénétration et les éventuels défauts enterrés et fissures qui peuvent fragiliser la pièce sur la durée.

Les coupes métallographiques sont des contrôles destructifs. Elles permettent d’interpréter, par exemple selon les normes de soudure laser NF ISO 13919-1 et 13919-2, s’il y a un défaut associé à un niveau de qualité attendu par le client.

Le test de tenue mécanique

Le test de tenue mécanique est un test destructif qui consiste à soumettre la soudure à une série de contraintes mécaniques (traction, flexion, compression, torsion, cisaillement, pliage, etc.).

Si le test révèle des défauts invisibles dans la soudure, comme des trous ou des fissures, la pièce incriminée sera mise au rebut : ces défauts peuvent en effet évoluer dans le temps, s’élargir et faire céder les soudures.

Tests destructifs : 6 examens complémentaires

Certains standards peuvent demander des tests complémentaires qui seront également supervisés par le contrôleur qualité :

1. Mesure de la dureté ou de la micro-dureté
2. Mesure de nano-indentation
3. Test sous MEB (microscope à balayage électronique)
4. Fractographie
5. Mesure du taux de ferrite
6. Diffraction d’électrons ou de rayons X

Ces deux derniers contrôles peuvent, dans certains cas, être réalisés sans détruire la pièce.

Contrôles non destructifs

Pour ces tests non destructifs, les techniciens qualité doivent être certifiés COFREND (niveaux 1 et/ou 2).

Test d’étanchéité d’une soudure laser

Le test en étanchéité LT (leak tightness testing) est un test non destructif qui consiste à vérifier l’herméticité d’une soudure.

En fonction des contraintes environnementales du produit – chocs thermiques et contraintes mécaniques – des fissures peuvent évoluer et créer une chemin de fuite (le passage d’un fluide d’un côté à l’autre d’une paroi) qui rendent le produit inutilisable.

Le test d’étanchéité sert à localiser ces fuites et à évaluer leur importance. Il en existe 5 types :

1. par hélium
2. par bulle
3. par variation de pression
4. par traceur halogéné
5. par réaction chimique du gaz ammoniac

Les autres contrôles non destructifs

Test en ressuage PT

Le test en ressuage consiste à imprégner la pièce et sa soudure d’un produit révélateur (visible à l’ultraviolet ou en salle noire pour les ressuages fluorescents et colorés). Cet examen, très utilisé dans le nucléaire ou l’aéronautique, révèle tous les défauts d’une soudure impossibles à voir à l’œil nu, comme des fissures et des trous.

Test radiographie RT

Il permet de sonder l’intégrité d’un matériau ou le cœur d’une pièce – sans être toutefois capable de mesurer la profondeur de pénétration.

Test de continuité électrique ET

C’est un test qui permet de prévenir les courts-circuits dûs à une soudure. Il consiste à contrôler la continuité électrique ou l’isolement.

Test de contrôle visuel VT

Le contrôle visuel sous loupe binoculaire permet de garantir l’absence de défaut en surface.

Il peut y avoir des niveaux d’exigences tels que des pièces parfaitement soudées et conformes peuvent ne pas passer le test pour un défaut visuel – et on ne parle pas d’esthétique ! C’est très important dans le domaine médical, par exemple, pour éviter que des bactéries se logent dans la pièce.

Sept outils pour le contrôle qualité du soudage laser

• Mesure 3D
• Projecteurs de profils
• Dynamomètres
• Mesure optique 2D
• Comparateurs
• Microscope pour les mesures de coupe ou autres
• Détecteurs de fuite à l’hélium

Il y a aujourd’hui des moyens très high tech et novateurs pour tester la qualité et la caractérisation d’une soudure laser, qui dépendent à la fois des exigences du secteur concerné et de ses normes, de la pièce et du client. Nous explorons actuellement de nouvelles pistes pour se passer des tests destructifs, comme la modélisation des pièces par ordinateur. Restez connecté aux parutions de Laser Magazine, nous vous en parlerons prochainement…