Amélioration de la qualité de la passe de fond des cordons avec des chariots Fronius FDV 22 MF

Soudage MAG de matériaux en acier inoxydable, possibilité d'amélioration de l'efficacité pour des cordons de soudage longs avec des séries réduites. Exemple de solution d'une automatisation partielle avec des chariots automoteurs Fronius FDV 22 MF et balayage de la torche de soudage. Avantages et bénéfices du point de vue de l'utilisateur

Amélioration de la qualité de la passe de fond

Le fabricant d'installations et de machines Dürr utilise une solution semi-automatisée pour l'assemblage d'arbres en acier inoxydable

L'amélioration de la qualité et de l'efficacité, ainsi qu'une économie des ressources, sont des obligations permanentes dans les entreprises, tous secteurs d'activités confondus. Outre l'orientation clients et collaborateurs, ces priorités figurent en première place dans l'agenda de ce leader technologique de la construction de machines. Les composants en acier inoxydable destinés aux installations de peinture constituent le c'ur de la compétence de la filiale Dürr Anlagenbau qui exerce ses activités dans le monde entier. L'exemple de la semi-automatisation lors du soudage d'un arbre hexagonal d'environ quatre mètres et demi en acier inoxydable et de 10 mm d'épaisseur, montre de quelle manière il a été possible d'augmenter la capacité de production d'environ 15 pour cent par rapport au soudage manuel pratiqué auparavant. Une qualité de produit supérieure et des conditions de travail plus confortables pour le soudeur ont également été constatées. Le chariot Fronius FDV 22 MF avec balayage de la torche de soudage est au centre de cette solution.

Compétence sur tôle et arbre en acier inoxydable
Une tradition de plus de cent ans dans le traitement de la tôle oblige... Les collaborateurs de l'entreprise Dürr, ancienne plomberie avec un bureau de construction attenant et actuellement leader technologique mondial dans la construction de machines et d'installations, font de cette obligation une tâche permanente. L'atelier des aciers inoxydables constitue le c'ur du site de Zistersdorf, en Basse-Autriche, où 130 salariés fabriquent des composants pour des installations de peinture destinées aux constructeurs automobiles internationaux et à leurs partenaires. Les pièces sont principalement fabriquées à partir des matériaux S235, S355JR, 1.4307, 1.4571, 1.4462 et 253 MA. « Outre le cintrage, le découpage, le formage et le traitement de surface, le soudage constitue l'un des c'urs de compétence. C'est donc ici, à l'atelier de Zistersdorf que nous formons nous-mêmes des soudeurs spécialisés » explique Peter Hanzlovic, 42 ans, fondé de pouvoir et directeur général. Lui-même mécanicien-outilleur de formation et ingénieur en construction mécanique, il présente un exemple typique de fabrication : les spécialistes confectionnent un arbre de 4,45 mètres de long pour une installation de peinture à partir d'une tôle d'acier de 10 mm. Ils procèdent pour cela au pliage du matériau découpé à l'atelier pour former un tube hexagonal de diamètre intérieur de 15 cm. Les joints longitudinaux ainsi créés sont assemblés par une soudure. Le parfait fonctionnement et la résistance de l'arbre hexagonal dépendent de la qualité de ce cordon de soudage. Jusqu'à l'utilisation du chariot, les soudeurs effectuaient manuellement ces soudures longitudinales. « Seuls des techniciens expérimentés sont en mesure de réaliser une telle soudure de qualité irréprochable, aux normes très strictes » explique le directeur général. Une ressource rare donc, qui induit un goulot d'étranglement et qui est également utilisée à d'autres étapes de la production. Peter Hanzlovic ajoute que la soudure manuelle s'est avérée être par ailleurs un frein à la production, car après le soudage de la passe de fond une étape de ponçage manuel était également nécessaire. Les différences de hauteur de la soudure manuelle devaient être rectifiées manuellement afin qu'une passe de finition puisse être appliquée sur une surface parfaitement plane.

Une solution sur mesure
Peter Hanzlovic et les membres de son équipe se sont alors mis à la recherche d'une solution alternative, plus économe en temps et en argent. Le directeur général raconte tout d'abord les antécédents au projet : « Lors de foires-expositions, notre attention avait déjà été attirée par le chariot FDV 22 MF. Fronius a mis son produit à notre disposition pour effectuer des tests. Naturellement, nous avons également étudié les offres de la concurrence. Mais déjà au cours des essais du chariot, nous avons constaté que la fonction de balayage de la torche de soudage améliorait de façon décisive la qualité et la productivité dans notre cas spécifique et permettait la réalisation d'une soudure avec de grands écartements des bords. Le chariot, dans le cadre d'une phase de travail semi-automatisée, répond à notre exigence de remplissage de cet écartement des bords. Nous obtenons une passe de fond uniforme, conforme à la norme, parfaitement adaptée à la passe de finition sans aucun travail de parachèvement. » La passe de fond est effectuée par balayage de la torche de soudage intégrée au chariot. Cette soudure est réalisée avec un mode opératoire d'arc pulsé conformément au Descriptif de mode opératoire de soudage. Fronius met à disposition les caractéristiques pour ce procédé MAG avec le gaz Arcal 12. La passe de finition est réalisée sur toute la longueur des 4,45 mètres du bord par soudage à arc court avec fil fourré tubulaire. Pour ces deux phases de travail, les experts de Zistersdorf utilisent l'installation de soudage TransPulsSynergic 2700 de Fronius.

Particularités
Le rail sur lequel se déplace le chariot avec la torche de balayage est parallèle à la pièce de 4,45 mètres de longueur. Ses aimants le maintiennent et les galets le guident latéralement. L'arbre de 120 kg et long de quatre mètres et demi, qui repose horizontalement sur ses deux extrémités avant le soudage dans l'unité de soudage, peut présenter une flexion allant jusqu'à 5 mm. La largeur des jeux à combler peut présenter des différences significatives la longueur du cordon de soudage. Sur la base d'une analyse coût/bénéfice, un soudage entièrement automatisée ne constituée pas la solution. Peter Hanzlovic décrit les phases de travail avec le chariot FDV 22 MF : « Avant l'assemblage, le soudeur règle à l'aide des fonctions correspondantes le mouvement de balayage, qui peut atteindre 25 mm au maximum. Sa qualification de soudeur certifié suffit, il n'est pas obligé d'avoir une longue expérience professionnelle comme cela était auparavant indispensable avec le soudage manuel. Il peut également régler la vitesse pour combler les jeux ainsi que le temps de maintien dans chaque position finale du mouvement de balayage. Tous les mouvements peuvent être modifiés avant, mais aussi pendant le process de soudage. Le soudeur surveille la passe en cours ainsi que le guidage de la torche de soudage pendant toute la durée du processus de soudage. Il peut intervenir rapidement durant le process et apporter les éventuelles corrections nécessaires. »

Données et chiffres-clés
Le chariot longitudinal FDV 22 MF fonctionnant sur batteries, avec aimant permanent, possède une charge admissible de 22 kg. Il est adapté au soudage longitudinal mécanisé en mode opératoire de soudage MIG-MAG. L'aimant permanent intégré assure la traction des roues sur la pièce à souder austénitique ou sur un rail et permet le soudage dans diverses positions, p. ex. PA, PB, PC, PF et PG. En fonctionnement vertical, le chariot atteint une vitesse de 125 cm/min et de 140 cm/min en horizontal pour une charge de 85 Newton. Avec au minimum 2 heures de soudage pour env. 45 minutes de temps de charge, la batterie garantit à l'utilisateur une entière mobilité. « Nous avons toujours plusieurs accumulateurs en service afin d'éviter les périodes d'immobilisation. Le processus de changement d'accumulateur est rapide, comparable à celui d'une perceuse. Dans notre exploitation permanente, l'accumulateur fonctionne pendant 6 à 8 heures » explique Peter Hanzlovic.
L'option du balayage de la torche de soudage s'est avérée particulièrement intéressante dans le cas de l'application Dürr à Zistersdorf.
Dans d'autres branches de l'industrie métallurgique, la solution mécanique avec le chariot FDV a également fait ses preuves, et plus particulièrement pour l'assemblage efficace de cordons de soudage de grande longueur, mais pour lesquels des petites séries ou d'autres conditions vont à l'encontre d'une fabrication entièrement automatisée. La construction navale et ses longues soudures d'angle pour la fabrication de panneaux, ou encore la construction ferroviaire pour le soudage des tôles de fond, des parois latérales et du toit d'un wagon, offrent des exemples typiques d'application.
À Zistersdorf, les experts utilisent le chariot avec ou sans balayage de la torche de soudage pour tous les cordons de soudage au delà de cinquante centimètres. La seule phase de travail concernant l'arbre hexagonal permet une augmentation de la productivité de 15%. La durée d'amortissement de l'investissement du chariot avec l'option de balayage de la torche de soudage est de 7 mois.

Résultat et perspectives
Peter Hanzlovic se montre très satisfait après une expérience de plus de 10 ans de fonctionnement parfait du chariot pour le soudage des arbres. Il cite deux résultats essentiels du projet : « D'une part, le gain de temps : il n'est plus nécessaire d'apporter des finitions après le soudage, c'est-à-dire poncer, et la vitesse de dépôt est de 30 pour cent supérieure à celle du soudage manuel pratiqué auparavant. Nous avons besoin de 30 minutes de moins pour les 9 mètres du cordon de soudage comparativement à une soudure manuelle. La part des économies réalisées est d'environ 80 pour cent. Les 20 pour cent restant proviennent d'une efficacité nettement améliorée, réalisée par le soudeur avec cette nouvelle solution. En effet, il n'est plus obligé de travailler en position courbée comme auparavant, mais à une hauteur adéquate, il dispose ainsi d'une condition de travail beaucoup plus agréable. D'autre part, nous profitons de la qualité plus élevée de nos résultats de soudage, attestée par des soudures propres et conformes aux normes. Nous les contrôlons visuellement à 100 pour cent. La pénétration est de 100 pour cent, obtenue pratiquement sans projections. » Le directeur général chiffre également les avantages financiers : « L'économie par composant s'élève à 25 euros. »
Le résumé dressé par Peter Hanzlovic est positif. « Grâce au soudage de la passe de fond avec le chariot Fronius, nous obtenons une uniformité des cordons de soudage répétée avec précision et l'amélioration de la qualité entraîne une grande satisfaction du client. Pour nous, le chariot avec la fonction de balayage est le produit parfaitement adapté. »

Dürr Anlagenbau à Zistersdorf :
Compétence dans la fabrication et traitement de l'acier inoxydable
Le site de fabrication du groupe technologique international Dürr existe en Basse-Autriche depuis 1970. Cette entreprise, cotée au MDAX depuis mars 2012 et qui exerce ses activités dans le monde entier, possède une tradition plus que centenaire. Elle est l'un des plus grands fournisseurs internationaux de systèmes de production et de prestations d'accompagnement pour l'industrie automobile et ses sous-traitants. Le savoir-faire acquis dans le traitement de l'acier inoxydable constitue un pilier important du site de Zistersdorf. Les tôles profilées et autres composants, par exemple pour les techniques de peinture et de convoyage, pour les installations de décontamination d'air, pour les hydrocyclones ou les tunnels de pulvérisation, caractérisent la gamme de produits. Environ 130 collaborateurs, apprentis compris, travaillent sur les 9.000 mètres carrés du site. Ils ont réalisé un chiffre d'affaires de 15,9 millions d'euros en 2011. La société Dürr Anlagenbau Ges. m.b.H., financièrement autonome, propose de façon permanente de la formation, gage d'avenir pour la société. Chaque année, 70 apprentis technicien(ne)s ? soudeurs, techniciens en construction mécanique et électrotechniciens ? effectuent leur formation au centre de formation qui accueille également les collaborateurs de différents métiers pour des cours d'informatique et de commande numérique par ordinateur.

Données et information relative au soudage sur l'arbre hexagonal chez Dürr Anlagentechnik Zistersdorf


Photos / Sélection :






1 : À Zistersdorf, les techniciens utilisent le chariot avec balayage de la torche de soudage Fronius. Il exécute des cordons de soudage dès cinquante centimètres de long à l'aide de l'installation de soudage TransPuls Synergic 2700.



2 : Les techniciens de l'entreprise Dürr Anlagenbau, Zistersdorf, utilisent avec succès la solution semi-automatique pour le soudage d'un arbre hexagonal d'environ quatre mètres et demi en acier inoxydable de 10 mm.




3 : Les techniciens soudent l'arbre hexagonal, destiné à un montage dans une installation de peinture, à partir d'une tôle d'acier inoxydable préformé de 10 mm.



4 : La passe de fond et la passe de finition de la soudure répondent parfaitement aux critères de qualité du Descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS).


5 : L'arbre de 120 kg, d'une longueur de 4,45 m est fixé aux deux extrémités pour la réalisation du soudage. Tout au long du cordon de soudage, la pièce peut présenter une flexion de 5 mm.




6 : La passe de fond et la passe de finition de l'arbre hexagonal sont exécutées selon les normes de qualité et sont reproduites à la perfection.




7 : L'uniformité répétée des cordons de soudage et une amélioration significative de la qualité sont les avantages principaux du chariot FDV 22 MF avec balayage de la torche de soudage.


8 : La passe de fond est effectuée par balayage de la torche de soudage intégrée au chariot. La soudure ainsi réalisée ne nécessite aucun parachèvement et constitue une base plane pour la passe de finition.


9 : Peter Hanzlovic, directeur général, désigne le chariot Fronius FDV 22 MF avec fonction de balayage comme « le produit parfaitement adapté » aux opérations d'assemblage définies.
UtilisateurDürr Anlagenbau Ges.m.b.H
Dürrweg 2
A 2225 Zistersdorf
Tél. +43 (0)2532 25460
www.durr.com

Aurélie GOBIN
Division Soudage & chargeurs de batteries
Responsbale Marketing
Fronius France
ZAC du Moulin 8, rue du Meunier
BP 14061
95723 Roissy CDG Cedex / France

Tel : +33 (0)1 39 33 12 08
Fax : +33 (0)1 39 33 12 34
[email protected] / www.fronius.fr

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