SELF INDUCTION Surveillez en temps réel vos paramètres de chauffage par induction.

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Henri Laurent
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1 SELF INDUCTION Surveillez en temps réel vos paramètres de chauffage par induction. PROCESS ELECTRONIC - METALLO CORNER Journées nationales de l A3TS Du juin 2015 àst Etienne Emmanuel JEANGUYOT / Alexandre FLEURENTIN 1

2 1. Applications et description du chauffage par induction. Applications Intérêts Rappels de phénomènes physico-métallurgiques 2. Procédés spéciaux : La nécessité dans Suivi Qualité Process. Procédés spéciaux Description des paramètres à surveiller 3. SELF INDUCTION, un outil de qualité dédié à votre outil de production. Description de l outil 2

Procédés spéciaux : La nécessité dans Suivi Qualité Process.

3 1) Intérêts et applications de l induction L apport de l induction dans le monde industriel : Durcissement superficiel par chauffage par induction suivi d une trempe martensitique. => Renforcement de la tenue en fatigue. Opération de revenu par induction => relaxer les contraintes et adoucir la structure. Traitement de Relaxation des joints soudés dans les équipements sous pression (chaudronnerie / secteur énergie) Technique de chauffage/de brassage au niveau des fours de fonderie Mise en forme : Cintrage par induction Chauffage des lopins de forge Techniques d assemblages : Soudage par induction (tube soudé) Brasage par induction Frettage par induction Collage assisté par induction Exemples de pièces chauffées par induction durcies superficiellement : Engrenages, Pignons, Roulements, Vilebrequins, Arbres - Cames, Tripodes, couteaux, joints à billes, 3

Traitement de Relaxation des joints soudés dans les équipements sous pression (chaudronnerie / secteur énergie) Technique de chauffage/de brassage au niveau des fours de fonderie Mise en forme :

4 1) Intérêts et applications de l induction Pour l ensemble de ces applications, le chauffage par induction est utilisé: Pour la localisation de sa chauffe, Pour son adaptation en ligne au sein d une cellule de production, Pour son efficacité énergétique, Pour ses temps de monté en température très rapides. 4

sa chauffe, Pour son adaptation en ligne au sein d une cellule de production,

5 1) Intérêts et applications de l induction Rappels de phénomènes physico-métallurgiques : Loi de Faraday : => Toute variation de flux à travers un circuit fermé donne naissance à un courant induit. Loi de Lentz : => Le sens du courant induit est tel que les effets qu il produit s opposent à la cause qui lui donne naissance. L effet Joule : L échauffement est directement proportionnel à la résistance ohmique du corps parcouru par le courant. 5

Loi de Lentz : => Le sens du courant induit est tel que les effets qu il produit s opposent à la cause qui lui

6 2) Procédés spéciaux La nécessité dans Suivi Qualité Process Point Qualité: Le chauffage par induction est classédans les «Procédés dits spéciaux». Définition NADCAP : «Les procédés spéciauxdésignent les procédés qui ne peuvent pas être vérifiés par une surveillance ou une mesure effectuée a posterioriet pour lesquels les déficiences n apparaissent qu une fois le produit en usage.» => La conformitédes résultats ne peut être entièrement assurée qu en contrôlant le procédé. (cf. normes et référentiels AMS NADCAP). => Les non conformités: défauts ou anomalies peuvent être «cachés». Il faut maîtriser les paramètres pour les éviter et/ou disposer des moyens de leur détection. Section 3.16 of CQI-9 Special Process: Heat Treat System Assessment calls for the following data monitoring from an induction heat process: The heat treatershall control the energy or power for each part. A signature monitor for each machine is preferred. A signature monitor gives the energy unit (voltage, kilowatt, etc.) vs. time or distance (for scanning systems). An energy monitor or equivalent is acceptable if approved by the authorized customer representative 6

apparaissent qu une fois le produit en usage.» => La conformitédes résultats ne peut être entièrement assurée qu en contrôlant le procédé. (cf. normes et référentiels AMS NADCAP).

7 2) Procédés spéciaux La nécessité dans Suivi Qualité Process Point Qualité: Principaux défauts en trempe superficielle après chauffage par induction. - Duretéde surface non conforme => Impact Procédés chauffe + trempe / => Matériaux - Profondeur de durcissement non conforme => Impact Procédés chauffe + trempe - Grossissement de grains trop important => Impact Procédé chauffe - Tapures => Impact Procédés chauffe + trempe / => Matériaux 7

- Duretéde surface non conforme => Impact Procédés chauffe + trempe / => Matériaux - Profondeur de

8 2) Procédés spéciaux La nécessité dans Suivi Qualité Process Paramètres à surveiller d un système inductif : Générateur Onduleur Transformateur Condensateur Système Inducteur / Pièce Système de refroidissement - Puissance - Rapport de transformation - Tension - Nombre de condensateurs - Courant connectés - Fréquence - Temps ou vitesse de défilé - Etat inducteur - Etat des posages - T C mesurée par pyrométrie - % polymère - T C du bain - Débits douches - Etat des douches et fixation 8

transformation - Tension - Nombre de condensateurs - Courant connectés - Fréquence - Temps ou vitesse de défilé - Etat

9 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production SELF INDUCTION Monitoring de vos paramètres d induction 9

10 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production Comment connaître précisément quelle doit être la valeur de chacun des paramètres à chaque instant du cycle? => COURBES ETALONS Enregistrement des paramètres durant le cycle de traitement sur une ou plusieurs piècesétalons contrôlées systématiquement. Puis validation du cycle si la pièce est OK.

=> COURBES ETALONS Enregistrement des paramètres durant le cycle de traitement sur une

11 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production Quels sont les paramètres Enregistrés et Surveillés? Puissance Tension Fréquence Température Débit douche Température d eau Température lue par pyrométrie Vitesse de défilement Tout autre signal de la machine qui peut être mesuré.

Puissance Tension Fréquence Température Débit douche Température d eau

12 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production Comment gérer les différentes références de pièces? => La gestion des RECETTES permet : De créer, copier, modifier et sauvegarder une recette spécifique pour chaque référence de pièce avec tolérances & courbes étalons. De saisir les tolérances et le nombre d écarts consécutifs autorisés pour chaque paramètre. De visualiser graphiquement les tolérances et courbes étalons Enveloppe Tolérances Limite zone de Surv. / Unité Zone Tol. Fin Cycle / Tps Début Surv. / Tps Fin Surv. / Tps

avec tolérances & courbes étalons. De saisir les tolérances et le nombre d écarts consécutifs autorisés pour chaque paramètre.

13 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production Comment sont détectées / signalées les pièces OK ou HS? => Par la surveillance de tous les paramètres afin : de contrôler que chaque mesure en temps réel (10ms) reste dans l enveloppe définie par les tolérances et/ou dans les limites définies de la recette. Si plusieurs mesures consécutives sortent de l Enveloppe / Limites, alors l alarme est générée. => Signalisation visuelle, sonore et électrique : Visuelle sur l écran SELF-INDUCTION Electrique pour la machine (contacts secs): Ctrl OK Alm Enveloppe Alm Limite Balise lumineuse et sonore

tolérances et/ou dans les limites définies de la recette.

14 Quelle traçabilité? => Rapport de fabrication : 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production A chaque lot de pièces traitées, un rapport de fabrication est créé et contient : L entête du rapport (configurable) avec commentaires avant et après fabrication Les paramètres de recette utilisés. Le nombre de pièces bonnes / HS. Les courbes enregistrées de tous les paramètres pour chacune des pièces Indique pour chaque pièce si un défaut est apparu ou non. Le logiciel permet l impression très facile des rapports de fabrication au format PDF.

fabrication est créé et contient : L entête du rapport (configurable) avec commentaires avant et après fabrication Les paramètres de

15 Pour quelles machines? => CONFIGURATION : 3) Un outil de qualité dédié à votre outil de production Le module configuration permet à l utilisateur d adapter très simplement le logiciel en fonction de la machine à connecter. A partir du moment où des valeurs peuvent être relues par connexion électrique, alors n importe quelle machine peut être connectée et ses paramètres surveillés. Plusieurs scénarios (logiques) de fonctionnement (départ/fin, Pièce OK/HS) sont disponibles en fonction des besoins de réaction des machines connectées.

très simplement le logiciel en fonction de la machine à connecter.

Protherm9800 Self-Induction HT-Tools Régulation & Automatisme Régul.

16 Traçabilité & Archivage Pilotage & Enreg. - Supervision, Planning, etc. - Monitoring - Simulation Traitements Rapports, Courbes, Statistiques Protherm9800 Self-Induction HT-Tools Régulation & Automatisme Régul. T & Atmosphère Régul. Débit Automatisme Capteurs Oxygène Oxygène Nitruration Mesure H2/Diss. CO/CO2/CH4 Mesure Débit

17 Plus d informations? => Venez nous rendre visite! MERCI POUR VOTRE ATTENTION STAND 72

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