FR3130985A1 - Device for non-destructive testing of the quality of welding of a shouldered pin to a piece of sheet metal through which it passes. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de contrôle (100) non destructif de la qualité de soudure d’un axe épaulé à une pièce de tôle qu’il traverse, caractérisé en ce qu’il comporte :- un bâti support (110) apte à assurer le maintien de ladite pièce de tôle dans au moins une position prédéfinie,- un fourreau de guidage (130) surplombant ledit bâti support (110) et apte à adopter une position verticale de service dans laquelle il se trouve à l’aplomb dudit axe épaulé,- un marteau monté coulissant dans ledit fourreau de guidage, et- un organe de verrouillage mobile entre une position de verrouillage dans laquelle il assure la retenue dudit marteau dans une position haute d’armement et une position de libération autorisant ledit marteau à chuter par gravité de sorte à venir impacter ledit axe épaulé. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3The invention relates to a device (100) for non-destructive control of the quality of welding of a shouldered pin to a piece of sheet metal which it passes through, characterized in that it comprises:- a support frame (110) able to maintaining said sheet metal part in at least one predefined position, - a guide sleeve (130) overhanging said support frame (110) and capable of adopting a vertical service position in which it is located directly above said axis shouldered,- a hammer mounted sliding in said guide sleeve, and- a locking member movable between a locking position in which it ensures the retention of said hammer in a high cocking position and a release position authorizing said hammer to fall by gravity so as to impact said shouldered axis. Figure to be published with abstract: Fig. 3
Description
La présente invention concerne d’une manière générale le contrôle de la qualité des points de soudure dans le domaine automobile.The present invention generally relates to the quality control of spot welds in the automotive field.
Elle vise plus particulièrement plus particulièrement un dispositif de contrôle non destructif de la qualité de soudure d’un axe épaulé à une pièce de tôle qu’il traverse.It is more particularly more particularly aimed at a device for non-destructive testing of the quality of welding of a shouldered pin to a piece of sheet metal through which it passes.
Lors de la fabrication de pièces de véhicules automobiles, ou dans d’autres domaines techniques tels que la construction, il est souvent nécessaire d’utiliser des soudures afin de rattacher les pièces métalliques ensemble. Ces soudures doivent être contrôlées afin de tester leur qualité et de déterminer si elles doivent être refaites ou non. Un grand nombre de techniques sont connues pour contrôler les soudures, qui dépendent du métal utilisé pour la fabrication des pièces, et/ou du métal utilisé pour la réalisation des soudures, ou encore de la facilité d’accès aux différents points de soudure.When manufacturing automotive parts, or in other technical fields such as construction, it is often necessary to use welds in order to join metal parts together. These welds must be checked in order to test their quality and determine whether they should be redone or not. A large number of techniques are known to control welds, which depend on the metal used to manufacture the parts, and/or the metal used to produce the welds, or even the ease of access to the various welding points.
Le document de brevet publié US 2004/0079156 A1 divulgue un dispositif de contrôle des points de soudure produisant des ultrasons, le dispositif étant monté sur une électrode de pince de soudage par points. Ainsi, le dispositif envoie puis réceptionne des ultrasons de la soudure à analyser. Selon la réponse reçue, la soudure est définie comme étant de bonne ou de mauvaise qualité. Mais un tel dispositif de mesure peut s’avérer difficile à utiliser, notamment en ce qui concerne le couplage à assurer avec la soudure et l’interprétation du signal obtenu.Published patent document US 2004/0079156 A1 discloses a spot weld monitoring device producing ultrasound, the device being mounted on a spot welding clamp electrode. Thus, the device sends and then receives ultrasound from the weld to be analyzed. Depending on the response received, the weld is defined as good or bad. But such a measuring device can prove to be difficult to use, in particular with regard to the coupling to be ensured with the weld and the interpretation of the signal obtained.
Le document de brevet publié FR 2 923 606 A1 divulgue un procédé de contrôle non destructif de points de soudure. Ce procédé utilise une ou plusieurs caméras pour quantifier la densité chromatique du point de soudure, le diamètre du halo autour du point de soudure, la surface de projection des rugosités, et/ou la surface développée des rugosités. Les valeurs obtenues sont alors comparées à un intervalle de valeurs de référence, réalisé avec des points de soudure de bonne qualité. Ce procédé a l’avantage de pouvoir contrôler un grand nombre de points de soudure simultanément, mais le matériel nécessaire à sa réalisation est coûteux et encombrant.The published patent document FR 2 923 606 A1 discloses a method for the non-destructive testing of spot welds. This method uses one or more cameras to quantify the chromatic density of the spot weld, the diameter of the halo around the spot weld, the projection surface of the roughnesses, and/or the developed surface of the roughnesses. The values obtained are then compared to an interval of reference values, produced with good quality spot welds. This process has the advantage of being able to control a large number of welding points simultaneously, but the equipment necessary for its realization is expensive and cumbersome.
On connait également du document brevet publié FR 3 101 948 A1 un appareil de contrôle non destructif de soudure comprenant un boîtier avec une portion d’extrémité comprenant une face de contact avec la soudure, un capteur de mesure des courants de Foucault disposé à la portion d’extrémité de ce boîtier, ainsi qu’un dispositif de traitement de signal connecté de manière opérationnelle avec le capteur et disposé dans le boîtier.Also known from published patent document FR 3 101 948 A1 is a non-destructive weld testing device comprising a housing with an end portion comprising a face in contact with the solder, an eddy current measurement sensor disposed at the portion end of this housing, as well as a signal processing device operatively connected with the sensor and disposed in the housing.
L’appareil de contrôle comprend, en outre, des moyens magnétiques disposés à la portion d’extrémité du boîtier et aptes à magnétiser la face de contact et à générer une force d’attraction de ladite face de contact avec ladite soudure.The control device further comprises magnetic means arranged at the end portion of the casing and able to magnetize the contact face and to generate a force of attraction of said contact face with said solder.
L’analyse des résultats, effectuée par un microprocesseur qui compare les résultats obtenus avec des valeurs de référence obtenues sur des points de soudure de bonne qualité, permettent un résultat directement affiché sur l’écran de contrôle, de manière rapide, efficace et facile à comprendre.The analysis of the results, carried out by a microprocessor which compares the results obtained with reference values obtained on good quality spot welds, allows a result directly displayed on the control screen, in a fast, efficient and easy to to understand.
Malheureusement, ces différentes techniques de contrôle ne peuvent pas être mises en œuvre pour contrôler la qualité de certaines soudures, notamment celles assurant la fixation d’un axe épaulé à une pièce de tôle qu’il traverse au niveau d’un orifice ménagé dans cette pièce de tôle.Unfortunately, these various control techniques cannot be implemented to control the quality of certain welds, in particular those ensuring the attachment of a shouldered pin to a piece of sheet metal that it passes through at the level of an orifice made in this sheet metal part.
En effet, dans un tel cas de figure, la fixation entre ces deux pièces est assurée par des points de soudure électriques réalisés au niveaux de bossages ponctuels saillant de la surface d’épaulement de l’axe épaulé, ce qui ne permet pas d’obtenir des résultats de mesure fiables.Indeed, in such a case, the fixing between these two parts is ensured by electric welding points made at the level of specific bosses projecting from the shoulder surface of the shouldered pin, which does not allow obtain reliable measurement results.
Le contrôle de la qualité de soudure d’un lot d’assemblages constitués de ces deux pièces est ainsi réalisé manuellement et de manière destructive sur un certain nombre de tels assemblages prélevés.Welding quality control of a batch of assemblies made up of these two parts is thus carried out manually and destructively on a certain number of such assemblies sampled.
Le procédé de contrôle consiste pour l’opérateur à venir frapper via un marteau à plusieurs reprises et de plus en plus fort sur le sommet de l’axe épaulé tout en maintenant la pièce de tôle sur un support, et ce jusqu’à la désolidarisation des deux pièces ou le déchirement de la pièce de tôle en périphérie de l’axe épaulé.The control process consists of the operator hitting with a hammer several times and more and more strongly on the top of the shouldered axis while maintaining the sheet metal part on a support, and this until the separation of the two parts or the tearing of the sheet metal part on the periphery of the shouldered pin.
La qualité de la soudure est alors généralement considérée comme conforme dès lors que cette tôle se déchire et non conforme dès lors que l’axe épaulé s’en désolidarise.The quality of the weld is then generally considered to be compliant when this sheet tears and not compliant when the shouldered pin separates from it.
Toutefois, lorsque cette pièce de tôle est constituée d’un acier à haute ou à très haute limite d’élasticité (HLE ou THLE), sa résistance à la déchirure est telle que le processus de contrôle se termine systématiquement par la désolidarisation de l’axe épaulé même si la qualité de la soudure est conforme.However, when this sheet metal part is made of a high or very high elastic limit steel (HLE or THLE), its resistance to tearing is such that the inspection process systematically ends with the separation of the shouldered pin even if the quality of the weld is correct.
Du fait de la force d’impact pouvant être appliquée sur l’axe épaulé, sa désolidarisation d’avec la pièce de tôle peut être en effet causée non pas par la rupture des points de soudure mais par la cassure des bossages saillant de la surface d’épaulement.Due to the impact force that can be applied to the clevis pin, its separation from the sheet metal part may in fact be caused not by the breakage of the weld points but by the breakage of the bosses protruding from the surface. shoulder.
Il existe ainsi un risque que le résultat du contrôle soit interprété de manière incorrecte par l’opérateur s’il ne vérifie pas systématiquement l’origine de la désolidarisation de l’axe épaulé.There is therefore a risk that the inspection result will be interpreted incorrectly by the operator if he does not systematically check the origin of the separation of the clevis pin.
La présente invention vise donc à améliorer la situation.The present invention therefore aims to improve the situation.
Elle propose à cet effet un dispositif de contrôle non destructif de la qualité de soudure d’un axe épaulé à une pièce de tôle qu’il traverse, caractérisé en ce qu’il comporte :
- un bâti support apte à assurer le maintien de ladite pièce de tôle dans au moins une position prédéfinie,
- un fourreau de guidage surplombant ledit bâti support et apte à adopter une position verticale de service dans laquelle il se trouve à l’aplomb dudit axe épaulé,
- un marteau monté coulissant dans ledit fourreau de guidage, et
- un organe de verrouillage mobile entre une position de verrouillage dans laquelle il assure la retenue dudit marteau dans une position haute d’armement et une position de libération autorisant ledit marteau à chuter par gravité de sorte à venir impacter ledit axe épaulé.To this end, it proposes a device for non-destructive testing of the quality of welding of a shouldered pin to a piece of sheet metal which it passes through, characterized in that it comprises:
- a support frame able to maintain said sheet metal part in at least one predefined position,
- a guide sleeve overhanging said support frame and capable of adopting a vertical service position in which it is located directly above said shouldered axis,
- a hammer mounted sliding in said guide sleeve, and
- A movable locking member between a locking position in which it ensures the retention of said hammer in a high arming position and a release position allowing said hammer to fall by gravity so as to impact said shouldered axis.
Le dispositif selon l’invention permet d’appliquer de manière répétable sur chaque dit axe épaulé impacté un même effort prédéfini correspondant à la résistance exigée de la soudure, de sorte à permettre d’obtenir systématiquement un résultat objectif indépendant de l’opérateur réalisant ce contrôle.The device according to the invention makes it possible to apply in a repeatable manner on each said shouldered pin impacted the same predefined force corresponding to the resistance required of the weld, so as to make it possible to systematically obtain an objective result independent of the operator carrying out this control.
La qualité de la soudure sera ainsi considérée comme conforme dès lors que l’axe épaulé ne se désolidarise pas de la pièce e tôle et non conforme dans le cas contraire.The quality of the weld will thus be considered as compliant when the shouldered pin does not separate from the sheet metal part and non-compliant otherwise.
Par ailleurs, le dispositif selon l’invention permet d’éviter tout risque de déchirement de la tôle de sorte que l’assemblage testé peut être réintégré dans la ligne de production.Furthermore, the device according to the invention makes it possible to avoid any risk of tearing of the sheet so that the tested assembly can be reintegrated into the production line.
Selon des caractéristiques préférées dudit dispositif de contrôle selon l’invention :
- ledit fourreau de guidage est monté articulé à pivotement entre ladite position verticale de service et une position basculée inclinée vis-à-vis de ladite position verticale de service suivant un angle obtus, de sorte à permettre d’assurer automatiquement par gravité le réarmement dudit marteau dans sa position haute ainsi que son verrouillage dans cette même position haute via ledit organe de verrouillage ;
- ledit dispositif comporte une poignée de préhension fixée rigidement audit fourreau et s’étendant selon une direction parallèle à son axe de pivotement ;
- ledit marteau comporte au moins une masse principale ainsi qu’un percuteur ménagé à son extrémité inférieure et destiné à venir impacter ledit axe épaulé ;
- ledit marteau comprend une pluralité de masses additionnelles ajoutables de manière amovible entre ledit percuteur et ladite masse principale ;
- ledit dispositif comporte des moyens de rappel élastique sollicitant en permanence ledit organe de verrouillage vers sa position de verrouillage ;
- ledit organe de verrouillage est monté pivotant sur ledit fourreau et comprend un crochet apte à coopérer dans sa position de verrouillage avec une rainure ménagée dans ledit marteau de sorte à assurer sa retenue en position haute d’armement ;
- ledit organe de verrouillage comprend également une gâchette d’actionnement reliée rigidement audit crochet ;
- ledit dispositif comporte un carter de protection fixé audit fourreau de guidage et enveloppant ladite gâchette d’actionnement à l’exception de son extrémité libre ; et/ou
- ledit bâti support comporte un manchon creux de contre-réaction agencé à l’aplomb de la position verticale de service dudit fourreau et prévu pour venir reposer contre ladite pièce de tôle sur le pourtour dudit axe épaulé.According to preferred characteristics of said control device according to the invention:
- said guide sleeve is mounted articulated to pivot between said vertical service position and a tilted position inclined vis-à-vis said vertical service position at an obtuse angle, so as to make it possible to ensure automatically by gravity the rearming of said hammer in its high position as well as its locking in this same high position via said locking member;
- Said device comprises a grip handle rigidly fixed to said sheath and extending in a direction parallel to its pivot axis;
- said hammer comprises at least one main mass as well as a striker provided at its lower end and intended to impact said shouldered axis;
- said hammer comprises a plurality of additional masses which can be added removably between said striker and said main mass;
- Said device comprises elastic return means permanently urging said locking member towards its locking position;
- Said locking member is pivotally mounted on said sheath and comprises a hook capable of cooperating in its locking position with a groove formed in said hammer so as to ensure its retention in the high cocking position;
- Said locking member also comprises an actuating trigger rigidly connected to said hook;
- Said device comprises a protective casing fixed to said guide sleeve and enveloping said actuating trigger with the exception of its free end; and or
- Said support frame comprises a hollow sleeve against reaction arranged plumb with the vertical service position of said sheath and provided to come to rest against said sheet metal part on the periphery of said shouldered axis.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :The description of the invention will now be continued with the detailed description of several embodiments, given below by way of illustration but not limitation, with reference to the appended drawings, in which:
Claims (10)
- un bâti support (110) apte à assurer le maintien de ladite pièce de tôle (10) dans au moins une position prédéfinie,
- un fourreau de guidage (130) surplombant ledit bâti support (110) et apte à adopter une position verticale de service dans laquelle il se trouve à l’aplomb dudit axe épaulé (20),
- un marteau (120) monté coulissant dans ledit fourreau de guidage (130), et
- un organe de verrouillage (140) mobile entre une position de verrouillage dans laquelle il assure la retenue dudit marteau (120) dans une position haute d’armement et une position de libération autorisant ledit marteau (120) à chuter par gravité de sorte à venir impacter ledit axe épaulé (20).Device for non-destructive control (100) of the quality of welding of a shouldered pin (20) to a piece of sheet metal (10) which it passes through, characterized in that it comprises:
- a support frame (110) able to maintain said sheet metal part (10) in at least one predefined position,
- a guide sleeve (130) overhanging said support frame (110) and capable of adopting a vertical service position in which it is located directly above said shouldered axis (20),
- a hammer (120) slidably mounted in said guide sleeve (130), and
- a locking member (140) movable between a locking position in which it retains said hammer (120) in a high cocking position and a release position allowing said hammer (120) to fall by gravity so as to coming to impact said shouldered pin (20).
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