Assemblage vissé

Adapté aussi bien à la production qu'à la maintenance industrielle, la solution par ultrasons développée par la société Traxx permet de contrôler et de maîtriser en temps réel la qualité de tout assemblage vissé.

Le système électronique de mesure par ultrasons développé et commercialisé par la société Traxx utilise le principe qui consiste à mesurer l'élongation de la vis ou du goujon sous l'effet de la tension induite par le serrage. Le traducteur ultrasonore posé sur la tête de la vis ou du goujon agit tout d'abord comme un émetteur qui transforme l'impulsion électrique fournie par le système de mesure en une onde ultrasonore qui va se propager longitudinalement dans le matériau. Puis il recueille l'onde ultrasonore très affaiblie qui s'est réfléchie sur le fond de la vis, pour la transformer en un signal électrique qui sera traité par le système de mesure.

Cette opération est répétée plusieurs centaines ou milliers de fois par seconde. Lors de chaque "tir", le système de mesure chronomètre le temps écoulé entre l'émission de l'impulsion et le retour de son écho. C'est le principe du sonar, mais la grande vitesse de propagation des ultrasons (environ 5800 m/s dans l'acier) et la résolution recherchée sur l'allongement (quelques microns) nécessite une résolution de mesure du temps de l'ordre de la nanoseconde. Ainsi, ce temps mesuré par le système est appelé "longueur ultrasonore". Au repos, on mesure une longueur ultrasonore Li. Après serrage, on mesure une longueur ultrasonore Lf. L'élongation ultrasonore Lf - Li résulte de deux opérations : l'allongement mécanique de la vis et la diminution de la vitesse de propagation de l'onde ultrasonore due à la tension introduite dans le matériau. Généralement, l'effet du à la vitesse est largement prédominant, plus ou moins selon le matériau. Ces deux causes ne sont pas discernables par le système. Mais différents travaux de recherche, dont ceux du CETIM en France, ont montré depuis près de quarante ans que ces deux effets étant proportionnels à la tension, leur combinaison l'est également. Heureusement, car c'est ce qui rend la méthode applicable !

Le rapport de proportionnalité entre l'élongation ultrasonore mesurée, et la tension induite recherchée, va être établi par un étalonnage préalable de l'assemblage. Pour cela, une maquette représentative de l'assemblage (même type de vis/goujon et même longueur serrée) va être soumise à des efforts calibrés, par exemple sur une machine de traction. Pour chaque valeur de tension, mesurée par la machine de traction ou par un capteur de force, le système de mesure va enregistrer l'élongation ultrasonore correspondante. Le système calcule alors et enregistre le coefficient de proportionnalité K. Cette méthode prend automatiquement en compte la vitesse de propagation des ultrasons et ses modifications par la tension, sans qu'il soit utile de les connaître. Cette opération ne dure que quelques minutes et ne sera réalisée qu'une seule fois pour un type d'assemblage donné.

Des utilisations multiples

Présenté dans une petite mallette de faible encombrement, le Traxx M2-B est un appareil transportable étanche (IP64), qui fonctionne sur batterie avec plus de cinq heures d'autonomie. Bien qu'intégrant un PC industriel, il ne pèse que trois kilos et s'adapte à de multiples applications : mesures en desserrage, asservissement du serrage, mesures dynamiques en temps réel, surveillance continue... En plus, le Traxx M2-B permet d'atteindre, toutes causes d'erreurs confondues, une précision exceptionnelle, meilleure que 5 % sur la tension réelle d'un assemblage vissé, et jusqu'à 1 à 2 % quand les conditions sont particulièrement favorables.