Smart Production Taux de défaut minimal en soudage laser

John, vous avez travaillé pour des constructeurs automobiles traditionnels. Pourquoi vous concentrez-vous désormais sur les fabricants de batteries?

Le nombre de véhicules électriques augmente très rapidement, à raison d’environ 30 % par an. La transition des moteurs à combustion vers les véhicules électriques a entraîné des changements majeurs, en particulier au niveau des groupes motopropulseurs. Cela signifie que nous avons besoin de plus de moteurs et de batteries. Toutefois, nous ne disposons ni des capacités de production ni des technologies nécessaires pour répondre à la demande. C’est donc le moment idéal pour les ingénieurs en soudage de l’industrie automobile de se tourner vers les applications liées aux batteries.

Quelle est la plus grande différence entre le soudage dans l’automobile et celui des batteries?

Dans l’automobile traditionnelle, les pièces de grande taille sont soudées avec des tolérances relativement larges, en utilisant principalement le soudage par résistance par points et le soudage à l’arc. En revanche, les batteries sont principalement soudées par laser ou par ultrasons. Ces procédés nécessitent des cibles de soudage très précises et des tolérances plus strictes. La qualité des soudures est donc bien plus critique pour les batteries.

Quelle est la meilleure façon d’assurer la qualité des soudures sur les batteries ?

La technologie d'inspection précise de la qualité des soudures joue un rôle essentiel. Cependant, l'inspection seule ne suffit pas à améliorer la qualité des batteries. Il est nécessaire de minimiser les défauts en optimisant les processus de fabrication. C'est pourquoi la surveillance du processus est un complément idéal à l'inspection qualité.

Quelle est la différence entre la surveillance du processus et l'inspection qualité ?

La surveillance du processus se concentre sur les causes, c'est-à-dire les étapes de fabrication, tandis que l'inspection qualité analyse les résultats, à savoir les soudures finales. Dans la fabrication des batteries, chaque soudure est critique pour la sécurité et les performances. Une bonne solution d'inspection permet d’éviter la mise en circulation de produits défectueux, mais elle ne garantit pas une détection à 100 %. C’est pourquoi une solution supplémentaire est nécessaire : la surveillance du processus.

Pourquoi une solution spécifique est-elle requise pour la surveillance du processus ?

Les matériaux comme l'aluminium et le cuivre sont soudés au laser dans les batteries. En raison de leurs propriétés techniques, il est particulièrement difficile de détecter les défauts de soudure. Les inspections visuelles ne peuvent pas garantir une sécurité absolue.

De plus, le soudage laser s’effectue automatiquement dans une enceinte fermée. Sans surveillance du processus, il est impossible de savoir ce qui se passe pendant l’opération. Une fois l’appareil de surveillance installé, il devient possible d’observer précisément le déroulement du soudage.

Pouvez-vous nous donner un exemple d'utilisation efficace de la surveillance du processus en production de masse ?

J'ai travaillé avec plusieurs fabricants coréens de batteries sur la surveillance du processus pour diverses applications de soudage. Parmi mes nombreuses expériences, un exemple me vient à l'esprit : deux usines disposaient du même équipement. L'une était uniquement équipée d'un système d'inspection qualité, tandis que l'autre bénéficiait en plus d'une surveillance du processus. La première usine a continué à enregistrer un taux de défauts similaire, alors que la seconde a pu améliorer continuellement ses procédés grâce à la surveillance du processus. Résultat : le pourcentage de défauts a chuté de manière spectaculaire. Ce fut un grand succès.

Pouvez-vous expliquer les principes fondamentaux de la surveillance du processus ?

L'énergie optique intense du soudage laser génère un plasma induit par le laser ainsi que des émissions thermiques à partir du bain de fusion. En détectant ces signaux d'émission à l'aide de capteurs, nous pouvons observer la stabilité du processus. Le plasma du bain de fusion est surveillé par un capteur mesurant le spectre visible, tandis que l’émission thermique est contrôlée par un capteur mesurant le spectre infrarouge.

En analysant les modèles de signaux de surveillance enregistrés dans des conditions de soudage normales, il devient possible d'identifier les soudures anormales ou défectueuses. Le contrôle du processus repose sur des principes statistiques algorithmiques.

Le système de surveillance du processus peut-il également être utilisé pour l'inspection qualité ?

Excellente question ! La surveillance du processus et l'inspection qualité doivent être considérées comme deux processus distincts. Cependant, un système de surveillance du processus peut contribuer à stabiliser la production. Une fois le processus stabilisé, la variation du signal mesuré devient très faible dans des conditions normales. Dans ce cas, il est possible d'utiliser la surveillance du processus pour l'inspection qualité : les écarts détectés indiquent alors de manière fiable les défauts de qualité.

Quels sont les avantages de ce système pour les clients ?

Grâce à l'utilisation des systèmes de surveillance du processus et d'inspection qualité dans la production de batteries, le nombre de soudures défectueuses quittant l'usine peut être considérablement réduit. De plus, l'inspection manuelle n'est plus nécessaire, ce qui entraîne des économies de coûts considérables.

Un autre avantage est que lorsqu'une nouvelle ligne de production est mise en place, il faut généralement beaucoup de temps pour stabiliser le processus et atteindre une qualité et des performances normales. Nous avons constaté qu'avec la surveillance du processus, ce délai est réduit à un quart du temps habituel, car nous obtenons une vision précise du processus.

Votre entreprise, Monitech, propose-t-elle des solutions pour d'autres applications de soudage ?

Nous disposons d’un large portefeuille de solutions pour surveiller la qualité des soudures. Dans le domaine des applications pour batteries, nous proposons des solutions non seulement pour le soudage laser, mais aussi pour le soudage par ultrasons et le soudage par résistance.

Merci beaucoup pour cet entretien passionnant, John.