Valk Welding: 2003

Valk Welding a livré deux installations robotisées à la société Caltax Marine Diesel B.V. de Kruiningen (Pays-Bas), spécialiste du reconditionnement de pièces de moteurs diesel marins. Ces installations fournissent des pièces de soupapes usées, des sièges et des têtes de pistons pour soupapes avec une nouvelle couche d’usure. Les temps de réglage peuvent être largement réduits en remplaçant le soudage semi-automatique par un soudage robotisé entièrement automatique utilisant le système de programmation hors ligne DTPS, également fourni par Valk Welding. Ainsi, Caltax Marine Diesel B.V. a pu améliorer encore sa position sur ce marché où la concurrence est féroce.

Caltax Marine Diesel B.V. fait partie de la holding Traas van Houte et reconditionne des moteurs diesel marins pour des sociétés de navigation. Caltax dispose de plusieurs agents en Europe, en Asie et aux États-Unis. Les moteurs, souvent très volumineux (10 ou 12 cylindres et une puissance atteignant parfois 100 000 pk/909200 l) sont démantelés sur le site. Les soupapes, sièges et pistons, etc. partiellement usés sont ensuite transportés à Kruiningen où démarre un programme de réparations intensif. Au bout du compte, cela revient moins cher que de les remplacer par des pièces neuves, à condition que le reconditionnement soit effectué par des experts.

Caltax Marine Diesel B.V. jouit d’une excellente réputation internationale qui s’appuit sur une expérience de vingt ans, des collaborateurs expérimentés et (détail d’importance) un parc de machines de grande qualité. La société possède entre autres dix installations de soudage à l’arc sous flux en poudre et quatre unités de rechargement dans lesquelles les pièces usées de soupapes et de sièges  reçoivent un nouveau revêtement en acier résistant à la chaleur. Des unités d’usinage, de tournage et d’alésage volumineuses sont utilisées pour usiner avec précision des soupapes, des sièges et des pistons.

Débit de chaleur critique
Le reconditionnement démarre par un décapage au jet des pièces démantelées. La pièce est ensuite inspectée et les mesures critiques sont prises pour déterminer l’étendue de l’usure et identifier les réparations à effectuer. Ces mesures servent de base au devis. La réparation démarre ensuite par l’ablation des parties brûlées. Grâce au soudage à l’arc sous flux en poudre et au soudage MIG avec fil d’apport massif, de nouvelles couches d’acier résistant à la chaleur sont appliquées sur les soupapes et les sièges, et sur la partie supérieure des pistons (têtes de pistons).

Habituellement, les soupapes sont fabriquées en RVS 307. La couche de rechargement est composée d’acier inoxydable AISI 307 ou Inconel 625. Ce dernier présente une haute résistance à la chaleur. C’est pourquoi il est utilisé sur demande pour recharger les têtes de piston. Dans ce cas, on applique d’abord une couche d’acier, puis la pièce est dégrossie et une couche d’Inconel 625 d’environ 5 mm d’épaisseur est appliquée. Lors du soudage sous flux en poudre, il est important que le débit de chaleur ne dépasse pas une certaine limite. Un débit de chaleur excessif entraîne la formation d’une trop grande contrainte et lorsque la pièce est remontée dans le moteur, la force de choc risque de provoquer des fissures et avec toutes leurs conséquences.

En ce qui concerne le savoir-faire et l’expérience, le contrôle du débit de chaleur est un point critique capable de faire la différence entre deux sociétés de reconditionnement. Pour le revêtement des pistons et des soupapes, un recuit sans contrainte est une étape suivante nécessaire. Les pièces sont ensuite correctement mesurées par tournage, alésage, perçage des canaux de refroidissement, etc., suivi d’une vérification finale. La dernière étape concerne le montage (c’est à dire l’application des goujons, etc.), puis les pièces sont prêtes pour le transport.

Un énorme gain de temps
Récemment, Caltax Marine Diesel B.V. a investi dans deux installations robotiques pour le rechargement de nouvelles couches d’usure afin de donner  une seconde vie à diverses pièces de moteurs diesel marins. Les installations sont identiques et consistent en un robot VR-006L de Panasonic et un manipulateur pour des pièces jusqu’à 2500 kg. D’après le directeur Jaap Weber, grâce à ces installations, une nouvelle couche d’acier inoxydable peut être appliquée sur les soupapes et les sièges, et pour les pistons, une nouvelle couche d’acier est rechargée sur la face supérieure.

L’application de la couche d’Inconel 625 sur les têtes de piston est également effectuée par un robot. Par le passé, cela était fait de manière semi-automatique, en utilisant entre autres un chariot de soudage Bug-O et une table de dégrossissage. Bien que la qualité des résultats de cette méthode  soit satisfaisante, le procédé lui-même était assez fastidieux. Le réglage de chaque nouvelle pièce prenait énormément de temps. La pièce concernée devait être serrée dans le mandrin plusieurs fois pour chaque traitement. 

Par exemple, une soupape est maintenant scannée au moyen d’un bras de mesure pour dresser la carte de son contour. En un rien de temps, le contour réel apparaît à l’écran. Grâce au système de programmation et de simulation hors ligne DTPS, nous définissons les nouveaux contours. Puis le programme de soudage est généré et envoyé au robot. C’est tout ! La soupape est rechargée en une seule action, explique Weber.

La courte durée de réglage, un seul serrage, et le cycle de service élevé (environ 98%, alors qu’avec le soudage semi-automatique, il était d’environ 60%) sont synonymes d’un énorme gain de temps, ce qui augmente la compétitivité. En outre, la procédure, y compris la programmation hors-ligne, est considérée comme une amélioration sensible des conditions de travail. C’est pourquoi nous poursuivrons l’automatisation des robots à l’avenir.

Selon, Weber, l’assistance de Valk Welding, en particulier l’application pratique du logiciel DTPS est une importante valeur ajoutée. L’existence de cette assistance a joué un rôle important dans le choix de Valk Welding parmi les trois sociétés en course pour la commande. S’ils s’étaient contentés de nous vendre un ou deux robots et de nous dire: débrouillez-vous, il n’y aurait jamais eu de transaction. À présent, nous avons le sentiment de travailler ensemble sur ce projet, même pour l’alimentation en fil et en gaz.

(Source: Roestvaststaal no. 2 / mars 2003)