Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
Les jauges à courants de Foucault permettent de mesurer l'épaisseur d'un revêtement sur laminations rapidement, mais ils ne constituent pas forcément l'outil le plus adapté à tous les travaux de laminage. Le principal problème réside dans le support. De nombreux moteurs, générateurs et tôles de transformateur sont fabriqués en acier magnétique, tandis que les jauges de revêtement à courants de Foucault standard sont souvent conçues pour mesurer des revêtements non conducteurs sur des métaux conducteurs non magnétiques.
Dans le cas de l'acier électrique magnétique, l'induction magnétique constitue souvent le principe le plus direct pour mesurer l'épaisseur du revêtement. Les méthodes par courants de Foucault peuvent certes fonctionner dans certaines configurations, notamment avec des sondes adaptées et une validation appropriée, mais elles ne doivent pas être considérées comme des solutions « prêtes à l'emploi ».
La réponse concrète est assez simple : choisissez le principe de mesure en fonction du substrat, validez-le sur le matériau de laminage concerné, effectuez les mesures avant l'empilement dans la mesure du possible, et ne confondez jamais l'épaisseur du revêtement avec les performances d'isolation.
C'est la version « propre ». La version « de terrain » est plus compliquée.
Une couche de laminage est fine. Elle ne mesure parfois que quelques micromètres. On a donc tendance à la sous-estimer.
Le revêtement permet de séparer les tôles métalliques au sein d'un empilement. Cette séparation réduit les chemins de courant interlaminaires, favorise l'isolation électrique, limite la corrosion et influe sur la constitution de l'empilement. Si le revêtement est trop fin, des courts-circuits locaux peuvent se produire entre les lamelles. S'il est trop épais, le facteur d'empilement peut diminuer, car la partie de la hauteur de l'empilement constituée d'acier magnétique utile est alors réduite.
Il existe également un cas intermédiaire délicat : le revêtement semble globalement acceptable, mais il est fragile au niveau des bords poinçonnés, des bavures, des fentes ou des zones de pression. C'est souvent là que les défaillances apparaissent. Pas, bien sûr, au centre d'un échantillon d'essai plat. Mais généralement au niveau de la partie du stratifié que personne n'a mesurée.
Un appareil de mesure à courants de Foucault utilise une bobine de sonde alimentée en courant alternatif. La sonde génère un champ électromagnétique. Lorsque la sonde s'approche d'un matériau de base conducteur, ce champ induit de petits courants de Foucault dans le métal.
Le revêtement modifie la distance entre la sonde et le substrat conducteur. Cette variation de distance modifie le signal de la sonde. L'appareil de mesure convertit ce signal en épaisseur de revêtement.
Cette explication s'applique à de nombreux cas simples : un revêtement non conducteur recouvrant une base conductrice non magnétique.
Les laminages ne sont pas toujours si simples que ça.
L'acier électrique est conducteur et magnétique. Son comportement magnétique influe sur le signal de la sonde, parfois de manière importante. Un appareil de mesure peut indiquer un décollement du revêtement, la perméabilité du substrat, des effets liés à l'épaisseur de la tôle, la rugosité de surface, ou une combinaison de ces quatre facteurs. La valeur affichée peut sembler stable, mais il se peut tout de même que la mesure ne corresponde pas à la réalité.
C'est un aspect que de nombreux guides sur l'épaisseur des revêtements ont tendance à passer sous silence, mais qui revêt pourtant une grande importance.
Pour les revêtements de laminage, le principe de mesure doit être choisi en fonction de la combinaison de matériaux : revêtement et substrat.
| État du support et du revêtement | Méthode généralement appropriée | Pourquoi | Avertissement principal |
|---|---|---|---|
| Revêtement non conducteur sur un métal conducteur non magnétique | Courants de Foucault | La sonde détecte le décollage de la base conductrice | Ce n'est pas le cas habituel pour les lamelles d'acier électrique |
| Revêtement non conducteur sur de l'acier magnétique | Induction magnétique | La sonde détecte la distance par rapport à une base ferromagnétique | À valider de préférence à l'aide d'échantillons de laminage réels |
| Revêtement très fin sur de l'acier magnétique électrique | Induction magnétique ou dispositif spécialisé et validé à courants de Foucault | Les variations d'épaisseur minimes sont sensibles aux erreurs d'étalonnage | Ne vous fiez pas uniquement à l'étalonnage d'usine |
| Revêtement conducteur ou semi-conducteur | Méthode spécialisée ou vérification des références | Les hypothèses standard peuvent s'avérer erronées | Vérifier à l'aide de données d'essais de section transversale, de masse ou électriques |
| Pile de feuilles laminées finies | Mesure de surface limitée uniquement | L'état du revêtement intérieur n'est pas visible | Les mesures externes ne permettent pas de prouver l'isolation interlaminaire |
Une erreur courante consiste à se demander : “ Un appareil de mesure à courants de Foucault peut-il mesurer cela ? ”
La meilleure question est la suivante : Quelle réponse électromagnétique cet appareil utilise-t-il réellement, et cette réponse a-t-elle été validée sur cet acier électrique revêtu ?
Les jauges à courants de Foucault sensibles à l'amplitude peuvent être affectées par les variations de perméabilité des substrats magnétiques. Les instruments sensibles à la phase ou à double méthode peuvent distinguer certains effets, mais uniquement dans la plage pour laquelle ils ont été conçus. L'induction magnétique constitue souvent le point de départ le plus sûr pour les revêtements non magnétiques sur des lamelles ferromagnétiques.
Cela dit, ne vous fiez pas uniquement à la théorie. Vérifiez par vous-même.
Un coupon plat et non perforé, c'est facile. Un coupon perforé et plastifié, c'est moins pratique. Une pile de coupons finis, c'est encore pire.
Les stratifications posent plusieurs problèmes de mesure à la fois :
Une mesure effectuée sur la face extérieure apparente d'une pile ne permet pas de savoir ce qui s'est passé entre les feuilles situées à l'intérieur. Elle ne donne des informations que sur la surface accessible. Cela peut être utile. Mais ce n'est peut-être pas suffisant.
Pour le contrôle du processus, mesurez les lamelles séparées, les bandes enduites à l'arrivée, les échantillons poinçonnés ou les coupons témoins. Si la pièce est déjà empilée, interprétez la mesure avec prudence. Ne partez pas du principe que l'appareil voit à travers la pile.
Avez-vous besoin de connaître l'épaisseur du revêtement par face ? La contribution totale du revêtement à la hauteur de l'empilement ? L'épaisseur locale minimale après le poinçonnage ? L'épaisseur moyenne du revêtement sur la tôle à l'entrée ?
Ce sont là des questions différentes. Une spécification vague telle que “ vérifier l'épaisseur du revêtement ” donne lieu à des données d'inspection de mauvaise qualité. L'opérateur risque de mesurer le centre. Le client peut s'intéresser au bord. La pile peut présenter un défaut à un autre endroit.
Voici à quoi ressemble une instruction plus appropriée :
“ Mesurer l’épaisseur du revêtement sur les lamelles non assemblées avant leur empilage, aux emplacements indiqués, à au moins 5 mm des bords coupés, sauf si une inspection des bords est spécifiée. Indiquer la valeur moyenne, la valeur minimale, la valeur maximale, l’écart, le principe de mesure, la référence d’étalonnage et le nombre d’échantillons. ”
Ce n'est pas très sophistiqué. Mais ça prête moins à confusion.
L'étalonnage doit correspondre le plus fidèlement possible à la situation réelle :
Pour les revêtements minces, un léger écart peut entraîner une erreur importante. Quelques micromètres suffisent à déterminer si un lot est acceptable ou non. L'étalonnage en usine ne suffit pas lorsque le substrat est magnétique et que la tolérance est serrée.
Utilisez des feuilles de référence ou des échantillons dont vous connaissez les caractéristiques, mais assurez-vous qu’ils soient bien à plat. La poussière, les traces de graisse, les plis et l’inclinaison de la sonde peuvent générer des données erronées qui semblent pourtant correctes.
Empiler les éléments permet de dissimuler des preuves.
Une fois que les lamelles ont été comprimées, emboîtées, soudées, collées ou vernies, l'épaisseur du revêtement résulte d'une combinaison de facteurs tels que le contact mécanique, les interstices d'air, le contact avec les bavures et la pression d'assemblage. L'appareil de mesure ne peut pas distinguer tous ces éléments de l'extérieur.
Les points de contrôle les plus utiles sont généralement les suivants :
En cas de litige ultérieur avec un client, les échantillons conservés s'avèrent précieux. Ils vous fournissent un élément mesurable qui n'a pas été enfoui à l'intérieur de la carotte.
Des vérifications aléatoires ne permettent d'obtenir qu'une certitude aléatoire.
Créez une carte. Utilisez les mêmes points à chaque fois. Incluez les zones centrales, les zones périphériques et les zones à risque connues. Si une mesure des bords est nécessaire, effectuez-la séparément de la mesure normale de la surface, car le comportement de lecture près des bords peut varier.
Une carte d'inspection simple peut comporter :
Il ne faut pas les regrouper toutes dans une seule moyenne sans tenir compte du contexte. Les données relatives aux zones périphériques et celles concernant les surfaces ouvertes apportent des réponses à des questions différentes.
L'épaisseur moyenne peut masquer le problème.
Un revêtement présentant plusieurs points de faible épaisseur à proximité des bavures peut tout de même afficher une valeur moyenne satisfaisante. Un revêtement trop épais dans les zones à faible risque peut nuire au facteur d'empilement sans pour autant améliorer l'isolation là où cela compte vraiment.
Indiquez au moins :
La valeur minimale est souvent la première que les ingénieurs examinent. La moyenne n'est pas inutile. Elle n'est simplement pas suffisante.
| Symptôme | Cause probable | Ce qu'il faut vérifier en premier | De meilleures mesures correctives |
|---|---|---|---|
| Des lectures qui ponctuent la journée | Température, usure de la sonde, décalage d'étalonnage, pression exercée par l'opérateur | Vérifier à nouveau le zéro et les échantillons de référence | Ajouter des contrôles de vérification programmés |
| Les valeurs sont élevées près des bords | Effet de bord, bavures, sonde mal positionnée | Comparer séparément les mesures prises en bordure et au centre | Utiliser un retrait de bord défini ou une microsonde validée |
| Les valeurs sont inférieures aux prévisions | Couche trop fine, mauvais réglage du support, métal apparent, revêtement endommagé | Comparer avec un échantillon enduit dont les caractéristiques sont connues | Vérifier à l'aide d'une coupe transversale ou d'un échantillon témoin |
| Les mesures convergent vers un même point | Inclinaison de la sonde, rugosité, salissures, contact instable | Nettoyez la surface et utilisez un support de sonde | Ajouter un dispositif de fixation ou un guide de contact |
| D'un côté, la lecture est différente | Véritable déséquilibre de revêtement ou effet lié au sens du processus | Mesurez les deux côtés avec la même configuration | Suivre les données spécifiques à chaque côté de la piste |
| Bonne épaisseur mais mauvaise isolation | Fissures, piqûres, contamination conductrice, courts-circuits dus à des bavures | Effectuer un essai d'isolation de surface ou un essai de résistance interlaminaire | Considérez l'épaisseur et l'isolation comme des paramètres distincts |
| Le facteur d'empilement a changé, mais l'épaisseur semble normale | Compression, répartition du revêtement, hauteur des bavures, planéité du laminage | Comparer les mesures de la hauteur de la pile et celles des pièces en vrac | Ajouter des contrôles de bavures et de planéité |
La différence n'est pas négligeable.
Un revêtement peut être épais et fissuré. Il peut être fin et continu. Il peut sembler en bon état au centre et présenter des défauts près du bord d'une fente. L'épaisseur permet d'expliquer le comportement de l'isolation, mais elle ne le prouve pas.
Pour les tôles magnétiques, la mesure de l'épaisseur doit être associée à des essais liés à l'isolation lorsque l'application l'exige. La résistance d'isolement en surface, la résistance interlaminaire, le comportement en cas de claquage et les contrôles post-traitement peuvent mettre en évidence des problèmes qui échapperaient à un mesureur d'épaisseur.
L'épaisseur répond à une question : Quelle quantité de revêtement semble-t-il y avoir ?
Les essais électriques posent une autre question : La surface laminée assure-t-elle toujours l'isolation dans des conditions données ?
Ces deux questions ont leur place dans un plan qualité rigoureux.
Commencez par le système de matériaux. Pas par le nom du produit. Ni par la résolution d'affichage.
Posez-vous les questions suivantes avant de choisir un manomètre :
Pour la plupart des revêtements non conducteurs appliqués sur des lamelles magnétiques, l'induction magnétique doit être prise en compte en priorité. Les méthodes par courants de Foucault peuvent être valables, mais elles doivent être validées sur la pièce réelle. Si le revêtement est conducteur ou si la géométrie est complexe, ne partez pas du principe que l'une ou l'autre de ces méthodes fonctionne sans avoir effectué de tests de corrélation.
Utilisez ce processus pour le contrôle de la production :
Oui, mais uniquement lorsque l'appareil de mesure, la sonde, le substrat, le revêtement et l'étalonnage sont adaptés. Les appareils de mesure de revêtement à courants de Foucault standard sont généralement plus simples à utiliser sur des substrats conducteurs non magnétiques. Les lamelles d'acier électrique étant magnétiques, la méthode doit être validée avec soin.
Pour les revêtements non conducteurs appliqués sur de l'acier électrique magnétique, l'induction magnétique constitue souvent la méthode la plus directe. Les techniques par courants de Foucault peuvent encore s'avérer efficaces dans certains cas particuliers, mais leur précision ne doit pas être considérée comme acquise sans tests de corrélation.
Les bords de coupe peuvent perturber le champ de la sonde. Ils peuvent également présenter des bavures, des rebords, de l'acier à nu, un revêtement fissuré ou des déformations locales. Ces effets peuvent fausser la mesure, même lorsque le revêtement situé à l'écart du bord est stable.
Vous pouvez mesurer les surfaces extérieures accessibles, mais cela ne permet pas de déterminer l'épaisseur du revêtement ni l'état de l'isolation entre les feuilles internes. Pour un contrôle efficace du revêtement, mesurez les feuilles non assemblées ou les échantillons de référence avant l'empilage.
Non. Un revêtement plus épais peut améliorer la séparation dans certains cas, mais il peut réduire le facteur d'empilement et ne pas permettre de remédier aux fissures, aux courts-circuits dus aux bavures ou à la contamination. L'objectif doit être une plage d'épaisseur contrôlée, étayée par des données sur les performances d'isolation.
Mesurez des échantillons de référence connus, fabriqués à partir du même substrat et du même système de revêtement. Comparez ensuite les valeurs indiquées par l'appareil de mesure à celles obtenues à l'aide d'une méthode de référence fiable, telle que la mesure de la section transversale, le calcul de l'épaisseur du revêtement en fonction de la masse ou un essai d'isolation électrique convenu.
L'épaisseur ne garantit pas la continuité. Des fissures, des piqûres, des résidus conducteurs, des bords endommagés ou des bavures peuvent créer des chemins électriques même lorsque l'épaisseur moyenne du revêtement semble acceptable.
Il n'existe pas de nombre universel. Effectuez suffisamment de mesures pour rendre compte des variations sur l'ensemble de la pièce. Une carte fixe comportant des points centraux, périphériques et situés dans la zone à risque est préférable à quelques mesures aléatoires.
Indiquez le nombre d'échantillons, les emplacements de mesure, la moyenne, la valeur minimale, la valeur maximale, l'écart, le principe de mesure, la taille de la sonde, la méthode d'étalonnage, le type de substrat, la face revêtue et l'état de la pièce. Si des mesures sur les bords sont incluses, indiquez-les séparément.
La mesure de l'épaisseur du revêtement sur les tôles laminées ne se résume pas à simplement poser une sonde sur l'acier et à enregistrer une valeur.
Le substrat peut être magnétique. Le revêtement peut être très fin. Le bord peut être endommagé. L'empilement peut masquer les véritables points de contact. La jauge peut être précise, mais ne pas convenir à la pièce.
Utilisez des jauges à courants de Foucault lorsque cela est approprié. Recourez à l'induction magnétique lorsque la combinaison de matériaux l'exige. Validez la méthode sur des échantillons de stratifiés réels. Traitez les données relatives aux bords séparément. Associez les contrôles d'épaisseur à des tests d'isolation lorsque les performances sont cruciales.
Un empilement stratifié présente généralement des signes avant-coureurs avant de provoquer une défaillance plus grave. Une meilleure mesure de l'épaisseur du revêtement vous aide à détecter ces signes tant que les pièces sont encore mesurables.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
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