Station de soudage intelligente P3 UHP pour la soudure orbitale en salle blanche

Abb.1 : Station de soudage intelligente P3 UHP avec tête de soudage à chambre fermée
pour le soudage orbital de tubes et de raccords. / Fig.1 : Station de soudage intelligente P3 UHP avec tête de soudage à chambre fermée
pour le soudage orbital de tubes et de raccords.

Abb.2 : Installation de conduites pour gaz médicaux dans une clinique. / Fig.2 : Installation sur site pour les conduites de gaz médical dans un hôpital.

Abb.3 : Contrôleur à écran tactile sans fil pour piloter une ou plusieurs stations de soudage intelligentes. / Fig.3 : Contrôleur à écran tactile sans fil pour piloter une ou plusieurs installations de soudage intelligentes.

Le marché mondial des produits semi-conducteurs est depuis un certain temps en pleine mutation. Les tendances liées à la numérisation croissante, à l'intelligence artificielle, aux ordinateurs haute performance et à l'Internet des objets entraînent une demande fortement accrue. Dans le cadre d'une évolution technologique constante, Intel, Samsung et TSMC travaillent à la planification de la production commerciale de circuits intégrés en 3 nm, tandis qu'IBM annonce la finalisation d'un prototype en technologie 2 nm. Les fabricants chinois, qui ont encore beaucoup à rattraper par rapport aux entreprises internationales leaders en matière de technologie de pointe, font de grands efforts pour enfin réduire leur dépendance aux chaînes d'approvisionnement internationales.

Pour faire face à la demande exponentielle croissante, il est nécessaire d'étendre les installations existantes et de construire de nouvelles usines de fabrication de semi-conducteurs. Il est impératif de disposer de capacités supplémentaires en salles blanches, capables de répondre aux exigences HP (High Purity) ainsi qu'aux exigences UHP (Ultra High Purity).

Sous l'influence de la pandémie actuelle, une multitude de nouveaux médicaments doivent être testés et produits, en particulier pour la préparation des vaccins nécessaires en quantités énormes, ce qui nécessite suffisamment de salles blanches conformes aux normes UHP ou au moins HP.

Pour pouvoir faire face résolument aux éventuels goulots d'étranglement dans ce domaine, la société française Polysoude a regroupé ses activités de recherche et développement et, après seulement 16 mois, a lancé sur le marché la Smart Welding Station P3 UHP (Fig.1).

Dans le domaine de la production de semi-conducteurs, des réseaux de tubes étendus sont nécessaires pour alimenter les installations en gaz et liquides de haute pureté pour l'inertage, ainsi que pour le nettoyage et le rinçage, tandis que dans la fabrication de médicaments, on utilise principalement de la vapeur et de l'eau stérile pour la stérilisation, la dilution et l'injection. Les raccords de soudure présents dans ces réseaux de distribution doivent répondre aux exigences les plus strictes.

Les fabricants d'équipements de salles blanches ou des composants nécessaires tels que tuyaux, vannes, raccords, etc., peuvent effectuer les soudures dans leurs usines de fabrication, tandis que les travaux de soudure lors de la construction des salles blanches ne peuvent être réalisés que sur le chantier (Fig.2). Dans tous les cas, la qualité des raccords ne peut être assurée que si tous les travaux de soudure sont effectués dans des conditions de salle blanche.

Lors du développement de la P3 UHP, l'objectif était de créer un équipement spécifiquement adapté aux besoins de la soudure en salle blanche. Le gestionnaire d'une salle blanche sait parfaitement que la qualité de la soudure a un impact direct sur la qualité de ses produits finis et n'attend donc pas seulement des joints parfaitement réalisés, mais exige également une documentation complète et fiable. Les entreprises chargées des travaux de soudure veillent à ce que leurs équipements de soudure disposent de toutes les conditions nécessaires pour satisfaire aux spécifications UHP ou HP.

La Smart Welding Station P3 UHP a été conçue pour fonctionner avec les pinces de soudure fermées UHP 250, UHP 500 et UHP 625. La soudure orbitale TIG (WIG) garantit des joints sans fissures ni pores avec une surface extrêmement lisse, tandis que les pinces orbitale à gaz cannelé offrent une protection parfaite contre les couleurs d'oxydation, assurant des raccords sans coloration et contribuant à maintenir la salle blanche propre grâce à une émission de particules réduite. Les pinces de soudure UHP refroidies à l'air permettent de souder par emboîtement des tuyaux à paroi fine sans matériau d'apport, avec des diamètres pouvant varier entre 1,6 et 6,35 mm. Une soudure précise nécessite des réglages précis, c'est pourquoi le courant de soudure peut être programmé par pas de 1/10 A.

Avec un poids de seulement 17 kg, la Smart Welding Station P3 UHP est la source de courant la plus légère sur le marché pour la soudure automatisée, ce qui offre déjà des avantages considérables en atelier, mais est indispensable lors d'une utilisation sur le chantier.

En raison des émissions supplémentaires de particules, les équipements refroidis à l'eau sont souvent mal tolérés dans un environnement de salle blanche ; en revanche, les pinces de soudure UHP refroidies à l'air ne posent pas de problème à cet égard. Cependant, lorsque la productivité doit être accrue ou que des diamètres de tuyaux plus importants jusqu'à 170 mm sont nécessaires, les pinces orbitale à gaz refroidies à l'eau de type MW sont utilisées, et la station de soudure est équipée d'une unité de refroidissement externe. Pour continuer à utiliser des composants existants, il est possible d'utiliser toutes les pinces orbitale Polysoude avec la station de soudure, ainsi que la plupart des pièces de rechange courantes de fabricants tiers en pleine capacité.

Les procédés de soudure automatisés ne peuvent garantir des résultats fiables que si les opérations sont strictement respectées. L'équipement de la Smart Welding Station permet d'aider largement l'opérateur dans sa tâche. Il a été démontré que le contrôleur tactile sans fil spécialement conçu pour cette tâche est bien supérieur à une télécommande classique ou même à une tablette ordinaire (Fig.3). Compact, clair et facile à utiliser, il permet un accès simultané à plusieurs stations de soudure intelligentes équipées de pinces connectées. Les régulateurs de débit pilotés par logiciel pour le gaz de protection et le gaz de formation peuvent être réglés précisément par bouton rotatif, les valeurs étant affichées en continu sur l'écran.

L'identité de l'opérateur, le type de gaz de protection utilisé et la pièce elle-même peuvent être facilement lus via un scanner de codes-barres et transmis à la station de soudure intelligente via WiFi ou filaire. Le type de pince de soudure est automatiquement reconnu dès que les connexions appropriées sont établies.

Les instructions de soudure adaptées à chaque application sont stockées dans une base de données et apparaissent sur l'écran, ne nécessitant qu'une mise à jour avec les données actuelles. Après avoir serré la pince de soudure, le cycle de soudure peut être lancé, soit via le WTC, une télécommande, un PC via LAN ou WLAN, ou même depuis les éléments de commande intégrés à la pince. La progression du cycle de soudure peut alors être suivie en temps réel sur l'écran, avec les valeurs actuelles des paramètres de soudure affichées en continu.

Un rapport peut être imprimé immédiatement après la soudure via l'imprimante intégrée. Pour la traçabilité et la sécurité qualité, les données peuvent être transférées via LAN ou WLAN dans le réseau de l'entreprise, le protocole DHCP WEB étant pris en charge. La station de soudure intelligente P3 UHP est également parfaitement équipée pour les applications de Smart Factory, avec des interfaces adaptées aux processus Industrie 4.0 et supportant le protocole OPC-UA.

L'acquisition d'une Smart Welding Station P3 UHP n'est pas seulement un investissement à l'épreuve du futur, mais aussi une étape vers l'avenir. Avec une large gamme d'options et d'accessoires, il est possible de configurer une installation de soudure sur mesure pour pratiquement toutes les applications de salle blanche spécifiques au client, permettant de satisfaire voire de dépasser les spécifications les plus exigeantes. Grâce à son design convivial, le soudeur est durablement soutenu dans ses tâches, ce qui élimine pratiquement les erreurs de manipulation. La compatibilité Industrie 4.0 et les interfaces pour tous les processus possibles complètent l'équipement, de sorte qu'aucune exigence de l'utilisateur ne reste sans réponse.