Fig.1: Smart Welding Station P3 UHP avec tête de soudage fermée
pour le soudage orbital de tubes et raccords
Un besoin accru de soudure orbitale de haute qualité dans des environnements à haute et ultra-haute pureté
Le marché du semi-conducteur est actuellement soumis à d’intenses changements. Une demande accrue est générée par l’accélération de la numérisation, le développement de l'intelligence artificielle, de l’utilisation de plus en plus intensive de calculs, d’algorithmes et de l'Internet des Objets. Grâce à cette évolution technique en cours, des multinationales comme Intel, Samsung ou TSMC préparent la production commerciale de nœuds semi-conducteurs de 3 nm ; de même, IBM a récemment présenté son premier prototype de puce 2 nm. Pour réduire leur dépendance vis-à-vis des chaînes d'approvisionnement mondiales en semi-conducteurs, les entreprises chinoises, dont les techniques sont restées loin derrière celles de grandes entreprises internationales, tentent désormais de s'éloigner du rôle exclusif de fonderie.
Pour faire face aux besoins croissants, les installations de production existantes doivent être agrandies et de nouvelles usines de fabrication de semi-conducteurs doivent être construites. Une fabrication réussie de semi-conducteurs et de leurs équipements de fabrication nécessite un nombre important d'installations de salle blanche supplémentaires conformes aux normes de très haute pureté.
La pandémie mondiale a fortement impacté le développement de nouveaux produits pharmaceutiques. Ces derniers ont été ou sont toujours en cours de développement et doivent être produits. L’augmentation de capacité nécessaire, en particulier pour l'énorme quantité de vaccins, dépend également de la technologie avancée des salles blanches avec une adéquation UHP ou au moins de haute pureté.
Ces récents développements de produits ont conduit la société française Polysoude à lancer sa toute nouvelle Smart Welding Station P3 UHP (Fig.1) au début de cette année. Seulement 16 mois ont été nécessaires pour passer du cahier des charges de conception à la mise en production.
Pour la production de semi-conducteurs, un immense réseau constitué de nappes de tubes alimente en gaz et liquides ultrapurs les installations de salles blanches. Ces nappes servent à l'inertage, à la gravure et au rinçage ; pour la préparation des produits pharmaceutiques elles amènent de la vapeur et de l'eau exemptes de germes pour la stérilisation, à des fins de dilution et d'injection. Les tubes de haute qualité pour construire le réseau sont généralement assemblés par soudage ; les soudures doivent répondre à des exigences extrêmement strictes.
Fig.2: Installation de tuyauteries d’alimentation en gaz médical dans une clinique
Les fabricants d'équipements pour salles blanches et les fournisseurs de composants connexes tels que les tubes, vannes, raccords, etc. exécutent ces soudures dans leurs ateliers. Les constructeurs de salles blanches qui montent les installations finales doivent, eux, effectuer les soudures sur place (Fig.2). Quoi qu'il en soit, la qualité requise pour l’assemblage ne peut être atteinte que si toutes ces soudures sont fabriquées dans des conditions de salle blanche.
Le but ultime du concept P3 UHP est de mettre à disposition un équipement de soudage spécifique, exclusivement conçu et destiné à des fins de salle blanche. L'utilisateur final d'une salle blanche est bien conscient que la qualité des assemblages a des conséquences directes sur les résultats de sa propre production. Il attend donc des soudures parfaites attestées par une documentation complète et fiable. Le sous-traitant réalisant les soudures veille à ce que son équipement de soudage offre tous les prérequis pour réaliser les travaux UHP et HP requis de manière satisfaisante.
Nouveau poste de soudage intelligent P3 UHP, la réponse de Polysoude au soudage orbital, conçue sur mesure pour les environnements de haute et d'ultra-haute pureté.
La Smart Welding Station P3 UHP est conçue pour remplir ces tâches avec des têtes de soudage de type UHP 500 ou UHP 625. Ces têtes de soudage TIG orbital produisent des assemblages de qualité inégalée sans fissure, pore et rugosité ; leur chambre fermée offrant une parfaite protection gazeuse évite la teinte thermique des tubes et réduit les émissions de particules pour garder la salle blanche propre. Les têtes de soudage de type UHP refroidies au gaz permettent le soudage autogène de tubes de faible épaisseur et de diamètres compris entre 1,6 et 6,35 mm. Les soudures de précision nécessitant un réglage très fin, le courant de soudage peut être programmé par incréments de 1/10 A.
Avec un poids de seulement 17 kg, le générateur P3 UHP est la station de soudage automatique la plus légère du marché et peut être transportée sans équipement de levage. Avantage confortable en atelier mais particulièrement intéressant si elle est utilisée sur site.
Pour éviter la libération de particules supplémentaires, le refroidissement par liquide n'est pas souhaité dans les environnements de salle blanche d’autant qu’il n’est pas nécessaire pour faire fonctionner les têtes de soudage de type UHP. Cependant, si une augmentation des performances est nécessaire ou si des tubes de diamètres plus importants (jusqu'à 170 mm) doivent être assemblés, les têtes de soudage à chambre fermée refroidies par liquide de type MW deviennent incontournables. Dans ce cas, une unité de refroidissement séparée peut être ajoutée à la Smart Welding Station P3 UHP. Enfin, d'autres têtes de soudage orbital de Polysoude ou même d'autres fournisseurs sont également compatibles.
Fig.3: Contrôleur tactile sans fil pour le pilotage d’une ou plusieurs installations de soudage
Le soudage automatique garantit les meilleurs résultats si les procédures associées sont scrupuleusement respectées. Pour accompagner au mieux l'opérateur, la Smart Welding Station P3 UHP est dotée de plusieurs fonctionnalités. Par exemple, un lecteur de code-barres facilite l’identification du soudeur lui-même et ses habilitations, le gaz de soudage utilisé et les pièces. Puis il transmet les données au poste de soudage par wifi ou par câble alimentant ainsi la documentation du processus. Un autre exemple : une fois connectée au générateur, la tête de soudage est détectée automatiquement.
Les modes opératoires de soudage correspondant aux équipements choisis, venant de la bibliothèque intégrée à la mémoire de la Smart Welding Station, apparaissent sur un contrôleur tactile sans fil (Fig.3). Celui-ci s’utilise également pour ajouter ou compléter des données. Une fois la tête de soudage correctement positionnée, le cycle de soudage peut être démarré et contrôlé soit par le contrôleur tactile soit par une télécommande soit un ordinateur portable via LAN ou WLAN ou sur la tête de soudage elle-même. La progression en temps réel du cycle de soudage est affichée à l'écran et les valeurs instantanées des paramètres de soudage sont enregistrées en même temps.
À la fin du cycle, un rapport de soudage est immédiatement disponible et s’édite au moyen de l'imprimante intégrée. Pour la traçabilité et l'assurance qualité, les données peuvent également être transférées vers le réseau de l'entreprise par Ethernet ou en wifi, le protocole DHCP WEB étant pris en charge. De plus, la Smart Welding Station P3 UHP est conçue pour s’intégrer dans le réseau d’une Smart Factory ; elle s'interface parfaitement via le protocole OPC-UA entrant ainsi dans le processus de l’Industrie 4.0.
Complétée par une large gamme d'accessoires, la Smart Welding Station P3 UHP est le produit adéquat pour l’assemblage de tubes ou de raccords d’une qualité inégalée satisfaisant voire dépassant même les spécifications les plus strictes. Sa conception dédiée aux activités de salle blanche facilite les tâches de l'opérateur. Ses différentes configurations permettent à l'utilisateur de choisir l'installation la plus adaptée à son environnement UHP ou HP. Préparée pour entrer dans l’ère de l'industrie 4.0 et pourvue des éléments communicants pour s’intégrer dans un réseau, l'équipement devient un investissement durable.
Pour plus de renseignement : www.polysoude.com ou info@polysoude.com ou info@polysoude.com
Découvrez les solutions de soudage intelligent Polysoude Ultra Haute Pureté (UHP).
Article sur la Smart Welding Station P3 UHP à découvrir sur le magasine Machine-Outil, pages 28 à 30.
DR.- Ing. Jürgen Krüger
Ingénieur en soudage
Polysoude SAS
