Brevet FR2597603A1 — publié le 19871023

La présente invention concerne les techniques de contrôle et de mesure et a notamment pour objet un dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique. Elle est destinée en particulier à l'enregistrement magnétique des champs de défauts durant la défectoscopie magnétographique, par exemple lors du contrôle de la qualité des soudures. I1 existe un dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique, qui comporte un électroaimant bipolaire en U muni de quatre rouleaux, disposés par paires aux pôles 10 de l'aimant, et deux guides coopérant chacun avec une paire correspondante de rouleaux. En tant que guide, on utilise en général la surface de l'objet du contrôle, par exemple, en cas de contrôle de la qualité d'une soudure, la surface des plaques soudées. Le déplacement du dispositif d'aimantation 15 d'une zone de contrôle à une autre se heurte à de grandes difficultés dues aux irrégularités de la surface, aux gouttes de métal durcies à la surface durant le soudage, au gauchissement des plaques, à la couche meuble du flux, etc., ce qui diminue la précision du déplacement du dispositif rigoureusement le long des zones de contrôle. Outre cela, s'il faut déplacer le dispositif d'aimantation sur une surface ondulée ou une surface irrégulière analogue dont la grandeur des irrégularités est comparable avec le diamètre des rouleaux, il se produit des arrêts difficiles 25 à surmonter lorsque la masse de l'électroaimant est considérable (cf., certificat d'auteur URSS NO 315112, C1. int. GOI n 27/82 publié en 1971). Le but de l'invention est de créer un dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique, dont le moyen 30 de déplacement serait conçu de manière à permettre de n'appliquer que de faibles efforts pour le déplacement du dispositif d'aimantation d'une zone de contrôle à une autre, et ce, avec un haut degré de précision et avec une stabilité garantie du contact magnétique de l'électroaimant du dispositif 35 d'aimantation avec la surface de la zone de contrôle. Le but de l'invention est atteint du fait que le dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique, comportant un électroaimant bipolaire en U muni de quatre rouleaux disposés par paries aux pôles de l'électroaimant, et deux guides coopérant chacun avec la paire correspondante de rouleaux, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que les guides sont réalisés sous forme d'anneaux rigidement liés entre eux sous forme d'une "cage d'écureuil", et dont les surfaces intérieures coopèrent avec les surfaces extérieures des rouleaux. Afin d'assurer un contact périodique (égal au pas de contrôle) des pôles de l'électroaimant avec la surface de l'objet à contrôler, il est utile de monter les rouleaux sur les pôles de l'électroaimant à l'aide de demiaxes, réalisés à raison d'un sur chaque rouleau et avec décalage par rapport à l'axe de rotation du rouleau, les appuis des axes de rotation des rouleaux étant reliés entre eux par un -cadre rigide. Afin de régler la hauteur d'élévation de l'électroaimant durant le déplacement du dispositif d'aimantation, il est utile que les demi-axes soient montés sur lesdits rouleaux avec possibilité de modifier leur décalage par rapport aux axes des rouleaux. Afin de supprimer le glissement des rouleaux par rapport aux guides et d'élever la précision de leur déplacement, il est utile de réaliser une couronne dentée sur la surface intérieure de chaque anneau et une denture correspondante sur la surface extérieure de chaque rouleau pour assurer un engrènement mutuel des dents des rouleaux et des anneaux. Le dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographi30 que, réalisé conformément à l'invention, est facile à manier, et n'exige que l'application de faibles efforts pour son déplacement avec une haute précision d'une zone de contrôle à une autre, et ce, même sur des surfaces irrégulières, tout en assurant, entre les pôles de l'électroaimant et la surface de l'objet à contrôler, un contact stable et avec périodicité égale au-pas du contrôle. 3 2597603 L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre 5 d'exemples non limitatifs avec référence au dessin unique non limitatif annexé dans lequel: - la figure 1 représente une vue d'ensemble isométrique du dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique; - la figure 2 représente une vue à plus grande échelle, 10 suivant la flèche A de la figure 1; de l'endroit d'assemblage du rouleau au pôle de l'électroaimant; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, mais dans laquelle le décalage du demi-axe par rapport à l'axe de rotation du rouleau est égal à zéro. Le dispositif proposé d'aimantation pour contrôle magnétographiquereprésenté sur les figures 1 et 2, comporte un électroaimant 1 bipolaire en U, muni d'un circuit magnétique 2 et d'une bobine 3 branchée par l'intermédiaire d'un interrupteur 4 sur une source de tension 5. Chaque pôle de l'électroaimant 1 porte une paire de rouleaux 6. Les rouleaux 6 sont reliés aux pôles de l'électroaimant 1 à l'aide de demi-axes 7, à raison d'un pour chaque rouleau 6, et avec un décalage "a" par rapport aux axes propres 8 de rotation des rouleaux 6, et de paliers 25 de roulement 9 dont les bagues extérieures servent d'appui à l'électroaimant 1 par l'intermédiaire de consoles 10 rigidement fixées deux par deux à chaque pôle de son circuit magnétique 2. Les axes 8 de rotation des rouleaux 6 sont supportés en rotation par des paliers de roulement 11 montés 30 dans-un cadre 12 qui relie rigidement les appuis de rotation des quatre rouleaux 6. Deux guides annulaires 13 sont rigidement liés entrs eux sous forme d'une "cage d'écureuil" par une barre. Sur les rebords annulaires intérieurs des guides 13 il y a des saillies 15 qui fixent la position des 35 rouleaux 6 dans le sens de leurs axes 8. Les surfaces extérieures des rouleaux 6 et les surfaces intérieures des -;04 2597603 guides annulaires 13 présentent chacune une denture pour assurer leur engrènement mutuel. Les demi-axes 7 sont montés dans les rouleaux 6 avec possibilité de modifier le décalage "a"; à cet effet, dans le corps du rouleau 6, est prévu, par exemple, un logement auxiliaire 16 dont l'axe est décalé par rapport à l'axe 8 de rotation du rouleau 6 d'une valeur a1 / a. Sur la figure 3 est représentée une variante de disposition des rouleaux 6, dans laquelle ceux-ci sont disposés sans excentricité, le demi-axe 7 coincidant alors avec l'axe de rotation du rouleau 6. Il existe également une variante d'exécution du dispositif d'aimantation, dans laquelle les rouleaux 6 et les guides 16 sont dépourvus de denture. Le dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique, objet de l'invention, fonctionne de la façon suivante. Lors du contrôle magnétographique de l'objet, un flux magnétique est créé dans ce dernier, les lignes de force de ce champ magnétique étant disposés transversalement à la _; 20 direction de déplacement du dispositif d'aimantation le long de la zone de contrôle, par exemple perpendiculairement à la soudure. Quand le dispositif rencontre sur son chemin un défaut tel qu'une fissure, une coquille ou analogue, une partie des lignes de force magnétiques émergent à la surface de l'objet à contrôler en produisant un champ de dissipation qui est enregistré par une bande magnétique en contact avec la surface de l'objet à contrôler. Pour réaliser le contrôle magnétographique, on place le dispositif d'aimantation, objet de l'invention, sur la surface de l'objet à contrôler et on le branche sur le circuit de la source de tension 5 (figure 1). Ensuite on place le dispositif d'aimantation en position initiale au-dessus d'une soudure 17 à contrôler et on réalise l'aimantation d'un tronçon de la soudure 17 par l'électroaimant 1 en - 35 fermant l'interrupteur 4. Après l'opération d'aimantation, on débranche les enroulements 3 de l'électroaimant l on 2597603 déplace le dispositif d'aimantation jusqu'à une autre position, à une distance égale au pas de contrôle. A cet effet, on tourne les guides annulaires 13, les rouleaux 6 roulant alors sur les surfaces intérieures de ces derniers et agissant par les demi-axes 7 fixés sur eux (figure 2) et par l'intermédiaire des paliers de roulement 9, sur les consoles fixées rigidement au circuit magnétique 2. Comme les demiaxes 7 sont montés dans les rouleaux 6 avec une excentricité (décalage) "a", les demi- axes 7, lors de la rotation des 10 rouleaux 6 autour de leurs propres axes 8, décrivent dans l'espace des circonférences de rayon égal au décalage "a". L'effort apparaissant lors du déplacement des guides annulaires 13 le long de la soudure 17 peut être décomposé en deux composantes, l'une verticale et l'autre horizontale. 15 Grâce à la conception de la suspension de l'électroaimant 1 sur les rouleaux 6, c'est-à-dire du fait que le circuit magnétique 2 prend librement appui, par gravité, l'intermédiaire de ses consoles 10, sur les bagues des paliers 9 emmanchés sur les demi-axes 7, l'électroaimant 1 n'est soumis 20 qu'à l'action d'une seule composante, à savoir, la composante verticale. L'autre composante, c'est-à-dire la composante horizontale, n'agit pas sur l'électroaimant 1 parce que le palier 9 roule sur la console 10. C'est pourquoi, lors du roulement des guides annulaires 13 sur la surface de l'objet 25 à contrôler, l'électroaimant 1 se déplaçant en avant effectue en même temps un mouvement d'abord vers le haut et ensuite vers le bas jusqu'à son entrée en contact avec la surface à contrôler, sur une distance égale au pas de contrôle par rapport à la position initiale. Ce pas de contrôle dépend 30 du diamètre des rouleaux 6 et est facilement réglé en remplaçant les rouleaux 6 par des rouleaux d'un autre diamètre Lors du contact du circuit magnétique 2 de l'électroaimant 1 avec la surface à contrôler, les enroulements 3 de l'électroaimant 1 sont alimentés en tension. Ensuite, toutes 35 les opérations décrites sont répétées. Grâce au grand bras de levier, approximativement égal au diamètre des guides 6 2597603 annulaires 13, il est facile de déplacer même un dispositif d'aimantation de masse importante. Outre cela, la présence des guides annulaires 13 de grand diamètre permet d'ignorer, durant le mouvement, les irrégularités et les évidements sur la surface de roulement. En cas de présence, dans la zone de contrôle, de saillies adjacentes à des soudures à différentes couches de métal d'apport, il est facile, lors de l'utilisation du dispositif d'aimantation, objet de l'invention, le déplacement sans obstacles de ce dispositif 10 en plaçant les demi-axes 7 dans les logements à grand décalage par rapport aux axes 8 de rotation des rouleaux 6. Alors la valeur de la course de l'électroaimant 1 vers le haut augmente suivant la valeur de l'excentricité, ce qui permet de franchir l'obstacle lors du déplacement. La particularité de la variante examinée du dispositif d'aimantation est qu'un entrefer entre les pôles de l'électroaimant 1 et la surface à contrôler ne se forme que lors du déplacement du dispositif d'aimantation d'une position de contrôle à une autre, tandis qu'aux positions de contrôle, 20 les pôles de l'électroaimant 1 sont en contact avec la surface à contrôler, et il n'existe pas d'entrefer. La variante du dispositif représenté sur la figure 3 assure le déplacement du dispositif d'aimantation et la réalisation de l'opération d'aimantation 25 de l'objet à contrôler en présence d'un entrefer constant entre les pôles de l'électroaimant 1 et la surface de l'objet à contrôler. En ce cas, l'entrefer est déterminé par l'endroit de fixation des demi-axes 7 sur le circuit magnétique 2 et est choisi de manière à ce que l'aimantation de l'objetà contrôler soit optimale du point de vue de l'enregistrement des défauts sur bande magnétique. Cette variante du dispositif d'aimantation est la moins onéreuse et convient dans les cas o les articles à contrôler ont des parois minces faciles à aimanter. Dans ces cas, la présence d'un engrènement entre 35 les rouleaux 6 et les guides 13 n'est pas obligatoire, l'encombrement reduit et la faible masse de l'électroaimant 1 excluant le glissement relatif des rouleaux 6 et des guides 13. Les guides annulaires 13 peuvent être réalisés tant en matériau magnétique qu'en matériau non magnétique, ce qui dépend de la nature de l'objet à contrôler et du choix des conditions de contrôle. S'il faut déplacer le dispositif d'aimantation sur un plan incliné, l'utilisation des guides 13 en matériau préaimanté hautement coercitif permet, grâce à la fermeture des lignes de force magnétiques à 10 travers l'objet du contrôle, de maintenir le dispositif d'aimantation sur la trajectoire choisie. ::: : :::: : :: ::; V: :: A: : * H: D: es -: ::- d:: - -0 0 -:- u ::: à::: : : : - f a :. 5 : a 7: -: DUE;: : t -: -t :: 0 - f::: : 0. -: f: 0: D 0. f 1 0 À::: :: - - D :: % S: D 0 0 0 - 15 : A : 7:: d: 0 C X ô:: -:20: L'a,:: :: -: 7:: -: SV :. \ -: -,: : 25 : 'a: : 0: + : A:: ^^0E :: : 0 : D: : X : D:- D-0 L c: * i ::: à: 0 0: ': ::: : g R E V E N D I CA T I 0 N S 1. Dispositif d'aimantation pour contrôle magnétographique, du type comportant un électroaimant bipolaire en U (1) muni de quatre rouleaux (6) disposés par paires sur les pôles de l'électroaimant (1), et deux guides (13) coopérant chacun avec une paire de rouleaux (6), caractérisé en ce que les guides (13) sont réalisés sous forme d'anneaux rigidement liés entre eux sous forme de "cage d'écureuil" et dont les surfaces intérieures coopèrent avec les surfaces extérieures des rouleaux (6). 2. Dispositif d'aimantation conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux (6) sont montés sur les pôles de l'électroaimant (1) à l'aide de demi-axes (7) disposés à raison d'un sur chaque rouleau (6) et avec un décalage ("a") par rapport à son axe de rotation (8), les appuis des axes (8) de rotation de tous les rouleaux (6) étant rigidement liés entre eux. 3. Dispositif d'aimantation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les demi-axes (7) sont montés de telle manière sur les rouleaux (6) que leur décalage par rapport aux axes (8) de rotation des rouleaux (6) soit réglable. 4. Dispositif d'aimantation suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les surfaces intérieures des anneaux et les surfaces extérieures des rouleaux (6) comportent des dentures respectives pour l'engrènement desdits anneaux avec les rouleaux (6) correspondants.