Brevet FR2963023A1 — publié le 20120127

L'invention est relative à un procédé pour anticiper le risque de défauts dans un revêtement déposé par projection thermique. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Il est connu de déposer sur un substrat métallique (par exemple une pièce en acier ou en titane) un revêtement par un procédé de projection thermique qui consiste à introduire dans un jet de gaz chauds de fines particules d'un matériau (par exemple du carbure de tungstène) pour simultanément fondre ou ramollir les particules et les accélérer en vue de les projeter à l'état fondu sur le substrat métallique. Il arrive parfois que les particules s'agglomèrent entre elles ou que des impuretés (débris d'usure du chalumeau, calamine) se mêlent aux particules, conduisant à la formation d'agglomérats qui, compte tenu de leur taille, ne sont pas entièrement fondus. Ces agglomérats impactent le substrat et dans certains cas rebondissent, mais dans d'autres cas s'incrustent dans le revêtement en cours de dépôt, donnant lieu à une irrégularité du revêtement. Lors de l'usinage ultérieur, ces agglomérats peuvent s'arracher du revêtement et y former des trous qui imposent de décaper le revêtement pour le refaire. Ces reprises augmentent considérablement le coût et le délai de réalisation de la pièce finie. Qui plus est, le défaut ne se voit en général qu'après usinage, de sorte que le cycle de fabrication de la pièce s'est déroulé pratiquement jusqu'à son terme avant que le défaut ne soit détecté. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un procédé pour anticiper le risque de défauts dans un revêtement déposé par projection thermique. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé pour anticiper le risque de défauts dans un revêtement déposé sur un substrat métallique par des moyens de projection thermique de particules comportant un organe de chauffage et d'accélération pour faire fondre et projeter les particules à l'état fondu ou ramolli sur le substrat. Selon l'invention, le procédé comporte les étapes de prendre des images des particules lors de leur projection sur le substrat et de détecter sur ces images une éventuelle trace lumineuse divergente de traces lumineuses correspondant à un trajet normal des particules en sortie des moyens de projection. Cette trace divergente est très probablement causée par un agglomérat qui, du fait de son poids, n'acquiert pas la même accélération que les autres particules. Cet agglomérat suit donc une trajectoire différente de celle des autres particules. La présence de la trace lumineuse d'une telle trajectoire trahit la formation d'un agglomérat et fait suspecter un risque que cet agglomérat ait impacté la surface du substrat et s'y soit collé. Si une telle trace est détectée, il suffit de procéder à l'inspection de la pièce dans la zone concernée par l'impact du jet de particules fondues pour vérifier si oui ou non un défaut a été formé à la surface du revêtement et risque de donner lieu à un trou après usinage. Ainsi, la détection du risque de défaut se fait beaucoup plus en amont dans le cycle de fabrication de la pièce, et il est moins onéreux de décaper et refaire le revêtement à ce stade de la production, alors que la pièce n'a pas encore été usinée. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit des figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'une installation de revêtement par projection ; - la figure 2 est une image prise par la caméra illustrée à la figure 1, montrant les trajectoires d'agglomérats divergeant des trajectoires des autres particules. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES On a choisi ici de décrire l'invention en relation avec un dispositif de projection thermique à flamme simple, comportant une torche 1 dans laquelle on amène un carburant 2a (par exemple du kérosène) et un comburant 2b (par exemple de l'oxygène). Une bougie ou tout autre dispositif d'allumage permet de provoquer la combustion de l'ensemble, ce qui provoque une expulsion de gaz chaud à des vitesses importantes. Des particules fines 3 de poudre, par exemple du carbure de tungstène, sont amenées dans le jet de gaz chauds de la tuyère 4 de la torche pour être fondues et projetées contre un substrat métallique à revêtir, par exemple ici une pièce en acier 5. La torche 1 est montée solidaire d'un support mobile 6 déplaçable en regard d'une partie déterminée de la pièce de façon à recouvrir ladite partie à l'aide des particules fondues et projetées. Le support mobile peut par exemple être constitué par le poignet d'un bras manipulateur. La position de la torche par rapport à la pièce ainsi que la zone d'impact sur la pièce des particules sont connues à tout instant, par exemple par l'utilisation de capteurs de déplacement associés au support mobile. Une caméra 7, de préférence solidaire du support mobile 6 ou de la torche 1 et se déplaçant donc de concert avec la torche 1, prend en permanence des images du jet de gaz et de particules fondues à la sortie de la tuyère 4 de la torche 1. La surface de la pièce 5 est recouverte d'un revêtement formé par l'impact des particules fondues. La surface 5 est ici recouverte par un mouvement de balayage de la torche 1 en regard de la surface de la pièce 5. Alternativement, si la pièce est cylindrique on peut faire tourner la pièce sur son axe pendant que la torche se déplace longitudinalement. Comme visible à la figure 2, les images prises par la caméra 7 montrent des traits lumineux rapprochés 10 formant la trace du jet de particules en sortie de la tuyère. Ces traces forment une forme fixe, facilement identifiable sur l'image, par exemple au moyen d'un logiciel de reconnaissance de forme. Cependant, sur certaines images, il apparaît des traces lumineuses 11 qui divergent fortement par rapport aux autres traces. Ces traces lumineuses divergentes 11 signent presque certainement la formation d'un agglomérat d'impuretés et de particules partiellement fondues qui est beaucoup plus lourd que les particules fondues, et qui présente donc une trajectoire distincte des autres particules du fait de son inertie plus importante. Connaissant l'instant où cette image a été prise, il est facile d'en déduire, à partir de la connaissance à cet instant de la position de la torche 1 par rapport à la pièce 5, la zone d'impact 12 de la surface de la pièce 5 susceptible d'avoir reçu cet agglomérat. De préférence, on mettra en oeuvre un algorithme de reconnaissance spécialement adapté à détecter sur les images prises les traces divergentes 11. Cet algorithme est relativement simple, puisqu'il suffit de repérer une enveloppe des trajectoires normales des particules formant le jet de particules, puis de détecter toute trace lumineuse sortant de cette enveloppe. Cette enveloppe peut être repérée soit par calibration avant usage de la torche, soit au début de chaque opération de revêtement. A chaque détection d'une trace divergente suspecte, le temps de prise de vue et la position relative de la torche par rapport à la pièce est enregistrée. Il est alors très facile d'associer la région de la pièce susceptible d'avoir reçu l'agglomérat ayant provoqué cette trace. Selon une première variante du procédé de l'invention, l'opération de revêtement est immédiatement interrompue dès détection d'une trace suspecte, en vue d'une inspection visuelle de la région de la pièce 5 susceptible d'avoir reçu l'agglomérat associé. Si la trace n'est pas due à un agglomérat, ou si l'agglomérat n'a fait que rebondir sans s'incruster dans le revêtement en formation, l'opération de revêtement peut alors reprendre. Si au contraire l'agglomérat s'est incrusté dans le revêtement en formation, des opérations adaptées sont mises en oeuvre pour enlever cet agglomérat, comme par exemple une abrasion ou un décapage. L'opération de revêtement est alors reprise en repassant sur la zone traitée. Selon une deuxième variante du procédé, les instants d'apparition sur les images de traces divergentes (et les positions d'impact correspondantes) sont mises en mémoire, et l'opération de revêtement continue jusqu'à son terme. La pièce est inspectée après revêtement de la pièce, au moins au niveau de la ou des régions susceptibles d'avoir reçu des agglomérats. Si besoin, une retouche des zones concernées est effectuée. Ainsi, la détection et l'élimination des défauts dues à des agglomérats se fait selon l'invention soit simultanément, soit immédiatement après le dépôt sur la pièce 5 du revêtement. La pièce ainsi traitée peut être alors usinée en toute confiance, sans risque qu'un agglomérat collé à la surface de la pièce 5 saute lors de l'usinage et donne lieu à un trou dans le revêtement. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que le procédé de l'invention ait été ici décrit en relation avec une torche à gaz permettant une projection par flamme, le procédé n'est pas limité à l'utilisation de ce type de moyens de projection, mais englobe tout moyen adapté à projeter des particules fondues, par exemple des moyens de projection HVOF, à arc, à détonation ... REVENDICATIONS1. Procédé pour anticiper le risque de défauts dans un revêtement déposé sur un substrat métallique (5) par des moyens de projection thermique de particules (3) comportant un organe de chauffage et d'accélération (1) pour faire fondre et projeter les particules à l'état fondu ou ramolli sur le substrat, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de prendre des images (100) des particules lors de leur projection sur le substrat et de détecter sur ces images une éventuelle trace lumineuse divergente (11) de traces lumineuses (10) correspondant à un trajet normal des particules projetées en sortie des moyens de projection thermique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en réponse à la détection d'une trace lumineuse divergente, la zone d'impact (12) probable sur le substrat métallique d'un agglomérat ayant causé cette trace lumineuse divergente est estimée à partir de la connaissance des positions relative des moyens de projection et du substrat métallique (5). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la projection est immédiatement arrêtée et la zone d'impact est inspectée. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel un évènement correspondant à ladite détection est mis en mémoire, la ou les zones d'impact du ou des divers agglomérats détectés étant inspectées à l'issue de l'opération de revêtement.