Profil inox soudé au laser pour bras robotisé d’assemblage aéronautique
Dans la production aéronautique, les systèmes mécaniques qui déplacent et positionnent les composants pendant l’assemblage fonctionnent dans des conditions exigeantes. L’une de ces applications concernait un bras robotisé linéaire conçu pour manipuler des composants dans un bain d’acide, un environnement corrosif qui excluait d’emblée l’acier au carbone. La section structurelle servant de bras robotisé devait allier des soudures à pleine pénétration, des tolérances serrées de forme, de rectitude et de vrillage, ainsi qu’une résistance à l’acide pendant toute sa durée de service. Montanstahl a conçu et produit pour Boeing aux États-Unis un profil creux spécial sur mesure soudé au laser en acier inoxydable 304L, dont la géométrie de section a été spécifiquement conçue pour répondre aux exigences structurelles et d’installation du système robotisé.
Une section conçue autour du robot, et non l’inverse
La géométrie requise était un profil creux rectangulaire avec une courte aile latérale en saillie et des épaisseurs de paroi différentes entre les âmes et les deux ailes. Cette section asymétrique et composée n’existe dans aucun catalogue standard : elle a dû être conçue de zéro pour satisfaire à la fois les charges structurelles du bras et les exigences d’interface mécanique pour le montage des composants du robot. L’acier inoxydable 304L était le seul matériau capable de répondre aux exigences de résistance à la corrosion d’un fonctionnement continu dans un bain d’acide, tout en offrant la soudabilité et l’intégrité de surface nécessaires à une section fabriquée avec précision.
Soudage laser à pleine pénétration pour des tolérances serrées sur une section complexe
La combinaison de soudures à pleine pénétration et de tolérances serrées de forme, de rectitude et de vrillage a fait du soudage laser la seule filière de production viable pour cette section. Les procédés de soudage à l’arc conventionnels apportent trop de chaleur pour des sections à parois minces de cette géométrie, entraînant des déformations impossibles à corriger sans compromettre l’intégrité dimensionnelle. Le procédé de soudage laser utilisé par Montanstahl offre la zone affectée thermiquement étroite et la géométrie de cordon précise nécessaires pour tenir les tolérances spécifiées sur toute la longueur de chaque barre. Le profil fini mesure 198 x 130/140 x 5 x 10/20 mm, les différentes épaisseurs de paroi de la section assemblée reflétant la différenciation structurelle entre les âmes porteuses et les ailes.
Contexte d’application
Ce projet s’inscrit dans le segment industrie manufacturière de Montanstahl, où des profils spéciaux soudés au laser sont spécifiés pour l’automatisation industrielle, les systèmes robotisés et les applications de mécanique de précision nécessitant des géométries de section sur mesure et des tolérances dimensionnelles serrées. Lorsqu’une application associe des conditions de fonctionnement corrosives à une géométrie fonctionnelle impossible à obtenir avec des sections standard, le soudage laser à partir de tôle inoxydable est la filière de production qui rend le composant possible. Montanstahl conçoit des sections sur mesure de ce type pour des clients de l’industrie manufacturière et de l’aérospatiale dans le monde entier.