Étanchéité et soudure laser : quel contrôle pour vos pièces ?
Dans le secteur médical comme dans l’aéronautique, il est fréquent de devoir fabriquer des pièces industrielles ou des sous-ensembles étanches. Il est alors question d’empêcher la circulation de fluides ou de particules, vers l’intérieur comme vers l’extérieur des pièces. De par sa précision, la soudure laser est une technique d’assemblage qui garantit l’imperméabilité d’un implant ou d’un composant électronique… mais qu’entend-on par étanchéité en matière de soudage laser, et quelles sont les méthodes de contrôle ?
L’étanchéité absolue, ça n’existe pas !
L’étanchéité, c’est avant tout un idéal vers lequel on tend. Estimer l’étanchéité d’un sous-ensemble revient donc à mesurer le taux de fuite de son enveloppe, exprimé en mbar.l/s. L’unité de la norme est le Pa.m3.s-1 qui vaut 10 mbar.l.s-1 : plus le taux est faible, plus la pièce est considérée comme étanche.
Par ailleurs, le taux de fuite est toujours défini en lien avec un élément précis : étanchéité à l’eau, à l’air, au vide, à la poussière… Le taux de fuite varie donc selon le critère pris en compte, de 10-2 mbar.l/s pour l’eau, à 10-10 mbar.l/s pour l’ultra-vide. Son calcul est lié au diamètre des éventuelles ouvertures à l’origine de la fuite. Par exemple, 1 µm pour une étanchéité aux bactéries exige un taux de fuite inférieur à 10-4 mbar.l/s. En dessous de 10-12 mbar.l/s, la mesure du taux de fuite est très compliquée à mettre en œuvre.
Quelques méthodes de contrôle d’étanchéité dans l’industrie
Avec la soudure laser, il est possible d’obtenir une très bonne étanchéité des pièces à leur environnement. Différents tests permettent de contrôler l’herméticité des pièces après usinage.
La détection de fuite par gaz traceur
Cette première technique consiste à projeter de l’hélium sur le joint de soudure tout en faisant le vide. Elle nécessite donc la présence d’une ouverture dans la pièce. S’il y a un défaut d’étanchéité, l’hélium ressort. Il s’agit d’une méthode locale parfaite pour identifier des fuites sur des petites pièces !
Le reniflage et le ressuage à l’hélium
En cas d’absence d’ouverture, une méthode établie sur la norme MIL-STD-883 – comme si les normes de la soudure laser ne suffisaient pas ! – remplace la recherche de fuite par gaz traceur. Avec cette technique, la pièce à tester est tout d’abord, lors d’une phase initiale nommée bombing, placée dans une enceinte remplie d’hélium sous pression. En cas de fuite, le gaz pénètre à l’intérieur de la pièce. Deux temps s’ensuivent…
- Le reniflage : une fois sortie de la chambre d’imprégnation, la sonde renifleur du détecteur de fuite est approché de la pièce et déplacée à sa surface. S’il y a une grosse fuite, l’hélium est aspiré par le renifleur.
- Le ressuage : la pièce est ensuite introduite dans une chambre de ressuage qui permet la détection de petites fuites secondaires dont on effectue la somme.
D’autres procédés de contrôle de l’étanchéité peuvent être réalisés, et notamment le test à la bulle, réalisé par des experts certifiés COFREND. La pièce est alors placée dans une poche mise sous pression d’hélium puis plongée dans l’eau. Il suffit d’observer si des bulles s’en échappent, et d’estimer leur taille. Moins précis que les autres tests, ce contrôle d’étanchéité est également plus fastidieux et plus onéreux.
Le niveau d’étanchéité recherché pour une pièce industrielle dépend donc de son usage, de la protection souhaitée et de son environnement. Ces besoins peuvent généralement être satisfaits par une soudure laser. L’étanchéité des sous-ensembles n’a ensuite plus qu’à être contrôlée par l’une des méthodes de détection des fuites !
Crédit image : Pexels – Heorhii Heorhiichuk
