Comment diagnostiquer une zone présentant une baisse de température intermittente pendant le cycle de presse ?

Le diagramme de température d'une zone de chauffage clé sur un plateau de presse indique une baisse rapide, brutale et temporaire de vingt degrés, au moment même où les pinces de la presse se ferment. La température remonte immédiatement et la zone est alors optimale. donc l'effondrement thermique en une fraction de seconde n'est pas authentique, l'énorme plateau ne peut pas refroidir aussi vite. C'est un fantôme électrique, un murmure passager et trompeur d'une basse température. Cela est généralement dû à une connexion de thermocouple faible et incohérente qui se ferme brièvement sous le choc mécanique et les vibrations de la pression de fermeture.

La chute fantôme de la température n’est pas un véritable refroidissement mais une fausse lecture.
Dans les presses à plateaux chauffants pour le laminage de circuits imprimés flexibles, de composites ou d'autres matériaux précis, l'homogénéité et la stabilité de la température sont primordiales. Si une zone présente une chute rapide, généralement de 10 à 30 degrés, pendant une fraction de seconde, coïncidant exactement avec un événement mécanique tel qu'une fermeture de presse, une application de pression ou un mouvement de plateau, il ne peut pas s'agir d'un véritable processus de refroidissement physique. La masse thermique d’un plateau en acier ou en aluminium est trop importante pour un changement de température aussi rapide. Le transfert de chaleur prend des secondes ou des minutes et non des millisecondes.

Ainsi, le défaut intermittent de la zone du plateau du cycle de presse avec chute de température signalé est presque invariablement une erreur de mesure et non un problème de processus. Le contrôleur reçoit un faux signal bas du thermocouple. Le problème est que le contrôleur peut penser que la zone est froide et appliquer la pleine puissance aux radiateurs. Cette explosion de chaleur peut produire un véritable dépassement de température ultérieur lorsque la zone est effectivement à la bonne température. Un tel dépassement peut gâcher un lot de marchandises (faire fondre la colle ou déformer des films minces) ou, dans des situations graves, endommager le plateau ou les feuilles antiadhésives.

Cause première : une mauvaise connexion du thermocouple
Un thermocouple est un capteur de température robuste constitué de deux fils métalliques différents (par exemple, type J : fer-constantan ou type K : chromel-alumel) soudés ensemble à la jonction de mesure. Le circuit fournit une sortie basse tension à faible impédance (généralement quelques millivolts) qui fluctue de manière prévisible en fonction de la température. Ce signal est capté par le contrôleur, amplifié et converti en valeur de température.

La tension du signal étant relativement faible, le circuit est très sensible aux changements de résistance. Pour qu'un circuit de thermocouple fonctionne correctement, il doit y avoir une ligne électrique continue entre le capteur et le contrôleur, et la résistance de ce chemin doit être stable. Tout circuit ouvert, aussi court soit-il, même quelques millisecondes, amènera le contrôleur à afficher une résistance infinie, qui est généralement considérée comme une température extrêmement basse (généralement la température la plus basse dans la plage du capteur, telle que -50 °C ou zéro absolu selon la conception du contrôleur).

Sources ouvertes intermittentes courantes
Source Description Déclencheurs probables
Fil de thermocouple casséUne fracture capillaire dans l'un des deux fils métalliques différents, généralement au niveau d'un point de courbure ou de contrainteVibration, cycle thermique et flexion
Bornier à vis, jeu de connexion du bornier dans la boîte de jonction qui s'est desserré avec le tempsChoc mécanique de la fermeture de la presse
Jonction de soudure cassée À l'intérieur de la fiche du connecteur du thermocouple ou sur la carte d'entrée du contrôleur Vibrations, dilatation thermique
Soudure cassée sur le côtéLa connexion de mesure soudée elle-même peut devenir cassante et développer une micro-fissureChauffage et refroidissement répétés
La fermeture de la presse produit une onde de choc mécanique unique qui traverse le châssis de la presse, le plateau et les composants associés. Ce choc peut ouvrir momentanément un contact marginal. La fausse goutte glacée est le cri court et silencieux d’une connexion électrique coupée. Une petite lumière vacillante dans le système nerveux du capteur.

Procédure de diagnostic : recherche du défaut intermittent
La technique suivante-par-étape est réalisée avec la presse dans un état sûr et verrouillé-. Les circuits de chauffage sont hors tension- mais les circuits d'entrée du contrôleur de température et du thermocouple peuvent être sous tension (basse tension uniquement) à des fins de diagnostic.

Étape 1 : reproduire le défaut dans un environnement contrôlé
Ce que nous voulons faire, c'est que le défaut intermittent se produise de manière prévisible (sans effectuer un cycle de production complet). Le contrôleur est mis sous tension et la température de la zone suspecte est affichée. Les étapes suivantes sont effectuées :

Tapez sur le corps du capteur à thermocouple avec un instrument non-conducteur (un manche de tournevis en plastique ou une cheville en bois). Un toucher puissant mais doux imite la contrainte mécanique d’une fermeture à pression.

Enroulez le câble du thermocouple autour de la tête du capteur et sur toute sa longueur jusqu'à la boîte de jonction.

Remuez doucement les vis du bornier dans la boîte de jonction de cette zone.

Si l'une de ces opérations provoque un scintillement ou une diminution momentanée de la température affichée sur le contrôleur, l'emplacement du défaut est confirmé.

Étape 2 : Assurez-vous que toutes les connexions des terminaux sont sécurisées
Le remède le plus simple et le plus courant est une borne à vis desserrée. Toutes les vis du bornier du circuit thermocouple problématique sont serrées avec un tournevis de taille appropriée. La force à utiliser pour le serrage doit être modérée (généralement 0,5 à 0,8 N·m pour les petites bornes). Un serrage excessif- pourrait déchirer les fils ou écraser le fil. Une fois serré, effectuez le test de tapotement et de tortillement. Si le scintillement disparaît, le défaut est corrigé.

Étape 3 : Vérifiez le fil du thermocouple pour déceler tout dommage physique
Lorsque le serrage ne fonctionne pas, le fil du thermocouple est inspecté visuellement sur toute sa longueur. Rechercher:

Plis, courbes sévères ou zones écrasées

Usure causée par le frottement du fil contre les bords métalliques

Décoloration (signes de surchauffe)

Blindage pour les éléments lâches ou rouillés (pour thermocouples blindés)

Un fil cassé peut ne pas être détecté à l'œil nu. Dans de tels cas, le fil est légèrement plié d'avant en arrière, en surveillant le contrôleur. Si vous pliez un endroit particulier et constatez un creux temporaire, l’isolation intérieure est brisée. Découpez le morceau cassé et-rebranchez le fil, ou remplacez le câble complet.

Étape 4 : Inspectez le connecteur du thermocouple (le cas échéant)
Si le thermocouple est doté d'un connecteur à déconnexion rapide-(une fiche et une prise de thermocouple standard ou de taille standard-), les éléments suivants sont vérifiés :

Les broches et les douilles sont propres et exemptes d'oxydation

"Ces vis sur le bouchon sont bien serrées."

Les joints de soudure à l'intérieur (là où le fil est soudé aux broches) ne sont pas cassés

Un problème courant est un joint de soudure cassé à l’intérieur de la fiche. La fiche est démontée (si elle peut être réutilisée) et les joints sont ressus-. Pour les fiches moulées sans pièces réparables, l’ensemble de la fiche et du câble est modifié.

Étape 5 : Remplacez le thermocouple si l'erreur persiste
Le thermocouple est remplacé si la chute intermittente persiste après serrage et examen de toutes les connexions. Fatigue mécanique. Cela peut conduire à une rupture fragile au niveau du joint soudé. Cette fracture peut être invisible mais elle s'ouvrira avec les vibrations. Le dernier remède consiste à remplacer le thermocouple par un nouveau capteur calibré du même type (bonne polarité). Un thermocouple est un composant peu coûteux par rapport au coût d’un lot de produits détruit ou à un temps d’arrêt plus long.

Précision technique : ouvertures intermittentes dues à la fatigue mécanique
Les deux fils métalliques différents sont soudés ensemble pour réaliser la jonction du thermocouple. Cette zone de soudure est différente des fils parents sur le plan métallurgique. Des cycles thermiques répétés (chauffage et refroidissement de 180 à 200 degrés jusqu'à température ambiante) et les vibrations mécaniques des cycles de presse peuvent provoquer des fissures de fatigue dans la soudure. La fissure peut être fermée au repos (produisant ainsi un résultat correct) mais s'ouvrir momentanément lorsqu'une onde de choc traverse le capteur. Il s’agit d’un cas classique de rupture par fatigue mécanique. Le problème est généralement reproduit en tapotant légèrement la tête du capteur avec un outil, comme indiqué à l'étape 1.

Comment prévenir la récidive : meilleures pratiques d'installation
Une fois la défaillance intermittente du thermocouple diagnostiquée et réparée, les étapes suivantes réduiront la probabilité de récidive :

Décharge de traction : Le câble du thermocouple doit être fixé au cadre de la presse à l'aide d'un serre-câble afin que les forces de traction ou de torsion ne soient pas appliquées à la tête du capteur ou au bornier.

Évitez les virages serrés : Éloignez le câble des virages brusques où le rayon de courbure est au moins 10 fois supérieur au diamètre du câble.

Utilisez des thermocouples à-vibrations élevées : pour les presses à cadences élevées, des câbles armés ou des thermocouples à décharge de traction renforcés sont utilisés.

Contrôles périodiques du couple des bornes : toutes les vis du bornier sont vérifiées et resserrées-dans le cadre de la maintenance préventive planifiée.

Conclusion : se débarrasser du fantôme dans la machine
Un défaut classique de connexion mécanique-électrique est la chute de température intermittente lors d'une presse donnée. Un fantôme exorcisé par une inspection physique rigoureuse et un resserrement du circuit du capteur. La diminution brusque et temporaire qui se produit lorsque la presse se ferme est rarement un véritable événement de refroidissement ; il s'agit d'une fausse lecture d'une connexion de thermocouple qui s'ouvre momentanément sous un choc ou une vibration. Diagnostic réalisé par légers tapotements, agitations et serrage des vis des bornes. La seule solution permanente consiste à remplacer le fil ou le capteur endommagé.

Le défaut le plus déroutant et le plus rapide est généralement le plus facile à corriger une fois localisé. Lorsqu'il s'agit de presses à plateaux chauds, où la stabilité de la température est cruciale, le modeste thermocouple et ses connexions nécessitent le même traitement minutieux que le logiciel de contrôle le plus complexe. La vis bien ajustée + le fil non cassé éloigne les fantômes.