Comment utiliser efficacement une machine à souder enroulante pour cages d’armature

La machine à souder par enroulement de cages en acier, équipement automatisé commandé par un automate programmable (API), intègre les fonctions de redressage, de cintrage et de soudage par enroulement des barres d’armature utilisées dans le bâtiment, et est largement employée dans les chantiers de construction, notamment pour les autoroutes et les lignes ferroviaires à grande vitesse. Comparée au liage manuel traditionnel, elle permet une économie significative de main-d’œuvre et de temps, tout en assurant une qualité de traitement plus stable. Toutefois, disposer d’un bon équipement ne constitue que la première étape. Pour exploiter pleinement son haut niveau d’efficacité, des efforts doivent être déployés dans quatre domaines : la préparation en amont, l’exécution effective des opérations pendant le processus, la maintenance postérieure et le travail d’équipe. Cet article aborde ces quatre dimensions et partage des expériences pratiques relatives à l’application efficace de la machine à souder par enroulement de cages en acier.
I. Préparatifs : La condition préalable pour que l’équipement fonctionne « sans attente » et avec une haute efficacité est d’être « bien préparé » à chaque démarrage. De nombreux chantiers ne parviennent pas à atteindre une haute efficacité, non pas parce que l’équipement n’est pas suffisamment rapide, mais principalement parce que les réglages de l’équipement ne sont pas correctement effectués, que les matières premières ne sont pas suffisamment préparées et que les opérateurs ne maîtrisent pas suffisamment le fonctionnement réel, ce qui entraîne des arrêts fréquents, des temps d’attente et des travaux de reprise.
1. Réglage précis de l’équipement et des paramètres principaux : Avant de démarrer le processus de production, ajustez d’abord l’équipement en fonction des diamètres des trous de la cage en acier, du nombre total de barres longitudinales, de l’entraxe entre les barres longitudinales et de l’entraxe entre les étriers, tels que spécifiés sur le plan de conception. Ajustez le nombre et l’entraxe des boulons d’ancrage de la plaque fixe et de la plaque mobile, et déterminez de façon rationnelle la vitesse de déplacement de la plaque mobile (cette vitesse influence directement la précision de l’entraxe des étriers). De nombreux équipements sont dotés d’écrans tactiles, permettant de régler librement les paramètres principaux tels que la longueur de la partie pré-enchâssée, le pas et le nombre de spires de fil. Le fonctionnement est simple et pratique. Une fois les paramètres réglés, effectuez autant que possible un essai à vide afin de vérifier qu’aucune anomalie n’est détectée dans le fonctionnement de la machine. Ensuite, celle-ci peut être officiellement mise en service pour la production et la fabrication.
2. Zonage du système des matières premières et priorité de la préparation des matériaux : Une disposition adéquate de la zone de production est essentielle pour améliorer l’efficacité du travail. Une planification globale claire doit être établie pour les zones dédiées aux équipements, au stockage des armatures principales, aux matières premières d’armatures principales et aux cages d’armature finies. Cette planification doit tenir compte de la facilité de manutention et de stockage des diverses matières premières et produits finis. En amont, il convient de déterminer, à partir des plans d’ingénierie, la longueur requise pour la découpe des armatures principales ainsi que pour leur raccordement par soudure ou par manchon, puis de les suspendre sur le cadre de distribution des armatures principales ; parallèlement, les armatures en bobine doivent être suspendues sur la machine à torsion simple. Le principe fondamental d’un fonctionnement normal consiste à ce que les matières premières « attendent » les équipements, et non l’inverse.
3. Amélioration de la maîtrise des opérateurs dans les opérations homme-machine : les opérateurs doivent suivre une formation professionnelle dispensée par les techniciens du distributeur d’équipements afin de bien comprendre les caractéristiques de ces derniers. Seule une maîtrise approfondie des performances et des procédures d’exploitation permet d’identifier immédiatement toute anomalie survenue et d’y remédier, évitant ainsi des arrêts prolongés dus à une mauvaise manipulation. Si possible, il est recommandé d’opter pour la modernisation vers des robots intelligents de soudage entièrement automatiques ou l’installation d’équipements de soudage automatique. En utilisant des vérins pour maintenir fermement les nervures de la bobine pendant le fonctionnement, un soudage intelligent peut être réalisé, permettant à un seul opérateur d’accomplir une tâche qui nécessitait auparavant plusieurs personnes.
II. Étapes à haut rendement : Les sept processus éliminent l’inefficacité du fonctionnement normal de la machine à souder et enrouler les cages d’armature à faible rendement. Le fonctionnement normal de cet équipement repose sur un flux de processus standardisé. Les sept étapes suivantes sont interconnectées, et tout retard ou erreur dans l’une quelconque de ces étapes réduira le rendement global.
Livraison : Utiliser le système d’alimentation automatique pour les barres longitudinales afin de répartir uniformément ces barres dans les bacs d’alimentation. Il est recommandé d’utiliser de l’acier en forme de H pour le soudage et le montage du support des barres longitudinales, et d’adopter une structure en deux sections pour faciliter le démontage et le transport. Si la cage d’armature utilise la méthode à barres multiples enroulées, il convient de configurer deux machines à enroulement simple et un système de redressage bidirectionnel.
2. Insertion et fixation des filetages : Faites passer les barres d’armature principales sur le plateau d’alimentation dans le tuyau souple du disque de fixation, puis insérez-les dans le tuyau souple du disque mobile. Serrez les écrous de fixation à l’aide d’une clé à percussion électrique. Un petit détail souvent négligé est le suivant : l’alignement précis des extrémités des barres d’armature du bâtiment influence directement la qualité du soudage ultérieur. Sur un chantier donné, une enquête pratique a révélé que les extrémités des barres d’armature principales étaient irrégulières. Pour résoudre ce problème, une plaque d’acier épaisse a été soudée à environ un mètre en amont de la machine à souder par roulement, et les écrous ont été modifiés afin de remplacer les écrous de fixation. Cette solution s’est avérée pertinente et a efficacement résolu le problème. En outre, un allongement approprié de la voie mobile permet de réduire le nombre de sections de cage d’armature à souder, passant de quatre à trois sections, ce qui réduit considérablement le temps de raccordement et améliore la précision ainsi que l’efficacité.
3. Démarrage du soudage : Au sommet de la cage d’armature en acier, le disque fixe et le disque mobile tournent simultanément. Les barres transversales sont enroulées en parallèle plusieurs fois de façon continue afin de les souder solidement aux barres longitudinales.
4. Soudage normal : Mettez l’équipement en marche et faites tourner de façon synchrone le condensateur Murata et la plaque fixe, ce qui permet au fil principal de s’enrouler continuellement autour des barres longitudinales, puis procédez au soudage ; parallèlement, la plaque mobile avance lentement à la vitesse prédéfinie. Les opérateurs ne doivent pas contourner l’équipement de leur propre initiative et doivent surveiller en permanence la qualité du soudage. Lorsque le soudage atteint l’emplacement prévu, un anneau de renforcement interne doit être ajouté. À mesure que la cage métallique s’allonge, le support hydraulique doit être relevé modérément afin de soutenir la cage d’armature en acier, évitant ainsi toute déformation due à son propre poids, ce qui nuirait à la qualité.
5. Arrêt et déconnexion : Une fois que la cage en acier atteint la longueur souhaitée, arrêtez le procédé de soudage. Soudez solidement ensemble les extrémités des barres longitudinales sur plusieurs tours, puis déconnectez les barres d’armature de construction.
6. Séparation et déchargement de la cage : Redémarrez l’équipement afin de libérer l’extrémité arrière de la cage en acier du manchon fixe du disque ; desserrez l’écrou de fixation du disque mobile pour permettre à ce dernier de se déplacer à nouveau, afin que le manchon puisse être détaché de la cage en acier ; puis utilisez la grue aérienne pour décharger la cage en acier terminée.
7. Étalonnage de l’équipement : Abaissez le support fixe à sa position initiale, ramenez le disque au point de départ et préparez à l’avance la production et la fabrication de la section suivante de la cage en béton armé.
III. Accélération de la bascule de production : Un autre test crucial pour atteindre une haute efficacité, du stade « arrêt et attente » au stade de « connexion fluide », est la capacité de bascule de production : les moules et les paramètres peuvent-ils être ajustés efficacement lors de la fabrication de cages d’armature en acier de différentes spécifications ? Cela influence directement le taux d’utilisation quotidien des équipements.
1. Méthode d’automatisation du pliage : En adoptant une structure de boulons interchangeables rapides et des gabarits normalisés, le temps de changement de production au sein d’une même équipe peut être réduit de 2 heures à moins de 30 minutes. Après avoir ajusté la position des rouleaux afin de modifier la spécification du modèle, veillez à bien serrer les boulons d’ancrage afin d’éviter tout accident dû à l’éjection des rouleaux pendant le soudage. Le diamètre de la mandrin est recommandé d’être supérieur à 2,5 fois le diamètre de l’armature à travailler, afin d’assurer la fluidité du processus de cintrage.
2. Mémorisation et réutilisation des paramètres principaux : La machine à souder par roulement pour cages en acier destinée aux machines-outils à commande numérique (CNC) modernes possède une fonction de stockage de fichiers, permettant d’enregistrer l’ensemble des paramètres principaux relatifs aux différents types de cages en acier (par exemple, diamètre des trous, pas, nombre total de barres longitudinales, méthode de soudage, etc.). Lors du remplacement, la formule préréglée peut être directement chargée depuis l’écran tactile, sans nécessiter de reconfiguration, illustrant pleinement la fonctionnalité « production en un seul clic ».
IV. Entretien quotidien et maintenance : Assurer une haute efficacité continue
Une haute efficacité n’est pas une « poussée » isolée, mais plutôt un rendement soutenu et stable. Même les équipements les plus performants finiront par commettre progressivement des « erreurs fondamentales » s’ils ne font pas l’objet d’un entretien et d’une maintenance réguliers. L’entretien quotidien et la maintenance doivent être étroitement intégrés aux inspections quotidiennes, hebdomadaires et aux rondes d’inspection périodiques, et un système doit être établi et mis en œuvre à tous les niveaux.
Éléments d'inspection quotidienne pour le nouveau projet : ① Vérifier s'il y a des problèmes au niveau des connexions électriques et si les boulons et écrous sont desserrés ; ② Vérifier si le système de freinage, les ressorts de torsion et les disques de frein présentent des anomalies ; ③ Examiner l'usure, la corrosion et la conductivité des blocs de cuivre des électrodes ; ④ Éliminer les substances projetées ainsi que la poussière présentes sur l'axe du rouleau d'entraînement principal, la tige oscillante des électrodes et les électrodes de soudage ; ⑤ Vérifier l'état de lubrification des pièces mobiles (telles que les accouplements à double plateau, les tiges oscillantes des électrodes, etc.) ; ⑥ Vérifier si le système de réfrigération par canalisation d'eau est dégagé et s'il y a des fuites d'eau ; ⑦ Confirmer que la plateforme de commande et les machines sont maintenues à l'horizontale.
Inspection hebdomadaire des nouveaux projets : ① Remplir toutes les graisseuses de l’équipement avec du beurre non salé. Si l’huile se dégrade, elle doit être remplacée régulièrement ; ② Utiliser une brosse ou un souffleur électrique doux pour éliminer la poussière présente dans l’armoire électrique afin d’éviter les courts-circuits et les dommages à l’équipement.
Inspection régulière (tous les 1 à 2 mois) : ① Couper l’alimentation électrique, puis resserrer chaque connexion du sectionneur, du bornier moteur et du bornier de raccordement situés à l’intérieur de l’armoire de commande électrique ; ② Vérifier la quantité d’huile restante dans le réducteur et le système hydraulique, et la remplacer en cas d’insuffisance ; ③ Vérifier la tension des chaînes et des courroies dans toutes les zones ; ④ Remplacer l’huile lubrifiante du réducteur tous les 6 mois.
V. Travail d’équipe et collaboration : La dernière étape cruciale pour l’intégration homme-machine. Même les équipements les plus avancés nécessitent encore d’autres personnes pour leur exploitation et leur gestion. Pour atteindre une haute efficacité, une configuration d’équipe scientifique et rationnelle, ainsi qu’une répartition claire des tâches, sont indispensables. À titre d’exemple, prenons un ensemble de machines standardisées de soudage par enroulement pour cages renforcées ; la configuration suivante est proposée :
Assistant pour les barres d’armature (1 à 2 personnes) : chargé de la découpe des matières premières, de la fabrication et du positionnement des anneaux d’armature, ainsi que de la manutention et du transport des cages renforcées terminées.
Opérateur (1 personne) : chargé de la saisie des paramètres de base et de la manipulation de l’écran tactile, de la surveillance de la qualité des soudures, et de l’arrêt immédiat de la machine en cas d’anomalie afin d’y remédier.
Assistant soudeur (1 personne, optionnel) : chargé des soudures aux nœuds critiques, ou possibilité d’installer un robot intelligent de soudage automatique afin d’assurer l’intégralité du processus de façon entièrement automatisée.
En adoptant cette méthode de division du travail, avec deux équipes de 10 ouvriers chacune travaillant sur un même équipement par jour, il est possible de produire plus de 20 cages complètes en béton armé de 12 mètres de longueur. Si l’équipement est mis à niveau vers la dernière machine à soudage par résistance disponible sur le marché, le débit de production peut encore être augmenté de plus de 50 %. Par ailleurs, il convient de souligner particulièrement ce point : le personnel non opérationnel est strictement interdit de s’approcher de l’équipement pendant son fonctionnement. Il faut veiller à éviter tout risque d’accrochage des vêtements, du pantalon ou des bras dans l’équipement. Lors de l’alimentation en barres d’acier, des gants en caoutchouc protecteurs doivent être portés.
VI. Tableau de référence rapide pour les problèmes courants
Appliquez souplement les méthodes suivantes pour diagnostiquer les problèmes courants. Cela vous permet d’identifier rapidement les anomalies et d’y remédier dès qu’un dysfonctionnement survient sur l’équipement, réduisant ainsi au minimum les temps d’arrêt.
La cause du dysfonctionnement est probablement un réglage trop lâche de la roue de redressage destinée aux barres d'acier de construction. Cette roue doit être serrée correctement afin de redresser les barres d'acier courbées. Si la roue est trop serrée, elle doit être desserrée de manière appropriée pour redresser les barres courbées. Si la roue est trop lâche, elle doit être serrée correctement pour redresser les barres courbées. Les barres d'acier se tordent lorsque la vis/le fil est serré(e). L'angle de vision de la roue de redressage est incorrect ou le roulement à billes est endommagé. Vérifiez l'angle de vision de la roue de redressage et remplacez le roulement à billes endommagé. Lorsque la lame est absente, la sensibilité du capteur de lame est inadaptée ou celle-ci s'use progressivement. Réglez le capteur de lame sur la position de retour de la lame afin de vérifier l'excentricité du fil. Réglez la pression du ressort de roulement et du ressort d'étirement, puis vérifiez le rail de glissement et la tige de traction du fil. Les barres d'acier de construction dépassent à l'extrémité du tube après avoir été extraites. La pression de travail gauche et droite est inégale. Ajustez le degré de serrage des roues de redressage gauche et droite afin que les barres d'acier de construction présentent une courbure uniforme. Si l'angle du bloc de redressage est trop important, la lame ne revient pas complètement en arrière ou le ressort de torsion est trop lâche : vérifiez l'angle du bloc de redressage, ajustez le ressort de torsion ainsi que le jeu supérieur de la lame à commande numérique. Résumez les méthodes d'inspection en vous fondant sur l'expérience courante de résolution des pannes liées à l'équipement. En cas de pannes fréquentes ou de problèmes complexes, il est recommandé de contacter sans délai les techniciens spécialisés du fabricant de l'équipement. Ne tentez pas de démonter l'équipement lorsqu'il est sous tension.
Conclusion : L'application efficace de la machine à souder par enroulement de cages en acier ne repose pas sur une seule « technique maîtresse », mais plutôt sur une approche globale et souple d'utilisation : un réglage précis en amont permet à l'équipement de sélectionner les bons paramètres principaux ; un flux de processus standardisé réduit la durée des pannes à chaque étape ; une utilisation souple de la capacité de production de l'équipement permet de basculer rapidement d'une ligne de production à une autre ; une maintenance quotidienne rigoureuse garantit une production continue et stable ; enfin, une répartition scientifique et rationnelle des personnels, couplée à des compétences avérées en diagnostic des pannes. En maîtrisant tous ces aspects, la machine à souder par enroulement de cages en acier peut véritablement concrétiser sa valeur attendue et contribuer à l'amélioration de la qualité et du calendrier des travaux de construction.