Inspection IA des soudures : repérer les défauts AWS D1.1 que l'œil humain rate
La retouche AWS D1.1 sur les soudures MIG tourne couramment dans les bas pourcentages à un chiffre sur les lignes disciplinées et grimpe dans les hauts pourcentages à un chiffre sur les lignes indisciplinées. L'inspection visuelle seule rate une part significative de cette traîne de défauts. L'IA referme l'écart sans remplacer l'inspecteur humain.
L'inspection des soudures est un vieux problème qui a peu bougé pendant deux décennies parce que les outils étaient soit trop chers (radiographie) soit trop lents (ressuage) pour la plupart des lignes de production. L'inspection visuelle par IA moderne rend enfin économique le contrôle qualité continu des soudures sur la ligne, pas seulement au poste d'échantillonnage.
Les six classes de défauts qu'AWS D1.1 signale au visuel
La porosité, c'est du gaz piégé dans le cordon, visible en surface sous forme de piqûres. Le caniveau, c'est une rainure au bord de la soudure où le métal de base a été rongé sans être rechargé. Le manque de fusion, c'est du métal d'apport qui n'a pas fusionné, posé sur le métal de base. Le manque de fusion à froid, c'est une soudure qui a refroidi avant fusion, visible comme une arête nette. Le burn-through, c'est un bain qui a traversé la tôle. Les fissures de cratère sont des fissures de surface au point d'arrêt de la soudure.
Les six sont visuellement détectables avec le bon éclairage et le bon angle. Les six sont durs à attraper de manière régulière par un inspecteur humain sur un poste de 8 heures. C'est l'écart que l'IA referme.
Pourquoi l'inspection visuelle humaine et le ressuage atteignent un plafond
L'inspection humaine rate environ 15 % des défauts détectables en moyenne, selon les études AWS sur la qualité des soudures manuelles. Le chiffre monte au fil du poste. Le ressuage est plus sensible mais prend 15 minutes par soudure et ne peut pas tourner en continu sur une ligne de production.
L'inspection visuelle par IA tourne en continu, ne fatigue pas, et garde le même rappel à l'heure 8 qu'à l'heure 1. Le compromis, c'est qu'elle a besoin de 2 000 à 5 000 exemples étiquetés par classe de défaut pour atteindre une précision de production.
Ce que l'IA voit et que l'œil humain ne voit pas
Les micro-caniveaux sous 0,1 millimètre de profondeur. Les motifs de projection qui corrèlent avec l'usure de la torche en amont. Les changements subtils de couleur de surface qui prédisent un manque de fusion à froid avant qu'il atteigne son état d'arête nette finale. Aucun n'est impossible à voir pour un humain, mais aucun n'est fiable à voir à la cadence ligne sur un poste complet.
Plus intéressant, les modèles IA entraînés sur une ligne attrapent la dérive avant qu'elle ne se traduise par une soudure rejetée. Un score de motif de projection qui monte est une alerte précoce sur l'usure du consommable. Cela fait passer l'inspection du contrôle qualité réactif à la maintenance prédictive.
Mise en place : éclairage, angle de caméra et données d'entraînement
L'éclairage à deux angles à 30 degrés de chaque côté est le point de départ par défaut pour les soudures MIG. La caméra se place à 40 à 60 centimètres de la soudure sur un support rigide. La capture se fait 2 à 5 secondes après la fin de la soudure, une fois que la soudure a assez refroidi pour cesser d'émettre de la chaleur dans le spectre visible.
Les données d'entraînement sont le goulot. La plupart des cellules de soudage ont des années de journaux de soudure avec des annotations pass-fail de l'inspecteur. Cet historique, combiné à 500 à 1 000 nouvelles images capturées en mise en service, suffit en général pour atteindre une précision de production sur les quatre premières classes de défauts.
On documente ailleurs en détail l'angle, la distance et les chiffres d'exposition pour la mise en place d'éclairage.
Intégration avec la cellule MIG ou TIG
Le déclenchement caméra vient du contrôleur de torche. Le résultat d'inférence remonte dans le MES et le tableau SPC. Pour les cellules robotisées, le signal de fin de soudure déclenche la caméra avec 3 secondes de délai. Pour la soudure manuelle, un bouton déclenché par l'opérateur fait l'affaire.
Le verdict pass-fail doit tomber en moins de 8 secondes pour ne pas perturber le flux de ligne. L'edge compute moderne tient cela sans difficulté.
Pour le contexte automobile en amont, on couvre ailleurs le cas d'usage caisse en blanc. Pour la catégorie complète des défauts que l'IA attrape, on a une liste de référence dédiée.
Enao Vision fait tourner des cellules d'inspection de soudure à base d'iPhone sur plusieurs sites clients. C'est parmi les déploiements les moins coûteux de la catégorie, typiquement autour de 3 500 euros par cellule plus une licence OpEx, et les cellules de soudure remboursent couramment la licence en un trimestre rien que sur la réduction de retouche. Le réglage des modèles soudure est un sujet fréquent dans notre communauté parce que les consommables, dévidoirs et gaz de protection diffèrent dans chaque usine.
Les 4 % d'écart entre les lignes MIG disciplinées et indisciplinées, c'est là que l'inspection IA paie. Les outils existent enfin pour refermer cet écart sans projet d'investissement. La plupart des usines n'ont juste pas regardé le contrôle qualité des soudures depuis cinq ans, et la catégorie a bougé.