Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet de perfectionnement
au brevet belge n[deg.] 839. 697, déposé le 17.3.1976, relatif à un "Dispositif pour
le contrôle de la soudure de produits en acier'.
La présente invention se rapporte à un perfectionnement apporté
au dispositif décrit dans le brevet belge n[deg.] 839.697, dit principal, de la même
demanderesse et permettant de contrôler la soudure de produits en acier, ainsi
que d'adapter immédiatement les conditions opérationnelles de soudage avec
toute garantie de sécurité en ce qui concerne les essais destructifs auxquels
ces soudures doivent résister.
Dans ce brevet principal, il a été révélé un dispositif comportant
une machine de soudage composée notamment d'un bâti généralement en forme
d'U, de deux électrodes de raccord avec leur dispositif d'alimentation en énergie
<EMI ID=1.1>
avantageusement à induction, permettant de mesurer en fonction du temps le déplacement relatif des électrodes.
Suivant une modalité particulière de réalisation, ce dispositif comporte en outre, séparément ou en combinaison :
- un capteur permettant de mesurer, en fonction du temps, l'énergie électrique dissipée pendant l'opération de soudage,
- un capteur permettant de mesurer, en fonction du temps, la pression exercée sur les deux électrodes de soudage, par tout moyen approprié,
- un capteur permettant de mesurer, en fonction du temps, la vitesse du déplacement relatif des électrodes, c'est-à-dire soit la vitesse de pénétration des barres l'une dans l'autre, soit la vitesse de dilatation des tôles à l'endroit de la soudure.
Le présent perfectionnement, appliqué à la combinaison particulière de trois capteurs pour mesurer l'énergie électrique, la pression exercée sur les électrodes et le déplacement relatif des électrodes, consiste en des capteurs permettant que les mesures prévues soient effectuées sans encombrer la zone de soudage.
Le dispositif, objet de la présente invention, est essentiellement . caractérisé en ce que le capteur permettant de mesurer l'énergie électrique <EMI ID=2.1>
est placé sur les ponts reliant les électrodes supérieures par paires, en ce que le capteur permettant de mesurer la pression exercée sur les deux électrodes supérieure et inférieure est constitué d'une cellule de charge placée au-dessus
du porte-électrodes et mesurant la compression du ressort propre à chaque électrode supérieure, compression qui est égale à l'effort appliqué à la dite électrode dès que l'accostage est effectué, et en ce que le capteur permettant
de mesurer le déplacement relatif des électrodes est constitué de deux jauges
de déplacement dont l'une est solidaire d'une électrode de soudage et dont l'autre est solidaire d'une électrode supplémentaire de référence (ne soudant pas),
la différence des indications de ces jauges étant représentative du dit déplacement.
Suivant l'invention, les produits en acier à souder sont des barres et le capteur pour mesurer le déplacement relatif des électrodes permet de mesurer la pénétration des barres l'une dans l'autre.
Egalement suivant l'invention, la cellule de charge constituant le capteu de mesure de pression est placée à l'intérieur du bouchon de serrage du ressort.
Encore suivant l'invention, le bouchon de serrage comporte une graduation permettant l'étalonnage du ressort.
Suivant une modalité de l'invention, le capteur de mesure de pression est relié à un enregistreur, permettant d'obtenir la courbe de l'effort
aux électrodes pendant le soudage, ou à un indicateur digital, tel que par exemple un voltmètre.
Suivant une autre modalité de l'invention, les jauges de déplacement constituant le capteur de mesure de la pénétration des barres sont avantageusement situées dans le bouchon de serrage du ressort des électrodes concernées..
Les figures 1 à 5 ci-annexées sont données à titre d'exemple non limitatif pour bien faire comprendre la présente invention, ainsi que son utilité.
Ces figures sont établies pour le cas d'une machine à souder des fils en bobines, avec application de l'effort aux électrodes de façon purement mécanique.
La figure 1 est un schéma de principe de l'application de l'effort aux électrodes. La figure 2 est un schéma des mouvements de la machine à souder, destiné à expliquer la mesure différentielle permettant d'obtenir la pénétration des barres. La figure 3 est un schéma de montage des capteurs de pénétration. La figure 4 est un diagramme de pénétration. La figure 5 est un diagramme de corrélation relatif à la qualité des résultats obtenus lors de l'utilisation de deux capteurs en mesure différentielle.
Comme représenté à la figure 1, le porte-électrodes (1) fixé
sur la poutrelle centrale (2) est équipé d'une électrode supérieure (3) et d'une électrode inférieure (4). Les fils à souder (5) et (6) sont représentés dans leur position en contact avec les électrodes respectivement (3) et (4). Un ressort (7)
est comprimé au préalable au moyen d'un bouchon fileté (8) et applique ainsi
l'effort aux électrodes. Ce bouchon fileté est vissé dans le bloc supérieur (9) de fixation du porte-électrodes.
Afin de mesurer l'effort aux électrodes, une cellule de charge
a été placée à l'intérieur du bouchon de serrage (8) du ressort (7), le dit bouchon de serrage et la dite cellule ayant été conformés en conséquence. Le bouchon de serrage (8) a été gradué de manière à permettre l'étalonnage du ressort (7).
La cellule de charge peut être reliée soit à un enregistreur de façon à obtenir la courbe de l'effort aux électrodes pendant le soudage, soit à un indicateur digital, tel que par exemple un voltmètre, pouvant afficher directement l'effort en Newton.
La figure 2 schématise l'ensemble du dispositif constitué par la poutrelle centrale (2) et le porte-électrodes (1). Une jauge de déplacement mesure le déplacement relatif de la tige centrale du porte-électrodes (1) par rapport à la poutrelle (2), dont la valeur est donnée en fonction : de l'épaisseur de l'électrode inférieure (4) à l'état neuf,..=de.la distance maximale entre l'extrémité de l'électrode supérieure (3) et la base de la poutrelle (2), de la quantité dépendant du réglage
de la hauteur moyenne de la poutrelle centrale (2), du diamètre du fil à souder
en contact avec l'électrode (3), du diamètre du fil à souder en contact avec l'électrode (4), de l'amplitude du mouvement, de l'intervalle de temps séparant deux soudures successives, de l'usure des électrodes et de la pénétration des deux fils (5) et (6). en-cours de soudage.
Cette jauge fournit un signal qui combine le mouvement alternatif de la poutrelle centrale (2) et la pénétration des fils soudés. Pour obtenir un signal qui représente la pénétration en valeur absolue, 11 convient d'éliminer du signal donné par cette jauge le mouvement de la poutrelle centrale (2) donné par le signal de la seconde jauge.
Suivant figure les porte-électrodes (1) sont fixée-sur une
<EMI ID=3.1> Un premier perfectionnement a consisté à usiner les ponts (11)
<EMI ID=4.1>
d'un appareil du type Duffers pour mesurer le courant et le temps de soudage.
Un autre perfectionnement représenté est relatif aux jauges
de déplacement (12) et (13), dont l'une fournit un signal qui combine le mouvement alternatif de la poutrelle centrale (2) et la pénétration des fils soudés, l'autre fournissant un signal représentant le mouvement de la poutrelle centrale (2).
La figure 3a est relative au cas où la jauge (13), dite généralement "de référence", est située en dehors du treillis soudé (cas des treillis de faible largeur). La jauge (13) est placée sur un porte-électrodes solidaire
de la poutrelle (2) en un endroit situé en dehors de la zone de soudage. Les
<EMI ID=5.1>
sont pas traversées par un courant électrique.
La figure 3b est relative au cas où la jauge (13) "de référence" est située dans la zone de soudage (cas des treillis larges ou lorsque la solution précédente n'est pas possible). La jauge (13) est placée sur un porte-électrodes solidaire de la poutrelle (2) en un endroit situé dans la zone de soudage entre deux paires d'électrodes de soudage. L'électrode supérieure (16) relative à la jauge- (13) appuie. sur le fil transversal (5) et l'électrode inférieure (17) est rehaussée du diamètre (d2) du fil longitudinal (6). Il est à noter également que les électrodes (16) et (17) ne sont pas traversées par un courant électrique. La figure 4 montre le diagramme de la pénétration au cours du temps obtenu par le système de mesure différentielle.
<EMI ID=6.1>
et le temps en secondes est reporté en abscisse, on observe que le signal ne présente pas de parasites et l'on retrouve les trois phases caractéristiques :
<EMI ID=7.1> La figure 5 montre que la pénétration déterminée par les jauges de déplacement opérant de manière différentielle (reportée en ordonnée, p en mm) est en bonne relation avec la pénétration mesurée au palmer après soudage {reportée en abscisse, p en %).
Les données chiffrées sont relatives à des essais de soudage en croix sur fils lisses de 6 mm de diamètre. L'effort aux électrodes est de 300 Newton et les points représentés résultent du réglage de la machine d'une part
<EMI ID=8.1>
7 périodes (50 Hz).
REVENDICATIONS
1. Perfectionnement au dispositif pour le contrôle de la soudure de produits en acier, tel que décrit dans l'une ou l'autre des revendications
1 à 4 du brevet principal, comportant notamment des capteurs pour mesurer l'énergie électrique, la pression exercée sur les électrodes et le déplacement relatif des électrodes, caractérisé en ce que le capteur permettant de mesurer l'énergie électrique dissipée pendant l'opération de soudage est constitué d'un
<EMI ID=9.1>
par paires, en ce que le capteur permettant de mesurer la pression exercée sur les deux électrodes supérieure et inférieure est constitué d'une cellule de charge placée au-dessus du porte-électrodes et mesurant la compression du ressort propre à chaque électrode supérieure, compression qui est égale à l'effort appliqué à la dite électrode dès que l'accostage est effectué, et en ce que le capteur permettant de mesurer le déplacement relatif des électrodes est constitué de deux jauges de déplacement dont l'une est solidaire d'une électrode de soudage et dont l'autre est solidaire d'une électrode supplémentaire de référence (ne soudant pas), la différence des indications de ces deux jauges étant représentative du dit déplacement.