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MÉMOIREDESCRIPTIF
DEPOSEAL'APPUID'UNEDEMANDE
DE
BREVET D'INVENTION
FORMÉEPAR WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION o u r Chambre d'usinage mobile avec monture tournante pour la pièce.
Demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique No 414. 263 du 1er septembre 1982 en faveur de R. F. ANTOL, R. W. KALKBRENNER et D. L. WOLFE
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CHAMBRE
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TOURNANTE en-Z,
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a des - sant s ti r e s d. r) r ; on-. an ev ro-ri-p-f 77. -n 7 n r, P s a-,-e z a-L) c-'a pièce et -D r faisceau L'appareil de
D'USINAGE MOBILE AVEC MONTUREprésente invention concerne d'une façon générale la fabri- cation des faisceaux de barreaux de combustible nucléaire
10 comme celui qui est représente sur la figure 1.
Comme on peut le voir d'âpres la figure, le faisceau de barreaux de combustible nucléaire 10 est un ensemble autonome cons- titué d'une plaque supérieure 12 et d'une plaque inférieure 14, entre lesquelles est disposée une matrice de barreaux de combustible nucléaire 18 comprenant des rangées et des colonnes et maintenue dans cette configuration par une pluralité de grilles pour barreaux de combustible 16. Bien que cela n'apparaisse pas sur la figure 1, des barres de contrôle sont introduites en des positions choisies du réseau de barreaux de combustible nucléaire 18. Les ensem- bles 12 et 14 et les grilles pour barreaux de combustible 16 constituent une ossature qui soutient les barreaux de combustibles 18 et les barres de contrôle.
Les ensembles de faisceaux de barreaux de combustible nucléaire 10 sont chargés en des endroits prédéterminés à l'intérieur d'un réacteur nucléaire et, par conséquent, l'orientation des barreaux de combustible 18 les uns par rapport aux autres est rigoureusement contrôlée.
L'appareil de soudage de précision à laser de la présente invention est dans une forme de réalisation présentée à titre d'illustration, lié à la fabrication des grilles 16 des barreaux de combustible comme l'indiquent les figures 2A à 2E. La grille des barreaux de combustible 16 a sensiblement une forme carrée, dont le pourtour est constitué de quatre parois extérieures de grille 22.
Chaque
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extrémité d'une paroi extréieure ôe grille 22 est soudée par une soudure d'angle 30 à l'extrémité d'une paroi
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extérieure 6e grille un-C cloisons -1 (cli et en colonnes une pluralité les barres contrôle et cloisons le long perpendiculaire. une pluralité cerangées et des colonnes ont des encoches complémentaires prévues à chacun des points d'intersection 24 pour recevoir une cloison intérieure de grille 20 perpendiculaire. Une soudure d'intersection 32 est formée s chacun des points d'intersection 24 de sorte que l'on obtient une structure rigide du type boite à oeufs.
En outre, chacune des cloisons intérieures de grille 20 présente à chaque extrémité une paire de languettes 26 ayant une forme et des dimensions telles qu'elles peuvent s'emboîter soit dans la rangée supérieure, soit dans la rangée inférieure des fentes 28 prévues dans les cloisons extérieures de grille 22, comme l'indique la figure 2A. Une soudure 34 d'encoche et de languette est effectuée le long des rangées supérieu- re et inférieure constituées par les fentes 28 des cloisons extérieures de grille 22.
En outre, une pluralité de manchons de guidage 36 est disposée sur la surface de la grille des barreaux de combustible 16, du côté manchons pour recevoir et guider les barres de contrôle placées dans ces manchons, Une série de soudures appliquées sur les encoches 40 fixe solidement les manchons de guidage 36 aux encoches correspondantes 38 formées dans les cloisons intérieures des grilles 20. L'appareil de soudage de précision à laser de la présente invention s'adapte particulièrement bien à l'exécution d'une série d'opérations de soudage contrôlées réalisant chacune les soudures 30,32, 34 et 40.
L'appareil de soudage de précision à laser de la présente invention non seulement contrôle les
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différents ce qui chaque et le nombre laser s so-u--7-ùlre, 2L'-i le Dositionnement combustible entendu qu'après ce type, barreaux èe que le point de de conce L modifié de façon 2 effectuer le type désirée.
En se on peut L t-L longitudinalement de grille 20 et parallèlement Une paire de doigts d'écartement 46 est si-sue de chaque côté élastique correspondant et permet avec le doigt élastique 44 de constituer un grippage élastique des barreaux de combustible, 18 qui sont disposés à l'intérieur de l'alvéole par l'intersection des cloisons intérieures de grille 20. Un doigt élastique 44a est disposé à droite comme l'indique la 2C, face au doigt d'espacement 46a de ce qu'un barreau de combustible nucléaire 18 soit maintenu entre ces doigts.
La figure 2D représente le mode d'assemblage des cloisons intérieures de grille 20 les unes aux autres ainsi qu'avec les parois extérieures de grille 22. Chacune des cloisons intérieures de grille 20 comprend une pluralité d'encoches complémentaires 52. Une cloison supérieure de grille 20a a des encoches descendantes 52a tandis qu'une cloison inférieure de grille 20b présente une pluralité d'encoches 52b orientées vers le haut dont la forme et les dimensions sont propres à recevoir une encoche correspondante 52a d'une cloison intérieure de grille 20a.
A
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c1chaque extrémité paramètres ce 1s formation du faisceau laser enest disposée une paire de languettes 26 capables de pénétrer dans les encoches correspondantes 28 d'une paroi extérieure de grille 22.
Comme on le verra en détail ci-après, les cloisons intérieures de grille 20 sont soudées ensemble par les soudures d'intersection 32 assemblant les languettes
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proéminentes et des portions proeT, n, inen-ues-L----L---LL : :)
48Plus précisément, une languette proéminente 48 est disposée entre un ensemble correspondant de portions de languette
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50a et et 20b sont assemblées entre elles. Sous l'effet de l'application d'un faisceau laser sur la languette 48 et les portions de languette 50a et 50b, une soudure d'intersection 32 robuste et sans contamination est formée selon les procédés de la présente invention. En outre, chaque extrémité d'une paroi extérieure de grille 22 présente une languette d'angle 54.
Comme l'indique la figure 2D, les parois extérieures de grille 22c et 22b ont respectivement des languettes d'angle 54b et 54c qui se superposent et sont soudées ensemble pour constituer la soudure d'angle 30.
Des pales 42 dépassent, comme l'indiquent les figures 2C et 2E de la face des pales de la grille des barreaux de combustible 16 pour renforcer la turbulence de l'eau qui traverse les barreaux de combustible nucléaire 18. En outre, comme on peut le voir en particulier sur la figure 2C, les manchons de guidage 36 sont alignés avec les alvéoles formés par les cloisons intérieures de grille 20 qui n'ont ni doigt élastique 44 ni doigt d'espacement 46, pour permettre le libre mouvement de la barre de contrôle à travers l'alvéole et le manchon de guidage 36.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no. 3.966. 550 de Foulas et coll. et le brevet des Etats-Unis d'Amérique no. 3.791. 466 de Patterson et coll. au nom de l'auteur de la présente invention, décrivent des grilles de barreaux
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de combustible de l'art antérieur ayant une configuration semblable. Chacun de ces brevets décrit une grille pour barreaux de combustible dans laquelle les parois extérieures
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et un interconnexions -repérées son ria,- les cloisons intérieures de grille sont fabriquées enbrasage au four.
Mais, on sait que l'alliage de zirconium appelé zircaloy a les caractéristiques souhaitables d'une faible section d'absorption des neutrons ce qui permet un emploi plus efficace du combustible nucléaire dans le fonctionnement de l'installation et permet donc d'allonger l'intervalle entre les recharges de combustible effectuées par changement des faisceaux de barreaux de combustible nucléaire. En particulier, des grilles pour barreaux de combustible construites en zircaloy ont un plus faible taux d'absorption des neutrons créés par les barreaux de combustible que celui des cloisions construites en Inconel. La fabrication des cloisons de grille en zircaloy, oblige à pratiquer au moins plusieurs modifications de l'assemblage des grilles pour barreaux de combustible.
Il faut d'abord préparer les encoches qui permettront aux cloisons intérieures de grille de s'entrecroiser, avec des tolérances moins serrées car les cloisons de grille fabriquées en zircaloy ne permettent pas de faire des emmanchements à force c'est-à-dire de forcer les cloisons en place mais exigent plutôt un ajustage contrôlé qui permette "d'emboîter"les cloisons de grille qui s'entrecroisent.
En outre, les cloisons de grille en zircaloy ne peuvent pas être brasées étant donné que le chauffage du zircaloy ze une température suffisante pour fondre la brasure recuirait le zircaloy ce qui réduirait sa résistance mécanique.
On a reconnu dans l'art antérieur le problème posé par la corrosion d'usure, au cours de laquelle les surfaces des grilles pour barreaux de combustible 16 et les barreaux de
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combustible 18 frottent l'un contre l'autre, ce qui augmente les risques de contamination de la soudure et éventuellemer : t de défauts mécaniques des grilles pour barreaux de combusti-
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ble 16.
Les faisceaux pour barreaux de combustible 10comprenant les barreaux de combustible 18 et les grilles 16 ont été étudiés pour être placés dans l'atmosphère hostile d'ur réacteur à eau bouillante (BWR) ou d'un réacteur a eau pressurisée (PWR), dans lesquels le réfrigérant, qui est typiquement de l'eau, est surchauffé à des températures de l'ordre de 395 C, c'est-à-dire que le point d'ébulli ion de l'eau réfrigérante est augmenté en la soumettant s des pressions extrêmement élevées. Dans ces conditions, toute contamination, et en particulier la corrosion de frottement est renforcée.
Une publication intitulée "Caractéristiques spéciales en cas de corrosion extérieure des gaines des combustibles dans les réacteurs a eau bouillante", par Liv Lunde, parue dans NUCLEAR ENGINEERING AND DESIGN, (1975), décrit les différents mécanismes responsables de la corrosion de frottement. Premièrement, des particules métalliques sont libérées par rodage ou par la formation des soudures aux points de contact entre la grille 16 et ses barreaux de combustible 18. Ces particules métalliques s'oxydent par la suite en formant une poudre abrasive capable d'augmenter l'action abrasive. Enfin, le métal se trouvant au-dessous de la couche d'oxyde protectrice s'oxyde par suite de l'élimination continue de l'oxyde métallique par frottement des surfaces l'une sur l'autre.
En particulier, les alliages de zirconium sont spécialement enclins à l'oxydation directe du métal par une action de frottement.
On s'attend donc simplement à ce que la contamination continue des assemblages entre les cloisons intérieures et les parois extérieures des grilles 20. et 22 et les manchons de guidage 36 d'une grille 16 pour barreaux de combustible aboutisse à un défaut de l'assemblage. En conséquence, les barreaux de combustible 18 sont soumis à des vibrations
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intenses résulte libération i b n d o > --, 7 d. e d'-c---a-P, a -s e e r r o s s oLa plus grande partie de cet uranium est absorbée par les échangeurs d'ions, mais de faibles quantités peuvant aussi
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se déposer sur les composants 1 du noyau.
La libérationd'oxyde d'uranium dans l'eau de refroidissement renforce encore la vitesse de corrosion nen seulement de la grille 16 des barreaux de combustible mais aussi des barreaux de
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combustible en particulier L-L que la soudure des matériaux des grilles et des barreaux comme des alliages de zirconium dans une atmosphère de soudage contaminée conduit a des soudures contaminées et entraîne donc les problèmes indiqués ci-dessus. En particu- lier, cet article expose le problème de la soudure au tungstène du zircaloy et de l'effet nuisible-de l'oxygène et de l'eau dans l'atmosphère de soudage. Des quantités
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élevées d'ox-,, 7c, --ne peuven-auc L- élevées d'oxygène la dureté de la soudure.
Un autre article intitulé"Corrosion extérieure des gaines dans les PWP" par Stehle et coll. paru dans NUCLEAR ENGINEERING AND DESIGN (1975), décrit en particulier l'effet de la corrosion du zircaloy en remarquant qu'à des températures dépassant 5000C la présence d'oxygène réduit la ductilité de ce métal. L'article de Stehle et coll. révèle en particulier que le principal problème du soudage à l'arc au tungstène est la contamination par les impuretés du gaz protecteur, y compris les particules de combustible ou le matériau de l'électrode en tungstène. En particulier, une contamination de ce type apparaît sous la forme d'oxyde d'uranium qui forme une couche épaisse d'oxyde blanc sur les barreaux de combustible 18.
L'article de Stehle et coll. conseille en particulier de maintenir les concentrations en eau et en oxygène au-dessous d'environ 20 et 10 ppm, respectivement. Bien que les articles de Lunde et de Stehle et coll. ne traitent pas des problèmes du soudage de gros éléments en
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zircaloy c o7i : rj,-, 7'-L e-eL7 a n z i-i--a 1 o e e r c e a j,- ! D. 7., r il e d e z-s c)-a s r s--U :
a P. s-L n, e a IL a'-Lcombustible eue impure isaientÈ degré pnère sera particulièrement L-L i--L L 1 -ri et, en particulier, de grilles 16 pour barreaux ceIl est donc particulièrement critique eue toute opération de soudage du zircaloy et, en particulier, de soudage par laser soit effectuée en atmosphère pure et contrôlée pour s'assurer que la contamination de la soudure est réduite au minimum et qu'elle ne se détériorera pas dans les conditions hostiles d'un réac Leur nucléaire.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no. 3.555. 239 de
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Kerth est un premier exemple d'un ensemble important de l'art antérieurprésentant un appareil automatisé de soudage par laser dans lequel la position de la pièce, ainsi que le procédé de soudage sont contrôlés par un ordinateur. Kerth expose le contrôle des faisceaux laser tout en contrôlant la pièce lors de son déplacement d'un côté à l'autre le long d'un axe X, horizontalement en avant et en arrière le long d'un axe Y et verticalement vers le haut et vers le bas le long d'un axe Z. De façon typique, des moteurs commandés par impulsions sont excités par l'ordinateur de façon à déplacer la pièce linéairement le long d'un axe choisi.
En outre, le soudage est effectué en atmosphère et, en particulier, la pression et le débit du gaz a l'intérieur de la chambre de soudage sont contrôlés par l'ordinateur. En outre, un compteur compte les impulsions de façon à ce que le nombre des impulsions laser appliquées-à la pièce puisse être'contrôlé.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no.-4. 078. 167 de Banas et coll. reconnaît le problème de la contamination atmosphérique du site de la soudure au cours d'un soudage par laser. Le soudage par laser sous vide a été tenté, mais ce brevet signale que la soudure sous vide limite la dimen-
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sion et la forme de la pièce augmente nécessaire itre la piècepeutêtreaussiêtretotalementplongéedans L gaz -u r -S e n-.-oncee c-anca a z n r-L e o -1 b e p i :, n s v s- e ir, c-4L Ci c-r, r 0'-L e c on-D-c-a établir dans la zone brevet des Etats-Unis d'Amérique no. 4. 078. 167 décrit un coffret de protection capable de réaliser une atmosphère inerte au voisinage de l'emplacement de la soudure d'une pièce lorsque celle-ci est transportée sous l'écran de protection.
Un gaz inerte, en général de l'argon, traverse un diffuseur de gaz ayant une pluralité d'ouvertures de façon à créer une couche uniforme de gaz inerte qui circule au-dessus de la pièce et traverse un passage entre l'écran de protection et la pièce avant de pénétrer dans l'atmosphère.
Le débit de gaz inerte empêche dans une certaine mesure les gaz atmosphériques, y compris l'oxygène et l'eau de circuler dans la zone du soudage. Il est dit que le débit du gaz inerte est contrôlé de façon à protéger la soudure des gaz réactifs, mais qu'il provoque une turbulence du matériau soudé qui pourrait conduire à des soudures poreuses et irrégulières.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no. 4.078. 167 ne mentionne pas de métal particulier à souder et n'envisage pas
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le soudage par laser du zircaloy connue ,, Te pour les c.--illes pc,-Lr- de combustible décrites ci-dessus. On sait que le zircaloy réagit fortement à l'oxygène, à l'azote et à l'eau présents
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dans l'atmosphère, et les essais de soudage oui -n conduit ont conduit ala présente invention sont arrivés à la conclusion qu'un débit de gaz inerte au voisinage immédiat de la zone du soudage ne constituait pas une protection convenable pour le soudage du zircaloy par laser.
Selon les procédés présentés par la présente invention, une atmosphère d'un gaz inerte comme de l'argon a été établie avec une pureté de
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l'ordre de 10 ppm, ce degré de pureté n'étant par le brevet des L'expose les de a,- pas envisagéantérieur illustre les problèmes significatifs oue l'on rencontre dans le soudage automatisé par laser d'un matériau fortement réactif comme du sircaloy, alors que la pièce est déplacée séquentiellement sous le contrôle d'une système
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automatisé nombre de soudures t :
f-LI i-ce pour effectuer un certainprécision. Comme cela a été indiqué ci-dessus, il est nécessaire de déplacer la pièce, par exemple la grille soudée au laser 16 telle ou'elle a été décrite ci-dessus, le long de chacun des axes X, Y et Z par rapport au faisceau
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laser focalisé tout en maintenant l'atmosphère environnanteà un degré de pureté exceptionnellement élevé pour éviter la contamination du matériau soudé.
En particulier, les systèmes de soudage par laser de l'art antérieur n'ont pas été spécialement adapté à un contrôle automatisé dans lequel on souhaite non seulement déplacer la pièce dans les trois dimensions, mais aussi maintenir la pièce dans un environnement pur qui ne réagisse pas avec le matériau de la pièce.
Il est évident que si un tel appareil de soudage par laser pouvait être automatisé, sa vitesse de production pourrait être augmentée. En outre, l'art antérieur n'a pas obtenu le rendement désiré exprimé en terme de chargement et de déchargement de l'appareil de manière facile, tout en adaptant en même temps cet appareil à un nettoyage et à une maintenance facile. A cet égard, n'importe quelle chambre de soudage doit être périodiquement nettoyée pour éliminer les débris qui sont produits au cours des procédures de soudage. En outre, on souhaite obtenir un rendement élevé du laser, même si la pièce doit se déplacer selon une séquence de position dans les trois dimensions par rapport au faisceau laser.
De plus, la réalisation de soudures précises sur des pièces de faible dimension pose des problèmes, en particulier celui de maintenir le niveau de puissance du faisceau laser
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incident a des niveaux précis pour les différents types de soudure, en notant l'atténuation de la puissance délivrée par le laser lorsque l'on utilise un svstëme a laser comprenant le barreau jaser et les lampes d'excita-
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tion avec des taux d'utilisation extrêmement élevéspendant des périodes prolongées et les effets des débris du soudage par laser.
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La prse.-te-Lr.
La a donc pour objet présente inventionnouvel appareil automatisé perfectionné pour l'usinage de précision par laser d'une pièce dans un environnement qui
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ne réagit pas avec le matériau de la pièce.L'invention réside en grande partie dans un ap ? 2reil d'usinage par laser constitué de :
une chambre d'usinage qui peut être fermée pour recevoir un gaz non réactif, un montage pour le déplacement de ladite chambre d'usinage
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et e t par une table coulissante soutenant ce montage mobile et cette chambre mobile entre une première position d'usinage au cours de laquelle la chambre d'usinage est disposée sous une fermeture et une seconde position de chargement, dans laquelle ladite chambre est dégagée de la fermeture, cette fermeture étant disposée à partir du bord supérieur de la chambre pour prévoir un espace périphérique entre la chambre et la fermeture.
Selon les buts de la présente invention, ci-dessus ainsi que d'autres buts, on propose un appareil d'usinage par laser d'une pièce dans un environnement qui ne réagit pas avec le matériau de fabrication de la pièce. En particulier, l'appareil d'usinage par laser comprend une chambre qui reçoit facilement une pièce et des moyens de déplacement de la pièce le long des axes X, Y et Z par rapport au faisceau laser, tout en maintenant la pureté de l'environnement de l'usinage. Dans ce but, la chambre d'usinage est montée sur un mécanisme d'entraînement de la chambre d'usinage le long des axes X et Y.
L'environnement de l'usinage est
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maintenu dans la chambre d'usinage et itê un système d'é'Lanché-diposée s une distance sensiblement constante du bord périphérique de la chambre d'usinage, ce façon a ce que la chambre d'usinage puisse être déplacée sans résistance par des moyens de déplacement.
Selon un autre aspect de la présente invention, le dispositif de déplacement de la chambre d'usinage es'L à son tour monté sur une table coulissante pouvant passer d'une première position, dans laquelle la chambre d'usinage est placée sous la plaque d'étanchéité pour recevoir le faisceau laser, et une seconde position éloignée de la plaque d'êtanchéitê, dans laquelle la pièce peut être facilement chargée dans et déchargée de de la chambre d'usinage.
Selon un autre aspect de l'invention, la pièce peut se déplacer le long de l'axe Z par un dispositif constitué d'une plaque de montage capable de tourner à l'intérieur de la chambre d'usinage et pouvant être couplé au mécanisme d'entraînement, de façon à ce que la plaque de montage et la pièce fixée sur cette plaque puisse se dégager en tournant du faisceau laser.
La plaque de montage est associée à une roue de positionnement qui est bloquée définitivement par rapport au faisceau laser au moyen d'un broche de repérage. La broche de repérage est amovible, lorsque la chambre d'usinage est amenée à s'engrener avec le dispositif d'entraînement cidessus. En particulier, le dispositif de déplacement X-Y décale la chambre de soudage le long de son axe Y pour la faire engrener avec le dispositif d'entraînement et dégager la broche de repérage, de façon ce que le mécanisme d'entraînement puisse faire tourner la plaque de montage jusqu'à une position choisie. Des capteurs convenables sont disposés de façon à détecter la position de la roue de positionnement et sa plaque de-montage, et donc de contrôler le mécanisme d'entraînement.
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La sur laquelle est montée se déplacer jusqu'à intermédiaire dans laquelle appliqué de mesure constitué thermo-électrique du faisceau laser incident.
Des moyens de localisation prenant la forme de repérage positionner précisément la table coulissante de ses première et troisième positions un alignement précis par rapport la la pièce et à la pile thermo-électrique, respectivement.
On va maintenant réalisation de la présente invention en référence aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue en perspective de barreau de combustible nucléaire comprenant pluralité de grilles fabriquées conformément aux procédés de la présente invention ; les figures 2A à 2E sont respectivement vue en perspective, une vue en plan, une vue latérale en coupe,
une perspective éclatée et une vue en plan d'une grille pour barreaux de combustible procédés exposés dans la présente invention et correspondant à l'ensemble de la figure 1 les figures 3A à 3L représentent par une série de vues en perspective la séquence des étapes au soudage d'une grille pour barreaux nucléaires représentée sur les figures 2 et la figure 3M est un graphique représentant le profil d'un la figure 4 est une vue en perspective de l'appareil d'usinage de précision par laser conformément aux procédés de la présente invention ;
la figure 5 est une vue éclatée en perspective du
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système support svs L L--cm laser principal rigidement table coulissantepaire de pièces, par exemple des grilles pour barreaux de combustible nucléaire qui ont été positionnées par les modules de positionnement à-gauche et à droite. ;
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la 6 est 'L-ive du svst- ; --T C pective figurereil d'usinage de précision à laser présenté sur les figures 4 et 5 pour orienter a temps partagé un faisceau laser émis par une seule source de laser vers deux pièces par exemple des grilles pour barreaux de combustible nuclé- aire ; la figure 7 est une vue de coté en élévation du système d'usinage par laser présenté sur la figure 4 ;
la figure 8 est une vue frontale partielle en éléva- tion du système d'usinage par laser présenté sur la figure 4 ; la figure 9 est une vue en plan du système d'usinage par laser le long de la ligne IX-IX de la figure 8 ; la figure 10 est une vue latérale en coupe le long de la ligne X-X de la figure 8 ; la figure 11 est une vue de côté en coupe le long de la ligne XI-XI de la figure 8 ; la figure 12 est une vue frontale partielle en élévation à partir de la perspective de la ligne XII-XII de la figure 11 ; la figure 13 est une vue en coupe partielle du méca- nisme commandant le mouvement de la table coulissante, le long de la ligne XIII-XIII de la figure 11 ;
la figure 14 est une vue en perspective éclatée d'une chambre de soudage présentée sur la figure 4 et de son mécanisme de positionnement sélectif de sa monture tournante ; la figure 15 est une vue-frontale en coupe le long de la ligne XV-XV de la figure 9 illustrant en particulier une
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chambre d'usinage, son mécanisme faisant tourner d'une façon sélective sa monture tournante, et un mécanisme ce
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rotation le long de l'axe B couplé au mécanisme r o-a L C > mentionnéc--dessus ; la figure 16 est une vue latérale en coupe partielle
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le long de la ligne XV-XVI particulier par de la figure 15, illustrant entournante et la relation entre la lentille de concentration du laser e la chambre d'usinage ;
la figure 17 est une vue en plan de la monture tour-
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nante r, anle nar---L---- -Ln t--L l'intérieur de la chambre d'usinage de la figure la figure 18 est vue en coupe de la monture tourt XVTTT--, Vjii nante le long de la ligne partiellement dégagée telle qu'elle est disposée àla figure 19 est une vue latérale en coupe de la monture tournante le long de la ligne IX-IX de la figure 18 ; la figure 20 est une vue schématique d'un système d'alimentation en argon, dans lequel un gaz inerte, par exemple l'argon est fourni par une cuve à chacune des chambres d'usinage et des sous-ensembles des lentilles de concentration du laser ;
les figures 21A-21B forment un schéma du système de contrôle par ordinateur mis en oeuvre pour le système d'usinage par laser indiquant la relation entre les circuits d'interface et l'unité centrale (UCP) et la mémoire et chacun des mécanismes de positionnement de la chambre, et d'un second système de contrôle analogue à un ordinateur pour le système laser, le système d'alimentation en argon, le système de réalisation du vide, le système d'entraînement le long de l'axe B, l'analyseur d'oxygène et l'analyseur d'humidité ainsi que la pile thermo-électrique ;
les figures 22A et 22B sont respectivement des vues frontales du panneau d'affichage de l'appareil de soudage à laser et du panneau des fonctions de la machine, respectivement associés à la source d'alimentation du laser comme
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1'--'L-n d i a u e 1 a--7 i g-. a r d- A,--'-L C--l 1'i-, n. *-U i- ; cn-F--r a 1 e d eae im e n l'indique indiquée les figures la figure 4 et à l'unité centrale de traitementniveau du programme de pièce illustrant le processus de commande dans lequel le système d'usinage par soudage est commande pour effectuer une série de soudures sur les grilles des barreaux nucléaires de façon précise ;
les figures 24A à 24C sont des sous-programmes d'apppli- cation qui sont commandés par les codes M, S et T indiqués partiellement par le programme de pièce tel qu'il est illus- tré dans les figures 23A et 23B et qui concerne respective- ment les sous-programmes d'application du CHARGEMEKT/ DECHARGEMENT DU CHARIOT, LA SELECTION DU DEBIT DE GAZ et SYSTEME DE ROTATION DE LA MONTURE.
Les grilles 16 pour barreaux de combustible sont fabriquées selon les indications ci-dessus à partir de parois extérieurs 20 et de cloisons intérieures 22 qui sont assemblées et soudées comme l'indiquent les figures 2A à 2E.
Chacune des parois ou cloisons de grille 20 et 22 est découpée à l'emporte-pièce dans un rouleau de matériau en feuille et accumule une certaine quantité d'huile à la surface au cours de l'opération de découpage. Le film d'huile est nettoyé et ensuite, la paroi/cloison est recuite puis assemblée dans une monture selon les indications données dans la demande de brevet belge déposée ce même jour au nom de la de- manderesse pour:"DISPOSITIR, BANDE DE RETENUE ET PROCEDE POUR L'ASSEMBLAGE DE GRILLES DE SUPPORT DE BARRES DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE".
Ensuite, la grille 16 et la monture sont soudées par le système de soudage à laser 100 de la présente invention qui effectue chacune des soudures d'intersection 32, des soudures angulaires 30, des soudures entre encoches et languettes 34 ainsi que des soudures le long des encoches 40 dans une atmosphère pure d'un gaz inerte. En se reportant maintenant aux figures 3A à 3L, on voit la séquence des opérations de soudage en présence d'un gaz inerte, présentée selon les indications de la présente
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invention.
Le système décrit ; on admet ce la façon dont la pièce, c'est-à-dire barreaux ce combustible, est de soudage par laser 100 va êtretrois dimensions, va faciliter la compréhension du fonc- tionnement du système de soudage par laser 100. Comme cela ressort des dessins, la grille 16 pour barreaux de combusti- ble est déplacée par incrément le long de ses axes X et Y dans un plan et tournée de façon sélective autour de son axe Y. Il est caractéristique que le mouvement décrit cidessus soit effectué à l'intérieur d'une chambre dans laquelle est maintenue une atmosphère de gaz inerte avec un degré élevé de pureté.
La figure 3A illustre la première opération au cours de laquelle la grille 16 pour barreaux de combustible est diposée dans l'atmosphère contrôlée constituée par la chambre de soudage avec ses pales 42 orientées vers le haut. Une monture pour le soudage est décrite dans une demande de brevet en attente intitulée "SOUDAGE DES PLAQUES CONSTITUANT UNE GRILLE POUR BARREAUX DE COMBUSTIBLE" (Westinghouse no. 50.107), qui permet de maintenir les cloisons intérieures et les parois extérieures de grille 20 et 22 en position fixe les unes par rapport aux autres pendant les opérations de soudage.
Une monture à suppression des pales est un outil qui permet de dévier les pales 42 de façon a ce que ces pales soient placées dans la monture de soudage ; la monture 2 suppression des pales est décrite dans la demande de brevet déposée ce même jour au nom de la demanderesse pour :"DISPOSITIF ET PROCEDE DE POSITIONNEMENT DE LAMES ET D'AILETTES POUR DES GRILLES DE SUPPORT DE BARRES DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE". L'atmosphère est purifiée grâce à l'application d'argon gazeux dans la chambre de soudage jusqu'à ce que le degré de pureté désiré soit obtenu à savoir 10 ppm d'eau et 7 ppm d'oxygène.
Lorsque l'atmosphère pure a été obtenue, la grille pour barreaux de combustible 16 subit une série de mouvements élémentaires
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le long des axes X et Y de façon ce que chacun des points de grille avec un faisceau ensuite, une quantité contrôlée d'énergie est à la soudure d'interel asection 32. Comme on le verra dans les explications ulté- rieurs, le faisceau laser 178 est muni d'un laser puisé au Nd : YAG excité par des lampes d'excitation puisées elles-mêmes alimentées par une tension étalonnée de façon à appliquer une quantité d'énergie donnée à la grille 16.
En particulier, le nombre des impulsions appliquées aux points d'intersection 24 entre les cloisons intérieures de grille 20 est contrôlé comme l'indique la figure 3M, d'après laquelle six impulsions du faisceau laser sont appliquées à la pièce pour former la soudure d'intersection 32, chacune de ces impulsions ayant une largeur de 6, 2 ms, une fréquence de 20 impulsions par seconde (ips), une puissance moyenne de 350 watts, et une puissance crête de 2.580 watts. Les soudures d'intersection 32 sont formées en mettant le faisceau laser 178 en marche lorsque la grille 16 pour barreaux de combustible a été placée dans une position alignée avec le faisceau laser 178.
L'étape suivante est représentée sur la figure 3B, la grille 16 pour barreaux de combustible a alors été tournée de 900 par rapport à son axe Y au moyen d'un mécanisme qui sera décrit ultérieurement, de façon à pouvoir effectuer un premier jeu de soudures entre encoche et languette 34 et une première soudure d'angle 30. Ces soudures sont des soudures continues qui sont effectuées en déplaçant la grille 16 pour barreaux de combustible le long de son axe X tout en orientant le faisceau laser 178 sur la pièce.
Dans une forme de réalisation illustrant la présente invention, les soudures entre encoche et languette 34 sont effectuées avec un faisceau laser 178 ayant une largeur d'impulsion de 2,2 ms, une fréquence d'impulsions de 50 ips et-une
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puissance moyenne de 350 watts, la grille le pour barreaux de combustible étant déplacée a une vitesse ce 76 mm/minute : environ. La figure 3b représente la position relative du faisceau laser 178 au moment de la réalisation de chacune des soudures 34a entre encoche et languette et de chaque soudure d'angle 30a.
Ensuite, comme l'indique la figure 3C, la arille 16 pour barreaux de combustible est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre de façon a ce que la paroi extérieure de grille opposée 22b soit alignée avec le faisceau laser 178, et que l'on puisse alors réaliser un second jeu de soudures 34b entre encoche et languette et une seconde soudure d'angle 30b. Ensuite, comme l'indique la figure 3D, la grille 16 pour barreaux de combustible est tournée de 900 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ce qui la ramène à la position originale qu'elle occupait sur la figure 3A, et la grille 16 pour barreaux de combustible ainsi que sa monture de soudage sont retirées de la chambre de soudage.
Les figures 3E a 3H représentent l'exécution d'un ensemble d'opération de soudage du même type. Après avoir été sortie de la chambre, la grille 16 pour barreaux de combustible et sa monture de soudage sont retournées de façon à placer le côté pales dans la direction descendante et sont tournées de 900 autour de leurs axes Z dans le sens des aiguilles d'une montre de façon à ce que la paroi extérieure de grille non soudée 22c soit tournée vers l'ouverture de la chambre de soudage. La grille 16 et sa monture de soudage sont bloquées en une position fixe par rapport à la chambre de soudage et au faisceau laser.
A l'origine, l'air contenu dans la chambre de soudage est purgé par de l'argon gazeux jusqu'à un niveau de pureté acceptable. Ensuite, comme représenté sur la figure 3E, la grille 16 pour barreaux de combustible est déplacée par incrément au cours d'une série de pas le long des axes
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X et Y, de façon a ce que chaque soudure d'intersection 32 soit réalisée selon les indications ci-dessus.
Lorsque les soudures d'intersection 32 sont terminées, la grille 16 pour barreaux de combustible est tournée de 9C aDs le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport 2 son axe Y de façon a ce que sa paroi extérieure 22c soit placée sous le faisceau laser 178 de manière à pouvoir effectuer
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'"2i're'e un de soudures 34c entre et une troisième soudure d'angle 30c. Ensuite, comme représenté sur la figure 3G, la grille 16 pour barreaux de combustible est tournée de 1800 par rapport à son axe Y de façon # présenter la quatrième paroi extéreure de grille 22d au faisceau laser 178, et à effectuer un quatrième jeu de soudures 34d entre encoche et languette
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et une quatrième soudure d'angle 30d.
Amrès cela, au cours de l'opération représentée sur la figure 3H, la grille 16 pour barreaux de combustible est tournée de 900 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et donc ramenée à sa position originale avant d'être sortie de la chambre de soudage avec sa monture de soudage.
En se référant maintenant aux figures 31 à 3L, on voit une illustration du procédé de soudage des manchons de guidage 36 à la grille 16 pour barreaux de combustible.
A l'origine, la grille 16 pour barreaux de combustible est retirée de la monture de soudage qui était nécessaire pour les opérations des figures 3A à 3H et placée dans une monture pour soudage de manchon conformément a la descrip- tion qui est donnée dans la demande de brevet déposée ce même jour au nan de la demanderesse pour :
"GRILLE A BARREAUX COMBUSTIBLES AVEC DES MANCHONS SOUDES DANS DES BALTES ENCOCHéES", la monture pour soudage des manchons comprend une pluralité de goujons de fixation disposés dans des alvéoles sélectionnés formés par les cloisons intérieures 20 pour recevoir les manchons de guidage 36, c'est-à-dire dans les ouvertures présentant des encoches 38 dans leurs bords périphériques
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comme l'indique la figure 3j. En particulier, les ergots de la monture positionnent avec précision les manchons ce guidage 36 de façon a ce que leurs axes soient centrés par
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rapport aux surfaces L 1 Z- des cloisons intérieures de grille 20et parallèles a ces cloisons.
Lorsque les rauchons de guidage 36 sont correctement alignés et assemblés par rapport à la grille 16 pour barreaux de combustible, la grille 16 et sa monture pour soudage des manchons sont placées dans la chambre de soudage et maintenues en position fixe par rapport 2 la chambre et au faisceau laser 178.
Ensuite, l'air est éliminé par de l'argon jusqu'au niveau de pureté souhaité. Après cela, comme représenté sur la
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figure 3J, 16 pour barreaux de combustible la grilletournée de 450 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et puis la monture pour soudage de la grille et des manchons est bloquée dans cette position à 450 par rapport au passage du faisceau laser 178, comme représenté sur la figure 3J. Une série de soudures continues des encoches 40 est alors effectuée avec une largeur d'impulsion de 6,2 ms, une fréquence d'impulsions de 20 ips, une puissance moyenne de 255 watts et une vitesse de soudage de 25,4 mm/minute environ.
La grille 16 pour barreaux de combustible est alors déplacée le long de l'axe Y à la vitesse indiquée pendant le fonctionnement pulsé du faisceau laser 178. Comme on le verra dans les explications ultérieures, il faut concentrer a nouveau le faisceau laser 178 pour chaque rangée horizontale de manchons de guidage 36 comme représenté sur la figure 3J.
Une série de soudures 40 sur les encoches est effectuée en déplaçant la grille 16 pour barreaux de combustible le long de son axe Y, et amenant chaque manchon de guidage 36 en place par rapport au faisceau laser 178, en mettant le faisceau laser en service pour effectuer la soudure le long de l'encoche 40 et ensuite en déplaçant la grille 16 pour barreaux de combustible de façon à aligner le
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manchon de guidage 36 Lorsqu'une seule rangée ,
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horizontale grille le long son axe ' : 6 en 1manchons laser 178.
Puis, il faut ë nouveau reconcentrer le faisceau laser 178 pour effectuer les soudures continues des encoches 40. Comme représenté sur les figures 3J et 3K, le manchon de guidage 36 s'emboîte dans quatre encoches 38 et les soudures continues le long des encoches 40 sont réalisées sur des faces opposées des manchons de guidage 36.
Lorsqu'un côté du manchon de guidage 36 a été soudé, il faut tourner'la grille 16 de 900 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre comme représenté sur la figure 3K pour exposer l'autre encoche opposée 38 au faisceau laser 178. Après la rotation une série de soudures le long des encoches 40 est effectuée selon les explications cidessus. Enfin, au cours de l'opération représentée sur la figure 3L, la grille 16 pour barreaux de combustible est tournée de 450 dans le sens des aiguilles d'une montre, ce qui la ramène à sa position originale avant d'être retirée avec sa monture pour soudage des manchons de la chambre pour terminer les opérations de soudage de la grille 16 pour barreaux de combustible.
En se référant maintenant à la figure 4, on peut voir le système de soudage par laser 102 qui permet de contrôler la série des soudures et en particulier les soudures d'intersection 32, les soudures entre languette et encoche 34, les soudures continues d'angle 30 et les soudures continues d'encoches 40 nécessaires à l'assemblage des cloisons intérieures et des parois extérieures des grilles 20 et 22 afin de former la grille 16 pour barreaux de combustible et de fixer les manchons de guidage 36 à la grille 16 en contrôlant un système à laser 102 (représenté en détail dans les dessins ultérieurs) de façon à ce qu'il émette un faisceau laser 178 d'énergie contrôlée et
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orienté en des positions crille convenable,
successives et précises de 1sduquel le soudage par laser des soudures ci-dessus doit être effectué. Chacune des pièces, c'est-à-dire des grilles 16 pour barreaux de combustible, est successivement amenée dans chacune des positions de soudage par son module de positionnement 106a ou 106b, le module 106a étant représenté sur la figure 4. En particulier, une chambre de soudage 108 est associée à chacun des modules de positionnement 106 de façon à recevoir sa grille 16 et à établir un environnement dans lequel le soudage par laser pourra être effectué et, en particulier pour réaliser une atmosphère de gaz inerte tout en permettant les mouvements de la grille 16 nécessaires à la réalisation d'une série de soudures. Le module de positionnement droit 106a comprend une porte d'armoire droite 114a qui est représentée en position ouverte.
Une porte semblable 114b pour l'armoire gauche est présen- tée en position fermée mais il est bien entendu qu'elle ferme le module correspondant de positionnement gauche 106b et la chambre de soudage gauche 108b. Une armoire 104 enferme encore les modules de positionnement droit et gauche 106a et 106b, ainsi que le système du laser 102, un bâti principal 122, un système de purge à l'argon 118 et une source d'alimentation à l'argon 473 qui seront décrits ciaprès.
Deux tapis détecteurs constituent des zones de sécurité droite et gauche 134a et 134b à l'avant des modules de positionnement droit et gauche 106a et 106b respectivement ; les zones 134a et 134b détectent la présence d'un opérateur sur chaque tapis pour éviter d'entraîner la chambre de soudage correspondante 108 en une position se trouvant à l'extérieur de l'armoire 104.
Une source d'alimentation du laser 120 représentée sur la figure 4 est reliée par des conducteurs appropriés au système laser 102 pour contrôler l'émission de lumière
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cohérente par le laser selon un procédé qui sera explioué plus en détail ci-après. En outre, il y a également un système de commande par ordinateur 124 comprenant une première commande numérique par ordinateur ou (C C) droite 126a et une seconde commande identique ou CNC gauche 126b,
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respectivement au contrôle des opérations qui associéesment droit et gauche 106a et 106b.
Comme cela sera expliqué plus loin, les CNC droite et gauche 126a et 126b peuvent assurer le contrôle du système laser 102 de sorte que les CNC se partagent dans le temps la commande du système laser 102. La source d'alimentation du laser 120 comprend un panneau d'affichage du soudage 132 comme représenté plus en dérail sur la figure 23A et chacune des CNC 126a et 126b comprend respectivement son panneau de fonctions de la machine (MFP) 130 qui est représenté plus complètement sur la figure 23B.
Le bâti principal 122 représenté plus complètement sur la figure 5 est destiné à l'installation réglable du système à laser 102 en une position alignée avec les modules de positionnement droit et gauche 106a et 106b. Une fois alignés avec le système laser 102, les modules de positionnement droit et gauche 106a et 106b sont solidement fixés par rapport au bâti principal 122 et donc par rapport au système laser 102 de façon à garantir que l'alignement du faisceau laser 178 peut être précisément commandé par rapport à chacun des modules de positionnement 106a et 106b et donc par rapport aux grilles 16 a barreaux de combustible, qu'ils portent. Le bâti principal 122 est constitué d'une plaque supérieure 142 et d'une plaque inférieure 143 (voir figure 7), soudées chacune à un cadre en tube a section carrée.
Comme représenté sur la figure 7, des amortisseurs 224 permettant un réglage de niveau sont fixés à la plaque inférieure 143 et servent à isoler le système laser 102 et les modules de positionnement droit et gauche 106a et 106b
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des vibrations qui pourraient être transmises au système de soudage par laser 100 par l'intermédiaire du sol sur lequel repose le système de soudage par laser 100. En outre, les amortisseurs 224 amortissent aussi toutes les vibrations qui pourraient être provoquées par les moteurs d'entraînement (qui seront décrits plus loin) associés 2 chacun des modules de positionnement droit et gauche 106a et 106b.
La plaque supérieure 142 a été aplanie après avoir été soudée à son bâti en tube à section carrée, de façon à constituer une surface de référence pour les autres composants du système qui sont montés dessus. Les autres composants sont boulonnés ou goujonnés à la plaque supé-
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rieure 142 ou par plaque de façon ce que des alignements précis soient maintenus.
Un support cinématique 140 est boulonné sur la plaque supérieure 142 et constitué d'une paire de pattes 141 et 139 ayant chacune un goujon qui les fixe par rapport à la plaque supérieure 142. Chacun des modules de positionnement 106 est monté sur le bâti principal 122 et comprend, comme représenté sur la figure 5, un socle 150 boulonné sur la plaque supérieure 142 aux quatre angles. Chaque module de positionnement 106 comprend des parois latérales 152 et 154 boulonnées chacune au socle 150 comme représenté sur les figures 5 et 10. Chaque module 106 comprend une paroi arrière ou support vertical 248, comme représenté sur la figure 10.
Une glissière verticale 252 est à son tour boulonnée à deux plaques d'assemblage 246, comme représenté sur la figure 10.
Une plat-forme 244 de X-Y est à son tour boulonnée aux deux plaques d'assemblage 246, une de chaque côté, carme représenté sur la figure 9.
Ccnme représenté sur la figure 10, la plate-forme 244 de X-Y reçoit et support un système de positionnement 288 en X-Y qui permet de déplacer par incrément la chambre de soudage 108 le long des axes X et Y sous le contrôle de sa CNC 126.
Chacun des modules de positionnement T. 06 comprend encore, ccntne représenté
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sur la figure 5, une plaque supérieure ou platine d'étanchéité 156 qui est 1
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placéetrèsprès, c'est-à-direàmoinsde1mmdelaplaque d'étanchéité 156 et dans un plan sensiblement parallèle a la plaque d'étanchéité 156 qui constitute la surface supérieure de sa chambre de soudage 108 comme représente sur 3= figure 8.
L'examen de la figure 8 montre que l'espacement critique et la relation entre la chambre de soudage 108 eL sa plaque d'étanchéité 156 permettent au système de posi- tionnement en X-Y 288 de déplacer la chambre de soudage 108 tout en maintenant la relation entre la chambre de soudage 108 et la plaque d'étanchéité 156. Cette relation critique est obtenue en positionnant avec précision la plate-forme 244 par rapport à la plaque d'étanchéité 156 selon un procédé qui sera expliqué plus loin.
Comme représenté sur les figures 7 et 9, une paire de glissières verticales 252 sont fixées par des goujons à la plaque supérieure 142. En particulier, deux goujons traversent la base de chaque glissière verticale 252 et la fixent à la plaque supérieure 142. Un étrier 250 est fixé de façon amovible sur chaque glissière verticale 252 et porte une vis de positionnement 254 orientée dans une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de référence de la plaque supérieure 142 de sorte que l'étrier 250, la glissière verticale 252 et la plate-forme 244 peuvent être alignés de façon précise. L'étrier 250 est boulonné et goujonné à la glissière verticale 252 du module de positionnement 106.
L'étrier 250 et sa vis de positionnement 254 illustrent le modèle tel qu'il a été fabriqué par la Milwaukee Machine Components Company sous la désignation Modèle RB16-32-20-L.
Les glissières verticales 252 constituent les moyens d'élévation ou d'abaissement de la plate-forme 244 de X-Y 244 en fonction des changements de la procédure ou de la hauteur de la chambre de soudage 108. Trois goujons fixent la plate-forme 244 de X-Y à ses plaques d'assemblage 246 et peuvent en être retirés pour libérer la plate-forme 244 de X-Y. Ensuite, les jeux de clavette et contre-clavette 256 et 258 sont tirés
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au moyen de leurs vérins s une manivelle représentée sur les dessins), associée à la vis de positionnement 254 forme le haut ou vers vis. Ensuiteglissière verticale 232 est boulonnée et goujonnée a son étrier 250 et la plate-forme 244 de X-Y est boulonnée à la glissière verticale 252.
Lorsque la plate-forme 244 de X-y est à la hauteur voulue, elle est mise de niveau, c'est-àdire que l'espace entre le haut de la chambre de soudage 108 et la face inférieure de la plaque d'étanchéité 156 est réglé de façon a ce que les deux surfaces soient parallèles entre elles et ensuite deux nouvelles clavette et contreclavette 256 et 258 sont mises en place puis les goujons sont replacés dans de nouveaux trous forés et alésés dans les parois latérales 152 et 154 en de nouveaux emplacements.
Le système de purge de l'argon 118 est plus complètement représenté sur la figure 5. L'argon qui s'échappe des chambres de soudage 108 au cours de la purge et du soudage tombe dans le bas de chaque module de positionnement 106 où il s'écoule par une pluralité d'ouvertures d'échappement 151 prévues dans les socles 150a et 150b. A l'avant du bâti principal 122 se trouvent deux ouvertures 148a et 148b recouvertes d'un grillage 146.
Le grillage 146 et le bâti principal 122 forment une paire de réceptacles 144à et 144b qui sont reliés par un conduit d'échappement (non représenté) à l'arrière du bâti principal 122 par l'intermédiaire d'un registre 226 (voir figure 7), et par un conduit 228 à un ensemble de ventilation 230, de sorte que l'argon qui a été déversé est forcé hor de l'armoire 104 par l'intermédiaire d'un conduit d'échappement d'argon 232 provenant du bâtiment. Le registre 226 contrôle le débit de l'argon.
Le ventilateur 230 crée une dépression ou vide partiel lorsque les portes de l'armoire 114 sont fermées. L'ensemble de ventilation 230 peut à titre d'illustration prendre la forme d'un ventilateur d'échappement tel que celui qui est
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fabriqué leur modèle 2C887. de la chambre comme 9 et de l'ordre de 0, 76 la chambre de soudage J08 le long des axes X et permettre de la chambre de soudage 108.
Comme sur la 5, le support cinématique 140 positionne le système à laser 102 et, en particulier la source d'émission du laser qui a la forme d'un barreau laser 170 et à la surface de référence du bâti principal 122 eL précisément la forme de grilles 16 pour barreaux de combustible. Le barreau de laser 170 est disposé à l'intérieur boîtier de tête de laser 166 et sur une plaque usiné au poli optique 168 avec des tolérances très étroites la planéité. La plaque au poli optique 168 est sur un socle à laser 162 lui-même soutenu par le support cinématique 140 et, en particulier sur sa traverse 157 et sur la poutre horizontale 159.
En plus du boîtier de la tête de laser 166, un miroir mobile 172 commutant le faisceau actionné un moteur pas à pas 175 et des déflecteurs fixes de faisceaux constitués par les miroirs 174, 176a et sont également montés sur la plaque au polioptique 168. Comme représenté sur la figure 6, le miroir 172 de commutation est une pièce en forme de larme couplé au moteur pas-àpas 175 qui le fait tourner successivement entre deux positions dans lesquelles il peut réfléchir ou transmettre le faisceau laser 178 émis par le laser 170.
Le socle du laser 162 supporte la plaque au poli optique 168 et il est à son tour monté sur le support cinématique 140. Le support cinématique 140 est soudée construite en tube à section carrée qui assure
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par Dayton Electric Company sousla rigidité nécessaire au maintien d'un alignement précis entre le faisceau laser 178 émis par le barreau laser 170 et les grilles 16 pour barreaux de combustible. Le socle a laser 162 est boulonné a une paire de vérins de mise a niveau 158a et 158b montés à chaque extrémité de la
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t traverse 157.
Un palier sphérique 160 est sur la partie de la poutre horizontale 159 et constitue iDar-L L L L-1- un point unique de soutien du socle du laser 162 ce qui permet a ce dernier de tourner autour d'un axe 164 sous l'effet de la montée ou de la descente des vérins avant de mise à niveau 158a et 158b. Le palier sphérique 160 est installé à une hauteur fixe pour constituer un pivot autour duquel le socle à laser 162 peut spit être verticalement soulevé ou abaissé avec l'angle nécessaire par les vérins
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de mise à niveau 158a et 158b.
Le plan du socle laser 162 doit rester rigide lorsque les forces de soulèvement des vérins lui sont appliquées par les vérins de mise à niveau 158a et 158b au cours de l'alignement initial du système de soudage par
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laser 100. Comme on l'expliquera plus loin, le socle à laser 162 soutient aussi une paire d'ensembles à laser 222 d'axe Z qui permettent d'ajuster linéairement les jeux de lentilles de concentration du laser correspondante 204' (voir figure 6) de laser sur les grilles 16 barreaux de combustible à façon a focaliser le faisceaul'intérieur des chambres de soudage correspondantes 108.
Le socle à laser 162 constitue une surface sur laquelle sont boulonnés les ensembles de positionnement de l'axe Z 222 (voir figure 7). Chaque ensemble 222 d'axe Z du laser est rigidement fixé au socle du laser 162 si bien qu'il maintient l'ensemble des lentilles de concentration du laser 204 le long de son axe Z qui est perpendiculaire à la surface supérieure du socle de laser 162. Comme représenté sur la figure 5, le laser 170 émet un faisceau laser 177 qui est focalisé sur le miroir 172 à
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commutation du faisceau, lequel oriente en alternance le faisceau laser 177 d'abord vers le miroir d'orientation verticale 17a puis vers le miroir d'orientation vertica 176b en formant ainsi un faisceau laser droit 178a et un faisceau laser gauche 178b.
Les faisceaux laser 178a et 178b sont orientés au travers des ouvertures 180a et 18Gb respectivement ménagées dans les modules de positionnement 106a et 106b.
Le système à laser 102 tel qu'il est représenté sur la figure 5 et schématiquement sur la figure 6 peut, dans une
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1 forme de réalisation illustrant la présente invention, prendre la forme du système à laser fabriqué'oar Raytheon sous leur numéro de modèle SS500. Le système à laser 102 comprend le barreau laser 170 qui peut, à titre d'illustration prendre la forme d'un laser a cristaux Nd : YAG et une paire de lampes linéaires à éclair au krypton disposée dans une tête de laser à haut rendement. La tête de laser comprend un miroir a réflexion totale 182 et un miroir à réflexion partielle 184 disposés à l'une ou l'autre extrémité du barreau laser 170.
Un obturateur 188 intérieur à la cavité est placé entre le barreau laser 170 et le miroir à réflexion totale 182 et il est commandé de façon sélective dans le but de libérer un nombre sélectionné d'impulsions laser de façon à ce que l'énergie appliquée pour réaliser le soudage par laser soit contrôlée avec précision comme on le verra plus loin. La tête du laser est à construction modulaire ce qui permet de remplacer facilement et indépendamnent les uns des autres tous les éléments optiques qui la constituent, y compris le barreau laser 170, les lampes d'excitation 186 et les miroirs 182 et 184. Les lampes d'excitation 186 pourront être remplacées rapidement sans perturber l'alignement optique.
En outre, les lampes d'excitation ou lampes éclair 186 sont refroidies par une circulation d'eau sur toute leur longueur y compris leurs connecteurs d'extrémité. Le déclenchement des lampes permet
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la pulsation en parallèle des lampes d'excitation 186 par excitation de la cavité. Le barreau laser devra être choisi 2 titre d'illustration de façon a obtenir une puissance moyenne de 400 wat-us sur la pièce alors que la puissance appliquée au réseau de formation des impulsions n'excèdera pas 18 kW lorsque le système fonctionnera avec ces largeurs d'impulsion de 6 ms et de 2 ms et des fréquences d'impulsion de 20 Hz et de 50 Hz respectivement.
Un obturateur a bascule 190 peut être placé en une première position pour orienter le faisceau lazer 177 le long d'un chemin dévié 196 jusqu'à un dispositif d'absorption du faisceau 194 pendant les périodes où les pièces en forme de grilles 16 pour barreaux de combustible sont changées à l'inférieur des chambres 108.
Un mécanisme d'entraînement 192 est représenté servant à faire passer l'obturateur 190 de sa première position d'interception du faisceau à une seconde position dans laquelle le faisceau 177 est focalisé par un ensemble de lentilles 198 dilatant le faisceau sur un mécanisme d'orientation du faisceau constitué par le miroir mobile 172 de commutation de faisceau et le miroir fixe 174. Lorsque le miroir de commutation 172 est disposé de façon a inter- cepter le faisceau laser 177, le faisceau est dévié le long du trajet 178a vers le miroir d'orientation verticale 176a pour être orienté verticalement. L'ensemble 204 des lentilles de focalisation du laser intercepte et focalise le faisceau laser 178a sur la grille 16 pour barreaux de combustible à l'intérieur de la chambre 108a.
Comme représenté, l'ensemble 204 des lentilles de focalisation du laser, comme cela sera expliqué en détail ultérieurement, comprend une lentille 202 et un tube porte-lentille 200 positionné linéairement par l'ensemble 222 d'axe Z du laser. Lorsque le miroir de commutation 172 est tourné par le moteur 175 et quitte sa position d'interception du faisceau laser 177, le faisceau est dévié par le miroir fixe 174 pour former le faisceau laser 178b qui est alors orienté par le miroir
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d'orientation verticale 176b vers la chambre de soudage 108b.
Les lampes d'excitation] 86 sont excitées par la source d'alimentation 120 représentée dans son ensemble sur la figure 4. La source d'alimentation 120 comprend a titre indicatif une source d'alimentation continue régulée qui charge un réseau de formation d'impulsions (PFK) par l'intermédiaire d'une inductance de charge. La CNC 126 correspondante ferme alternativement les commutateurs (redresseurs commandés au silicium) ce qui charge le PFN à partir de la batterie de condensateurs réservoir de la source d'alimentation continue et décharge le PFN dans les lampes d'excitation 186 de façon a exciter le barreau laser 170 qui émet alors une série d'impulsions laser.
Les lampes d'excitation 186 doivent fonctionner en mode"atténué"selon lequel elles sont alimentées par un faible niveau de courant continu au-dessous du seuil de déclenchement du laser et des impulsions de courant élevé sont superposées au courant modéré pour créer des impulsions laser. Le PFN devra fournir des impulsions d'une durée de 2 ms et de 6 ms.
Pour faciliter l'alignement initial de la chambre de soudage 108, en particulier des grilles-16 pour barreaux de combustible par rapport au faisceau laser 178, des moyens de visée de la grille 16 sont prévus, en particulier pour déterminer sa position exacte par rapport au faisceau laser 178, constitués d'une caméra de télévision d'alignement 206 alignée pour définir un passage d'image 214 coïncidant avec le passage du faisceau laser 178a. Comme représenté sur la figure 6, le passage d'image 214 est focalisé par une lentille 210 choisie de façon sélective par un Bureau de Radiologie (BRH) ou par un obturateur de sécurité 212 et orientée à travers le miroir à transmission partielle 176 vers la caméra de télévision 206.
La lentille 202, non seulement focalise le faisceau laser 178 sur la grille 16 pour barreaux de combustible, mais elle focalise également
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avec l'aide de la lentille 210 l'image de la grille 16 sur la caméra de télévision 206. Comme cela sera expliqué ci-après, l'ensemble 204 des lentilles de focalisation du
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C-i ; ez, laser comprend aussi une lampe d'éclairage qui est exciséede façon sélective pour illuminer la grille 16 et faciliter l'alignement. L'obturateur BRH 212 est ouvert et fermé de façon sélective pour permettre l'alignement de la grille 16 avec le faisceau laser 178, et reste fermé pendant toutes les autres périodes a tirre de mesure de sécurité.
Comme représenté sur la figure 6, chacune des chambres de soudage 108 peut être déplacée entre une première position de soudage qui est représentée en pointillé et une seconde position sortie. Lorsque la chambre de soudage 108 est dans sa seconde position, le faisceau laser 178 est orienté par le miroir d'orientation verticale 176 sur un dispositif de mesure de puissance ou une pile thermo- électrique 218 qui est montée à l'intérieur d'un tube-écran 216. Comme on le verra plus loin, le tube-écran 216 est monté dans la partie arrière de la chambre de soudage 108 et présente une ouverture limitée 220 dans laquelle le faisceau laser 178 peut effectivement être confiné à l'intérieur du tube-écran 216.
Périodiquement, la chambre de soudage 108 est amenée en sa seconde position ou position sortie et le faisceau laser 178 est orienté vers la pile thermoélectrique 218 qui va donner une indication de la puissance délivrée par le barreau laser 170 et réellement appliquée à la grille 16 pour barreaux de combustible. Sous l'effet de l'importance de charge imposée au système laser 102, il est envisagé que le rendement du laser s'atténue par suite de l'épuisement du barreau laser 170 et/ou de ses lampes d'excitation 186, ainsi que du fait de la présence de fumée ou de débris dégagés pendant le soudage au laser.
Donc, pour obtenir des soudures reproductibles et précises, la tension appliquée aux lampes d'excitation est progressivement augmentée pendant la durée du système laser 102 en
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i o-.-i c Lfonction des de mesure donnés résultatsélectrique.
L'armoire J04 du système de soudage par laser 100 sert a confiner l'argon qui s'échapperait des chambres de soudage 108 de façon a ce qu'il puisse être éliminé par le système de purge à l'argon J18 décrit ci-dessus. Pour permettre d'amener la chambre de soudage 108 a sa seconde position ou position sortie, dans laquelle la pièce et, en particulier la grille 16 pour barreaux de combustible peuvent être changées, les portes 114 des armoires sont montées de façon à se déplacer linéairement jusqu'à une position ouverte qui est représentée sur la figure 4.
Dans une forme de réalisation de la présente invention donnée à titre d'illustration, un mécanisme d'ouverture de portes 234 est représenté sur la figure 7 comprenant deux cylindres
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z câble qui sont au bâti principal 122. Un C2 L- cylindre auxiliaire à air maintient une tension constante sur le câble et rattrape l'allongement qui se produit pendant le fonctionnement des portes 114 des armoires. La pression d'air appliquée à ces cylindres est contrôlée par un régulateur. L'air appliqué aux cylindres des câbles est contrôlé par une vanne à solénoïde. Les portes 114 peuvent se déplacer le long de rails montés sur des amortisseurs.
Dans une forme de réalisation de la présente invention donnée à titre illustratif, les cylindres des câbles actionnés à l'air comprimé peuvent prendre la forme des dispositifs fabriqués par Tolomatic sous le numéro de modèle 100-150.
En se référant maintenant aux figures 8,9 et 10, on peut voir une table coulissante 262 qui permet de sortir la chambre de soudage 108 de l'armoire 104 jusqu'à sa seconde position ou position sortie, de façon a ce que l'opérateur de la machine puisse retirer la grille 16 pour barreaux de combustible de la chambre de soudage 108. Dans ce but, la table coulissante 262 est montée sur la plateforme 244 dex-y positionnées avec précision pour être positi-
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vement par un moteur d'entraînement L entraînée266 selon un mouvement rectiligne entre sa première position ou position de soudage et sa seconde position ou position sortie par rapport a l'armoire 104.
La table coulissante 262 comprend un rail de sécurité 264 qui est en saillie du bord avant de la table coulissante 262 afin d'éviter de blesser l'opérateur. Le moteur 266 d'entraînement de la glissière est couplé par une chaîne d'entraînement 272 à une vis d'entraînement 268 qui se visse dans un boulon à épaulement 274 en entraînant une équerre de soutien 276 rigidement fixée a la table coulissante 262. Comme représenté en particulier sur la figure 10, la vis d'entraînement 268 est montée à chaque extrémité sur une paire de coussi- nets de support 270.
Comme plus complètement représenté sur les figures 8 et 9, deux arbres à paliers 278 sont rigidement fixés sur la surface inférieure de la table coulissante 262 et orientés dans des directions sensiblement parallèles pour assurer le mouvement rectiligne souhaité de la table coulissante 262 entre sa première et sa seconde positions.
Comme représenté sur les figures 8,12 et 13, chacun des arbres à paliers 278 comprend un support d'arbre 310 placé à l'une ou l'autre extrémité de l'arbre à paliers 278, boulonné à la surface inférieure de la table coulissante 262 et fixé à l'arbre 278 par un boulon 311. Deux coussinets 282 sont placés sur la longueur de l'arbre 278 de façon à recevoir l'arbre et à le soutenir pendant son mouvement rectiligne.
Comme représenté en particulier sur la figure 11, des moyens ont été prévus pour limiter le mouvement de la table coulissante 262 entre ses positions intérieure et extérieure sous la forme d'une butée 308 solidement fixée à la table coulissante 262. De chaque côté de la butée 308, sont disposées des équerres de butée 300 et 302 avec des écrous de positionnement 304 et 306 qui peuvent se visser respectivement dans ces équerres. Les écrous de positionnement
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304 y--u e s a- et 306 sont réglés de façon a choisir les limites dumouvement de la table coulissante 262.
Les équerres de butée 300 et 302 sont solidement fixées par des goujons
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à la plate-forme
244 de X-Y.En se référant maintenant les figures 8 et 9, des moyens sont représentés permettant de positionner avec précision la plate-forme 244 deX-Yet donc la chambre de soudage 108 dans sa première position ou position de soudage à l'intérieur de son module de positionnement 106 et dans sa seconde position ou position sortie de l'armoire 104, de façon à ce que l'opérateur puisse facilement retirer la grille 16 pour barreaux de combustible de la chambre de soudage 108.
Il est important que la chambre de soudage 108 et en particulier, sa grille 16 pour barreaux de combustible scient disposées avec précision par rapport au faisceau laser 178 comme représenté sur les figures 6,8 et 9. Dans ce but, un dispositif de repérage avant 284 oriente de façon sélective son goujon de repérage 316 comme représenté sur la figure 11 depuis une première position retirée jusqu'à une seconde position de blocage dans laquelle il est disposé à l'intérieur d'une ouverture 318 d'une pièce de positionnement 317 rigidement fixée à la table coulissante 262 de façon à positionner avec précision la table coulissante 262 par rapport au faisceau laser 178.
Une pièce de positionnement semblable 312 est placée dans la partie arrière de la table coulissante 262 à laquelle elle est rigidement fixée pour s'emboîter avec le goujon de repérage 316 du dispositif de repérage avant 284 de façon à positionner et a maintenir la table coulissante 262 et donc la chambre de soudage 108 dans sa seconde position ou position sortie.
Comme représenté plus précisément sur la figure 12, le dispositif de repérage avant 284 comprend une équerre de repérage 322 solidement fixée à la plate-forme 244 à une extrémité et portant à son autre extrémité, une équerre 320 à laquelle est suspendu par une chape 324 un dispositif d'entraînement 314 du goujon de
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repa-race second dispositif de repérage ou dispositif arrière de la cou ! 2'2 Dar et il permet de fixer au aser 286 ar Unéquerre de repérage 324 fixée au support certical 248 et comprend un dispositif d'entraînement 315 et un goujon de repérage 319 ainsi entraîné depuis une première position rentrée jusqu'à une seconde position de verrouillage dans laquelle le goujon de repérage 319 pénètre dans une
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ouverture de positionnement
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d'une piècetable coulissante 262. De cette façon, la table coulissante 262 est fixée aux angles d'une même diagonale par des goujons de repérage 319 et 316 des dispositifs de repérage avant et arrière 286 et 284 respectivement, ce qui garantit une relation fixe entre la table coulissante 262 et le faisceau laser 178. Les dispositifs de repérage avant et arrière 284 et 286 peuvent à titre d'illustration prendre la forme des mécanismes à plongeur fabriqués par DeStaco.
En se reportant maintenant aux figures 8 et 10, on peut voir que chacun des modules de positionnement 106 comprend des moyens de positionnement précis de la chambre de soudage 108 et en particulier de la grille 16 pour barreaux de combustible contenus dans cette chambre en une pluralité de positions contrôlées avec précision le long des axes X et Y d'un plan, ainsi que pour faire tourner ce plan d'un angle contrôlé avec précision par rapport à l'axe Y, de façon a pouvoir effectuer ainsi une pluralité de soudures au moyen du faisceau laser 178. Le système de posi tionnement 288 en X-Y est placé comme représenté sur la figure 11, c'est-à-dire monté sur la table coulissante 262 pour supporter et positionner la chambre de soudage 108.
Le système de positionnement 288 en X-Y comprend une table de positionnement 290 en X et une table de positionnement 292 en Y montée sur la fermière. Les tables de positionnement
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en X et en Y 290 et 292 peuvent a titre d'illustration prendre la forme du mécanisme fabriqué par l2 Shaum Manufacuring Company sous le numéro de produit DC1212.
La table de positionnement en X 290 ser-L à déplacer la chambre 108 dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la figure 8, tandis que la table de positionne-
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ment en Y 292 déplace la chambre 108 je long d'une diraction perpendiculaire au plan de la figure 10. La table de positionnement en Y 292 est associée à un moteur d'entraînement Y 296 qui comprend un résolveur et un tachymètre, de façon à pouvoir faire parcourir des distances incrémentales précises à la chambre de soudage 108. De la même manière, la table de positionnement en X 290 est associée a un moteur d'entraînement en X, à un résolveur et a un tachymètre 294.
Comme on le verra plus en détail par la suite, un dispositif de rotation 238 autour de l'axe B représenté d'une façon générale sur la figure 9 peut être couplé avec la chambre de soudage 108 et en particulier avec une monture tournante 240 tourner à l'intérieur d'une paroi latérale de la chambre de soudage 108 de façon à faire tourner la monture tournante 242 comme représenté sur la figure 9. Il est bien entendu que la grille 16 pour barreaux de combustible peut être fixée a la monture tournante 240 de façon à pouvoir tourner autour de l'axe Y.
La chambre de soudage 108 et sa monture tournante 240 vont maintenant être décrites plus précisément en considérant les figures 14 et 15, la chambre étant constituée d'une plaque inférieure 326, de parois avant et arrière 329a et 329b et de parois latérales 327a et 327b. Une bride supérieure 331 est disposée sur la périphérie supérieure des parois ci-dessus pour constituer une surface d'étanchéité plane usinée 333 placée très près de et très exactement parallèle à la surface inférieure de
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la plaque d'êtanchêitê 156.
Cette relation précise entre la surface d'étanchéité 333 et la plaque d'étanchéité 156 assure un débit régulier de l'argon depuis la chambre de soudage 108 jusqu'au module de positionnement 106, ainsi qu'un mouvement de la chambre de soudage 108 et de sa grille 16 pour barreaux de combustible, le long des axes X et Y dans un plan sensiblement parallèle a la surface inférieure de la plaque d'étanchéité 156.
Comme représenté sur la figure 15, une garniture support 332 est placée sur la plaque inférieure 326 pour former une chambre réservoir qui reçoit le courant d'argon traversant l'ouverture 338 d'arrivée de l'argon. La chambre réservoir est constituée d'un capot inférieur 328, d'une plaque de diffusion 330 et un collier de fixation 334 ayant la forme d'un cadre est placé de façon à maintenir le bord périphérique de la plaque de diffusion 330 par rapport à la garniture support 332. Une paire de tubulures 336, comme représenté sur les figures 14 et 15 (une seule étant représentée), distribue le courant d'argon à l'intérieur de la chambre réservoir.
D'une façon significative, la plaque de diffusion 330 est fabriquée en acier inoxydable uniformément fritté ayant une densité d'environ 60 % et une forme de réalisation donnée à titre d'illustration de la présente invention utilise un matériau connu sous le nom de"Feltmetal"de forme carrée d'environ 38 cm de côté et d'environ 3,02 mm d'épaisseur et fabriqué par Brunswick sous le numéro FM1130. La plaque de diffusion 330 recouvre la totalité du fond de la chambre de soudage 108 et permet de produire un flux laminaire de gaz qui élimine l'air de la chambre de soudage 108 en le faisaJ1t "flotter" avec un minimum de turbulence.
La densité plus élevée de l'argon est uniformément répartie dans toute la section droite de la chambre de soudage 108 de façon à éliminer effectivement l'air de la chambre de soudage 108 et à obtenir une atmosphère de gaz inerte, c'est-à-dire d'argon, avec un degré
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élevé de pureté. Il a été établi qu'une atmosphère ayant une pureté de l'ordre de 10 parties par million (PPM) d'eau et de 7 ppm d'oxygène permettrait d'obtenir des soudures nettement améliorées sur le matériau zircaloy.
Différents produits métalliques poreux ont été essayés de façon à déterminer le matériau le plus efficace ; il a été prouvé que l'on obtenait de meilleurs résultats avec un matériau plus épais, de densité plus élevée, par exemple avec une plaque en fibre d'acier inoxydable fritte ayant une densité de 60 %. En outre, il est notable que la plaque de diffusion 330 couvre sensiblement la totalité du fond de la chambre de soudage 108 avec une structure support non diffusante aussi faible que possible. Etant donné que la surface de diffusion diminue proportionnellement a la surface du fond de la chambre, le temps et la quantité d'argon nécessaires pour purger la chambre de soudage 108 de l'air et de l'humidité augmentent.
Par exemple, une plaque de diffusion 330 qui couvrirait seulement le quart de la surface du fond ne serait pas plus efficace que d'orienter simplement un jet de gaz dans la chambre de soudage 108 par un tube ou autre buse. Comme représenté sur la figure 15, la plaque de diffusion 330 est effectivement scellée aux parois latérales 327 et aux parois avant et arrière 329 de façon a ce que l'argon circulant vers la chambre soit forcé de diffuser à travers la plaque 330 et ne dévie pas simplement de la plaque de diffusion 330 pour circuler le long des parois latérales avant et arrière. La structure indiquée à titre d'illustration pour supporter la périphérie de la plaque de diffusion 330 garantit que l'argon introduit sous un débit relativement élevé ne va pas être dévié de la plaque de diffusion 330.
Les deux tubulures 336 ainsi que la configuration du réservoir constitué par le-capot inférieur 328 et la plaque de diffusion 330 garantissent une distribution régulière du gaz dans toute la section droite de la
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chambre de soudage 108. Comme cela a été mentionné cidessus, la surface d'étanchéité 333 est placée à une distance sensiblement uniforme et parallèlement a la
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surface distance étant inférieure et dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, un espacement de 0,76 mm pour assurer une répartition régulière a l'intérieur ou en provenance de la chambre de soudage 108.
L'emploi d'un joint entre la chambre de soudage 108 et la plaque d'éranchéité 156 a été évité étant donné que cela aurait eu tendance a introduire un traînage inutile pour le système de positionnement 288 en X et Y et donc a ralentir la vitesse avec laquelle les soudures peuvent être effectuées. Il est bien entendu qu'un courant de gaz, comme on le verra en détail plus loin, dans et en provenance de la chambre de soudage 108 évite aux autres gaz contaminants de circuler dans la chambre 108. Le fait de maintenir un écoulement régulier du gaz inerte dans la chambre de soudage 108 garantit la pureté de l'atmosphère de soudage à l'intérieur de la chambre de soudage 108.
Comme on l'a vu ci-dessus, la contamination des soudures est évitée avec un degré suffisant pour garantir l'intégrité structurelle de la grille 16 pour barreaux de combustible même lorsqu'elle est exposée à l'environnement hostile d'un réacteur nucléaire, cette grille 16 pour barreaux de combustible étant alors soumise à des courants élevés d'eau surchauffée qui ont tendance à rapidement contaminer n'importe quelle soudure et à détériorer la structure de la grille 16 et à entraîner une rupture des barreaux de combustible 18.
La chambre de soudage 108 reçoit et soutient dans son mouvement de rotation la monture tournante 242 sur laquelle est montée la grille 16 pour barreaux de combustible qui sera soudée par laser à l'intérieur de l'atmosphère inerte.
Comme représenté sur la figure 14, la monture tournante
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242 comprend un premier arbre 510 et second arbre de monture 368. Le premier arbre 510 peut tourner a L und'un palier 346 qui est monté par un capot 342 2 l'intérieur d'une ouverture 343 de la paroi latérale 327b de la chambre de soudage 108. Un capot d'alimentation 348 ferme le palier 346, et soutient et rend étanche une ouverture d'introduction de l'argon 500 par laquelle l'argon est introduit au moyen d'une canalisation souple 490 jusqu'à la monture tournante 242. L'arbre 368 traverse un palier 356 (voir figure 15) installé à l'intérieur d'un boîtier de palier 344 lui même fixé à la paroi latérale 327a.
L'arbre 368, à son tour, est rigidement associé à une roue de positionnement 358 que l'on peut faire tourner de façon contrôlable pour commander sélectivement la rotation et orienter rigidement la position de la monture tournante 242 a l'intérieur de la chambre de soudage 108 par rapport au faisceau laser 178. Un mécanisme de repérage 370 est installé dans un boîtier 372 fixé à la paroi latérale 327a dans le but de bloquer positivement la position de la roue de positionnement 358 et par conséquent la position angulaire de la monture tournante 242, et de dégager la roue de positionnement 358, de façon à ce qu'elle puisse être entraînée par le mécanisme de rotation 238 le long de l'axe B comme on le verra plus loin.
Le mécanisme de repérage 370 comprend un goujon de repérage 378 qui est poussé par un ressort 376 dans l'une des ouvertures 379 de façon à positionner effectivement et à bloquer la roue de positionnement 358 dans cette position. Le mécanisme de repérage 370 comprend également un arbre de positionnement 374 relié au goujon 378 et placé à l'intérieur du boîtier 372 de façon à guider le goujon 378 le long de l'axe et une équerre de dégagement 380 capable d'agir sur le ressort 376 et de dégager la roue de positionnement 358 de manière à ce qu'elle puisse être tournée par le mécanisme de rotation 238 le long de l'axe B.
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Comme représenté sur les figures 14, 17, 18 et 29, la monture tournante 242 est constituée d'un cadre 502 monté entre les arbres 510 et 368 qui sont alignés de l'un et l'autre côté du cadre 502 l'un par rapport 5 l'autre. Deux traverses 504 parallèles entre elles sont montées entre deux côtés opposés du cadre 502 et forment des ouvertures 505 par lesquelles le couran laminaire d'argon est orienté vers la grille 16 pour barreaux de combustible lorsque celle-ci est installée sur la surface support la plus haute 540. La grille 16 pour barreaux de combustible est maintenue à l'intérieur d'une monture de soudage 542 qui est à son tour bloquée sur la monture tournante 242 par deux goujons de fixation 524.
La monture de soudage 542 est représentée en pointillé sur la figure 15 et décrite dans une demande de brevet déposée ce même jour au nom de la derranderesse pour :
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m "PLAQUES DE SOUDAGE DE SUPPORT DE BARRES DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE".
L'argon est introduit à l'intérieur de la chambre de soudage 108 par une première ouverture d'entrée d'argon 338 située à la partie la plus basse de la chambre de soudage 108 et également par une seconde entrée d'argon 500 pour être dirigé par un conduit transversal 512 et de là par deux conduits axiaux 514 et sorti par les ouvertures de sortie 506 ménagées dans les traverses 504. Une seconde plaque de diffusion 520 recouvre-les ouvertures 505 et est fixée à la monture tournante 242 par un cadre de montage 518 maintenu par des vis de façon à fixer la seconde plaque de diffusion 520 à l'intérieur d'un logement 516 constitué dans la monture tournante 242.
On voit donc qu'il existe un moyen d'introduire un nouveau débit de gaz inerte, c'est-àdire d'argon, à l'intérieur de la pièce et en particulier à travers les parois extérieures et cloisons intérieures 20 et 22 de la grille 16 pour barreaux de combustible, en établissant ainsi une atmosphère pure et en garantissant l'intégrité des soudures au laser réalisées sur la grille.
Les goujons de repérage 524 comprennent, comme
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représenté sur les figures 28 et 20, une tête de blocage 526 dont le bord inférieur bloque solidement la monture de soudage 542 en place sur la surface support 540 de la
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monture 242. La tête de blocage 526 est monlure --L . par un montage souple et a pivotement a une pièce en pore- 6-faux 528 elle-même fixée à son autre extrémité à une pièce de montage 530. La pièce de montage 530, à son tour, est installée a l'intérieur d'une ouverture 534 de manière à ce que son collier 532 soit bien monté a l'intérieur d'un logement 536 et y soit retenu par une vis 538.
De cette façon, la grille 16 pour barreaux de combustible une fois supportée par sa monture de soudage 542 peut être progressi- vement abaissée sur la surface-support 540 de façon a ce que les ouvertures ménagées dans la monture de soudage 542 soient alignées avec et puissent recevoir les têtes de blocage 526 des goujons de repérage 524, lesquels étant poussés par des ressorts sont déviés de façon à être orientés dans lesdites ouvertures et à ce qu'ensuite les têtes 526 soient poussées par leurs pièces en porte-à-faux 528 en une position bloquée de soutien.
En se référant maintenant aux figures 15 et 16, on va expliquer en détail la structure du mécanisme de repérage 370. L'arbre 510 de la monture tournante 242 est fixé par un montage tournant au moyen d'un palier 346, maintenu à l'intérieur d'un boitier de butée 340 par un écrou de blocage 350. En outre, deux boutons manuels 352 sont installés sur le capot d'entrée 342 pour aider à déplacer la chambre de soudage 108 et à démonter sa monture 242 à des fins de nettoyage. L'autre arbre 368 de la monture tournante 242 est soutenu par le palier 356 lui-même installé à l'intérieur du boîtier de palier 344 et maintenu dans ce boîtier par le capot de fixation 354 qui se visse à la paroi latérale 327a.
Une bague de couplage 364 présentant une ouverture qui reçoit l'extrémité de l'arbre 368, est couplée par un montage tournant à la roue de positionnement 358 grâce à un
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pivot 366 traversant l'ouverture de la bague ainsi qu'une fente ce l'arbre 368. Une pièce dentée 362 est rigidement fixée à la roue de positionnement 358, et comporte des
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dents de dant rotation 238 autour de l'axe B de façon a faire tourner la roue de positionnement 358 et sa monture tournante 242.
En se référant maintenant à la figure 16, on peut voir une pluralité de bandes de détection 382a, 382b, 382c, 382d et 382e disposées radialement par rapport à la roue de positionnement 358 et destinées à donner une indication de la position angulaire de la roue de positionnement 358 et de sa monture tournante 242 par rapport à l'axe B, le mouvement étant représenté par la flèche de la figure 16, c'est-à-dire la position angulaire par rapport à l'axe X orienté perpendiculairement par rapport au plan de la figure 16.
Comme représenté sur les figures 14 et 15, les bandes de détection 382 ont des formes différentes de façon à actionner distinctement les commutateurs correspondants parmi une pluralité de commutateurs de proximité 402,402a, 402b, 402c et 402d, en fonction de la position de la roue de positionnement 358 par rapport à l'axe B.
Par exemple, la bande de détection 382a actionne uniquement le commutateur 402a qui délivre un signal binaire"100"pour donner une indication de la position moins 90 par rapport gaz l'axe B ; la bande 382b actionne uniquement le commutateur de proximité 402b qui délivre un signal binaire"010"signalant la position angulaire moins 45 ; la bande de détection 382c actionne les commutateurs binaires de proximité 402a et 402b qui délivrent le signal binaire"110"signalant une position angulaire égale à zéro ; la bande de détection 382d actionne le commutateur 402c qui délivre un signal binaire"001"indiquant une position de plus 45 ;
et la bande de détection 382e actionne les commutateurs 402a et 402c qui délivrent un
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signal binaire"101"signalant une position angulaire de plus de 900. Les trois commutateurs de proximité 4û2a, b et c sont actionnés par les bandes de détection 332 et délivrent alors des signaux binaires indiquant 1s position par rapport a l'axe B de la monture tournante 242, tandis que le commutateur le plus bas ou dernier commutateur de proximité 402d est actionné pour signaler qu'une bande de détection 382 est alignée avec les commutateurs de proximité 402, qui délivrent un signal binaire indiquant la position par rapport à l'axe B de la roue de positionnement 358.
La chambre de soudage 108 est déplacée par la table de positionnement Y 292 vers la gauche comme représenté sur la figure 15, tandis que les bandes de détection 382 s'engagent de façon sélective comme indiqué ci-dessus avec les commutateurs de proximité 402 pour donner une indication de la position angulaire par rapport à l'axe B de la roue de positionnement 358.
Comme on le verra ci-dessous, les tables de positionnement X et Y 290 et 292 sont sous le contrôle de la CNC 126, tandis que si l'on désire faire tourner la roue de positionnement 358 et sa monture tournante 242, la table de positionnement Y 292 est commandée de manière à déplacer la chambre de soudage 108 vers la gauche comme représenté sur la figure 15, alors que la monture tournante 240 est couplée avec le mécanisme de. rotation 238 par rapport à l'axe B, et, en particulier que son élément de couplage denté 362 s'engrène avec l'organe d'accouplement denté 384 pour constituer un accouplement tournant de la roue de positionnement 358 et de la monture tournante 242.
Un solénoïde de déclenchement est alors actionné. Un ressort 394 sert à décaler l'élément de couplage 362 de façon à ce qu'un dispositif de déclenchement 404 soit disposé sur la gauche comme représenté sur la figure 15, contre l'action du ressort 408 et agisse sur l'équerre de dégagement 380 en appuyant sur le ressort 376 et en faisant sortir le goujon de repérage 378 de l'une des ouvertures 379 de la roue de
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positionnement 358.
Un moteur 388 est alors excité, dans le but d'entraîner les pièces d'accouplement dentées associées 362 et 384, de façon s communiquer un mouvement de rotation a la monture tournante 242. Le moteur 288 continue à faire tourner la roue de positionnement 358 jusqu'à ce qu'elle atteigne une nouvelle position qui sera détectée par les commutateurs de proximité. Lorsque la nouvelle position est atteinte, l'excitation du solénoïde 406 esr coupée et le goujon de repérage 378 réintroduit dans l'ouverture de repérage 379 associée à la nouvelle position de la roue.
Comme représente sur les figures 14 et 16, la chambre de soudage 108 comprend un détecteur d'humidité 430 qui donne une indication de la teneur en humidité de l'atmosphère intérieure de la chambre en parties par million. En outre, le tube-écran 216 est monté par une équerre-écran 414 sur la paroi arrière 329b de la chambre de soudage 108. Une équerre pour appareil de mesure 412 est également posée sur la paroi arrière 329b pour l'installation de la pile thermoélectrique 218 en alignement avec le faisceau laser 178 lorsque la chambre de soudage 108 est placée dans sa seconde position ou position sortie qui est dessinée en pointillé sur la figure 6 et que le tube porte-lentille 200 est aligné dans l'axe avec le tube-écran 216.
Comme cela a été indiqué ci-dessus, le système à laser 102 est étalonné périodiquement pour s'assurer que le faisceau laser 178 communique des quantités précises d'énergie laser à la grille 16 pour barreaux de combustible. En outre, comme représenté sur la figure 16, la plaque d'étanchéité 156 comprend une ouverture 426 alignée avec la pièce, c'est-àdire la grille 16, lorsque la chambre de soudage 108 est disposée et verrouillée dans sa première position ou position de soudage par les ensembles de repérage, avant et arrière 284 et 286.
Lorsque les lentilles de focalisation 204 du laser sont alignées avec la pièce montée sur la monture tournante 242, l'ensemble laser 222 d'axe Z est mis en
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service de façon à orienter l'ensemble des lentilles de focalisation du laser 204 le long de l'axe Z et vers le bas comme représente sur les figures 6 et 16 afin que l'ensemble 204 et en particulier sa lentille 202 soient en place pour concentrer le faisceau laser 178 sur la pièce.
Dans cette position, l'ensemble des lentilles de focalisation 204 du laser est aligné dans l'axe avec la bague-écran 420 qui est : concentrique avec l'ouverture 426. En outre, un capot-écran 422 est monté sur la bague 420 et présente une bride orientée vers l'intérieur qui forme une ouverture 424 de dimension légèrement supérieure a celle de l'ensemble des lentilles de focalisation 204 du laser, ce qui évite de soumettre l'opérateur à l'émission laser orientés vers l'intérieur de la chambre de soudage 108.
En se référant maintenant en particulier aux figures 14 et 16, on peut voir la chambre de soudage 108 et la façon dont cette chambre peut sortir de l'armoire 104 du système de soudage à laser 100 de façon a pouvoir être nettoyée et à pouvoir démonter sa monture tournante 242 à des fins de nettoyage et de maintenance. Pour cela, la chambre de soudage 108 est équipée de moyens de désolidarisation de la chambre 108 par rapport à sa table coulissante 262.
Comme représenté sur les figures 9 et 16, deux pièces en queue d'aronde 417 sont placées sur le bord le plus en arrière de la chambre de soudage 108 et peuvent pénétrer dans des glissières de forme complémentaire 418 fixées à la plaque inférieure 326. En particulier, un goujon de repérage arrière 416 prévu pour s'emboîter étroitement à l'intérieur d'un logement 419 du bord arrière de la chambre de soudage 108 de façon a ce que la chambre de soudage 108 soit positionnée avec précision par rapport au faisceau laser 178. Il est bien entendu que les glissières arrière de fixation 418 viennent en contact avec les surfaces de came ménagées dans les pièces 417 de façon à ce que goujon de repérage 416 oriente la chambre de soudage 108 par
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rapport à son faisceau laser 178.
Comme représenté sur les figures 14 et 16, la chambre de soudage 108 est bloquée dans cette position par ceux mécanismes de repérage deravables comprenant chacun un goujon de repérage 421 qui peut, se déplacer linéairement entre une position de dégagement et une position de blocage dans laquelle le goujon de repérage 421 pénètre a l'intérieur de l'ouverture 429 d'une plaque de buté''926 rigidement fixée a la table coulissante 262. Chaque mécanisme de blocage comprend un levier 423 actionnant un mécanisme excentré de façon à communiquer un mouvement rectiligne au goujon de repérage 421 entre ses positions de dégagement et de blocage.
Pour démonter la chambre de soudage 108, chaque levier 423 est manipulé de façon a dégager son goujon de repérage 421, ensuite, la chambre de soudage 108 peut simplement être retirée de l'armoire 104. Le mécanisme de blocage décrit ci-dessus comprenant le levier 424 et les pièces 417 et 418 peut être éliminé, et la chambre de soudage 108 fixée rigidement à la plaque inférieure 326 par des goujons.
Ensuite, la monture tournante 242 peut être démontée par l'ouverture 343 en enlevant les boulons qui maintiennent le capot d'ouverture 342 à la paroi latérale 327b de la chambre de soudage 108. Après cela, les arbres 510 et 368 de la partie tournante 342 peuvent être sortie de leurs paliers respectifs et la monture 252 ainsi que la plaque de diffusion 520 sont facilement accessibles pour le nettoyage.
Comme représenté sur les figures 7 et 8, le soufflet 456 est relié à la partie la plus haute du tube portelentille 200 et à un boîtier protecteur 461 par un adaptateur de soufflet 464. L'ensemble de laser 222 d'axe Z comprend une table d'axe Z 458 sur laquelle l'ensemble des lentilles de focalisation 204 du laser est installé au moyen d'une monture de lentille 460 et progresse par incrément, la table étant entraînée sélectivement par un moteur d'entraînement 470 le long de l'axe Z comme représenté sur la figure 7.
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De même que les et 296 des axes X et Y, le moteur le long de l'axe Z L moteurs d'entraînement 294comprend également un résolveur et un tachymètre délivrant des signaux indiquant la position précise de la table 458 d'axe Z ainsi que la vitesse de son mouvement.
La table 458 d'axe Z est montée dans une position verticale, imposant donc au moteur d'entraînement 470 d'axe Z une force qui est équilibrée par une paire de bobines à ressort 466 respecti- vement associées à des câbles 472 passant sur les bobines 466 et fixés à la table 458 de l'axe Z par des moyens convenables par exemple par une vis 468.
La table 458 d'axe Z peut selon une forme de réalisation donnée cri titre d'illustration de la présente invention prendre la forme d'une, table fabriquée par Design Components, Inc. sous leur désignation Sua100. Le couplage entre le moteur d'entraînement 470 d'axe Z et la table 458 d'axe Z peut à titre d'illustration prendre la forme des composants fabriqués par Shaum Manufacturing, Inc., sous leur désignation "Heli- Cal"nos. 3477-16-8 et 5085-8-8.
Le moteur d'entraînement 470 d'axe Z peut à titre d'illustration prendre la forme d'un contrôleur asservi à courant continu tel que celui que fabrique Control Systems Research, Inc. sous la désignation SN706RJL
Un système d'alimentation en argon 473 est représenté sur la figure 20, devant délivrer un courant de gaz inerte convenable, par exemple de l'argon, à la chambre de soudage
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108 et à l'ensemble de lentilles 204 du laser avec des débits variables et sélectionnés. Le soudage par laser de matériaux volatils comme du Zircaloy qui sert fabriquer les cloisons intérieures et les parois extérieures de grille 20 et 22, doit être effectué en atmosphère inerte étant donné la nature fortement réactive du Zircaloy vis-àvis de l'oxygène, de l'azote et de l'eau.
Des tests de soudage ont montré que l'application d'un courant de gaz inerte au voisinage immédiat de la zone de soudage d'une
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pièce ne constituait pas un écran suffisant par rapport a l'oxygène et à l'eau pour produire des soudures ayant une qualité élevée pouvant supporter l'environnement hostile d'un réacteur nucléaire sans défaillance. Le système d'alimentation en argon 473, tel que représenté sur la figure 20 comprend la chambre de soudage 108 comme représenté plus en détail sur la figure 14, ainsi que l'ensemble des lentilles de focalisation 204 du laser.
Le système d'alimentation en argon 473 comprend un réservoir d'alimentation en argon 474 qui est relié à une vanne 476 séparant le réservoir d'alimentation en argon 474 du reste du
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système 473. Cette vanne 476 est maintenue en position sv s L- complètement ouverte lorsqu'il est nécessaire d'arrêter la totalité du système.
L'argon s'écoule depuis le réservoir 474 à travers la vanne 476 jusqu'à un régulateur 478 qui établit dans le système une pression qui ne doit pas excéder un niveau maximal, par exemple 3,5 alum. Il est envisagé de contrôler le débit d'argon appliqué à chaque chambre de soudage 108a et 108b et l'ensemble des lentilles de focalisation 204 du laser à une pluralité de valeurs différentes selon que la grille 16 est en cours de chargement dans la chambre 108, que la chambre 108 est en cours de purge ou qu'une opération de soudage est en cours. Par exemple, la purge de la chambre de soudage 108 nécessite un débit relativement élevé de gaz inerte et à ce moment la pression ne devrait pas dépasser le niveau maximal.
Pour cela une soupape de sûreté 482 est associée à une tubulure 480 pour recevoir le débit de gaz et le distribuer à chacun des contrôleurs de débit massique-484, 486 et 488. Les contrôleurs de débit massique 484,486 et 488 sont respectivement reliés à la chambre de soudage 108, à la monture tournante 242 et à l'ensemble des lentilles 204 du laser.
En particulier, un débit contrôlé de gaz est appliqué à partir du contrôleur de débit massique 484 par l'intermédiaire d'une conduite souple 490 à l'ouverture d'alimentation en
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argon 338 de façon a ce que l'argon soit oriente vers chacun des tubes de la tubulure 336 comme représenté sur la figure 15. De la même manière, le débit de gaz venant du contrôleur de débit irssique 486 est dirigé par l'intermédiaire de la conduite souple 490 vers l'ouverture d'alimentation en argon 500 comme représenté sur les figures 15 et 18 de façon à ce que l'argon traverse les conduites 512 et 514 et sorte par les ouvertures de sortie 506 de la monture tournante 242.
Il est bien entendu que les conduites souples 490 sont installées pour permettre le mouvement de la chambre de soudage 108 entre ses positions à l'intérieur et a l'exté- rieur de l'armoire 104 grâce à la table coulissante 262.
Le courant de gaz est orienté depuis le contrôleur de débit massique 488 par une conduite souple 490 vers l'ensemble des lentilles 204 du laser et en particulier vers l'ouverture d'arrivée d'argon 448 de façon a ce que l'argon soit orienté par l'intermédiaire du conduit 450 et d'un pluralité de jets 452 dans l'espace qui se trouve immédiatement au-dessous de la lentille de focalisation 202.
Ce courant d'argon évite les oxydes en particules de dimensions inférieures au micron qui sont produites au moment du soudage par laser à l'intérieur de la chambre de soudage 108 de contaminer la lentille 202.
Le capteur d'humidité (H20) 410 est installé à l'intérieur de la chambre de soudage 108 et couplé à un moniteur d'humidité 492. L'opérateur et la CNC 126 vérifient le niveau d'humidité à l'intérieur de la chambre de soudage 108 pendant les opérations de purge et de soudage, de façon à ce que le soudage par laser soit inhibé si la teneur en humidité dépasse un niveau spécifié, par exemple 10 ppm.
En outre, un capteur d'oxygène 496 est disposé dans la plaque d'étanchéité 156 afin d'échantillonner l'argon entraîné dans l'ouverture périphérique entre le bord supérieur 331 de la chambre de soudage 108 et la plaque d'étanchéité 156. Il faut comprendre que la sortie du capteur d'oxygène
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496 sert aussi a donner une indication de la teneur en azote de l'air à l'intérieur de la chambre 108. La surveillance de l'atmosphère à l'intérieur de la chambre de soudage 108 commence au moment où la chambre de soudage 108 est placée dans sa première position ou position de soudage. Le capteur d'oxygène ainsi que le moniteur 496 comprennent chacun une entrée de gaz d'étalonnage de façon
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à ce c i L-u oe gaz s qu'un courant direct de gaz soit appliqué au capteur496.
La sortie du capteur 496 est couplée à un analyseur d'oxygène 494 dont la sortie exprimée en parties par million (ppm) peut être affichée sur l'appareil de mesure du moniteur 498. La CNC 126 peut être programmée comme cela sera indi- qué plus loin de façon à ce que la séquence de soudage ne soit pas déclenchée avant que le niveau d'oxygène ne soit inférieur à une valeur programmée, par exemple 7 ppm. Au cours du soudage, l'échantillonnage de l'oxygène est automatiquement interrompu pour éviter de contaminer le capteur 496 par les débris du soudage.
Le système d'alimentation en argon 473 applique à courant de gaz inerte, par exemple de l'argon avec un débit sensiblement constant dans la chambre de soudage 108 de façon à maintenir une atmosphère sensiblement pure à l'intérieur de la chambre, c'est-à-dire au-dessous des limites de contamination en oxygène et en eau définies ci-dessus. Le débit varie selon que le système de soudage par laser 100 et en particulier sa chambre de soudage 108 sont dans leur cycle de chargement et de déchargement, dans leur cycle de purge ou dans leur cycle de soudage. Comme on le verra plus loin, la CNC 126 associée à la chambre de soudage 108 commande directement le débit massique des contrôleurs 484,486 et 488, selon l'une quelconque valeur parmi une pluralité de débits.
En particulier, quatre potentiomètres sont montés sur chacun des contrôleurs de débit massiques. La CNC 126 actionne un potentiomètre sélectionné pour établir le débit de gaz 'nécessaire à chacun des cycles de chargement et de déchar-
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gement, de purge et de soudage. Pour modifier le débit programme, la CNC 126 adresse le potentiomètre, ce qui permet à l'opérateur d'ajuster ce potentiomètre et d'obtenir le débit désiré. Le débit est ensuite affiché sur un indicateur numérique convenable du contrôleur. Les contrôleurs de débit massique sont étalonnés en litres normalsés par minute (SLPM).
Au moment de l'ouverture de la chambre de soudage 108 pour charger et décharger une grille 16, la chambre de soudage 108 devrait être glissée sur la table coulissante 262 par rapport à la plaque d'étanchéité 156 plutôt que la plaque d'étanchéité 156 basculée en l'ouvrant comme une porte. Cette technique de glissement réduit la turbulence air/argon et réduit au minimum les courants d'air qui auraient sinon tendance à mélanger l'air avec de l'argon dans la chambre 108. Au cours du cycle de chargement/ déchargement, le débit d'argon est fixé à une valeur faible de façon a maintenir une atmosphère d'argon aussi pure que possible, typiquement de l'ordre de 30 pieds cubes à l'heure (0, 85 m3/h).
Un débit élevé pendant le cycle de chargement/déchargement provoquerait une turbulence qui pourrait entraîner de l'air dans la chambre de soudage 108.
Le chargement/déchargement de la grille 16 devrait être effectué au moyen d'un dispositif mécanique de serrage comme celui qui est décrit dans la demande de brevet déposée ce même jour au naT1 de la deTronderesse pour :"APPAREIL DE SAISIE ET DE MANIPULATION DE PIECES D'USINAGE POUR SYSTEMES DE SOUDAGE AU LASER ET AUTRES SYSTEMES ANALOGUES". S'il ne dispose pas d'un tel dispositif, l'opérateur devrait introduire ses mains dans la chambre 108 et augmenterait ainsi le mélange air/argon en introduisant une humidité supplémentaire indésirable dans l'atmosphère d'argon.
Immédiatement avant le cycle de soudage et après que la chambre de soudage 108 a été ramenée à sa première position, c'est-à-dire sa position de soudage, au-dessous
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de la plaque d'étanchéité 156, les contrôleurs de débit massique 484 et 486 sont contrôles par leur CNC 126 pour réaliser un debit relativement fort de gaz inerte de l'ordre de 400 pieds cubes/heure (1, 13m /h) de sorte qu'une chambre de soudage 108 comme celle qui est représentée sur la figure 16 et qui a des dimensions sensiblement carrées de 35,6 cm x 40,6 cm x 40,6 cm, puisse être purgée jusqu'à un niveau d'oxygène inférieur à 10 ppm en une minute environ.
Lorsque le cycle de purge est terminé, le système de soudage par laser 100 et en particulier sa CNC 126 est préparé a lancer le cycle de soudage par laser, au cours duquel un débit de gaz nettement abaissé et contrôlé par les contrôleurs de débit massique 484 et 486 peut être introduit dans la chambre de soudage 108. Les pompes d'échantillonnage du gaz de soudage alimentant le capteur d'oxygène 496 sont aussi automatiquement arrêtées de façon à éviter leur contamination par les débris du soudage.
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3 Un débit relativement faible, de l'ordre de 0, 85 a été jugé suffisant pour maintenir l'atmosphère de la chambre de soudage au-dessous des niveaux de pureté définis ci-dessus. Comme représenté sur les figures 14 et 15, l'argon est introduit par les tubes 336 de la tubulure et circule à travers la plaque de diffusion 330 pour former un débit laminaire du gaz qui fait flotter l'air en l'éliminant de la chambre de soudage 108. La densité supérieure d'argon et le débit sensiblement constant de ce gaz expulse effectivement l'air de la chambre de soudage 108.
La plaque de diffusion 330 est fabriquée en fibres d'acier inoxydable fritté, la densité de la plaque est d'environ 60 % et son épaisseur de 3,2 mm environ. En outre, la plaque de diffusion 330 recouvre sensiblement toute la section inférieure de la chambre de soudage 108 avec une structure-support non diffusante aussi petite que possible.
Etant donné que la surface de la plaque de diffusion
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diminue avec la section de la chambre 108, la durée ce la purge et la quantité d'argon nécessaire pour purger la chambre de soudage 108 de l'air qu'elle contient augmentent, ceci est un paramètre important lorsque l'on doit fabriquer des grilles 16 en grande série. En outre, la plaque de diffusion 330 doit être scellée de façon efficace sur les côtés de la chambre de soudage 108 de façon à forcer l'argon incident à diffuser s travers la plaque et non simplement à contourner la plaque 330 et à monter le long des parois 327 et 329.
La barre de maintien 334 est disposée sur la surface périphérique supérieure de la plaque de diffusion 330 pour empêcher celle-ci de se dévier sous l'effet des forts débits de gaz qui risqueraient sinon de déformer la plaque 330. De multiples arrivées de gaz prenant la forme d'une paire de tubes 336 favorisent la répartition du gaz à l'intérieur de la chambre de soudage 108.
De la même manière, l'ensemble des lentilles 204 a laser n'a pas besoin d'être étanche par rapport au capot 422. L'écart qui les sépare constitue une ouverture permettant au gaz argon de s'échapper de la chambre de soudage 108 lorsque l'on emploie un fort débit d'argon pour purger la chambre de soudage 108 de l'air. Puisque tous les gaz diffusent les uns dans les autres, un débit constant de gaz est particulièrement nécessaire pendant les cycles de soudage et de purge pour maintenir une atmosphère pure.
Bien qu'un petit écart soit de préférence nécessaire entre la chambre 108 et la plaque d'étanchéité 156, aussi bien qu'entre le capot 422 et l'ensemble des lentilles 204 du laser, le reste de la chambre de soudage 108 doit être exempt de toute fuite. Alors que l'argon est plus lourd que l'air et aurait tendance à s'échapper par les fuites de la chambre 108, de l'air pourrait également pénétrer dans la chambre 108 par le même trou en contaminant ainsi l'atmosphère à l'intérieur de la chambre de soudage 108.
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En se référant maintenant a la figure 22, on peut voir un schéma de principe fonctionnel du système de commande par ordinateur 124 et en particulier de la commande numé- rique par ordinateur droite (CNC) 126a et comment est réalisée sa connexion avec l'autre CNC 126b représentée uniquement par un seul rectangle sur le schéma. A cet égard, il faut savoir que l'autre CNC 126b est exactement constituée des mêmes éléments que la CNC 126a comme repré- senté sur la figure 22. La CNC 126a est constituée d'une unité centrale de traitement (CPU) et d'une mémoire repérée par le repère 560.
Dans une forme de réalisation de la présente invention donnée a titre d'illustration, la CNC 126 et en particulier son unité centrale 560 peuvent prendre la forme d'un ordinateur fabriqué par l'auteur de la présente invention sous le numéro 2560. L'unité centrale 560 comprend une mémoire à noyau de 64 K et convient particulièrement bien dans son architecture et dans sa programmation à une commande de machine. On sait qu'une CNC standard 2560 comprend un logiciel principal de supervision appelé ici soit système principal des boucles de taches, soit programme d'exploitation, qui agit sur la nature d'un programme d'exécution pour surveiller le fonctionnement de la totalité du système.
Dans la structure des données telle qu'elle est établie dans le modèle de CNC 2560, des jeux de codes, à savoir les codes S, T et M sont employés pour effectuer des opérations spéciales adaptées auxquelles la CNC 2560 se prête particulièrement bien. En particulier, un programme de pièces est programmé avec les codes M, S et T qui appellent ou commandent des sous-programmes appelés ici sous-programmes d'application de façon à ce que des fonctions sélectionnées comprenant le contrôle du débit d'argon et le choix d'un mode particulier de soudage soient exécutées.
En outre, le programme de pièces est programmé au moyen de codes X, Y et Z qui contrôlent le mouvement communiqué par les
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moteurs d'entraînement 294 et 296 X et Y à la pièce et oar le moteur d'entraînement 570 de Zc l'ensemble des lentilles 204 du laser. En particulier, les codes X et Y définissent l'amplitude du mouvement qui doit être communiqué a la pièce ayant la forme d'une grille 16 pour barreaux de combustible ou bien la destination s laquelle doit arriver cette pièce entre les opérations de soudage.
De la même manière, le code Z contrôle l'amplitude du mouvement qui doit être communiqué à l'ensemble à lentilles 204 du laser de façon a ce que le faisceau laser 178 soit focalise sur la grille 16 pour barreaux de combustible. En particulier, les codes Z sont nécessaires pour effectuer les soudures le long des encoches 40, au cours desquelles la monture tournante 242 est tournée en dehors de son plan normal perpendiculaire au faisceau laser 178 et au cours desquelles il est donc nécessaire de refocaliser l'ensemble des lentilles 204 du laser. En outre, la mémoire de l'unité centrale 560 possède une zone de stockage spéciale appelée zone de stockage des programmes de pièces, qui permet de stocker le programme de pièces qui sera exécuté par le programme du système d'exploitation.
Comme on le verra dans les explications qui suivent, le programme de pièces désigne essentiellement les opérations de la procédure de soudage dans une atmosphère contrôlée inerte et il est plus spécifiquement programmé au moyen des codes M, S et T de façon à ce que le mode de soudage et le débit de courant d'argon soient contrôlés efficacement. La zone de stockage des programmes de pièces garde en mémoire le programme de pièces tel qu'il est défini ci-dessous à l'aide de la figure 23 et les sous-programmes d'application concernant cette spécification sont définis dans la figure 24.
Le programme de pièces est introduit dans la mémoire de l'unité centrale
560 au moyen d'une unité à bande magnétique 586 par l'intermédiaire de l'interface 590 ; dans une forme de réalisation de la présente invention donnée à titre d'illustration,
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l'unité a bande magnétique 536 peut prendre la forme de l'unité fabriquée par Qantex sous le numéro 220. Le programme de pièces peut aussi être stocké sur une bande perforée et introduit par l'intermédiaire d'un lecteur de
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bande par l'intermédiaire d'une interface a micromeaiaire Ca processeur 588 ; à titre d'illustration, le lecteur de bande perforée 584 peut prendre la forme du lecteur fabriqué par Decitex. En outre, l'interface à micro-processeur 588 permet aussi d'afficher des messages de données sur l'écran 133.
De plus, différents paramètres peuvent être introduits dans la mémoire de l'unité centrale 560 par l'opérateur au moyen d'un clavier alphanumérique 131 par l'intermédiaire de l'interface 588. Le clavier alphanumérique 131 et l'écran 133 sont montés dans les armoires d'ordinateur 129a et 129b comme représenté sur la figure 4.
Comme représenté sur les figures 21A et 21b, l'unité centrale 560 est associée par l'intermédiaire d'une pluralité de cartes de commande et de contrôle 566,568 et 570 des axes en boucles fermées respectivement associées aux moteurs d'entraînement 294 et 296 X et Y, et au moteur d'entraînement 470 de l'axe Z. Il est bien compris que chacun des moteurs d'entraînement est associé avec son tachymètre et son résolveur pour donner une indication de la vitesse du déplacement ainsi que de la distance parcourue de façon a pouvoir effectuer un contrôle extrêmement précis du mouvement des tables 290,292 et 458 des axes X, Y et Z.
En outre, le signal de sortie de commande tel qu'il est délivré par la carte de commande 566 est appliqué à un amplificateur asservi 567 afin d'être comparé avec un signal indicatif de la vitesse du moteur, pour obtenir un signal de sortie qui actionne le moteur d'entraînement 296 de Y.
Comme représenté schématiquement, chacun des moteurs 294, 296 et 470 est associé à une vis sans fin 295,297, et 471 qui assure l'entraînement des tables correspondantes 290, 292 et 458 de X, Y et Z. Un jeu de commutateurs limites
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572 est vis sans fin 295 la associé 2 laposition de cette vis et donc la position X de la table 290 et pour délivrer des signaux à l'unité centrale 560 au
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-L,'rée e-de sortie n62. En D=r-Eimoyen d'une interface d'entrée et de sortie 562.
En parti-culier, les commutateurs limites 572a et 572c délivrent des signaux de sortie indiquant que la table 290 de X a été placée aux limites les plus en avant et les plus en arrière de sa course, tandis que le commutateur limite 572b indique que la table 290 de X est placée dans sa position de repos où elle se trouve en une position de référence par rapport au faisceau laser 178. Un jeu analogue de commutateurs limites est associé à la vis sans fin 471 entraînant la table 458 de l'axe Z.
Un jeu de commutateurs limites 574a, b et c est associé à la vis sans fin 297 entraînant la table 292 de Y ; un quatrième commutateur limite 574d est associé à la vis sans fin 297 pour détecter à quel moment la table de positionnement 292 de Y est placée en sa position centrale, c'est-à-dire dans la position où la chambre de soudage 108 peut-être sortie de l'armoire 104.
Comme représenté sur les figures 21A et 21B, plusieurs périphériques sont associés à et contrôlés par l'unité centrale 560 au moyen d'interfaces optiquement isolées 562 et 564. En particulier, l'autre CNC 126b échange un jeu de signaux de Il établissement de communication"au moyen d'une liaison CNC 558 et de l'interface 562 avec l'unité centrale 560 de façon à ce que chacune des CNC 126a et 126b puisse demander et obtenir le contrôle du miroir de commutation 172 du faisceau en partage du temps.
Comme expliqué dans la demande de brevet déposée ce même jour au nom de la demanderesse pour :"DISPOSITIF DE COMMANDE PAR CALCULATEUR D'UK APAREIL D'USINAGE A LASER, chacune des deux CNC 126a et 126b peut exiger et par la suite contrôler le miroir de de commutation du faisceau de façon à orienter le faisceau laser 178 dans sa chambre de soudage 108. Après utilisation, la CNC 126 engendre un signal de libération du laser ce
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qui permet a l'autre CNC 126 de demander et par la suite de bloquer le laser pour son propre usage.
Le système à laser 102 peut dans une forme de réalisation de la présente invention donnée a titre d'illustration prendre la forme du système à laser fabriqué par Raytheon sous le numéro de modèle SS500 qui est constitué d'une source d'alimentation pour laser 120 telle qu'elle est représentée sur la figure 4, ainsi que d'un système de commande du laser 592 qui est couplé par l'interface 562 à l'unité centrale 560. Comme représenté sur la figure 21B, le système de commande du laser 592 est couplé au panneau d'affichage 132 du soudage par laser qui, comme représenté sur la figure 4 est monté sur la source d'alimentation du laser 120 et représenté en détail sur la figure 22A.
Le panneau d'affichage 132 du soudage par laser comprend un réseau de voyants et de touches qui commandent et affichent l'état du système à laser 102 et de son système de commande 592. Avant que le barreau laser 170 puisse être excité et émette son faisceau de rayonnement laser 177, les déclenchements du laser doivent être mis en service ou validés. Une touche à voyant incorporé 600 sert à appliquer la haute tension venant de la source d'alimentation du laser 120 au réseau de formation des impulsions à condition que la source d'alimentation du laser soit en son mode d'attente. Lorsque la source d'alimentation du laser délivre une haute tension, la touche 600 HE LASER MARCHE s'allume.
Un voyant 602 OBTURATEUR OUVERT s'alluse lorsque l'obturateur à bascule 190 est placé en position ouverte et que l'obturateur de sécurité BRH 212 est également en position ouverte, de façon à ce que le faisceau laser 177 soit dirigé vers l'une des deux chambres 108 et que la caméra de télévision 206 peut voir l'image de la grille 16 pour barreaux de combustible. Un voyant AMORÇAGE LASER 604 s'allume lorsque le barreau laser 170 émet des radiations laser, c'est-à-dire lorsque les lampes d'excitation 186 sont
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déclenchées, que l'obturateur 188 intérieur 2 la cavité est ouvert et que sa CNC 126 a obtenu le contrôle du système laser 102.
Un voyant 608 ce FAISCEAU COMMUTE VERS L'INTERIEUR s'allume lorsque le miroir 172 de commutation du faisceau est placé dans la position qui oriente le faisceau laser vers la chambre de soudage droite 108a, tandis que le voyant de FAISCEAU COMMUTE VERS L'EXTERIEUR 612 s'allume lorsque le miroir 172 de commutation du faisceau est dans l'autre position, c'est-à-dire que le faisceau laser 177 est orienté vers l'autre chambre de soudage 108b.
Un voyant 610 de GAZ APPLIQUE s'allume lorsqu'un débit particulier du gaz argon a été sélectionné par sa CNC 126.
On appuie sur une touche 614 de MIROIR AU REPOS pour orienter le miroir 172 de commutation du faisceau dans sa position de repos ou position de référence. On appuie sur une touche 616 de DECLENCHEMENT DES L101PES pour valider les circuits de déclenchement des lampes du laser à condition que la haute tension laser ait été appliquée. On appuie sur une touche d'ARRET HT LASER 618 pour couper la sortie haute tension de la source d'alimentation laser 120. Les appareils 498 et 492 sont des appareils numériques qui affichent en permanence la teneur en oxygène et la teneur en eau à l'intérieur de la chambre de soudage 108.
Comme représenté sur les figures 21A et 21B, l'unité centrale 560 délivre des signaux de commande par l'intermédiaire de l'interface 562 à isolation optique pour actionner le système de commande du laser 592. En particulier, des sorties d'interface sont appliquées au système de commande du laser 592 pour mettre en service ou hors service la sortie haute tension de la source d'alimentation 120, pour valider les déclenchements des lampes du laser, pour placer l'obturateur à bascule 190 et l'obturateur de sécurité BRH 212 en positions ouvertes pour initialiser le processus de soudage, pour sélectionner un mode particulier de soudage par laser en fonction du code choisi
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entre les codes M51 à M54, pour fixer la fréquence des impulsions (FREQUENCE DE REPETITION) telle qu'elle est déduite du code T,
pour fixer le niveau de puissance déduit du code S, pour fixer la largeur des impulsions, et positionner le miroir 172 de commutation du faisceau.
Des signaux développés par le système de commande du laser 592 et indiquant la fin d'une opération de soudage ainsi que l'état du laser sont développés par le système de commande du laser 592 pour être appliqués par l'intermédiaire de l'interface à isolation optique 562 à l'unité centrale 560.
En cas de génération de signaux d'arrêt d'urgence, les opérations du système de soudage par laser 102 et en particulier du système de commande du laser 592 peuvent être arrêtées d'urgence.
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En outre, des signaux sont développés pes par 1 LI 560 et isolation optique 562 pour commander le mécanisme d'ouverture de la porte 234 comme par l'unité centralereprésenté sur la figure 7 de façon à soit ouvrir, soit fermer les portes 114 de l'armoire 104. Des signaux de verrouillage ou de déverrouillage de la chambre de soudage 108 sont appliqués et sont en particulier appliqués à chacun des ensembles de repérage avant et arrière 284 et 286 qui sont représentés sur la figure 9. Les signaux de sortie sont déduits des ensembles 572,574 et 576 de commutateurs limites et sont appliqués à l'interface 562. Des signaux sont également appliqués à un système de refroidissement par eau du laser 620.
Les lampes à éclair ou lampes d'excitation du laser 186 et la cavité qui est définie par les miroirs 182 et 184 sont refroidies par le système de refroidissement à eau en boucle fermée qui applique de l'eau propre, pure et à une température régulée, sous la pression et le débit voulus. Bien que cela ne soit pas représenté, il est bien entendu dans la technique correspondante que le système de refroidissement à eau du laser comprend une pompe, un échangeur de chaleur eau-eau, un réservoir, un appareil de déionisation, un filtre et un
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régulateur de température. La chaleur dégagée par le barreau laser 170 et par l'absorbeur de faisceau 194 est communiquée à l'eau et éliminée du systeme.
En outre, un signal de commande est applique a la lampe 428 de l'ensemble de lentilles 204 du laser pour éclairer la grille 16 pour barreaux de combustible, de façon à ce que le système de positionnement 288 de X-Y puisse être ajusté soit le long de l'axe X, soit le long de l'axe Y pour aligner le point de départ de la grille 16 pour barreaux de combustible par rapport au faisceau laser 178.
Des signaux d'entrée sont délivrées par la sonde a oxygène 496 et le capteur d'humidité 410 qui sont placés par rapport à la chambre de soudage 108 de façon à délivrer des signaux analogiques indiquant en parties par million la teneur en oxygène et en eau dans l'atmosphère de la chambre de soudage. De la même manière, la pile thermoélectrique 218 placée à l'intérieur du tube-écran 216 délivre un signal analogique indicatif de la puissance que le faisceau laser 178 lui applique.
Les sorties de la sonde 496, du capteur 410 et de la pile thermoélectrique 218 sont appliquées à des voltmètres numériques correspondants 578,580 et 582 qui convertissent les signaux d'entrée analogiques en signaux numériques correspondants qui seront appliqués par l'intermédiaire de l'interface à isolation optique 564 à l'unité centrale 560. L'interface 564 applique des signaux appropriés de sélection d'appareils de mesure à chacun des voltmètres numériques 578,580 et 582 de façon à n'appliquer qu'un seul signal numérique à la fois à l'unité centrale 560 par l'intermédiaire de l'interface 564.
Selon le fonctionnement du système de soudage par laser 100,
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l'unité centrale 560 applique des signaux par l'intermédiaire de l'interface à isolation optique 564 à chacun des contrôleurs de débit massique 488, 484 et 486 pour contrôler le débit d'argon respectivement appliqué à l'ensemble des lentilles 204 du laser, la monture tournante 242 et la
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chambre de soudage 108. De manière similaire, des signaux sont appliqués au moteur 388 de l'axe B, de façon que la roue de positionnement 358 et la monture tournante 242 puissent tourner.
Comme cela a été expliqué ci-dessus, la position angulaire de la roue de positionnement 358
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est par la pluralité 0 e-L,-rs de rod. : imi-é p détectée402a-d qui délivrent un signal binaire appliqué par l'interface 564 à l'unité centrale 560.
En se référant maintenant à la figure 22B, on peut voir le panneau fonctionnel de la machine (MFP) 130 qui est monté dans l'armoire 129 de l'ordinateur comme représenté sur la figure 4 de façon a délivrer, selon les indications de la figure 21A, des entrées à l'unité centrale 560 par l'intermédiaire de l'interface à isolation optique 564. On va maintenant définir les différentes fonctions de commande qui sont appliquées par les touches et les commutateurs sélecteurs du panneau fonctionnel de la machine 130. La touche ARRET D'URGENCE 680 est actionnée par l'opérateur en cas d'urgence pour mettre hors service la CNC 126.
Lorsque cette touche est enfoncée, toutes les sorties numériques provenant de l'unité centrale 560 sont invalidées et tous les systèmes auxiliaires comme le système d'alimen-
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tation ème laser 102, et L-a-L-ion en argon 473, le sys-, C2 L- 294 et 296 de X et Y ainsi que le moteur 470 de Z sont arrêtés. Une touche de COMMANDE EN SERVICE 668 est actionnée pour amener la CNC 126 à son état de service au cours duquel la tension d'alimentation est appliquée aux différents éléments logiques et les différents registres de données sont effacés. Lorsque l'on appuie sur la touche 668 et qu'on la maintient enfoncée, les lampes éclairant de l'arrière différentes touches du panneau fonctionnel de la machine 130 sont excitées à titre de mesure de vérification.
Une touche ANNULATION 656 est actionnée pour annuler la CNC 126 et en particulier pour annuler toutes les commandes actives qui ont été stockées dans le tampon de programme
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enregistré de l'unité centrale 560 et les sorties sélectionnées de cette unité centrale sont ramenées à l'état initial.
Les codes M et G qui avaient été définis au cours du programme des pièces sont ramenés à l'état initial, Au cours de l'exécution des différents programmes, la touche 656 s'allume pour demander a l'opérateur d'effectuer une fonction d'annulation. Une touche MESSAGE 638 s'allume périodiquement ou clignote pour signaler qu'il existe un message de diagnostic à afficher sur l'écran cathodique 133.
Lorsque l'opérateur appuie sur cette touche, tous les messages de diagnostic actifs sont effacés de l'écran et la touche d'allumage des voyants 638 est désactivée. Un voyant de TEST 1 636 s'allume pour signaler que la chambre de soudage 108 est disposée dans sa seconde position, c'est-àdire sa position sortie ou position d'étalonnage et que l'eau de refroidissement appliquée à la pile thermoélectrique 218 a été mise en service. Une touche 666 d'ASSERVISSEMENT MARCHE est actionnée par l'opérateur Pour appliquer la tension alternative aux moteurs d'entraînement 294 et 296 des axes X et Y et au moteur d'entraînement 470 de l'axe Z et elle s'allume lorsque ces moteurs d'entraînement sont actifs.
Une touche de GOUJONS SORTIS 634 est enfoncée et maintenue enfoncée par l'opérateur pour actionner les ensembles de repérage avant et arrière 284 et 286 de façon à ce que leurs goujons de repérage 316 et 319 soient dégagés pour libérer la table coulissante 262 en vue d'un mouvement ultérieur. La CNC 126 doit être en mode MANUEL pour permettre cette fonction. La touche GOUJONS RENTRES 652 s'allume lorsque les goujons de repérage 316 et 319 sont complètement retirés.
* Quand l'opérateur appuie sur la touche GOUJONS RENTRES 652 et la maintient enfoncée, les ensembles de repérage avant et arrière 284 et 286 placent leurs goujons de repérage 316 et 319 dans les ouvertures de positionnement ménagées dans la table coulissante 262. De la même manière,
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la CNC 126 doit être en mode MANUEL pour permettre cette fonction. Lorsque les goujons de repérage 316 et 319 sont complètement introduits dans leurs ouvertures de positionnement, la touche 652 s'allume. L'opérateur appuie et maintient enfoncée une touche 632 de PORTE OUVERTE pour actionner le mécanisme d'ouverture de porte 234. La CNC 126 doit être en mode MANUEL pour permettre l'exécution de cette fonction ; lorsque la porte 114 a été complètement ouverte, la touche PORTE OUVERTE 632 s'allume.
Une touche 650 de PORTE FERMEE est enfoncée et maintenue enfoncée pour commander au mécanisme d'ouverture de porte 234 de fermer la porte de la chambre 114. La CNC 126 doit être en mode MANUEL pour permettre cette fonction. Lorsque la porte de l'armoire 114 est en position complètement fermée, la touche PORTE FERMEE 650 s'allume. L'opérateur appuie sur une touche 630 de CHAMBRE OUVERTE et la maintient enfoncée pour activer le moteur d'entraînement 266 de la glissière de façon à ce que la table coulissante 262 et sa chambre de soudage 108 soient amenées dans leur seconde position ou position sortie.
Pour entraîner la table coulissante 262, la CNC 126 doit être en mode MANUEL, l'ensemble des lentilles 204 du laser doit être complètement rétracté ce que doit détecter le commutateur limite 576b et la table de position nement 292 de Y doit être en position centrale ce que doit détecter le commutateur limite 574d. Lorsque la table coulissante 262 a été placée dans sa seconde position ou position sortie, la touche 630 de CHAMBRE OUVERTE s'allume.
De la même manière, l'opérateur appuie sur une touche 650 de PORTE FERMEZ et la maintient enfoncée pour actionner le moteur d'entraînement 266 de la table coulissante dans la direction opposée et ramener la table coulissante 262 à sa première position ou position de soudage. Pour entraîner la table coulissante 262 vers l'intérieur, la CNC 126 doit être en mode MANUEL, l'ensemble des lentilles 204 du laser complètement rentré, la porte 114 ouverte, les ensembles
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de repérage avant et arrière 284 et 286, actionnés de à retirer leurs goujons de et la table de positionnement 292 de Y centrée. Lorsque la 262 a été disposée dans sa première position ou de soudage, la touche 650 PORTE FERMEE s'allume.
Une touche MAINTIEN DE L'AVANCE 660 est enfoncée l'origine pour commander la DE L'AVANCE, de de chacun des d'entraînement 296 et de X, Y et Z ; en conséquence, le mouvement de la chambre de soudage 108 le long de ces axes Y, sauf le de la monture tournante 242 autour de son axe B, et 204 ces lentilles du laser le long de son axe Z sont inhibés.
Lorsque l'on appuie seconde fois sur la touche MAINTIEN DE L'AVANCE 660, la fonction de MAINTIEN DE L'AVANCE est supprimée, ce qui permet à la chambre de soudage 108 de se déplacer le long de ses axes X et Y et à l'ensemble des lentilles 204 du laser de se déplacer le long de son axe Z.
L'opérateur agit sur une touche 658 de DEMARRAGE DU CYCLE pour initialiser l'exécution des données du programme de pièces lorsque la CNC 126 est dans l'un des modes AUTO, CYCLE UNIQUE ou MANUEL d'introduction des données La 658 de DEMARRAGE DU CYCLE s'allume lorsque la CNC 126 exécute les données du programme de pièces.
L'opérateur doit sur une touche MANUEL 678 pour amener la CNC 126 en mode de fonctionnement MANUEL. la commande CNC est en mode MANUEL, la touche MANUEL 678 s'allume. L'opérateur appuie sur une touche 676 MDI UNIQUE pour placer la CNC 126 en mode manuel d'introduction unique des données MDI ; lorsque la CNC est en mode UNIQUE IDI, la touche 676 s'allume. Le mode outil de diagnostic et lorsque cette fonction est introduite, l'opérateur a la possibilité d'introduire des pas d'un programme de pièces au clavier 131 dans zone désignée ou tampon de la mémoire de l'unité centrale.
Lorsque l'opérateur
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appuie sur la touche DEMARRAGE CYCLE 658, le programme introduit est lu et exécuté pas Une touche 674 L MDI en mode de est semblable au mode MDI UNIQUE, mais lorsque l'opérateur appuie sur la touche de DEMARRAGE DU CYCLE 658, le pro- gramme introduit par l'opérateur est totalement lu comme
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si la commande était en mode automatique.
P u : 1- sur une touche CYCLE UNIQUE 672 pour amener la CNC 126 en mode de CYCLE UNIQUE et lorsqu'elle est dans ce mode, la touche 672 s'allume. L'opérateur appuie sur une touche AUTO 670 pour amener la CNC 126 en mode AUTOMATIQUE de
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ionck-fonctionnement et lorsque la CNC est dans ce mode, la touche AUTO 670 s'allume.
Un commutateur sélecteur de % AVANCE 682 possède douze positions qui donnent une priorité manuelle sur la vitesse d'avance à laquelle les moteurs d'entraînement 294 et 296 de X et Y entraînent respectivement les tables de positionnement 290 et 292 en X et Y. Comme cela a déjà été indiqué, la vitesse d'avance est variable par incrément de 10 % entre 10 % et 120 % selon la position du commutateur du pourcentage d'AVANCE 682. Un commutateur sélecteur de MODE PAS A PAS 684 possède sept positions pour sélectionner l'un des MODES PAS A PAS suivant le long des axes : RAPIDE, LENT, 1, 000, 0,1000, 0,0100, 0,0010 et 0,0001.
Les modes RAPIDE et LENT sont des modes pas à pas du type"coulé"au cours desquels un mouvement sensiblement continu est communiqué aux tables de positionnement 290 et 292 de X et Y, tandis que dans les autres modes, des mouvements par incrément d'une longueur désignée sont communiqués aux tables de positionnement 290 et 292 de X et Y.
L'opérateur appuie sur une touche 622 RENTREE X pour entraîner un mouvement pas à pas le long de l'axe X dans la direction moins ou dans le module de positionnement 106, c'est-à-dire dans une direction ascendante comme représenté sur la figure 9.'L'opérateur appuie
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sur une touche 640 SORTIE X pour provoquer un mouvement pas à pas le long de dans la direction plus ou-vers L l'extérieur module de positionnement un mouvement descendant comme représenté sur la figure 9.
L'oérateur sur une touche 624 Y GAUCHE pour un mouvement pas à pas le long de l'axe Y dans la direction plus ou gauche, c'est-à-dire que la chambre de soudage 108 est déplacée vers la gauche comme représenté sur 9.
L'opérateur agit sur une touche 642 Y DROITE pour provoquer un mouvement pas à pas le long de l'axe Y dans la direction moins ou direction DROITE, c'est-à-dire que la chambre de soudage 108 est vers la droite comme représenté sur la figure 9.
L'opérateur agit sur une touche 626 MONTEE Z pour provoquer un mouvement pas à pas le de l'axe Z dans la direction moins ; c'est-à-dire que le moteur d'entraînement 470 de l'axe Z est excité de la table 458 de l'axe Z dans la direction moins ou MONTEE comme représenté sur la figure 7. L'opérateur agit sur une 644 DESCENTE Z pour provoquer un mouvement pas à pas le long de l'axe Z dans la direction plus, au cours duquel la table 458 de l'axe Z et l'ensemble des lentilles 204 du laser porté par cette table sont disposés dans une direction plus ou DESCENTE comme sur la 7. Une touche B CM 628 permet de provoquer un le long de l'axe B dans le sens plus ou dans le sens des aiguilles d'une montre de la monture si la CNC 126 est en mode MANUEL.
En particulier, lorsque l'opérateur agit sur la touche 628, le moteur d'entraînement 388 par rapport à l'axe B est commandé pour faire tourner la roue de positionnement 358 dans le sens des aiguilles d'une montre comme représenté sur la figure 7. Une touche B CCW 646 permet de commander un mouvement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ou direction moins par rapport à l'axe B si la CNC 126 est en mode MANUEL.
En particulier, le moteur d'entraînement 388 par
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rapport : l'axe B est commandé de façon a la roue de positionnement 358 le sens inverse des aiguilles %.--- 4 sur la fiaure 7. d'une nontre Le de soudage des cloisons intérieures grilles 20 ensemble et avec les parois extérieures grille 22 et 16 avec les manchons de guidage 36 a été défini en se repartant aux figures 3A 3K ; ces illustrent la série des mouvements de la grille 16 pour barreaux de combustible le long de chacun de ses axes X, Y et Z pour qu'elle soit positionnée correctement par rapport au faisceau laser 178 et que chacune des soudures d'intersection 32, les soudures d'angle 30, les soudures d'encoche et de languette 34 et soudures le long des encoches 40 puissent être effectuées.
Les cloisons intérieures et parois extérieures de grille 20 et 22 sont pour constituer la grille 16 pour barreaux de combustible comme cela a été expliqué dans les demandes de brevet déposées de la demanderesse DISPOSITIF ET D'AILETTES DES GRILLES DE DE BARRES DE COMBUSTIBLE NUCLFAIRE"et pour DISPOSITIF, BANDE DE RETENUE ET PROCEDE POUR L'ASSEMBLAGE DE GRILLES DE COMBUSTIBLE "-n, iite, ar 11 16 pour barreaux de combustible sur la monture de soudage 542 représentée sur la figure 15 et décrite dans la darde de brevet déposée ce même de la demanderesse "PLAQUE NUCLEAIRE", la de soudage 542 est à son tour fixée de façon amovible par des goujons de repérage 524 à la monture tournante 242 qui peut de la chambre de soudage 108.
Comme celaa a déjà la grille 16 pour barreaux de combustible peut tourner autour de son axe B de façon à amener cette grille 16 pour barreaux de combustible en une position où elle reçoit le faisceau laser 178 pour effectuer les soudures le long des encoches 40. Le système de positionnement 288 de est commandé de façon
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l'axe Xsélective pour déplacer lees tables de positionnement 290 et 292 de X et Y selon une séquence de pas élémentaires le long de leurs axes X et Y afin de placer la grille 16 pour barreaux de combustible par rapport au faisceau laser 178, et à pouvoir effectuer les soudures d'intersection 32, puis après rotatin sur la monture tournante 242, les soudures 34 entre encoches et languettes et les soudures d'angle 30 sont effectuées.
La commande de la machine au cours de ce processus est assurée par la CNC 126 et en particulier par l'unité centrale 560 qui comporte une mémoire dans laquelle sont stockés les programmes de pièces 700, que l'on va maintenant décrire en se reportant aux figures 23A et 23B. Le programme de pièces 700 est introduit quand au pas 702, l'opérateur place la CNC 126 en mode automatique en appuyant sur la touche AUTO 670 du panneau 130 des fonctions de la machine.
Ensuite, l'opérateur introduit une commande sur le clavier alphanumérique 131 du panneau pour demander l'exécution du programme de pièces. Ensuite, l'opérateur appuie sur la touche 658 DEMARRAGE DE CYCLE. Après, au pas 708, un code programmé M81 appelle un sous-programme d'application de CHARGEMENT/DECHARGEMENT DE LA CHAMBRE pour commander le moteur d'entraînement 266 qui amènera la table coulissante 262 de sa première position de soudage à sa seconde position ou position sortie, afin que l'opérateur puisse charger une grille 16 pour barreaux de combustible assemblés mais pas encore soudée ainsi que sa monture de soudage 542 sur la monture tournante 242.
La grille 16 pour barreaux de combustible et la monture de soudage 542 sont verrouillées par les goujons de repérage 524 en une position prédéterminée sur la monture tournante 242 par rapport au faisceau laser 178. Le sous-programme de CHARGEMENT/DECHARGEMENT DE LA CHAMBRE est expliqué plus en détail en se reportant à la figure 24A.
Au pas 710, l'opérateur charge la grille 16 pour barreaux de combustible et sa monture de soudage 542 sur la
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monture tournante 242, avec l'aide d'un manipulateur de chargement/déchargement identique a celui qui est décrit
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Ce"Dre, e*- ce-icki--a-, 2 nOEn de la 'A'P'P T-T DE EP DE DE dans csée CT, peur :"APPAREIL cipULATI SYS' DE SOUDAGE A pas 708, l'exécution du programme est suspendue jusqu'au sur la la ce-r. ande de brevet nêtouche 658 de DEMARRAGE DE CYCLE pour reprendre l'exécution du programme de pièces. Ensuite, le pas 714 appelle le sous- programme d'application de r-HARGEMENT/DECHARGEMENT pour recharger la chambre 108 dans sa première position ou position de soudage sous le aisceau laser 178.
Lorsque la chambre a été repositionnée, un code M permet d'appeler le sous-programme d'application de VERIFICATION DE L'ENVIRONNE- MENT DE LA CHAMBRE, avant que la chambre de soudage 108 ne soit purgée des impuretés telles l'oxygène et l'eau par introduction d'argon avec un débit relativement élevé par l'intermédiaire ces tubes 336 et de la plaque de diffusion 330 pour que l'argon plus lourd déplace l'air en le faisant sortir par l'espace qui sépare le rebord 331 de la chambre de la plaque d'étanchéité 156.
Le débit particulier d'argon est fixé par un code M qui règle le contrôleur de débit massique 484 de façon a établir un fort courant de gaz en direction de la chambre de soudage 108. De la même manière, les contrôleurs de débit massique 486 et 488 associés à la monture tournante 242 et à l'ensemble des lentilles 204 du laser sont réglés à un plus fort débit pour accélérer la purge de la chambre de soudage 108. Le code M particulier appelle le sous-programme d'application de SELECTION DU DEBIT DE GAZ comme on le verra par la suite au sujet de la figure 251. Ensuite, le pas 716 du programme de pièces établit les codes M91 pour faire tourner la monture tournante 242 et actionner en particulier le moteur de rotation 238 par rapport à l'axe B qui fait tourner la monture 242.
En particulier, le code M91 exécuté par le pas 716 commande le
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sous-programme d'application de ROTATION DE LA MONTURE compte on le verra plus en détail dans la figure 24C.
Le pas 718 sert 2 initialiser ou cù appeler le sous-programme d'application de VERIFICATION D'ENVIRONNEMENT DE LA CHAMBRE pour surveiller l'atmosphère à l'intérieur de la chambre de soudage 108 en contrôlant sa teneur en oxygène et en eau et pour éviter de continuer l'exécution du programme de pièces avant que les niveaux d'oxygène et d'eau ne soient au-dessous de niveaux prédéterminés.
Lorsque le pas 718 a établi que l'atmosphère a l'inté- rieur de la chambre de soudage 108 était suffisamment pur, le pas 720 répond aux codes X et Y en commandant en conséquence les tables de positionnement 290 et 292 de X et Y de façon ce que la première soudure a effectuer soit placée le long de l'axe Z qui coïncide avec le faisceau laser 178. La position de la soudure initiale est identifiée par un jeu de codes X et Y qui sont interprétés en établissant des signaux de commande appropriés destinés aux moteurs d'entraînement 294 et 296 de X et Y.
De la même manière, un code Z est interprété et des signaux de commande correspondants sont appliqués au moteur d'entraînement 470 de l'axe Z, de façon à positionner l'ensemble des lentilles 204 du laser pour concentrer le faisceau laser 178 sur la première soudure de la grille 16 pour barreaux de combustible. Après exécution de ces pas, le pas 720 amène le programme de pièces à un arrêt. Au pas 722, l'opérateur peut commander manuellement en agissant convenablement sur la touche 622 RENTREE X, la touche 640 SORTIE X, la touche 624 Y GAUCHE et la touche 642 Y DROITE, la position des tables de positionnement 290 et 292 de X et Y pour que la soudure initiale de la grille 16 pour barreaux de combustible soit alignée avec précision par rapport au faisceau laser 178.
Pour cela, l'obturateur de sécurité BRH 212 est fermé et permet à l'opérateur de voir l'image de la grille telle qu'elle est présentée sur l'écran cathodique 133 et obtenue par aligne-
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ment de la caméra de télévision 206. La lentille de caméra 206 est équipée d'un réticule électronique qui permet la première précision 178. De l'opérateur manipule la touche Z 626 et la touche DESCENTE Z 644 pour commander le des lentilles laser 204 et placer avec précision la lentille laser 202 pour que le faisceau laser 178 soit focalisé sur la grille 16 pour barreaux de combustible.
Pour réinitialiser l'exécution du programme de pièces, l'opérateur, au cours du pas 724 appuie sur la touche DEMARRAGE DE CYCLE 658. Ensuite, au pas 726, le programme de pièces calcule les différences entre les coordonnées X et Y de la position de la première soudure et de la position alignée c'est-à-dire de la nouvelle position de la grille après son alignement au cours du pas 722, les différences étant appelées décalages X et Y. De la même manière, la différence entre la position initiale de repos le long de l'axe Z et la position focalisée de l'ensemble 204 des lentilles du laser correspond à un décalage Z.
Les décalages X, Y et Z sont stockés dans une zone désignée de la mémoire et employéspar la CNC 126 pour calculer la position précise de chaque soudure compte tenu de la position ajustée ou décalée de la grille 16 pour barreaux de combustible.
Ensuite, le pas 728 fixe les différents paramètres du système laser 102 et en particulier programme les codes S, T et M qui déterminent niveau de puissance, la fréquence des impulsions, la largeur des impulsions et le type de soudure, c'est-à-dire s'il s'agit une soudure d'intersection 32, une soudure d'angle 30, une soudure d'encoche et de languette 34 ou une soudure le long d'une encoche 40. En particulier, le niveau de puissance du système laser 102 est déterminé par un code S qui est desservi par le sous-programme d'application SERVICE DE CODE S.
De la la fréquence des
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-1- q,-ii es-desservi-ùar ce impulsions programme d'application de SERVICE L lades impulsions est fixée par l'un des CODES M M155-M60 correspondant aux largeurs de 1 à 6 ms, qui commandent l'exécution du sous-programme d'application de REGLAGE DE LA LARGEUR DES IMPULSIONS LASER comme représente sur la figure 25L. De la même manière, il existe quatre types de soudure correspondant aux codes M51 à M54, qui commandent l'exécution du sous-programme d'application de REGLAGE DU MODE LASER.
Ensuite, le pas 730 définit par l'emploi de l'un des CODES M j61 2 M64, le débit particulier d'argon qui est nécessaire pour une opération de soudage et en particulier commande le sous-programme d'application de SELECTION DU DEBIT DE GAZ, comme cela sera expliqué en détail ultérieurement au sujet de la figure 24B. Ensuite,
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au pas 732, le code M compris entre M51 et M54 qui a été choisi appelle le sous-programme d'application D'EXECUTION D'UNE SOUDURE PAR LASER.
D'une façon générale, le sousprogramme d'application d'EXECUTION D'UNE SOUDURE PAR LASER demande d'abord ou réclame l'emploi du laser par l'intermédiaire du sous-programme d'application ACCES LASER, grâce auquel l'autre CNC 126b est vérifiée en examinant les sorties DEMANDE LASER et BLOCAGE LASER de l'autre CNC 126b et si ces sorties existent, la CNC 126a et attend jusqu'à ce qu'apparaisse la sortie DEBLOCAGE LASER de l'autre CNC 126b, au moment où la CNC 126a demande et ensuite verrouille le laser pour son propre usage. Au moment où elle obtient l'usage du système laser 102 la CNC 126a dispose les miroirs 172 de commutation du faisceau de façon a orienter le faisceau laser 178 vers sa chambre de soudage 108.
Ensuite, les positions des tables de positionnement 290 et 292 de X et Y sont vérifiées pour s'assurer qu'elles sont arrivées au repos dans leur propre position et une période de temps de positionnement écoulée doit venir à échéance avant l'amorçage du barreau laser 170. Ensuite, le pas 732 attend un signal
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FIN LASER signalant que l'opération de soudage a été terminée avant de libérer le miroir 172 de commutation du faisceau et de commander le système de positionnement 288 de X-Y pour déplacer la grille 16 pour barreaux de combus-
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tible 1 CI- jusqu'à sa position suivante en préparation al'exécution de la série suivante de soudures.
Ensuite, le pas 736 décide si le type particulier de soudure tel qu'il est défini par l'un des codes Y, M51 à M54 a été exécuté et sinon le programme de pièces revient au pas 732 pour exécuter la soudure suivante et ensuite au pas 734 pour déplacer la grille 16 pour barreaux de combustible jusqu'à sa prochaine position de soudage. Ensuite, le pas 735 détermine si le code M38 a été programmé pour appeler le sous-programme d'application ATTENTE DE L'AUTRE CNC, grâce auquel un signal est transmis à l'autre CNC 126b pour signaler qu'une série de soudures a été terminée et ensuite pour attendre une réponse de l'autre CNC 126b ; au cours de cet intervalle, l'exécution du programme de pièces est suspendue.
Lorsqu'un type particulier de soudure a été effectué, le programme de pièces avance jusqu'au pas 738 au cours duquel il s'arrête et examine quel est celui des codes M,
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M51 à M54 qui a été programmé façon à déterminer le type dede la prochaine soudure. Ensuite, au pas 740, une décision est prise pour savoir si tous les types de soudures nécessaires pour achever le soudage d'au moins un côté de la grille 16 pour barreaux de combustible ont été effectués et sinon le programme de pièces revient au pas 716, de façon à répéter la séquence des pas 716 à 738.
La première séquence des pas de soudage telle que représentée sur les figures 3A à 3D est effectuée du côté des pales de la grille 16 pour barreaux de combustible nucléaire avant qu'il soit nécessaire de retirer la grille 16 pour barreaux de combustible de sa chambre de soudage 108 pour la retourner et la ramener dans la chambre de soudage 108.
Au pas 742, le système laser 102
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est amené a en envoyant le commutateur en trait plein sur 6 de façon à 177 Ensuite, le pas 744 positionne le code n82 pour appeler le sous-programme DECHARGEMENT nement 266 est commandé ci ion ou iDosi*L--ion table coulissante 262 à sa seconde position sortie, dans laquelle la grille 16 pour barreaux de combustible peut être sortie de la chambre de soudage A ce moment, l'opérateur amendé le manipulateur manuel pour retirer la grille 16 pour barreaux de r eLmonture de soudage 542 de la chambre de soudage 128 et effectuer les opérations manuelles nécessaires à ration de la prochaine séquence des pas de soudage.
Par exemple, lorsque les soudures d'intersection 32 ont été effectuées du côté des pales de la grille 16 pour barreaux de combustible au cours des pas représentés sur les figures 3D, la grille 16 pour barreaux de combustible est sortie et tournée de façon à ce que les soudures d'intersection 32 qui apparaissent ou côté des manchons de guidage de la grille 16 pour barreaux de combustible puissent être exécutées comme on le voit sur les pas des 3E à 3H. Lorsque les soudures d'intersection sont terminées sur les deux faces de la grille 16 pour barreaux de combustible, est retirée et les manchons de guidage 36 sont introduits, avant d'effectuer les soudures le long des encoches 40 selon les indications des pas 31 à 3L.
Il est bien entendu que le programme de pièces tel qu'il est illustre sur la 23 définit une pluralité de code M, S et T qui appellent des sous-programmes d'application sélectionnés, dont chacun est complètement présenté et expliqué dans la demande de brevet déposée ce ru. jour au nom
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de la de la derrsDëeresse GE articulierlesscis-prograTrnes sont définis la demande de brevet citée : SYNCHRO, PRINCIPAL, REGLAGE LASER, DU DECALAGE DE PUISSANCE LASER, DE PUISSANCE V ACCES LASER, ET ATTENTE DE L'AUTRE CNC.
Le sous-programme CHARIOT est représenté sur la figure 24A et actionne le moteur 266 de la table coulissante 262 de façon à déplacer la table coulissante 262 et sa chambre de soudage 108 entre leur première position rentrée et leur seconde la seconde pos-tion de soudaa 1-Lporte'114 lentilles 204 de laser rentré, et les goujons de repérage 316 et 319 retirés, pour permettre de déplacer la table coulissante 262. Initialement, au pas 760, le code M tel qu'il a été au pas 708 du programme de pièce représenté sur la 24 est exécuté pendant le cycle d'exécution du drapeau de commande du programme du système d'exploitation.
En particulier, le pas 708 établit un code M M82 qui décharge la table coulissante 262 et sa chambre de soudage 108 de façon ce qu'au pas 710, un code M81 soit défini et que la table coulissante 262 soit ramenée à sa seconde position ou position de soudage.
Ensuite, le pas 762 accède à la zone de sécurité 134 qui trouve à l'avant de la chambre de soudage 108 vers laquelle la chambre doit se déplacer et si cette zone est libre, le pas 764 actionne le moteur d'entraînement Z qui amène l'ensemble des lentilles 204 de laser sa position de repos. Ensuite, le pas 766 actionne les nement 294 et 296 de X et Y qui amèneront les tables de positionnement 290 et 292 de X et Y à leur position centrale et à leur position de repos ou à leur position sortie res-
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pectivement. le pas/68 L'AVANCE tables de positionnement et 292 de X et Y e l'arrêt l'arrêtporte 234 est actionné pour amener la porte 114 en position ouverte.
Ensuite, les ensembles de repérage avant et arrière 284 et 286 sont commandés et soulèvent leurs goujons de repérage 316 et 319 ce qui libère la table coulissante 262. Ensuite, le pas 772 actionne le moteur d'entraînement 266 qui sort la table coulissante 262 lorsqu'un code M M82 a été fixé ou rentre cette table lorsqu'un code M81 a été fixé. Après cela, le pas 774 actionne les enserr- bles de repérage avant et arrière 284 et 286 pour qu'ils placent leurs goujons de repérage 316 et 319 en une position de verrouillage par rapport à la table coulissante 262.
Ensuite, la porte de l'armoire 114 est fermée en réponse au code M M81 et au pas 780, le MAINTIEN DE L'AVANCE est libéré.
Au pas 782, une décision est prise pour savoir si le code M M81 indiquant que la chambre de soudage 108 doit être chargée a été positionné et si c'est le cas, le sousprogramme d'application de VERIFICATION D'ATMOSPHERE DE LA CHAMBRE tel que représenté sur la figure 25F est appelé pour s'assurer que l'atmosphère à l'intérieur de la chambre de soudage 108 est suffisamment pure pour permettre le soudage. Ensuite, le pas 784 annule les drapeaux de commande de sous-programme et le pointeur de séquence avant de sortir.
Le sous-programme d'application de SELECTION DU DEBIT DE GAZ est représenté sur la figure 24B et est appelé en fixant un code M particulier, c'est-à-dire l'un des codes M M61 à M64. Au cours des pas 714 et 730 du programme de pièces représenté sur la figure 24 et exé exécuté pendant le cycle d'exécution du drapeau de commande suivant de la boucle principale des tâches ou du programme du système d'exploitation.
Ensuite, au pas 932, les trois sorties de sélection de débit de l'interface à isolation optique 564 comme représenté sur la figure 22A sont annulées avant
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qu'au pas 934, la sortie de sélection de débit choisie appliqué a l'un des contrôleurs de débit massique 484,
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486 et 438 soit réglée en fonction du code M programmé.Ensuite, le pas 936 invalide l'étar manuel ou sélection de débit permanent qui est fixée en l'absence de commande par une CNC.
Le sous-programme d'application ROTATJON DE LA HONTURE est représenté sur la figure 24C et appelé par les codes M . M91 a M95 fixés au pas 728 du programme de pièces comme représenté sur la figure 23B, et exécuté pendant le cycle d'exécution du drapeau de commande suivant. Apres l'introduc- tion, le pas 1262 actionne le moteur d'entraînement 470 de Z, pour amener l'ensemble des lentilles 204 de laser à sa position de repos qui sera détectée par le commutateur limite 576b.
Ensuite, au pas 1264, le moteur d'entraînement 296 de Y est commandé et amène la table de positionnement 292 de Y dans sa position centrée qui est détectée par le commutateur limite 574d et l'axe Z est positionné de façon à permettre l'embrayage du système de rotation 238 par rapport à l'axe B. Ensuite, au pas 1266, le moteur d'entraînement 296 de Y est commandé et amène la table de positionnement 292 de Y de façon à ce que le dispositif de couplage 362 de la roue de positionnement 358 s'engrène avec la pièce de couplage dentée 384 associée à l'entraînement en rotation 238 par rapport à l'axe B.
Ensuite, le pas 1268 positionne le MAINTIEN D'AVANCE de façon à inhiber le mouvement des tables de positionnement 290 et 292 de X et Y, accède aux sorties des commutateurs de proximité 402a-d pour déterminer la position angulaire actuelle de la monture tournante 242 et déterminer si la monture tournante 242 doit être tournée, avant de sortir le goujon 378 qui bloque la roue de positionnement 358 et d'exciter le moteur d'entraînement 388 par rapport à l'axe B.
Au pas 1270, la sortie du commutateur de proximité 402d est détectée et considérée comme un échantillon puis ensuite les sorties
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des autres commutateurs de proximité 402a-402c sont détectées pour déterminer la position de la monture au moment où elle tourne jusqu'à sa nouvelle position. Lorsque la monture est dans la position souhaitée, le pas 1272 coupe l'excitation du moteur d'entraînement 388 par rapport a l'axe B et du solénoïde de déclenchement 406, de façon a ce que le goujon de repérage 376 revienne en position d'engagement et bloque la roue de positionnement 348.
Ensuite, le MAINTIEN d'AVANCE est libéré et annulé, le moteur d'entrai- nement 296 de Y est excité de façon a placer la table de positionnement 232 de Y pour qu'elle se dégage du système de rotation 238 par rapport à l'axe E et finalement au pas 1274, un traitement auxiliaire est validé, et le drapeau de commande de sous-programme ainsi que le pointeur de séquence du sous-programme d'application de ROTATION DE LA MONTURE sont annulés.