FR2501091A1 - Gas shielded arc welding rig - for thick walled vessels with TV camera above gas nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le soudage et a notamment pour objet une installation pour soudage à l'arc sous gaz de protection. The present invention relates to welding and in particular relates to an installation for arc welding under protective gas.
L'invention peut btre utilisée dans toute branche de l'industrie, notamment pour souder des tôles épaisses et réaliser des soudures de grande longueur, par exemple pour souder les corps des réservoirs de fluides sous pression. The invention can be used in any branch of industry, in particular for welding thick sheets and making very long welds, for example for welding the bodies of tanks for pressurized fluids.
On connait actuellement un nombre important d'installations de soudage à l'arc sous gaz de protection, comprenant un mécanisme d'orientation et d'avance de l'électrode vers la zone de soudage, une buse d'amenée du gaz de protection à la zone de soudage, et une caméra de télévision transmettant des informations sur le déroulement du processus de soudage (voir, par exemple, l'article de Chergov I.V. et d'autres auteurs : 1Contrôle du processus de soudage par télévision" publié à la revue "Svarotchnoie proizvodstvo" n05, 1969, page 24). Dans l'installation connue, les caméras de télévision sont dotées de télébonnettes spéciales permettant de transmettre l'image de la zone de soudage à l'arc à l'air libre.L'utilisation de l'installation connue tour souder les tôles épaisses s'avère impossible du fait que les dimensions limitées de la fente étroite entre les bords préparés des pièces à souder ne permettent pas un contrôle opétoire visuel du processus, vu qu'on ne réussit pas à implanter la caméra de télévision à proximité immédiate du bain de fusion. On connait aussi une installation de soudage à 1 'arc sous gaz de protection de soudures de grande longueur, comprenant deux caméras de télévision permettant de contrôler le déroulement du processus de soudage (voir, par exemple,
Voronin F.V. et Chergov I.V. "TtSlécommande et contrôle visuel des processus de soudage par fusion" Nil informtiazhmach, pub. I0-74-2, Moscou, I974, pages 25 à 27, figure 9).There are currently known a large number of arc welding installations under protective gas, comprising a mechanism for orienting and advancing the electrode towards the welding zone, a nozzle for supplying the protective gas to the welding area, and a television camera transmitting information on the progress of the welding process (see, for example, the article by Chergov IV and other authors: 1Control of the welding process by television "published in the journal "Svarotchnoie proizvodstvo" n05, 1969, page 24.) In the known installation, the television cameras are provided with special telebosets making it possible to transmit the image of the arc welding zone in the open air. use of the known installation for welding thick sheets turns out to be impossible since the limited dimensions of the narrow slot between the prepared edges of the parts to be welded do not allow visual opetory control of the process, since it is not successful to set up the ca TV mera in the immediate vicinity of the fusion bath. There is also known a gas arc welding installation for protecting long welds, comprising two television cameras for monitoring the progress of the welding process (see, for example,
Voronin FV and Chergov IV "Remote control and visual control of fusion welding processes" Nil informtiazhmach, pub. I0-74-2, Moscow, I974, pages 25 to 27, figure 9).
L'utilisation d'une installation de ce genre pour souder les tôles épaisses s'avère elle aussi impossible du fait que les caméras de télévision sont réalisées sous forme d'éléments constructifs distincts logés à la partie avant de l'installation. Etant donné que le soudage du joint à fente étroite est accompagné d'un dégagement intense et dirigé des produits de combustion (suie, fumée), e contrôle du proces- sus devient pratiquement impossible par suite de l'enfumage rapide des surfaces des éléments optiques de la canera de télévision.Du fait qu'on ne réussit pas à réaliser le contrôle au cours du processus, on ne peut pas réaliser le processus lui-mme, à cause du grand nombre d'écarts incon trdlables par rapport au régime prescrit, qui provoquent des défauts tels que : caniveaux, inclusions de scorie, manques de liaison, etc. The use of an installation of this type for welding thick sheets is also impossible because the television cameras are produced in the form of separate constructive elements housed at the front of the installation. Since the welding of the narrow slot joint is accompanied by an intense and directed release of combustion products (soot, smoke), control of the process becomes practically impossible as a result of the rapid smoking of the surfaces of the optical elements. Because we do not succeed in carrying out the control during the process, we cannot carry out the process itself, because of the large number of deviations from the prescribed regimen, which cause defects such as: gutters, slag inclusions, lack of connection, etc.
On s'est donc proposé de mettre au point une installation de soudage à l'arc sous gaz de protection de tôles épaisses avec contrôle par télévision de l'état de 12 zone de soudage et des écarts par rapport au régime imposé pendant le soudage. It has therefore been proposed to develop an arc welding installation under protective gas for thick plates with television control of the state of the welding zone and of the deviations from the regime imposed during welding.
Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une installation de soudage à l'arc sous gaz de protection, du type comprenant un mécanisme d'orientation et d'avance de l'électrode vers la zone de soudage, nne buse d'amenée du gaz de protection à la zone de soudage et une caméra de télévision assurant le contrôle opératoire du processus de soudage, caractérisée, suivant l'invention, en ce que, sur celle des faces de la buse qui est la plus éloignée dela zone de soudage est pontée un écran en matière optiquement transparente, sur lequel est placé, coaxialeiaent à la buse, l'objectif de la caméra de télévision, la distance entre e- dit ecran et le dit objectif étant choIsie de façon que la zone de netteté de l'objectif se situe eu-delà des bords de la buse qui sont les plus proches de la zone de soudage, et que la zone de netteté contienne les éléments participant an processus de soudage et que l'on veut contrôler
En cas d'utilisation, à l'intérieur de la buse, sur surle trajet du courant gazeux, de treillis disposés l'un audessus de l'autre pour former le flux de gaz de protection, il est rationnel de décaler les treillis les uns par rapport aux autres de façon que les ouvertures de chacun des treillis successifs soient partiellement recouvertes par les barrettes ou les parties pleines du treillis suivant et forment ensemble un filtre tamisant le flux lumineux émis par les dits éléments du processus de soudage.The problem thus posed is solved with the aid of an arc welding installation under protective gas, of the type comprising a mechanism for orienting and advancing the electrode towards the welding zone, a nozzle d supply of shielding gas to the welding zone and a television camera ensuring operational control of the welding process, characterized, according to the invention, in that, on that of the faces of the nozzle which is furthest from the zone a screen of optically transparent material is bridged, on which is placed, coaxial with the nozzle, the lens of the television camera, the distance between said screen and said lens being chosen so that the area of sharpness of the objective is located beyond the edges of the nozzle which are closest to the welding zone, and that the sharpness zone contains the elements participating in the welding process and which one wants to control
If, inside the nozzle, on the path of the gas stream, lattices arranged one above the other to form the flow of shielding gas, it is rational to offset the lattices one relative to the others so that the openings of each of the successive lattices are partially covered by the bars or the solid parts of the following lattice and together form a filter screening the light flux emitted by said elements of the welding process.
L'installation de soudage à l'arc sous gaz de protection réalisée conformément à la présente invention permet de contrôler le déroulement du processus à travers la buse de protection gazeuse et d'obtenir des informations complètes sur l'état desdits élements du processus de soudage : électrode, arc de soudage, bain de fusion, et sur l'écart des paramètres de soudage par rapport aux valeurs prescrites. The shielded gas arc welding installation carried out in accordance with the present invention makes it possible to control the progress of the process through the gaseous protective nozzle and to obtain complete information on the state of said elements of the welding process. : electrode, welding arc, weld pool, and on the deviation of the welding parameters from the prescribed values.
Le flux continu de gaz de protection empêche la suie et la fumée de se propager vers 1'écran transparent de la buse.The continuous flow of shielding gas prevents soot and smoke from spreading to the transparent nozzle screen.
Les treillis placés à l'intérieur de la buse et décalés les uns par rapport aux autres réduisent l'intensité du rayonnement lumineux de l'arc de soudage Jusqu'd un niveau acceptable pour la caméra de télévision, en assurant ainsi une visualisation confortable del!tmageduprooeessus .Ia disposition de 1 'objectif de la caméra de télévision à une distance choisie par rapport à la buse de protection par gaz permet d'exclure les treillis de l'image vue par l'opérateur effectuant le soudage.Tous ces avantages réduisent sensiblement le risque d'apparition de défauts dans le joint soudé et permnettent de réaliser le soudage avec un rendement élevé lors de la fabrication de pièces à parEr de ttles épaisses (par exemple de réservoirs à fluides sous pression dont 1 'épaisseur des parois atteint 300 mm).The lattices placed inside the nozzle and offset from each other reduce the intensity of the light radiation from the welding arc to an acceptable level for the television camera, thus ensuring comfortable viewing of the ! tmageduprooeessus. The arrangement of the television camera lens at a chosen distance from the gas protection nozzle makes it possible to exclude the lattices from the image seen by the operator performing the welding. All these advantages reduce appreciably the risk of appearance of faults in the welded joint and allow welding to be carried out with a high yield during the manufacture of parts from thick sheets (for example pressurized fluid tanks whose wall thickness reaches 300 mm).
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une installation de soudage à l'arc sous gaz de protection, en coupe longitudinale
- la figure 2 est une vue de côté de l'installation représentée sur la figure 1, en coupe longitudinale
- la figure 3 est une vue en coupe agrandie de la buse d'amenée de gaz de protection
- la figure 4 est une vue de dessus du tamis perforé d'ouvertures rondes
- la figure 5 illustre une variante de réalisation de treillis à cellules ou ouvertures rectangulaires ( vue isométrique).The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which will follow of different embodiments given only by way of nonlimiting examples, with references to the drawings. nonlimiting annexed in which
- Figure 1 shows an arc welding installation under protective gas, in longitudinal section
- Figure 2 is a side view of the installation shown in Figure 1, in longitudinal section
- Figure 3 is an enlarged sectional view of the protective gas supply nozzle
- Figure 4 is a top view of the perforated screen with round openings
- Figure 5 illustrates an alternative embodiment of cell lattice or rectangular openings (isometric view).
L'installation proposée de soudage à l'arc sous gaz de protection comprend un mécanisme 1 d'orientation et d'avance de l'électrode 2 ( figures 1, 2) vers la zone de soudage 3, une buse 4 d'amenée de gaz de protection 5 et une caméra de télévision 6. The proposed installation for arc welding under protective gas comprises a mechanism 1 for orienting and advancing the electrode 2 (FIGS. 1, 2) towards the welding zone 3, a nozzle 4 for supplying shielding gas 5 and a television camera 6.
Sur la face 7 de la buse 4 qui est la plus éloignée de la zone de soudage 3 est monté un écran ou couvercle 8 en matière optiquement transparente. L'objectif 9 de la caméra de télévision 6 est montée au-dessus écran 8 coaxialement à la buse 4, la distance "a" entre l'écran 8 et l'objectif 9 étant choisie de façon que la zone de netteté IO de l'objectif 9 se situe au-delà du bord de la buse 4 qui est le plus proche de la zone de soudage 3, et que dans la zone de netteté IO se trouvent les éléments participant au processus de soudage (électrode 2, arc de soudage 12 et joint soudé 13 réunissant les pièces à souder 14 que l'on veut contrôler).On the face 7 of the nozzle 4 which is furthest from the welding zone 3 is mounted a screen or cover 8 made of optically transparent material. The objective 9 of the television camera 6 is mounted above screen 8 coaxially with the nozzle 4, the distance "a" between the screen 8 and the objective 9 being chosen so that the area of sharpness IO of the objective 9 is located beyond the edge of the nozzle 4 which is closest to the welding zone 3, and that in the sharpness zone IO are the elements participating in the welding process (electrode 2, welding arc 12 and welded joint 13 bringing together the parts to be welded 14 which one wants to control).
A l'intérieur de la buse 4 sont montés lun au-dessus de l'autre des éléments en treillis, réticulaires ou analogues métalliques I5, I6, I7 formant le flux gazeux. Les treillis I5 à 17 (figure 3) sont décalés l'an par rapport à l'autre de façon que les ouvertures I8 du treillis précédent I5 soient partiellement obturées par les barrettes ou les parties pleines I9 des treillis suivirt16 et 17. Ltensemble des treillis I5, 16 et I7 constitue un filtre tamisant,affaiMLis- sant ou atténuant la lumière et placé sur le trajet de propagation du flux lumineux depuis l'arc de soudage I2 jusqu'à l'objectif 9 de la caméra de télévision 6. Les éléments en treillis du filtre peuvent titre réalisés soit sous forme de tamis perforés de trous ronds (figure 4),soit de treillis à trous rectangulaires (figure 5). Inside the nozzle 4 are mounted one above the other trellis elements, reticular or similar metal I5, I6, I7 forming the gas flow. The lattices I5 to 17 (FIG. 3) are offset from one another in a year so that the openings I8 of the preceding lattice I5 are partially closed by the bars or the solid parts I9 of the lattices following 16 and 17. The whole of the lattices I5, 16 and I7 constitute a sieving filter, weakening or attenuating the light and placed on the path of propagation of the light flux from the welding arc I2 to the objective 9 of the television camera 6. The elements filter mesh can be made either as a perforated screen with round holes (Figure 4), or as a mesh with rectangular holes (Figure 5).
L'installation proposée de soudage à l'arc sous gaz de protection fonctionne conne suit
Pour réaliser le processus de soudage, le mécanisme d'avance I (figure 1) de l'électrode 2 est descendu dans la fente étroite 20 entre les pièces I4 à souder , tandis que la buse de protection gazeuse 4 est placée au-dessus de la fente 20. Le flux de gaz de protection 5 débouchant de la buse 4 assure la protection de la zone de soudage 3 contre l'air et contribue à 1' évacuation des produits de combustion (non représentés) dans le sens opposé à celui du mouvement de l'installation.The proposed shielding arc welding installation works as follows
To carry out the welding process, the advance mechanism I (FIG. 1) of the electrode 2 is lowered into the narrow slot 20 between the parts I4 to be welded, while the gas protection nozzle 4 is placed above the slot 20. The flow of protective gas 5 emerging from the nozzle 4 protects the welding zone 3 against air and contributes to the evacuation of the combustion products (not shown) in the opposite direction to that of the installation movement.
Le déroulement du processus de soudage et ltétat de ses éléments (électrode 2, arc de soudage I2, joint soudé 13) sont observés et contrôlés au moyen de la caméra de télévision 6. Le flux lumineux portant l'information sur le processus traverse les treillis 15, 16 et 17 logés à l'intérieur de la buse 4, 1'écran transparent 8 et est capté par 1 'ob- 3actif 9 de la caméra de télévision 6. The progress of the welding process and the state of its elements (electrode 2, welding arc I2, welded joint 13) are observed and controlled by means of the television camera 6. The light flux carrying information on the process passes through the trellis 15, 16 and 17 housed inside the nozzle 4, the transparent screen 8 and is picked up by the lens 9 of the television camera 6.
Le flux laminaire constant de gaz de protection 5 pas- sont par la buse 4 interdit la propagation de la Ruinée et de la suie en direction de l'écran 8. Tous les éléements concernés par le processus de soudage (électrode 2, arc I2 et joint soudé 13) se trouvent dans le champ de vision de l'objectif 9. The constant laminar flow of shielding gas 5 steps - through the nozzle 4 prevents the propagation of Ruin and soot in the direction of the screen 8. All the elements involved in the welding process (electrode 2, arc I2 and welded joint 13) are in the field of vision of objective 9.
La disposition des treillis I5, I6 et I7 à l'intérieur de la buse 4 (figures 3, 4, 5) de façon que les ouvertures I8 de chaque treillis 15 précédent soient partiellement recouverts par les barrettes I9 du treillis 16, etc., provoque une diminution du passage offert au rayonnement lumineux et diminue le flux lumineux émis pendant le processus de soudage
La distance "a" choisie entre l'écran 8 (figures 1, Z) de la buse 4 et l'objectif 9 de la caméra de télévision 6 permet de placer la zone de netteté IO de l'objectif 9 au-delà du bord (11) de la buse 4 qui est le plus proche de la zone de soudage 3.De cette façon, les treillis I5, I6 et I7 situés dans la buse 4 se trouvent exclus de l'image transmise.The arrangement of the lattices I5, I6 and I7 inside the nozzle 4 (FIGS. 3, 4, 5) so that the openings I8 of each preceding lattice 15 are partially covered by the bars I9 of the lattice 16, etc., causes a reduction in the passage offered to light radiation and decreases the light flux emitted during the welding process
The distance "a" chosen between the screen 8 (FIGS. 1, Z) of the nozzle 4 and the objective 9 of the television camera 6 makes it possible to place the area of sharpness IO of the objective 9 beyond the edge (11) of the nozzle 4 which is closest to the welding area 3. In this way, the lattices I5, I6 and I7 located in the nozzle 4 are excluded from the transmitted image.
La possibilité de contrôler continuellement, au cours du processus, l'état de l'électrode 2, le régime de l'arc de soudage et le comportement de la soudure 14 au cours de sa formation permet de détecter à temps les défauts éventuels (caniveaux, manques de liaison) et offre la possibilité d'y remédier sans arrêter le processus. Ceci permet d'élever le rendementdu soudage de tôles épaisses tout en améliorant la qualité de l'assemblage soudé et en diminuant le prix de revient des structures complexes à obtenir. The possibility of continuously monitoring, during the process, the state of the electrode 2, the speed of the welding arc and the behavior of the weld 14 during its formation makes it possible to detect any faults in time (gutters , lack of connection) and offers the possibility of remedying it without stopping the process. This makes it possible to increase the yield of welding thick sheets while improving the quality of the welded assembly and reducing the cost price of the structures that are complex to obtain.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it includes all the means described, as well as their combinations, if these are executed according to the spirit and implemented in the context of protection as claimed.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8104549A FR2501091A1 (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Gas shielded arc welding rig - for thick walled vessels with TV camera above gas nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8104549A FR2501091A1 (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Gas shielded arc welding rig - for thick walled vessels with TV camera above gas nozzle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2501091A1 true FR2501091A1 (en) | 1982-09-10 |
| FR2501091B1 FR2501091B1 (en) | 1984-12-14 |
Family
ID=9255966
Family Applications (1)
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| FR8104549A Granted FR2501091A1 (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Gas shielded arc welding rig - for thick walled vessels with TV camera above gas nozzle |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2501091A1 (en) |
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| FR2501091B1 (en) | 1984-12-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |