FR2568808A1 - Dispositif pour le soudage a l'arc au plafond sous flux - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE SOUDAGE. LE DISPOSITIF FAISANT EST OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QUE LA TREMIE 1 A FLUX EST MONTEE SUR UNE SUSPENSION A L'AIDE D'UN AXE 14, DE FACON QU'ELLE PUISSE OSCILLER AUTOUR DE CET AXE 14, ET QU'ELLE EST EQUIPEE D'UN PREMIER ELEMENT PALPEUR 15 A CONTACT PONCTUEL, SITUE SENSIBLEMENT AU NIVEAU DE LA PLAQUE DE REGLAGE 13 AVEC UN CERTAIN DECALAGE PAR RAPPORT A L'ORIFICE D'ENTREE DE LA COUPELLE 3, L'AXE 14 DE SUSPENSION DE LA TREMIE 1 ETANT DECALE PAR RAPPORT AU PREMIER ELEMENT PALPEUR 15 ET LA SUSPENSION DE LA TREMIE 1 ETANT EQUIPEE DE MOYENS POUR LE SERRAGE DE LA TREMIE 1 ET DU PREMIER ELEMENT PALPEUR 15 CONTRE LA PIECE 4 A SOUDER. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AU SOUDAGE DE JOINTS LONGITUDINAUX ET CIRCULAIRES TOURNANTS, LORS DE LA FABRICATION DE PRODUITS A DIFFERENTES EPAISSEURS DES TOLES A SOUDER.

Description

La présente invention concerne le soudage à l'arc et a notamment pour objet un dispositif de soudage à l'arc au plafond sous flux.

L'invention est d'une efficacité maximale quand elle est appliquée au soudage de joints longitudinaux et circulaires tournants, lors de la fabrication de produits à différentes épaisseurs des tôles à souder.

Dans la fabrication des structures métalliques, une partie importante des travaux est consacrée au soudage de produits creux à accès limité aux joints à souder par l'intérieur. Tels sonttnotammentxles joints circulaires des récipients clos, par exemple les citernes ferroviaires, les réservoirs de chaudières, les joints circulaires des conduites, les cordons et les rainures de montage du revêtement extérieur des coque de navires, ainsi que les joints des sections plates difficilement retournables, etc.

Le soudage à l'arc au plafond sous flux est caractérisé en ce que le bain de fusion, comparativement à celui du soudage sous flux à plat, se trouve retourné de 1800, le flux et l'électrode étant amenés à la zone de soudage de bas en haut, c'est-à dire comme si le soudage s'effectuait au plafond, et l'amenée de l'électrode s'effectuant à travers un flux compacté.

C'est pourquoi ce mode de soudage est dit "soudage à l'arc au plafond sous flux". Par ce mode de soudage on obtient des cordons dits "au plafond".

Un tel mode de soudage est aussi dit "soudage à l'arc submergé au plafond" , car l'arc se trouve plongé dans le métal.

Le flux est serré de force contre la zone de soudage par en-dessous et un appoint de flux continu compense sa consommation. Pour la formation de la partie supérieure du cordon, le flux peut être amené tant du côté inférieur, a travers l'écartement entre les bords de la pièce à souder, que par le haut, par un procédé connu quelconque, de façon a former un lit.

Les principales difficultés du soudage au plafond résident dans la nécessité de maintenir le bain de fusion en suspension pendant le soudage, ce qui rend ses paramètre instables et complique la formation d'un cordon de soudure de qualité.

Les problèmes sont particulièrement nombreux dans le cas de soudage de joints sur des pièces de grandes dimensions de forme cylindrique ou proche de celle d'un cylindre, par exemple les corps de récipients clos (citernes ferroviaires et générateurs de vapeur), les coques de navires, qui exigent uen qualité particulièrement élevée des cordons de soudures et doivent tourner autour de leur axe lors du soudage, ainsi que sur des pièces plates de grande surface dont le retournement lors du soudage donne lieu à des difficultés.

On connaît un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux (à l'arc submergé) (demande de brevet français n0 2 323 487, Int. Cl. B 23 K 9/18, B 23 K 9/12,
B 23 K 9/02, B 23 K 37/00), comprenant une trémie à flux dans laquelle est montée une coupelle recevant le flux et le serrant contre la pièce à souder. Pour cela, la coupelle a un orifice de sortie du côté du joint à souder, ainsi qu'un orifice d'entrée pour l'arrivée du flux dans la coupelle et la création dans celle-ci de la pression de flux nécessaire. Le flux est amené dans la coupelle à travers une tubulure d'alimentation, mise en communication, d'un côté, avec l'orifice d'entrée de la coupelle, et de l'autre, avec la trémie.Pour créer la pression de flux dans la coupelle et amener le flux dans celle-ci, la tubulure est équipée d'un moyen d'alimentation en flux, réalisé, par exemple, sous la forme d'une vis d'Archimède ou d'un circuit pneumatique.

Un guide-électrode de soudage à travers lequel est amenée l'électrode consommable est monté coaxialement à la tubulure d'amenée du flux.

Dans ce dispositif connu de soudage au plafond, le flux est amené au joint à souder par en-dessous, sous une pression prédéterminée constante; aussi, durant le soudage, les pressions de flux sont-elles égales dans les diverses zones, le long du joint à souder, à savoir: la zone située en avant de l'arc par rapport au cordon en cours de formation, la zone dans laquelle fonctionne l'arc et où se trouve le bain de fusion, et la zone dans laquelle se forme le cordon de soudure.

La valeur de la pression prédéterminée du flux peut être réglée, dans ce dispositif, par exemple par variation de la vitesse de rotation de la vis d'Archimede; toutefois, les pressions du flux dans les diverses zones le long du joint restent égales entre elles.

Une telle réalisation du dispositif ne permet pas de créer ni de régler sélectivement les pressions du flux aux valeurs prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder pendant le soudage, ce qui conduit, comme l'on montré les études effectuées, à l'obtention de cordons de mauvaise qualité, surtout en cas de soudage au plafond, d'exécution de joints de grande longueur, présentant des écarts de paramètres après leur pré-assemblage pour le soudage (par exemple, surélévation des bords, écartement, section de la préparation, etc.).

On connaît aussi un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux (certificat d'auteur URSS n0 526 470,B 23 K 37/06), comprenant une capacité pour le flux, formée par deux courroies et destinée à recevoir le flux et à le serrer contre la pièce à souder. Dans ladite capacité est placé un patin qui est traversé par un guide-électrode, le patin et le guide-électrode étant rigidement fixés à l'appareil de soudage.

Ce dispositif connu ne permet pas, lui non plus, de créer et de régler sélectivement les pressions du flux aux valeurs prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder pendant le soudage de ce dernier, et ne permet donc pas d'obtenir des cordons de qualité. La pression exercée par le patin sur la zone de soudage au voisinage de l'arc nuit elle aussi à la qualité du cordon au plafond fini.

On connaît également un dispositif de soudage au plafond sous flux (certificat d'auteur URSS n0 469 554ZB 23 K 9/18)comprenant une trémie à flux et une coupelle recevant le flux et le serrant contre la pièce. La coupelle a un orifice de sortie du côté du joint à souder, et un orifice d'entrée pour amener le flux dans la coupelle et y creer-la pression de flux nécessaire. Le flux est amené dans la coupelle par une tubulure d'alimentation, mise en communication avec l'orifice d'entrée de la coupelle. La tubulure est équipé d'un moyen d'alimentation en flux, réalisé sous la forme d'une vis d'rchimède.

A l'intérieur de la coupelle est disposé un guideélectrode de soudage au voisinage de son orifice d'entrée, l'électrode consommable étant amenée à travers ce guideélectrode, ainsi qu'une plaque de réglage articulée située derrière le guide-électrode, à l'opposé de l'orifice d'entrée de la coupelle.

Pour le changement de son angle d'inclinaison par rapport à l'orifice de sortie de la coupelle, la plaque de réglage est équipée d'une vis de réglage. Un tel dispositif comportant une plaque de réglage permet de régler les pressions du flux aux valeurs prescrites dans les différentes zones le long du cordon à souder pendant le soudage.

Lors du soudage avec un tel dispositif, l'opérateur surveille le joint à souder et, en cas d'écarts des paramètres de pré-assemblage du joint, par exemple de l'écartement entre les bords de la pièce, il règle l'angle d'inclinaison de la plaque à l'aide de la vis de réglage de façon à maintenir les pressions de flux prescrites, car, pour obtenir un soudage au plafond de qualité, il faut maintenir avec une précision maximale les pressions du flux aux valeurs prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder pendant le soudage, sinon le cordon obtenu sera de mauvaise qualité.

Un inconvénient de ce dispositif connu consiste en ce qu'il est nécessaire de modifier sans cesse la position de la plaque de réglage, ce qui requiert la présence constante de l'opérateur, lequel doit prêter une attention soutenue à l'exécution du soudage et avoir une haute qualification.

De la sorte, la qualité du cordon forme lors du soudage par ce dispositif est tribulaire de l'habileté et de l'expérience de l'opérateur, ce qui est souvent la cause de la mauvaise qualité des cordons de soudure.

En outre, l'utilisation d'un tel dispositif a montré qu'il était applicable au soudage de joints dont les paramètres de pré-assemblage (par exemple, la surélévation des bords, l'écartement, la section de préparation) ont des écarts minimaux, mais qu'il ne pouvait être employé pour le soudage de pièces longues ou de joints circulaires, surtout de grand diamètre
On s'est dont proposé de créer un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux, dans lequel les moyens de mise en position de la trémie à flux et de serrage de cette trémie contre le joint à souder rendraient possibles, pendant le soudage, le maintien automatique, sans participation de l'opératuer, des pressions prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder, et l'obtention de cordons de qualité lors du soudage de pièces de profil compliqué, surtout de joints de grande longueur, pré-assemblés pour le soudage avec des écarts de paramètres.

Ce problème est résolu du fait que le dispositif de soudage à ltarc au plafond sous flux, du type comprenant une trémie à flux, une coupelle montée à l'intérieur de la trémie, une plaque de réglage et un guide-électrode de soudage montés dans ladite coupelle, laquelle a un orifice de sortie et un orifice d'entrée mis en communication avec une tubulure d'amenée du flux, et un mécanisme d'avancement de l'électrode vers le guide-électrode de soudage, raccordé à celui-ci par un tuyau flexible1 est caractérisé,d'après l'invention, en ce que la trémie est montée sur une suspension à l'aide d'un axe de façon qu'elle puisse osciller autour de cet axe, et est équipée d'un premier élément palpeur à contact ponctuel, situé sensiblement au niveau de la plaque de réglage avec un certain décalage par rapport à l'orifice d'entrée de la coupelle, l'axe de suspension de la trémie étant décalé par rapport à l'élément palpeur et la suspension de la trémie étant équipé de moyens pour le serrage de la trémie et de l'élément palpeur contre la pièce à souder.

Une telle réalisation du dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux permet de maintenir automatiquement à des valeurs stables les pressions de flux nécessaires dans les différentes zones le long du joint à souder, pour réaliser un soudage de qualité. Ceci rend possible la suppression pratiquement complète de la participation de l'opérateur à la commande du processus de soudage, surtout en cas de soudage de pièces longues ayant une forme géométrique régulière (notamment de pièces de forme cylindrique et rectiligne) dont les joints sont pré-assemblés pour le soudage avec des écarts des paramètres.

Le dispositif faisant l'objet de l'invention permet d'élever la qualité des soudures et d'élargir les possibilités technologiques du soudage au plafond sous flux, tout en diminuant notablement les frais d'exploitation.

Il est souhaitable de réaliser la suspension de la trémie à flux sous la forme d'un levier portant à l'un de ses bouts l'axe de suspension de la trémie, et à l'autre bout, des moyens pour serrer la trémie et l'élément palpeur contre la pièce à souder.

La réalisation de la suspension de la trémie à flux sous la forme d'un levier permet de créer des conditions optimales pour le maintien des pressions du flux aux valeurs prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder pendant le soudage.

Il est souhaitable que les moyens pour le serrage de la trémie et de l'élément palpeur contre la pièce à souder doient réalisés sous la forme de deux masses pesantes, dont l'un est fixée au bras du levier, l'autre étant suspendue à un câble qui est fixé à la trémie.

Une telle conception du dispositif simplifie la réalisation des moyens pour le serrage de la trémie et de l'élément palpeur contre la pièce à souder et permet le réglage séparé de l'effort de serrage de la trémie et de l'élément palpeur contre la pièce à souder, ce qui est nécessaire pour créer les pressions de flux prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder.

Il est avantageux, d'après l'invention, que le dispositif soit équipé d'un second élément palpeur à contact ponctuel, monté sur la trémie au voisinage du guide-électrode de soudage, à un niveau plus élévé que l'orifice de sortie de la coupelle.

Ce second élément palpeur est monté pour créer un appui supplémentaire de la trémie à flux lors des travaux préparatoires avant le soudage et pour prévenir l'usure de la surface de la coupelle. En outre, ledit appui sur ledit élément est nécessaire à l'exécution du soudage avec réglage de la pression du flux dans la coupelle par variation de la vitesse de rotation de la vis d'Archimède.

Il est avantageux que le dispositif comporte un coulisseau avec un actionneur pour son déplacement dans le sens d'amenée du flux, ce coulisseau portant un support sur lequel est fixé un troisième élément palpeur et l'axe d'oscillation du levier précité étant fixé sur ledit coulisseau.

La fonction du coulisseau aveç son actionneur et son support est d'imposer et de maintenir à une valeur constante l'angle d'interaction du levier et de la pièce à souder, ce qui est nécessaire pour stabiliser les conditions de réalisation des soudures au plafond.

Il est avantageux que le dispositif soit équipé de deux éléments palpeurs réglables supplémentaires, montés sur le bout de la plaque de réglage situé du côté du guide-électrode de soudagetde part et d'autre de son axelongitudinal, et que la plaque de réglage soit montée dans la coupelle de la trémie de façon qu'elle puisse osciller dans son plan longitudinal et dans son plan transversal.

Il est, dans ce cas, souhaitable que la plaque de réglage soit écartée de la coupelle par un ressort et montée sur une'articulation double, laquelle est fixée au fond de la coupelle et permet l'oscillation de la plaque de réglage dans son plan longitudinal et dans son plan transversal.

Une telle comception permet l'autopasitionnement de la plaque de réglage par rapport à la surface de la pièce à souder pendant le soudage, pour maintenir à la valeur constante prescrite l'angle d'interaction de la plaque de réglage et de la surface de la pièce.

Dans ce dernier cas, il est souhaitable que la coupelle de la trémie comporte une cloison transversale située au voisinage du porte-électrode de soudage, et que la plaque de réglage comporte à sa partie inférieure une lame située entre la cloison de la coupelle et le guide-électrode de soudage, de façon que ladite cloison et ladite lame recouvrent l'espace entre la plaque de réglage et le fond de la coupelle, ce fond comportant des perforations sous la plaque de réglage.

Une telle réalisation de la coupelle de la trémie à flux et de la plaque de réglage prévient l'accumulation du flux sous la plaque de réglage, susceptible de rendre plus difficiles les oscillations de la plaque de réglage dans son plan longitudinal et dans son plan transversal lors du soudage de cordons de grande longueur.

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 schématiquement un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux, conforme à l'invention (vue en coupe longitudinale);
- la figure 2 représente une variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention, monté sur un coulisseau pourvu d'un actionneur pour son déplacement et d'un support
- la figure 3 représente une vue en coupe suivant
III-III de la figure 2
- la figure 4 représente une variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention(vue en coupe longidudinale).

La description des modes de réalisation pratique du dispositif de soudage à l'arc conforme à l'invention sera faite en utilisant la terminologie spéciale adoptée dans le domaine du soudage, étant entendu que cette terminologie ne doit pas être interprétée d'une manière restrictive du point de vue des principes et de la portée de l'invention.

En se reportant la figure 1, on voit que le dispositif conforme à l'invention comprend une trémie 1 pour le flux 2. A l'intérieur de la trémie 1 est montée une coupelle 3 d'amenée et de serrage de flux 2 contre la surface de la pièce 4 à souder.

La coupelle 3 est une pièce évidée pouvant avoir diverses formes.

La coupelle 3 a un orifice de sortie situé du côté de la pièce 4 à souder. Le flux 2 sort de la coupelle 3 par son orifice de sortie et, lorsque la coupelle 3 est serrée contre la pièce à souder 4 pendant le soudage, il forme un matelas de flux qui assure la création des pressions prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder et, de la sorte, l'exécution de soudures au plafond de qualité.

La coupelle 3 a un orifice d'entrée mis en communication avec un tubulure 5 d'amenée du flux 2 de la trémie 1 à la coupelle 3. Un tel système assure le recyclage multiple du flux 2. La tubulure 5 est équipée d'un dispositif d'alimentation réalisé, par exemple, sous la forme d'une vis d'Archimède 6 avec un actionneur 7. Le dispositif d'alimentation peut être d'une conception quelconque, par exemple un circuit pneumatique. La tubulure 5 a des lumières 8 pour l'entrée du flux 2 venant de la trémie 1.

Dans la coupelle 3 est monté un guide-électrode 9 de soudage pour l'amenée de l'électrode consommable 10.

Le guide-électrode 9 est raccordé par un tuyau flexible il à un mécanisme 12 d'avancement de l'électrode 10.

La fonction du tuyau flexible 11 est de guider l'électrode 10 avancée vers le guide-électrode 9 et de rendre possible les oscillations libres de la trémie 1 contenant le flux 2.

Dans la coupelle 3 est aussi montée une plaque de réglage 13 faisant office de support pour le flux 2 et destinée au réglage et à la distribution de pressions de flux 2 prédéterminées dans les différentes zones le long du joint à souder.

La trémie 1 est montée sur une suspension à l'aide d'un axe 14 de façon qu'elle puisse osciller autour de cet axe.

La coupelle 3, la tubulure sud'amenée du flux 2 et la trémie 1 sont rigidement assemblées entre elles et constituent une ensemble unique.

La trémie 1 est équipée d'un premier élément palpeur 15 réalisé sous la forme d'une roulette ayant un contact ponctuel avec la pièce 4. L'élément palpeur 15 peut être monté en un endroit quelconque de la trémie 1, ou bien sur la coupelle 3, mais il doit se trouver sensiblement au niveau de la plaque 13 de réglage et être décalé par rapport à l'orifice d'entrée de la coupelle 3. Des moyens de réglage du premier élément palpeur 15 par rapport à la plaque 13 de réglage peuvent être prévus.

Par variation de la position du premier élément palpeur 15, il est possible de régler la position de la plaque 13 de réglage par rapport à la pièce 4 à souder.

L'axe 14 de suspension de la trémie 1 peut se trouver en un endroit quelconque de la trémie 1 et de la coupelle 3. Toutefois, il doit avoir un certain décalage par rapport au premier élément palpeur 15.

Le décalage de l'axe 14 par rapport au premier élément palpeur 15 est nécessaire pour créer un bras d'oscillation de la trémie 1 autour de son axe 14 de suspension.

La suspension de la trémie 1 est réalisée sous la forme d'un levier 16, à un bout duquel est monté llaxe 14 de suspension de la trémie 10 Le second bout du levier 16 porte les moyens assurant le serrage de la trémie 1 et et du premier élément palpeur 15 contre la pièce 4 à souder.

Les moyens pour le serrage de la trémie 1 et du premier élément palpeur 15 contre la pièce 4 à souder sont réalisés sous la forme de deux masses pesantes. Une telle réalisation des moyens de serrage de la trémie 1 est préférée, quoique ces moyens puissent être de tout autre genre approprié, par exemple des moyens élastiques.

La première masse pesante est rigidement fixée au bras du levier 16, avec possibilité de changer la distance entre son point de fixation et l'axe 17 d'oscillation du levier 16.

En tant que première masse pesante 12, il est pratique d'utiliser le mécanisme 12 d'avancement de l'électrode 10, car le poids de ce mécanisme est constant. Par variation de la position du mécanisme 12 sur le bras du levier 16, on règle l'effort de serrage de la trémie contre la pièce 4 à souder.

L'utilisation du mécanisme 12 d'avancement de l'électrode 10 en tant que première masse pesante permet de diminuer la quantité de métal à mettre en oeuvre dans la structure et de rendre celle-ci plus compacte.

Le levier 16 est réalisé creux. Sur le bras de droite(sur le dessin)du levier 16 est fixée une poulie 18 qui est contournée par un câble 19.

Le câble 19 est fixé par l'un de ses bouts à un oeillet 20 de la trémie 1, son second bout passant à travers la cavité du levier 16 et contournant une poulie 21, située au bout du bras de gauche (sur le dessin) du levier 16.

Une seconde masse pesante 22 est suspendue au second bout du câble 19.

Une telle suspension de la second masse pesante 22 permet de créer et de régler l'effort de serrage du premier élément palpeur 15, qui lui est transmis par le câble 19 et la carcasse de la trémie 1. La valeur de la masse pesante 22 est choisie de façon à assurer l'effort prescrit de serrage du premier élément palpeur 15 et l'effort prescrit de serrage de la trémie 1 contre la pièce 4 à souder.

La réalisation des moyens de serrage sous la forme de deux masses pesantes rend possible le réglage séparé de l'effort de serrage du premier élément palpeur 15 et de la trémie 1 contre la pièce 4 à souder, ce qui est nécessaire pour créer les pressions de flux prescrites dans les différentes zones le long du joint à souder, assurant l'obtention de soudures de qualité.

Le montage de la trémie 1 sur une suspension réalisée sous la forme d'un levier 16 avec des masses pesantes constituant des contrepoids, permet d'obtenir un système de copiage de la surface de la pièce à souder 4, équilibré avec précision et hautement sensible, créant les conditions voulues pour l'exécution du soudage au plafond en régime automatique.

Pour élever la précision de réponse du sytème de copiage à toute variation de forme de la surface de la pièce 4 à souder, le premier élément palpeur 15 est réalisé à contact ponctuel, c'est-à-dire de façon que sa surface de contact avec la pièce 4 à souder soit minimale et, en fait, réduite à un point.

Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante.

Avant de procéder au soudage, on effectue le réglage du dispositif, consistant à choisir la valeur de la masse pesante 22 et la position du mécanisme 12 sur le bras du levier 16, de façon que les efforts de serrage du premier élément palpeur 15 et de la trémie 1 avec le flux 2 contre la pièce 4 à souder aient les valeurs nécessaires à
l'exécution du soudage.

La valeur de la masse pesante 22 et la position du mécanisme 12 sur le bras du levier 16 dépendent du régime de soudage prescrit, de la géométrie de la pièce 4, du type de joint à souder, de sa forme, etc.

Au début du soudage par le dispositif conforme à l'invention, le premier élément palpeur 15 et la trémie 1 contenant le flux 2 sont serrés contre la pièce 4 à souder.

L'actionneur 7 de la vis 6 d'Archimède est mis en marche.

En tournant, la vis d'Archimède 6 transmet le flux 2 de la trémie 1 à la coupelle 3,-via la tubulure 5 d'alimentation.

La coupelle 3 crée alors la pression de flux nécessaire, ce qui assure la formation d'un matelas de flux entre la coupelle 3 et la pièce 4 à souder.

Le matelas de flux estcune couche de flux 2 exer çant sur la pièce 4 à souder une pression constante, uniformément répartie sur toute la surface du matelas.

La commande (non représentés) de rotation de la pièce 4 à souder est mise en marche. Puis l'actionneur du mécanisme 12 d'avancement de l'électrode 10 est lui aussi mis en marche et fait avancer l'électrode 10 suivant le tuyau flexible 11, à travers le guide-électrode 9 de soudage, vers le joint à souder. Grâce à la rotation de la pièce 4 coopérant avec le matelas de flux, le flux 2 est réparti dans la coupelle 3 et circule de la trémie 1 à la tubulure 5 et à la coupelle 3. La plaque 13 de réglage, montée dans la coupelle 3, sert aux valeurs prescrites les pressions de flux du matelas dans les différentes zones le long du joint à souder. Par variation de la position du premier élément palpeur 15 par rapport au niveau de la plaque 13 de réglage, on règle aux valeurs prescrites les pressions de flux entre la plaque 13 de réglage et la pièce 4 à souder.

L'électrode 10 est mise sous tension et l'arc est amorcé. Le joint est soudé au fur et à mesure que la pièce 4 se déplace par rapport à l'électrode 10.

Au cours du soudage, le premier élément palpeur 15, réalisé sous la forme d'une roulette qui suit la surface de la pièce 4 à souder, assure l'appui de la trémie 1 sur la pièce 4.

Un tel appui est indispensable pour que la trémie
oscille autour de son axe de suspension 14 pendant la soudage. L'oscillation de la trémie 1, due au changement du profil de la pièce 4 à souder, assure le maintien de tous les paramètres de soudage à des valeurs stables. La suspension de la trémie 1 contenant le flux 2 sur l'axe 14, ainsi que l'appui du premier élément palpeur 15 sur la pièce 4 à souder, permettent de stabiliser à la valeur prescrite l'angle d'inclinaison de la plaque 13 de réglage par rapport à la pièce 4 à souder et, de la sorte, de maintenir les pressions de flux aux valeurs stables nécessaires pendant le soudage de pièces de forme cylindrique ou de pièces longues rectilignes.

Il est préférable de disposer le levier 16 à contresens du déplacement de la pièce 4 à souder, indiqué sur le dessin par la flèce A.

Un tel montage du levier 16 assure la compensation des forces de frottement apparaissant lors de l'interaction de la surface de la pièce à souder et du matelas de flux, et permet à l'opérateur de contrôler visuellement le processus de soudage, ainsi que d'exécuter les opérations nécessaires de conduite et de réglage du dispositif.

Le dispositif faisant l'objet de l'invention est particulièrement efficace dans le soudage de pièces de forte épaisseur, de forme géométrique régulière.

Dans la variante décrite du dispositif, la valeur de la pression du matelas de flux est réglée à la valeur requise et modifiée par sélection des efforts appliqués au bras du levier 16 opposé à la trémie 1.

Dans un tel système, la quantité de flux 2 arrivant dans la coupelle 3, dépendant de la vitesse de rotation de la vis d'Archimède 6, n'influe pas sur la valeur de la pression exercée par le matelas de flux sur la pièce 4.

Elle n'influe que sur l'épaisseur du matelas.

Pour rendre possible le réglage de la pression du matelas de flux sur la pièce à souder 4 par variation de la vitesse de rotation de la vis d'Archimède 6, le dispositif est équipé d'un second élément palpeur 23
(figure 2) à contact ponctuel, monté sur la trémie 1 au voisinage du guide-électrode 9 de soudage, à un niveau plus élevé que l'orifice de sortie de la coupelle 3.

Le réglage de la pression de flux par variation de la vitesse de rotation de la vis 6 peut être nécessaire lors du soudage de pièce de forte épaisseur, surtout quand
il faut créer des pressions de flux élevées sur la pièce 4 à souder.

Si le dispositif comporte un second élément palpeur 23, la trémie prend appui,lors dusoudage, sur la pièce à souder 4 par les deux éléments palpeurs 15 et 23. Dans ce cas, la pression du matelas de flux sur la pièce 4 à souder se règle par variation de la vitesse de rotation de la vis d'Archimède 6, l'actionneur 7 de la vis d'Archimêde 6 assurant alors le maintien de cette pression à une valeur constante.

En outre, le second élément palpeur 23 prévient le contact mécanique entre la pièce 4 à souder et les éléments de la coupelle 3 lors des travaux préparatoires, quand la pièce défile à blanc, en régime de réglage.

Le second élément palpeur 23 a aussi un contact ponctuel avec la surface de la pièce 4 à souder, comme indiqué pour le premier élément palpeur 15.

Le dispositif selon la variante représentée sur la figure 2 comporte un coulisseau 24 avec un actionneur 25 pour son déplacement dans le sens d'amenée du flux 2.

Le coulisseau 24 a un support 26 sur lequel est fixé un troisième élément palpeur 27 ayant lui aussi un contact ponctuel avec la surface de la pièce 4 à souder.

Le coulisseau 24 porte l'axe 17 d'oscillation du levier 16.

Le coulisseau 24 est réalisé sous la forme d'un fourreau monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement de va-et-vient sur une tige-glissière 28, assurant son déplacement dans la direction d'amenée du flux dans la coupelle 3.

Le déplacement du coulisseau 24 est réalisé par l'actionneur 25 se présentant sous la forme d'un vérin articulé sur la même embasei que la tige-glissière 28.

Le support 26 est rigidement fixé sur le coulisseau 24. il s'étend vers la pièce 4 à souder et porte à son bout l'élément palpeur 27 réalisé sous la forme d'une roulette à contact ponctuel.

Le montage de l'axe 17 du levier 16 sur le coulisseau 24 et la liaison cinématique du coulisseau 24 avec la pièce 4 à souder par l'intermédiaire du support 26 permettent de stabiliser la position du levier 16 par rapport à la pièce 4 à souder quand la forme de la pièce s'écarte de la forme géométrique régulière et lors du soudage de pièces de forme géométrique irrégulière.

Une telle stabilisation de la position du levier 16 assure, pendant le soudage, la constance des angles d'interaction de la plaque de réglage 13 et de la surface de la pièce 4 à souder, en maintenant ainsi constantes les pressions de flux réparties dans les différentes zones le long du joint à souder.

Lors du soudage de pièces pré-as#emblées avec des écarts locaux (par e#emple,avec une surélévation des bords), ainsi qu'avec des écarts locaux de géométrie des joints à souder (par exemple, sous la forme de gaufrures), il faut modifier la position de la plaque 13 de réglage par rapport à la pièce 4 à souder, en accord avec le changement de la forme de sa surface.

Dans le dispositif conforme à l'invention, ceci est obtenu grâce au fait que la plaque 13 de réglage est montée dans la coupelle 3 de façon qu'elle se positionne automatiquement par rapport à la surface de la pièce 4 à souder.

L'autopositionnement de la plaque 13 de réglage est obtenu au moyen de deux éléments palpeurs supplémentaires 29, 30 (figures 2, 3) montés sur son bout situé du côté du guide-électrode 9 de soudage, de part et d'autre de son axe longitudinal. Ladite plaque 13 de réglage est dans ce cas montée dans la coupelle 3 de la trémie 1 de façon qu'elle puisse osciller dans son plan longitudinal et dans son plan transversal. La double oscillation de la plaque 13 est rendue possible par son montage sur une articulation double 31 montée sur le fond de la coupelle 3, et par la présence d'un ressort 32 tendant à l'écarter de la coupelle.

Le montage des deux éléments palpeurs 29, 30 de part et d'autre de l'axe longitudinal de la plaque 13 de réglage est nécessaire pour que la plaque 13 de réglage suive le profil de la surface des parties de la pièce à souder 4 situées de part et d'autre du joint à souder.

L'articulation double 31 est une articulation pouvant tourner dans deux plans. Elle peut être constituée par une articulation connue quelconque, par exemple avec deux axes orthogonaux concourants.

Pendant le soudage, les éléments palpeurs 29, 30 contactent en permanence la surface de la pièce 4 à souder, en assurant l'autopositionnement de la plaque 13 de réglage par rapport à la surface de la pièce 4 à souder.

Si la plaque 13 de réglage est réalisée a autopositionnement, il faut prévenir les pénétrations de flux 2 entre la plaque 13 et le fond de la coupelle 3, car elles pourraient troubler les conditions d'autopositionnement de la plaque 13 lors du soudage de cordons de grande longueur. Pour cela, la coupelle 3 de la trémie 1 est réalisée avec une cloison transversale 33 (figure 4), située au voisinage du guide-électrode 9 de soudage, et la plaque 13 de réglage comporte en dessous une lame 34 disposée entre la cloison transversale 33 de la coupelle 3 et le guide-électrode 9 de soudage, de telle sorte que la cloison transversale 33 et la lame 34 recouvrent l'espace entre la plaque 13 de réglage et le fond de la coupelle 3. Un tel mode de réalisation prévient les pénétrations de flux 2 sous la plaque 13 de réglage lors de ses oscillations sur l'articulation double 31.

Pour l'évacuation du flux 2 ayant pénétré sous la plaque 13, des perforations 35 sont prévues dans le fond de la coupelle 3, au-dessous de la plaque 13.

Le fonctionnement de la variante de dispositif représentée sur la figure 4 est analogue à celui décrit plus haut pour la variante représentée sur les figures 1 ,2.

De la sorte, la dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux, conforme à l'invention, permet de réaliser le soudage au plafond de telle sorte que, pendant le soudage, les pressions de flux dans les différentes zones le long du joint à souder soient automatiquement maintenues constantes aux valeurs prescrites nécessaires à l'obtention de soudures de haute qualité sur des pièces d'une large gamme de profils. Le dispositif permet d'exécuter le soudage en régime automatique, en excluant pratiquement la participation d'un opérateur.

Le dispositif pour le soudage à 1Parc au plafond sous flux, conforme à l'invention, est d'une efficacité maximale quand il est appliqué à l'exécution des passes de fond. Par passes de fond on entend les premières passes exécutées du côté de l'avancement de l'électrode vers le joint à souder, dans le cas d'un joint multipasse.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux, du type comprenant une trémie (1) à flux, une coupelle (3) montée à l'intérieur de la trémie (1), une plaque (13) de réglage et un guide-électrode (9) de soudage, montés dans ladite coupelle (3), laquelle comporte un orifice de sortie et un orifice d'entrée mis en communication avec un tubulure (5) d'amenée du flux (2), et un mécanisme (12) d'avancement de l'électrode (10) vers le guide-électrode (9), raccordé à celui-ci par un tuyau flexible (11), caractérisé en ce que la trémie (1) à flux est montée sur une suspension à l'aide d'un axe (14), de façon qu'elle puisse osciller autour de cet axe (14), et qu'elle est équipée d'un premier élément palpeur (15) à contact ponctuel, situé sensiblement au niveau de la plaque de réglage (13) avec un certain décalage par rapport à l'orifice d'entrée de la coupelle (3), l'axe (14) de suspension de la trémie (1) étant décalé par rapport au premier élément palpeur (15) et la suspension de la trémie (1) étant équipée de moyens pour le serrage de la trémie (1) et du premier élément palpeur (15) contre la pièce (4) à souder.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension de la trémie (1) à flux est réalisée sous la forme d'un levier (16) portant à l'une de ses extrémités l'axe (14) de suspension de la trémie (1), et à son autre extrémité, des moyens pour serrer la trémie (1) et le premier élément palpeur (15) contre la pièce (4) à souder.

3. Dispositif selon 1une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens pour le serrage de la trémie (1) et du premier élément palpeur (15) contre la pièce (4) à souder sont réalisés sous la forme de deux masses pesantes (12,22j, dont l'une (12) est fixée au bras du levier (16) tandis que l'autre (22) est suspendue à un câble (19) dont une extrémité est fixée à la trémie (1).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un second élément palpeur (23) à contact ponctuel, monté sur la trémie (1) au voisinage du guide-électrode (9), à un niveau plus élevé que l'orifice de sortie de la coupelle (3).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1,2,3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte un coulisseau (24) pourvu d'un actionneur (25) pour son déplacement dans la direction d'amenée du flux (2), ce coulisseau portant un support (26) sur lequel est fixé un troisième élément palpeur (27), et l'axe (17) d'oscillation du levier (16) étant fixé sur ledit coulisseau (24).

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,#caractérisé en ce qu'il est équipé de deux éléments palpeurs réglables supplémentarres (29,30) montés sur celle

Ses extrémités de la plaque de réglage (13) qui est orientée vers le guide-électrode (9), de part et d'autre de son axe longitudinal, la plaque (13) de réglage est montée dans la coupelle (3) de la trémie (1) de façon qu'elle puisse osciller dans son plan longitudinal et dans son plan transversal.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque (13) de réglage est écartée de la coupelle (3) par un ressort (32) et est montée par l'intermediaire d'une articulation double (31) sur la paroi de fond de la coupelle (3), ladite articulation double permettant l'oscillation de la plaque de réglage (13) dans son plan longitudinal et dans son plan transversal.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la coupelle (3) de la trémie (1) comporte une cloison transversale (33) située au voisinage du porte électrode (9),la plaque de réglage (13) comportant à sa partie inférieure une lame (34) située entre la cloison transversale (33) de la coupelle (3) et le guide-électrode (9), de façon que ladite cloison transversale (33) et ladite lame (34) recouvrent l'espace entre la plaque de réglage (13) et la paroi de fond de la coupelle (3), cette paroi de fond comportant des perforations situées sous la plaque de réglage (13).