FR2632226A1 - Dispositif pour le soudage a l'arc au plafond sous flux - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux comportant une trémie à flux orientable montée sur une articulation à l'intérieur de laquelle est disposée une coupelle avec des moyens assurant l'amenée et le serrage du flux contre un article à souder. Selon l'invention, la paroi arrière de la coupelle 4 a la forme d'une plaque mobile 27 qui est fixée sur un axe 28 perpendiculaire à sa surface, lequel est monté sur le mécanisme de serrage de la face extrême supérieure 29 de la plaque 27 contre le bord avant de la surface inférieure d'un dispositif de formation 16 et la trémie 1 pour le flux 2 est suspendue sur l'axe 17 de fixation de la suspension du dispositif 16. L'invention s'applique notamment au soudage de joints longitudinaux et de joints circulaires tournants lors de la fabrication de structures pour différents usages et d'articles d'épaisseurs différentes.

Description

La présente invention concerne le matériel utilisé pour le soudage à l'arc

et a notamment pour objet un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux. Il est très avantageux d'appliquer la présente invention au soudage de Joints longitudinaux et circulaires tournants dans la production de structures soudées destinées à remplir différentes fonctions, à partir d'ébauches ou de t8les à souder de différentes

épaisseurs.

Dans la fabrication de structures soudées, une partie importante des travaux réside dans le soudage des joints circulaires tournants de structures creuses dans lesquelles l'accès aux joints à souder, du c8té

intérieur, pour la réalisation du soudage, est limité.

Parmi ces joints figurent les Joints circulairres des récipients clos, les joints circulaires des conduits, des réservoirs, des corps, les joints de montage et les joints longitudinaux du revêtement extérieur des coques de navires, les joints longitudinaux d'articles de grande surface, dont le retournement en position commode pour le soudage est difficile. Parmi ces Joints figurent également les joints d'articles plats, de segments, de sections tridimensionnelles et plates ainsi que d'autres

structures.

Le procédé de soudage à l'arc au plafond sous flux est caractérisé par le fait que, comparativement au soudage sous flux à plat, l'électrode consommable et le bain de soudage sont en une position, pour ainsi dire, retournée de 180 . Le flux et l'électrode sont amenés à l'article à souder du bas en haut, c'est-à-dire comme si le soudage s'effectuait au plafond. L'électrode est

amenée à travers un flux compacté.

C'est pourquoi ce mode de soudage sera nommé,

ici et dans la description qui va suivre, "soudage à

l'arc au plafond sous flux". -

Un tel mode de soudage est également nommé "procédé de soudage à l'arc submergé au plafond" car

l'arc se trouve dans une couche de métal.

Par ce mode de soudage, on obtient des soudures dites "soudures au plafond" Les soudures au plafond peuvent être de différents types, par exemple, des soudures à couche de racine au plafond et des soudures renforcées à l'envers au plafond. Il existe également des soudures au plafond qui sont réalisées en une seule passe ainsi que d'autres

types de ces soudures.

Les soudures de racine au plafond sont des soudures réalisées en premier lieu lors du soudage d'un Joint et qui se trouvent à la partie supérieure des sections à souder, du c8té opposé du joint o est amenée l'électrode. Le soudage ultérieur du Joint, c'est-à-dire la réalisation nécessaire des cordons ultérieurs de soudure, s'effectue selon un mode connu dans lequel l'électrode est amenée du même c8te que dans le cas d'application d'un cordon de racine au plafond, par exemple, les soudures intérieures de racine des Joints circulaires tournants de récipients, de réservoirs, des Joints de virures de fond de revêtement extérieur de

navires ainsi que d'autres articles.

Le soudage à l'arc au plafond sous flux de cordons de racine permet de supprimer, en règle générale, l'opération de soudage à l'intérieur des récipients dans le cas du soudage de Joints circulaires tournants et d'éliminer le soudage dans des espaces clos pour le soudage de Joints longitudinaux de structures dans

lesquelles l'accès au plafond du c8té opposé est limité.

Les soudures renforcées à l'envers sont des soudtres réalisées en premier lieu lors du soudage d'un Joint et qui se trouvent à la partie inférieure des sections à souder du c8té du joint le plus voisin de l'amenée de l'électrode. Dans ce cas, le soudage ultérieur est réalisé selon un mode connu quelconque dans lequel l'électrode est amenée du côté du joint à souder qui est opposé, en comparaison avec le soudage au plafond

d'un Joint à souder.

Dans la pratique, les cordons de racine au plafond sont réalisés pour le soudage de Joints circulaires et longitudinaux d'articles dans lesquels

l'accès, de l'intérieur, aux Joints à souder, est limité.

Les soudures renforcées à l'envers sont réalisées pour le soudage de Joints longitudinaux de grande longueur d'articles difficiles à retourner, par exemple des structures plates, qui sont fabriquées à

partir de segments ainsi que d'autres articles.

Les soudures au plafond réalisées en une seule passe sont des soudures utilisées pour le soudage de joints d'une épaisseur limitée qui sont disposées suivant toute la section à souder. Dans ce cas, le soudage ultérieur d'un joint d'un de ses côtés n'est pas nécessaire. Lors de la réalisation de soudures renforcées à l'envers et de soudures en une passe, la formation de la surface d'une soudure finie pose une multitude de problèmes. Pendant le soudage au plafond, le métal du bain de soudage formé lors du fonctionnement de l'arc à la suite de la fusion d'un métal à souder, du matériau de l'électrode et du flux de soudage, est maintenu par une croûte de flux partiellement fondu et grâce à l'action de dispositifs de formation. Les dispositifs de formation peuvent avoir différentes formes et dimensions et ils peuvent, par exemple, être réalisés sous la forme de plaques, de semelles, de lamelles, de coulisseaux ainsi

que d'autres éléments et ensembles.

Le flux est serré de force à l'endroit du soudage par en-dessus et un appoint continu de flux compense sa consommation. Pour la formation de la partie supérieure de la soudure, le flux peut être amené aussi bien du c8té inférieur à travers l'écartement entre l* bords d'un article à souder que du haut par n'importe quel mode connu selon lequel le flux versé forme une couche. Il est également possible d'utiliser des plaques appropriées de formation ou bien des dispositifs pour

soutenir le flux.

Les problèmes sont particulièrement nombreux dans le cas du soudage de Joints d'articles de grand encombrement de forme cylindrique ou proche de celle d'un cylindre, par exemple pour des coques de navires et des réservoirs de chaudières qui nécessitent d'assurer une qualité particulièrement élevée des Joints soudés et qui doivent tourner autour de leur axe lors du soudage ainsi que des articles plats de grande surface dont le retournement en position commode pour le soudage est difficile. On connaît un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux (SU, A, 134811) comportant une trémie à flux à l'intérieur de laquelle est placée une coupelle, un guide-électrode destiné à une électrode

consommable et engagé à travers la trémie et la coupelle.

Une tête de soudage est montée sur cette trémie. La trémie est articulée à sa suspension de façon

qu'elle puisse tourner autour de son axe de suspension.

Un dispositif de formation et un élément palpeur de guidage, ayant la forme d'une roue de guidage, sont également montés sur cet axe de la suspension de la trémie. Le dispositif est équipé de moyens effectuant la rotation de la trémie autour de son axe de suspension et d'un moyen pour le serrage du dispositif de formation avec l'élément palpeur de guidage contre l'article à souder. L'axe de suspension de la trémie passe au niveau

de la face supérieure de la paroi arrière de la coupelle.

Le dispositif de formation est monté de façon que sa partie principale se trouve à l'intérieur de la coupelle, au-dessus du niveau de la surface de son ouverture de sortie orientée vers un article à souder. L'axe de suspension de la trémie est disposé sur un support qui est monté sur un coulisseau, lequel est muni d'un moyen destiné à serrer le dispositif de formation avec

l'élément palpeur de guidage contre l'article à souder.

Ce moyen a la forme d'une commande motrice effectuant le déplacement du coulisseau vers l'article à souder L'axe de suspension est fixé sur la trémie avec un décalage par rapport au moyen pour l'amenée et le serrage du flux contre l'article à souder de façon que la trémie suspendue à cet axe fasse fonction de levier à deux bras. L'un des bras de ce levier, pour ainsi dire, porte un moyen pour l'amenée et le serrage du flux contre un article à souder et l'autre bras de ce levier est relié au moyen mettant la trémie en rotation autour de son axe de suspension. Le moyen de rotation de la trémie a la forme d'une commande motrice articulée avec la

trémie et avec le coulisseau.

La suspension de la trémie est installée sur un chariot de soudeuse qui est approprié pour le déplacement de tout l'ensemble du dispositif de soudage dans la

direction du soudage.

La conception du dispositif connu permet de changer tant les valeurs absolues de la pression du flux dans la coupelle et de l'effort de serrage du dispositif de formation contre un article à souder que le rapprot

-entre eux.

Ce dispositif permet de réaliser le soudage d'une nomenclature variée d'articles en assurant la formation requise de la soudure de ses deux c8tés, dans une large gamme de possibilités technologiques de soudage. Toutefois, du-fait que le dispositif de formation et la roue de guidage sont montés sur un même axe qui passe au niveau de la face supérieure de la paroi de la coupelle qui est immobile, le dispositif de formation se trouve desserré par l'article à souder du c8té inférieur du Joint à souder dont la convexité atteint de grandes valeurs. Cela aboutit a une variation sensible de la position de l'axe de la trémie et de la roue de guidage du palpeur par rapport à la surface de l'article à souder et provoque par conséquent une brusque variation des pressions imposées du flux dans la coupelle et dans les différentes zones de formation du bain de soudage (en amont de l'arc, dans la zone de l'arc et du bain de soudage et dans la zone de cristallisation du bain de soudage), c'est-à- dire une altération du processus de soudage tout entier et une diminution de la

qualité d'un Joint soudé.

Dans le cas o la concavité d'un joint à souder qui se trouve du c8té inférieur d'un article atteint des valeurs notables, le dispositif de formation se trouve séparé de la surface à former et un volume supplémentaire important se forme entre la surface de travail du dispositif de formation et l'article, ce qui aboutit

également à une perturbation du processus de soudage.

En outre, la disposition de la partie principale du dispositif de formation, à l'intérieur de la coupelle, dans la zone du flux fortement compacté qui la remplit lors du soudage, empêche le dispositif de formation d'osciller par rapport à son axe de fixation, ce qui l'empêche de suivre exactement la surface d'un article et aboutit à une variation des conditions imposant le maintien d'une pression constante du flux dans la coupelle et par conséquent à une diminution de la

qualité du soudage tout entier.

On connaît également un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux (DE, C, 3430394) comportant une trémie à flux à l'intérieur de laquelle est disposée une coupelle ayant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie. L'ouverture d'entrée de la coupelle est reliée à une tubulure d'amenée à l'intérieur de laquelle est montée une vis transporteuse reliée à sa propre commande. L'ouverture de sortie de la coupelle est orientée dans la direction d'un article à souder. Un guide électrode pour une électrode consommable est engagé à travers la trémie dans la coupelle. Une tête de soudage et une commande de la vis transporteuse sont montées sur

cette trémie.

La trémie est articulée sur le support de

façon à pouvoir tourner autour de son axe de fixation.

L'axe de fixation de la trémie est monté sur le support qui est réalisé de façon qu'il soit possible de le déplacer vers un article à souder. Un dispositif de formation et un élément palpeur de guidage sont également montés sur ce support par l'intermédiaire d'axes et de suspensions. Le dispositif de formation est monté de façon à pouvoir osciller par rapport à ses plans longitudinal et transversal. Une plaque transversale est prévue sur le bord avant du dispositif de formation, lequel bord est

situé près du guide-électrode, sur sa surface inférieure.

Pendant le soudage, cette plaque coopère avec la paroi

arrière de la coupelle.

Pendant le soudage, l'élément palpeur de guidage vient en contact avec la surface de l'article à souder. L'axe de suspension du dispositif de formation est réalisé sous la forme d'une butée ponctuelle à l'extrémité d'un bras de levier à deux bras, dont l'axe d'oscillation est fixé sur le support et dont l'autre bras est relié à une commande motrice supplémentaire articulée sur le support. L'élément palpeur de guidage a la forme d'une roue et est logé sur l'axe de suspension de la trémie. L'axe de suspension du dispositif de formation pour le dispositif de soudage, selon une autre variante, a la forme d'une butée ponctuelle à l'extrémité du support qui se trouve au voisinage du guide électrode Selon ce mode de réalisation du dispositif, l'élément palpeur de guidage a la forme de saillies sur la surface du dispositif de formation, l'axe de suspension de la trémie est disposé du c8té du dispositif de formation qui est éloigné du guide-électrode et la trémie est pourvue d'un moyen pour son déplacement par rapport à son axe de fixation. Dans ce dispositif, le support est fixé sur le coulisseau qui est monté conjointement avec la commande de son déplacement sur le chariot de soudeuse servant à déplacer tout l'ensemble du dispositif de soudage dans la

direction du soudage.

Ce dispositif pour le soudage permet d'assurer un contact permanent du dispositif de formation et de l'élement palpeur de guidage avec un article à souder, indépendamment des écarts des paramètres dus à l'assemblage pour le soudage et des écarts de la géométrie d'un joint à souder (par exemple, surélévations

des bords, convexités ou concavités, gaufres, Jeux etc.).

Ainsi, on empêche l'action du dispositif de formation sur la position de la trémie à flux pendant le soudage, indépendamment de la variation de la position du dispositif de formation résultant de la variation admissible du profil de la surface d'un article à souder à l'endroit de leur contact. Cela permet de prévenir des oscillations indésirables de la trémie par suite de la variation du profil de la surface d'un article et de stabiliser les paramètres du soudage tels que la hauteur du matelas de flux et la pression de flux dans la zone de soudage Dans ce cas, par matelas de flux, on entend la zone de la couche compactée et serrée de flux ayant la pression imposée répartie suivant toute la surface du matelas de flux qui se trouve entre la surface supérieure de la coupelle orientée vers l'article à souder et la surface de cet article qui exerce une pression locale sur

la surface d'un joint à souder dans la zone de soudage.

Ce mode de réalisation du dispositif permet de créer les conditions pour que le dispositif de formation suive doucement, sans saccades ni sauts, la surface d'un Joint à souder ce qui est nécessaire pour maintenir, lors du soudage, une pression du flux agissant sur le bain de soudage et sur la zone de formation à des valeurs stables

qui se répartissent suivant le joint à souder.

Ce mode de réalisation du dispositif connu permet, lui aussi, de créer les conditions favorables pour que le dispositif de formation suive doucement la surface d'un joint à souder et également d'assurer le réglage de'la position de la trémie par rapport à un article à souder, qu'il faut réaliser lors du soudage

d'articles dont la géométrie diffère.

Dans ce dispositif, la variation de la position du dispositif de formation qui a lieu pendant le soudage à la suite des écarts de la géométrie et des écarts de l'assemblage d'un joint à souder ne provoque pas une variation de la position de l'axe de fixation de la

trémie par rapport à la surface de l'article à souder.

En créant des pressions imposées du flux aux différentes zones suivant le joint à souder (en amont de l'arc, dans la zone de l'arc et du bain de soudage, dans la zone en aval du bain de soudage et près de la soudure formée), et en les maintenant à des valeurs constantes, on assure, à l'aide de ce dispositif, une possibilité de conduite automatique du processus de soudage au plafond ainsi que l'obtention d'une bonne qualité des Joints soudés. Ce dispositif permet également de réaliser le soudage au plafond en assurant une haute qualité dans une

large gamme de possibilités technologiques.

Toutefois, dans le cas du soudage d'articles présentant de grands écarts dus à l'assemblage pour le soudage ou des variations locales de la géométrie des joints à souder (par exemple dans le cas du soudage de ballons à parois minces, de récipients etc.), lorsque le dispositif de formation change sensiblement de position par rapport à l'article, le flux se coince dans le jeu entre la paroi arrière de la coupelle et la plaque au-dessous du dispositif de formation. Ce coincement du flux conduit au repoussement de la coupelle et de la trémie dans la direction s'éloignant de la surface de l'article à souder, à la formation d'un Jeu supplémentaire entre la coupelle et l'article et par conséquent à une variation de la pression imposée du flux dans la zone de l'électrode et dans les différentes zones suivant le joint à souder et en définitive à une déformation du processus de soudage ainsi qu'à une diminution de la qualité du soudage dans une large gamme

de possibilités technologiques.

En outre, dans ce dispositif, l'axe de fixation de la trémie à flux et l'axe de suspension du dispositif de formation sont espacés ce qui provoque, lors du soudage des articles ci-dessus mentionnés, ayant des écarts de géométrie et des écarts dus à l'assemblage des Joints à souder, un déplacement sensible du dispositif de formation avec la plaque transversale en bas par rapport à la paroi arrière de la coupelle, ce qui augmente le coincement du flux dans le Jeu entre la paroi arrière de la coupelle et la plaque transversale et conduit à une variation de la pression imposée constante du flux dans la coupelle et à une diminution de la

qualité du soudage.

On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux dans lequel le mode de réalisation de la paroi arrière de la coupelle et le mode de sa fixation ainsi que le mode de disposition de l'axe de suspension du dispositif de formation et de l'axe de fixation de la trémie à flux assureraient, lors du soudage, au dispositif de formation, la possibilité d'osciller librement sur la suspension par rapport à ses plans longitudinal et transversal pour maintenir ainsi la pression imposée du flux à des valeurs stables dans des zones d'articles d'une géométrie différente et ayant de grands écarts dus à l'assemblage de Joints à souder ainsi que pour la cristallisation du métal d'une soudure, indépendamment des déplacements des bords des Joints à souder et pour obtenir une haute qualité des soudures au plafond formées de la manière imposée des deux côtés lors d'un soudage dans une large gamme de possibilités technologiques

(comme dans le cas d'un soudage sous flux à plat).

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux qui comporte une trémie à flux orientable suspendue, montée sur une articulation à l'intérieur de laquelle est disposée une coupelle avec des moyens pour l'amenée et le serrage du flux contre un article à souder, orientée par sa partie ouverte supérieure vers l'article à souder, un guide-électrode destiné à l'avance d'une électrode consommable, engagé à travers la coupelle et monté au voisinage de sa paroi arrière, suivant le sens du soudage, ainsi qu'un dispositif de formation, qui est installé au-dessus du niveau supérieur de la partie ouverte de la coupelle sur une suspension, fixée sur un axe, et qui est monté sur la suspension de façon à pouvoir coopérer avec la paroi arrière de la coupelle et osciller dans des plans longitudinal et transversal, caractérisé en ce que la paroi arrière de la coupelle a la forme d'une plaque mobile fixée sur un axe perpendiculaire à sa surface et monté sur le mécanisme de serrage de la face supérieure de la plaque mobile contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation et en ce que la trémie à flux est suspendue à l'axe de fixation de la suspension du dispositif de formation. Ce mode de réalisation du dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux dans lequel la paroi arrière de la coupelle a la forme d'une plaque mobile fixée sur un axe perpendicuaire à sa surface et monté sur un mécanisme de serrage de la face supérieure de cette plaque mobile contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation et o l'axe de la suspension du dispositif de formation est mis en coincidence avec l'axe de fixation de la trémie à flux prévient, lors du soudage, l'accumulation et le coincement du flux dans la coupelle sous le dispositif de formation et assure, à celui-ci, la possibilité d'osciller librement sur la suspension dans des plans longitudinal et transversal et empêche également le dispositif de formation de se déplacer par rapport à la paroi arrière de la coupelle, assurant ainsi, dans le cas du soudage d'articles ayant des écarts des Joints à souder dus à l'assemblage, surtout des articles présentant de grands écarts de planéité dans l'un ou l'autre sens (concavités et convexités), des écarts de géométrie, par exemple, dans le cas du soudage de fonds de citernes ferroviaires, de récipients de réservoirs de chaudière ainsi que d'autres articles, les conditions optimales pour l'oscillation du dispositif de formation, assurant également la possibilité de réaliser le maintien automatique, sans opérateur, des pressions imposées du flux dans les différentes zones suivant un Joint à souder et d'obtenir une haute qualité des soudures sur des articles ayant un profil compliqué, surtout sur des articles ayant de longs Joints présentant des écarts des valeurs des paramètres de la géométrie et des écarts des

dimensions dus à l'assemblage des Joints pour le soudage.

Il est avantageux de réaliser le mécanisme de serrage sous la forme d'un levier à deux bras qui est disposé sur la coupelle, de fixer, à une extrémité de ce levier, un axe d'oscillation de la plaque mobile et de monter, à l'autre extrémité du levier à deux bras, un ressort de façon à pouvoir régler l'effort de serrage du ressort et de monter, sur ce levier à deux bras, un régulateur de la course de la plaque mobile qui peut être bloqué, en disposant alors l'axe d'oscillation du levier à deux bras parallèlement à l'axe d'oscillation de la

plaque mobile.

Ce mode de réalisation du mécanisme de serrage de la plaque mobile assure une pression réglable de serrage de la plaque mobile qui fait fonction de paroi arrière de la coupelle, contre le bord avant de la surface du dispositif de formation et assure une répartition requise des efforts de serrage du dispositif de formation de la coupelle contre un article à souder, nécessaire au soudage au plafond sous flux ce qui permet également de réaliser un soudage au plafond sous flux en conditions technologiques optimales et d'augmenter sensiblement, grâce à cela, la qualité des Joints de soudage. Grâce au fait que le dispositif permet de maintenir pratiquement tous les paramètres de soudage à des valeurs constantes, il assure, comparativement aux dispositifs connus, une haute qualité des paramètres

caractérisant le soudage au plafond sous flux.

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 d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente, d'une manière schématique, un dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux, en coupe longitudinal, selon l'invention; et - la figure 2 est une vue en coupe faite

suivant la ligne II-II de la figure 1.

On examinera maintenant les dessins annexé sur lesquels est représentée une variante concrète de réalisation du dispositif pour le soudage à l'arc au

plafond sous flux selon l'invention.

Le dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux comprend une trémie 1, que l'on peut voir à la figure 1, qui contient un flux 2. Des moyens destinés à amener et à serrer le flux 2 contre un article 3 sont montés dans la trémie 1. Une coupelle 4, ayant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie, est

installée à la partie supérieure de la trémie 1.

L'ouverture d'entrée de la coupelle 4 est mise en communication avec une tubulure d'amenée 5 à l'intérieur de laquelle passe une vis transporteuse 6, qui est reliée, par l'intermédiaire de pignons cylindriques 7 et 8, à sa commande 9. L'ouverture de sortie de la coupelle 4 est orientée vers l'article à souder 3. La tubulure 5 et la vis transporteuse 6 servent de moyens assurant l'amenée et le serrage du flux 2

contre l'article à souder 3.

De la trémie 1, le flux 2 est amené à un Joint

à souder à la manière suivante.

Lors de la rotation de la vis transporteuse 6 par la commande 9, le flux est amené à travers l'ouverture 10 qui est pratiquée à la partie inférieure de la tubulure d'amenée 5 pour arriver, par cette

tubulure 5, dans la coupelle 4.

La coupelle 4 est destinée à créer un matelas de flux et à exercer, par l'intermédiaire de ce matelas, une pression locale sur la zone disposée suivant un Joint à souder en amont de l'arc par rapport à la soudure finie 11 ainsi que suivant l'étendue du bain de soudage

au-dessus de l'article à souder 3.

La trémie 1 est munie d'une tête de soudage 12 avec un guide-électrode 13 qui est destiné à amener une électrode consommable 14, par exemple, provenant d'une bobine 15 de fil-électrode, avançant par un mécanisme

d'avance de la tête de soudage 12.

Le guide-électrode 13 est monté dans la trémie 1 de fagon à traverser la coupelle 4 et son extrémité, engagée à l'intérieur de la coupelle 4, est disposée avec

un décalage par rapport à la tubulure d'amenée 5.

Ce décalage du guide-électrode 13 par rapport à la tubulure d'amenée 5 est imposé par le fait que la pression du flux 2 sur un article à souder 3 est répartie dans la zone d'amenée du flux de la trémie 1 dans la coupelle 4 d'une manière irrégulière. En même temps, pour assurer la stabilité des paramètres du soudage au plafond sous flux il faut assurer, dans la zone de fonctionnement de l'arc au voisinage de l'électrode 14, une pression régulière de serrage et la répartition uniforme de la

pression du flux 2.

Cette répartition régulière de la pression au voisinage de l'électrode 14 est obtenue en serrant le matelas de flux contre un article à souder avec une pression imposée constante et, quant à la répartition de cette pression dans la zone de soudage, elle est assurée grâce aux forces de frottement qui sont engendrées pendant le déplacement de l'article à souder 3 par

rapport au dispositif de soudage.

Dans ce cas, le flux excédentaire qui ne participe pas au soudage se déverse de la coupelle 4 et

tombe librement dans la trémie 1.

On assure ainsi la circulation du flux 2, de la trémie 1 vers l'endroit du soudage, et on augmente

l'avantage économique du procédé de soudage. Un dispositif de formation 16 est monté au voisinage du guide-électrode

13, à une certaine distance par rapport à l'électrode 14. Le dispositif de formation 16 est constitué par une plaque en un matériau thermiquement conducteur et résistant à la chaleur et dont le profil de la surface coopère avec le matelas de flux et avec l'article à souder 3 et assure la création des pressions requises dans la zone de soudage et la formation d'une soudure finie 11. Cette plaque peut être

refroidie, par exemple à l'eau ou à l'air.

Dans le but d'obtenir des Joints soudés avec un géométrie imposée du renforcement de la soudure du c8té de la surface inférieure de l'article, c'est-à-dire du c8té du plafond, il est possible de donner, par exemple,

au dispositif de formation 16, la forme d'un coulisseau.

Dans ce cas, le coulisseau doit être approprié de façon qu'il vienne en contact immédiat avec une soudure à former. En réalisant le dispositif de formation 16 sous la forme d'un coulisseau, on améliore la qualité de la

surface de la soudure finie 11.

La forme et le profil de la surface de contact de ce dispositif de formation 16 qui coopère, lors du soudage, avec l'article 3, sont choisis, en général, en considérant le type du Joint à souder, la forme désirée et les dimensions de la soudure finie, la marque et le type du flux ainsi que les paramètres du régime de soudage. La trémie 1 pour le flux 2 qui est suspendue et montée orientable sur une articulation, est suspendue sur un axe 17 de fixation de la suspension du dispositif de formation 16. Selon l'invention, l'axe 17 de fixation de la trémie 1 et de suspension du dispositif de formation 16 est disposé sur un support 18 d'un coulisseau 19,

monté sur des tiges de guidage 20.

Le guide-électrode 13 est engagé à travers la coupelle 4 et il est monté près de sa partie arrière

suivant le sens du soudage.

Le dispositif de formation 16 est monté au-dessus du niveau supérieur de la partie ouverte de la coupelle 4, sur une suspension fixée sur l'axe 17 et il est monté sur cette suspension de manière à pouvoir coopérer avec la paroi arrière de la coupelle 4 et

osciller dans ses plans longitudinal et transversal.

L'axe 17 de la fixation de la trémie 1 pour le flux 2 et de la suspension du dispositif de formation 16 assure l'oscillation de la trémie 1 et de la suspension du dispositif de formation 16 dans les plans d'un joint à souder. La suspension du dispositif de formation 16 a la forme d'un levier à deux bras 21. Une extrémité du levier à deux bras 21 porte l'axe de la suspension du dispositif de formation 16 qui a la forme d'une butée

ponctuelle 22.

Le dispositif de formation 16 est réalisé et monté sur la butée 22 de la suspension de façon à pouvoir se placer automatiquement par rapport à la surface d'un

article à souder 3.

L'autre bras du levier à deux bras 21 est relié à une commande motrice 23 (par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique). Il est également possible d'utiliser, pour la commande 23, des moyens à ressorts, des charges, des contrepoids etc. La commande motrice 23 est articulée sur le

support 18.

Ce mode de réalisation de la suspension du dispositif de formation 16 lui permet de suivre, lors du soudage, très exactement et doucement, la surface de l'article à souder 3. Dans ce cas, cette suspension assure la compensation des forces de frottement qui sont engendrées à la coopération de la surface à souder de l'article avec le dispositif de formation 16, ce qui permet de créer des conditions pour le maintien stable des paramètres imposés pour la réalisation du soudage au plafond. Un élément palpeur de guidage 24 est monté à l'extrémité du support 18, sur un axe. Il peut par exemple avoir la forme d'une roue de guidage. L'élément palpeur de guidage 24 est destiné à assurer une distance constante entre la surface de l'article à souder 3 et l'axe 17 de fixation de la trémie 1 pour le flux 2 et de

la suspension du dispositif de formation 16.

Cette distance constante est nécessaire pour stabiliser les valeurs des pressions exercées par le matelas de flux sur la surface d'un article à souder 3, ce qui contribue à la stabilisation de tous les

paramètres du soudage à l'arc au plafond.

Le coulisseau 19 est approprié à se déplacer dans la direction d'un article à souder 3 et il est disposé, à cet effet, sur des guidages correspondants réalisés, par exemple, sous la forme des tiges de guidage 20. Le coulisseau 19 est muni d'un moyen pour le serrage de l'élément palpeur de guidage 24 contre l'article à souder 3, ayant la forme d'une commande motrice 25 (par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique) pour le déplacement du coulisseau 19 vers

l'article à souder 3.

Pour assurer les pressions requises du matelas de flux sur l'article à souder 3, le dispositif est équipé d'un moyen pour la rotation de la trémie 1 autour

de son axe 17 de fixation.

Le moyen pour la rotation de la trémie 1 autour de son axe de fixation a la forme d'une commande motrice 26 (par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique), qui

est articulée avec la trémie et le coulisseau 19.

Il est possible de disposer l'axe 17 sur la trémie 1 avec un décalage par rapport au moyen amenant et

serrant le flux 2 contre l'article à souder 3.

Dans ce cas, il est avantageux que la trémie 1 soit reliée, du côté opposé, à son moyen de rotation

autour de son axe 17 de fixation.

La commande motrice 26 peut être réalisée selon une autre conception, par exemple, elle peut avoir la forme de moyens à ressorts ou bien la forme d'une charge

fixée à la trémie 1.

Ce mode de réalisation de la trémie 1 permet de créer un système hautement sensible qui réagit à une variation du profil de la surface d'un article à souder 3 et maintient automatiquement les pressions imposées

requises du flux 2 dns la zone de soudage.

La fixation de la butée 22 du levier à deux bras 21 de la suspension du dispositif de formation 16, la disposition de l'axe 17 pour la fixation de la trémie 1 et la suspension de ce levier sur le support 18 du coulisseau 19 et la liaison cinématique de ce coulisseau 19, réalisée à travers le support 18 portant l'élément palpeur de guidage 24 avec l'article, permettent de stabiliser la position du levier 21 à deux bras par rapport à l'article à souder 3 dans le cas d'écarts de la forme des articles par rapport à la forme géométrique correcte et dans le cas du soudage d'articles dont la

forme géométrique n'est pas correcte.

Cette stabilisation de la position du levier à deux bras 21 assure, lors du soudage, le maintien des angles imposés de l'interaction du dispositif de formation 16 avec la surface de l'article à souder 3 à des valeurs constantes et par conséquent le maintien des pressions réparties du flux 2 à des valeurs constantes dans les différentes zones suivant le joint à souder à

l'endroit du soudage.

Dans le dispositif selon l'invention, la paroi arrière de la coupelle 4 a la forme d'une plaque mobile 27 comme on peut le voir à la figure 2. La plaque 27 est fixée sur son axe 28 qui est perpendiculaire à sa surface. L'axe 28 est monté sur le mécanisme de serrage de la face avant 29 de la plaque mobile 27 contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation

16 (figure 1).

La partie inférieure du bord avant du dispositif de formation 16 peut être plane et la face extrême supérieure de la plaque mobile 27 entrant en contact, lors du soudage, avec cette surface plane du dispositif 16 peut, dans ce cas, être droite avec des

arêtes arrondies pour assurer une meilleure coopération.

La paroi arrière de la coupelle 4 peut avoir la forme d'une plaque plane mobile 27 fixée sur l'axe 28, qui est monté perpendiculairement au plan de la plaque 27

à une distance égale par rapport à ses bords 30.

En réalisant la paroi arrière de la coupelle 4 sous la forme d'une plaque mobile 27, qui est fixée sur l'axe 28 perpendiculaire à sa surface et qui est montée sur le mécanisme de serrage de sa face extrême supérieure 29, contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation 16, et en mettant en coïncidence les axes de fixation de la trémie 1 et de suspension du dispositif de formation 16, on prévient, lors du soudage, l'accumulation et le coincement du flux 2 dans la coupelle 4 sous le dispositif de formation 16 et on assure les conditions optimales pour que le dispositif de formation 16 puisse osciller librement sur la suspension

par rapport aux plans longitudinal et transversal.

En outre, dans ce mode de réalisation, on empêche le dispositif de formation 16 de se déplacer par rapport à la paroi arrière de la coupelle 4 ce qui assure, lors du soudage d'articles ayant des écarts dus à l'assemblage et des écarts de géométrie, par exemple, dans le cas du soudage de Joints Circulaires de réservoirs de chaudière, de récipients, de citernes ferroviaires et de Joints longitudinaux ainsi que de Joints horizontaux de virures de fond de sections de fond de navires et d'autres articles similaires, les conditions optimales pour l'oscillation du dispositif de formation 16 et pour la cristallisation du métal d'un joint à souder; en outre, ce mode de réalisation offre la possibilité de maintenir, automatiquement et sans opérateur, les pressions imposées du flux 2 dans les différentes zones suivant le Joint à souder et d'obtenir une haute qualité des soudures 11 lors du soudage d'articles 3, dont le profil est compliqué, surtout pour des joints de grande longueur ayant des écarts des paramètres de géométrie et des écarts dus à l'assemblage pour le soudage Il est avantageux que le mécanisme de serrage de la plaque mobile ait la forme d'un levier à deux bras 31 (figure 2) qui est disposé sous la coupelle et qui est - articulé sur l'axe 32 L'une des extrémités du levier 31 porte l'axe

28 d'oscillation de la plaque mobile 27.

L'autre extrémité du levier 31 est sollicitée par le ressort 33 de façon qu'il soit possible de régler la valeur de l'effort de serrage de ce ressort. Un régulateur 34, dont la position est verrouillée, est monté sur le levier 31 pour le réglage de la course de la plaque mobile 27. Ce régulateur coopère avec une saillie sur la coupelle 4. L'axe 32 d'oscillation du levier 31 est disposé parallèlement à l'axe 28 de fixation de la

plaque 27.

Ce mode de réalisation du mécanisme de serrage de la plaque mobile 27 assure l'effort de serrage nécessaire de la face extrême supérieure 29 de cette plaque 27 qui fait fonction de paroi arrière de la coupelle 4 contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif 16 et assure séparément, pour le soudage au plafond sous flux, un effort de serrage du dispositif de formation 16 et de la coupelle 4 contre l'article à souder, ce qui permet de réaliser le soudage au plafond sous flux dans des conditions technologiques optimales et

d'améliorer notablement la qualité des Joints soudés.

Pour le déplacement de tout l'ensemble du dispositif dans la direction du soudage, il est muni d'un chariot de soudeuse 35 sur lequel sont fixées rigidement les tiges de guidage 20 pour le déplacement du coulisseau 19 et o est articulée la commande 25 pour le déplacement de ce coulisseau. Le chariot de soudeuse 35 possède sa

propre commande 36.

Ce chariot 35 est nécessaire pour assurer la

mobilité du dispositif suivant un Joint à souder.

Le chariot de soudeuse 35 est destiné au déplacement de tout l'ensemble du dispositif suivant un Joint à souder, ce qui est indispensable pour le soudage de joints longitudinaux de grande longueur de sections plates ou de structures fabriquées en tôles difficiles à retourner ainsi que d'autres articles similaires, surtout

pour le soudage au plafond.

Les avantages du dispositif décrit se manifestent particulièrement fortement dans le cas de la réalisation de soudures de racine au plafond, de soudures renforcées à l'envers et de soudures réalisées en une

seule passe.

Le dispositif décrit pour le soudage à l'arc au

plafond sous flux fonctionne de la manière suivante.

Avant de procéder au soudage, on verse un flux 2 dans la trémie 1. La composition du flux 2 à utiliser pour le soudage à l'arc au plafond sous flux doit être choisie, en règle générale, en tenant compte du matériau de l'article à souder, de la forme géométrique des Joints

à souder ainsi que des régimes de soudage.

Les flux utilisés pour le soudage contiennent: SiO2 MnO, CaO, MgO, A1203, CaF2 ainsi que d'autres composants qui assurent la stabilité de l'arc, la fusion du matériau de l'article à souder, la protection du bain de soudage et la formation d'une soudure finie. Avant le soudage, on amène le dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux sous un article

à souder 3. Deux cas sont alors possibles.

Pour le soudage de Joints longitudinaux de grande longueur d'articles de grand encombrement, on déplace habituellement le dispositif suivant le Joint à souder. Pour le soudage de joints circulaires de structures tournantes, le dispositif reste immobile et on fait tourner l'article autour de son propre axe de façon que le joint à souder se trouve dans la zone de l'électrode. Après avoir amené le dispositif sur un article à souder 3, on met la commande motrice 25 du coulisseau 19 en marche, laquelle est réglée pour le soudage d'un article donné. La commande 25 serre l'élément palpeur de guidage 24 contre un article à souder 3 par l'intermédiaire du coulisseau 19 monté sur les tiges de

guidage 20.

Ce serrage de l'élément palpeur 24 de guidage

s'effectue suivant toute l'étendue du joint à souder.

Dans ce cas, l'élément palpeur de guidage 24 se trouve en contact permanent avec la surface de l'article à souder 3. Ensuite, on met simultanément en marche la commande motrice 23 de la suspension du dispositif de formation 16 et la commande 26 de rotation de la trémie

1, qui sont réglées pour le soudage de l'article donné.

On assure ainsi le serrage et le positionnement automatique du dispositif de formation 16 par rapport à la surface d'un joint à souder et le serrage de la partie supérieure de la coupelle 4 dont l'ouverture est orientée

vers l'article à souder.

Ce serrage du dispositif de formation 16 à l'aide du levier à deux bras 21 fixé sur l'axe 17 continue Jusqu'à ce que sa surface supérieure touche la surface extérieure de l'article à souder 3 et que le dispositif de formation 16 se place automatiquement par

rapport à cette surface du Joint à souder.

Pendant que le dispositif de formation 16, monté sur la butée 22 du levier à deux bras 21, se place automatiquement, il oscille dans ses plans longitudinal et transversal conformément à la géométrie et à la forme

d'un Joint à souder.

En même temps, la coupelle 4 se place par rapport à la surface de l'article 3. Ce positionnement de la coupelle 4 est assuré grâce à l'action de la commande motrice 26 et à sa rotation autour de l'axe 17 de fixation de la trémie 1, lequel est monté sur le support

18.

Dans ce cas, le dispositif de formation 16 agit par la surface inférieure de son bord avant sur la face extrême supérieure 29 de la plaque 27 qui est fixée sur l'axe 28 qui est placé au milieu, entre les bords 30 de la plaque mobile 27. La face supérieure 29 est serrée étroitement contre le dispositif de formation 16 sous l'action du mécanisme de serrage et se trouve, lors du soudage, en contact permanent avec celui-ci. On prévient ainsi un coincement du flux 2 et son déversement hors de

la coupelle 4.

L'axe 28 de fixation de la plaque 27 est constamment serré par le levier 31 à deux bras monté sur

l'axe 32 et poussé par le ressort 33.

Avant le soudage, le réglage de l'effort de serrage du ressort 33 en fonction du régime de soudage à réaliser est effectué. Ce réglage se fait par le changement de sa longueur à l'aide d'écrous sur la partie filetée de la tige de fixation. Avant le soudage, on effectue également le réglage de la position de la plaque mobile 27 par rapport au niveau supérieur de la partie ouverte de la coupelle 4 en faisant tourner le régulateur 34 de la course de la

plaque mobile 27.

Ceci fait, on met la commande 9 de la vis transporteuse 6 en marche, laquelle est également réglée pour le soudage de type donné de l'article 3. Cette commande entra!ne la vis transporteuse 6 par l'intermédiaire des pignons 7 et 8. Par suite de la rotation de la vis transporteuse 6, le flux 2 est introduit par les ouvertures 10 pratiquées à la partie inférieure de la tubulure 5 et est véhiculé par cette tubulure 5 vers la coupelle 4. A ce moment, le flux 2 introduit dans la coupelle 4 agit sur la surface d'un joint à souder à 1 'endroit du soudage et un matelas de

flux s'y forme.

Ensuite, la commande 36 du chariot 35 s'enclenche (dans le cas du soudage de Joints longitudinaux, mais dans le cas du soudage de Joints circulaires, la commande 36 n'entre pas en action et à sa place, c'est la commande de rotation de l'article qui se met en marche; cette commande n'est pas représentée) pour

un déplacement sur les guidages 37.

Après cela, une tension est appliquée à l'électrode consommable 14, le mécanisme d'avance de la tête de soudage 12 se met en marche et fait avancer l'électrode 14 de la bobine 15 à travers le guide-électrode 13 vers un Joint à souder. Le soudage du joint s'effectue. En conséquence, se forme une soudure

finie 11.

Le dessin annexé illustre une variante de réalisation du soudage au plafond de Joints longitudinaux

par le dispositif mobile pour le soudage au plafond.

Pendant le déplacement du dispositif selon l'invention, suivant le Joint à souder, le dispositif de formation 16, monté sur la butée 22 à l'extrémité du levier 21 de manière à pouvoir osciller dans ses plans longitudinal et transversal, coopère avec la surface de l'article à souder 3. Le dispositif de formation 16 suit le profil de l'article qui exerce, en fonction de la nature de la variation de ce profil, une action sur la plaque mobile 27 et sur le mécanisme de serrage de sa face supérieure 29 contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation 16. Le ressort 33 de la figure 2 assure un effort constant de serrage et dans ce cas, l'effort imposé de serrage de la face supérieure de la plaque mobile 27 contre le dispositif de

formation 16.

Le montage du dispositif 16 sur la butée 22 du levier 21 de façon qu'il puisse osciller dans ses plans longitudinal et transversal ainsi que sa suspension permettent au dispositif de formation 16 de suivre la surface d'un article à souder 3 alors que la réalisation de la paroi arrière de la coupelle 4 sous la forme d'une plaque mobile 27, sa fixation sur la coupelle 4 et le mécanisme prévu pour le serrage de la face supérieure 29 de cette plaque 27 contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation 16, permettent de créer un système hautement sensible qui réagit à toute variation du profil de la surface de l'article à souder 3, assurant, au dispositif de formation 16, la possibilité d'osciller sur la suspension et prévient le déplacement du dispositif de formation 16 par rapport à la paroi arrière de la coupelle 4 tout en maintenant automatiquement les pressions imposées requises de flux dans la zone de soudure, ce qui assure une haute qualité

des joints soudés.

Grâce à ce contact du dispositif de formation 16 et de la coupelle 4 (par l'intermédiaire du matelas de flux) avec l'article à souder 3, on maintient une possibilité d'obtention de soudures au plafond d'une

haute qualité de formation de surface.

La soudure finie 11 est réalisée, dans ce cas, selon des dimensions géométriques qui correspondent précisément aux valeurs imposées, indépendamment des écarts limites dus à l'assemblage et des écarts de la géométrie du Joint à souder, et elle est caractérisée par des passages progressifs de la soudure au métal de base de l'article à souder 3 et présente un aspect extérieur

parfait et une haute qualité de surface.

Dans son ensemble, le dispositif selon l'invention permet de réaliser le soudage automatique des cordons de soudure au plafond en assurant une plus haute qualité de la formation de la surface des deux côtés des Joints à souder et une productivité notablement plus élevée, comparativement au cas de l'utilisation de dispositifs connus et permet d'obtenir, dans ce cas, des soudures au plafond de haute qualité avec des dimensions

imposées du renforcement de la soudure des deux c8tés.

R E V E N D I C AT I 0 N S

1. Dispositif pour le soudage à l'arc au plafond sous flux, du type comportant une trémie à flux suspendue orientable, montée sur une articulation, à l'intérieur de laquelle est disposée une coupelle avec des moyens assurant l'amenée et le serrage du flux contre un article à souder, orientée par sa partie supérieure ouverte vers l'article à souder, un guide-électrode destiné à faire avancer une électrode consommable, traversant ladite coupelle et monté près de sa paroi arrière suivant le sens du soudage ainsi qu'un dispositif de formation installé au-dessus du niveau supérieur de la partie ouverte de la coupelle sur une suspension fixée sur un axe et monté sur la suspension de façon à pouvoir coopérer avec la paroi arrière de la coupelle et osciller dans ses plans longitudinal et transversal, caractérisé en ce que la paroi arrière de la coupelle (4) a la forme d'une plaque mobile (27) fixée sur un axe (28) perpendiculaire à sa surface, qui est monté sur le mécanisme de serrage de la face extrême supérieure (29) de ladite plaque (27) contre le bord avant de la surface inférieure du dispositif de formation (16), et en ce que la trémie (1) à flux (2) est suspendue sur ledit axe (17) de fixation de la suspension du dispositif de formation

(16).

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de serrage a la forme d'un levier à deux bras (31) qui est placé dans la coupelle (4), en ce qu'une extrémité dudit levier porte l'axe (28) pour l'oscillation de la plaque mobile et l'autre extrémité dudit levier (31) est sollicitée par un ressort de manière qu'il soit possible de régler l'effort de serrage dudit ressort (33), en ce qu'un régulateur (34) de la course de la plaque mobile (27), qui peut être bloqué, est monté sur ledit levier à deux bras (31), et en ce que l'axe (32) d'oscillation dudit levier (31) est dispos4 parallèlement à l'axe (28) d'oscillation de la

plaque mobile (27).