FR2632883A1 - Device for cleaning a gas outlet nozzle of a welding gun by means of a jet of pressurised gas, and welding gun fitted with such a device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif pour nettoyer, au moyen d'un jet de gaz sous pression, une buse de sortie de gaz d'un pistolet de soudage; celui-ci est raccordé une canalisation qui provient d'un réservoir de gaz sous pression et qui débouche dans le canal de gaz de protection du pistolet de soudage; en outre, une soupape est prévue sur la canalisation de gaz sous pression pour envoyer dans le canal de gaz de protection un Jet de gaz sous pression. The present invention relates to a device for cleaning, by means of a pressurized gas jet, a gas outlet nozzle of a welding gun; this is connected to a pipe which comes from a pressurized gas tank and which opens into the protective gas channel of the welding gun; in addition, a valve is provided on the pressurized gas pipe to send a jet of pressurized gas into the shielding gas channel.
Dans les travaux de soudage effectués avec un gaz de protection, au moyen d'une électrode animée d'un mouvement d' avance continu, il se produit des proJections de soudage qui se fixent en partie-dans la buse de sortie du gaz de protection et qui tendent à réduire peu à peu la section de passage du gaz dans cette buse . S'il s'agit d'opérations xanuelles ou se- mi-automatiques, l'opérateur peut constater l'encrassement de la buse de sortie de gaz de protection, pour nettoyer celleci dès qu'il le faut. Mais en cas d'opérations automatiques de soudage, en particulier avec un robot de soudage, il est souhaitable de rendre entièrement automatique le nettoyage de la buse de sortie de gaz de protection. In welding work carried out with a shielding gas, by means of an electrode driven by a continuous advance movement, welding projections occur which are partly fixed in the outlet nozzle of the shielding gas. and which tend to gradually reduce the cross section of the gas in this nozzle. In the case of semi-automatic or semi-automatic operations, the operator can observe the fouling of the shielding gas outlet nozzle, to clean it as soon as necessary. However, in the case of automatic welding operations, in particular with a welding robot, it is desirable to make the cleaning of the shielding gas outlet nozzle fully automatic.
Dans les systèmesconnus du genre en question, on prévoit l'arrivée d'un gaz sous pression, tel que de l'air comprimé de préférence, qui provient d'une unité d'alimentation et que l'on fait passer dans une canalisation d'air comprimé du pistolet de soudage. L'unité d'alimentation est pourvue d'une soupape prévue pour être ouverte, à la main ou automatiquement, au bout d'un certain temps de soudage. Par suite de la grande vitesse de sortie de l'air comprimé, les projections adhérentes sont arrachées et entrainées par le jet d'air. Mais l'expErien- ce montre pourtant que ce nettoyage à l'air comprimé ne donne pas des résultats satisfaisants dans les systèmes connus. In known systems of the kind in question, provision is made for the arrival of a pressurized gas, such as preferably compressed air, which comes from a supply unit and which is passed through a pipe of compressed air from the welding gun. The supply unit is provided with a valve intended to be opened, by hand or automatically, after a certain time of welding. As a result of the high outlet speed of the compressed air, the adherent projections are torn off and entrained by the air jet. However, experience shows that this cleaning with compressed air does not give satisfactory results in known systems.
L'invention-a pour but d'améliorer le nettoyage de la buse de sortie du gaz de protection des pistolets de soudage du genre considéré. Le dispositif correspondant est caractérisé, selon l'invention, en ce que la soupape d'air comprimé est montée sur le pistolet de soudage. En effet, lorsque cette soupape est relativement plus éloignée du pistolet de soudage, l'effet d'accélération du jet d'air comprimé dans la canalisation de gaz est moins énergique au lovent ou s'ouvre la soupape, car le jet d'air doit alors vaincre la résistance offerte par la canalisation d'écoulement existant entre la soupape et la buse de sortie du gaz, sur une certaine longueur.Selon l'invention, le raccordement de la canalisation d'arrivée de lsir comprimé est tel que la pression de l'air est maintenue complètement Jusqu'à la soupape montée sur le pistolet. Â l'ouverture de cette soupape, il se produit une onde de pression A front raide, qui franchit à grande vitesse la faible longueur du canal de gaz de protection et de la buse de sortie du gaz. Cette onde de pression à front raide , qui a une importance déterminante pour l'accélération de l'écoulement du jet gazeux, est essentielle pour l'efficacité du nettoyage ainsi pratiqué
Selon une mode de réalisation préféré, un accumulateur de gaz sous pression est raccordé à la canalisation d'arrivée du gaz sous pression, à proximité de l'entrée de la soupape.En se déchargeant, cet accumulateur sert à renforcer encore le front de l'onde de pression, grâce & l'énergie ainsi libérée par l'accumulateur sous forme de pression. C'est pourquoi il convient de raccorder l'accumulateur aussi près que possible de la soupape, afin d'obtenir l'effet maximal.The object of the invention is to improve the cleaning of the outlet nozzle for the protective gas from the welding guns of the type under consideration. The corresponding device is characterized, according to the invention, in that the compressed air valve is mounted on the welding gun. In fact, when this valve is relatively further from the welding gun, the accelerating effect of the compressed air jet in the gas line is less energetic at the coil or the valve opens, because the air jet must then overcome the resistance offered by the flow pipe existing between the valve and the gas outlet nozzle, over a certain length. According to the invention, the connection of the inlet pipe of the compressed air is such that the pressure air is maintained completely Up to the valve mounted on the gun. When this valve opens, a steep-front pressure wave occurs which passes through the short length of the shielding gas channel and the gas outlet nozzle at high speed. This steep front pressure wave, which is of decisive importance for accelerating the flow of the gas jet, is essential for the effectiveness of the cleaning thus practiced.
According to a preferred embodiment, a pressurized gas accumulator is connected to the pressurized gas inlet pipe, near the inlet of the valve. By discharging, this accumulator serves to further reinforce the front of the pressure wave, thanks to the energy thus released by the accumulator in the form of pressure. This is why the accumulator should be connected as close as possible to the valve, in order to obtain the maximum effect.
Selon un autre mode de rWalisation de l'invention, la soupape est une soupape à membrane commandée par un fluide sous pression. Une telle soupape a un très faible encombrement, et il est donc facile de la monter sur le pistolet.Elle offre en outre une grande fiabilité'de fonctionnement. According to another embodiment of the invention, the valve is a diaphragm valve controlled by a pressurized fluid. Such a valve has a very small footprint, and it is therefore easy to mount it on the gun. It also offers great operating reliability.
On va maintenant décrire plus en détail un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple en référence à la Figure unique annexée qui est une vue en coupe d'un pistolet de soudage équipé du dispositif selon l'invention. An embodiment of the invention will now be described in more detail, presented by way of example with reference to the attached single figure which is a sectional view of a welding gun equipped with the device according to the invention.
On a représenté sur la Figure la partie antérieure d'un pistolet de soudage qui colporte un ajutage ou buse de sortie 1 pour le jet de gaz. Cet ajutage de sortie est embot- té sur l'extrémité antérieure d'un bec recourbé 2 du pisto let de soudage. Le bec est constitué par un tube de guidage 3 pour le passage de l'électrode, et ce tube est entouré par une gaine isolante 4. Une pièce de contact d'embouchure 5 est vissée dans l'extrémité avant du tube de guidage. Le bec 2 du pistolet, emboîté dans un bloc de raccordement 6 d'une poignée 7 du pistolet , dont on a seulement représenté la partie antérieure, est maintenu en place dans le bloc de rac- cordement 6 par un chapeau vissé 8.Dans la partie arrière du bloc de raccordement 6 est monts un autre tube de guidage 9 pour l'électrode et l'arrivée du gaz de protection. Le bloc de raccordement 6 communique avec une soupape à membrane 10. There is shown in the Figure the front part of a welding gun which spreads an outlet nozzle or nozzle 1 for the gas jet. This outlet nozzle is fitted on the front end of a curved spout 2 of the welding gun. The spout consists of a guide tube 3 for the passage of the electrode, and this tube is surrounded by an insulating sheath 4. A mouthpiece contact piece 5 is screwed into the front end of the guide tube. The nozzle 2 of the gun, fitted into a connection block 6 of a handle 7 of the gun, of which the front part has only been shown, is held in place in the connection block 6 by a screwed cap 8.In the rear part of the connection block 6 is mounted another guide tube 9 for the electrode and the arrival of the shielding gas. The connection block 6 communicates with a diaphragm valve 10.
Le canal d'entrée 11 de la soupape est relié à un tuyau- d' air comprimé 12. Un accumulateur de gaz 13 est raccordé au tuyau d'air comprimé, à proximité immédiate de l'entrée de la soupape. Le canal d'entrée Il débouche dans un canal annulaire 14 dont l'ouverture vers le haut est recouverte par une membrane 15 qui peut se déplacer dans une chambre de commande 16.The inlet channel 11 of the valve is connected to a compressed air pipe 12. A gas accumulator 13 is connected to the compressed air pipe, in the immediate vicinity of the inlet of the valve. The inlet channel It opens into an annular channel 14 whose opening upwards is covered by a membrane 15 which can move in a control chamber 16.
 cette chambre de commande est raccordée une canalisation de commande 17. Le canal de sortie 18 de la soupape à membrane communique avec une chambre 19 ménagée dans le bloc de raccor dement 6. A control line 17 is connected to this control chamber. The outlet channel 18 of the diaphragm valve communicates with a chamber 19 formed in the connection block 6.
Le tuyau d'air comprimé 12, la canalisation de commande 17, et le câble de soudage 20 ( représenté schématiquement) dans lequel passent le courant de soudage, le gaz de protection et l'électrode de soudage , servent à relier le pistolet de soudage à une unité d'alimentation 21 (également schématisée) qui contient notamment une source de courant de soudage, un système d'avance pour l'électrode de soudage et des soupapes de débit pour le gaz de protection et l'air com primé
L'unité d'alimentation 21 est reliée par un câble 22 à un réseau électrique. En outre, l'unité d'alimentation reçoit 1-' électrode de-soudage qui provient d'un magasin 23 garni du fil constituant cette électrode; le gaz de protection ainsi que l'air comprimé sont fournis respectivement par une source de gaz de protection 24 et une source d'air comprimé 25. D'autres fluides nécessaires pour le soudage, notamment de l'eau de refroidissement par exemple, sont également fournis en cas de besoin. The compressed air hose 12, the control line 17, and the welding cable 20 (shown diagrammatically) through which the welding current, the shielding gas and the welding electrode pass, serve to connect the welding gun a supply unit 21 (also shown diagrammatically) which contains in particular a welding current source, a feed system for the welding electrode and flow valves for the shielding gas and the compressed air
The power supply unit 21 is connected by a cable 22 to an electrical network. In addition, the supply unit receives the welding electrode which comes from a magazine 23 furnished with the wire constituting this electrode; the shielding gas and the compressed air are supplied respectively by a shielding gas source 24 and a compressed air source 25. Other fluids required for welding, in particular cooling water for example, are also provided when needed.
La soupape à membrane 10 est maintenue en position de fermeture par l'air comprimé provenant de l'unité d'alimentation par la canalisation 17. L'air comprimé remplit à cet effet la chambre de commande 16 et maintient la membrane 15 appliquée sur l'ouverture du canal annulaire 14, lequel est rempli d'air comprimé arrivant par le tuyau d'air comprimé 12. The diaphragm valve 10 is kept in the closed position by the compressed air coming from the supply unit through the pipe 17. The compressed air fills the control chamber 16 for this purpose and keeps the membrane 15 applied to the opening of the annular channel 14, which is filled with compressed air arriving through the compressed air pipe 12.
Lorsqu'vil y a lieu, au cours d'un arrêt entre deux opérations de soudage, de nettoyer la buse de sortie du gaz en la débarrassant des projections adhérentes, on fait tomber la pression de l'air comprimé dans la chambre de commande 16. When necessary, during a stop between two welding operations, to clean the gas outlet nozzle by freeing it from adherent projections, the pressure of the compressed air is dropped in the control chamber 16 .
L'air comprimé arrivant dans le canal annulaire 14 par le tuyau 12 soulève alors la membrane 15 s'écoule par le canal de sortie 1B et passe dans la chambre 19 et dans le tube de guidage 3 de l'électrode, pour sortir du tube 3 par quelques trous 26 qui débouchent intérieurement dans la buse de sortie de gaz 1. En particulier, l'énergie de l'air comprimé dans 1' accumulateur 13 qui se trouve alors libérée a pour effet de créer dans le courant gazeux un front d'onde de pression accentué qui assure une vitesse d'écoulement très élevée jusqu'à la buse de sortie, en arrachant les projections collées à la buse grâce à la chasse énergique due à l'accélération brutale du courant d'air comprimé. D'une manière connue, on ajoute 2 1' air comprimé un liquide approprié qui mouille les parois de la buse de sortie du gaz et s'oppose au collage des projections de soudage. La section du tube de guidage 3 de l'électrode est en général assez forte, pour n'offrir aucune résistance notable au passage de l'air comprimé.The compressed air arriving in the annular channel 14 through the pipe 12 then lifts the membrane 15 flows through the outlet channel 1B and passes into the chamber 19 and into the guide tube 3 of the electrode, to exit the tube 3 through a few holes 26 which open internally into the gas outlet nozzle 1. In particular, the energy of the compressed air in the accumulator 13 which is then released has the effect of creating in the gas stream a front d 'accentuated pressure wave which ensures a very high flow speed to the outlet nozzle, by tearing off the projections stuck to the nozzle thanks to the vigorous flushing due to the sudden acceleration of the compressed air current. In known manner, a suitable liquid is added to the compressed air, which wets the walls of the gas outlet nozzle and prevents the bonding of the welding projections. The section of the guide tube 3 of the electrode is generally large enough, to offer no significant resistance to the passage of compressed air.
On peut imaginer de réaliser le bec du pistolet avec des canaux particuliers pour l'air comprimé, disposés de ma nière-' à courtcircuiter la majeure partie du canal de gaz de protection, pour relier directement la soupape à la buse de sortie du gaz. Mais cette disposition grave le prix de revient du pistolet de soudage. On peut cependant adopter cette solution lorsqu'il y a lieu d'obtenir une amélioration supplémentaire de l'efficacité de nettoyage One can imagine making the nozzle of the gun with special channels for compressed air, arranged in a manner- 'to short-circuit most of the shielding gas channel, to directly connect the valve to the gas outlet nozzle. However, this arrangement engraves the cost price of the welding gun. However, this solution can be adopted when there is a need to further improve cleaning efficiency.
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