FR2818568A1 - Tete de soudage a l'arc electrique avec metal d'apport et procede de soudage de deux pieces utilisant la tete de soudage - Google Patents

Abstract

La tête de soudage (6) comporte une torche de soudage (10) dont une partie (30) est destinée à être introduite dans un chanfrein de soudage délimité entre les pièces à souder et des moyens (12) d'insufflation d'un gaz de protection à l'extérieur et à l'intérieur du chanfrein et des pièces à souder. La partie antérieure (30) de la torche de soudage (10) destinée à être introduite dans le chanfrein entre les pièces à souder comporte deux éléments rectilignes de protection et de guidage (18a, 18b) montés glissants à l'intérieur d'une glissière (19) dans une partie centrale d'un caisson (12) d'insufflation de gaz de protection ayant une section en forme de cadre dans un plan perpendiculaire à la direction axiale de la tête de soudage (6) suivant laquelle se déplace la partie antérieure (30) de la torche de soudage (10) pour réaliser le soudage à l'intérieur du chanfrein entre les pièces. La partie antérieure (30) de la torche de soudage (10) est réalisée en plusieurs parties s'étendant dans la direction axiale de la torche de soudage (10) et comporte une partie centrale guide-fil (30c) dont la partie antérieure (34) est une buse amovible qui peut être remplacée par démontage de la partie centrale guide-fil (30c) de la partie antérieure (30) de la tête de soudage réversible. La tête de soudage (6) réversible permet de mettre en oeuvre un procédé de soudage automatique MIG orbital de pièces tubulaires de grand diamètre et de forte épaisseur telles que deux parties d'enveloppe d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.

Description

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L'invention concerne une tête de soudage à l'arc électrique avec métal d'apport et un procédé de soudage de deux pièces utilisant la tête de soudage pour remplir un chanfrein délimité entre les deux pièces, par un métal d'apport.

Lors de la fabrication de composants de grandes dimensions, à partir de tôles plates ou de viroles cylindriques de forte épaisseur, on utilise, de manière courante, des têtes de soudage à l'arc électrique pour effectuer le raccordement des deux pièces constitutives du composant sous la forme de pièces plates ou de viroles cylindriques. Les deux pièces à joindre sont placées bout à bout, de manière à présenter des surfaces de jonction en vis-àvis qui sont usinées soigneusement, de manière à délimiter entre elles un chanfrein de soudage d'une forme précise et constante, suivant toute la longueur des pièces, suivant lequel on réalise le joint de soudage.

Le joint de soudage est réalisé en déposant, à l'aide d'une tête de soudage, du métal d'apport fondu à l'intérieur du chanfrein, jusqu'à remplir entièrement le chanfrein.

Le chanfrein s'étend dans une première direction longitudinale des pièces suivant laquelle on déplace la tête de soudage, cette première direction étant une direction rectiligne, dans le cas de la jonction de tôles plates, ou une direction circulaire, dans le cas de la jonction bout à bout de viroles cylindriques.

Le chanfrein présente une section transversale perpendiculaire à la direction longitudinale parfaitement constante suivant toute sa longueur, cette section transversale présente une largeur s'étendant dans une direction perpendiculaire aux surfaces de jonction des pièces, ou seconde direction, du joint de soudage et une profondeur, dans une direction perpendicu- laire à la fois à la première direction longitudinale et à la seconde direction transversale, suivant l'épaisseur des pièces dans leur zone de jonction.

Les pièces sont réalisées de manière à venir s'appuyer l'une contre l'autre par des talons d'appui ou fixées l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une latte soudée sur les pièces.

Pour réaliser la jonction de pièces constitutives de composants de grandes dimensions, par exemple de composants de réacteur nucléaire, tels

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que des cuves, des échangeurs de chaleur ou des tuyauteries de transport de fluide de refroidissement du réacteur, on réalise, de manière à améliorer la qualité du joint de soudage, un chanfrein appelé chanfrein étroit dont la largeur est au plus égale à 15 mm et dont les surfaces latérales de jonction des pièces sont pratiquement parallèles ou font entre elles un angle très faible toujours inférieur à 5 .

Le soudage en joint étroit de composants de réacteur nucléaire a pu donner satisfaction dans de nombreux cas, par exemple pour le raccordement de tubulures d'un générateur de vapeur de remplacement d'un réacteur nucléaire à eau sous pression à des canalisations primaires laissées en attente, mais la mise en oeuvre de ce procédé nécessite l'utilisation d'une tête de soudage adaptée et de moyens de déplacement et de commande de la tête de soudage permettant de réaliser les opérations de soudage de manière totalement automatique avec commande à distance tout en assurant une qualité parfaite de la soudure.

En particulier, pour obtenir un cordon de soudage d'une parfaite qua- lité métallurgique, il est nécessaire d'éviter toute oxydation et toute pollution du métal d'apport fondu, au moment où il se dépose et se solidifie dans le chanfrein de soudage.

Il est nécessaire, d'une part, d'insuffler du gaz de protection dans la zone de soudage où se développe l'arc électrique de fusion du métal d'apport, à l'intérieur du chanfrein de soudage, et par l'entrée du chanfrein, pour protéger la surface supérieure du métal déposé au cours de passes de soudage successives par déplacement de la tête de soudage suivant la direction longitudinale du chanfrein.

Il est également nécessaire d'insuffler un gaz de protection sur la surface extérieure des pièces, autour de la partie d'entrée du chanfrein, au droit de la zone de soudage.

On a proposé jusqu'ici de prévoir, sur la tête de soudage, d'une part des canaux de distribution de gaz de protection traversant la torche de soudage introduite dans le chanfrein et débouchant généralement vers le fond du chanfrein et, d'autre part, des moyens de distribution de gaz de protection au niveau de la surface d'entrée du chanfrein sur la surface extérieure des

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pièces. Ces moyens de distribution d'un gaz de protection sur la surface extérieure des pièces peuvent être constitués par des caissons d'insufflation ou buses qui se déplacent avec la tête de soudage et qui sont disposés en amont et en aval de la tête de soudage, en considérant son sens de déplacement dans la première direction longitudinale des pièces, au cours du soudage.

On a proposé, par exemple dans le FR-2.272. 781, une tête de soudage MIG, c'est-à-dire une tête de soudage dans laquelle le fil en métal d'apport est alimenté en courant électrique, le fil en métal d'apport étant fondu par l'arc électrique éclatant entre son extrémité et le chanfrein ou le métal déposé. La tête de soudage comporte des moyens de protection par insufflation de gaz inerte qui se déplacent en contact avec les pièces à souder dans leur direction longitudinale et qui sont disposés à l'amont et à l'aval de la torche de soudage. Ces moyens d'insufflation entraînés dans la direction de soudage par la tête de soudage comportent des moyens de roulement sur la surface extérieure des pièces.

Dans ce cas, la zone de soudage n'est protégée qu'à l'amont et à l'aval, à l'intérieur du chanfrein, et la tête de soudage est constamment en contact avec les pièces à souder par l'intermédiaire des éléments de roulement, ce qui peut présenter des inconvénients.

Dans le cas d'un soudage TIG, c'est-à-dire d'un procédé de soudage dans lequel on réalise la fusion d'un fil en métal d'apport par l'arc électrique éclatant entre une électrode de tungstène non consommable et le chanfrein ou le métal déposé, on a proposé, par exemple dans le EP-0. 819.495, d'associer les moyens d'insufflation de gaz de protection dans la partie d'entrée du chanfrein, à l'électrode de tungstène. La zone de soudage n'est donc pas protégée de l'atmosphère extérieure sur la surface extérieure des pièces à souder, autour de la zone de soudage.

En outre, une difficulté quant à la conception des têtes de soudage pour réaliser un soudage automatique en chanfrein est qu'il est nécessaire de prévoir des moyens de déplacement de la torche de soudage dans la direction de la profondeur du chanfrein pour réaliser les passes successives de remplissage du chanfrein. Il est alors très difficile de régler parfaitement

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l'insufflation de gaz de protection tout en assurant le déplacement de la torche de soudage dans la direction de la profondeur du chanfrein et vers l'ex- térieur des pièces, au cours des passes successives de soudage.

Jusqu'ici, on a réalisé surtout des opérations de soudage automatique à l'arc électrique, dans des chanfreins dont la direction de la section, suivant la troisième direction des pièces dans le sens de leur épaisseur est verticale.

Dans ce type de soudage, le métal d'apport se dépose dans le fond du chanfrein puis, par couches successives, sur le métal d'apport déjà déposé.

Dans le cas où il est nécessaire de souder des pièces par dépôt d'un métal d'apport dans un chanfrein, dont la troisième direction suivant l'épaisseur des pièces est horizontale, ce soudage étant appelé soudage en corniche, la conception d'une tête de soudage automatique à l'arc électrique dans un chanfrein étroit horizontal est rendue difficile par le fait qu'il faut disposer d'une torche de soudage de très faible dimension pouvant déposer des cordons de soudage réguliers, suivant toute la largeur du chanfrein qui est alors de direction verticale. Dans ce cas, il paraît préférable d'utiliser une tête MIG qui ne comporte qu'une électrode constituée par le fil en métal d'apport et d'assurer un balayage du chanfrein suivant la direction de sa largeur.

Cependant, dans le cas de l'utilisation d'une telle tête MIG, les moyens connus d'insufflation de gaz de protection se sont avérés insuffisants pour protéger parfaitement la zone de soudage.

De manière à prolonger la durée de vie des réacteurs nucléaires, on réalise, depuis quelques années, des opérations de changement intégral des générateurs de vapeur de réacteur nucléaire. De telles opérations nécessitent d'introduire, à l'intérieur du bâtiment du réacteur, le générateur de vapeur de remplacement qui est un composant de très grandes dimensions.

La conception des bâtiments de réacteur des centrales nucléaires comportant des réacteurs à eau sous pression ne permet pas d'introduire le générateur de vapeur en une seule partie à l'intérieur du bâtiment. Il est nécessaire de concevoir l'enveloppe externe du générateur de vapeur en deux parties qui sont introduites séparément dans le bâtiment du réacteur, la partie supérieure du générateur de vapeur étant rapportée sur la partie inférieure qui a été mise en place et raccordée précédemment au circuit pri-

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maire du réacteur, puis soudée sur la partie inférieure, à l'intérieur du bâtiment du réacteur.

L'enveloppe d'un générateur de vapeur, de forme générale cylindrique, est disposée avec son axe vertical à l'intérieur d'une casemate dans le bâtiment du réacteur et la partie supérieure de l'enveloppe doit être raccordée à la partie inférieure par soudage bout à bout de deux pièces tubulaires cylindriques de très grand diamètre dont les surfaces de jonction en vis-à-vis sont horizontales.

Le chanfrein de soudage est donc dirigé horizontalement suivant la direction de l'épaisseur des deux viroles à raccorder.

Jusqu'ici, on ne disposait pas de moyen de soudage automatique permettant de raccorder par soudage en corniche deux pièces tubulaires de très grandes dimensions et de forte épaisseur, telles que les deux parties d'une enveloppe de générateur de vapeur.

Le soudage de raccordement des deux parties de l'enveloppe des générateurs de vapeur de remplacement était donc effectué manuellement par des soudeurs travaillant à l'intérieur du bâtiment du réacteur nucléaire.

De telles opérations manuelles ont l'inconvénient d'être très longues et de nécessiter l'intervention de nombreux soudeurs dont les temps de présence à l'intérieur du bâtiment de sécurité du réacteur nucléaire doivent être limités.

D'autre part, pour obtenir une qualité parfaite de la soudure, il faut effectuer de très nombreux contrôles, ce qui accroît encore le temps d'exécution du soudage.

Pour toutes ces raisons, il paraît souhaitable de disposer de moyens de soudage automatique permettant d'effectuer le soudage bout à bout en corniche de deux éléments tubulaires de très grandes dimensions.

Comme indiqué plus haut, le soudage en corniche en utilisant une torche MIG qui est plus adaptée au cas du soudage en chanfrein étroit horizontal nécessite la conception d'une tête d'une forme entièrement nouvelle permettant en particulier d'assurer une protection parfaite de la zone de soudage et un déplacement parfaitement guidé et limité de la torche de soudage à l'intérieur du chanfrein.

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Le but de l'invention est donc de proposer une tête de soudage à l'arc électrique, avec métal d'apport, de deux pièces délimitant, entre deux surfa- ces de jonction faisant entre elles un angle inférieur à 5 , un chanfrein s'étendant suivant une première direction longitudinale des pièces et présentant une section transversale constante dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale, ayant une largeur, dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire aux surfaces de jonction des pièces, inférieure à 15 mm et une profondeur s'étendant suivant toute l'épaisseur des pièces, le long de leurs surfaces de jonction, dans une troisième direction des pièces, perpendiculaire à la première et à la seconde directions des pièces, la tête de soudage comportant une torche de soudage destinée à être introduite dans le chanfrein, traversée par au moins un canal de passage et de guidage d'un fil en métal d'apport et au moins un canal d'alimentation en gaz de protection d'une zone de soudage des pièces par dépôt de métal d'apport fondu à l'intérieur du chanfrein, des moyens d'alimentation électrique de la torche de soudage et des moyens de distribution d'un gaz de protection, au niveau d'une surface d'entrée du chanfrein située suivant une surface extérieure des pièces, ainsi que des moyens de déplacement de la tête de soudage dans la direction longitudinale des pièces et de déplacement de la torche de soudage dans la troisième direction des pièces, cette tête de soudage permettant de réaliser entre autres, dans de très bonnes conditions, un soudage en corniche, de manière totalement automatique, entre des pièces de très grandes dimensions et de forte épaisseur, dans leur direction longitudinale.

Dans ce but, la torche de soudage comporte deux éléments rectilignes de protection et de guidage suivant deux côtés dans une direction axiale de la tête de soudage sensiblement parallèle à la troisième direction des pièces, lorsque la torche de soudage est engagée dans le chanfrein, vers l'amont et vers l'aval de la torche de soudage, en considérant le déplacement longitudinal dans un premier sens ou dans un second sens opposé, de la tête de soudage réalisée sous forme réversible, et les moyens de distribution de gaz de protection coopérant avec la torche de soudage comportent un caisson relié à des moyens d'alimentation en gaz de protection

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sur lequel la torche de soudage est montée glissante dans la troisième direction des pièces, par l'intermédiaire des éléments de protection et de gui- dage rectilignes et d'au moins une glissière du caisson, qui présente une section transversale perpendiculaire à la direction des éléments de guidage ayant la forme d'un cadre entourant la torche de soudage.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire, à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, une tête de soudage réversible suivant l'invention et son utilisation pour le soudage en corniche de deux pièces tubulaires horizontales de grandes dimensions telles que deux parties d'enveloppe d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.

La figure 1 est une vue en perspective de la tête de soudage et de ses moyens de déplacement, en position de service pour assurer le raccordement par soudage bout à bout de deux parties d'enveloppe d'un générateur de vapeur.

La figure 2 est une vue en élévation et en coupe par un plan vertical du chanfrein de soudage et de la tête de soudage dont la torche est introduite dans le chanfrein.

La figure 3 est une vue en élévation-latérale suivant 3 de la figure 5 de la tête de soudage en position de service.

La figure 4 est une vue en perspective de la tête de soudage sans ses moyens de déplacement, dans une première direction.

La figure 5 est une vue en perspective de la tête de soudage sans ses moyens de déplacement, dans une seconde direction.

La figure 6 est une vue de dessus de la tête de soudage.

La figure 7 est une vue en perspective du caisson des moyens de distribution de gaz de protection de la tête de soudage.

La figure 8 est une vue en perspective d'un moyen de guidage de la torche de soudage à travers le caisson des moyens de distribution de gaz de protection.

La figure 9 est une vue en perspective éclatée de la torche de soudage de la tête de soudage réversible représentée sur les figures 4,5 et 6.

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La figure 10 est une vue en perspective d'une buse d'extrémité d'un guide-fil de la tête de soudage représentée sur la figure 9.

La figure 11 est une vue de côté de la buse du guide-fil représenté sur la figure 10.

Sur la figure 1 et sur la figure 2, on a représenté deux pièces 1 et 2 de forme tubulaire cylindrique de grand diamètre constituant deux parties de l'enveloppe d'un générateur de vapeur placées dans une disposition superposée d'assemblage et maintenues dans cette position d'assemblage par une latte de soudage 54. La partie supérieure 1 de l'enveloppe du générateur de vapeur et la partie inférieure 2 de l'enveloppe du générateur de vapeur pourraient également reposer l'une sur l'autre, par l'intermédiaire de surfaces d'appui horizontales de deux talons usinés au voisinage de la surface interne des pièces tubulaires, lors de l'usinage de leurs surfaces de jonction respectives 3 et 4. Le chanfrein de soudage 5 ménagé entre les surfaces de jonction 3 et 4 est fermé à sa partie interne par la latte de soudage 54 ou les talons d'appui en contact l'un avec l'autre.

Après avoir rapporté les deux parties de l'enveloppe 1 et 2 l'une sur l'autre de manière qu'elles soient parfaitement coaxiales, leur axe commun étant vertical, on réalise le montage sur l'une des parties d'enveloppe (par exemple la partie d'enveloppe inférieure 2), de la tête de soudage MIG selon l'invention, désignée dans son ensemble par le repère 6, et de ses moyens de déplacement, désignés de manière générale par le repère 7.

Les moyens de déplacement de la tête de soudage 6 en rotation autour des pièces 1 et 2 comportent un rail 8 sur lequel se déplace un chariot 9 motorisé portant la tête de soudage 6.

Le chariot 9 permet de déplacer, en rotation autour de l'axe commun aux parties d'enveloppe 1 et 2 du générateur de vapeur et au rail 8, la tête de soudage 6 sur laquelle sont montés une bobine de stockage de fil en métal d'apport 51 et un dispositif motorisé 52 d'alimentation de la torche 10 de la tête de soudage 6 en fil de métal d'apport.

L'ensemble de l'installation de soudage comporte également des moyens d'alimentation électrique de la torche 10 de la tête de soudage 6 qui est introduite dans le chanfrein 5 lors du soudage et des moyens d'alimenta-

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tion en gaz de protection de la torche de soudage 10 et d'un caisson ou cloche 12 ayant une section en forme de cadre, visible en particulier sur la fi- gure 3, entourant la torche de soudage 10.

La tête de soudage, désignée dans son ensemble par le repère 6, qui est représentée sur les figures 4 et 5, comporte un ensemble de support 11 permettant de relier la torche de soudage 10 aux moyens de déplacement en rotation autour des pièces à souder, constitués par le chariot 9 et le rail de déplacement 8 et à des moyens de déplacement, dans la troisième direction des pièces 1 et 2, suivant la profondeur du chanfrein 5.

Le support 11 comporte, à sa partie antérieure destinée à être dirigées vers les pièces à souder, une partie inférieure 13 par l'intermédiaire de laquelle on produit une oscillation de la torche 10 dans la direction de la largeur du chanfrein 5 et une pièce supérieure 14 constituant une partie de support de la torche de soudage 10.

L'ensemble de support 11 est fixé sur une partie mobile dans la troisième direction des pièces 1 et 2 d'un moyen 50 de guidage et de déplacement de la torche de soudage 10 dans la direction de la profondeur du chanfrein (ou troisième direction des pièces 1 et 2).

Le moyen de déplacement 50 est lui-même fixé sur une partie mobile, dans la seconde direction des pièces 1 et 2 (direction de la largeur du chanfrein 5), d'un dispositif 53 de réglage de la position en hauteur de la tête de soudage 6.

La bobine 51, le dispositif motorisé 52 d'alimentation de la torche 10 en fil d'apport et le dispositif 53 de réglage de position en hauteur de la tête de soudage 6 sont fixés sur le chariot 9.

La torche de soudage 10 est montée sur le chariot 9 par l'intermédiaire du support 11 comportant la partie inférieure13 de mise en oscillation de la torche et de la partie mobile du moyen de déplacement 50.

La pièce supérieure 14 du support de torche 11 porte un support de guidage 15, ayant une ouverture traversante dans laquelle est engagée une première tige 16a dont l'extrémité opposée au support de guidage 15 est solidaire d'une équerre supérieure 17a de support du caisson ou cloche 12.

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La partie inférieure 13 du support de torche 11 comporte une ouverture dans laquelle est engagée une seconde tige 16b solidaire, à son extré- mité opposée à la pièce de support 13, d'une équerre inférieure 17b de support du caisson ou cloche 12.

Le montage du caisson 12 sur le support de la torche par l'intermédiaire des tiges 16a et 16b permet de régler la position du caisson 12 par rapport au support de torche et d'assurer le déplacement de la torche de soudage dans la direction de la profondeur du chanfrein. De cette manière, on peut régler, de manière très précise, la position de la face antérieure du caisson 12 par laquelle est distribuée une partie du gaz de protection, par rapport à la surface des pièces 1 et 2 dont on réalise le soudage.

La torche de soudage 10 qui sera décrite plus en détail en regard des figures 9 à 11 présente la forme d'une plaque plane dont l'épaisseur est sensiblement inférieure à la largeur du chanfrein de soudage 5. Par exem- ple, dans le cas d'un chanfrein de soudage d'une largeur de 10 mm, on peut utiliser une tête de soudage ayant la forme d'une plaque d'une épaisseur de 5 mm environ.

Selon l'invention, la torche de soudage comporte, comme il est visible sur la figure 6, sur deux côtés dirigés dans la direction axiale de la torche de soudage, c'est-à-dire dans la troisième direction des pièces suivant la profondeur du chanfrein, lorsque la tête de soudage est en position de service, deux éléments de protection et de guidage sensiblement rectilignes 18a et 18b s'étendant suivant toute la longueur de la tête de soudage 10 et présentant une section de forme carrée.

Le caisson d'insufflation de gaz de protection 12, ou cloche, comporte une glissière 19 engagée dans une ouverture traversant le caisson dans sa partie centrale, cette glissière 19 étant représentée de manière plus détaillée sur la figure 8.

La glissière 19, de forme générale parallélépipédique, est traversée par une ouverture dont la largeur est supérieure à l'épaisseur de la tête de soudage 10 en forme de plaque et comporte deux parties de guidage 19a et 19b, à ses extrémités, ou glissières proprement dites, comportant des ouvertures de guidage à section carrée dans lesquelles peuvent être engagés

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à glissement les éléments rectilignes latéraux de guidage 18a et 18b de la torche de soudage 10. De cette manière, on assure un guidage parfait de la torche de soudage 10 à travers le caisson 12, par l'intermédiaire de la glissière 19.

Sur la figure 7, on a représenté, dans une vue en perspective, le caisson 12 qui est également visible sur les figures 4 et 5.

Sur la figure 7, pour permettre de voir l'intérieur du caisson, on a supposé les parois du caisson transparentes.

Le caisson 12 est de forme générale parallélépipédique et comporte quatre faces latérales 12a, 12'a et 12b, 12'b délimitant un cadre extérieur du caisson de forme rectangulaire allongée.

La face supérieure du caisson 12 (sur la vue de la figure 7) est constituée par une plaque métallique 12c de forme rectangulaire assemblée par soudage suivant ses côtés, aux côtés latéraux 12a, 12'a, 12b, 12'b du caisson.

La plaque 12c est traversée, dans sa partie centrale, par une ouverture rectangulaire 20 dont la forme et les dimensions sont identiques à la forme et aux dimensions de la section de la partie parallélépipédique de la glissière 19 par rapport à laquelle les parties de glissière 19a et19b sont en saillie latérale. De cette manière, on peut engager la partie parallélépipédique de la glissière 19 dans l'ouverture 20, la glissière venant alors en appui sur la plaque 12c du caisson 12 par les parties en saillie des extrémités 19a et 19b de la glissière 19. La glissière 19 est fixée dans cette position sur la plaque 12c du caisson 12.

Le caisson 12 comporte de plus une paroi interne de forme parallélépipédique à section rectangulaire 21 dont la longueur et la largeur sont inférieures, respectivement, à la longueur et à la largeur de la paroi latérale externe du caisson 12 constitué par les parois 12a, 12'a, 12b, 12'b. La paroi intérieure 21 du caisson 12 dont la largeur est égale à la largeur de l'ouverture 20 de la plaque 12c est fixée sur la plaque 12c de manière que ses faces soient parallèles, respectivement, aux faces 12a, 12'a, 12b, 12'b de la paroi externe du caisson. Le caisson présente ainsi une section par un plan parallèle à sa face 12c ayant la forme d'un cadre.

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Une plaque constituée par une tôle finement perforée 22 en forme de cadre ayant la forme et les dimensions de la section du caisson 12 est fixée et rapportée, dans une disposition parallèle à la plaque 12c, suivant le contour de la paroi extérieure parallélépipédique du caisson et suivant le contour de la paroi intérieure 21, sur les côtés de ces parois intérieure et extérieure opposés aux côtés suivant lesquels est fixée la plaque 12c.

Le caisson 12 comporte ainsi un compartiment périphérique externe dont la section a la forme d'un cadre qui est entièrement fermé, sur un côté, par la plaque 12c et qui est obturé, sur son côté opposé, par la plaque perforée 22.

Cette partie périphérique du caisson en forme de cadre est séparé en deux parties par des parois de séparation 23 et 23'fixées à l'intérieur du caisson 12 et au voisinage du milieu des grands côtés du cadre constituant la partie périphérique du caisson 12.

Les deux petits côtés opposés 12b et12c de la paroi externe parallélépipédique du caisson sont traversés par des ouvertures 24,24'et 25,25' au niveau desquelles sont fixés des ajutages de raccordement de tuyauteries de gaz de protection.

De cette manière, les deux moitiés de la partie périphérique du caisson en forme de cadre peuvent être alimentées en gaz de protection qui ne peut sortir de la partie périphérique du caisson 12 que par la plaque perforée 22 dirigée vers le chanfrein de soudage, comme il est visible sur les figures 3 et 4.

La plaque 12c du caisson 12 est d'autre part traversée par des ouvertures 26 et 26', de part et d'autre de l'ouverture rectangulaire 20 dans laquelle est fixée la glissière 19, lors de l'assemblage du caisson 12.

Des ajutages d'alimentation en gaz de protection sont fixés sur la plaque 12c, au niveau des ouvertures traversantes 26 et 26'. On peut ainsi alimenter en gaz de protection les deux zones de l'espace interne du caisson 12 délimitées par la paroi intérieure 21 et la glissière 19 engagée dans l'ouverture rectangulaire 20.

Le gaz de protection introduit par les ouvertures 26 et 26'dans les deux zones internes du caisson 12 peut sortir du caisson 12, sur sa face

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dirigée vers les pièces à souder, de part et d'autre de la glissière 19 dans laquelle est engagée la torche de soudage 10.

De cette manière, en alimentant le caisson dans sa partie externe et dans sa partie interne, on peut insuffler un gaz de protection, d'une manière parfaitement répartie, par la plaque finement perforée 22, à la périphérie du caisson et de part et d'autre de la glissière de guidage de la torche de soudage, à l'intérieur du chanfrein de soudage.

La largeur de la partie périphérique du caisson comportant la plaque perforée 22 de distribution de gaz de protection est sensiblement supérieure à la largeur du chanfrein de soudage, de sorte que le jet de gaz de protection à la périphérie du caisson permet d'entourer largement la zone de soudage à l'intérieur du chanfrein.

La partie centrale du caisson délimitée par la paroi 21 et séparée en deux parties par la glissière 19 présente une largeur un peu supérieure à la largeur du chanfrein, de sorte que cette partie centrale en vis-à-vis du chanfrein permet d'assurer une insufflation de gaz dans une zone recouvrant et délimitant le chanfrein de part et d'autre de la zone de soudage et à l'intérieur du chanfrein.

On comprend ainsi qu'on obtient une protection excellente da la zone de soudage, au niveau de la surface extérieure des pièces en vis-à-vis de laquelle est placée la face du caisson 12 comportant la plaque perforée 22.

Sur la figure 9, on a représenté l'ensemble de la torche de soudage 10 qui comporte une partie antérieure 30 elle-même constituée de plusieurs éléments et une partie postérieure 31 constituant le support de la torche de soudage qui est montée mobile sur la tête de soudage par l'intermédiaire des axes 16a et 16b.

La partie antérieure 30 de la torche de soudage, en plusieurs parties, constitue, à l'état assemblé, une pièce ayant la forme d'une plaque plane dont l'épaisseur est inférieure à la largeur du chanfrein de soudage 5, de manière que cette partie puisse être introduite dans le chanfrein, à une profondeur variable pendant le soudage.

La partie antérieure 30 de la tête de soudage comporte deux éléments latéraux 30a et 30b entre lesquels est intercalé un guide-fil 30c et des

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éléments rectilignes de guidage et de protection 18a et 18b qui sont rapportés contre deux côtés opposés parallèles des éléments 30a et 30b à l'op- posé des côtés d'assemblage avec l'élément central guide-fil 30c, ces côtés étant dirigés suivant la direction axiale d'engagement de la partie antérieure 30 de la torche de soudage dans le chanfrein de soudage.

Les éléments latéraux 30a et 30b de la partie antérieure 30 de la tête de soudage comportent des parties postérieures respectives 30'a et 30'b d'une largeur supérieure à la largeur de la partie en forme de plaque pouvant être engagée dans le chanfrein de la tête de soudage, ces parties postérieures 30'a et 30'b des éléments latéraux 30a et 30b assurant l'assemblage et la fixation de la partie antérieure 30 sur le support 31 de la tête de soudage, par l'intermédiaire de vis.

Entre les parties postérieures d'assemblage et de fixation 30'a et 30'b des éléments latéraux 30a et 30b de la tête de soudage et une surface d'engagement et de raccordement du support 31 permettant l'engagement et la fixation des parties 30'a et 30'b sont disposés des joints d'étanchéité plats 32a et 32b permettant d'assurer un assemblage étanche entre les éléments 30a et 30b et le support 31 dans lesquels sont usinés des canaux de circulation de fluide dont la continuité doit être assurée entre le support 31 et la partie antérieure 30 de la tête de soudage, comme il sera expliqué plus loin.

L'élément central 30c constituant le guide-fil de la torche de soudage est traversé, dans sa direction longitudinale correspondant à la direction axiale d'avancement de la torche de soudage suivant la profondeur du chanfrein, par un canal 33 de passage du fil de métal d'apport de la tête de soudage MIG.

La partie inférieure 34 de l'élément guide-fil 30c est réalisée sous forme amovible et constitue une buse guide-fil assurant la sortie du fil de soudage dans le chanfrein, par l'intermédiaire d'un canal 35 dont le diamètre est inférieur au diamètre de la partie courante du canal 33 et du canal 33' assurant la continuité du canal 33 à travers la buse 34.

Le canal à faible diamètre 35 assure un très bon contact électrique entre le fil et le guide-fil 30c, par l'intermédiaire duquel le courant électrique

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de soudage et de fusion est amené au fil consommable se déplaçant à l'intérieur des canaux 33, 33'et 35.

La partie courante du canal guide-fil 33,33'présente un diamètre sensiblement supérieur à celui du fil, de manière à limiter le frottement du fil dont l'entraînement est ainsi facilité à travers la buse guide-fil 30c.

L'élément guide-fil 30c comporte, sur ses deux côtés latéraux destinés à venir en engagement avec les éléments latéraux 30a et 30b de la partie antérieure 30 de la torche de soudage, des nervures rectilignes 36 qui sont destinées à venir s'engager dans des rainures correspondantes des côtés d'assemblage des éléments latéraux 30a et 30b, lors du montage de la tête de soudage. Les nervures 36 sont montées à glissement dans les rainures des éléments 30a et 30b, de manière que la buse guide-fil puisse être facilement engagée entre les éléments latéraux en position d'assemblage ou démontée par coulissement dans la direction longitudinale de la tête de soudage.

De même, la buse 34 du guide-fil comporte sur ses côtés opposés d'assemblage avec les éléments latéraux 30a et 30b, des nervures 27 et 27' qui seront décrites plus loin en se référant aux figures 10 et 11.

La buse amovible 34 comporte à son extrémité antérieure des surfaces inclinées destinées à coopérer avec des surfaces correspondantes inclinées de l'extrémité antérieure des éléments latéraux 30a et 30b pour assurer la retenue de la buse amovible 34.

Les éléments rectilignes de protection et de guidage 18a et 18b comportent sur leurs bords d'assemblage avec les bords des éléments latéraux 30a et 30b, un profil en forme de V rentrant destiné à coopérer avec un profil en V en saillie des bords latéraux des éléments 30a et 30b. On assure ainsi un assemblage très précis des éléments 18a et 18b avec les éléments latéraux 30a et 30b.

La fixation des éléments de protection et de guidage 18a et 18b est assurée par des vis traversant les éléments 18a et 18b et venant se visser dans des trous taraudés des éléments latéraux 30a et 30b.

Les éléments latéraux 18a et 18b présentent une épaisseur légèrement supérieure à l'épaisseur des éléments latéraux 30a et 30b et du guide-

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fil 30c, de sorte que les deux faces des éléments de protection et de guidage 18a et 18b parallèles aux faces planes de l'élément en forme de pla- que constitué par les éléments 30a, 30b et 30c sont légèrement en saillie latéralement par rapport aux éléments 30a, 30b et 30c, dans une direction perpendiculaire aux faces planes de la partie de la torche de soudage en forme de plaque qui correspond à la direction perpendiculaire aux faces de jonction 3 et 4 des pièces à joindre 1 et 2 (seconde direction des pièces), à l'intérieur du chanfrein 5, lorsque la tête de soudage est engagée dans le chanfrein 5.

Le guide-fil 30c et sa buse amovible 34 ainsi que les éléments latéraux 30a et 30b sont en un alliage bon conducteur tel que l'alliage cuivrebéryllium et les éléments rectilignes latéraux de protection 18a et 18b sont en une matière céramique isolante telle que le nitrure de bore ou l'alumine.

Ces matériaux céramiques ne sont pas conducteurs de l'électricité.

Dans certains cas, il peut être nécessaire de faire osciller la tête de soudage dans la direction de la largeur du chanfrein, de manière à pouvoir balayer le chanfrein suivant toute sa largeur et à déposer une couche uniforme de métal d'apport fondu. Il est alors nécessaire d'éviter tout contact entre les parties conductrices de la partie antérieure de la tête de soudage introduite dans le chanfrein et les bords du chanfrein constitués par les surfaces de jonction des pièces, pour éviter tout risque de détérioration par arc électrique des surfaces de jonction qui doivent rester parfaitement lisses avant le soudage. En effet, les éléments 30a, 30b et 30c sont en contact électrique et reçoivent le courant de soudage qui est transmis au fil traversant le guide-fil au niveau du canal à section réduite 35 de la buse 34.

Lorsque la partie antérieure 30 de la tête de soudage vient en contact accidentellement avec les surfaces de jonction des pièces, à l'intérieur du chanfrein, pendant le soudage, le contact se fait par l'intermédiaire des éléments de protection isolants 18a et 18b. On élimine ainsi le risque de détérioration par arc électrique des surfaces de jonction, lors de l'utilisation d'une tête de soudage oscillante.

Le guide-fil 30c comporte, à sa partie postérieure, une section d'assemblage cylindrique tubulaire 38 destinée à venir s'engager à l'intérieur

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d'une ouverture correspondante 38'du support 31 (ou 14) de la tête de soudage qui comporte une partie débouchante sur la surface postérieure du support 31 ayant un diamètre réduit, dans laquelle peut être engagé un poussoir de fixation et de maintien 40 du guide-fil 30c engagé à glissement entre les éléments latéraux 30a et 30b.

Le poussoir 40 vient en appui sur la partie d'extrémité 38 de guidage et de montage du guide-fil 30c, par l'intermédiaire d'un ressort 39 assurant un appui avec une pression réglée du guide-fil 30c entre les éléments latéraux 30a et 30b de la tête de soudage.

Par démontage du poussoir 40 qui est accessible sur la tête de soudage, comme il est visible sur la figure 5, on peut réaliser le démontage du guide-fil 30c pour remplacer la buse 34, de manière simple et rapide.

Le support 31 ainsi que les éléments latéraux 30a et 30b de la partie antérieure 30 de la tête de soudage sont traversés par des canaux de circulation de fluide, certains canaux débouchant à la partie antérieure de la tête de soudage, suivant le bord antérieur des éléments latéraux 30a et 30b et d'autres canaux débouchant sur les bords latéraux amont et aval de la partie plane de la tête de soudage, au niveau des parties d'extrémité antérieures des éléments de guidage et de protection 18a et 18b.

Le support 31 et chacun des éléments latéraux 30a et 30b de la partie antérieure 30 de la tête de soudage comporte un premier réseau désigné de manière générale par le repère 41 constitué de canaux d'injection d'un gaz de protection à l'intérieur du chanfrein de soudage, pendant le soudage réalisé par la tête de soudage 10.

Pour chacun des éléments latéraux 30a et 30b, le réseau 41 comporte un premier canal d'injection 42a ou 42b, un second canal d'injection 43a ou 43b et un troisième canal d'injection 44a ou 44b.

Chacun des canaux 42a (42b), 43a (43b) et 44a (44b) est alimenté, à partir du support 31 de la tête de soudage, par un conduit d'alimentation correspondant 42'a (42'b), 43'a (43'b) ou 44'a (44'b).

Les canaux d'alimentation sont mis en communication de manière étanche, au niveau de la jonction entre les parties 30'a et 30'b des éléments latéraux 30a et 30b et le support 31 de la tête de soudage.

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Les canaux 42a et 42b comportent, à l'intérieur de l'élément latéral 30a ou 30b correspondant, une partie rectiligne de direction longitudinale axiale et une partie inclinée en direction de la buse 34 du guide-fil 30c recevant la partie d'extrémité du fil qui est refondue dans la zone de soudage, à l'intérieur du chanfrein 5.

Les canaux 43a et 43b sont entièrement rectilignes et de direction longitudinale axiale à travers les éléments latéraux 30a et 30b de la tête de soudage.

Les canaux 44a et 44b comportent une partie rectiligne de direction axiale qui est fermée à son extrémité située au voisinage de la partie antérieure de la tête de soudage et qui alimente trois canaux latéraux dirigés dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale axiale mis en coïncidence avec trois canaux d'éjection de gaz traversant chacun des éléments de protection et de guidage en matériau réfractaire 18a et 18b.

De cette manière, on peut envoyer un gaz de protection, à l'intérieur du chanfrein de soudage, lorsque la partie antérieure 30 de la tête de soudage est en position dans le chanfrein de soudage, de manière à protéger la zone de soudage par envoi d'un premier jet de gaz inerte de protection dans la zone de l'arc formé entre l'extrémité du fil en métal d'apport introduit dans la zone de soudage par le canal 35 de la buse 34, un second jet de protection envoyé par chacun des canaux 43a et 43b dans une direction longitudinale axiale de la tête de soudage à l'intérieur du chanfrein de soudage et un ensemble de troisièmes jets de soudage dirigés latéralement vers l'amont et vers l'aval de la tête de soudage, à travers les éléments rectilignes de protection et de guidage 18a et 18b en matériau réfractaire.

Le support 31 de la tête de soudage et les éléments latéraux 30a et 30b sont également parcourus par un réseau 45 constitué par des canaux de circulation d'un liquide de refroidissement tel que l'eau qui permet de refroidir l'ensemble de la tête de soudage.

Le circuit de circulation d'eau comporte, dans chacun des éléments latéraux 30a et 30b de la tête de soudage, deux canaux de circulation d'eau de direction longitudinale axiale reliés entre eux à la partie antérieure des

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éléments latéraux 30a et 30b de la tête de soudage et alimentés en eau par des canaux placés de manière correspondante à l'intérieur du support 31. La circulation d'eau en circuit fermé à l'intérieur du support 31 et des éléments latéraux 30a et 30b permet de refroidir ces deux parties constitutives de la tête de soudage, pendant le soudage qui s'accompagne d'un dégagement de chaleur produit par l'arc électrique pour assurer la fusion du fil d'apport circulant à l'intérieur du guide-fil.

De préférence, le gaz de protection injecté dans le chanfrein de soudage, de part et d'autre de la zone de soudage, en trois points différents est constitué par un gaz binaire comportant 92 % d'argon et 8 % de gaz carbonique C02 (proportion volumique) ou encore par un gaz ternaire constitué par un mélange d'argon, d'hélium et de gaz carbonique.

Comme il est visible sur les figures 10 et 11, la buse 34 du guide-fil 30c comporte une première nervure 27 sur l'un de ses côtés latéraux et une seconde nervure 27'sur son second côté latéral dont les dimensions en section sont sensiblement différentes.

Les rainures correspondantes de l'élément latéral 30a situées à gauche et du second élément latéral 30b situé à droite du guide-fil (sur la figure 9) présentent des sections différentes et sont susceptibles de recevoir respectivement la nervure 27'de faible section et la nervure 27 de plus grande section.

De cette manière, il n'est possible de monter la buse 34 que dans un seul sens entre les éléments latéraux 30a et 30b de la tête de soudage, ce qui matérialise un système de détrompage, lors du remplacement de la buse 34 par les opérations de démontage du guide-fil 30c qui ont été décrites plus haut.

On dispose d'une buse retournable ou bien de deux types de buse 34. Dans l'un des types de buse, le canal d'extrémité 35 à faible diamètre débouchant à l'extrémité antérieure de la buse pour le guidage du fil et la transmission de courant électrique de fusion au fil d'apport est dirigé vers une première face plane latérale du guide-fil 30c alors que pour un second type de buse 34, le canal 35 est dirigé vers l'autre face plane latérale de la buse 34 et de la tête de soudage.

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Lorsque la partie antérieure 30 de la tête de soudage 10 est introduite à l'intérieur du chanfrein de soudage, le fil de métal d'apport est guidé par le premier type de buse, de manière à être dirigé sensiblement vers l'arête de l'angle dièdre constitué par une première face de jonction d'une première pièce à joindre et le fond du chanfrein ou la couche de métal déposée et par une buse du second type 34 vers l'arête d'un second angle dièdre constitué par la seconde surface de jonction de la seconde pièce et le fond du chanfrein ou la surface externe du métal d'apport déposé.

On peut ainsi réaliser le dépôt en corniche de cordons de soudure recouvrant l'ensemble de la largeur du chanfrein dirigée dans une seconde direction des pièces qui est verticale.

Lorsqu'on réalise le soudage bout à bout de deux parties d'enveloppe d'un générateur de vapeur de forme cylindrique tubulaire disposées l'une audessus de l'autre avec leurs axes verticaux et confondus, le chanfrein de soudage 5, comme représenté sur les figures 1 et 2, présente deux surfaces de jonction en vis-à-vis sensiblement horizontales, les pièces étant en appui ou fixés l'une sur l'autre par une latte du côté de leur face interne. Le chanfrein de soudage de forme annulaire à section constante doit être rempli, dans le sens de sa largeur (direction verticale) et dans le sens de sa profondeur (direction horizontale radiale) par des cordons de soudure successifs.

En utilisant la tête de soudage suivant l'invention qui comporte des moyens de déplacement orbital en rotation autour des pièces à souder et des moyens de déplacement de la torche de soudage dans la troisième direction des pièces radiales et horizontales, on peut réaliser, après mise en place de la tête de soudage sur les pièces à souder, l'introduction de la partie plane d'extrémité antérieure 30 de la tête de soudage à l'intérieur du chanfrein de soudage. On réalise alors l'alimentation des différents circuits de distribution de gaz de protection, du caisson ou cloche de protection 12 et de la torche de soudage 10 ainsi que les circuits de refroidissement de la torche de soudage.

On provoque le démarrage du chariot portant la tête de soudage pour son déplacement en rotation autour des pièces à vitesse constante et avec un courant électrique réglé, généralement de type pulsé, l'alimentation de la

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torche de soudage en fil d'apport à travers le guide-fil étant assurée par le dispositif motorisé 52, simultanément au déplacement du chariot 9. Un arc électrique éclate entre l'extrémité du fil d'apport à la sortie du canal 35 de la buse 34 et le chanfrein de soudage 5.

Suivant le choix de la buse, lors d'une première passe de soudage par rotation autour des pièces dans un premier sens, le fil en métal d'apport est dirigé vers l'angle supérieur ou vers l'angle inférieur du fond du chanfrein. Généralement, au cours de la première passe de soudage, on réalise un dépôt de métal dans l'angle inférieur du chanfrein de soudage, sur un tour, la tête de soudage effectuant un tour complet autour des pièces 1 et 2.

On arrête alors le déplacement de la tête de soudage et l'alimentation électrique de la torche de soudage 10 et on réalise le démontage du guide-fil 30c, comme indiqué plus haut, par l'intermédiaire du poussoir 40 accessible depuis l'extérieur de la torche de soudage sur la tête de soudage, pour changer la buse 34 qui est remplacée par une buse d'un type différent ou retournée. On réengage le fil d'apport dans le canal du guide-fil et dans la buse qui vient d'être mise en place, pour diriger le métal d'apport vers le second angle du fond du chanfrein, par exemple l'angle supérieur du fond du chanfrein. On met en rotation la tête de soudage par l'intermédiaire du chariot, autour des pièces à souder, dans un second sens opposé au sens précédent. La tête de soudage est donc parfaitement réversible.

On dépose un nouveau cordon de soudure.

On réalise ainsi, de manière successive, par rotation d'un tour complet dans un sens et dans l'autre de la tête de soudage autour des pièces à souder, le dépôt de cordons de soudure constituant des couches successives de métal de remplissage du chanfrein.

Après avoir constitué une couche de remplissage du chanfrein, on déplace la torche de soudage vers l'extérieur du chanfrein sur un pas correspondant à l'épaisseur d'une couche de métal d'apport déposé, en utilisant le moyen de déplacement 50 de la tête de soudage 10.

On réalise ainsi, progressivement, le remplissage complet du chanfrein de soudage 5.

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Il est à remarquer que les moyens suivant l'invention permettant d'insuffler un gaz de protection au niveau de la surface extérieure des pièces et dans le chanfrein de part et d'autre de la torche de soudage, par l'intermédiaire du caisson 12 ayant une section en forme de cadre et deux zones centrales d'insufflation et de guider parfaitement la tête de soudage dans le chanfrein assurent une réalisation du soudage dans de très bonnes conditions, puisque la zone de soudage est protégée à l'intérieur du chanfrein par le gaz de protection injecté à travers la tête de soudage et par l'extérieur des pièces à souder, le gaz de protection étant insufflé et réparti par la partie périphérique du caisson autour du chanfrein, et de la zone de soudage et injecté dans la partie interne du chanfrein, depuis l'extérieur des pièces, par la partie interne du caisson, de part et d'autre de la torche de soudage.

Comme indiqué plus haut, de manière à favoriser le dépôt de couches uniformes dans le fond du chanfrein, on peut produire une oscillation de la tête de soudage, dans le sens de la largeur du chanfrein, avec une fréquence qui peut être par exemple de l'ordre de 1 à 10 Hz.

Comme expliqué plus haut, les éléments rectilignes 18a et 18b de protection et de guidage en matériau réfractaire isolant permettent d'éviter toute mise en contact électrique de la tête de soudage avec les surfaces de jonction délimitant latéralement le chanfrein.

La réalisation du guide-fil sous forme facilement démontable permet de remplacer la buse, pour passer d'un premier type à un second type de buse ou de retourner la buse au cours des passes successives, ou encore de remplacer une buse usée au cours d'une utilisation prolongée de la torche de soudage.

L'invention ne se limite pas strictement au mode de réalisation qui a été décrit.

C'est ainsi que la tête et la torche de soudage peuvent présenter une forme de réalisation différente, cette forme étant adaptée aux caractéristiques géométriques des pièces à souder et de leur surface de jonction.

De manière générale, le dispositif et le procédé suivant l'invention peuvent s'appliquer au soudage de toute pièce de grandes dimensions, que

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ces pièces soient constituées par des tôles planes de forte épaisseur ou par des parties cylindriques telles que des viroles ou enveloppes tubulaires.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.-Tête de soudage à l'arc électrique avec métal d'apport, de deux pièces (1,2) délimitant, entre deux surfaces de jonction (3,4) faisant entre elles un angle inférieur à 5 , un chanfrein s'étendant suivant une première direction longitudinale des pièces et présentant une section transversale constante dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale, ayant une largeur, dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire aux surfaces de jonction (3,4) des pièces (1,2) inférieure à 15 mm et une profondeur suivant toute l'épaisseur des pièces (1,2), le long de leurs surfaces de jonction (3,4), dans une troisième direction des pièces, perpendiculaire à la première et à la seconde directions des pièces, la tête de soudage comportant une torche de soudage destinée à être introduite dans le chanfrein, traversée par au moins un canal de passage et de guidage (33,33', 35) d'un fil en métal d'apport et au moins un canal d'alimentation (42a, 43a, 44a, 42b, 43b, 44b) en gaz de protection d'une zone de soudage des pièces (1,2) par dépôt de métal d'apport fondu à l'intérieur du chanfrein (5), des moyens d'alimentation électrique de la torche de soudage (10) et des moyens de distribution (12) d'un gaz de protection au niveau d'une surface d'entrée du chanfrein (5) située suivant une surface extérieure des pièces (1,2), ainsi que des moyens de déplacement de la tête de soudage (6) dans la direction longitudinale et de déplacement de la torche de soudage (10) dans la troisième direction des pièces (1,2), caractérisée par le fait que la torche de soudage (10) comporte deux éléments rectilignes de protection et de guidage (18a, 18b) suivant deux côtés dans une direction axiale de la torche de soudage (10) sensiblement parallèle à la troisième direction des pièces (1, 2) lorsque la torche de soudage (10) est engagée dans le chanfrein (5) vers l'amont et vers l'aval de la torche de soudage, en considérant le déplacement longitudinal dans un premier sens ou dans un second sens opposé de la tête de soudage (6) réalisée sous forme réversible et que les moyens de distribution de gaz de protection (12) coopérant avec la torche de soudage (10) comportent un caisson (12) relié à des moyens d'alimentation en gaz de protection sur lequel la torche de soudage (10) est montée glissante dans la troisième direction des pièces (1,2) par l'intermédiaire des éléments de

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   protection et de guidage rectilignes (18a, 18b) et d'au moins une glissière (19) du caisson (12) qui présente une section transversale perpendiculaire à la direction des éléments de guidage (18a, 18b) en forme de cadre entourant la torche de soudage (10).

   2.-Tête de soudage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le caisson (12) des moyens de distribution d'un gaz de protection comporte une partie périphérique ayant une section en forme de cadre alimentée en gaz de protection par des ajutages d'amenée de gaz de protection (24, 24', 25,25') et une partie interne, à l'intérieur de la partie périphérique ayant une section en forme de cadre constituant deux zones d'injection de gaz dans le chanfrein (5) disposées de part et d'autre de la glissière (19) du caisson (22) alimentées en gaz de protection, sur une face postérieure du caisson (22), par des ajutages d'alimentation (26,26').

   3.-Tête de soudage suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la partie périphérique du caisson (12) des moyens de distribution de gaz de protection est délimitée d'un côté antérieur du caisson (12) destiné à être dirigé vers la surface extérieure des pièces (1,2) par une tôle comportant de fines perforations (22).

   4.-Tête de soudage suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que le caisson (12) présente une section ayant la forme d'un cadre rectangulaire dont la longueur s'étend dans la direction longitudinale du chanfrein (5) des pièces (1,2), dans la position de service de la tête de soudage.

   5.-Tête de soudage suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que la partie périphérique du caisson (12), à section en forme de cadre, est séparée en deux parties par des parois de séparation (23,23') disposées au voisinage d'une partie médiane du caisson en forme de cadre.

   6.-Tête de soudage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la glissière (19) du caisson (12) présente la forme d'un canal de guidage sensiblement parallélépipédique à section recangulaire, la torche de soudage (10) présentant, dans une partie (30) antérieure destinée à être introduite dans le chanfrein de soudage (5), la forme

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   d'une plaque plane dont la section rectangulaire est analogue à la section rectangulaire de passage de la glissière (19) du caisson (12) de forme sen- siblement parallélépipédique.

   7.-Tête de soudage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la torche de soudage (10) présente une partie antérieure destinée à être introduite dans le chanfrein (5) des pièces à souder (1,2) ayant la forme d'une plaque plane s'étendant dans une direction axiale de la tête de soudage (6) suivant la troisième direction des pièces, lorsque la tête de soudage est en position de service et qu'une partie antérieure (30) de la tête de soudage est réalisée en plusieurs parties s'étendant dans la direction longitudinale de la tête de soudage, une première partie centrale ou guide-fil (30c) comportant un canal central (33) de passage d'un fil en métal d'apport et ayant une extrémité antérieure constituée par une buse guide-fil (34) traversée par un canal (33', 35) de guidage du fil d'apport dans le prolongement du canal (33) du guide-fil (30c), deux éléments latéraux (30a, 30b) disposés de part et d'autre du guide-fil (30c) dans une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale de la tête de soudage ainsi que les éléments rectilignes de protection et de guidage (18a, 18b) fixés le long de deux côtés latéraux externes des éléments latéraux (30a, 30b) de la partie antérieure (30) de la tête de soudage.

   8.-Tête de soudage suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que les éléments rectilignes de protection et de guidage (18a, 18b) présentent une épaisseur, dans une direction perpendiculaire à la direction axiale et à la direction transversale supérieure à l'épaisseur des éléments latéraux (30a, 30b) et du guide-fil (30c) intercalé entre les éléments latéraux (30a, 30b).

   9.-Tête de soudage suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que le guide-fil (30c) et les éléments latéraux (30a, 30b) de la partie antérieure (30) de la tête de soudage sont en un matériau bon conducteur de l'électricité pour transmettre un courant électrique de soudage au fil d'apport passant dans le canal (33,33', 35) du guide-fil (30c) et que les éléments de protection (18a, 18b) sont en un matériau réfractaire isolant.

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   10.-Tête de soudage suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que la torche de soudage (10) comporte un support (31) sur lequel des éléments latéraux (30a, 30b) de la partie antérieure (30) de la tête de soudage sont fixés par une partie postérieure (30'a, 30'b) et que le guide-fil (30c) est intercalé et monté à glissement par l'intermédiaire de nervures (36,36', 37,37') entre les éléments latéraux (30a, 30b), dans une direction longitudinale et que le guide-fil (30c) et la buse (34) réalisée sous forme amovible du guide-fil (30c) en appui à sa partie antérieure sur des surfaces d'appui des éléments latéraux (30a, 30b) sont maintenus dans la direction axiale, par un moyen de maintien (39,40) du support (31), le guide-fil (30c) et la buse amovible (34) pouvant être démontés pour le remplacement ou le retournement de la buse amovible (34).

   11.-Tête de soudage suivant la revendication 9, caractérisée par le fait que la buse amovible (34) comporte, à son extrémité, un canal de guidage (35) du fil d'apport dont le diamètre est inférieur au diamètre courant du canal (33,33') du guide-fil (30c), pour assurer un bon contact électrique entre le fil d'apport et le guide-fil par l'intermédiaire duquel le fil d'apport est alimenté en courant électrique par les moyens d'alimentation électrique de la tête de soudage (6).

   12.-Tête de soudage suivant la revendication 11, caractérisée par le fait que le canal d'extrémité (35) de la buse (34) du guide-fil (30c) est dirigé vers l'une des faces planes de la partie antérieure (30) de la torche de soudage (10), de manière à diriger le fil d'apport vers un angle constitué par une face de jonction (3,4) de l'une des pièces (1,2) et un fond du chanfrein (5) ou une couche de métal d'apport.

   13.-Procédé de soudage bout à bout à l'arc électrique, avec métal d'apport, de deux pièces (1,2) cylindriques tubulaires de grand diamètre délimitant, entre deux surfaces de jonction (3,4) faisant entre elles un angle inférieur à 5 , un chanfrein (5) s'étendant suivant une première direction circonférentielle des pièces (1,2) et présentant une section transversale dans un plan perpendiculaire à la direction circonférentielle des pièces (1,2), ayant une largeur, dans une seconde direction axiale des pièces (1,2), inférieure à 15 mm et une longueur s'étendant suivant toute l'épaisseur de la

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   paroi des pièces tubulaires cylindriques, suivant leurs surfaces de jonction (3, 4), dans la direction radiale des pièces (1, 2), le soudage étant réalisé par commande automatique du déplacement en rotation autour des pièces (1, 2), d'une tête de soudage (6) comportant une torche de soudage (10) ayant une partie antérieure (30) introduite dans le chanfrein (5) au travers de laquelle on fait passer un fil en métal d'apport dans un canal d'un guide-fil (30c), on alimente le fil d'apport en courant électrique pour réaliser sa fusion à l'intérieur du chanfrein (5) par arc électrique, caractérisé par le fait qu'on réalise des passes de soudage successives en faisant tourner la tête de soudage autour d'un axe commun aux pièces (1,2) de direction verticale et on modifie l'orientation de l'extrémité du fil d'apport dirigé vers le fond du chanfrein, à l'issue de chacune des passes de soudage par déplacement de la tête de soudage (6) réversible dans un premier sens de rotation ou dans un second sens opposé.

   14.-Procédé suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que, pendant le soudage, on fait osciller la torche de soudage (10) et la partie antérieure (30) de la tête de soudage, à l'intérieur du chanfrein (5), dans la direction de la largeur du chanfrein (5), de manière à déposer des couches de métal d'apport suivant toute la largeur du chanfrein (5).

   15.-Procédé suivant l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé par le fait qu'on insuffle un gaz de protection au voisinage de la zone de soudage par fusion du métal d'apport dans le chanfrein (5), à l'intérieur du chanfrein (5), par l'intermédiaire de la partie antérieure (30) de la torche de soudage (10) introduite dans le chanfrein (5) et à l'extérieur du chanfrein (5) sur la surface extérieure des pièces (1,2).

   16.-Procédé suivant la revendication 15, caractérisé par le fait qu'on insuffle le gaz de protection à l'extérieur du chanfrein (5), sur la surface extérieure de pièces (1,2), sous la forme d'un jet périphérique réparti de gaz de protection et dans le chanfrein (5) sous la forme de deux jets disposés de part et d'autre de la partie (30) de la torche de soudage (10) introduite dans le chanfrein (5), en amont et en aval de la partie antérieure (30) de la tête de soudage, en considérant le sens de déplacement en rotation de la tête de soudage (6), dans le premier ou dans le second sens de déplacement.