LU85922A1 - ORBITAL MOVEMENT WELDING INSTALLATION - Google Patents
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Description
ΜΜ
Installation de soudage à mouvement orbitalOrbital motion welding installation
La présente invention concerne une installation à mouvement orbital pour le soudage automatique de tuyaux, 5 installation que l'on appellera plus simplement ci-après "l'installation orbitale" qui, en formant simultanément au moyen de deux lances de soudage deux cordons de soudure superposés au cours de chaque passage, accélère, améliore, transforme et rend meilleur marché l'opération de soudage 10 automatique de tuyaux, même de grand diamètre, à la fois dans les directions ascendantes et dans les directions descendantes.The present invention relates to an installation with orbital movement for the automatic welding of pipes, installation which will be called more simply hereinafter "the orbital installation" which, by simultaneously forming by means of two welding lances two weld beads superimposed during each pass, accelerates, improves, transforms and makes cheaper the automatic welding operation of pipes, even of large diameter, both in the upward and downward directions.
La nécessité d'accélérer le cycle de travail dans les opérations de soudage effectuées pendant la pose des 15 canalisations destinées à la distribution de liquides ou de gaz, afin de ramener a des valeurs de plus en plus compétitives les prix de revient de ces canalisations et de réduire le plus possible le temps nécessaire,a entraîné la mise au point de matériels de plus en plus compliqués pour le soudage 20 automatique de tuyaux.The need to speed up the work cycle in the welding operations carried out during the laying of the pipes intended for the distribution of liquids or gases, in order to bring the cost prices of these pipes to increasingly competitive values. minimizing the time required has resulted in the development of increasingly complicated equipment for automatic pipe welding.
Dans l'état actuel de la technique, on connaît des installations orbitales extrêmement efficaces pour le soudage automatique de tuyaux et, parmi ces installations, une installation particulière qui est décrite dans la 25 demande de brevet français 76 11061 vis-à-vis de laquelle la présente demande de brevet constitue un perfectionnement I , 2 I . considérable.In the current state of the art, extremely efficient orbital installations are known for the automatic welding of pipes and, among these installations, a particular installation which is described in French patent application 76 11061 with respect to which the present patent application constitutes an improvement I, 2 I. considerable.
! * Comme il est bien connu, l’installation orbitale ï 9 t , I faisant l’objet de la demande de brevet mentionnée ci-dessus | est constituée essentiellement par un rail disposé et fixé I 5 autour du tuyau, dans, une position prédéterminée aux ; alentours du bord à souder, ainsi que par une plaque de base de support qui est fixée à l'aide d'un moyen de fixation rapide sur les bords du rail, grâce à quatre roues à gorge en vue d'un coulissement, et qui est déplacée le 10 long de ce rail par un pignon d'entraînement moleté coopérant avec un bord de ce rail, la lance de soudage, le dispositif d'alimentation en fil de soudage et les mécanismes nécessaires au réglage de la position de la lance, ainsi qu'à son pivotement dans la direction transversale par 15 rapport au bord à souder, étant montés, entre autres, sur ladite plaque de base«! * As is well known, the orbital installation ï 9 t, I being the subject of the patent application mentioned above | consists essentially of a rail arranged and fixed I 5 around the pipe, in a predetermined position; around the edge to be welded, as well as by a support base plate which is fixed by means of a quick fixing means to the edges of the rail, by means of four grooved wheels for sliding purposes, and which is moved along this rail by a knurled drive pinion cooperating with an edge of this rail, the welding lance, the welding wire supply device and the mechanisms necessary for adjusting the position of the lance, as well as its pivoting in the transverse direction relative to the edge to be welded, being mounted, inter alia, on said base plate "
Une telle installation orbitale, similaire à toutes les autres installations analogues connues, ne permet d'obtenir qu'un seul cordon de soudure au cours de chaque 20 passage«.Such an orbital installation, similar to all other similar analogous installations, allows only one weld bead to be obtained during each passage.
En d'autres termes, on ne peut obtenir deux cordons de soudure superposés qu'à des moments successifs et espacés au moyen de deux passages différents©In other words, you can only get two weld seams superimposed at successive moments and spaced by means of two different passages ©
Par conséquent, du fait que l'on complète toujours 25 le soudage d'un tuyau en superposant un-certain nombre de |i soudures, il faut effectuer autant de passages qu'il fautConsequently, since the welding of a pipe is always completed by overlapping a certain number of welds, as many passages must be made as necessary.
Ide cordons© L’objectif de la présente invention est précisément | de remédier à la limitation précitée et de réaliser par 30 conséquent une installation orbitale permettant d’obtenir le soudage avec un nombre plus petit de passages.Ide cords © The objective of the present invention is precisely | to overcome the aforementioned limitation and therefore to carry out an orbital installation making it possible to obtain welding with a smaller number of passages.
En atteignant cet objectif, on obtient également une meilleure qualité de soudure©By achieving this objective, we also obtain a better quality of weld ©
On a constaté, en fait, d'une façon expérimentale 35 surprenante, qu’en réalisant deux cordons de soudure 3 superposés, l’un peu de temps après l’autre, c'est-a-dire en réalisant dans la pratique un cordon de soudure quand le bain de fusion du cordon sous-jacent n'est pas encore complètement refroidi, comme cela arrive dans la technique 5 connue, on obtient une soudure présentant des caractéristiques optimales en raison d’une interpénétration plus facile de deux cordons superposés, ce qui améliore les caractéristiques métallurgiques et, de ce fait, également la résistance des joints soudés» 10 On a donc résolu le problème, en adoptant sur une même plaque de base de support deux ensembles de lances de soudage munis de dispositifs de positionnement et de pivotement ainsi que de deux dispositifs d'alimentation en fil de soudage, de manière qu'au moyen d’une seule et même 15 course de l’appareillage le long du bord à souder, on obtienne deux cordons de soudure superposés, le second cordon étant réalisé avec, par rapport au premier, un retard qui est proportionnel a la distance séparant sur la plaque de base les deux lances précitées„ 20 On a observé, d'autre part, toujours d'une façon expérimentale, que la qualité de la soudure est aussi fonction du retard précité, lequel doit par conséquent être déterminé avec précision dans chaque cas, de sorte que, pour qu'il soit possible d’agir sur ce phénomène également, 25 il est nécessaire d'envisager la possibilité de modifier l'intervalle de temps qui s'écoule entre la formation des deux cordons de soudure successifs afin qu'il soit possible de commencer le second cycle au moment précis du premier * cycle où les conditions de température et les conditions de 30 solidification de la matière de soudage et du meme tuyau conviennent le mieux pour commencer ledit second cycle» A cette fin, on ne monte pas les lances de soudage dans des positions fixes sur la plaque de base de support mais de manière telle que l’on puisse modifier comme on le 35 désire la distance d'une lance par rapport à l'autre dans J— ' 4 . le sens circonférenciel du rail, et que l’on puisse, par conséquent, modifier comme on le désire le retard précité et on parvient è, ce résultat en fixant simplement les deux systèmes de soudage au moyen de boulons logés dans des 5 fentes qui s’étendent, dans la direction circonférencielle dudit raileIt has been found, in fact, in a surprising experimental way, that by producing two superimposed weld beads 3, one shortly after the other, that is to say by carrying out in practice a weld bead when the weld pool of the underlying bead is not yet completely cooled, as happens in the known technique, a weld having optimal characteristics is obtained due to an easier interpenetration of two superposed beads , which improves the metallurgical characteristics and, therefore, also the resistance of the welded joints ”10 We have therefore resolved the problem, by adopting on the same support base plate two sets of welding lances fitted with positioning devices and pivot and two welding wire feeders, so that by means of a single stroke of the equipment along the edge to be welded, two superimposed weld beads are obtained, the second cord being carried out with, with respect to the first, a delay which is proportional to the distance separating on the base plate the two aforementioned lances „20 On the other hand, it has also been observed, always in an experimental manner, that the quality of the welding is also a function of the aforementioned delay, which must therefore be determined with precision in each case, so that, in order to be able to act on this phenomenon also, it is necessary to consider the possibility of modifying the time interval between the formation of the two successive weld beads so that it is possible to start the second cycle at the precise moment of the first cycle when the temperature conditions and the solidification conditions of the material welding and the same pipe are best suited to start said second cycle "To this end, the welding lances are not mounted in fixed positions on the support base plate but in such a way that it is possible to modify c as desired, the distance from one lance to the other in J— '4. the circumferential direction of the rail, and that one can consequently modify the aforementioned delay as desired and this is achieved by simply fixing the two welding systems by means of bolts housed in 5 slots which are 'extend in the circumferential direction of said rail
Comme, en outre, l'adoption de deux systèmes de soudage complets et autonomes sur une même plaque de base, dont les dimensions ne doivent pas, bien entendu, être 10 augmentées afin de ne pas accroître les dimensions globales, ce qui nuirait à une fixation efficace sur le rail et rendrait plus compliqué le soudage d'un joint circulaire, entraîne sur la plaque de base une accumulation d'éléments au point de rendre difficile les opérations de vérification 15 et de nettoyage des lances de soudage et des parties inférieures de l'installation mobile si on ne démonte pas du rail fixe la totalité de la structure, les deux systèmes de soudage précités, au lieu d'être montés sur ladite plaque de base de support, sont montés, suivant une autre 20 caractéristique de l'invention, sur une seconde plaque de support qui est articulée à une extrémité de ladite plaque de base et est maintenue à son autre extrémité par un crochet de verrouillage monté sur ladite plaque de base de support. De cette façon, en dégageant ledit crochet, on peut 25 faire pivoter ladite seconde plaque et, de ce fait, rendre facilement accessible les lances et les parties inférieures de l'installation mobile mentionnée0Since, moreover, the adoption of two complete and autonomous welding systems on the same base plate, the dimensions of which must not, of course, be increased in order not to increase the overall dimensions, which would harm a efficient fixing on the rail and would make the welding of a circular joint more complicated, results in an accumulation of elements on the base plate to the point of making it difficult to check and clean the welding lances and the lower parts of the mobile installation if the entire structure is not removed from the fixed rail, the two aforementioned welding systems, instead of being mounted on said support base plate, are mounted, according to another characteristic of the invention, on a second support plate which is articulated at one end of said base plate and is held at its other end by a locking hook mounted on said support base plate. In this way, by disengaging said hook, it is possible to pivot said second plate and, thereby, to make easily accessible the lances and the lower parts of the mobile installation mentioned.
En résumé, l'installation à mouvement orbital de soudage automatique de tuyaux, comprenant une partie fixe 30 ou rail disposé et fixé autour du tuyau dans une position prédéterminée par rapport au bord a souder, ainsi qu'une partie mobile constituée par une plaque de base de support assujettie à l'aide d'un moyen de fixation rapide sur les bords dudit rail grâce à quatre roues à gorge en vue d'un 35 coulissement, et entraînée le long dudit rail par un pignon * β * 5 d’entraînement mol été coopérant avec un bord de ce rail, un système de soudage étant monté sur cette plaque de base et étant constitué par un bloc supportant la lance de soudage comprenant les dispositifs nécessaires au 5 réglage de son positionnement et à son mouvement de pivotement, ainsi que le dispositif d’alimentation en fil de soudage comportant la bobine de fil de soudage et le mécanisme pour avancer ce fil, est caractérisée selon la présente invention par le fait qu'elle est pourvued'un second 10 système de soudage analogue monté dans une position parallèle au premier système de soudage sur ladite plaque de base, de sorte que les deux lances de soudage sont parallèles l'une à l'autre le long du bord à souder, les deux systèmes de soudage précités étant fixés à une distance 15 mutuelle réglable par assujettissement des blocs de support à l'aide boulons logés dans des fentes s’étendant dans la direction circonférencielle du rail et ménagées dans me seconde plaque de support qui -est à son tour articulée à une de ses extrémités à une extrémité correspondante de ladite plaque 20 de base de support et est maintenue à son autre extrémité par un crochet de verrouillage destiné au verrouillage de ladite plaque de base de support®In summary, the installation for orbital movement of automatic welding of pipes, comprising a fixed part 30 or rail arranged and fixed around the pipe in a predetermined position relative to the edge to be welded, as well as a mobile part constituted by a plate support base secured by means of a rapid fixing means to the edges of said rail by means of four grooved wheels for sliding purposes, and driven along said rail by a drive pinion * β * 5 mol been cooperating with an edge of this rail, a welding system being mounted on this base plate and consisting of a block supporting the welding lance comprising the devices necessary for adjusting its positioning and its pivoting movement, as well that the welding wire supply device comprising the welding wire coil and the mechanism for advancing this wire, is characterized according to the present invention by the fact that it is provided with a second welding system analog mounted in a position parallel to the first welding system on said base plate, so that the two welding lances are parallel to each other along the edge to be welded, the two aforementioned welding systems being fixed to a mutual distance adjustable by subjecting the support blocks using bolts housed in slots extending in the circumferential direction of the rail and formed in the second support plate which is in turn articulated at one of its ends at a corresponding end of said support base plate 20 and is held at its other end by a locking hook intended for locking said support base plate®
Par ailleurs, comme, par suite de l’espace limité disponible, l'addition dans un agencement parallèle d'une 25 seconde bobine de fil de soudage destinée à l'alimentation de la seconde lance rendrait impossible le rechargement du fil sur la bobine de la première lance, la bobine de fil de soudage de ladite seconde lance est montée de façon tournante, selon une autre caractéristique de la présente invention, 30 sur un bras articulé et est maintenue dans sa position par une clé de blocageeFurthermore, as, owing to the limited space available, the addition in a parallel arrangement of a second coil of welding wire intended for supplying the second lance would make it impossible to reload the wire on the coil the first lance, the coil of welding wire of said second lance is rotatably mounted, according to another characteristic of the present invention, on an articulated arm and is held in its position by a locking key
De cette façon, en enlevant la clé, on peut faire pivoter la seconde bobine en permettant ainsi à la première bobine d'être introduite a l'intérieur de son logement* 35 L'invention apparaîtra plus clairement a la f.f // 6 . lecture de la description donnée ci—après en référence * aux dessins annexés, sur lesquels ï la figure 1 est une vue en perspective partielle d'une installation orbitale selon l'invention montée sur 5 un tuyau à souder ; la figure 2 est une vue en perspective partielle de l'installation orbitale de la figure 1, les systèmes de soudage se trouvant dans leur position écartée l'un de l'autre par pivotement ; et 10 la figure 3 est une vue en perspective partielle et à plus grande échelle d'un détail du système de montage de la second«—bobine de fil de soudage selon l'invention également·In this way, by removing the key, the second coil can be pivoted, thus allowing the first coil to be inserted inside its housing * 35 The invention will appear more clearly on f.f // 6. Reading of the description given below with reference to the appended drawings, in which FIG. 1 is a partial perspective view of an orbital installation according to the invention mounted on a pipe to be welded; Figure 2 is a partial perspective view of the orbital installation of Figure 1, the welding systems being in their position spaced from one another by pivoting; and FIG. 3 is a partial perspective view, on a larger scale, of a detail of the mounting system for the second “welding wire spool according to the invention also.
En se référant aux dessins, on voit que l'on a 15 indiqué par 1 le bord à souder d'un tuyau 2 sur lequel, à une distance prédéterminée du bord 1 , est monté et fixé un rail circulaire 3 s'appuyant sur le tuyau au moyen d'axes d'entretoisement 4«,Referring to the drawings, it can be seen that the welded edge of a pipe 2 has been indicated by 1 on which, at a predetermined distance from the edge 1, is mounted and fixed a circular rail 3 resting on the pipe by means of 4 "spacer pins,
Sur le rail 3 est alors fixée une plaque de base 20 de support 6 qui peut se déplacer grâce à quatre roulettes 5 à gorge, une seconde plaque de support 8 étant articulée à une extrémité de la plaque de base de support 6 au moyen d'un axe d'articulation 7, et cette seconde plaque de support 8 étant maintenue en contact avec la plaque de 25 base 6 à l'aide d'un moyen de verrouillage 9 a crochet à libération rapide qui, du fait qu'il est monté a l'autre extrémité de la plaque de base 6, a son crochet 9* qui coopère avec la surface supérieure de l'autre extrémité de la seconde plaque de support 8 (voir spécialement la 30 figure 1)·On the rail 3 is then fixed a base plate 20 for support 6 which can be moved by means of four grooved castors 5, a second support plate 8 being articulated at one end of the support base plate 6 by means of a hinge pin 7, and this second support plate 8 being held in contact with the base plate 6 by means of a locking means 9 with quick-release hook which, because it is mounted at the other end of the base plate 6, has its hook 9 * which cooperates with the upper surface of the other end of the second support plate 8 (see especially Figure 1) ·
La seconde plaque de support 8 est en outre pourvue d'une paire de fentes 10 s'étendant dans la direction circonférencielle du rail 3 et dans lesquelles deux blocs de support respectifs 11 et 11 * sont boulonnés 35 suivant une disposition parallèle l'un a l'autre. Les blocs A» „ * 11 et 11 *, dont on peut régler à volonté et avec précision la distance mutuelle en tirant partie de la longueur des fentes 10, supportent deux systèmes de soudage complets, autonomes et parallèles l'un à l'autre, dont on désignera 5 le second par la même -référence numérique que le premier mais en la faisant suivre du signe prime»The second support plate 8 is further provided with a pair of slots 10 extending in the circumferential direction of the rail 3 and in which two respective support blocks 11 and 11 * are bolted 35 in a parallel arrangement one a the other. The blocks A »„ * 11 and 11 *, the mutual distance of which can be adjusted at will by taking advantage of the length of the slots 10, support two complete welding systems, autonomous and parallel to each other , the second of which will be designated 5 by the same numeric reference as the first but followed by the prime sign "
Plus particulièrement, chaque bloc H, 11' supporte, de façon réglable dans la direction axiale du tuyau 2 à l'aide d'un bouton 12, 12', un bâti 13, 13' qui 10 peut être lui—même réglé verticalement dans la direction radiale à l'aide d'un bouton 14, 14*· Chaque bâti 13, 13' suppoFtë alors, de manière à pouvoir effectuer des mouvements pivotants dont on peut régler la course a l'aide d'un bouton 15, -15', une structure 16, 16' sur laquelle une lance de 15 soudage 18, 18' est fixée à l'aide d'un bras 17, 17* dont une extrémité fait saillie·More particularly, each block H, 11 'supports, in an adjustable manner in the axial direction of the pipe 2 by means of a button 12, 12', a frame 13, 13 'which can itself be adjusted vertically in the radial direction using a button 14, 14 * · Each frame 13, 13 'then suppoFtë, so as to be able to carry out pivoting movements the stroke of which can be adjusted using a button 15, - 15 ', a structure 16, 16' on which a welding lance 18, 18 'is fixed using an arm 17, 17 * of which one end projects ·
Les deux lances 18, 18' sont disposées de façon parallèle l'une à l'autre le long du bord à souder (voir particulièrement la figure 1) et sont alimentées avec le 20 fil de soudage 19, .19* qui est extrait de sa bobine 20, 20* à l'aide d’un mécanisme d'entraînement 21, 21*·The two lances 18, 18 ′ are arranged parallel to each other along the edge to be welded (see particularly FIG. 1) and are supplied with the welding wire 19, .19 * which is extracted from its coil 20, 20 * using a drive mechanism 21, 21 * ·
Enfin, la bobine 20' du fil de soudage 19* destiné k la seconde lance 18*, comme on peut le voir clairement sur la figure 3, est montée sur un bras 22 articulé en 23 25 à un support 24 qui fait corps avec le bloc 11'·Finally, the coil 20 ′ of the welding wire 19 * intended for the second lance 18 *, as can be clearly seen in FIG. 3, is mounted on an arm 22 articulated at 23 25 to a support 24 which is integral with the block 11 '
Le bras 22, qui permet d'écarter la seconde bobine 20* en la faisant pivoter afin de faciliter le remplacement de la première bobine 20 est maintenu fixe dans sa position par une clé de verrouillage 25 qui est 30 vissée sur un prolongement 26 du bras 22* flThe arm 22, which makes it possible to separate the second coil 20 * by pivoting it in order to facilitate the replacement of the first coil 20, is kept fixed in its position by a locking key 25 which is screwed onto an extension 26 of the arm 22 * fl
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