Brevet FR2028375A1 — publié le 19701009

i 2028375 Là présente invention concerne -on procédé de fabrication de treillis formés de fers soudés sur des maciiines à souder les treillis, procédé dans lequel on soumet les fers à souder à une pression entre les électrodes de la machine à souder; elle con-5 cerne aussi une machine à souder les treillis propre à la mise en oeuvre de ce procédé. Dans les Machines à souder les treillis par points multiples de type connu, qui servent à fabriquer des treillis formés de fers, notamment les treillis d'armature pour le béton armé, 10 en soudant les fers longitudinaux et transversaux à leurs points d'intersection, on soumet ces fers à une pression en chacun des points d*intersection à souder, au moyen des électrodes supérieures disposées sur une traverse de soudage. La pression de soudage est créée mécaniquement, pneumatiquement ou hydraulique-15 ment, du fait que chacune des électrodes, ou bien chaque pont d'électrodes situé au dessus de deux points de soudage est associé à un ressort de compression de sorte que, lorsque la traverse de soudage à laquelle sont suspendues les différentes électrodes se meut vers le bas, la pression est transmise chaque 20 fois à celui des fers à souder qui se trouve au dessus. Pour assurer un bon serrage des fers l'un contre l'autre dans tous les cas, lors du soudage, on crée la pression dé soudage contre un ressort de compression, lequel peut éventuellement aussi être affecté d'une tension initiale. La commande, c'est-à-dire 25 l'exécution du mouvement vertical de la traverse de soudage, peut se faire mécaniquement, hydrauliquement ou pneumatiquement. Dans d'autres machines à souder les treillis, au lieu de ressorts de compression, la pression de soudage est engendrée par voie pneumatique ou hydraulique. A une traverse supé— 30 rieure fixe de soudage sont suspendus des cylindres de pression espacés les uns des autres et qui reçoivent l'agent de pression au rythme de la machine à souder, repoussant ainsi sur les fers les électrodes situées à l'extrémité inférieure des pistons. Lorsqu'on soude électriquement par résistance deux fers 35 qui se croisent, le métal fond dans la région du contact entre les fers. Lors du refroidissement, il se forme ce que l'on peut appeler la lentille de soudure. Au cours du processus de pénétration d'un fer dans l'autre, l'épaisseur totale des fers à 70 01142 2 2028375 souder est réduite au début du soudage, relativement à la somme des deux diamètres, d'une quantité que l'on peut appeler la profondeur de pénétration. La conséquence de cette pénétration est qu'il se produit une détente de l'élément de compression, sa-5 voir du ressort de compression ou du cylindre de pression, de sorte que la pression d'appui qui existait avant le début du soudage diminue partiellement. Cela entraîne des effets nuisibles sur la qualité du soudage. Ce processus est illustré par le graphique de la figure 10 9. Au début du processus de soudage, la pression de soudage P augmente constamment en partant du point A. Pendant le soudage - le courant de soudage J passant entre C et D - cette pression ne reste pas constante (tireté a) mais diminue à mesure que la pénétration augmente (trait mixte b). Après refroidissement de 15 la soudure, la pression diminue à nouveau jusqu'à zéro, en partant du point B. L'invention a essentiellement pour but de fournir une possibilité d'éviter la diminution de pression causée par la pénétration* dans le soudage de treillis de fers et notamment 20 les treillis d'armature. La solution de ce problème est apportée par le fait que, pendant le processus de soudage on maintient constante la près-— sion agissant sur les fers même lorsque la pénétration augmente, et qu'après la fin du processus de soudage on l'augmente constam-25 ment pendant tout le refroidissement de la soudure. Selon l'invention, lors du soudage et malgré la pénétration, non seulement il ne se produit pas de diminution de la pression, comme le montre le trait plein ç sur le graphique de la figure 9, mais encore la pression augmente constamment pen— 30 dant le refroidissement. Se ce fait, la qualité &es soudures est nettement améliorée. Lorsqu'on exécute par périodes successives des tranches de soudures échelonnées sur la largeur de travail de la machine à souder les treillis, ce qui peut parfois être avantageux on 35 peut, selon l'invention encore, appliquer aux fers de la deuxième tranche et des suivantes une plus forte pression initiale qu'aux fers de la tranche qui précède. L'invention a encore pour objet une machine à souder les 70 01142 3 2028375 treillis, destinée à la aise en oeuvre du procédé et dans laquelle une transmission à balancier commandée par un plateau de came est prévue pour appliquer la pression aux électrodes» Ce plateau de came présente dé préférence différents sec-5 teurs dont les limites, à la périphérie extérieure de celui-ci, sont formées par des courbes qui présentent une inclinaison constante ou bien une inclinaison qui augmente ou diminue constamment, relativement à un cercle de référence de rayon minimal* On adoptera avantageusement une disposition suivant laquelle les 10 rayons de limitation des secteurs qui se succèdent dans le sens de rotation du plateau de came, et qui ont des angles au centre croissants, augmentent tout d'abord d'une quantité h en partant du rayon minimal de référence r, puis augmentent d'une mesure h + x, puis diminuent à nouveau jusqu'au rayon r. 15 L'augmentation des rayons se fait de préférence de façon linéaire* Les zones de transition entre les différentes sections de courbures différentes sont arrondies et elles peuvent aussi être en forme de clothoîdes. Enfin, le ou les plateaux de came peuvent être disposés 20 de façon interchangeable. L ' avan taged'utiliser des plateaux de came de cette forme - particulière pour la commande d'une machine à souder les treillis réside surtout dans sa simplicité et dans son fonctionnement sûr et précis. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, qui vise les exemples d'exécution représentés dans les dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe partielle d'une machine à souder les treillis; 30 la figure 2 est une vue de détail en plan dans le sens de la flèche A de la figure 1, montrant la partie supérieure de la machine à souder) la figure 3 est une vue schématique d'un mode d'exécution d'un plateau de came ; 35 la figure 4- est une vue schématique d'un autre mode d'exé cution de plateau de came; la figure 5 est une coupe partielle de la traverse inférieure d'une machine à souder les treillis selon la figure 1; 70 01142 4 2028375 la figure 6 est une vue partielle de face de la traverse inférieure de la machine à souder les treillis selon la figure 5i la figure 7 est une vue partielle en coupe de la traverse 5 supérieure de soudage, dans un autre mode d'exécutionj la figure 8 est une vue partielle de face de la traverse supérieure de soudage dans le mode d'exécution de la figure 7» et la figure 9 montre schématiquement la variation de la 10 pression, lors d'un processus de soudage. La figure 1 représente en coupe une machine à souder les treillis. Les flasques 7 et 8 de la machine reposent sur un socle 9. Pour plus de clarté, on a supprimé une partie du flasque antérieur 7« Les pièces représentées sur la figure 1, et 15 voisines des flasques, sont prévues de chaque côté de la machine. Entre les deux flasques 7 et 8 de la machine est monté sur un axe 11 un "balancier de traction 10 à peu près horizontal. Sur ce balancier 10 est fixé, au moyen d'un axe 13, un galet de pression 12 de rayon r_' dont la circonférence se déroule contre 20 la périphérie du plateau de came 14- monté au dessus de lui, dans les flasques 7 et 8 de la machine, par l'intermédiaire de 1*arbre d'entraînement 15. A l'extrémité antérieure du balancier de traction 10 est articulée sur un pivot 16 tme tige verticale de traction 23 qui transmet sous forme de mouvement ascendant et 25 descendant aux organes supérieurs de la machiné le mouvement transmis "par le plateau de came 14 au balancier de traction 10, par l'intermédiaire du galet de pression 12. Les flasques 7 et 8 situés des deux côtés de la machine • sont reliés entre eux par la traverse inférieure de soudage 4 30 qui repose sur une poutre d'appui 6. A 11 intérieur de la traverse inférieure de soudage 4 sont montés un certain nombre de supports d'électrodes 47 dont l'espacement est égal à celui des fers longitudinaux à souder, et soutenant les électrodes inférieures correspondantes 3» Chacun de ces supports d'électrode 35 47 repose sur tin ressort de compression 5« Ce montage élastique peut aussi être assuré au moyen de pistons à fonctionnement hydraulique ou pneumatique. Sur la traverse inférieure de soudage 4 est en outre fixé un bras de soutien 17 formant un appui 18 légèrement bombé vers 70 01142 5 2028375 le haut, et destiné à coopérer avec la douille inférieure de guidage 19 d'un ressort de compression 21. Ce ressort de compression 21, qui repousse par son extrémité supérieure une autre douille de guidage 20, et dont on peut régler la contrainte 5 au moyen d'un tendeur 22, a pour rôle de rappeler le balancier 10 vers le haut, afin d'assurer à tout moment l'application parfaite du galet de pression 12 contre la périphérie du plateau de came 14 et de rappeler la tige de traction 23 après la fin du processus de soudage, ce pour que la traverse de soudage 1 10 soit ramenée à sa position initiale. Cette dernière, montée dans la partie supérieure de la machine à souder, porte également des supports d'électrode 48 dont l'espacement est égal à celui des fers à souder, et auxquels sont fixées les électrodes correspondantes 2. A sa par-15 tie inférieure, la traverse de soudage 1 est reliée aux joues de balancier 27 et 28 par l'intermédiaire d'une monture 30 et de goujons 31 articulés sur un axe 32. La partie supérieure de la traverse de soudage 1 est elle-même fixée à un support 41 par l'intermédiaire d'une chape d'articulation 43, d'un axe 35 et 20 d'un bras 33 pivotant sur un autre axe 34. Le support 41 repose par une semelle 42 sur les flasques inférieurs 7 et 8 de la machine. Le support 41 n'est représenté qu'en traits mixtes dans sa partie supérieure, pour plus de clarté. En outre, pour la même raison, la joue de balancier 28 est représentée partiellement 25 arrachée. Les joues de balancier 27 et 28 sont montées sur un axe 29 porté par les flasques inférieurs 7 et 8 de la machine. A l'extérieur du flasque 27 est disposé un volant à main 36 muni d'un levier de blocage 46, et grâce auquel on peut actionner, 30 par l'intermédiaire d'un pignon à chaîne 37 et d'une chaîne 38, un pignon à chaîne supérieur 39. En actionnant ce pignon à chaîne supérieur 39, on agit sur le mécanisme 24 de réglage de la longueur de la tige de traction 23, par l'intermédiaire d'une vis sans fin 26 et d'un pignon hélicoïdal 25. Il est nécessaire 35 d'actionner le mécanisme de réglage 24 quand il faut modifier la distance entre les deux électrodes 2 et 3, ce qui est le cas par exemple lorsqu'on soude des fers de diamètres différents. Grâce à un arbre traversant 49 co-axial au pignon à chaîne 39» 70 01142 6 2028375 les tiges de traction situées des deux côtés de la machine à souder sont actionnées simultanément» Le mécanisme de réglage 24 est muni d'un pivot mobile 40 monté dans les joues de balancier 27 et 28. Le ressort 21 entou-5 rant la tige de traction 23 et- affecté d'une contrainte initiale s'applique par son extrémité supérieure contre la douille de guidage 20 qui est maintenue en position par un dispositif de réglage 22 le long de la tige 23» ainsi qu'on l'a déjà précisé. 10 Le mouvement vertical de la traverse supérieure de souda ge 1, commandé par l'intermédiaire du galet de pression 12 et de la tige de traction 23» est réglé comme on l'a déjà dit par la configuration spéciale du plateau de came 14. En partant de son centre M, le plateau de came 14 représenté par la figure 15 3 est subdivisé en quatre secteurs dont les rayons de limitation forment à sa périphérie extérieure quatre portions I, II, III et IV de courbure différente. Dans la région de la portion I, 3* périphérie extérieure du plateau de came correspond à un arc de cercle de centre U et de rayon r. Au point B, la courbure cons-20 tante de la portion I fait place à une portion II dans laquelle^ la courbure est déterminée par le fait que, dans la région II limitée par les points B et 0, le rayon du plateau de came augmente d'une valeur h„ Le rayon de limitation du plateau de came présente donc au point 0 la valeur B = r + h» Dans la portion 25 III délimitée par les points C et E, la courbure varie à nouveau en ce sens que le rayon E augmente encore d'une valeur x. En partant du point E, la distance au centre M diminue à nouveau jusqu'à présenter à nouveau la valeur r, à la fin de la portion IV, au point E. 30 On peut décrire en détail comme suit le fonctionnement de la machine réalisée selon l'invention i Tout d'abord, au moyen de la vis de réglage 57» on applique une tension initiale au ressort de compression 5 disposé dans la traverse inférieure de soudage 4. Ensuite, et selon l'é— 35 paisseur totale des fers à souder 44 et 45» il faut régler l'espacement entre l'électrode supérieure 2 et l'électrode inférieure 3» A cet effet, on actionne le pignon à chaîne 39 par l'intermédiaire du volant 36, du pignon à chaîne 37 et de la chaîne 70 01142 7 2028375 38» Sur le même axe que le pignon à chaîne 39 est montée la vis sans fin 26 qui actionne le pignon hélicoïdal 25. Celui-ci est relié au pivot 40 qui est monté dans les joues de balancier 27 et 28, et sert à guider dans le haut la tige de traction 23. 5 Quand le pignon hélicoïdal 25 est actionné, la tige de traction 23 est déplacée vers le haut ou vers le bas, contre la force du ressort de rappel 21. Une faible inclinaison de la tige de traction 23 peut être compensée par la légère courbure de l'appui 18. Après avoir réglé la distance correcte entre les électrodes 10 2 et 3» on bloque le volant 36 au moyen du levier 46. Après avoir mis en place les fers longitudinaux 45 et le premier fer transversal 44, on met en mouvement le plateau de came 14 jpar l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement 15. Aussi longtemps que ce plateau de came 14 roule dans le sens des ai-15 guilles d'une montre contre le galet de pression 12 dans la région de sa portion I, le galet 12 et par conséquent le balancier 10 ne changent pas de position. Aussitôt que lé point B de la périphérie du plateau :de- c^ë Î4 a dépassé le point de contact A avec le galet 12, dans la suite de sa rotation, et du fait de 2Ô Xraugmentation du rayon du plateau de came dans la portion II, le galet 12 subit une pression par suite de laquelle le balancier 10, monté sur l'axe 11 du bâti de la machine, déplace la tige de traction 23 vers le bas, en agissant à son extrémité inférieure. Etant donné que la tige de traction 23 est reliée par 25 l'intermédiaire du mécanisme de réglage 24 aux joues de balancier 27 et 28, celles-ci sont également déplacées vers le bas, par rotation autour de l'axe 29, et par conséquent aussi la traverse de soudage 1 fixée aux joues de balancier 27 et 28. Comme on l'a déjà mentionné, la traverse de soudage 1 est maintenue à 30 son extrémité inférieure sur les joues de balancier 27 et 28, par et à son extrémité supérieure,/l'intermédiaire du bras d'articulation 33» sur le support 41, de telle sorte qu'elle reste en position verticale pendant son mouvement ascendant et descendant. Pendant que la portion II du plateau de came 14 roule sur 35 la circonférence du galet de pression 12, la traverse de soudage 1 avec les électrodes 2, se meut relativement vite en direction des fers à souder 44 et 45. Quand le point B' a atteint à peu près le point de contact A avec le galet de pression 12, l'électrode supérieure 2 touche le fer transversal 44. Le mouvement 70 01142 8 2028375 de rotation du plateau de came 14 se poursuivant, la pression de contact des fers à souder est augmenté^ contre 1*action du ressort de compression 5* Le soudage lui-même commence quand le point 0 a atteint le point de contact A. Etant donné que la 5 courbure de la périphérie du plateau de came 14 varie encore, dans la portion III, dans le sens d'une augmentation du rayon, la traverse supérieure de soudage 1 avec les électrodes 2 se meut vers le bas, pendant le processus de soudage, d'une distance correspondant à peu près à la profondeur de la pénétration. 10 Oe mouvement persiste encore lorsque le point D a atteint le point de contact A, et que le processus de soudage proprement dit est terminé. Le mouvement des électrodes 2 vers le bas, qui se poursuit encore, entraîne pendant le refroidissement du point de soudage une augmentation de pression jusqu'à ce que, 15 quand le point E est atteint, le sens du mouvement s'inverse, la traverse supérieure de soudage 1 se déplaçant alors vers le haut, jusqu'à atteindre à nouveau son point mort haut, au point F, à la fin de la portion IV. Pour bien amener les fers longitudinaux 45» malgré les 20 mouvements verticaux faibles mais répétés que subissent les fers à chaque opération de soudage, dans la région où elle s'effectue, contre l'action du ressort de compression 5» le tube d'amenée 50 est articulé en 51» dans la région de son entonnoir d'entrée, de manière à pouvoir participer aux mouvements ascendants et 25 descendants. Dans la région de la soudure, le tube d'amenée 50 repose sur un appui à ressort 52 qui est soumis à une pression telle que le tube 50 est maintenu en position horizontale, et après le soudage quand le support inférieur d'électrode 47 est repoussé à nouveau vers le haut, le ressort de 1 'appui 52 ramène 30 le tube 50 à sa position horizontale. Avec la machine réalisée selon l'invention, il est possible aussi de souder en deux ou plusieurs passes successives. L'avantage assuré est que, surtout lorsqu'il existe de nombreux points de soudage sur la largeur du treillis, la puissance de 35 branchement de la machine peut rester faible du fait que, par exemple, on ne soudera à la fois qu'une partie de tous les points de soudure. En pareil cas, le premier dé deux soudages aura lieu dans la portion III entre les points C et D' et le 70 01142 9 2028375 deuxième avec une pression initiale accrue, dans la région com-prise entre les points D' et D". Dans ee cas également, une pression croissante sera appliquée pendant le refroidissement des points soudés au cours de la première passe, de D* à E, 5 et pendant le refroidissement des points soudés au cours de la deuxième passe, de D" à E, jusqu'à ce que le renversement du mouvement ait lieu, au point E. Contrairement au mode d'exécution de la figure 1, dans lequel la traverse supérieure de soudage est essentiellement 10 rigide et agit contre un ressort de compression 5 disposé dans la traverse inférieure de soudage 4, il est possible aussi de maintenir rigidement l'appui inférieur, c'est-à-dire la traverse inférieure de soudage, et d'incorporer un ressort de compression à la traverse supérieure de soudage 1. Un mode d'exé— 15 cution de ce genre est représenté dans les figures 7 et 8, où la contrainte du ressort de compression 55 se fait au moyen d'un levier 53 qui est relié à un bras 56 glissant le long de la traverse de soudage, et muni de trous dans chacun desquels on peut engager une goupille 54. Celle-ci s'engage dans des trous cor-20 respondants de la traverse de soudage 1, ce qui fixe la tension du ressort 55* Enfin, la figure 4 montre encore un autre mode d'exécution d'un plateau de came dans lequel l'augmentation de la pression de soudage commence déjà au point A. La portion I de la figure 25 3, dans laquelle la courbure correspond au rayon r, est donc réduite ici au point A. Par ailleurs, et notamment en ce qui concerne l'augmentation de la pression, les portions V, VI, VII correspondent aux régions II, III et IV de la figure 3. 70 01142 10 2028375 gEVEMDICATIOHS 1) Procédé de fabrication de treillis de fers soudés dans des machines à souder les treillis, dans lequel on soumet les fers à souder à une pression entre les électrodes de la machine à souder, pendant le processus de soudage, ce procédé étant ca-5 ractérisé par le fait que, pendant le processus de soudage, on maintient constante la pression agissant sur les fers, même lorsque la pénétration augmente, et qu'après la fin du processus de soudage on augmente constamment cette pression, pendant le refroidissement de la soudure. 10 2) Procédé selon la Eevendication 1, dans lequel on exé cute par passes successives des parties respectives des soudures échelonnées sur la largeur de travail de la machine à souder les treillis, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on applique aux fers, dans la deuxième passe et dans les 15 passes suivantes, une pression initiale plus forte qu'aux fers soudés lors de la passe qui précède respectivement. 3) Machine à souder les treillis, destinée à la mise en oeuvre du procédéselon l'une des Eevendications 1 et 2, dans laquelle un mécanisme de transmission à balancier commandé par 20 des plateaux de came est prévu pour appliquer la pression aux électrodes, cette machine étant caractérisée par le fait que le plateau de came comporte différents secteurs dont les limites à la périphérie extérieure de celui-ci, sont constituées par des courbes qui présentent xine inclinaison constante, ou bien 25 une inclinaison qui augmente et diminue constamment, par rapport à un cercle de référence de rayon minimal. 4) Machine selon la Revendication 3» caractérisée par le fait que les rayons de limitation des secteurs qui se succèdent dans le sens de rotation du plateau de came, et qui correspon- 30 dent à des angles au centre croissants, augmentent tout d'abord d'une quantité h en partant du rayon minimal r, puis augmentent d'une autre quantité h + x, et diminuent à nouveau jusqu'au rayon r. 5) Machine selon la Eevendication 4, caractérisée par le 35 fait que la variation des rayons se fait de façon linéaire. 6) Machine selon l'une des Eevendications 3 à 5» caractérisée par le fait que la zone de transition entre les portions 70 01142 i-i 2028375 de courbures différentes et voisines est arrondie. 7) Machine selon la Eevendication 6, caractérisée par le fait que la zone de transition est en forme de clothoïdes. 8) Machine selon l'une des Eevendications 3-7» caracté-5 risée par le fait que le plateau de came est interchangeable. 9) Machine selon l'une des Eevendications 4-8, caractérisée par le fait que le plateau de eame est de forme annulaire, et que cet anneau est relié de façon détachable à l'arbre d'entraînement.