Brevet FR2187487A1 — publié le 19740118

L'invention concerne la fourniture de fils de soudure très fins, notamment dans les installations à souder à l'arc électrique sous gaz protecteur, au moyen tune électrode fusible passant par une transmission Bowden formant câble de soudure, flexible, élastique. Dans les appareils de soudure, en particulier dans les appareils automatiques ou semi-automatiques pour la soudure à l'arc sous gaz protecteur au moyen d'une électrode fusible, il est nécessaire d'assurer un avancement régulier de fil de soudure dont le diamètre est inférieur à 1,2 mm. Il est notamment très important d'assurer une vitesse constante à l'avancement du fil de soudure, car cette vitesse a une influence déterminante sur l'opération de soudure ot sur sa qualité. On connatt des machines et des installations de soudure dans lesquelles l'avancement des fils très fins est assuré seulement au moyen d'un mécanisme d'alimentation qui pousse le fil à son entrée dans une transmission Bowden élastique montée spécialement, tandis qu'à la sortie de cette transmission est monté un chalumeau de soudure ou un pistolet à souder qui guide le fil très près de la soudure. L'importance des résistances mécaniques dues au frottement du fil dans la transmission Bowden nécessite des forces importantes pour alimenter le fil de cette façon, et limite la longueur maximum du câble de soudure pour la soudure à la main. Habituellement, on arrive difficilement à alimenter à plus de 3 m, exceptionnellement à 4 m de distance. On connatt aussi des dispositifs qui fournissent des fils très fins de façon telle que le mécanisme d'alimentation de fil est monté sur le chalumeau de soudure, et que le fil est tiré de la transmission Bowden. Ces machines atteignent aussi un maximum de 5 m pour la longueur du câble de soudure. Enfin, on connatt des appareils qui fournissent des fils à souder très fins d'une façon combinée, par poussée et tirage simultanés, l'un des mécanismes d'alimentation étant monté à l'entrée du fil dans la transmission Bowden, et le second étant monté à la sortie de cette transmission et déplaçant le fil en le tirant, ces deux mécanismes étant synchronisés. En raison de la nécessité de la synchronisation de la marche des deux mécanismes fournisseurs, ces derniers sont équipés en règle générale de moteurs électriques à vitesse réglable et d'une régulation de la marche et du synchronisme. Ces dispositifs arrivent à fournir des fils jusqu'à une distance de 10 m, mais la limite inférieure du diamètre du fil fourni est alors de 1 à 1,2 mm.Des fils plus fins, même si cela est nécessaire technologiquement, ne peuvent pas titre fournis par ces dispositifs. Le mode de synchronisation de la marche des moteurs des deux mécanismes d'alimentation en fils est donné en général, dans ces dispositifs, selon la relation : n1 = n2 , ou d n1 d n2 où n1 et n2 représentent le nombre de tours des dt - dt moteurs ou des rouleaux entratneurs du fil des deux mécanismes d'alimentation ou leur modification momentanée. Un inconvénient d'un tel procédé de synchronisation, par la seule synchronisation de la vitesse de rotation des mécanismes d'alimentation réside dans la possibilité de voir s'établir des résistances mécaniques passives contre l'avance du fil en raison du freinage sur les circonférences intérieures des surfaces de la transmission Bowden dans les arcs de courbure de cette transmission dus à l'ondulation du terrain où se fait le travail de soudure. Les inconvénients communs aux appareils décrits résident dans les limitations des domaines technologiques d'utilisation portant soit sur la longueur du câble de soudure, soit sur le diamètre du fil, et éventuellement sur la résistance mécanique du fil, car on cherchera à utiliser plus spécialement des fils durs, les fils tendres provoquant encore plus de difficultés. Ces inconvénients résident aussi dans les rapports de prix défavorables si les dispositifs de soudure synchronisés possèdent deux moteurs. Les dispositifs d'alimentation à deux moteurs suivant la description faite possèdent une régulation de marche électronique relativement délicate et onéreuse qui est souvent la cause de perturbations. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients îndiqués.Â#ec l'appareil suivant l'invention, il devient possible de fournir des fils très fins même sur des distances qui dépassent 10 mètres. L'idée qui est à la base de l'invention est que le dispositif d'alimentation pour fils très fins sur les installations de soudure est constitué de deux mécanismes d'alimentation entrainés chacun indépendamment au moyen d'un moteur hydraulique et de préférence au moyen d'une turbine hydraulique à circulation : l'un de ces mécanismes agit sur le fil de soudure par poussée à son entrée dans la transmission Bowden élastique ou dans le cible de soudure, et le second agit par traction à sa sortie de la transmission Bowden précitée.La synchronisation des forces exercées sur les moteurs hydrauliques, en particulier sur les turbines hydrauliques à circulation de ces deux mécanismes fournisseurs est établie de façon telle que le mécanisme qui agit là où le fil sort de la transmission Bowden élastique agit sur ce fil de soudure par la vitesse de rotation uniforme et constante des rouleaux d'alimentation et que, d'autre part, le mécanisme qui agit à l'entrée du fil de soudure dans la transmission Bowden agit sur le fil de soudure par impulsions et que par la permanence de la valeur de sa préhension, il provoque la poussée qui assure l'alimentation du fil de soudure. Les deux mécanismes d'alimentation sont actionnés au moyen de moteurs hydrauliques, de-préférence des turbines à circulation, qui sont asservis non pas, comme c'est le cas dans des dispositifs connus jusqu'ici, par synchronisation de la vitesse de rotation, mais bien par synchronisation des moments de torsion. Ce résultat est obtenu du fait que les conditions de marche des organes moteurs des deux mécanismes d'alimentation sont établies sur le principe que les vitesses de rotation des deux mécanismes d'alimentation tendent à s'écarter et que les moments de torsion sont à peu près égaux. En effet, la vitesse de rotation du mécanisme d'alimentation qui agit à l'entrée du fil dans la transmission Bowden n'est pas constante, cette vitesse étant toujours égale ou supérieure à celle des rouleaux d'alimentation du second mécanisme placé à la sortie de la transmission Bowden, quand cesse la résistance mécanique passive dans la transmission élastique Bowden contre l'avancement du fil à souder. D'autre part, la vitesse de rotation du second mécanisme d'alimentation qui agit à la sortie de la transmission Bowden est constante, et la vitesse de ses rouleaux d'alimentation est ici plus grande que la vitesse des rouleaux d'alimentation du mécanisme qui agit à l'entrée dans la transmission Bowden. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après et à l'unique dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention. L'appareil suivant l'invention est constitué d'une transmission Bowden ou d'un cable à souder 4, flexible, par où passe le fil de soudure 3, qui est amené au moyen d'un mécanis me d'alimentation comportant des rouleaux 2 et au moyen d'un moteur hydraulique 6, et qui est poussé dans la transmission Bowden 4. A la sortie de la transmission Bowden 4, le fil à souder 3 est tiré# de la bobine 1 à l'aide des rouleaux 5 du mécanisme d'alimentation et du moteur hydraulique 7 tracteur. La source d'énergie hydraulique est la pompe 9 qui fournit en permanence une quantité de liquide sous pression dans le distributeur 10 pour actionner le moteur hydraulique 6 de poussée et dans le distributeur 12 pour actionner le moteur hydraulique 7 de trac tion, au moyen des éléments de commande 11. La pompe 9 aspire du réservoir 14 le liquide par la canalisation tubulaire 13, et l'envoie, par la première cana lisation 17 d'entrée, dans la chambre d'entrée du distributeur 10, pour actionner le moteur hydraulique 6 de poussée, d'où le courant de liquide se répartit suivant les besoins du réglage du moteur hydraulique de poussée 6, partiellement dans la seconde canalisation d'entrée 18 du moteur hydraulique 6, et partiellement dans la première canalisation d'échappement 19, qui débouche dans la chambre d'entrée du distributeur 12 qui commande le moteur hydraulique 7 de traction. Dans cette chambre d'entrée de ce distributeur 12 débouche en mdme temps la seconde canali sation d'échappement 20 du moteur hydraulique 6 de poussée.Le distributeur 12 de commande du moteur hydraulique 7 de traction répartit le courant de liquide, suivant les besoins du moment, pour le réglage de ce moteur hydraulique 7 de traction, partiellement dans la troisième canalisation d'entrée 21 qui conduit à ce moteur hydraulique 7 de traction, et partiellement dans la troi sième canalisation d'échappement 22, qui débouche dans le réservoir 14 de liquide. A la sortie du moteur hydraulique 7, le liquide est envoyé dans le réservoir 14 par la quatrième canalisation d'échap pement 23. Avant la mise en marche de l'installation,le courant de liquide allant aux moteurs hydrauliques, est ajusté dans les deux distributeurs 10 et 12 aux besoins technologiques choisis d'après les paramètres de la soudure. Ensuite, on met la pompe en route, et l'écoulement du liquide de travail met en route d'une part le moteur de poussée et d'autre part le moteur de traction, moteurs qui fournissent, à l'aide des rouleaux d'alimentation de poussée 2, et de traction 5, le fil de soudure 3 venant de la bosine 1, par la transmission Bowden 4, au chalumeau de soudure 8. Dans le premier mécanisme d'alimentation 16 à rouleaux tracteurs 5, qui agit par traction à la sortie du fil de soudure 3 de la transmission Bowden, la vitesse de rotation des rouleaux est constante, et assure la constance de la régularité de la vitesse du fil de soudure 3 fourni. Dans le second mécanisme d'alimentation 15 à rouleaux pousseurs 2, qui agit à l'entrée du fil de soudure 3 dans la transmission Bowden, la vitesse de rotation n'est pas constante, mais ce mécanisme fonctionne toutefois avec un moment de torsion constant. Il assure de cette façon la constarce de l'état de tension du fil de soudure 3 à l'entrée dans la transmission Bowden 4 et empoche ainsi la formation d'une résistance passive contre le transport du fil de soudure 3 qui pourrait autrement titre freiné sur les parois internes de la transmission Bowden 4 recourbée. La vitesse maximum instantanée de la fourniture par impulsion des rouleaux d'alimentation 2 doit atteindre, pour chaque ajustement de l'importance de leur moment de torsion, au moins la vitesse réglable maximum de fourniture des galets fournisseurs 5. Le second mécanisme d'alimentation 15 à rouleaux pousseurs, qui agit à l'entrée du fil de soudure 3 dans la transmission Bowden, déroule ce fil de la bobine 1, et le fournit par impulsions, et par sa poussée le déplace dans la direction de la sortie de la transmission Bowden 4 et ce, dans des conditions telles que, aussi longtemps que le premier mécanisme 16 à rouleaux tracteurs 5 qui est à la sortie de la transmission Bowden n'a pas absorbé le fil de soudure 3, ce second mécanisme 15 ne fournit pas de fil de soudure 3 tant que le moment de torsion qui est réglé pour la commande du moteur hydraulique 6 de poussée au moyen du distributeur 10 ne surmonte pas, sur ce second mécanisme d'a limentation 15, la résistance élastique du fil de soudure 3 qui a déjà été envoyé précédemment par la poussée dans la transmission Bowden 4. Pour éviter les perturbations, il est nécessaire que le moment de torsion sur le second mécanisme d'alimentation 15 qui est à l'entrée du fil à souder 3 dans la transmission Bowden 4, remplisse cette conditior que, quand il atteint la force de poussée qui sera exercée pour fournir le fil 3, celle-ci ne soit pas plus grande que la force de flambage qui est capable de courber le fil 3 dans le cas où le premier mécanisme d'alimentation 16 n'absorbe pas avec ses rouleaux tracteurs le fil de soudure 3. Le dispositif fonctionne pratiquement avec une marche constante du premier mélanisme d'alimentation 16 qui agit par traction à la sortie de la transmission Bowden 4 et avec une marche intermittente agissant par impulsions du second mécanisme d'alimentation qui agit à l'entrée dans la transmission Bowden 4. Le résultat de l'activité des deux mécanismes 15, 16 est que l'avancement du fil de soudure 3 au point de soudure est régulier bien que la marche du fil de souduré 3 dans la transmission Bowden soit irrégulière en raison de l'action par impulsions du second mécanisme 15 agissant par poussée, au moment de l'entrée dans la transmission Bowden. Les turbines à circulation ou moteurs hydrauliques conviennent particulièrement bien pour l'appareil destiné à fournir le fil de soudure suivant l'invention. L'appareil suivant l'invention permet de fournir des fils de soudure très fins dont le diamètre peut descendre jusqu'à 0,4 mm et moins à une distance pouvant aller à 10 m et plus. Un avantage de l'appareil suivant l'invention consiste aussi dans la régularité de marche du fil fourni, ce qui a un effet essentiel sur la qualité du déroulement de l'opération de soudure. L'appareil suivant l'invention offre un très gros inté rêt dans le domaine de la soudure des tales minces en acier et d'autres tôles dont les épaisseurs sont inférieures à 1 mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté. On pourra au besoin recourir à d'autres modes et à d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R z V E I D I C A T I O N Dispositif pour fournir des fils de soudure très fins, passant dans une transmission Bowden élastique, au point de soudure, dans des instàllations de soudure telles que des installations de soudure à l'arc électrique sous gaz protecteur au moyen d'une électrode fusible, dispositif constitué essentiellement de deux mécanismes d'alimentation comportant des moteurs, dont l'un agit par poussée à L'entrée de la transmission Bowden, et l'autre par traction à la sortie de cette transmission sur le fil de soudure, dispositif caractérisé en ce que les moteurs es deux mécanismes d'alimentation sont des moteurs hydrauliques tels que des turbines à circulation, dans lesquels la synchronisation des actions mécaniques sur le fil de soudure fourni est prévue de façon telle que le premier mécanisme d'alimentation qui agit à la sortie de la transmission Bowden élastique, agit sur le fil de soudure avec une vitesse de rotation régulière et constante, tandis que le second mécanisme d'alimentation qui agit à l'entrée dans la transmission Bowden, fonctionne par impulsions, et assure par la constance de la valeur al moment de torsion, la constance de la valeur de la force de poussée sur le fil de soudure, cette valeur étant égale ou plus faible que la résistance au flambage du fil de- soudure, et la vitesse maximum de rotation des rouleaux d'alimentation de ce second mécanisme d'alimentation étant égale ou supérieure à la vitesse de rotation des rouleaux d'alimentation du premier mécanisme d'alimentation.