Brevet FR2247313A1 — publié le 19750509

L'invention concerne les machines de soudage et, notamment, des machines dans lesquelles un faisceau dtélectrons à grande énergie est dirigé sur une pie ce pour effectuer une soudure voulue ou tout autre traitement thermique. Dans un type classique de machine de soudage par faisceau dtélectrons, les pinces devant être soudées sont disposées dans des enceintes fixées à une plaque rotative et orientable ou réalisées d'une seule pièce avec cette dernière. La tette d'émission dufaisceau d'électrons et l'appareil associé de réglage sont montés sur un diaphragme fixe comportant un trou dans lequel le -faisceau peut passer. La plaque rotative comporte également plusieurs trous pouvant être alignés tour à tour avec le trou du diaphragme,afin que le faisceau passant dans deux de ces trous alignés porte sur la pièce. L'air diminuant l'énergie du faisceau dtélectronsss il est nécessaire de créer le vide à l'intérieur du générateur du faisceau et dans les enceintes renfermant la pièce. Le contact rar glissement entre le diaphragme et la plaque rotative doit donc 8tre étanche au vide, et, par conséquent, les surfaces de contact doivent être suffisamment lisses pour ne permettre le passage que de quantités négligeables d'air vers l'intérieur du générateur et des enceintes. Le support selon l'invention protège ces surfaces contre toute détérioration due au faisceau d'électrons ou à des débris provenant des pièces au cours du soudage. Ltinvention concerne un suppor * otatif et orientable destiné au montage de pièces à souder par faisceau d'électrons sur une machine. Le support rotatif et orientable selon l'invention comprend un diaphragme fixe sur lequel repose la tête d'émission du faisceau d'électrons, et une plaque rotative et orientable qui glisse sur ce diaphragme. Ce dernier comporte un trou aligné sur le faisceau d'électrons. La plaque rotative comporte plusieurs trous pouvant Autre alignés tour à tour sur le trou du diaphragme. L'entrée de chaque trou de cette plaque occupe totalement l'extrémfté voisine du trou du diaphragme, de manière tAauoundbria émis lors du soudage d'une pièce supportée par la plaque rotative et passant dans le trou de cette dernière aligné avec celui du diaphragme ne puisse se déposer sur la surface principale de ce dernier sur laquelle la plaque rotative coulisse. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif, et sur lequel la figure unique est une élévation schématique, avec coupe partielle, dtun appareil de soudage par faisceau dtélec trons selon ltinvention. L'appareil représenté comprend un bEti 2 renfermant une cathode 4 et une anode 6. La figure ne représente pas les dispositifs classiques produisant les électrons, les accélérant et les dirigeant pour former un faisceau concentré d'électron8 à grande énergie suivant une trajectoire dont ltaxe 8 est représenté par une ligne en pointillés. Le bEti 2 est fixé de manière étanche au vide à la surface supérieure d'un diaphragme horizontal 10. Une plaque rotative 12, placée au-aessoue ce diaphragme 10, comporte une enceinte 14 dans laquelle une pièce 16 est positionnée. Cette plaque 12 peut autre orientée avec précision au moyen d'un dispositif classique mais non représenté, de manière que chacune des pièces identiques 16 d'une série puisse être alignée avec précision sur ltaxe 8 suivi par le faisceau. tes gabarits de montage, placés à l'intérieur de l'enceinte 14, effectuent classiquement cet alignement. Cependant, ces gabarits ne sont pas représentés dans un souci de clarté. Le faisceau d'électrons peut atteindre la pièce 16 en passant d'abord dans un trou 18 du diaphragme puis dans un trou 20 de la plaque rotative. Le vide peut etre créé à l'intérieur du bati 2 et de l'enceinte 14 au moyen de dispositifs classiques, mais non représentés. Ce vide tend à produire une circulation d'air les'surfaces du diaphragme et de la plaque mobile. L'espace délimité entre ces surfaces est rendu étanche et les forces de frottement produites sont diminuées au moyen dtun lubrifiant fluoré et inerte, par exemple du type vendu zazous le nom de "FOMBLIN yRtf par la firme de Montecatîni SpA.Ce fluide présente de bonnes caractéristiques lubrifiantes et il est suffisamment épais pour que le vide ne soit pas affecté par le passage de gaz dans ce lubrifiant. Be plus, ce dernier est très résistant à la polymérisation susceptible dtetre provoquée par une exposi tion accidentelle au faisceau d'électrons. Les surfaces du diaphragme et de la plaque mobile doivent être constamment propres et lisses lors du fonctionnement de la machine. Le support selon l'invention permet de les maintenir dans cet état. Au cours d'une opération de soudage par faisceau dt-élec- trons, des projections et d'autres débris proviennent fréquemment du point de soudage. Ces débris peuvent Qtre projetés avec une force suffisante pour passer dans les trous 18 et 20. L'extrémité supérieure du trou 20 du support selon l'invention est située totalement à ltintérieur de 12 extrémité inférieure du trou 18 (voir figure) de manière que les débris ne puissent atteindre que les parois du trou 18 et non les surfaces du diaphragme et de la plaque. Ces surfaces sont donc constamment protégées par la plaque mobile et aucun débris de soudage ne peut les atteindre directement. Bien que les trous 18 et 20 représentés soient cylindriques et de diamètres différents, il est évident qu'ils peuvent prendre dtautres formes. Ils doivent simplement masquer les surfaces de contact du diaphragme et de la plaque mobile pour les rendre invisibles de ltintérieur de ltenceinte 14. Il est connu ou même classique que les machines de soudage par faisceau dtélectrons ne fonctionnent pas en continu et que les tensions dtaccélération et dtéchauffement de filament ne ont appliquées qutaprès que la plaque mobile a été orientée et qutune pièce 16 a été alignée sur itaxe 8 du faisceau. Ces phases de mise en oeuvre, alternées avec des phases de repos, du filament chauffé et des autres éléments de la toute d'émission du faisceau d 2 électrons diminuent la durée de vie de ces derniers. Le support selon 12 invention permet à la tête de rester sous tension en continu malgré les interruptions récessaires àltopé ration de soudage. Cependant, la tension produisant-le faisceau d'électrons est appliquée à une grille. Afin de protéger le-dia- phra;me contre toute application accidentelle du faisceau dtélectrons au cours du positionnement de la plaque mobile, une charge fictive 22, constituée d'un bloc de cuivre ou de toute autre matière convenable, est placée au-dessous de l'anode 6 et intercepte le faisceau 8 chaque fois que l'opération de scudage est interrompue. Pour cela, le bloc 22 est monté sur un arbre rotatif 24 commandé par un moteur électrique 26 qui le fait osciller entre deux positions limites. Dans la première de ces positions, la charge fictive 22 est placée sur la trajectoire du faisceau, alors que dans la seconde position, elle est éloignée de cette trajectoire. le moteur peut également faire tourner la charge 22 sur une trajectoire circulaire. Un dispositif immobilise alors cette charge en des points convenables de sa trajectoire suivant le cycle de fonctionnement de la zacnire. Le moteur 26 peut être commandé automatiquement de manière que la charge 22 intercepte le faisceau d t électrons immédatement après qurune opération de soudage a été achevée et qu'elle reste dans cette position pendant que la plaque mobile est orientée et jusqu'à ce que ltopération suivante de soudage commence. La charge 22 est alors retirée de la trajectoire suivie par le faisceau pour atteindre la pièce suivante. L'un des avantages princIpaux apportés par la charge fictive 22 est quelle empêche le faisceau d'électrons de porter sur la surface de contact de la plaque rotative au cours de son positionnement. En itabsence de cette charge 22, le faisceau, s'il est produit, risque de couper ou d'entailler la surface supérieure de la plaque mobile et de former ainsi des bosses et des irrégularités réduisant, sinon supprimant, l'étanchéité au vide assurée par les surfaces. le dispositif commandant les déplacements de la charge fictive sur la trajectoire du faisceau dtélectrons peut être de différents types. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées au dispost1f décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. SupporVkotatif et orientable destiné au montage de pièces sur une machine de soudage par faisceau d'électrons, caractérisé par le fait qu'il comprend un diaphragme fixe supportant une tête d'émission du faisceau d'électrons, et une plaque rotative et orientable qui coulisse sur ce diaphragme, ce dernier comportant un trou aligné sur le faisceau d'électrons et la plaque rotative comportant plusieurs trous pouvant être chacun alignés tour à tour sur le trou du diaphragme, l'entrée de chacun des trous de la plaque rotative étant située totalement à l'intérieur de l'extrémité voisine du trou du diaphragme, de manière qu'aucun débris provenant d'une pièce supportée par la plaque mobile et remontant dans le trou de cette dernière ne puisse se déposer directement sur la surface principale du diaphragme sur laquelle la plaque mobile glisse 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de glissement du diaphragme et de la plaque mobile sont lubrifiées et assurent un joint approximativement étanche au vide au moyen d'un lubrifiant fluoré inerte. 3. Support selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le trou du diaphragme et chaque trou de la plaque rotative sont de section circulaire, le trou du diaphragme étant coaxial à l'un des trous de la plaque rotative, et le diamètre de l'extrémité supérieure de chacun des trous de cette dernière étant inférieur au diamètre de l'extrémité inférieure du trou du diaphragme. 4. Machine de soudage par faisceau d'électrons, caractérisée en ce qu'elle comporte un diaphragme fixe supportant une tête d'émission d'uttaisceau d'électrons, une plaque mobile et orientable destinée à supporter plusieurs pièces, et un dispositif destiné àdisposer une charge fictive dans une partie du faisceau d'électrons aussi longtemps que la plaque rotative est déplacée par rapport au diaphragme, de manière que la tête d'émission du faisceau d'électrons puisse rester sous tension en permanence, l'énergie communiquée au faisceau d'électrons étant cependant interrospue afin que ce faisceau ne puissiendommager accidentellement la plaque rotative en cours de positionnement en portant sur une partie des surfaces principales par lesquelles cette plaque glisse sur le diaphragme. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la charge fictive comprend un bloc de cuivre ou de toute autre matière pouvant dissiper la chaleur, monté sur un arbre pivotant qu'un moteur électrique commande. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moteur est conçu pour faire osciller le bloc entre deux positions extrêmes dans une première desquelles la charge fictive est placée sur la trajectoire suivie par le faisceau d'électrons, cette charge n'interceptant pas le faisceau d'électrons lorsque le bloc est placé dans sa seconde position. 7. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moteur est conçu pour d-éplacer le bloc sur une trajectoire circulaire, un dispositif étant destiné à arrêter le moteur pour des positions choisies du bloc sur la trajectoire, le bloc, lorsqu'il occupe une au moins de ses positions, étant placé sur la trajectoire suivie par le faisceau d'électrons et, dans une au moins des autres positions, à l'extérieur de cette trajectoire. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le moteur électrique déplaçant la charge fictive est commandé automatiquement en fonction de la marche du moteur commandant les mouvements du diaphragme et de la plaque rotative.