Brevet FR2262573A1 — publié le 19750926

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour réaliser le soudage bout à bout d'un élément sur un autre, notamment d'éléments tubulaires. L'invention est applicable à l'emploi et à la construction d'outils de soudage du type général décrit dans le brevet US n0 3 534 199. Ce brevet décrit un outil pour souder ensemble en alignement axial deux éléments tubulaires ou autres pièces circulaires. L'outil comprend des moyens pour serrer les éléments à souder dans une relation bout à bout, et une pointe de soudage déplaçable en arc autour des éléments circulaires pour les souder entre eux. L'outil comprend également des moyens visuels pour localiser la soudure, mais il n'est prévu aucun moyen positif pour localiser les éléments circulaires à l'intérieur des moyens de serrage en vue d'assurer que la position envisagée de la soudure sur les éléments circulaires se trouvera effectivement en face de la pointe de soudage.Ce positionnement des éléments circulaires est laissé à l'appréciation visuelle de l'opérateur. La présente invention a pour but de réaliser un procédé pour le positionnement d'un premier élément circulaire à souder à un second élément circulaire, dans un appareil de soudage pourvu de moyens de serrage des éléments et d'une pointe de soudage. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on prévoit de premiers moyens de positionnement sur le premier élément circulaire, espacés axialement d'une distance prédéterminée de l'emplacement de soudage par rapport au premier élément, on prévoit de seconds moyens de positionnement sur l'appareil, pour coopérer avec les premiers moyens, et espacés axialement d'une distance prédéterminée de la pointe de soudage, et on prévoit, sur l'appareil, des moyens pour serrer l'élément circulaire avec les premiers moyens de positionnement coopérant avec les seconds moyens de pos#itionnement, les distances prédéterminées étant telles que la pointe de soudage se trouve en face de l'endroit de soudage prévu lorsque le premier élément circulaire est serre dans l1appareil. L'invention s'étend également à un appareil à souder entre eux deux éléments circulaires, appareil caractérisé en ce que le premier élément circulaire comporte un premier organe de positionnement à une distance prédéterminée de l'endroit prévu de soudage, l'appareil comportant un outil de soudage avec une pointe et de premiers organes de serrage pour immobiliser le premier élément à souder, ces moyens de serrage comportant un second organe de positionnement coopérant avec le premier organe de positionnement, et placé relativement à la pointe de telle manière que, lorsque le premier élément est immobilisé par le premier organe de serrage, il se trouve placé dans le corps avec la pointe de soudage exactement en face de l'endroit prévu pour le soudage. La description ci après se rapporte à un exemple de réalisation de l'appareil de l'invention avec référence aux dessins annexés qui montrent - La figure 1, une vue en plan partielle de l'outil de soudage avec deux éléments tubulaires destinés à être soudés l'un à l'autre serrés dans l'appareil; La Lafigure 2, une vue d'extrémité de l'outil avec les éléments à souder; La figure 3, une vue en coupe transversale agrandie par 3-3 de la figure 19 La figure 4, une vue en coupe transversale d'une partie de la figure 3 après que les éléments ont été soudés l'un à l'autre. L'outil de soudage 10 comprend un corps 11 avec des bras de serrage 12 à 15 fixés à pivotement sur le corps au moyen d'axes 17 et 18. Deux organes de verrouillage 20 et 21- comprennent chacun un levier de manoeuvre 22 fixé à pivotement aux bras 13 et 15 respectivement par des axes 23 et qui portent des pièces articulées 24 autour de broches 25. Ces pièces articulées 24 ont des portions en forme de crochet pour s'engager derrière des saillies 27 prévues sur les bras 12 et 14 pour verrouiller le bras 12 sur le bras 13 et le bras 14 sur le bras 15 lorsque ces bras sont en position fermée ou de serrage des éléments à souder. Des blocs de serrage semi-circulaires 39 et 40 sont montés dans des logements semi-circulaires 30 et 31 du corps 11 au moyen de connexions à languette et gorge 33 et 34 et de broches 35. Dans des logements arqués en quart de cercle 41, 42, 43 et 44, des bras respectifs 12, 13 et 15 sont montés, au moyen de connexions à languette et gorge et de broches 36, des blocs de serrage en quart de cercle 47, 48, 49 et 50. Les blocs 39, 47 et 48 sont pourvus de gorges de positionnement formées dans les logements arqués. A l'intérieur du corps 11, est montée une pointe de soudage 57, sur un support 58, OÙ elle est maintenue par une vis de blocage 59. Le support 58 possède une ouverture centrale partiellement circulaire 60 et une ouverture latérale 61, et il est supporté à rotation à l'intérieur d'un organe isolant-62, dans le corps 11. Cet organe 62 possède également des ouvertures partiellement circulaires 64, 65 et une ouverture latérale 66. Le support 58 est pourvu, sur sa périphérie extérieure, d'une série de dents d'engrenage 68 qui engrènent dans des pignons d'entraînement 70, 71 pour faire tourner le support. Ce dernier est également pourvu, sur sa surface extérieure, d'une bague partielle de contact électrique 72. Sur l'organe d'isolation 62, sont montés à coulissement deux couvercles en matière plastique 74 et 75 qui sont représentés en position dBouverture dans la figure 2 mais qui peuvent être déplacés l'un vers l'autre pour fermer l'ouverture latérale 66 de l'organe 62. Serré entre les blocs 39, 47 et 48, est un premier élément tubulaire 80, qui possède une nervure de positionnement 81 reçue dans des gorges de positionnenent 51, 52 et 53. Cet élément 80 possède de préférence une extrémité 82 à diamètre élargi avec un contre-alésage 83 et un épaulement intérieur 84 (figure 3) pour recevoir l'extrémité du second élément tubulaire 86 qui est maintenu serré entre les blocs 4G, 43 et 44. La distance axiale entre la nervure 81 et l'épaulement 84 où la soudure 87 doit être formée pour assembler les éléments 80 et 86, est égale à la distance axiale entre les gorges 51, 52, 53 et la pointe de soudage 57. En dehors des gorges 51, 52 et 53 et de leur relation avec la nervure 81, la pointe de soudage 57 et l'épaulement 84, les détails de construction de l'outil de soudage Il et de ses mécanismes de serrage 20 et 21, ne font pas partie de l'invention. En fonctionnement, on déplace les couvercles 74 et 75 dans leur position ouverte. On actionne les leviers de manoeuvre 22 pour dégager les crochets 26 des saillies 27, et on fait tourner les bras 12 à 15 vers leur position ouverte autour des axes 17 et 18 de telle sorte que les éléments à souder 80 et 86 peuvent être insérés à travers les ouvertures 66 et 58 dans les blocs de serrage 39 et 40 avec la nervure 81 dans la gorge 51. On réalise ainsi automatiquement le positionnement du plan de soudage désiré, avec l'épaulement 84 en face de la pointe de soudage 57. Les bras 12 à 15 sont alors pivotés en position fermée et immobilisés par les organes de verrouillage 20 et 21 comme représenté aux figures 1 et 2, les blocs de serrage enserrant étroitement les éléments 80 et 86. Dans cette position, la nervure 81 est évidemment engagée dans les gorges 52 et 53 des blocs 47 et 48. Les couvercles 74 et 75 sont alors déplacés dans leur position fermée et la partie électrique de l'outil est excitée pour alimenter le courant dans la pointe de soudage 57 à travers la bague conductrice 72 et le support 58. On actionne alors outil, de la manière expliquée dans le brevet US 3 534 199, de sorte que les pignons d'entraînement 70 et 71 font tourner le support 58 par l'intermédiaire des dents d'engrenage 68, pour une révolution complète, au cours de laquelle la pointe de soudage 57 réalise la soudure 87 tout autour des éléments 80 et 86. La soudure 87, comme représentée dans la figure 4, pénètre complètement à travers l'extrémité élargie 82 et dans les éléments tubulaires 80 et 86. Le courant électrique est alors coupé, les couvercles 74 et 75 et les bras 12 à 15 sont ouverts de sorte que les éléments soudés entre eux 80 et 86 peuvent être retirés de l'appareil, et au besoin remplacés par de nouveaux éléments à souder. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé pour positionner un premier élément circulaire à souder avec un second élément circulaire dans un appareil de soudage comprenant des moyens de serrage et une pointe de soudage, procédé caractérisé en ce qu'on prévoit de premiers moyens de positionnement, sur le premier élément circulaire, espacés axialement d'une distance prédéterminée de 1'emplacement de soudage par rapport au premier élément, on prévoit de seconds moyens de positionnement sur l'appareil, pour coopérer avec les premiers moyens, et espacés axialement d'une distance prédéterminée, de la pointe de soudage, et on prévoit, sur l'appareil, des moyens pour serrer l'élément circulaire avec les premiers moyens de positionnement coopérant avec les seconds moyens de positionnement, les distances prédéterminées étant telles que la pointe de soudage se trouve en face de 1' endroit de soudage prévu lorsque le premier élément circulaire est serré dans l'appareil. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux distances prédéterminées mentionnées sont égales. 30) Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les premiers moyens de positionnement consistent en une nervure annulaire, et les autres moyens consistent en une gorge pour recevoir la nervure, la nervure étant prévue sur le premier élément circulaire et la gorge sur le second élément circulaire. 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qu'on prévoit sur l'appareil de seconds moyens de serrage pour maintenir le second élément dans une position fixe par rapport au premier, ces seconds moyens de serrage fixant la position axiale du second élément uniquement par engagement de friction avec celui-ci. 5 ) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier élément circulaire est pourvu d'un logement circulaire à l'endroit de la soudure, pour recevoir et positionner radialement une portion d'extrémité du second élément. 60) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les seconds moyens de positionnement sont des organes de serrage. 70) Procédé suivant lVune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les premiers et les seconds moyens de positionnement comprennent des jeux de surfaces transversales pouvant être engagées pour s'opposer à un déplacement axial du premier élément circulaire dans l'une ou l'autre direction relativement au second élément. 80) Appareil pour le soudage d'un premier élément circulaire avec un second élément circulaire, en application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, appareil caractérisé en ce que le premier élément circulaire comporte un premier organe de positionnement à une distance prédéterminée de l'endroit prévu de soudage, l'appareil comportant un outil de soudage avec une pointe et de premiers organes de serrage pour immobiliser le premier élément à souder, ces moyens de serrage comportant un second organe de positionnement coopérant avec le premier organe de positionnement, et placé relativement à la pointe de telle manière que, lorsque le premier élément est immobilisé par le premier organe de serrage, il se trouve placé dans le corps avec la pointe de soudage exactement en face de l'endroit prévu pour le soudage. 90) Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'outil comporte un second organe de serrage pour immobiliser solidement le second élément qui doit être soudé avec le premier élément. 100) Appareil suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'organe de positionnement de l'organe de serrage est constitué par une gorge pour recevoir une nervure prévue sur le premier élément, et le second organe de serrage est éloigné #'#n organe de positionnement, ce second organe de positionnement pouvant être disposé axialement dans l'outil sans interférence du second organe de serrage.