Brevet FR2298401A1 — publié le 19760820

La présente invention vise un appareil de soudage par résistance du type dans lequel les électrodes sont portées par les branches d'une pince comportant des moyens pour rapprocher ou écarter, a volonté, lesdites électrodes. L'invention vise des appareils Importants destinés à effectuer des points de soudure sur des pièces d une forte épaisseur et/ou la pression sur les électrodes doit être très puissante et ne peut autre réalisée qu'avec des vérins. Dans de tels -appareils, il est généralement Prévu un support fixé a une paroi et mobile verticalement, une pince reliée audit support et dont les électrodes sont, par des tresses souples, reliées à l'enroulement secondaire d'un transformateur indépendant de l'appareil. Une telle disposition présente de très nombreux incon, vénients. En effet, dans de tels appareils, comme le transforma- teur est Indépendant, les tresses souples obligatoires et re liant le secondaire aux électrodes, conduisent à allonger ledit circuit secondaire, lesdites tresses, par leur longueur, leur forme, leur résistivité augmentant l'impédance totale du circuit secondaire. On est donc Obligé de calculer la puissance du trans- formateur non pas en fonction de la puissance électrique néces- saire à la soudure des atériaiz à solder, nais on fonction de l'impédance du circuit secondaire extérieur du transformateur. Ainsi les transformateurs sont beaucoup plus puissants qu'il est nicessaire uniquement du fait de cette augmentation d'impédance qui est couramment de cinq à six fois la valeur de l'enroulenent secondaire intérieur au au transformateur. Ces transformateurs sont, par conséquent, chers, volu- vineux et, de ce fait, encombrants et engendrent une consomma- tion d'énergie trs importante. Les tresses souples conductrices reliant les électrode des du secondaire au transformateur sont soumises à des sollici- tations constantes et importantes. En effet, la pince est ellemême mobile de sorte que lesdites tresses sont sollicitées,d'une part, dans une direction correspondant aux mouvements des branches et, d'autre part, dans une direction correspondant aux d- placements de la pince. De plus, ces tresses étant traversées par un courant de forte intensité de- l'ordre de 15.000 A, elles sont soumises à des réactions électrodynamiques. On conçoit que de telles tresses s'usent très rapidement et doivent ainsi Titre remplacées souvent ce qui est très onéreux. Un autre inconvénient non négligeable est que l'impédance du circuit secondaire varie suivant la position occupée par les tresses puisque celles-ci se rapprochent et s'écartent lors des différents mouvements de la pince. La présente invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients. L'appareil, objet de l'invention, est du type comportant un bati relié à un vérin pour commander son déplacement verticalement, ledit bati supportant une pince dont les branches comportent à l'une de leurs extrémités correspondantes des électrodes, ladite pince étant reliée à un vérin pour commander sé- lectivement l'écartement et le rapprochement des électrodes qui sont connectées électriquement au circuit secondaire d'un transformateur électrique avec un circuit magnétique et un enroulement primaire, et est notamment caractérisé en ce que chaque branche de la pince est solidaire sensiblement perpendiculairement d'une tige verticale qui constitue un axe de pivotement et qui traverse le circuit magnétique du transformateur porté par un chassie relié audit btt4, lesdites tiges dépassant ledit circuit magnétique par leur extrémité libre et étant reliées par un shunt souple permettant un pivotement de chacune d'elles, autour de leur axe, indépendamment de l'autre, les tiges avec les branches, les électrodes et le shunt constituant le circuit secondaire du transformateur. Grtce à cette disposition, on réalise un appareil de soudage électrique compact dans lequel le circuit secondaire extrieur est très peu important et qui présente une impédance constante dans le temps. On peut donc réduire les dimensions du transformateur et réaliser une économie très importante de courant électrique. Suivant une caractéristique constructive particulière, chaque branche comporte un trou tronconique, les tiges présentant à leur extrémité correspondante une conicité correspondante terminée par une partie filetée destinée à recevoir un écrou de fixation. Ainsi, on assure une parfaite liaison électrique entre les tiges et la pince. Suivant une autre caractéristique constructive, le shunt est constitué d'un empilage de lames de cuivre pliées en U, situé dans un plan perpendiculaire au plan passant par les tiges. Ainsi, sans perturber la liaison électrique, les tiges peuvent pivoter autour de leur axe indépéndamment l'une de l'au- tre Suivant une caractéristique particulière, la pince comporte des moyens pour limiter le débattement angulaire des branches indépendamment l'une de l'autre. On peut ainsi adapter 1' appareil à des travaux de soudage variés. Suivant encore une autre caractéristique constructive, les extrémités libres des branches sont l'une reliée à la tige du piston d'un vérin à fluide sous pression, tandis que l'autre est reliée au corps dudit vérin, le bâti portant une butée fixe avec laquelle peuvent coopérer deux vis se vissant dans des douilles desdites branches.Lorsque l'une des branches doit avoir un déplacement angulaire supérieur à celui de l'autre branche, il est souhaitable que lors du rapprochement des électrodes, la branche ayant le plus grand débattement angulaire se déplace en premier, tandis que lors de l'écartement, elle se déplace après l'autre; l'appareil comporte, à cet effet, des moyens qui permettent de parvenir à ce résultat et qui sont caractérisés en ce que l'une des branches comporte, articulée, une tige montée coulissante dans un trou de la butée fixe portée par le bati contre l'action d'un ressort de compression engagé sur ladite tige du c8té de son extrémité libre et de tension réglable. Suivant encore une autre caractéristique, le vérin de commande du déplacement vertical du bâti comprend deux corps coaxiaux et deux pistons dont les tiges sont opposées, l'une étant reliée au bati et l'autre au chassis. Ainsi, on peut obtenir une course verticale relativement importante. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple seulement et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins : Fig. t est une vue en élévation de face d'un appareil de soudage par résistance selon l'invention, Fig. 2 est une vue en élévation de côté de l'appareil de la figure 1, Fig. 3 est une vue en perspective à plus grande échelle avec des arrachements, de l'appareilselon l'invention, Fig. 4 est une vue en plan par dessous montrant les pinces porte-électrodes, certaines parties étant représentées avec des arrachements pour plus de clarté, Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2, Figures 6, 7, 8, 9, 10 et 11 sont des vues schématiques qui montrent l'utilisation de l'appareil selon l'invention. L'appareil représenté aux différentes figures comprend un bgti désigné dans son ensemble par la référence I et comportant un flasque inférieur 2, un flasque supérieur 3, ceux-ci enserrant un corps tubulaire 5 dans lequel est logé un circuit magnétique feuilleté 6 d'un transformateur formé d'un empilage de tôles, lesdits flasques 2 et 3 étant reliés par des tiges 4 aux extrémités filetées se vissant dans des taraudages correspondants desdits flasques. La figure 5 montre, en coupe, le circuit magnétique qui est formé de tôles en U 8,9, 10 et Il dont les bords libres des branches sont appliqués deux à deux les uns contre les autres, pour former deux anneaux autour des branches centrales desquels sont mises en place deux bobines 12 et 13 destinées à etre reliées à une source de courant alternatif. Les tôles du circuit magnétique sont réparties par petits paquets séparés par des plaques isolantes 15. Sur les flasques 2 et 3 sont fixées deux barrettes verticales 16 et 17 supportant, respectivement, des guides 18 et 19 dans lesquels sont montées coulissantes des tiges 20 dont les extrémités inférieures sont solidaires d'une plaquette 21 sur laquelle est fixée la tige 22 du piston d'un ensemble de vérins de commande désigné dans son ensemble par la féférence 24. L'ensemble 24 comprend deux corps 25 et 26 comportant chacun un piston, dont les tiges sont opposées, la tige 27 du piston du vérin 26 étant fixée à une plaquette 30 solidaire des extrémités supérieures des barrettes 16 et 17. La plaquette 21 est reliée par des goussets 31 à un chassies 33 supportant un ensemble de pinces porte-électrodes désigné par la référence générale 35. Le châssis 33 est constitué d'un cadre rectangulaire dont les deux grands côtés horizontaux 35 et 37 comportent, d'une part chacun, un palier isolant 38, et, d'autre part, chacun un palier isolant 39, les paliers 38 étant alignés verticalement et les paliers 39 étant également alignés. Dans les paliers 38 sont tourillonnés deux bouts d'axe 40 solidaires d'une branche 41 qui porte, d une extrémité, un embout 42 dans lequel est vissée une électrode 43, tandis que son autre extrémité est terminée par une chape 44 entre les ailes de laquelle s'articule sur un axe 45 isolé électriquement le corps d'un vérin 46. Dans les paliers 39 sont montés, de la aSme façon que pour la branche 41, des bouts d'axe solidaires d'une branche 48 dont l'une des extrémités supporte un embout 49 dans lequel est vissée une électrode 50. L'extrémité de la branche 48 opposée à l'embout 49 est terminée par une chape 52 dont les ailes sont traversées par un axe isolé 53 relié à une pièce 54 solidaire de l'extrémité libre de la tige 55 du piston du vérin 46. On remarquera que les chapes 44 et 52 sont identiques et de sorte qu'elles peuvent supporter indifféremnent soit le corps 46, soit la pièce 54, ce qui permet de placer le vérin dans l'une ou l'autre des positions suivant la place dont on dispose. La branche 41 comporte une douille 57 dans laquelle est logé un manchon tarauds 58 en nattre isolante dans lequel se visse une tige filetée 59 sur laquelle est fonts un contra écrou 60 de blocage. La branche 48 comporte également une douille 61 dans laquelle est vissée une tige filetée 62 isolée électriquement et recevant un contre écrou de blocage 63. Les tiges filetées sont destinées à coopérer avec des butées 64 portées par une patte 65 solidaire du grand cOté 37, ladite patte étant percée d'un trou horizontal 68 traversé par une tige 69 dont 1 'une des extrémités porte une patte 70 qui s'articule sur un axe 71 isolé électriquement et solidaire de la branche 41, tandis que 1 'autre extrémité est filetée et reçoit un écrou 72 et un contre édrou 73 pour le réglage de la tension d'un ressort de compression 74 engagé sur la tige 69 et dont les extrémités butent, l'une sur une rondelle 76 et 1' autre sur une rondelle 75. On remarquera que la branche 48 est agencée pour recevoir un axe 71 et qu'ainsi la tige 69 peut être montée sur cette dite branche. On peut, en réglant la position des tiges filetées 59 et 62, obtenir que le pivotement de. l'une des branches soit faible, tandis que be pivotement de l'autre ait une grande amplitude. Dans la position représentée à la figure 4, le ddpla- cernent angulaire de la branche 41 de la position d'ouverture à la position de fermeture et vice versa, est très faible, tandis que le déplacement angulaire de la branche 48 est beaucoup plus important. De manière, malgré les différences d'amplitude des mouv Zents des branches 41 et 48, que les électrodes 43 et 50 arrivent simultanément au contact de la pièce à souder, lors de la fermeture de la pince et s'écartent également simultanément après la soudure, il est prévu l'ensemble comprenant la tige 69 la patte 65 et le ressort 74 qui constitue, dans la position de la figure 4, un frein pour le déplacement angulaire de la branche 48 dans le sens de I1 écartement des électrodes 50 et 43, puisque le ressort 74 est comprimé dans ce sens de rotation et au contraire des moyens pour favoriser le déplacement de ladite branche 48 dans le sens du rapprochement des électrodés, puisque dans ce cens, le ressort 74 tend à se détendre. Les branches 41 et 48 sont, chacune, percées au droit des bouts d'axe 40 d'un trou tronconique 80. Dans le trou 80 de la branche 41 est engagée l'une des extrémités correspondantes d'une tige de cuivre 81 et qui est fixée par un écrou 82 se vissant sur un filetage 83. Dans le trou 80 de la branche 48 est fixée une tige de cuivre 85 identique à la tige 81. Les tiges 81 et 85 traversent, par des trous correspondants 87 et 88, le flasque 2, s'étendent à l'intérieur du circuit magnétique, traversent par des trous 89 et 90 le flasque 3 et comportent, à leur extrémité supérieure libre, respectivement, des pattes 91 et 92 sur lesquelles est vissé un shunt 93. Ce shunt 93 est constitué d'un paquet de lamelles de cuivre cambrées pour affecter la forme d'un U et qui permet une certaine liberté des pivotement de chaque tige 81 et 85 autour de leur axe lonitudinal, les électrodes 50 et 43, les branches 41 et 48, les tiges 81 et 85 et le shunt 93 constituant le circuit secondaire du transformateur qui est ainsi constitué d'une seule boucle. Le shunt 93 et les extrémités supérieures des tiges 81 et 85 sont protégés par un chapeau 94 fixé sur le flasque 3. La branche 41 est percée d'un conduit 98, 1'embout 42 étant traversé par un canal 99 et l'électrode 43 étant creuse. Dans le conduit 98 et le canal 99 s'étend un tube 100 qui est relié à un embout 101 par un conduit 103 tandis que ledit conduit 98 est en communication avec un embout 102. La tige 81 est creuse et présente une ouverture latérale dans sa partie tronconique pour sa mise en communication avec le conduit 98. Une disposition identique est prévue pour la tige 85 et la branche 48 qui comporte des embouts 104 et 105, ces der nier s étant avec les embouts 101 et 102 destinés à être reliés par des tuyaux souples à un organe de distribution d'eau sous pression afin de réaliser une circulation d'eau de refroidissement du secondaire du transfofmateur. Aux figures 6, 7, 8, 9, 10 et 11, on a représenté schématiquement l'utilisation de l'appareil selon l'invention. Dans cet exemple, l'appareil doit souder par points deux pièces métalliques 95 et 96 supportées par un organe 97. Les électro des 43 et 50 étant écartées, on envoie par un tuyau (non representé) un fluide sous pression dans le corps du vérin 25 de manière à faire saillir la tige 22 et ainsi à faire descendre le châssis 33 pour que les branches de la pince viennent se placer de part et d'autre des pièces a' souder (fig.7). On envoie ensuite du fluide sous pression dans le vérin 46 de manière que les électrodes 43 et 50 viennent enserrer entre elles les pièces à souder (fig.10). Le primaire du transformateur est alors mis sous tension durant un laps de temps prédéterminé afin de réaliser la soudure, lesdites électrodes étant maintenues ainsi durant un certain moment pour le forgeage, puis on inverse l'alimentation du vérin 46 pour écarter les électrodes et on envoie par un tuyau non représenté du fluide sous pression dans le vérin 46 de sorte que la tige 27 fait saillie à l'extérieur du corps 26 et l'en semble des corps 25 et 26 coulisse vers le bas en entraînant le chtssis 33 (fig.8), on envoie encore un fluide sous pression dans le vérin 46 pour que les électrodes 43 et 50 enserrent les pièces 95 et 96 à souder pour réaliser un second point de soudure (f ig.II), le primaire du transformateur étant mis sous tension comme précédemment. On inverse ensuite l'alimentation des vérins 46 et des corps 25 et 26 pour ramener l'appareil dans la position initiale de la figure 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Appareil de soudage électrique par résistance du type comportant un bâti relié à un vérin pour commander son déplacement verticalement, ledit b ti supportant une pince dont les branches comportent, à l'une de leurs extrémités correspondantes, des électrodes, ladite pince étant reliée i un vérin pour commander sélectivement l'écartement et le rapprochement des électrodes qui sont connectées électriquement au circuit secondaire d'un transformateur électrique avec un circuit nagné- tique et un enroulement primaire, caractérisé en ce que chaque branche de la pince est solidaire sensiblement perpendiculairement d'une tige verticale qui constitue son axe de pivotement et qui traverse le circuit magnétique du transformateur qui est po - té par un chassies relié audit bati, lesdites tiges dépassant ledit cirduit magnétique par leur extrémité libre t étant reliées par un shunt souple permettant un pivotement de chacune d'elles autour de leur axe indépendanient de l'autre, les tiges avec les branches, les électrodes et le shunt constituant le circuit secondaire du transformateur. 20 -Appareil de soudage électrique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chaque branche comporte un trou tronconique, les-tiges présentant à leur extrémité correspondante une conicité correspondante terminée par une partie filetée destinée à recevoir un écrou de fixation. 3' - Appareil de soudage électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le shunt est constitué d'un expi- lage de lames de cuivre pliées en U, situé dans un plan perpendiculaire au plan passant par les tiges. 4' - Appareil de soudage électrique selon la revenLi- cation 1, caractérisé en ce que la pince comporte des moyens pour limiter le débattement angulaire des branches indépendamment 1'une de l'autre. 5' - Appareil de soudage électrique selon la revendication 4 caractérisé en ce que les extrémités libres des branches sont l'une reliée à la tige du piston d'un vérin à fluide sous pression, tandis que l'autre est reliée au corps dudit vérin, le bati portant une butée fixe avec laquelle peuvent coopé- rer deux vis se vissant dans des douilles desdites branches. 60 - Appareil de soudage électrique selon les revendications 1, 4 et 5 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour freiner le pivotement de la branche ayant le plus petit déplacement angulaire à effectuer pour rapprocher les électrodes lors du soudage afin que les électrodes viennent si multanément en contact de la pièce à souder. 70 - Appareil de soudage électrique selon les revendications 1, 4,5et 6 caractérisé en ce que l'une des branches comporte, articulée, une tige montée coulissante dans un trou de la butée fixe portée par le bati contre l'action d'un ressort de compression engagé sur ladite tige du côté de son extrémité libre et de tension réglable. 80 -Appareil de soudage électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin de commande du déplacernent vertical du bati comprend deux corps coaxiaux et deux pistons dont les tiges sont opposées, l'une étant reliée au bti et l'autre au chassies.