Brevet FR2340167A1 — publié le 19770902

L'invention est relative à un dispositif pour souder en continu, selon des cordons longitudinaux, des tubes de métal, notamment d'acier, par soudage électrique en bout par résistance, effectué à la molette, à l'aide d'un courant électrique d'intensité élevée et de basse tension, en utilisant une électrode bipolaire en forme de disque, dont les deux moitiés elUs-mêmes en forme de disque, symétriques, électriquement isolées l'une de l'autre et rigidement liées l'une à l'autre par une couche intermédiaire de matière isolantesset etde polarités opposées#forment, à elles deux, suivant leur pourtour extérieur, une gorge qui est subdivisée au niveau de la couche intermédiaire isolante par une rainure séparatrice médiane et dont le rayon de courbure est adapté au rayon extérieur du tube à souder, ce dispositif comprenant, dans la région voisine de la périphérie de l'électrode discorde et opposée à la zone de soudage de celle-ci, des moyens pour effectuer des retouches de la gorge, afin d'en compenser l'usure et d'en réadapter, d'une manière répétée, la forme au profil extérieur du tube. Dans un dispositif connu de ce genre, les moyens, destinés à retoucher de temps en temps le profil de l'électrode discorde, sont constitués par un outil rigide, réalisé par exemple à la manière d'un outil d'usinage de finition, qui est monté sur le dispositif, du coté de l'électrode qui est diamétralement oppo#sé à l'emplacement de soudage, de manière à pouvoir être déplacé verticalement de telle manière qu'il peut à volonté être abaissé jusqu'à l'intérieur de la gorge de 11 électrode discorde ou extrait de cette gorge. Mais la retouche éventuellement nécessaire de la gorge de l'électrode discorde ne s'effectue pas, dans ce cas, au cours de ltopération de soudage mais entre deux passages de tubes, indus longitudinalement, à souder.Pour permettre de retoucher d'une manière régulière l'électrode discoïde pendant ces interruptions du soudage, l'électrode discoSde est munie d'un mécanisme d'entralnement particulier. L'interruption du soudage, pour la retouche de l'électrode discorde, est nécessaire, non seulement pour éviter tout risque éventuel de court-circuit, mais encore du fait que les copeaux, enlevés au cours de cette retouche de profil par l'outil d'usinage et entraînés en partie par l'électrode discorde au cours de sa rotation, seraient projetés autrement sur la fente longitudinale du tube fendu qui arrive à l'électrode et pénétreraient dans cette fente ou resteraient accrochés aux bords de celle-ci, ce qui affecterait la formation ultérieure d'un cordon de soudure impeccable. Du fait que, dans les installations de soudage de tubes modernes, fonctionnant à une vitesse d'avancement des tubes très élevée, l'usure de l'électrode discoïde est très grande et que rien que l'apparition d'une usure relativement faible de cette électrode affecte la formation d'une soudure impeccable dans la fabrication de tubes d'acier de précision, les interruptions de fonctionnement, nécessaires relativement souvent dans ce dispositif connu pour la retouche du profil de l'électrode discorde, plus particulièrement de sa gorge, sont extrêmement gênantes. Pour permettre un soudage pratiquement ininterrompu, on a encore proposé de séparer l'une de l'autre les deux moitiés, de polarités opposées, du disque constituant l'électrode et d'associer à chacune d'elles un outil de retouche séparé. De cette manière on peut bien effectuer pendant le soudage la retouche de profil éventuellement nécessaire de chacune des deux moitiés d'électrode discorde, mais l'inconvénient de ce dispositif connu est que la retouche séparée des deux moitiés d'éleetrode rend impossible l'obtention d'un profil régulier précis des deux moitiés d'électrodes. M#me de faibles différences de profil des deux moitiés d'électrode discolde#affectentlde manière permanente la qualité du soudage des bords du tube fendu.Les défauts qui en résultent sont particulièrement graves dans la fabrication de tubes de précision en acier présentant une épaisseur faible par rapport à leur diamètre, dans laquelle, pour éviter les rebuts, il faut veiller aussi bien à obtenir un cordon de soudure longitudinal impeccable, qu'à respecter rigoureusement les dimensions finales prescrites. L'invention a donc pour but d'éviter les inconvénients exposés ci-dessus des dispositifs connus et d'améliorer ces dispositifs afin de pouvoir obtenir, sans interruption de l'opéra- tion de soudage, une retouche régulière du profil des deux moitiés d'électrode discorde, même après une durée de service relativement longue, e#t ceci de telle manière que les débris d'abrasion produits au cours de cette retouche ne puissent parvenir à l'intérieur de la fente longitudinale du tube et affecter la qualité du soudage des bords de cette fente. Pour résoudre ce problème, le dispositif conforme à l'invention part du genre de. dispositif décrit au préambule et est caractérisé en ce que pour la retouche de l'électrode discoïde est prévue une meule de rectification en matière non conductrice de l'électricité, susceptible d'être abaissée jusqu'à l'intérieur de la gorge de l'électrode, et qu'à cette meule de rectification est associé un outil de dressage, destiné à retoucher, lorsque c'est nécessaire, le profil périphérique de la meule, en fonction du profil extérieur prescrit du tube, et, à cet effet, susceptible de pivoter, dans un plan contenant l'axe de la meule, autour de r celle-ci , à peu près suivant un demi-cercle Du fait que, pour la retouche éventuellement nécessaire de 11 électrode discoide bipolaire compacte, est prévue une meule de rectification, en matière non conductrice, adaptée au profil périphérique de l'électrode, on peut, au cours du soudage et sans risque de court-circuit, retoucher le profil des deux moitiés, isolées électriquement l'une de l'autre, de l'électrode, ceci simultanément et d'une manière régulière, au fur et à mesure de leur usure.Du fait que cette opération peut s'effectuer au cours du soudage, sans interrompre la fabrication continue du tube, on peut procéder à la retouche du profil de l'électrode discorde à des intervalles de temps relativement rapprochés, avant même qu'une irrégularité éventuelle d'usure des deux moitiés d'électrode puisse affecter la qualité du cordon de soudure ou du profil du tube. la meule de rectification, mise en rotation de préférence dans le meme sens que l'électrode discolde, évite ainsi que les débris d'abrasion provenant de la retouche de l'électrode parviennent, du coté d'arrivée du tube, dans l'ouverture de la fente du tube et affectent la qualité du soudage ultérieur des bords de cette fente. Cet avantage est indépendant du fait que l'électrode discoïde est uniquement entraînée par le mouvement forcé d'avancement du tube fendu, ou, de préférence, qu'elle est entraînée, d'une manière autonome, en fonction de la vitesse d'avancement du tube. La possibilité, assurée par le montage de l'outil de dressage, d'une manière permettant le déplacement vertical et en même temps le pivotement à peu près suivant un demi-cercle de cet outil, de retoucher la meule de rectification elle-même, également sans interrompre l'opération de soudage présente cet autre avantage essentiel que le profil périphérique de la meule de rectification peut aussi être retouché en permanence, en fonction du profil de tube prescrit, sans avoir à remplacer cette meule ni à interrompre la fabrication. De préférence, la retouche du profil de la meule de rectification, lorsque cette opération est nécessaire, à l'aide de l'outil de dressage ne s'effectue pas en m#me temps que la retouche du profil de l'électrode discoide, mais après, une fois que la meule de rectification a été extraite de la gorge de l'électrode discorde. Pour celalselon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la meule de rectification, lors de son extraction de la gorge périphérique de l'électrode discoide, parvient directement dans la zone d'action de l'outil de dressage. Ceci ne signifie pas obligatoirement que la retouche du profil de l'électrode discolde par la meule de rectification et la retouche du profil périphérique de la meule de rectification s'effectuent constamment alternativement. Au contraire aussi bien la retouche du profil de l'électrode discorde par la meule de rectification que la retouche de la meule de rectification elle#meAme par l'outil de dressage s'effectuent exclusivement suivant les besoins. Cependant on peut, d'une manière en soi connue, commander ou actionner automatiquement les deux opérations de retouche à l'aide de palpeurs ou de dispositifs analogues aussitôt que l'usure de l'électrode discorde et/ou de la meule de rectification dépassent une valeur prédéterminée. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la meule de rectification est disposée, dans la région de la moitié (située à l'opposé de la zone de soudage) de la périphérie de l'électrode discorde, du c8té d'arrivée du tube, et, pour abaisser dans la gorge de l'électrode discorde ou pour en extraire la meule de rectification, celle-ci est déplacée exclusivement verticalement, l'outil de dressage de la meule de rectification, avantageusement réalisé en acier, en métal dur ou en matériau diamanté, pouvant être déplacé aussi bien suivant sa direction longitudinale, essentiellement axialement, que transversalement par rapport au plan de la meule de rectification, selon un demicercle. Pour simplifier la construction, il est avantageuxsen outre, que la meule de rectification entraînée dans le même sens que l'électrode discolde et l'outil de dressage, associé à cette meule et disposé dans la région située à l'opposé de cette électrode, puissent être déplacés, verticalement et selon un demi-cercle, au moyen d'un même dispositif de réglage associé, de manière fixe, à l'ensemble du dispositif, ceci indépendamment du fait que ces déplacements, vertical et selon un demi-cercle, sont effectués manuellement ou mécaniquement. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de -ses modes de réalisation, pris à titre illustratif, mais nullement limitatif, en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels -- la figure 1 représente le dispositif, vu en élévation perpendiculairement à la direction de circulation du tube fendu, - la figure 2 représente à plus petite échelle le dispositif vu en élévation, suivant la direction de cir c ulation du tube fendu, en coupe partielle suivant la ligne Il-Il de la figure 1, et - la figure 3 représente l'électrode discolde et les moyens de retouche de profil associés à#celle-ci, de la même manière que sur la figure 2 mais dans une autre position de travail de ces moyens de retouche. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, sur la table de travail 2 du socle 1, dont on n'a représenté qu'une partie, sont fixées des colonnes 5 qui sont reliées l'une à l'autre, à leurs extrémités supérieures, par une traverse 4 et sur lesquelles est guidé le châssis mobile ver#ticalement 5 de la machine. Le châssis 5 contient les dispositifs d'entraînement et les paliers de montage de l'électrode discolde 6 ainsi que les dispositifs de redressement et d'amenée du courant électrique aux deux moitiés 6a et 6b de l'électrode discoïde. Sur la table de travail 2 est également disposé le châssis 7, supportant les deux galets de guidage 8 et 8a, dont l'écartement peut être réglé au moyen de la vis de réglage 9, représentée schématiquement, pour les adapter à la section droite du tube considéré. de tube a été désigné par 10. Sur la figure 1 la flèche X indique la direction d'avancement du tube 10. Dans la région située en amont de l'électrode discorde 6, la fente longitudinale, non visible sur la figure 1, du tube 10 est ouverte et en aval de l'électrode 6, cette fente est soudée, à la suite du soudage effectué par l'électrode discorde 6 des bords de la fente. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, l'électrode discolde bipolaire 6 se compose de deux moitiés 6a, 6b, de forme symétrique et disposées face contre face, raccordées électriquement aux bornes correspondantes d'une source de courant continu ; ces moitiés d'électrode 6a, 6b sont isolées électriquement l'une de l'autre et rigidement liées l'une à l'autre à l'aide d'une couche intermédiaire 6c de matière isolante. Les deux moitiés d'électrode 6a et 6b forment à elles-deux, sur le pourtour de l'électrode discorde, une gorge 12, subdivisée par une rainure séparatrice médiane 11, dont le rayon de courbure correspond au rayon extérieur du tube 10 à souder. Au cours de l'opéra- tion de soudage l'électrode discorde 6 est fermement appliquée, suivant sa gorge 12, contre le tube 10. Dans la région de la moitié, située à l'opposé de la zone de soudage 13, de la périphérie de l'électrode discorde 6, est associée à celle-ci, du côté d'arrivée du tube 10, une meule de rectification 14 dont le profil du pourtour 14a est adapté au profil extérieur du tube et qui, au moyen du moteur d'entraînement 15, peut être mise en rotation dans le meme sens que l'électrode discorde 6. Dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'électrode discorde 6 est entrai#née, ainsi qu'on l'a indiqué par la flèche Y, dans le sens des aiguilles d'une montre, qui correspond à la direction d'avancement, indiquée par la flèche X, de droite à gauche, du tube 10 et, par conséquent, la meule de rectification 14 est entraînée dans le sens des aiguilles d'une montre, ainsi qu'on l'a indiqué par la flèche Z. Pour pouvoir introduire la meule de rectification 14, lorsque c'est nécessaire au cours de l'opération de soudage, dans la gorge périphérique 12 de l'électrode discoide 6, ou l'en extraire, le châssis d'entrainement de la meule de rectification 14 est monté de manière à pouvoir être déplacé verticalement. On utilise pour cela un dispositif de réglage 16 fixé au chassies 5 du dispositif. Sur la partie fixe 17 du dispositif de réglage 16 est guidé et coulisse verticalement le support 18 du bras porteur 19 du cassis d'entrainement 15 de la meule de rectification 14 ce support 18 peut être déplacé au moyen du volant à main 20 de la tige filetée 21. Lé même dispositif de réglage 46 sert aussi, à son extrémité supérieure, à supporter un outil de dressage 22, associé à la meule de rectification 14, qui peut être déplacé verticalement et en même temps pivoter. Cet outil de dressage 22, de préférence en matériau diamanté, de la meule de rectification 14 est monté, au moyen d'un bras pivotant incurvé 23, de manière que sa pointe, lorsqu'on fait tourner le volant à main 24, décrive un arc, en forme de demi-cercle, dont le rayon correspond exactement au rayon extérieur du tube 10. De cette façon, le profil périphérique de la meule de rectification 14 peut être adapté de nouveau au profil extérieur prescrit du tube 10, lorsque c'est nécessaire, à l'aide de l'outil de dressage 22, dans la position de travail approprié, représentée sur la figure 3.Le déplacement vertical en hauteur de l'outil de dressage 22 s'effectue, de même que celui de la meule de rectification 14 et du châssis d'entraînement 15 de celle-ci, au moyen d'une tige filetée 25 et d'un volant à main associé 26. Sur les figures 1 et 2 est représentée la position de travail dans laquelle la meule de rectification 14 a été abaissée à l'intérieur de la gorge 12 de l'électrode discolde 6, tandis que la figure 3 représente la position de travail dans laquelle la meule de rectification 14 a été extraite de la gorge 12 de l'électrode discoïde 6 et déplacée vers le haut, pour permettre la retouche de son profil périphérique à l'aide de l'outil de dressage 22. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui #de ses modes d'application, non plus qu a ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour souder en continu, selon des cordons longitudinaux, des tubes de métal, notamment d'acier, par soudage électrique en bout par résistance, effectué à la molette, à l'aide d'un courant électrique d'intensité élevée et de basse tension, en utilisant une électrode bipolaire en forme de disque, dont les deux moitiés elles-mêmes en forme de disque, symétriques, électriquement isolées l'une de l'autre et rigidement liées l'une à l'autre par-une couche intermédiaire de matière isolante et de polarités opposées forment, à elles deux, suivant leur pourtour extérieur, une gorge qui est subdivisée au niveau de la couche intermédiaire isolante par une rainure séparatrice médiane et dont le rayon de courbure est adapté au rayon extérieur du tube à souder, ce dispositif comprenant, dans la région voisine de la périphérie de l'électrode discorde et opposée à la zone de soudage de celle-ci, des moyens pour effectuer des retouches de la gorge, afin d'en compenser l'usure et d'en réadapter, d'une manière répétée, la forme au profil extérieur du tube, lequel dispositif est caractérisé en ce que pour la retouche de l'électrode discoide (6) est prévue une meule de rectification (14) en matière non conductrice de l'électricité, susceptible d'être abaissée jusqu'à l'intérieur de la gorge (12) de l'électrode (6), et qu'à cette meule de rectification (14) est associé un outil de dressage (22), destiné à retoucher, lorsque c'est nécessaire, le profil périphérique (14a) de la meule (14), en fonction du profil extérieur prescrit du tube (10) et, à cet effet, susceptible de pivoter, dans un plan contenant l'axe de la meule, autour de celle-ci, à peu près suivant un demi-cercle. 2, Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode discolde (6) comporte un mécanisme d'entratnement particulier. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la meule de rectification (14) est munie de moyens pour son entrainement dans le même sens de rotation que l'électrode discorde (6). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la meule de rectification (14) est disposée, dans la région de la moitié, située à l'opposé de la zone de soudage (13), de la périphérie de l'électrode discorde (6), du côté d'arrivée du tube (10) , et, pour abaisser dans la gorge (12) de l'électrode discorde (6) ou pour en extraire la meule de rectification (14), celle-ci est déplacée exclusivement verticalement en direction de l'axe du tube (10). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'outil de dressage (22) de la meule de rectification, est réalisé en acier, en métal dur ou en matériau diamanté et peut être déplacé aussi bien suivant sa direction longitudinale, essentiellement axialement, que transversalement par rapport au plan de la meule de rectification (14) selon un demicercle. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la meule de rectification (14) entraînée dans le même sens que l'électrode discoïde (6) et l'outil de dressage (22), associé à cette meule (14) et disposé dans la région située à l'opposé de cette électrode (6)peuvent entre déplacés, verticalement et selon un demi-cercle, au moyen d'un même dispositif de réglage associé, de manière fixe (16), à l'ensemble du dispositif. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce #que l'outil de dressage (22) est disposé à une distance telleyau- dessus de la meule de rectification (14), que la meule de rectification (14), lors de son extraction de la gorge périphérique (12) de l'zlectrode discolde (6), parvient immédiatement dans la zone d'action de l'outil de dressage (22).