Brevet FR2327844A1 — publié le 19770513

La présente invention se rapporte à des installations de soudage sous laitier électroconducteur avec buse consommable et plus précisément à des mécanismes d'amenée du fil-élec*rode dans ces installations. L'invention peut entre utilisée avec le plus grand succès pour le soudage de joints d'une épaisseur ne dépassant pas 2500 mm, par exemple dans la fabrication des rotors soudés de fortesaimensions des turbogénérateurs, des battis de presses, des laminoirs et d'autres constructions. L'invention peut être utilisée aussi pour le soudage simultané de plusieurs jointes, par exemple dans la fabrication de treillis de presses, de cadres de concasseurs à machoires, etc, De plus, l'invention peut entre employée pour le rechargement sous laitier électroconducteur de différentes pièces, tant pour leur fabrication que pour leur réparation. L'invention peut entre aussi employée dans le soudage du titane, de 1' aluminium et des alliages à base de ces métaux. On connaît déjà un mécanisme d'amenée du fil électrodes dans des installations de soudage sous laitier électroconducteur avec buse consommable. Ledit mécanisme comporte quelques couples de pignons en prise mutuelle, montés les uns après les autres et amenant le fil. L'un des pignons de chaque couple est monté sur un arbre de commande. Les deux pignons présentent, suivant leur circonférence, une rainure en V dont la profondeur est égale à la hauteur d'une dent. Lors du fonctionnement, les rainures des pignons se trouvant en prise forment un canal dans lequel est logé et serré le fil-électrode. A la rotation du couple de pignons, dont l'un est commandé comme il a été déjà dit ci-dessus, et l'autre est un pignon de pression, le fil-électrode est amené à travers la buse consommable dans le bain de laitier. Un bout de l'arbre de commande est relié à une commande électrique comprenant un moteur à courant continu et un réducteur, l'autre bout étant logé dans un palier. La commande électrique est montée sur un support se présentant sous la forme d'une plate-forme horizontale, l'arbre de commande passant parallelement par rapport à l'un des optés de cette dernière. Sur l'arbre de commande présentant des cannelures sont emmanchés, à l'aide de douilles d'isolement, dix-huit pignons qui transmettent la rotation aux pignons se trouvant en prise avec eux. Tous les pignons portent sur leur circonférence une rainure dans laquelle est logé le fil-électrode. Chaque couple de pignons en prise et pourvus d'une rainure pour le fil-électrode est monté sur des paliers placés dans une frette et cette dernière est boulonnée, par l'intermédiaire de joints isolants, à une poutre en caisson Cette poutre est montée sur la plate-forme le long de tout l'arbre de commande. Donc, chaque couple de pignons placée dans une frette est isolé des autres couples de pignons et de la poutre. Ledit mécanisme d'amenée du fil-électrode, possède des avantages notables, présente tout de méme une série d'inconvénients, dont, les plus sérieux sont les suivants. Vu que ledit mécanisme et muni d'une seule commande électrique et d'un seul arbre de commande sur lequel sont montés les pignons de commande amenant le fil, ce mécanisme, lors du soudage, ne permet de faire varier la vitesse de rotation des pignons d'amenée du fil et, par suite, la vitesse d'amenée des fils-électrodes, que pour tous les couples de pignons simultanément. Cela limite les capacités technologiques dudit mécanisme d'amenée du fil-électrode, car lors du soudage, surtout lorsqu'on soude un métal d'une épaisseur dépassant 500 mm, l'augmentation de la résistance au passage des filsélectrodes individuels, due à la déformation de la buse, ne permet pas de régler la vitesse d'amenée de certains fils indépendamment de la vitesse d'amenée des autres fils-électrodes. En outre, quand on emploie ledit mécanisme il est impossible d'effectuer un soudage simultané de plusieurs joints de différentes épaisseurs s'il est nécessaire que le début et la fin du soudage des joints soient simultanés. Vu que les pignons amenant le fil sont montés successivement sur un seul arbre de commande, il n'y a pas de possibilité de remplacer rapidement un pignon mis hors d'usage sans arrdter tout le mécanisme d'amenée du fil-électrode. A l'utilisation dudit mécanisme pour le soudage sous laitier électroconducteur d'un métal d'une épaisseur allant jusqu'à 500 rem, lorsque dans le bain de laitier sont immergés par exemple un, deux trois ou quatre fils-électrodes, les dix-huit couples de pignons sont tous mis en rotation, ce qui provoque une consommation excessive d'énergie électrique. L'objet de la présente invention est de créer un mécanisme d'amenée de fil-électrode dans lequel les couples de pignons sont groupés de manière à permettre de régler, lors du soudage, la vitesse d'amenée des fils-électrodea indépendamment les uns des autres, d'effectuer le remplacement d'un pignon d'amenée du fil ou d'un fil-électrode mis hors d'usage sans arrêter le fonctionnement des autres fils, et de répartir uniformément la charge du réseau triphasé. Ce résultat est obtenu à l'aide d'un mécanisme d'amenée d'un fil-électrode dans une installation de soudage sous laitier électroconducteur avec buse consommable, du type comportant plusieurs couples de pignons montés les uns après les autres, un des pignons de chaque couple étant monté sur un arbre de commande, et chaque pignon ayant suivant sa circonférence une rainure qui forme, avec une autre rainure pratiquée sur le pignon se trouvant en prise avec le pignon mentionné, un canal renfermant le fil-électrode amené, lors de la rotation des pignons, dans un bain de laitier à travers la buse consommable, ledit mécanisme étant, caractérisé, d'après l'invention, en ce que deux couples de pignons au moins sont groupés de telle manière que l'arbre de commande des pignons de chaque groupe possède une commande individuelle et que le nombre de ces groupes et de leurs commandes individuelles soit multiple de trois. Une telle organisation du mécasame permet de changer la vitesse #'amenée des fils-électrodes de certains de ceux-ci indépendamment des autres lors du soudage. De plus, l'avantage du mécanisme proposé FtaFe%6s du fil-électrode consiste en oe qu'en cas de besoin (par exemple dans le cas de coincement du fil-électrode dans les tubes de la buse consommable) il permet de réaliser pendant le soudage un remplacement rapide (en 4 à 6s) d'un fil-électrode amené par un fil-électrode de rechange. Toutes ces modifications augmentent les capacités technologiques dudit mécanisme. Le choix d'un nombre de groupes de couples de pignons égal à 3 assure la possibilité de répartir uniformément la charge du réseau triphasé. En outre, le mécanisme d'amenée du fil-électrode, se composant de groupes de couples de pignons, facilite le réglage de la buse consommable dans l'intervalle de soudage, car dans ce cas le nombre de buses est égal à celui des groupes de couples de pignons. Dans la pratique il est avantageux, notamment du point de vue technologique, d'avoir dans chaque groupe six couples de pignons. Une telle construction permet d'utiliser au maximum la puissance d'une phase de transformateur triphasé et de rendre chaque groupe de couples de pignons plus compact et assez léger, ce qui est important lors du remplacement d'un groupe par un groupe de rechange. Afin d'avoir la possibilité de régler à temps la vitesse d'amenée de tous les fils-électrodes lors du fonctionnement de plusieurs groupes de couples de pignons, on peut connecter le moteur électrique de la commande individuelle de chaque groupe à un potentiomètre servant à régler la vitesse de rotation des pignons d'un groupe indépendamment de la vitesse de rotation des pignons d'un autre groupe et relié cinématiquement à une commande autonome permettant de faire varier la vitesse de rotation des pignons simultanément dans tous les groupes; ce qui simplifie considérablement le service du mécanisme et le contrtle du régime de soudage. D'autres caractéristiQues et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés, dans lesquels s - la figure 1 représente une vue générale de l'installation de soudage sous laitier électro-conducteur avec buse consommable (vue du coté du mécanisme d'amenée du filélectrode) ; - la figure 2 est une vue en coupe, suivant Il-Il de la figure 1, d'un groupe de pignons à échelle agrandie) ; - la figure 3 est une vue en coupe partielle transversale du bloc de potentiomètres ; - la figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3. Sur la figure 1 on voit un exemple de réalisation d'un mécanisme d'amenée du fil-électrode dans une installation de soudage sous laitier électroconducteur avec buse consommable. L'installation comprend un portique 1 auquel est fixée une plate-forme 2. Sur la plate-forme 2 est monté un cadre rectangulaire 3 sur la poutre médiane horizontale 4 duq# est placé un mécanisme 5 d'amenée du fil-électrode (figures 1 et 2). Sur le dessus du portique 1 se situent des bobines 6 (figure 1) de fil-électrode 7 (figure 2). La plate-forme 2 peut, avec tout son équipement, se déplacer verticalement en fonction de la hauteur de la pièce à souder 8, ce qui est obtenu par la rotation des deux vis verticales 9 fixées sur la plate-forme 2. Le portique 1 est muni d'une commande mécanique qui assure son déplacement sur des rails 10 au-dessus de la pièce à souder 8. Le mécanisme 5 d'amende du fil-électrode comporte plusieurs couples de pignons d'amenée il et 12 (figure 2) se trouvant en prise mutuelle et montés successivement, les uns après les autres. Les axes de rotation 13 et 14 des pignons il et 12 sont disposés dans un mame plan horizontal. L'un des pignons (le pignon 12) d'amenée appartenant a' chaque couple de pignons est monté sur un arbre de commande 15.Chaque pignon 11 et 12 présente, suivant sa circonférence, une rainure formant avec une rainure pratiquée sur le pignon se trouvant en prise avec lui un canal 16 dans lequel est logé et serré le fil-électrode qui, à la suite de la rotation des pignons il et 12, est amena dans le bain de laitier (non représenté) à travers une buse consommable 17 (figure 1). Selon l'invention, au moins deux couples de pignons 11 et 12 amenant le fil sont réunis en un groupe. Le nombre de ces groupes est choisi multiple de 3. Dans la variante considéré dudit mécanisme le nombre de groupes est égal à 18 et le nombre de couples de pignons dans chaque groupe est égal à 6. L'arbre de commande 15 de chaque groupe est relié cinématiquement à une commande individuelle qui se présente sous la forme d'un moteur à courant continu 18 (figure 2). Chaque groupe comprend un corps 19 renfermant des pignons 21 montés sur un arbre horizontal 20 et qui diminuent le nombre de tours de l'arbre du moteur à courant continu 18. La laision cinématique du moteur 18 avec l'arbre de commande 15 est assurée par un pignon conique 22 monté sur le c#ne ie l'arbre horizontal 20 et entratnant à son tour un autre pignon conique 23 transmettant la rotation à l'arbre de commande 15. L'arbre de commande 15 porte six pignons de commande 12 qui forment avec les six pignons de pression 11 six couples de pignons 11 et 12 du mécanisme 5 d'amenée du fil-électrode. Le corps 19 est fixé àl'aide de boulons (non représentés) par l'intermédiaire d'un joint isolant 24, à un montant 25 qui est monté à son tour sur la poutre médiane horizontale 4 du cadre 3. Chaque groupe de couples de pignons est doté d'un dispositif de signalisation 26 (figure i) pour contrer l'amenée du fil-électrode, et d'un support 27 pour fixer la buse consommable. Les dispositifs de signalisation 26 sont montés sur la poutre horizontale supérieure 28 du cadre 3, directement au-dessus des groupes de couples de pignons au mécanisme 5 d'amenée du fil-électrode. Les supports 27 sont fixés à une poutre horizontale inférieure 29 du cadre 3, au-dessous des groupes de couples de pignons dudit mécanisme. Chaque dispositif de signalisation 26 comprend six couples de galets (non représentés) selon le nombre de fils électrode; dans un groupe. Chaque couple de galets est serré contre un fil-électrode. A chaque support 27 pour fixer la buse consommable est raccordé un câble électrique partant de l'une des phases de transformateurs de soudage triphasés (non représentés) qui sont disposés sur la plate-forme 2. Sur la plate-forme 2 est monté aussi un pupitre de commande (non représenté) du mécanisme d'amenée du fil-électrode. lie pupitre de commande contient un bloc de potentiomètres représenté sur la figure 3. lie bloc de potentiomètres est constitué de trois panneaux métalliques ronds 30,31,32 qui sont réunis par des goujons 33. Sur le panneau 30 sont fixés des potentiomètres 34 Sur l'axe 35 du curseur (non représenté) de chacun de six potentiomètres, selon le nombre de fils-électrodes dans un groupe, est emmanché avec jeu, par l'intermédiaire d'une douille 36, un pignon 37. Contre le pignon 37, à l'aide d'un ressort 38, est serré un demi-manchon à friction#39. Sur le bout libre de la douille 36, qui fait saillie au-dessus du panneau 31, est emmanchée une poignée 40 destinée à la rotation du curseur du potentiomètre 34 de chaque groupe de couples de pignons, qui règle à son tour la vitesse de rotation des pignons 11 et 12 de chaque groupe. lie moteur électrique 18 de la commande individuelle de whaquegroupe est relié électriquement au potentiomètre-34 respectif qui règle la vitesse de rotation des pignons il et 12 d'un groupe -indépendamment##e la vitesse de rotation des pignons 11 et 12 des autres groupes. Au panneau 32 est fixée une douille 41 sur laquelle est monté un pignon central 42. lie pignon central 42 est en prise avec des pignons 37 (figure 4) disposés suivant sa circonférence. Sur l'axe 44 du pignon central 42 est emmanchée une poignée 45 destinée à la rotation du pignon central 42 et jouant le rôle d'une commande autonome permettant, grâce à la liaison cinématique des potentiomètres 34 avec la poignée 45, de faire varier simultanément la vitesse de rotation des pignons 11 et 12 de tous les groupes. Les figures 3 et 4 présentent un exemple de réalisation d'un bloc de potentiomètres. D'autres versions du bloc de potentiomètres sont aussi possibles. Par exemple, les potentiomètres peuvent entre fixés sur le panneau en une rangée et leur commande peut s'effectuer à l'aide d'une crémaillère commune. Be mécanisme d'amenée du fil-électrode comprenant six blocs, chacun avec six fils, peut amener simultanément jusqu'à dix-huit fils-électrodes. Les autres dix-huit électrodes s'effectue de la manière suivante. Pour réaliser le soudage sous laitier électroconducteur de la pièce 8, le portique 1 est installé au-dessus de cette dernière de manière que dans l'intervalle de soudage se disposent les buses consommables 17 fixées aux supports 27. Puis les fils électrodes 7 des bobines 6 sont engagés entre les pignons 11 et 12 dans les buses consommables 17. A travers chaque groupe on fait passer six fils électrodes. En tournant la poignée commune 45 du bloc de potentiomètres monté dans le pupitre de commande on établit selon les casact8ristiques' technologiques la vitesse voulue. d'amenéides fils électrodes 7. La rotation de la poignée commune 45 provoque la rotation de l'axe 44 et du pignon central 42 qui transmet la rotation, par l'intermédiair#di pignon 43, à l'axe 35, ce qui fait tourner simultanément les curseurs de tous les potentiomètres 34 d'un même angle, ce qui crée à son tour une tension identique sur les commandes individuelles de tous les groupes et, par conséquent, une vitesse identique d'amenée des fils-électrodes. Puis on met en action le mécanisme d'amenée du filélectrode et les transformateurs de soudage et on réalise le soudage sous laitier électroconducteur d'après les règles générale s. Lors du soudage par chaque groupe constitué de six couples de pignons on amène généralement trois fils-électrodes 7. Les autres trois fils-électrodes engagés dans la buse consommable 17 se trouvent en réserve. En cas d'arrêt imprévu d'un des fils-électrodes amenés, ce qui est signalé par la lampe-témoin se trouvant sur le pupitre de commande, on amène un fil-électrode de réserve. Au cours du mouvement du fil-électrode pendant son amenée dans le bain de laitier, les galets du dispositif de signalisation, entraînés par le fil, tournent. Si le fil-électrode starrete au cours du soudage à cause d"une panne quelconque, les galets cessent de tourner, ce qui est tout de suite signalé par la lampetémoin sur le pupitre de commande (une lampe rouge s'allume). A ce moment se produit la mise en action du fil-électrode de réserve. Au cours du soudage, à cause des variations de la tension du secteur d'alimentation, des différences de résistance au passage du fil-électrode dans les buses consommables, ou bien à la suite d'une déformation de la pièce à souder, il est souvent nécessaire de régler la vitesse d'amenée du fil-électrode, dans certains groupes du mécanisme d'amenée du fil-électrode, afin de maintenir l'intensité du courant de soudage au niveau voulu. Pour réaliser le réglage la correction de la vitesse d'amenée du fil-électrode dans un groupe du mécanisme, il convient de tourner la poignée 40 du potentiomètre 34 correspondant. Dans ce mouvement l'axe 35 et la douille 36 tournent et font tourner le curseur du potentiomètre 34 d'un angle déterminé, tandis que le demi-manchon à friction 39, en tourrrant avec la douille 36, glisse sur le pignon 37 et ne transmet pas le mouvment à ce dernier. Donc, il se produit une rotation du curseur seulement dans le potentiomètre du groupe pour lequel on désire réaliser le réglage de la vitesse d'amenée du fil-électrode. Aucun des autres curseurs ne changent de position. les avantages de l'inventinn par rapport aux mécanismes d'amenée du fil-électrode qui sont déjà connus sont les suivants. t) la possibilité d'un réglage indépendant de la vitesse d'amenée du fil-électrode dans chaque groupe permet de respecter avec plus de précision le régime de soudage sous laitier électroconducteur et contribue à l'augmentation du rendement du soudage et de la qualité des soudures. 2) la possibilité du remplacement des filswéleetrodes augmente considérablement la fiabilité du déroulement du processus de soudage, ce qui joue un r8le important au doudage des pièces uniques et conteuses. 3) L'utilisation dudit mécanisme se composant de groupes individuels munis d'une commande indépendante permet d'effectuer simultanément le soudage de plusieurs joints de différentes épaisseurs et contribue à l'augmentation de la précision du soudage. Bien entendu, 1' invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENI)ICATI# S 1. mécanisme d'amenée de fils-électrodes dans uns installation de soudage sous laitier électroconducteur à l'aide de buses consommables, du type comportant plusieurs couples de pignons montés en série, l'un des pignons de chaque couple du pignons étant monté sur un arbre de commande et chaque pignon comportant, suivant sa circonférence, une rainure formant avec une autre rainure pratiquée sur le pignon se trouvant en prise avec lui un canal dans lequel, lors de la rotation des pignons, se place le fil-électrode amené dans le bain de laitier à travers une buse consommable, caractérisé en ce que au moins deux couples de pignons sont réunis en un groupe dont l'arbre de commande comporte une commande électrique individuelle, le nombre de ces groupes et de leurs commandes électriques individuelles étant multiple de trois. 2. mécanisme d'amenée de fils-électrodes selon la revendication i, caractérisé en ce que chaque groupe précité comprend six couples de pignons. 3. Mécanisme d'amenée de fils-électrodes selon l'lme des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moteur électrique de la commande individuelle de chaque groupe est connecté à un potentiomètre permettant de régler la vitesse de rotation des pignons d'un groupe indépendamment de la vitesse de rotation des pignons des autres groupes et relit cinématiquement à une commande autonome permettant de faire varier la vitesse de rotation des pignons simultanément dans tous les groupes.