Brevet FR2330490A1 — publié le 19770603

L'invention concerne une machine de soudage continu de bandes métalliques par bombardement électronique. Le soudage par bombardement électronique s J effectue le plus souvent sous vide. Pour des raisons d'étanchéité, les disposi- tifs connus de soudage par bombardement électronique effectuent des opérations de soudage discontinues. Autremeff dit, les pièces à souder sont introduites dans la machine à souper à la pression atmossphérique, mises en place, et l'on ferme ensuite enceinte étanche avant de faire le vide à son intérieur. On procède alors au soudage sous vide, puis l'on casse le vide et lton sort les pièces soudées. Ensuite, on peut recommencer une nouvelle opération de soudage. Le but de la présente invention est de réaliser une machine de soudage continu à grande vitesse de bandes métalliques placrées cSte à cote, par bombardement électronique sous vide de préférence à moyenne tension, sans que ltentrée et la sortie des bandes provoquent aucune difficulté d'une part pour le maintien du vide en permanence à l'intérieur de l'enceinte de la machine à souder, et d'autre part pour le maintien d'une forme et d'une direction des bandes qui soient satisfaisantes sur tout le parcours. A cet effet, la présente invention a pour obJet une machine de soudage continu capable d'assembler ctte à ctte au moins trois bandes métalliques par des cordons de soudure très étroits, au moyen d'au moins deux canons à électrons disposés dans une enceinte qui peut être mise sous vide, cette machine de soudage continu étant caractérisée en ce que ladite enceinte comporte successivement,dans le sens de progression des bandes a) Un premier joint glissant, multiple, formé de matière autolubrifiante et assurant l'étanchéité à l'entrée des bandes dans l'enceinte sous vide. b) Un deuxième joint glissant, de conception différente de celle du premier, formé de matière autolubrifiante et assurant un préguidage des bandes les unes par rapport aux autres avant soudure. c) Au moins deux ensembles, de guidage proprement dit des bandes, et de soudage par bombardement électronique, chacun étant décalé par rapport aux autres dans le sens longitudinal et transversal de cheminement des bandes, les canons à électrons étant mu- nis d'une correction de position par déflection magnétique trans- versale. d) Un dispositif spécial d'entraLlement de la bande soudée, exerçant sur ladite balte esoudée un effort latéral règlé exactement pour que celle-ci conserve une forme et une direction convenables. e) Un troisième et dernier joint glissant, de conception identique à celle du premier, formé de matière autolubrifiante, et assurant ltétanchéité à la sortie de l'enceinte sous vide. Suivant une caractéristique particulière de la présente invention, le premier et le dernier joints glissants , assurant l'é tanchéité l'un à l'entrée de l'enceinte sous vide, l'autre à la sortie, sont formés chacun de deux séries de lèvres en matière zutolu- brifiante séparées par au moins une chambre maintenue à une pression intermédiaire entre la pression atmosphérique et le vide interne de 1 ' enceints 0 Suivant une autre caractéristique particulière de la présente invention, le dispositif spécial d'entranement de la bande soudée, disposé juste après la dernière soudure, et exerçant sur ladite bande un effort latéral, est constitué par des rouleaux entratneurs montés sur des paliers solidaires d'un support orientable autour d'un axe vertical, ces rouleaux entratneurs formant avec la bande soudée un angle déterminé avec précision selon un réglage fin, qui est réalisé au moyen de vis de réglage. Suivant une autre caractéristique particulière de la présente invention, la matière autolubrifiante des joints glissants est constituée par du téflon. Comme on le comprend, l'avantage essentiel de la machine de soudage continu selon l'invention est de réaliser un soudage continu sous vide, à grande vitesse, avec une étanchéité satisfaisante à l'entrée et à la sortie de l'enceinte sous vide, et avec des moyens d'action contre toute déformation de la bande pendant son parcours et pour le maintien d'une direction convenable. Un autre avantage de la machine selon l'invention est que les cordons de soudure sont très étroits, grâce au soudage par bombardement électronique, sous vide, et que l'invention concilie ce mode de soudage avec le soudage continu, à grande vitesse, ce que les machines de soudage connues ne permettent pas de réaliser. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une machine de soudage continu selon l'invention. La figure t est une coupe verticale longitudinale de len- ceinte sous vide de la machine, montrant tous les éléments originaux de la machine à souder. La figure 2 est une coupe horizontale longitudinale de la mdme enceinte. La figure 3 est une coupe verticale longitudinale du joint glissant à l'entrée de l'enceinte sous vide. La figure 4 est une coupe verticale transversale d'un élément de base constitutif du même joint glissant à l'entrée de lten- ceinte sous vide. La figure 5 est une coupe verticale longitudinale du meme élément de base. La figure 6 est une coupe verticale longitudinale du dispositif spécial d'entrainement de la bande soudée. La figure 7 est une coupe horizontale longitudinale du mdme dispositif La description générale du présent mode de réalisation d'une machine de soudage continu selon l'invention va etre faite en se référant d'abord aux figures 1 et 2. Dans la description qui suit, les parties non représentées sur les figures 1 et 2 n'ont aucun caractère d'originalité. Il s'agit, dans cet exemple, de souder en continu trois bandes, comportant s au centre, une bande d'Invar de largeur de l'ordre de 25 mm, de part et d'autre de cette bande centrale, deux bandes d'acier inoxydable austénitique, de largeur de l'ordre de 15 mm chacune. En amont de 11 enceinte sous vide représentée aux figures 1 et 2, les trois bandes à souder se déroulent à partir de trois dévidoirs non représentés sur les figures, tandis que trois autres dévidoirs voisins sont placés en attente. Les trois bandes à souder qui se déroulent suivent des goulottes de guidage, passent dans le champ d'une machine à souder par étincelage, qui assure le raboutage des bandes en fin de bobine, traversent chacune une planeuse, un dispositif classique créant une boucle de compensation de longueur, un bac de dégrassage par ultra sons, avant d'aborder le sas d'entrée constitué par le premier joint glissant 1 donnant accès å l'enceinte sous vide 2. Ce premier joint glissant t assurant l'étanchéité à l'entrée des trois bandes dans lterceinte 2 sera décrit ci-dessous en commentaire des figures 3, 4 et 5. il constitue une caractéristique essentielle de l'invention. A leur sortie de ce premier joint 1, les trois bandes entrent dans l'enceinte 2 et sont aussitbt guidées par un deuxième joint glissant 3, tapissé intérieurement, comme le joint 1 de matière autolubrifiante, ici du téflon, mais de conception beaucoup plus simple, car ce deuxième joint 3 n'a pas d'étanchéité à assurer. Ce guidage par le joint 3 assure la mise en place des bandes l'une par rapport à l'autre. Puis les trois bandes 4, 5 et 6 abordent un premier ensemble de soudage par bombardement électronique avec guidage. le premier canon à électrons 7 assure la soudure entre les bandes 4 et 5, en 8. Dans ce premier ensemble, une paire de rouleaux guides horizontaux 9 et 10, et une paire de rouleaux presseurs horizontaux Il et 12, appliqués verticalement contre les bandes, en direction des rouleaux guides, assurent la mise sur un meme plan des trois bandes à souder. De leur côté, les rouleaux guides verticaux 13 et 14 et les rouleaux presseurs verticaux 15 et 16 permettent de réaliser le serrage des trois bandes côte à côte et le défilement régulier du joint de soudure 17 sous le canon 7. Un deuxième groupe de rouleaux 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, assure un peu plus loin les mimes fonctions, et réalise le déi- lement régulier, sous le deuxième canon à électrons 26, du joint de soudure 27, afin de réaliser le deuxième cordon de soudure en 28. A partir de 28, les trois bandes se trouvent soudées. La bande soudée passe alors dand le dispositif spécial 29 d'entratnement de la bande soudée, qui assure l1entrainement de la bande tout en exerçant sur celle-ci un effort latéral règlé exactement pour que la bande soudée conserve une forme et une direction convenables. Ce dispositif spécial 29 sera décrit ci-dessous en commentaire des figures 6 et 7. Il constitue une caractéristique essentielle de l'invention. La bande soudée pénètre ensuite dans le sas de sortie, constitué par le dernier joint glissant 30, de conception identique au premier joint glissant 1 formé de matière autolubrifiante, ici du téflon, et assurant l'étanchéité à la sortie de la bande de l'enceinte sous vide. Enfin, après un contrôle de largeur, la bande est enroulée en bobine. L'enceinte à vide 2 est maintenue sous une pression de 10 2 -à 10-2 Torr au moyen d'un groupe de pompage approprié, non représenté, relié à la canalisation 31. D'autre part, le vide des canons à électrons 7 et 26 est maintenu entre 10 5et 10 6 Torr au moyen d'un autre groupe de pompage approprié 32, relié par la conduite 33 à une enceinte 34 dans laquelle sont plongées les parties supérieures des deux canons 7 et 26. La description du premier joint glissant 1 s'établit d'après les figures 3, 4 et 5. il est constitué par deux séries de lèvres telles que 35 et 36, séparées par la chambre 37, maintenue à une pression intermédiaire entre l'atmosphère et le vide, pression de l'ordre de quelques Torrs, au moyen d'un groupe de pompage non représenté relié à la canalisation 38. Dans le joint atentrée 1, comme d'ailleurs dans le joint de sortie 30, la multiplication des lèvres permet d'obtenir un étagement régulier des pressions entre l'atmosphère et la chambre intermédiaire 37, ainsi qu'entre cette chambre 37 et Enceinte sous vide 2. L'une des lèvres est représentée en détails sur les figures 4 et 5. Elle est constituée par deux pièces de Téflon 35 et 36 logées dans une lumière rectangulaire 37 ménagée dans un disque 38. La pièce 35 est calée dans la lumière ; la pièce 36 est appliquée sur la pièce 35 par une lame de caoutchouc 39 assurant à la fois l'élasticité de l'ouverture de la lèvre et l'étanchéité relative entre les deux faces du disque. La pièce de caoutchouc 40 absorbe la dilatation de la pièce 35 lorsque celle-ci s'échauffe au passage de la bande soudée, tout en maintenant l'étanchéité. Les flasques 41 et 42 maintiennent en place, dans la lumière, l'ensemble des pièces 35, 36, 39, 40. La description du dispositif spécial 29 d'entratnement de la bande soudée s'établit d'après les figures 6 et 7. Une légère dissymétrie entre les deux soudures pouvant produire une flèche en lame de sabre sur la bande soudée, cette flèche peut dtre rectifiée en créant une contre-lèche en sens inverse, par déformation élastique, à l'aide d'un effort latéral sur la bande, Cette action est obtenue en décalant la direction commune des axes des rouleaux entraineurs par rapport à la direction perpendiculaire à la bande. Cette action est assurée par le dispositif spécial d'en- tratiiement 29, représenté sur les figures 6 et 7. Les rouleaux entraîneurs 43 et 44 sont montés sur des paliers solidaires du support 45 orientable autour de l'axe 46. Les vis calantes 47 et 48 permettent le réglage fin de cette orientation. Pour un sens de déplacement 49 de la bande, l'orientation donnée sur la figure 7 amène une contre-flèche dans le sens 50. il est bien entendu que lton peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails, de mtme au'envisager l'emploi de moyens équivalents. C'est ainsi que les bandes peuvent, selon une variante de l'invention, être stockées soit avant soudure, soit après soudure, à l'intérieur de enceinte sous vide. REVEIICÂTIOtS 1 iachine de soudage continu capable d'assembler cOte à côte au moins trois bandes métalliques par des cordons de soudure très étroits, au moyen d'au moins deux canons à électrons disposés dans une enceinte qui peut etre mise sous vide, cette machine de soudage continu étant caractérisee en ce que ladite enceinte comporte successivement, dans le sens de progression des bandes : a) un premier joint glissant, multiple, formé de matière autolubrifiante et assurant 11 étanchéité à l'entrée des bandes dans l'enceinte sous vide. b) un deuxième joint glissant, de conception différente de celle du premier, formé de matière autolubrifiante et assurant un préguidage des bandes les unes par rapport aux autres avant soudure. c) au moins deux ensemble de guidage proprement dit des bandes et de soudage par bombardement électronique, chacun étant décalé par rapport aux autres dans le sens longitudinal et transversal de cheminement des bandes, les canons à électrons étant munis d'une correction de position par déflection magnétique transversale. d) un dispositif spécial d'entraînement de la bande soudée, exerçant sur ladite bande soudée un effort latéral réglé exactement pour que celle-ci conserve une forme et une direction convenables. e) un troisième et dernier joint glissant, de conception identique à celle du premier, formé de matière autolubrifiante, et assurant l'étanchéité à la sortie de l'enceinte sous vide. 2.- Machine de soudage continu selon la-revendication 1, caractérisée en ce que le premier et le dernier joints glis antsj assurant l'étanchéité l'un à l'entrée de l'enceinte sous vide, l'autre à sa sortie, sont formés chacun de deux séries de lèvres en ma tières autolubrifiante séparées par au moins une chambre maintenue à une pression intermédiaire entre la pression atmosphérique et le vide interne de l'enceinte. 3.- Machine de soudage continu selon l'une ou l'autre des revendication 1 et 2, caractérisée ej e que le dispositif spécial d'entrainement de la bande soudée, disposé juste après la dernière soudure, et exerçant sur ladite bande un effort latéral, est eons- titué par des rouleaux entraîneurs montés sur des paliers solidaires d'un support orientable autour d'un axe vertical, ces rouleaux entraîneurs formant avec la bande soudée un angle déterminé avec précision selon un réglage fin, qui est réalisé au moyen de vis de réglage. 4.- Machine de soudage continu selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la matière autolubrifiante des joints glissants est constitué par un téflon.