Brevet FR2348007A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne une machine automatique de soudage discontinu et en particulier un dispositif de commande pour machine automatique de soudage d'angle discontinu. A titre d'exemple, le soudage d'angle discontinu présente de l'intérêt dans les constructions navales pour réaliser la liaison des raidisseurs sur des plans de tôle. En effet, le soudage d'angle continu classique réalisé au moyen de machines automatiques présente des inconvénients quand on l'applique à des tôles de faible épaisseur car il induit des déformations excessives, telles que des gauchissements, essentiellement dues aux importants retraits des soudures. Pour éviter ces inconvénients, on ne réalise actuellement les soudures d'angle discontinues que par des procédés semiautomatiques ou manuels. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un dispositif de commande d'une machine de soudage fonctionnant d'une manière automatique pour réaliser des soudures d'angle discontinues. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un dispositif de commande capable de permettre la réalisation de soudures d'angle discontinues de part et d'autre du raidisseur. Un autre objet consiste à prévoir un dispositif de commande fonctionnant avec une machine automatique de soudage à arc submergé. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un dispositif de commande d'une machine automatique de soudage à arc submergé comportant un moteur de déplacement de la machine fonctionnant d'une manière continue et, au moins un moteur d'avancement du fil de soudure, le dispositif définissant un cycle de fonctionnement comprenant, au moins, une phase de soudage et une phase de déplacement sans soudage, le dispositif comprenant des moyens pour commander le fonctionnement du moteur d'avancement du fil, un premier circuit de temporisation pour actionner les moyens de commande de déplacement du fil pendant la durée de la phase de soudage et un second circuit de temporisation pour interdire leur fonctionnement pendant la phase de déplacement sans soudage. Dans les machines automatiques de soudage continu, il existe généralement des circuits de commande internes qui asservissent la vitesse d'avancement du fil en fonction de la tension électrique de l'arc afin d'obtenir des soudures de caractéristiques uniformes. Un objet de l'invention consiste à conserver cet asservissement pendant la phase de déplacement avec soudage, mais à interrompre le dévidage du fil pendant la phase de déplacement sans soudage. D'autres caractéristiques de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en perspective de raidisseurs soudés, suivant l'invention, sur un plan de tôle, la Fig. 2 est une vue schématique en plan des soudures discontinues d'un raidisseur de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue schématique de front des éléments principaux d'une machine automatique de soudage utilisée suivant l'invention, et la Fig. 4 représente le schéma électrique des circuits de commande suivant l'invention. A la Fig. 1, des raidisseurs 1 sont liés à une tôle 2 par des segments discontinus de soudure 3. De préférence, comme l'indique la Fig. 2, les segments 3 existent de part et d'autre d'un raidisseur et occupent les positions alternées représentées en 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, etc., à égale distance les uns des autres. Pour réaliser de telles soudures, on utilise une machine automatique de soudage à deux têtes de soudage situées de part et d'autre du raidisseur. Sur toute la longueur du segment 3.1, la tête gauche est en fonctionnement et la tête droite au repos. Sur la longueur qui sépare les segments 3.1 et 3.2, les têtes de soudage sont au repos. Sur la longueur du segment 3.2, la tête droite est en fonctionnement et la tête gauche au repos. Entre les segments 3.2 et 3.3, les têtes de soudage sont au repos. Un premier cycle est alors terminé et les cycles de fonctionnement suivants sont identiques. La Fig. 3 montre schématiquement une machine à deux têtes utilisées pour lier le raidisseur 1 à la tôle 2. La machine est montée sur des roues, dont les roues 4 et 5 sont e;jtra#nées par le moteur de déplacement 6. Elle est supposée s'éloigner par rapport au plan de la figure. Elle comporte une tête de soudage gauche comprenant l'extrémité 7 du fil de soudure 8 guidé par des galets 9 entraînés par un moteur d'avancement 10. Au cours du soudage, le moteur 10 fait descendre le fil 8 de manière que le bout 7 soit pratiquement au contact de l'arête du dièdre gauche formé par 1 et 2. Le courant de soudage est appliqué au fil 8, dansa partie 7, par un contact glissant 11 alimenté à partir d'un générateur de soudage, non montré.La tête de soudage droite de la machine comprend, de même, une extrémité 12 de fil de soudure 13, des galets de guidage 14 entraînés par un moteur d'avancement t5, et un contact glissant d'alimentation électrique 16, ces éléments étant symétriques de ceux de la tête gauche par rapport à un plan vertical passant par le raidisseur 1. Il est bien évident que, si l'on considère un soudage à l'arc submergé, il est encore nécessaire de prévoir des moyens, non montrés, d'apport de flux devant les bouts des portions 7 et 12 des fils de soudure. Ces moyens d'apport de flux peuvent être ceux d'une machine automatique classique. Dans l'exemple décrit, on supposera que l'apport de flux n'est pas interrompu entre deux segments de soudure, tels que 3.1 et 3.3 ou 3.2. et 3.4, le flux pouvant être récupéré. Dans l'exemple décrit, les moteurs 6, 10 et 15 sont des moteurs à courant continu à excitation séparée alimentés à partir d'un point à double alternance et commandés en faisant varier les tensions d'induit pour provoquer des variations de vitesse. La Fig. 4 montre l'induit 17 du moteur de déplacement 6 dont la tension peut êtfe délivrée soit par un circuit 18 commandant un Eonctionnement avec asservissement, ou par un circuit 19 commandant un fonctionnement sans asservissement, selon la ppsition du contact inverseur dl. Dans l'exemple de fonctionnement que l'on va décrire, on suppose que le contact dl met en permanence en fonctionnement le circuit 19, c'est à dire que le moteur de déplacement 6 fonctionne d'une manière continue et sans asservissement.La Fig.4 montre également l'induit 20G du moteur d'avancement gauche 10 dont les bornes sont reliées soit aux sorties d'un circuit 21C à fonctionnement àvec asservissement, ou aux bornes d'une résistance 22G de valeur convenable pour freiner le moteur 10 jusqu'à l'arrêt, selon la position des contacts inverseurs jumelés MG1 et MG2 du relais MG. L'induit 20D du moteur 15 est contrôlé de la même manière par le circuit 21D, une résistance 22D et des contacts MD1 et MD2 du relais MD. A noter que les éléments, qui viennent d'être décrits dans ce paragraphe, sont connus et font généralement partie des machines automatiques de soudage. La Fig. 4 montre encore l'enroulement IG du relais dtintensité de la tête gauche monté dans l'alimentation du contact glissant 11, ce relais étant mis au travail dès ql'un arc s'amorce entre le bout de 7 et la masse constituée par 1 et 2. Le relais IG a un contact de travail ICi dans le circuit d'alimentation d'un relais AG. Le contact IG1 est relié, d'une part, à un premier fil d'alimentation L7 et, d'autre part, à la première bornes du relais AG dont la seconde borne est reliée au second fil d'alimentation 12, par un contact de repos R1 d'un relais R, la première borne du relais AG étant également reliée à L1 par son contact de travail AG1, ce qui maintient le relais AG au travail quel que soit l'état de IG tant que le contact R1 est fermé. Le contact de repos AG2 de AG contrôle l'alimentation du relais BG à action retardée dont le contact inverseur BGi ne change d'état qu'après un temps T1 suivant l'excitation du relais BG. Le relais EG est alimenté par le contact BG1 en position de repos. Le relais C est relié au fil L1 par le contact BG1, en position de travail, et au fil L2 par un contact de repos MD3 du relais MD. Le relais C est à action retardée d'un temps T2 à l'attraction. Le relais R est relié au fil L1 par le contact de travail Cl du relais C et le contact BD1 en position de travail, d'un relais BD et au fil L2 directement. Le relais MD est relié au fil L1, en parallèle, par le contact de travail C2 et son contact de travail MD4, puis le contact BG1, en position de repos, et au fil L2 directement. Le relais AD est relié au fil L1, en parallèle, par le contact de travail ID1 de l'enroulement ID du relais d'intensité de la tête de soudage droite et son contact de travail AD1, et au fil L2 par le contact de repos R2 de R.Le relais BD est contrôlé par le contact de travail AD2 de AD. Comme le relais BG, le relais BD a une action retardée de la durée T1. On rappelle qu'en fonctionnement le moteur 6 fait avancer la machine de soudage d'une manière continue. D'autre part, les fils L1 et L2 sont sous tension. Au début d'un cycle de soudage, tel que défini plus haut, le relais MG est excité par BG1 au repos et commute, par ses contacts MG1 et MG2, l'induit 20G vers le circuit 21G. Le moteur 10 est mis en route ce qui fait descendre le fil 8. La machine se trouve, en ce qui concerne la tête gauche, pratiquement dans des conditions de fonctionnement automatique. Dès qu'un arc se produit à l'extrémité de 7, l'enroulement IG est alimenté et ferme le contact IG1 qui alimente le relais-AG qui se maintient par son contact AG1.Le contact AG2 alimente le relais BC qui ne change l'état de son contact BG1 qu'après le temps T1, lequel correspond au temps de soudage du segment 3.1. Après le temps T1, le relais MG est relâché et, par ses contacts MG1 et MC2, commute l'induit 20G sur la résistance 22G. Le moteur 10 s'arrête et l'arc s'éteint car le bout du fil 8 est trop loin de la masse. La première phase de soudage est terminée. Par ailleurs, le relais C est alimenté, mais n'a pas d'action sur ses contacts Ci et C2 avant l'écoulement du temps T2. La machine continue à avancer, sans opération de soudage jusqu'à la fin du temps T2. On obtient ainsi la première phase de déplacement sans soudage entre la fin du segment 3.1 et le début du segment-3.2. Après le temps T2-, le contact Ci est fermé, mais n'a aucune action sur R car BD1 est encore ouvert. Le contact C2 alimente le relais MD qui commute l'induit 20D et met en route le moteur 15 qui fait avancer le fil 13. Dès que le bout de 13 déclenche un arc, l'enroulement ID ferme le contact ID1 qui alimente le relais AD, qui se maintient par son contact AD1. Le relais BD est alimenté par AD2, mais ne change l'état de son contact BD1 qu'après un temps T1. Enfin, par son contact MD3, le relais MD fait relâcher le relais C, mais se maintient par MD4. On obtient ainsi la seconde phase de soudage qui correspond au soudage du segment 3.2. Après le temps Ti, qui suit l'alimentation de BD, le contact BD7 change d'état en remâchant le relais MD. Par ailleurs, le relais C est de nouveau alimenté par BGt, au travail, et MD3, au repos. Ce relais étant retardé à l'attraction, le relais R n'est toujours pas alimenté pendant le temps T2 suivant l'excitation du relais C. C'est la seconde phase de déplacement sans soudage entre 3.2 et 3.3. A la fin de ce temps T21 le contact Cl vient au travail et permet l'alimentation du relais R. Le relais R coupe par Rî et R2 les alimentations des relais AG et AD ce qui les fait relacher, ainsi que les relais BG et BD. Dès que le contact BD1, au repos, provoque le relachement du relais R, on retrouve l'état initial, avec l'alimentation du relais MG, etc., et on retrouve un nouveau cycle de soudage. Il faut noter que si l'on désire soustraire la machine de soudage au contrôle établi par le circuit de la Fig. 4, il suffit de prévoir un commutateur manuel multi-contacts qui notamment coupe l'alimentation de Li et L2 et qui permet, suivant le mode le fonctionnement d'alimenter les relais MG et MD par d'autres fils, non montrés. Il faut encore noter qu'il est également possible d'asservir le mouvement de déplacement de la machine en prévoyant un relais capable de commander la position du contact dl. Toutefcis, quand on utilise un soudage à arc submergé, ce relais n'est pas nécessaire. Enfin, au lieu de prévoir des segments de soudure 3.1 et 3.2 décalés dans le sens du déplacement de la machine, ces segments peuvent être prévus symétriques de part et d'autre du raidisseur 1, les segments 3.3 et 3.4 étant évidemment également symétriques. Pour obtenir ce résultat, on peut faire fonctionner les deux têtes gauche et droite simultanément, ce qui toutefois présente l'inconvénient de créer à chaque soudage un appel de courant électrique très important. Ce résultat peut également être obtenu en décalant, dans l'espace, les deux têtes d'un pas de soudure, ces deux têtes n'étant plus symétriques par rapport au plan de la machine, comme on l'a supposé à la Fig. 3. Dans ce dernier cas, le circuit de la Fig. 4 peut être conservé et un générateur de courant unique peut suffire. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple de réalisation, il faut comprendre que ladite description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande d'une machine automatique de soudage comportant un moteur de déplacement de la machine et, au moins, un moteur d'avancement du fil de soudure, caractérisé en ce que le dispositif définit un cycle de fonctionnement comprenant, au moins une phase de soudage et une phase de déplacement sans soudage, le dispositif comprenant des moyens pour commander le fonctionnement du moteur d'avancement du fil, un premier circuit- de temporisation pour actionner les moyens de commande de déplacement du fil pendant la durée de la phase de soudage et un second circuit de temporisation pour interdire leur fonctionnement pendant la phase de déplacement sans soudage. 2) Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractrisé en ce qu'il commande une machine comportant deux tetes de soudage fonctionnant alternativement, ledit cycle de fonctionnement étant double et comprenant successivement pour chaque tête une phase de soudage et une phase de déplacement sans soudage, le dispositif comprenant un premier circuit de temporisation pour actionner les moyens de commande de déplacement du fil d'une tête, un second circuit de temporisation pour interdire le fonctionnement des moyens de déplacement des fils des deux têtes pendant la phase de déplacement sans soudage, et un troisième circuit de temporisation pour actionner les moyens de commande de déplacement du fil de l'autre tette pendant la durée de la phase de soudage de cette tête, et un circuit de commutation du premier et du troisième circuit pour assurer leur fonctionnement alternatif après chaque période de déplacement sans soudage. 3) Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les tettes sont disposées symétriquement par rapport à la trajectoire de la machine. 4) Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les tettes sont disposées de part et d'autre de la trajectoire de la machine, et sont décalées longitudinalement.