Brevet FR2396616A1 — publié le 19790202

La présente invention concerne un procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique, notamment soudage, recI#anj-ement ou analogue, mettant en oeuvre un arc principal entre une électrode principale et ladite pièce, ainsi qu'un arc secondaire qui est le siège d'un courant préle vé sur un courant principal circulant dans-ladite électrode principale, ledit arc secondaire aboutissant à une électrode secondaire, les axes des électrodes principale et secondaire convergeant en un point situé au voisinage immédiat de la surface de ladite pièce. On a constaté à I1 expérience que de faibles variations de distance entre le point de convergence et la pièce en cours de traitement conduisent à des modifications de l'équilibre de courant principal et secondaire, du fait de la variation des résistances d'arc. Il s'en suit donc des altérations dans le fonctionnement correct, ce qui conduit à des modifications du taux de dilution et même des ruptures d'arc dans les cas extremes. La présente invention a pour Objet de-pallier cet inconvénient et cet objectif est atteint en ce qu'on solidarise lesdites électrodes avec un support commun et en ce qu'on assure un maintien substantiellement constant du courant circulant au moins dans l'arc principal par un déplacement régulé dudit support commun par rapport à ladite pièce. Ce déplacement réglé du support co.ammn par rapport à la pièce est commandé par un moteur dont la rotation est asservie en sens et en amplitude aux écarts de courant de l'arc principal par rapport à une valeur de consigne. Grâce à cette disposition, on maintien substantiellement constante la distance du point de convergence des parties terminales de fils-électrodes principal et secondaire par rapport a la nièce en cours de traitement dans les conditions opératoires, notamment de dilution, choisie au départ.L'expérience montre que la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus permet d1obtenir, dans le cas du rechargement avec oscillation des électrodes, en utilisant des filsélectrodes fusibles, une morphologie très particulière dz cordon de métal déposé, dont le rapport largeur/épaisseur est supérieur à o et le taux de dilution infé- rieur à 20 eÓo Des cordons métalliques ayant des largeurs comprises entre 20 et 50 mm et une épaisseur comprise entre 3 et 7 lin ont pu être obtenues sans ei- ficultés, alors qu'avec les procédés classiques, un tel résultat n'avait pu être obtenu qu'avec des électrodes sous forme de feuillards dont la mise en oeuvre est nettement plus complexe que les fils métalliques. L'invention concerne également une installation d'apport de métal par de fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique, notamment/soudage, rechargement ou analogue, et qui est caractérisé en ce qu'elle comporte un support commun pour au moins deux porte-électrode, lesdits porte-électrode convergeant l'un vers l'autre, ledit support commun étant monté en translation le long d'un moyen de transfert, un moteur adapté. à déplacer ledit support le long dudit moyen de transfert, un circuit de commande dudit moteur comprenant une alimentation en sens de rotation et en amp#litude asservis à un comparateur entre une tension prélevée aux bornes d'une résistance de mesure placée sur le circuit d'arc principal et une tension de référence réglable. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs dans les dessins qui sont annexés à titre de référence, dans lesquels #la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une partie de l'installation selon l'invention, les figures 2 et 3 sont des vues éclatées et en perspective des deux détails de la figure 1, la figttre 4 est une vue schérnatique du circuit de commande. in se-référant a-x dessins aii-#exés, uize installation selon l'invention comporte un châssis rixe 1 présentant deux montants 2 et 3 et une traverse 4, le long de laquelle est monté à coulissement un chariot 5 ; sur ce cilariot 5 est monté à coulissement vertical un second chariot 6 sur lequel est fixé un écrou 7 dans lequel se visse une tige filetée 8 commandée en rotation par un moteur 9 via un renvoi d'angle. Ainsi, toute rotation du moteur 9 dans un sens provoque par exemple la descente du chariot 6, tandis que toute rotation de ce même moteur 9 dans un sens opposé provoque la montée du chariot 6. Le chariot 6 porte lui-màme une console 12 présentant un bras creux 13 à la partie inférieure duquel est fixé un boitier 14 à came 15. La came 15 est solidaire d'une tige 16 placée à l'intérieur du bras-creux 13 et est mise en rotation par un moteur ; sur le boîtier 14 sont solidarisés deux guide-fils 19 et 20 qui sont orientés l'un vers l'autre en direction d'un point de convergence 21. in amont des guide-fils 19 et 20 sont placés des dispositifs d'avance des fils 22 et 23 commandés par des moteurs 24 et 25. Les guide-fils sont alimentés en fil à partir de bobines de fil 26 et 27. Une trémie de flux 30 présente un conduit 31 de déversement de flux. On conçoit quela disposition mécanique qui vient d'être décrite permet aux parties terminales 32 et 33 des fils-électrodes 34 et 35 de -converger vers le point de convergence 21, alors que ce point de convergence 21 peut d'une part être déplacé verticalement par une rotation du moteur 9, et dans un plan horizontal de façon continue, selon les flèches F7 et r2 par la came de la commande 15 soumise à une rotation permanente de son moteur de commande. Le moteur 9 est commandé de la façon suivante, en se référant maintenant plus particulièrement à la figure 4, où on retrouve le moteur 9 et les parties terminales 32 et 33 des fils-électrodes 34 et 35. De façon décrite au brevet principal, un générateur de soudage 40 est branché entre le fil-électrode 34 et la pièce à traiter 41 qui est représentée ici sous forme d'une partie cylindrique qui est raccordée électriquement au fil-électrode 35. Une résistance de mesure 42 est branché en série dans le circuit reliant le fil-électrode 34 à la pièce à traiter 41.La tension qui est prélevée- au: bornes de la résistance de mesure 42 est appliquée d'abord à un amplificateur 43 puis à un filtre actif 44, tandis que la sortie de ce filtre actif 44 est elle-même appliquée à un comparateur 45 comprenant un amplificateur de comparaison 46 dont une entrée 47 .reçoit la tension différentielle entre la tension mesurée introduite au travers d'une résistance 48 et une tension de consigne introduite au travers d'une résistance 49 et qui est fournie par un circuit à résistances 50-51-52 (dont la résistance 51 est réglable), permettant ainsi de faire varier la tension de consigne. la tension différentielle ainsi obtenue à la sortie du comparateur 45 est appliquée via une résistance 53 à un amplificateur -54 dont la sortie est raccordée à un circuit 55 à deux branches 56 et 57 qui sont électriquement symétriques.La branche de circuit 56 comportant une résistance 58 connectée à la base d'un transistor 60' dont l'émetteur est relié à la base du transisitor 60 placé dans une ligne d'alimentation 61 du moteur 9 dont l'autre bonze est reliée à une masse par une résistance 62. L'autre branche 5j du circuit 55 comporte les mêmes éléments et. désignés par les mêmes références affectées d'un indice. Un circuit-de contre-réaction 70 comprend unepremière branche 71 prélevant la tension du moteur 9 et l'appliquant via des résistances 72, 73 et 74 à un amplificateur 75 qui est#comparée via une résistance 76 à un comparateur à une tension prélevée aux bornes dé la résistance 62 via une résistance 77. La tension différentielle ainsi obtenue est appliquée via un amplificateur 78 et une résistance 79 à l'entrée de l'amplificateur 64, ce circuit permettant de façon connue en soi de rendre la régulation du moteur uniquement dépendante de sa propre vitesse. L'invention n'est pas limitée à la seule utilisation de fils-électrodes fusibles. On peut l'appliquer à des électrodes fourrées ou à un couple de deux électrodes, dont l'une est réfractaire et l'autre fusible, ou à-~eux électrodes réfractaires, auquel-cas l'apport de métal est effectué sous forme d'un dépôt de poudre en amont des arcs. De même, l'invention peut s'appliquer au soudage du type plasma auquel cas le courant est prélevé sur une partie du courant formant l# arc-plasma.. L'invention qui vient d'être décrite s'applique au soudage et au rechargement avec des électrodes fusibles et plus particulièrement avec arcs submergés. REVENDICATIONS 1. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique, mettant en oeuvre un arc principal entre une électrode principale et ladite pièce et un arc secondaire formé par un courant dérivé de ladite électrode principale vers une électrode secondaire, les axes des parties terminales des dites électrodes principale et secondaire convergeant en un point situé au voisinage immédiat de la surface de ladite pièce, caractérisé en ce qu'on maintient 11 équilibre des courants d'arc principal et secondaire par réglage permanent de ladite distance du point de convergence des électrodes à ladite pièce, effectué par mise en oeuvre de la technique connue en soi de réglage en position du support d'électrodes asservi à un maintien substantiellement constant du courant drarc principal. 2. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une des deux électrodes principale et secondaire est un fil-électrode fusible. 3. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux électrodes sont réalisées en fil-électrode fusible. 4. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une des deux électrodes principale et secondaire est réalisée en matériau réfractaire. 5. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux électrodes sont réalises en matériau réfractaire. 6. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'apport de métal s'effectue par depôt de poudre en amont desdits arcs. 7. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arc est du type plasma et en ce que le courant qui forme l'arc secondaire est prélevé sur une partie du courant formant ledit arc-plasma. 8. - Procédé d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement régulé du support commun-par rapport à la pièce est commandé par un moteur dont la rotation est asservie en sens et en amplitude aux écarts-de courant de l'arc principal par rapport à une valeur de consigne. 9. - Installation d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique, caractérisée en ce qu'elle comporte un support commun pour au moins deux porte-électrode, lesdits porte-électrode convergeant l'un vers l'autre, ledit support commun étant monté en translation le long d'un moyen de transfert, un moteur adapté à déplacer ledit support le long dudit moyen de transfert, un circuit de c#ommande dudit moteur comprenant une alimentation en sens de rotation et en amplitude asservis à un comparateur entre une tension prélevée aux bornes d'une résistance de mesure placée sur le circuit d'arc principal et une tension de référence réglable. 10. - Installation d-'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'au moins un des deux porte-électrode est un guide fil. 11. - Installation d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une piece métallique selon la revendication 10, caractérisée en ce que les deux porte-électrode sont des guide-fils. 12.- Installation d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une pièce métallique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'au moins l'un des porte-électrode est un porte-électrode adapté à recevoir une électrode réfractaire. 13. - Installation d'apport de métal par fusion sous forme l'un cordon sur une pièce mét#allique selon la revendication 12, les deux porteélectrode sont adaptés à recevoir des électrodes réfractaires. 14. - Installation d'apport de métal par fusion sous forme d'un cordon sur une piece métallique selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'une au moins des électrodes réfractaires est associée à des moyens d'amenée d'un gaz plasmagène.