Brevet FR2436649A1 — publié le 19800418

La présente invention concerne d'une façon générale la soudure et, #plus particulièrement, la soudure hors de ltaxe de conduites et autres pìeces à souder, dans laquelle 'est la torche à souder qui se déplace par rapport à la pièce a souder fixe. Les conduites de transport sont fréquemment utilisées pour transporter des produits fluides sur de grandes distances 3 les conduites de mazout et de gaz étant sans doute les deux exemples les plus connus de ces applications. Ces conduites sont généralement constituées de sections de tuyaux élémentaires reliées ensemble par soudure, et il est très important que chaque Joint de soudure des tuyaux réponde à un certain nombre de critères nécessaires pour garantir une bonne sécurité de fonctionnement de-la conduite.Non seulement la détection et la réparation de Joints défectueux sont extremement chères à prendre en compte, en particulier lorsque la conduite est enterrée dans le sol ou immergée au fond de la mer, mais encore l'exis- tence d'un Joint de soudure défectueux présente un risque de catastrophe dans le cas de conduites transportant des produits inflammables Les éléments de tuyau séparés qui constituent une conduite-de transport de mazout ou de gaz, sont reliés typiquement par soudure å liarc électrique, et de nombreux types de techniques de soudure sont utili-sés ou proposés pour réaliser cette opération.La technique de soudure sans doute la plus simple est la soudure à l'arc par métal protégé, communément appelée "soudure à bâtonnc, dans laquelle une ou plusieurs personnes soudent chaque Joint à la main en utilisant des torches à souder de conception classique tenues à la main. Comme chaque joint de soudure d'une conduite typique consiste, en réalité, en plusieurs segments ou couches de soudure séparés, appelés passesY', ces techniques de soudure à la main sont très longues et très chères si lton considère le grand nombre de joints de tuyaux a' souder sur une conduite s'étendant sur un grand nombre de kilomètres. La relative lenteur des techniques de soudure classiques, manuelles ou autres 9 est particulièrement gênante lors des opérations de pose d'une conduite où les frais de personnel et d'équipement constituent sne dépense globale qui doit être rationalisée en optimisant le nombre de soudures acceptables qu'on peut produire par unité de temps. On a proposé des dispositifs de soadure dans lesquels la torche à souder fait le tour de la ci#rconférence du joint de tuyau pour souder ce Joint. Comme il est évidemment impossible de faire tourner Ifextrémité de joint d'une conduite qui peut s'étendre sur plusieurs kilomètres à partir d'un bateau de pose (ou dans tout autre site-de soudure du joints, l?équlpement de soudure automatique du tuyau doit, d'une façon générale, faire tourner la torche à souder autour du joint de tuyau. Les spécialistes de la question reconnaltront la' ce qu t on appelle la soudure hors de lVaxeZs cgest-A-dXnre toutes les applications de soudure dans lesquelles la torche à souder ne reste pas dans une position droite verticale, et ces spécialistes s'accorderont a reconnaitre que cette soudure hors de l'axe devient de plus en plus difficile lorsquson s'écarte de la position droite dirigée vers le haut, c'est åbdire la position 12 h d'une horloge, pour tourner autour du Joint de tuyau. La soudure liquide est soumise aux forces naturelles de pesanteur, de tension de surface et de capillarité, lorsqu elle se trouve dans la rainure formée par le joint en cours de soudure, et la force résultante qui agit sur la soudure liquide varie constamment lorsque la torche a souder fait le tour de la circonférence d'un joint de tuyau ne se trouvant pas dans un plan horizontal. Quand la torche A souder fonctionne dans la position 6 h d'une horloge, les plus grandes précautions doivent être prises pour empecher la soudure liquide de tomber du joint de soudure sous l'effet de la pesanteur. On a proposé de lutter contre lseffet d'attraction de la pesanteur sur la soudure liquide pendant la soudure hors de l'axe, en appliquant un courant de soudure par impulsions à la torche à souder de façon que la soudure liquide commence à prendre pendant les coupures entre impulsions du courant de soudure. La vitesse de fonctionnement des torches à souder recevant des impulsions de courant de soudure doit cependant eAtre réduite en conséquence et il peut se faire que les soudures produites par impulsions, avec refroidissement partiel entre impulsions, présentent des propriétés métallurgiques indésirables. La vitesse à laquelle on peut souder un joint de tuyau dépend de la vitesse maximum à laquelle la torche à souder peut déposer le métal de soudure en parcourant un Joint de tuyau situé dans un plan non horizontal. Bien que les torches à souder à arc métallique à gaz (IG) présentent généralement une vitesse de dépôt de métal relativement élevée, ces torches produisent généralement des soudures non uniformes et difficilement repro ductibles identiquement les unes après les autres. Les torches a souder å arc au tungstène et gaz (TIG) sont connues pour donner des Joints de soudure de meilleure qualité et de meilleure reproductibilité, -la vitesse de dépit de métal de ces torches à souder de type TIG étant par contre relativement faible. Un perfectionnement connu sous le nom de torche TIG à cordon chaud, dans lequel le courant électrique traverse le cordon de soudure de remplissage du joint pour chauffer ce dernier avant de le fondre au joint de soudure liquide, permet d'obtenir une vitesse de dépôt de métal beaucoup plus grande que dans la soudure TIG classique. Le manque de contre suffisamment précis et reproductible des paramètres de soudure des torches â souder TIG a' cordon chaud de technique antérieure, ainsi que les problèmes indiqués ci dessus de contre de la soudure liquide dans le cas des soudures hors de l'axe, et autres problèmes associés, ont empechébjusqutici d'obtenir les vitesses de dépôt de métal attendues des torches TIG à cordon chaud, dans le cas des soudures de conduites. Une description d'une soudure TIG à cordon chaud est donnée dans le brevet U.SoAo NO 3 122 629. Par suite, la présente invention a pour but de créer un appareil nouveau et perfectionné permettant d'effectuer une soudure sur un chemin de forme prédéterminée de pièces å souder telles que des tuyaux de conduites et autres. La présente invention a également pour but de créer un appareil de soudure automatique de Joints de tuyaux et autres. permettant d'obtenir une plus grande-vitesse de dépot du métal de soudure et une meilleure qualité de la soudure. La présente Invention a encore pour but de créer un dispositif de soudure programmable dans lequel on peut faire varier automatiquement les paramètres de soudure choisis, en fonction de la position de la torche à souder ou autres facteurs. D'une façon générale, Sa présente invention consiste en un dispositif de soudure dans lequel un ou plusieurs paramètres de soudure d'une ou plusieurs torches à soude peuvent être réglets et modifiés indépendamment les uns des autres 5 en fonction de la position de chaque torche sur une trajectoire donnée, lorsque la torche se déplace sur cette trajectoire. Ce dispositif comprend des sections de pistes pouvant se positionner parallèlement à un joint à souder, et des chariots mobiles sur chacune de ces pistes. Chaque chariot porte une ou plusieurs torches à souder décalées angulairement par rapport à la circonférence du joint de tuyau à souder. Chaque chariot, ainsi que chaque torche a' souder portée par les différents chariots, peut e#tre actionné indépendamment pour atteindre les paramètres de soudure optimaux présé- lectionnés correspondant a' la position circulaire particulière de chaque torche à souder par rapport au Joint de tuyau circulaire en cours de soudure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention appara#tront mieux â la lecture de la description détaillée qui suit d'une forme préférée de réalisation, celle-ci étant représentée sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de soudure de conduites à deux postes de soudure selon la forme décrite de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue partielle, en perspective, représentant la disposition dans l'espace des dispositifs de blocage et des têtes de torches à souder associées constituant la partie de dispositif de soudure des postes de soudure de la figure 1 ;; - la figure 3 est un bloc diagramme de 11 ensemble du dispositif de commande de la forme de réalisation décrite - la figure 4 est une coupe, transversale par rapport a la direction des passes de soudure, représentant un exemple de joint soudé à plusieurs passes réalisé selon la présente invention - la figure 5 est une coupe, suivant la circonférencç du tube9 représentant à un peu plus grande échelle une partie du joint de soudure de la figure 4 ~ - la figure 6 représente un exemple de séquence des opérations effectuées par l'appareil selon la présente invention au cours d'une passe de soudure typique la figure 7 est un bloc diagramme des circuits de commande de l'un des quatre ensembles de tête de soudure - la figure 8 est un schéma électrique de la commande du courant alternatif de chauffage du cordon de remplissage du Joint pour l'un des circuits de commande de tête de soudure de la présente invention ;; - la figure 9 est un schéma électrique de la commande d'introduction du cordon de remplissage du joint, pour l'un des circuits de commande de tête de soudure de la présente invention. Si l'on considère maintenant la figure 1, celle-ci représente d'une façon générale en 20 un dispositif de soudure de conduite â deux postes de soudure comprenant un premier poste de soudure A et un second poste de soudure B. Chacun des postes de soudure A et B est représenté suspendu a' un rail R monté auçdessus et parallèlement aux différentes sections de tuyau P indiquées ci-dessus. On peut- considérer arbitrairement que la section de tuyau Pe est la section de tête d'une conduite déjà montée de longueur infinie, les autres sections de tuyau P de la figure 1 représentant les sections de tuyau en cours de soudure sur la. section Pw et constituant une extension de la conduite.Des éléments de support s peuvent être prévus pour supporter les différentes sections de tuyau P, et il est évident que des moyens de support convenables (non représentes) sont prévus pour maintenir le rail R dans la position indiquée. Les spécialistes des techniques de soudure des conduites comprendront qu'un Joint de soudure reliant deux sections de tuyaux est constitué typiquement de plusieurs passes de soudure appliquées séparément. La première de ces passes appelée typiquement "passe de base" relie mécaniquement les extrémités adjacentes de deux sections de tuyau consécutives.La passe de base peut être suivie d'une "passe chaude'1 puis dune ou plusieurs passe de remplissage" qui servent essentiellement à remplir l'intervalle entre les#extrémités adJacentes de deux sections de tuyau par du métal de remplissage, l'opération se terminant par une passe finale ou "passe de couvertures' formant la surface extérieure du Joint de soudure. Il est fréquemment souhaitable dteffectuer la passe de base et une ou plusieurs passes de remplissage dans le premier poste de soudure ou poste A par exemple, les autres passes de remplissage et la passe de couverture se faisant dans le second poste de soudure B.Il est évident cependant qu'on peut utiliser plus de deux postes de soudure tels que ceux décrits ici, lorsqu'on effectue des soudures en série pour monter une conduite typique. il est évident, également, que les postes de soudure A et B décrits ici peuvent être de construction identique, ou qu'au contraire on n'utilise qu'un seul poste de soudure pour effectuer toutes les passes de soudure de chaque joint de tuyau tel que le Joint J. Chaque poste de soudure comporte un ensemble de machoires de blocage qui serrent les extrémités des tuyaux au voisinage d'un joint J, chaque ensemble de mâchoires de blocage comportant un ensemble intérieur IS. L'ensemble intérieur peut se positionner de manière amovible par rapport à l'ensemble de machoires de blocage de façon qu'on puisse positionner ensemble intérieur et ses têtes de soudure par rapport au joint J. La configuration et la disposition générales de l'ensemble intérieur IS se voient mieux sur la figure 2, dans laquelle les deux ensembles de mfichoires de blocage CAl et CA2 comprennent chacun les demiçmSchoires correspondantes CH1, CH1' et CH2 > CH2'. Chacune des demi machoîres CH2 et CH2' est supportée par une paire- correspondante de bras de blocage intérieurs 80 et 81 suspendus au-dessous de l'ensemble de ma#choires de blocage 82. Les demi-m#choires CH1 et CH1' de l'ensemble de mâchoires de blocage CA1 sont suspendues de la même façon à une paire de bras de blocage intérieurs 86 et 87, et ces deux bras de blocage intérieurs sont suspendus à ensemble de mâchoires de blocage. Chacune des demi#maAchoires CH1' et CH2' porte une patte de blocage F, F' faisant saillie radialement vers l'intérieur de la demi-ma#choire correspondante pour venir bloquer son extrémité de joint de tuyau. Chacune des demi-machoires CH1 et CH2 est conçue de manière à définir une piste parallèle à une partie circulaire du joint de tuyau J. Chaque piste porte un chariot mobile TC décrivant un arc de cercle autour du joint de tuyau J. Le chariot TC1 est monté sur la piste associée à la demi machoire CHI et porte une paire d'ensembles de tête de soudure H1 et H2. Le chariot TC2 monté sur la demi-machoire CH2 porte une autre paire d'ensembles de tete de soudure H3 et H4. Les deux ensembles de tete de soudure de chaque chariot sont montés à angle droit l'un par rapport A l'autre, et décalés longitudinalement par rapport à la demi-machoîre correspondante d'une distance amenant les quatre ensembles de tête de soudure alignés dans un plan commun pouvant s'aligner, grâce à un positionnement convenable de l'ensemble intérieur IS, avec le joint J. Chaque ensemble de tête de soudure porte une torche à souder à fil chaud, et chacune de ces torches est munie d'un fil ou cordon de soudure de remplissage provenant d'une bobine séparée par l'intermédiaire d'un entrainement de fil et d'un tube de guidage flexible faisant converger le fil de remplissage vers un point adjacent à l'extrémité inférieure de l'ensemble de torche à souder. Les spécialistes de la question comprendront que le courant électriques de préférence alternatif, destiné à chauffer la soudure par effet Joule RI s passe entre le fil de remplissage et la soudure liquide à l'endroit du Joint de tuyau J lorsque le fil passe par un tube de contact électrique situé à coAté de la torche à souder. -L7entralnement de fil comprend un moteur fonctionnant a vitesse variable réglable, d'une manière qui sera décrite ciaprès, pour faire passer le fil de la bobine vers l'ensemble de torche T. Le moteur comprend de préférence un servô-mécanisme à contre-réaction de vitesse, ou se trouve équipé de toute autre manière permettant d'amener le fil de remplissage à un rythme régulier déterminé par les signaux de commande appliqués au moteur. Le mouvement de chaque chariot TC autour de sa demimachoire correspondante se fait indépendamment de l'autre chariot, bien que les positions relatives des chariots TCl et TC2 puissent se commander corrélativement pour certaines applications# Les paramètres de fonctionnement de chaque ensemble de tête de soudure H1 à H4 se commandent indépendamment les uns des autres, les valeurs de ces paramètres de fonctionnement étant déterminées indépendamment par des facteurs tels que la position angulaire du chariot supportant l'ensemble de tête, des paramètres détectés, et des signaux d'entrée présélectionnés pour ces différents paramètres. La commande de l'ensemble du système décrit ici est assurée par le système de commande représenté d'une façon générale sur la figure 35 dans laquelle une unité centrale de traitement 214 est branchées par l'intermédiaire des moyens d'entrée sortie 2159 aux circuits de commande 216a à 216d associés indépendamment à chacun des ensembles de tête de soudure H1 à H4. L'unité centrale de traitement 214 fournit également des signaux, par l'intermédiaire de l'interface 215, aux circuits de commande de chariot 218-1 et 218-2 qui entrainent individuellement les moteurs séparés de positionnement de chariot, et qui reçoivent les signaux de positionnement de chariot venant des codeurs numériques séparés de positionnement de chariot 97-1 et 97-2. Chaque moteur dgentmaqnement de chariot est un servo-moteur utilisant le signal de contre réaction pour entrainer le chariot à la vitesse commandée par les signaux de positionnement. Une coupe transversale d'un joint de soudure de conduite typique, du type obtenu avec l'appareil selon la présente inventions est représentée sur la figure 4g dans laquelle les extrémités en butée 77a et 77b des sections de tuyau P et Pw ont été préalablement préparées par meulage ou tout autre moyen d'usinage permettant d'enlever du métal pour former les surfaces 452 taillées en biseau entre la surface extérieure du tuyau et le fond 453 de celul-cl. Les surfaces de fond 453 font circulairement le tour des parties de tuyau métallique qui subsistent de manière à venir buter l'une contre l'autre pour former le fond du joint J à souder. La passe de soudure initiale ou passe de base relie mécaniquement ensemble les deux parties 454 en butée et pénètre suffisamment dans le tuyau pour former le lit légèrement convexe 455 entourant le Joint J à l'intérieur de la conduite. La passe de base n'a pas besoin de venir relier complètement les surfaces en biseau 452 placées face à face. La passe de soudure suivante ou "passe chaude", est appliquée sur la passe de base pour reformer et recuire celle-ci. Dans le fonctionnement typique de l'appareil de soudure selon la présente invention, les ensembles de torche à souder n'oscillent pas pendant la soudure de la passe de base et de la passe chaude. Après la passe chaude, on applique une ou plusieurs passes de remplissage pour remplir complètement le joint J de soudure métallique. Il est évident que les paramètres de soudure de chaque ensemble de torche de soudure doivent être choisis pour optimiser le rythme de dépôt du métal de remplissage pendant les passes chaudes. Le joint J se termine en recouvrant la dernière passe de remplissage par une paire de passes de couverture se recouvrant ltune l'autre comme indiqué en 457. Une vue en coupe d'un joint de soudure typique J obtenu grace à l'appareil de la présente invention, est représentée sur la figure 5. La passe de base commence en 460 au moment où l'on établit arc de soudure, et monte vers l-exté rieur pour atteindre son épaisseur maximum au point 461 lorsque l'ensemble de tête de soudure commence a suivre un secteur du tuyau, comme indiqué par la flèche 462.La partie de recouvrement terminal apparente 463 de la passe de base est en fait la partie montante initiale de la passe de base produite par l ensemble de tête de soudure H4 qui était venue dans la position 12 h d'hor- loge pour commencer sa soudure au point 465 après le départ de Hî, comme décrit ci dessuse La passe de base complète, ainsi que chacune des passes suivantes, comporte de la sorte ces quatre joints a recouvrement disposés régulièrement sur le pourtour du joint J. La passe chaude commence au Joint 464 et chaque passe de soudure suivante commence et se termine de la meme façon par des parties en pente formant les joints a recouvrement indiqués sur la figure 5, afin que les différentes passes de soudure se recouvrent progressivement les unes les autres sans discontinuités en formant des marches abruptes. Les parties en pente qui débutent et terminent ces différentes passes sont obtenues grâce à l'appareil décrit ci~apzèsO Un exemple typique de séquence de passe de soudure obtenue avec l'appareil selon la présente invention est représenté sur la figure 6.Un certain nombre des paramètres de soudure correspondant -# une séquence de soudure quelconque, telle que celle décrite sur la figure 6, sont prédéterminés pour la passe de soudure et -le type de joint qu'on a choisi, et ces paramètres sont programmés pour intervenir en des points déterminés de la séquence de soudure particulière choisie. Il est évident que les paramètres de soudure sont programmés" au sens où ils sont prédéterminés par Iqopébateur, au besoin à la suite dvexpérimentations réalisées par tatonnement pour un type et un diamètre de tuyau particuliers, ainsi que pour chaque type de passe de soudure à utiliser. Ces paramètres sont ensuite introduits dans le système, soit par des réglages de commande appropriés, soit par des informations stockées dans une mémoire convenable et utilisées au cours d'une séquence de soudure choisie suivant un programme de fonctionnement approprié de l'unité de traitement centrale 214 Le niveau nécessaire des possibilités de programmation du calculateur à mettre en oeuvre pour effectuer ces opérations nécessaires de programmation séquentielle des paramètres de soudure prédéterminés et enregistrés reste tout à fait dans le domaine de la technique courante. La séquence de soudure décrite débute à l'instant repéré en 468 sur la figure 6, et peut être déclenchée par n'importe quelle commande manuelle convenable. L'alimentation de chaque ensemble de torche en gaz de refroidissement et d'isolement débute à l'instant 468 et se poursuit pendant toute la séquence de soudure. En même temps, chaque torche se déplace verticalement vers l'intérieur, comme indiqué en 469S sous l'action de la commande de tension automatique, jusqu'à ce que la torche vienne en contact avec le joint J h l'instant 470. Après être venue en contact avec le joint, chaque torche se retire de manière indépendante, comme indiqué en 471, pendant une période de temps prédéterminée et â une vitesse connue qui donne à chaque torche un espacement prédéterminé par rapport au joint, même si les ensembles de mâchoires de blocage CAl et CA2 restent effectivement bloqués sur le tuyau. Le courant de soudure est appliqué a chaque ensemble de torche à l'instant 473 et l'arc électrique est déclenché par n'importe quelle technique convenable telle qu'un circuit de démarrage d'arc à haute fréquence (non représenté) ou autre. Le courant de soudure démarre à une valeur relativement basse repérée en 474, et augmente pendant un temps de montée prédéterminé pour atteindre une valeur programmée à l'instant 472. La puissance de chauffage et d'alimentation en fil de remplissage, ainsi que la commande automatique de tension de torche, restent coupées à ce moment, et le mouvement du chariot n'a pas encore commencée Le mouvement du chariot commence à un instant programmé 475, peu après que le courant de soudure ait atteint la valeur maximum programmée, et la commande de tension automatique est déclenchée à l'instant 476 de manière à maintenir la tension d'arc de chaque à un niveau programmé. La commande d'oscillation de la torche, si cette oscillation est nécessaire pour une passe de soudure particulière, est également déclenchée à l'instant 476.La commande de tension automatique permet à chaque ensemble de torche de se reculer ou de s'avancer alternativement lorsque la torche va et vient dans la profondeur non uniforme du joint de soudure J, comme indiqué sur la figure 4, de façon que l'espacement de l'arc se règle automatiquement pour maintenir la tension d'arc programmée pendant la totalité de l'oscillation de l'ensemble de torche. La puissance alternative de chauffage du fil de remplissage et la puissance d'alimentation en fil de remplissage sont appliquées à partir de l'instant 477, peu après le début du mouvement du chariot. il apparaitd apres la figure 6 que la vitesse à laquelle le fil de remplissage est amené dans la soudure liquide, et la puissance du courant alternatif appliqué pour chauffer le fil de remplissage, augmentent toutes les deux pendant un temps de montée leur permettant d'atteindre les valeurs maximales programmées de vitesse et de tension. La séquence de soudure décrite n'est pas complètement définie et intangible et la vitesse programmée du chariot, la vitesse d'alimentation et/ou le courant de chauffage du fil chaud, ou tout autre paramètre de soudure peuvent varier pendant la passe de soudure en réponse aux positions circulaires des ensembles de chariots, et suivant les paramètres de soudure "programmésl' qui ont été précédemment déterminés pour une torche à souder particulière dans différentes positions circulaires. Les paramètres de soudure programmés sont typiquement prédéterminés, programmés et contrôlés séparément pour chacun des ensembles de torche de façon, par exemple, que la taille d'une masse inversée de soudure liquide située dans le dessous d'un joint puisse être réduite à un point où la tension de surface et autres forces naturelles agissant sur le métal fondu dépassent l'attrac- tion de la pesanteur sur ce métal et empechent sa masse liquide de tomber du joint en formant une goutte, les paramètres de fonctionnement des ensembles de torche situés ailleurs sur le pourtour du joint n'étant pas réduits de la meme façon. A l'instant 478 voisin de la fin de la séquence de soudure décrite, la commande automatique de tension et ltoscil- lation de la torche sont coupées l.e courant de soudure commence à decroltre à partir d'un niveau programmé pour atteindre son niveau final à ltinstant 479 et à ce moment le chariot a atteint la fin de son arc de traJectoire programmé.Les courants de chauffage et d'alimentation de fil de rempliss#age commencent également à décroître à l'instant 478 pour diminuer sur des temps de descente aboutlssant aux niveaux finaux à l'instant 480, après quoi l'alimentation du fil snzerse momentanément pour retirer le fil de la masse de solld-ze encore fondue.On comprendra ainsi que la pente de décroissance progressive des paramètres de soudure déctbtsq ainsi que la pente de croissance programmée au démarrage de la séquence de soudure, permettent d'obtenir les extrémités à recouvrement des passes de soudure représentées sur la figure 5. La séquence de soudure est terminée à lvinstant 479 bien que le gaz drisclement et de refroidissement continue de circuler dans chaque ensemble de torche pendant la période de refroidissement 481 pour permettre à la masse de soudure de se solidifier.Chaque ensemble de torche peut effectuer son mouvement de retrait pendant cette période de temps, comme indiqué en 482, et l'on comprendra que chaque chariot peut maintenant revenir à sa position de départ programmée pour attendre le début de la séquence de soudure suivantes Chacun des circuits de commande 216a à 216d peut etre essentiellement identique aux autres et l'un seulement de ces circuits, soit le circuit 216a, sera donc décrit ici en se référant à la figure 7.Ce circuit de commande repéré dans son ensemble par la référence 216a comprend une commande de courant continu 222 qui fournit un signal de commande de courant de soudure sur la ligne 223 pour fournir l'alimentation de puissance continue à l'ensemble de torche associé à l'ensemble de tête de soudure Hi. La commande de puissance à fil chaud 225a fournit un signal de sortie sur la ligne 226 commandant la puissance alternative de chauffage du fil de remplissage alimentant la torche de l'ensemble de tête de soudure Hi, et la commande dealib mentation de fil 225b fournit un signal de débit d'alimentation sur la ligne 227 du servowmoteur dalimentation de fil.La commande de puissance 225a et la commande d'alimentation 225b du fil chaud sont toutes deux décrites en détail ci--apres. La commande automatique de tension 229 fournit sur la ligne 230 des signaux alimentant un moteur qui commande le mouvement vertical de l'ensemble de oete de soudure Hi. La commande automatique de tension 229 reçoit sur la ligne 344 un signal d entrée correspondant à la tension ef#octive d'arc de soudure de la torche associée à l'ensemble de tette de soudure Hi, et fournit sur la ligne 230 un signal de sortie permettant de régler la position verticale de la torche, selon les besoins, pour maintenir une tension d arc psyrammée et déterminée par un signal d'entrée appliqué par la ligne 340 a la commande automatique de tension. La commande d'-oscillation 233 fournit sur la ligne 234 des signaux de commande d'un moteur faisant osciller l'en- semble de tête de soudure HI sur une trajectoire transversale par rapport au joint J. La commande de courant continu 222, la commande d'alimentation de puissance de fil chaud 225a, la commande d'alimentation de fil 225b, la commande automatique de tension 229 et la commande d'oscillations 233 reçoivent chacune les signaux de commande issus de l'unité centrale de traitement 214 et des moyens d'entrée/sortie 215 en réponse à des facteurs tels que la position angulaire du chariot TC1, et ces signaux correspondent aux paramètres de soudure voulus qui ont été introduits manuellement ou par programme dans l'unité centrale de traitement. Chaque valeur désirée de# changement de paramètre est emmagasinée sous forme numérique dans la mémoire, en même temps que la position de chariot voulue (également sous forme nume- rique) à laquelle ce changement doit se produire Par exemple, les valeurs suivantes de tension d'arc pourraient être stockées Position Tension d'arc 000 10,7 080 10,8 170 10,9 450 10,8 570 10,7 800 10,6 Pendant la soudure, la position réelle du chariot (déterminée par la position du codeur numérique 97-1 ou 97-2) est comparée en permanence aux données de position emmagasinées par un comparateur numérique électronique. Quand la position réelle du chariot devient égale à une position emmagasinée (par exemple 080), la valeur du paramètre correspondant (Tension d'arc 10,8) apparait à la sortie de la commande de tension d'arc 229.Entre les positions stockées en mémoire (par exemple 080 et 170), le circuit peut être programmé pour effectuer une interpolation linéaire entre les valeurs de points de réglage emmagasinées (10,8 et 10,9), ou peut être programmé pour rester à 10,8 entre la position 080 et la position 170, et changer ensuite de manière brutale pour passer à 10,9 Les signaux de sortie des Joints de réglage peuvent rester sous forme numérique ou peuvent être mis sous forme analogique pour être appliqués à des servomécanismes analogiques. Un contrôleur logique programmable de Alien-Bradley contenant une mémoire à lecture/écriture de 4096 mots assure la fonction de traitement d'informations dans la présente forme de réalisation de l'invention bien qu'on puisse utiliser-pour cela n'importe quel calculateur programmable convenable à usage générai. Les signaux d'entrée du circuit de commande 216a sont reçus des moyens d'entrée-sortie sous forme digitale de sorte que chacune des commandes mentionnées cizdessus est précédée d'un convertisseur digital/analogique appelé "DIA" sur la figure 7. La commande de puissance de f chaud 225a reçoit un signal d'entrée destiné au courant de chauffage de fil (ce qui donne un réglage grossier du dépôt de fil de remplissage), et la commande d'alimentation de fil de remplissage 225b reçoit un signal d'entrée destiné au débit dtalimentation de fil de remplissage (ce qui donne un réglage fin du depot de fil de remplis sage). La commande d'oscillation 233 reçoit de la même façon des signaux d'entrée séparés destinés au rythme et à la largeur des oscillations de la torche, et le centre de l'oscillation peut se régler électroniquement par la commande d'oscillation.Les spé cialistes de la question comprendront que la torche à souder peut ne pas osciller pendant les passes initiales du joint de tuyau J, et que les passes de soudure suivantes du joint peuvent nécessiter des largeurs et/ou des rythmes différents des oscillations de la torche. La commande de courant continu 222 comprend un amplificateur qui reçoit, par la ligne 241, un signal de commande de courant de soudure venant du convertisseur numérique/analogique correspondant. Un signal de contre réaction correspondant au courant de soudure continu réel, est obtenu grande à une dérivation (non représentée) montée en série avec le courant de soudure fourni à la torche, et le signal présent en 245 est également appliqué à la commande de courant de soudure. La commande de courant de fil-chaud 225a est représentée sur la figure 8 et comprend l'amplificateur 282 recevant un signal d'entrée qui arrive par la ligne -283 et correspond à la tension alternative réelle destiné à chauffer le fil de remplissage de la torche associée à ensemble de tête de soudure particulière correspondante La sortie de l'amplificateur 282 est appliquée au circuit de moyenne quadratique ou circuit RMS 284, qui fournit par la ligné 285 un signal de sortie proportionnel- à la valeur quadratique moyenne RMS du signal de courant alternatif de chauffage appliqué sur la ligne 283 Le signal MMS de la ligne 285 est appliqué au point de sommation 286 de l gmpli- ficateur sommateur 287. Un signal de commande de tension alternats de chauffage fourni par l'unité centrale de traitement 214, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique/analogique convew nable, est appliqué à la ligne 291 menant à l'amplificateur 292, dont la sortie est appliquée au circuit multiplicateur 293.La sortie du circuit multiplicateur 293 est amplifiée en 294 pour donner un signal de commande de chauffage de fil de remplissage appliqué au point de sommation 286 L'application brutale de la pleine valeur do courant commandé de chauffage de fil au circuit de chauffage de fil de remplissage peut produire un chauffage excessif au démarrage d'une séquence de soudure, et la suppression brutale du chauffage de fil à la fin de la séquence de soudure peut également produire les effets inverses, et il est souhaitable que le courant de chauffage de fil augmente puis diminue ensuite avec les pentes croissante et décroissante relativement progressives représentées sur la figure 6.La commande de montée/descente est assurée par le circuit 296 de la figure 8 qui comprend un amplificateur 262 fournissant un signal de commande au multiplicateur 242. LvamZ plificateur 262 reçoit soit un signal entrée à pente positive montante par l'intermédiaire d'une résistance 263 et d'un contact teur normalement ouvert (non représenté) soit un signal à pente négative descendante par l#intermédiaire d'une résistance 265 et d'un contacteur normalement ouvert (non représente. L#amplifi= cateur 262 fonctionne en circuit intégrateur et la sortie débitant dans la ligne 295 est limitée par la diode Zener 268 placée aux bornes de l'amplificateur 262 de manière à ne Jamais descendre au-dessous de zéro volt Le contacteur de la résistance 263 est feomé quand on déclenche une séquence de soudure programmée typique, comme décrit ci-dessus plus en détallp et la tension de la ligne 295 est intégrée depuis zéro jusqu'à un niveau et avec une vitesse déterminés par la tension aux bornes de la résIstance 263. La tension aux bornes de la ligne 295 est appliquée as multipli= cateur 392 de façon que la sortie du multiplicateur débitant au point de sommation 286 soit le produit du signal de commande de courant de fil chaud et du signal à rloïssance positive de la ligne 295.On peut si on le désire, prévoir une valeur de démarrage minimum prédéterminée du courant de chauffage de fil-chaud. Lorsqu'on arrive près de la fin d'une séquence de soudure programmée, le contacteur de la résistance 263 s'ouvre et le contacteur de la résistance 265 se ferme3 de façon que l'amplificateur 262 intègre la tension de la ligne 295 de façon que celle-ci descende Jusqusà une valeur finale et avec une vitesse dépendant de la tension aux bornes de la résistance 272. L'amplificateur sommateur 287 est courtZclrcuité par le circuit série à résistance#capac#té 299 de manière à fournir un signal de sortie intégré positif, à compensation proportion- nelle, à un circuit de déclenchement classique 300 qui règle l'angle de déclenchement du SCRS 301 monté au primaire du transformateur 302. L'enroulement secondaire du transformateur 302 est branché en série avec l'inducteur 303 de manière à fournir le courant de chauffage au circuit de chauffage de fil de remplis- sage.L'inducteur 303 permet ~dsobtenir la pente tension-courant voulue de la puissance électrique utilisée pour chauffer le fil de remplissage, et les inducteurs de ce type sont bien connus des spécialistes de la question. La tension aux bornes de l'enroulement secondaire du transformateur 302 est boucle en contre#réaction par la ligne 283 pour fournir le signal entrée de l'amplificateur 282. Le circuit de commande de puissance alternative 225a sert à transmettre le signal de sortie de lsamplifícateur sommateur 287 au circuit de déclenchement 300 qui maintient la tension de sortie RMS du transformateur 302 à un niveau déterminé par le signal de commande de puissance alternative appliqué à la ligne 291. La source de puissance alternative destinée à chauffer le fil de remplissage est appliquée suivant une pente montante au début de la soudure, et se termine par use pente descendante à la fin de la soudure, grace au circuit 296 décrit ci-dessus. Le circuit de commande de puissance alternative décrit ciwdessus permet d'obtenir une compensation de la ligne alternative, tout en appliquant une tension alternative à RMS constante au fil de remplissage pour le chauffer par e.ffet Jouie RI2. La commande de contre-réaction de pussance alternative se fait par des signaux à relativement basse tension qui sont compatibles avec les signaux de commande fournis par les moyens d entrée.sc*ie 215 associés à l'unité centrale de traitement. La commande d'alimentation de fil 225b représentée sur la figure 9, comprend un amplificateur 309 branché de manière à recevoir un signal de. commande d'entrée provenant du convertisseur numérique/analogique convenable par la ligne 310. Le signal de commande de débit d'alimentation de fil de remplissage parvenant sur la ligne 31C est relié par l'intermédiaire de la ligne 311 au signal de commande de puissance de chauffage de fil de remplissage parvenant sur la ligne 291 > figure 8, de façon que les commandes de puissance de chauffage de fil de remplissage et de débit d'alimentatioi: soient correlées en fonctionnement. Il est évident qu'une augmentation commandée du débit d9alimen- tation du fil de remplissage doit entrainer une augmentation correspondante dela puissance alternative nécessaire pour maintenir le rythme de chauffage voulu du fil de remplissage une modification commandée de la puissance alternative de chauffage nécessite un réglage correspondant du débit d'alimentation du fil de remplissage. Le potentiomètre 312 constitue une entrée de réglage d'échelle de l'amplificateur 309 et la sortie de cet amplificateur est reliée au circuit multiplicateur 313. Le circuit de montée/descente représenté d'une façon générale en 314 fournit également un signal. dtentrée au circuit multiplicateur 313 de manière à modifier le signal de commande d'alimentation de fil de la même manière que le circuit de réglage de pente décrit ci-dessus, de façon que la sortie du circuit multiplicateur sur la ligne 315 fournisse un signal de référence correspondant à un débit d'alimentation de fil commandé ou voulu. Le signal de la ligne de référence 315 est amplifié en 318 et 319, et appliqué par l'intermédiaire de la diode 320 à un servo-amplificateur commandant le servo-moteur dValimen- tation de fil correspondant à l'ensemble de tête de soudure considéré. Le servo-amplificateur d'alimentation de fil peut comporter une entrée opérationnelle recevant le signal de commande d'alimentation comme indiqué ci#dessus, ainsi qu'un signal de contreréaction de vitesse produit par un tachymètre faisant corps avec le servo-moteur #d'alimefltation de fil. Quand l'alimentation de fil de remplissage est terminée à la fin ou près- de la fin d'une opération de soudure, le fil de remplissage reste classlquement dans la masse de soudure fondue et adhère à celle-rl, ou forme une bille de métal fondu à l'extrémité du fil de remplissage, ce qui dans les deux cas nécessite une intervention manuelle de l'opérateur. Ce problème est résolu avec le circuit de retrait automatique de fil de remplissagegrepéré dans son ensemble par la référence 321,-dans lequel le signal d'alimentation de fil venant de l'amplificateur 319 est appliqué, par la ligne 322, à une entrée de ltamplifi- cateur 323.Une polarisation réglable fournie par le potentiomètre 324 est maintenue sur liamplificateur 323 et la sortie de cet amplificateur est appliquée, par le circuit différenciateur RC 325, au circuit de temporisation 326. Le potentiomètre 327 règle la période du circuit de temporisation 326. Pendant l'alimentation de fil commandée normale, le signal de la ligne 322 surmonte la polarisation de 1tamplifica- teur 323 et aucun signal de sortie de fonctionnement n'est appliqué au circuit de temporisation 326 par le différenciateur 325. Quand on arrive à la pente descendante programmée du débit d'alimentation de fil commandé, à la fin d'un cycle de soudure, la tension de la ligne 322 diminue cependant jusqu'à un point où l'amplificateur 323 commence à fournir un signal de sortie différencié en 325, et excite le circuit de temporisation 326 pour fournir un signal de sortie sur la ligne 328 pendant une durée déterminée par le réglage du potentiomètre 327.Le signal de la ligne 328, amplifié en 329 et traversant la diode 330 pour atteindre le servo-amplificateur de fil de remplissage, présente une polarité opposée à celle du signal de chauffage de fil appliqué par l'intermédiaire de la diode 320. Le servommoteur de fil de remplissage répond au signal venant du servo-amplificateur, lorsquson inverse son sens, pendant une durée déterminée par le potentiomètre 327, pour retirer le fil de remplissage de la masse de soudure liquide. De cette manière, le fil de remplissage est retiré de la soudure liquide avant la formation d'une bille ou avant que le fil de remplissage se trouve emprisonné dans la masse de soudure solidifiée. La commande automatique de tension 229 est associée au moteur 117 qui entraine un ensemble de tête de soudure typique H1 de façon que celui-ci se déplace suivant une trajectoire verticale perpendiculaire au joint T afin de régler la distance d'arc entre la torche et le joint. Le signal de commande de tension d'arc venant du convertisseur digitalYanalogique correspondant est reçu sur la ligne 340.La tension d'arc mesurée peut également être appliquée à la commande automatique de tension 229 par la ligne 344, et comparée à la tension d'arc de commande de manière à faire varier l'espacement rertlcal entre la torche à souder et le joint de tuyau J en réponse à une différence constatée entre le signal de commande de tension d'arc de la ligne 340 et le signal de tension d'arc mesuré sur la ligne 344. La position verticale de l'ensemble de tête de soudure H1 se règle ainsi automatiquement, si cela est nécessaire, pour maintenir une tension d'arc commandée lorsque cet ensemble de tête de soudure passe autour du Joint de tuyau J, de façon que cette tension d'arc prédéterminée pour l'ensemble de tête de soudure considéré se conserve sans être affectée par une légère excentricité pouvant exister entre l'axe du tuyau et l'ensemble de mâchoires de blocage CA considéré. Bien évidemment, le signal d'entrée de tension d'arc commandée de la ligne 340 peut être modifié pour différentes positions circulaires de chaque ensemble de tête de soudure et/ou pour des passes de soudure particulières, cette modification étant indépendante de n'importe lequel des autres ensembles de tête de soudure, ce qui provoque une modification correspondante de la position verticale de l'ensemble de tête de soudure de manière à donner la tension d'arc commandée. Quand un poste de soudure particulier tel que les postes A ou B décrits ici, effectue successivement des passes de soudure de. types différents, comme par exemple une passe de base suivie d'une passe chaude, les paramètres de soudure prédéterminés pour chaque type de passe de soudure sont programmés comme indiqué ci-dessus et ces paramètres correspondant à une passe de soudure spécifique sont choisis pour commander cette passe de soudure. La sélection des passes de soudure, qui détermine l'ensemble de paramètres de soudure préprogrammés à utiliser, peut être commandée par un opérateur ou semi-au#tomatique (par exemple avec un compteur avançant pour choisir les paramè tres de soudure programmés pour la passe de soudure suivante). Il en résulte qu'un poste de soudure unique peut effectuer chaque passe de soudure pour réaliser un Joint de soudure com- plet, et ceci en programmant convenablement les ensembles de paramètres de soudure de chaque passe, de façon qu'une installation de pose de conduites à postes multiples puisse continuer à fonctionner même si l'un des postes de soudure s 'arrête Il est évident que l'utilisation de la présente invention telle quelle est décrite ici, pour souder un joint situé dans un plan vertical autour d'un tuyau horizontal9 ne constitue simplement qu'un exemple de la présente invention car celle-ci peut s'adapter facilement à des soudures automatiques effectuées dans des positions quelconques dépendant des paramètres de soudure choisis et préprogrammés pour la position et la trajectoire de soudure particulières à réaliser. REVENDICATIONS 1) Dispositif de soudure automatique d'un joint sur une pièce à souder, ce dispositif comprenant des moyens de guidage définissant une trajectoire de mouvement fixe sensiblement parallèle au joint à souder, et des moyens permettant de déplacer au moins une torche à souder sur la trajectoire fixe adjacente au Joint, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de position répondant à la position de la torche à souder sur la trajectoire fixe de manière à fournir des signaux de position indiquant la position de la torche, des moyens de stockage de signaux destinés à recevoir et à conserver les signaux#de commande de paramètres sélectivement variables qui correspondent aux valeurs voulues d'un paramètre de soudure choisi pour chaque position de# la troche, et que les moyens de détection de position détectent le long de la trajectoire fixe, les moyens de stockage étant en Outre destinés, lorsqu'ils reçoivent les signaux de position venant des moyens de détection de position, à fournir les signaux de commande de paramètres précédemment mis en mémoire, qui correspondent à la valeur voulue du paramètre pour la position détectée de la torche, et des moyens répondant à ce signal de commande de paramètre pour régler ce parametre de soudure de façon que le signal de réponse de paramètre maintienne une relation prédéterminée avec le signal de commande de paramètre. 2) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la torche à souder comprend des moyens d'alimentation de fil de remplissage et des moyens permettant de fournir une quantité sélectivement variable de courant de préchauffage à ce fil de remplissage, dispositif caractérisé en ce que le paramètre de soudure choisi est constitué par ce courant de préchauffage et en ce que les moyens répondant au signal de commande de paramètre comprennent des moyens d'alimentation de puissance destinés à fournir un courant de-chauffage sélectivement variable au fil de remplissage, en réponse aux signaux venant des moyens de stockage de signaux, de façon que la quantité de préchauffag# du fil de remplissage pour chaque position de la torche sur sa trajectoire soit déterminée par les signaux -de commande de paramètre stockés pour chacune de ces positions de la torche0 3) Dispositif selon l'une quelconque des zevendica- tions I ou2, caractérisé en ce que la vitesse à laquelle le métal de remplissage préchauffé est fourni à Fa torche à souder constitue un paramètre de soudure séparés et en ce que le dispositif comprend des moyens d'alimentation de fil de remplissage actionnés par les signaux provenant des moyens de stockage de signaux pour régler la vitesse choisie à laquelle le fil de remplissage doit être fourni, de façon que la vitesse dValimen- tation du fil de remplissage soit prédéterminée par les signaux stockés de commande de paramètre, pour chaque position de la torche sur sa trajectoire. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens répondant au courant de chauffage choisi et à la vitesse choisie dvalimen- tation du fil de remplissage, ces moyens étant associés fonctionnellement aux moyens d'alimentation de fil de remplissage et aux moyens d'alimentation de puissance, pour maintenir la vitesse de dépôt choisie du fil de remplissage en réglant le courant de chauffage en fonction d'un changement de la vitesse choisie d'alimentation de fil de remplissage, et en réglant cette vitesse d'alimentation en fonction d'un changement du courant de chauffage choisi. 5) Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour souder un joint le long dtune trajectoire donnée tout en controlant de manière réglable la taille de la masse de soudure contenue dans le joint, ce procédé comprenant les différentes étapes consistant à établir un arc électrique avec le matériau en cours de soudure de manière à produire une masse de métal de soudure fondu en un point du joint, à déplacer l'arc le long de la trajectoire du joint à souder, et à amener un métal de remplissage préchauffé dans la masse de soudure fondue pendant qu'on déplace l'arc, procédé caractérisé en ce qu'on commande le préchauffage du métal de remplissage suivant une fonction sélectivement variable de la position de la masse de soudure fondue sur la trajectoire à souder, de façon que la taille de cette masse de soudure fondue ne dépasse pas une taille précédemment déterminée pour convenir à la position considérée de la masse de soudure sur la trajectoire à souder. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vitesse à laquelle le métal de remplissage préchauffé est amené à la masse de soudure fondue est également commandée suivant une fonction sélectivement variable de la position de la masse de soudure fondue, de façon que la taille de cette masse de soudure ne dépasse pas la taille convenable 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6s caractérisé en ce que la vitesse d::alimentation du métal de remplissage est de plus variable en fonction drun changement de la valeur choisie de préchauffage du métal de remplissage, et en ce que la valeur de préchauffage est de plus variable en fonction d'un changement de la vitesse d'alimentation choisie, de manière à maintenir ainsi la vitesse choisie de dépot du métal de remplissage. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la trajectoire de soudure s'écarte d'un plan horizontal, et en ce que le préchauffage du métal de remplissage est commandé d'après la position sur cette trajectoire de façon que la taille de la masse de soudure fondue ne dépasse pas une taille pour laquelle les forces naturelles agissant sur la masse de soudure fondue retiennent celle ci à l'intérieur du joint en s'opposant à l'attraction de la pesanteur tendant à faire tomber la soudure hors du Joint lorsqu'on se trouve dans des positions écartées de lthorizontale sur la trajectoire à souder. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caracterise en ce que la trajectoire à souder est une trajectoire circulaire faisant le tour du Joint à souder, et en ce que le préchauffage est commandé de telle manière que la taille de la masse de soudure liquide soit telle que 19attraction de la pesanteur ne puisse la faire tomber quand on se trouve dans des positions non situés sur la partie haute de la traJectoire. 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que 19arc-électrique est un arc électrique non pulsé