Brevet FR2472858A1 — publié le 19810703

L'invention concerne les installations de soudage sur pièces cylindriques, du genre de celles qui sont utilisées pour effectuer des soudures à la liaison entre deux pièces cylindriques ou pour recouvrir une enveloppe cylindrique au moyen d'une matière amenée en continu, sous forme de ruban notamment. L'invention concerne plus particulièrement l'amélioration de ces installations lorsque, comme il est usuel du soudage à l'arc, l'opération impose une alimentation électrique portant à des potentiels différents une électrode et la pièce cylindrique en cours de traitement respectivement. Lorsque les pièces cylindriques à traiter sont de grandes dimensions, il est pratique de les placer sur des chantiers vireurs qui permettent de les entraîner en rotation pendant la progression de la soudure, de manière à éviter de trop déplacer la torche de soudage et ses Equipe- ments annexes. Le nombre de tours de rotation est parfois important, notamment dans le cas des opérations de recouvrement. Des difficultés techniques apparaissent alors au niveau de l'alimentation électrique de la pièce rotative, à partir d'une source de courant mécaniquement indépendante et généralement fixe. La présence d'un câble que l'on oblige à décrire des mouvements dans l'espace présente toujours des inconvénients.La liaison avec un contact fixe sur la pièce rotative entraîne au bout de plusieurs tours de la pièce un vrillage néfaste du câble conducteur, pouvant aller jusqu'à la rupture de celui-ci et surtout dans le cas par exemple du recouvrement, il est souvent indispensable de procéder à des inversions répétées du sens de rotation, inversions qui augmentent d'autant les temps de soudage ou de recouvrement. Conformément à l'invention, on peut éviter ces inconvénients en assurant la transmission du courant dlec- trique au moyen d'un patin frottant directement sur la paroi de la pièce cylindrique. Ainsi, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation électrique d'une pièce cylindrique montée rotative sur son axe dans une installation de soudage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un patin conducteur monté à une extrémité d'une lame conductrice reliée par ailleurs à une barrette d'alimentation électrique et maintenu frottant en appui élastique sur la paroi latérale de ladite pièce pendant la rotation de celle-ci. De préférence, ladite lame est fixée par une autre extrémité à un châssis support et un ressort est monté entre ledit châssis et ledit patin pour pousser celui-ci contre la paroi de la pièce rotative. Le châssis support peut notamment être lui-même monté fixe sur le bâti d'un chantier vireur assurant la rotation de la pièce cylindrique ou être monté mobile sur ce bâti parallèlement à l'axe de la pièce. L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de modes de réalisation particuliers, choisis à titre d'exemples et nullement limitatifs. On fera référence dans cette description aux figures 1 à 4 des dessins annexés, dans lesquels La figure 1 représente schématiquement une installation de soudage sur pièce cylindrique la figure 2 représente le dispositif d'alimentation électrique de la pièce en cours de traitement la figure 3 est une vue en coupe partielle selon III-III de la figure 2 ; et la figure 4 illustre une variante de réalisation du dispositif de la figure 2. On a rappelé sur la figure 1 l'essentiel des éléments d'une installation de soudage du type utilisé en particulier pour assurer le recouvrement interne d'une pièce cylindrique métallique, qui peut être par exemple une virole de cuve de plusieurs mètres de diamètre. Cette pièce 1 repose sur les rouleaux 2 de ce que l'on appelle un chantier vireur, permettant d'entraîner la pièce 1 dans un mouvement de rotation uniforme autour de son axe. L'opération de recouvrement consiste à souder sur lintérieur de la virole un ruban métallique qui est déroulé au fur et à mesure à partir d'un-magasin 4. Ce magasin est monté sur le poste de soudage qui porte également une torche de soudage 5.La progression du recouvrement est obtenue par un déplacement linéaire du poste de soudage, d'une valeur légèrement inférieure à la largeur du ruban, après chaque tour de la virole. Le poste de soudage représenté pourrait tout aussi bien être remplacé par un poste de soudage simple, un fil de soudure remplaçant alors le ruban 3. Dans les deux cas, on suppose que la chaleur nécessaire à la fusion de la soudure est apportée par la création d'un arc électrique entre, d'une part une électrode, constituée par le fil ou le ruban 3, relié à l'un des pôles d'un générateur électrique, et, d'autre part la pièce cylindrique 1 elle-meme. Le générateur n'a pas été représenté sur la figure 1, qui montre seulement le câble d'alimentation 6 de l'électrode et le câble 7 assurant l'alimentation électrique de la pièce 1. Le courant électrique amené par le câble 7 est transmis à la pièce cylindrique 1 par l'intermédiaire d'un dispositif d'alimentation 8 dont la réalisation apparaît plus clairement sur les figures 2,et 3. Ce dispositif comporte un châssis support par lequel il est rendu solidaire du bâti 9 du chantier vireur. Ce châssis support est constitué de profilés rigides 11, reliés entre eux à la base du dispositif par une plaque 12, perpendiculaire aux profilés. Sur les figures 2 et 3 on voit apparaître les alésages 13 ménagés dans cette plaque 12 pour permettre la fixation sur le bâti 9. La plaque 12 est réali- sée en un matériau isolant ; les profilés 11 en acier au carbone. Des lames métalliques flexibles 14, dans le cas particulier décrit au nombre de trois, sont disposées parallèlement aux profilés 11. Elles sont fixées à une de leurs extrémités au châssis support, et là également, au niveau de la structure de la base représentée sur la figure 3, elles sont en contact électrique avec une barrette d'alimentation 15. A cet effet, trois ensembles conducteurs de boulons 16 et écrous 17 et 18 serrent ensemble, respectivement chacun, un profilé 11 et une lame 14 contre la plaqueisolante 12, la lame étant intercalée entre le profilé et la plaque isolante, et d'autre part, entre les deux ecrous, la barrette conductrice d'alimentation 15, qui relie les trois ensembles perpendiculairement aux lames.La tête de chaque boulon est contenue dans un alésage 19 ménagé dans la plaque 12 et l'ensemble de ces alésages est recouvert par une plaque protectrice isolante 21 vissée sur la plaque 12. Comme le montre la figure 2, chaque lame 14 porte d'autre part à son extrémité libre, un patin 22 constitué par une plaque ce cuivre rouge, fixée à la lame par des boulons. Les trois patins 22, légèrement incurvés, sont prévus pour frotter sur la paroi latérale de la pièce 1, lorsque celleci est entraînée en rotation sur le chantier vireur. Les patins 22 sont maintenus en appui élastique sur cette paroi par des dispositifs réglables de pression qui comprennent chacun, conformément à la figure 2 : un ressort hélicoïdal 23 s'appuyant par une première extrémité sur la face intérieure de la lame 14, au niveau du patin 22, et positionné par celle-ci par un pion centreur 24, et par sa seconde extrémité sur un dispositif de tarage de la pression situé entre le ressort et le profilé 11 correspondant du châssis. Selon une première variante de réalisation, illustrée par la figure 2, le dispositif de tarage est un système vis-écrou comprenant une tige 25 montée rotative à l'extrémité du profilé 11 et portant un filetage en prise avec un écrou 26. La rotation de l'écrou 26 permet de régler la raideur du ressort 23 et cet écrou assure en outre le centrage et le guidage du ressort par rapport à l'axe de la tige 25. Une seconde variante de réalisation est illustrée par la figure 4, dans ses éléments qui la distinguent de la variante de la figure 2. Le dispositif de tarage est alors également constitué par un système vis-écrou, mais le depla- cement longitudinal de la vis 27 a lieu par rapport au profilé 11, l'écrou 28 étant solidaire de ce profilé. Le réglage de la pression s'obtient alors par rotation de la vis 27, dont l'extrémité tourne sans déplacement longitudinal dans une pièce intermédiaire 29 qui assure le centrage du ressort 23 et lui permet un certain débattement angulaire. Un contre-écrou 31 maintient la vis dans la position de réglage. Le dispositif qui a été décrit peut également comporter d'autres variantes. On peut en particulier modifier le nombre des patins et des lames suivant l'intensité du courant d'alimentation nécessaire à l'opération de soudage ou de recouvrement. Par ailleurs, on a décrit un dispositif d'alimentation 8 dont le châssis support est fixe par rapport au chantier vireur. Mais dans certains cas il est avantageux de monter ce châssis support lui-même de manière à permettre son entraînement longitudinal sur un axe parallèle à l'axe de rotation de la pièce 1. On peut alors assurer le déplacement du dispositif d'alimentation en synchronisme avec celui de la tête de soudage à l'intérieur de la pièce traitée. L'invention n'est pas limitée aux variantes particulières qui viennent d'être mentionnées. Bien d'autres variantes peuvent encore être appliquées sans sortir des limites de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation électrique d'une pièce cylindrique montée rotative sur son axe dans une installation de soudage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un patin conducteur (22) monté à une extrémité d'une lame conductrice (14) reliée par ailleurs à une barrette d'alimentation électrique et maintenu frottant en appui élastique sur la paroi latérale de ladite pièce pendant la rotation de celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lame est fixée par une autre extrémité à un châssis support et en ce qu'un ressort est monté entre ledit châssis et ledit patin pour pousser celui-ci contre la paroi de la pièce rotative. 3. Dispositif selon la revendication 2, carac térisé en ce que le châssis support est solidaire du bâti d'un chantier vireur assurant la rotation de la pièce cylindrique. 4. Dispositif selon la revendication 2, carac térisé en ce que le châssis support est monté mobile longitudinalement sur un chantier vireur assurant la rotation de la pièce cylindrique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de tarage de la pression dudit patin sur la pièce cylindrique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de tarage comprend un systeme vis-écrou réglant la raideur d'un ressort disposé entre un profilé du châssis support et le patin. 7. Installation de soudage comportant un dispositif d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.