Brevet FR2474913A1 — publié le 19810807

L'invention concerne pour un appareil de soudage en forme de pistolet manuel, un dispositif de détermination des conditions de base du guidage et d'action de l'électrode de fusion dans toutes les positions de soudage de l'appareil électrique de soudage manuel. La constitution d'appareils de soudage électriques manuels nécessite la détermination, dans un temps très court, des conditions de fonctionnement, c'est-à-dire la ral.-#se conplète d'opérations telles que l'allumage de l'arc, et le guidage de l'électrode de soudage, en fonction de la forme nécessaire du cordon de soudure ainsi que la position de l'appareil à main par rapport à la pièce et cela en tenant compte, dans la plus grande mesure possible, des conditions réalisables en pratique. En plus de ces conditions de fonctionnement, il est nécessaire de déterminer le choix de l'électrode ainsi que l'intensité de courant en fonction des épaisseurs de tale en question et de la forme du cordon de soudure. Pour la réalisation de travaux à l'aide de machines à souder, électrodes de fusion, et tôles de traçage, la technique actuelle prévoit de mettre en service des dispositifs de commande de fonctionnement qui déterminent les conditions pratiques à mettre en oeuvre pour réaliser le travail de soudage. C'est ainsi, par exemple, que, dans le brevet DD 99 245, est décrit un dispositif de commande de fonctionnement de soudage dans lequel, dans une pince de soudage, est disposée une électrode modèle de traçage, qui présente, à son extrémité, un organe traceur non rigide, la vitesse de combustion de l'électrode étant déterminée par son raccourcissement progressif et continu. Grâce à la disposition d'un contacteur à ressort de pression sur la pointe de ltélectrode, il est possible de détecter une diminution de la distance entre l'électrode et la pièce, au moyen de signaux optiques et acoustiques. Ce mode de réalisation présente cependant les inconvénients suivants : Pour la réalisation d'un cordon de soudure impeccable, il est d'importance primordiale qu'on produise un arc électrique constant qui est par lui-même dépendant d'une tolérance précise a' respecter entre l'électrode et la pièce. Une trop grande tolérance, correspondant à un maintien défectueux de ljélectrode, n'est pas indique par le dispositif de commande de soudage décrit, lequel, par conséquent ne se rapproche qu'approximativement des conditions à respecter dans la pratique. Ce défaut est surmonté en partie par un dispositif décrit dans le brevet DD 109 278 qui utilise également une électrode modèle qui règle la vitesse de combustion. Dans le cas d'un contact entre l'électrode et la pièce, un contacteur à ressort de pression provoque le déplacement de retrait de l'électrode. En même temps, un relais temporisé déclenche la mise en circuit d'un générateur d'arc à haute fréquence qui allume cet arc entre l'électrode et la pièce. Ce mode de réalisation présente également l'inconvénient que les conditions à respecter dans la pratique, ne sont pas réellement imposées. Il se produit simplement une coupure de l'arc en cas de réduction de la distance entre l'électrode et la pièce. Mais cette interruption se produit avec un décalage dans le temps. Une coupure de l'arc dans le cas d'un dépassement de la distance optimale entre électrode et pièce se produit en outre seulement lorsque l'enveloppe d'air autour de l'arc devient non conductrice. Mais cela est nettement trop tard, car entre temps, avec un arc de forme allongée, le cordon de soudure produit n'est pas satisfaisant. En outre, l'arc produit ne comporte pas d'écran protecteur. Un autre inconvénient réside en ce que l'électrode modèle, dans le cas d'un dépassement en-dessous ou en-dessus de la distance prescrite entre électrode et pièce, ne s'immobilise pas instantanément, mais retourne d'abord dans sa position de départ. Cela signifie une perte de temps importante et une condition de fonctionnement défavorable du soudage. L'invention a pour but de permettre une réalisation pratique des conditions optimales de fonctionnement et d'éviter les pertes de temps, en créant un dispositif de commande de soudage avec lequel est possible une maîtrise complète des facteurs de fonctionnement pour un appareil de soudage électrique manuel. En particulier est prise en compte notamment la combustion de l'électrode et son influence sur la tenue de la pince de soudage, les variations de distance entre électrode et pièce, ainsi que la coupure de l'arc et une immobilisation de l'électrode. Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif pour la commande de conditions de fonctionnement et de guidage de l'électrode fusible dans toutes les positions de soudage de pistolets de soudage électriques comprenant une pièce montée sur un plateau de soudage et une électrode modèle disposée dans le plateau qui se raccourcit progressivement suivant la vitesse de combustion habituelle dans la pratique, caractérisé en ce que l'électrode modèle présente une tête de commande ainsi qu'un organe d'entratnement pourvu, à une extrémité, d'une virole pour recevoir la tête de commande, coulissante entre guidages, laquelle est pourvue d'une bague de contact, chargée par ressort et influencée par une pointe de traçage, qui, dans la virole, est en liaison opérationnelle, par l'intermédiaire d'un contacteur de fin de course composé de deux contacts individuels et d'un contact à friction avec une combinaison de relais pour la commande de l'électrode ainsi que des lampes indicatrices de l'arc et des lampes de contrôle pour l'opérateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la distance entre les contacts individuels du contacteur de fin de course est réglable en fonction du diamètre du conducteur de noyau de l'électrode de soudage. Il est en outre avantageux de prévoir que, comme lampes d'allumage de l'arc, on utilise des lampes à halogène. L'électrode est vissée avec un filetage dans la virole de réception de l'organe d'entraînement. De préférence, cet organe d'entratnement comprend une crémaillère et des guidages qui assurent, en liaison avec un pignon d'entraînement prévu dans le pistolet, un déplacement sûr et régulier de l'électrode. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une lampe de contrôle à l'emplacement de soudage. Dans le cas de plusieurs postes de soudage, toutes ces lampes peuvent être groupées sur un pupitre de commande. Le dispositif conforme à l'invention permet la réalisation d'appareils de soudage électriques manuels correspondant aux conditions pratiques de soudage optimal. La disposition du contacteur de fin de course avec contact à friction et contacts individuels dans la virole de l'organe d'entraîne- ment et la coopèration avec la bague de contact influencée par la pointe de traçage facilitent le maniement du pistolet de soudage suivant la position nécessaire. Surtout la longueur d'arc correcte est maintenue à mesure de la combustion de l'électrode. Dans le cas d'un dépassement vers le bas ou vers le haut de la distance prescrite entre l'électrode et la pièce, il se produit une rupture de l'arc et l'électrodequi commande le processus de fusion, reste immobile.On obtient ainsi un raccourcissement du temps de travail par rapport aux dispositifs connus. L'arc engendré-par les lampes à halogène nécessite#en pratique la précision d'un écran protecteur avec verre fumé. La disposition de lampes de contrôle pour l'opérateur donne la possibilité d'une influence permanente sur le fonctionnement. Dans le cas de prévision d'un pupitre de commande, on peut contrôler plusieurs appareils manuels de soudage. L'entralnement choisi par pignons et crémaillères assure un déplacement régulier de l'électrode avec des guidages appropriés. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe partielle de la tête de commande de soudage. - la figure 2 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, de l'électrode avec son organe d'entraînement. - la figure 3 est une vue en plan, partiellement en coupe, du tube de réception d'électrode avec organe d'entraîne- ment. - la figure 4 est une vue en élévation latérale du pistolet de soudage. - la figure 5 est un schéma des connexions électriques du dispositif de guidage de soudage conforme à l'invention. L'ensemble d'électrode comprend essentiellement une tête de commande et un organe d'entraînement 12 comportant, à son extrémité une virole de réception 4 pour la tête de commande. Cette tête de commande est constituée avec une électrode proprement dite 1 ainsi qu'avec une pointe de traçage 2 guidée coulissante le long d'un alésage longitudinal de l'électrode 1. Un manchon 6 est disposé à l'intérieur de cet alésage pour assurer un meilleur guidage de la pointe de traçage 2. D'un côté, la pointe de traçage 2 fait saillie, d'une longueur déterminée, hors de l'extrémité de l'électrode 1 et de l'autre côte elle est chargée élastiquement par un ressort 7 qui 5 s'appuie, à l'intérieur de la virole 4 contre la face frontale de la pointe de traçage 2.Une bague de contact 3 est reliée opérationnellement à la pointe de traçage 2, pour assurer, en liaison avec le contacteur électrique de fin de course 5, la position correcte de l'électrode dans la virole 4. Le contacteur de fin de course 5 comprend un contact à friction S ainsi que deux contacts individuels A et B qui assurent, par l'intermédiaire d'une combinaison de relais H1, X1, X2, l'entraînement et la position de repos de l'électrode ainsi que la fermeture et l'ouverture des lampes d'allumage d'arc L1, L2 et des éléments de commande L3 à L6 En outre, l'électrode 1 est pourvue d'un filetage 8 avec lequel l'ensemble de tête de commande est vissé et immobilisé dans la virole 4. Ainsi est assurée une interchangeabilité facile de la pointe de traçage 2 ou de la bague de contact 3, ou du ressort 7. L'électrode de traçage est montée, d'une manière connue, dans un pistolet de soudage 11. L'entraînement a lieu au moyen d'un moteur M, par l'intermédiaire d'un pignon d'en traSnement 13, sur la tige de crémaillère 9 de l'organe d'entraînement 12 de l'électrode de traçage. Pour assurer un meilleur guidage de l'électrode, un ou plusieurs guidages 10 sont prévus sur l'organe d'entraînement 12. Le mode de fonctionnement du dispositif de commande est le suivant : Après mise en circuit du contacteur principal HpS, le transformateur T2 passe en position de service (figure 5) et, avec position de repos de l'électrode modèle, également relais auxiliaire Hl. Cette position de repos correspond à une position de la bague de contact 3, en liaison avec le contact individuel A et le contact à friction S du contacteur de fin de course 5. Lorsque l'électrode avec la pointe de traçage 2 s'appuie sur la pièce, montée sur un plateau de soudage, ce qui correspond en pratique à l'allumage de l'arc, la bague de contact 3 est soulevée au-dessus du contact individuel A, de sorte que le relais auxiliaire H1 se décroche. Il en résulte que le relais X1 s'accroche et connecte le moteur M dans le sens de rotation normal. L'électrode est ainsi entraînée et sa vitesse de combustion est réglée en vue d'un raccourcissement progressif de celle-ci. La régulation de la vitesse An moteur en rotation normale est assurée par un montage de Barkhausen par l'intermediaire d'une résistance rotative à charge élevée R1. Simultanément avec la mise en circuit du moteur L, les lampes de déclenchement d'arc L1 et L2 sont mises en circuit par le relais X1. Ces lampes se trouvent de chaque côté de la surface de traçage de la pièce. De préférence, on utilise des lampes à halogène de clarté déterminée qui rendent nécessaire la prévision d'un écran avec verre fumé. En même temps que la mise en circuit des lampes L1 et L2, la lampe de contrôle L5 de l'opérateur qui se trouve à l'emplacement de soudage est également mise en circuit. Le schéma de connexions représenté permet de disposer la lampe de contrôle L5 sur un pupitre de commande qui est prévu pour plusieurs emplacements de soudage. Ainsi l'opérateur peut observer simultanément plusieurs postes de travail. Lorsque se produit la combustion de l'électrode, on actionne le contacteur de fin de course S1 sur le pistolet 11, ce qui suspend la continuation de marche du moteur M. Au moyen de la manette D1, on met en circuit le relais X2, et ainsi la marche du moteur vers la gauche. Cette marche est arrêtée par le contacteur de fin de course S2 sur le pistolet, ou, à volonté, en actionnant la manette D2. Pour obtenir la longueur d'arc correspondant à la pratique, il est nécessaire que la bague de contact 3 puisse osciller librement entre les contacts individuels A et B du contacteur de fin de course 5 sans que se produise un contact réciproque entre la bague 3 et le contact individuel A ou B. La tolérance nécessaire entre les contacts individuels A et B est réglée chaque fois à la longueur d'arc prescrite en fonction du diamètre du fil noyau de l'électrode de soudage. S'il se produit au cours du soudage un dépassement vers le bas de la tolérance réglée, c'est-à-dire que la distance entre l'électrode 1 et la pièce devient trop faible, ce qui correspondrait dans la pratique à un collage de l'électrode de soudage sur la pièce, le ressort 7 se trouve comprimé et il en résulte une jonction entre la bague de contact 3 et le contact de soudage S ainsi que le contact individuel B. Aussitôt le relais auxiliaire H1 s'accroche et le relais X1 se décroche, de sorte que le moteur est déconnecté et l'électrode modèle reste instantanément immobile. En même temps que la déconnexion du moteur M, il se produit une extinction des lampes L1 et L2 ainsi que des lampes de contrôle L4 et L5. L'opérateur doit maintenant séparer l'électrode 1 de la pièce jusqu'à ce que la jonction entre la bague de contact 3 et le contact individuel B soit interrompue et que le relais auxiliaire H1 décroche. Le relais X1 s'accroche alors et le moteur M ainsi que les lampes L1, L2 et les lampes de contrôle L4 et 15 sont à nouveau en circuit c'est-à-dire que le soudage reprend. S'il se produit, au cours du soudage, un dépassement vers le haut de la tolérance réglée, c'est-à-dire que la distance entre l'électrode 1 et la pièce devient trop grande, la pointe de traçage 2 allonge le ressort 7, et il en résulte une jonction entre la bague de contact 3 et le contact individuel A. Aussitôt, il se produit le même processus que celui décrit plus haut pour le cas de dépassement vers le bas de la distance prévue entre électrode 1 et pièce. Pour rendre visible l'avancement de l'électrode modèle, il est prévu une lampe de contrôle L4, pour la marche en sens inverse une lampe L3, et pour la position "en service" du dispositif de commande de l'invention, une lampe L6 dans un circuit de courant à chaque emplacement de soudage. En même temps sont prévus des fusibles de sécurité El à E3. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour la commande de conditions de fonctionnement et de guidage de l'électrode fusible dans toutes les positions de soudage de pistolets de soudage électriques comprenant une pièce montée sur un plateau de soudage et une électrode-modèle disposée dans le plateau qui se raccourcit progressivement suivant la vitesse de combustion habituelle dans la pratique, dispositif caractérisé en ce que l'électrode modèle (1) présente une tête de commande ainsi qu'un organe d'entraînement (12) pourvu, à une extrémité, d'une virole (4) pour recevoir la tête de commande, coulissante entre guidages (10), laquelle est pourvue d'une bague de contact (3), chargée par ressort et influencée par une pointe de traçage (2), qui, dans la virole (4), est en liaison opérationnelle, par l'intermédiaire d'un contacteur de fin de course (5) composé de deux contacts individuels (A et B > et d'un contact à friction (S) avec une combinaison de relais (hui, X1, X2) pour la commande de l'électrode ainsi que des lampes indicatrices de l'arc (L1 et L2) et des lampes de contrôle pour l'opérateur. 20) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les contacts (A et B) correspond à la distance obtenue par addition de la largeur de la bague de contact et de la longueur d'arc prescrite. 30) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme lampes indicatrices d'arc (Ll, L2) des lampes à halogène. 40) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode (1) est vissée par un filetage (8) dans la virole de montage (4). 50) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (12) de l'électrode comprend une crémaillère (9) en matériau non conducteur, sur laquelle sont disposés latéralement des profilés conducteurs de courant qui servent en même temps de guidages pour la crémaillère (9) laquelle est en prise avec un entraînement à pignon denté. 60) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour guider la crémail1ère (9) dans le pistolet de soudage, les guidages (10) sont pourvus de deux demi-coquilles conductrices avec gorges (14) reliées par des éléments non conducteurs. 7 ) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opérateur dispose d'une lampe de contrôle (L5) à l'emplacement de soudage 8 ) Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 7, caractérisé par un pupitre de commande sur lequel sont prévues plusieurs lampes de contrôle (L5) pour plusieurs emplacements de soudage.