Brevet FR2494153A1 — publié le 19820521

La présente invention concerne un perfectionnement aux installations de revêtement par soudage des pièces de révolution, telles que par exemple des viroles chaudronnées destinées à constituer des portions de cuves de réacteurs nucléaires. Le dépôt par soudage d'un revêtement métallique sur une pièce chaudronnée de révolution s'effectue généralement au droit ou à proximité immédiate de l'une des deux génératrices situées dans le plan contenant un diamètre vertical. Ce revêtement peut être effectué soit, la pièce restant fixe en position, par déplacement progressif de la tête de soudage le long de ladite génératrice, soit par déplacement de la pièce en rotation sous la tête de soudage.Dans ce dernier cas, que l'on appelle revêtement "en soudage circulaire", la torche de soudage peut être - soit fixe, et le dépit est alors de type annulaire ; en fin de tour, l'opération est interrompue, l'opérateur décale la lance de la valeur d'un pas sur la génératrice et redémarre le cycle, - soit fixe sur un tour, mais l'opération de décalage en fin de tour s'effectue automatiquement et en biais, - soit animée d'un mouvement longitudinal continu ajusté de manière telle que le dépot soit réalisé sous forme d'une spirale à spires jointives . D'une manière générale dans le cas de ce revêtement circulaixe, la pièce chaudronnée est entrainée en rotation par un système de galets au moins partiellement motorisés sur lesquels elle repose. Il arrive souvent que ces galets n'occupent pus très exactement la position souhaitée, par exemple soient légèrement désaxés; il arrive aussi que la pièce chaudronnée présente des défauts de rotondité. Tous ces défauts entraînent un "vissage" de la pièce de rotation, c'est-àdire un déplacement longitudinal parasite de celle-ci qui, bien évidem des défauts manuellement, ce qui entraîne une perte de productivité. Pour pallier cet Inconvénient, on utilise actuellement soit une ou plusieurs butées mécaniques contituées par des galets à axe vertical placés aux extrémités de la pièce en rotation, mais ces butées ont tendance à avoir, pour des pièces lourdes, un effet de ressort, soit un dispositif mécaniquement très complexe et très onéreux de galets orientables, par exemple tel que décrit dans le brevet fran çais N 2.350.584, nécessitant des équipements mécaniques spéciaux et d'un entretien coûteux. L'installation de revêtement par soudage circulaire de pie- ces métalliques de révolution conforme à l'invention permet, par des moyens simples et de mise en oeuvre commode et peu onéreuse, car utilisant des éléments mécaniques courants, de réaliser un revêtement sans défauts malgrè les aléas dus aux défauts de rotondité de la pièce de révolution et aux imprécisions de positionnement des galets de mise en rotation.Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte - un dispositif de mesure en continu de l'anglet de rotation de la pièce de révolution à partir du point de départ - un dispositif de mesure en continu de la position longitudinale yl de ladite pièce - un dispositif,connu en soi, de commande de la position longitudinale de la torche de soudage - un dispositif de mesure de la position longitudinale de la torche de soudage - un ensemble de calcul et d'asservissement recevant les informations données par lesdits dispositifs de mesure et fournissant, après comparaison avec les valeurs de consigne, des signaux de commande de déplacement longitudinal de la torche de soudage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux exemples préférentiels de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique générale de la position de la tête de soudage par rapport à la pièce de révolution dans le cas du soudage dit "circulaire" concerné par l'invention - la figure 2 montre les trois types de revêtement qu'il est possible d'obtenir en soudage circulaire - la figure 3 est une vue longitudinale schématique d'un premier exem ple d'installation conforme à l'invention - la figure 4 est une vue longitudinale schématique d'un second exemple d'installation conforme à l'invention. La figure 1 permet de comprendre les positions relatives adoptées, en revêtement par soudage dit "circulaire", de la torche de soudage 2 par rapport à la virole chaudronnée 1 à revêtir. Sur la fi- gure, on a représenté en traits pleins la position de la torche de soudage 2 lorsqu'on effectue le-revêtement de la surface intérieure de la virole l, et en pointillés la position de la torche 2 lorsqu'on effectue le revêtement de la surface externe de la virole. Dans l'un et l'autre cas, la torche de soudage est placée au droit de la génératrice située dans le plan 3 contenant un diamètre vertical La virole tourne sur elle-même dans le sens indiqué par la flèche tandis que la torche 2 se décale d'un pas à chaque tour le long de la génératrice ci-dessus définie.Ce décalage peut être effectue de trois façons différentes (voir figure ~2) : - soit, le dépôt étant annulaire, par interruption de l'opération en fin de tour, décalage de la torche d'un pas sur la génératrice, et reprise du cycle, tel que schématisé en A sur la figure 2. - soit, le dépôt, étant toujours annulaire, par décalage progressif en fin de tour, tel que schématisé en B sur la figure 2. - soit, enfin, le dépôt étant réalisé sous forme d'une spirale à spires jointives, par déplacement longitudinal continu, tel que schématisé en C sur la figure 2. Sur les figures 1 et 2 , on a désigné par e l'angle de rotation de la virole évalué à partir du point de départ de l'opération de revêtement : dans le cas par exemple du dépôt rigoureusement circulaire de la figure 2, configuration A, l'opération est terminée lorsque la virole a tourné d'un angle 9 égal a 2+ n, oû n est le nombre de spires jointives déposées. On se reportera maintenant a la figure 3 qui montre un premier exemple de realisation, conforme à l'invention, d'une installation de revêtement par soudage de la surface interne d'une virole chaudronnée 1. De manière classique, la virole 1 est montée sur quatre galets à axes horizontaux, plus précisément un couple de galets fous 4, et un autre couple de galets dont au moins l'un d'eux 5 est motorisé par un ensemble motoréducteur 6 traditionnel. Un capteur classique 7 à roue codeuse repère à tout instant la position angulaire e de la virole, telle que définie précédemment, et transmet l'information correspondante à un coffret de contrôle 8, vendu couramment dans le commerce avec le capteur 7 associé. Un second capteur li, tel qu'un capteur de proximité classique, placé sur la face de référence usinée de la virole 1 comme guré sur le dessin, détecte a tout instant la position de la virole suivant une direction horizontale yl parallèle à l'axe de ladite virole et transmet cette information au coffret de contrôle associé 16. La torche de soudage 2 est portée par un chariot 9, porte par une poutre 18 associée a des supports 19, lui-même mû en translation horizontale à l'aide d'une vis à billes 10,donc sans jeu,animée par un mo-.. teur 12 équipe d'une dynamo tachvmétrique 13 et d'un codeur de position classique 14 donnant, à tout instant, à l'aide du coffret de con trêle 15 associé, la position y du chariot 9, et donc de la torche 2, sur l'axe horizontal. Un coffret de commande 17, constitué par un ensemble de calcul et d'asservissement de type courant et rapidement disponible dans le commerce Sur commande chez les constructeurs, contient un dis positif électronique chargé de collecter les informations (@ , yl, y) données par chacun des capteurs, de les comparer aux valeurs de consigne correspondantes, et de fournir en conséquence au moteur 12 les impulsions nécessaires à la réalisation des déplacements du chariot compte tenu des instructions affichées préalablement sur ledit coffret et correspondant aux lois de variations selon une des trois possibilités schématisées sur la figure 2. Le second exemple de réalisation schématisé sur la figure 4 se différencie du précédent en ce que le moteur 12 de déplacement du chariot 9 porte-torche 2 est monté sur un autre chariot 20 se dépla- çant sur la même poutre 18 que le chariot 9. Ce second chariot 20 est entraîné en translation, par l'intermédiaire d'une vis 21 coaxiale a la vis 10 et d'un écrou 22 solidaire dudit chariot 20, par un moteur 23 commandé par un coffret électronique d'asservissement 24légalement de type courant, recevant le signal d'indication de position longitudinale yl de la virole 1 transmis par le codeur 11 et traité par le coffret associe 16. L'ensemble constitué par le codeur 11, les coffrets 16 et 24, le moteur 23, la vis 21, l'écrou 22 et le chariot auxiliaire 20 constitue une boucle classique d'asservissement permettant de maintenir le moteur 12 toujours dans la même position relative par rapport à la virole 1 quels que soient les déplacements longitudinaux yl de celle-ci sur ses galets de support et de mise en rotation (4,5).Le mouvement longitudinal du chariot 9 par rapport à la virole 1 est assuré, en fonc tion de l'angle 9 r de la position relative du chariot 9, et de la fonc- tion désirée correspondant à la configuration A, B ou C de la figure 2 à l'aide des coffrets 8, 15 et 17a constituant alors une boucle de calcul et de commande relative uniquement aux positions relatives de la torche de soudage 2 et de la virole 1, indépendamment des déplacements longitudinaux éventuels de cette dernière. Dans ce second exemple de réalisation, les fonctions de compensation des déplacements longitudinaux (yl) de la virole, d'une part, et de réalisation du revêtement, d'autre part, sont donc électroniquement et mécaniquement totalement séparées, ce qui conduit à une réalisation plus simple en ce qui concerne les circuits d'asservissement, qui sont alors contitués de deux sousensembles 17a et 24 totalement séparés et beaucoup plus simples de réalisation, donc beaucoup plus rapides à obtenir chez les fabricants que l'ensemble unique 17 de la réalisation de la figure 3. REVENDICATIONS 1. Installation de revêtement par soudage d'une pièce de révolution, telle qu'une virole chaudronnée (1), du type comportant un dispositif (4,5,6) de mise en rotation autour de son axe longitudinal de ladite pièce, et un dispositif (9,10,12) permettant le déplacement commandé longitudinal de la torche de soudage (2) de manière à effectuer un revêtement de type circulaire, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre - un dispositif (7,8) de mesure en continu de l'angle (e) de rotation de la pièce de révolution (1) à partir du point de départ, - un dispositif (13,14) de mesure de la position longitudinale (y) de la torche de soudage. - un dispositif.(11,16) de mesure en continu de la position longitudinale (yl) de ladite pièce - un ensemble de calcul et d'asservissement (17 ou 17a, 24) recevant les informations données par lesdits dispositifs de mesure (7,8-13,14, 15 et 11,16) et fournissant, après comparaison avec les valeurs de consigne, des signaux de commande de déplacement longitudinal de la torche de soudage. 2. Installation de revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (12) de commande du déplacement longitudinal de la torche de soudage (2) est fixe en position et en ce que ledit ensemble de calcul et d'asservissement (17) est tel qu'il lui fournisse directement, en fonction des valeurs fournies par lesdits dispositifs de mesure et des valeurs de consigne correspondant au revêtement à effectuer (A,B ou C, figure 2), des signaux de commande de déplacement de la torche de soudage corrigés en dépit des déplacements longitudinaux (yi) de la pièce à revêtir (figure 3). 3. Installation de revêtement selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif (12) de commande de déplacement longitudinal de la torche de soudage (2) est déplaçable longitudinalement sous commande d'un dispositif auxiliaire(23) et,en ce que ledit ensemble de calcul et d'asservissement est constitué de deux sous-ensembles totalement séparés - un premier sous-ensemble (24) fournissant audit dispositif auxiliaire (23) des impulsions de correction permettant de maintenir, en dépit des déplacements longitudinaux (yl) de la pièce à revêtir, toujours la même position longitudinale relative entre ledit dispositif (12) de commande de deplacewent de la torche de soudage et ladite pièce (1). - un second sous-ensemble (24) fournissant audit dispositif (12) de commande de déplacement de la torche de soudage des impulsions de correction et de commande en fonction du type (A,B ou C, figure 2) de revêtement à effectuer (figure 4).