Brevet FR2489194A1 — publié le 19820305

La préserte invention concerne le soudage#électrique à l'arc pour le rechargement de pièces et peut être utilisée pour le rechargement centrifuge à l'arc électrique par dépit d'alliages durs en poudre sur les surfaces cylindriquesint##r'ieures de pièces en acier, par exemple de douilles , en vue de leur renforcement ou leur restauration Pour le renforcement des surfaces de travail de pièces en acier, le plus ratio nez est de les recharger avec des alliages en poudre, car cela permet d'obtenir le taux d'alliage requis du métal déposé en ajoutant différentes quantités de composants pulvérulents d'alliage dans le lit de fusion. On connais un dispositif pour le rechargement centrifuge à l'arc électrique de la surface cylindrique intérieure de douilles, qui comprend un mécanisme destiné à bloquer ou fixer et à faire tourner la douille autour de son axe longitudinal et constitué par deux broches creuses tournant dans des paliers et dont l'une est montée sur un chariot du porte-outil, et l'autre, sur la poupée avant du tour. Aux extrémités des broches sont montés des brides et un mandrin à trois mors allongés. Les extrémités opposées des broches portent deux collecteurs de courant tournants de même type, comprenant chacun un anneau de contact avec des balais et un porte balais en diélectrique fixé sur un bottier porte-roulements. Dans les orifices centraux des broches sont engagées deux barres porte-électrode dans lesquelles sont placées deux électrodes de graphite disposées parallèlement à l'axe longitudinal de la douille , orientées l'une vers l'autre et liées cinématiquement à une commande destinée à les déplacer parallèlement à l'axe longitudinal de la douille. Le faible rendement de ce dispositif de rechargement par dépôt d'alliages durs en poudre résulte de l1utilisa- tion d'un arc à action indirecte, la fusion du métal sur la surface cylindrique intérieure de la douille s'effectuant dans ce cas par rayonnement et convection de la chaleur de l'arc électrique. L'intensité de chauffage dans ce dispositif connu étant peu élevée, la durée de la fusion de la charge est considé -rable, surtout quand le rechargement est effectué avec des alliages durs en poudre ayant une haute température de fusion. D'autre part, le dispositif en question n'est pas équipé d'organes permettant de régler la pénétration de la fusion du métal de base de la pièce à recharger, ce qui provoque un manque de liaison local entre la couche de rechargement et le métal de base de la douille (surtout aux extrémités de la douille à recharger) et des brûlures de part en part dans les parois de la douille. On connait un autre dispositif pour le rechargement électrique à l'arc de la surface cylindrique intérieure de pièces, comprenant un mécanisme destiné à bloquer et à faire tourner la pièce à recharger autour de l'axe longitudinal de sa surface cylindrique intérieure et qui est doté d'un collecteur de courant tournant branché sur l'un des pôles de la source de courant de soudage. Le dispositif est aussi doté d'un porte-électrode branché sur l'autre pôle de la source de courant, muni d'une électrode placée perpendiculairement à la surface intérieure de la pièce à recharger epermettant de faire varier l'angle d'inclinaison de l'électrode par rapport à ladite surface. L'électrode est un fil fusible amené dans la zone de rechargement par une commande d'avance montée sur le porteélectrode. Le doseur à vis du dipositif est fixé à demeure sur le porte-électrode et est doté d'une commande indépendante. Le porte - électrode est cinématiquement lié à une commande de déplacement de l'électrode parallèlement à la surface cylindrique intérieure de la pièce et à une commande de déplacement du porte-électrode perpendiculairement à la surface cylindrique intérieure de la pièce à recharger. Ce dispositif connu ne permet pas de régler l'épaisseur de la couche de rechargement en cas de rechargement de la surfaoecylindrique intérieure d'une pièce à l'aide d'alliages en poudre. Cet inconvénient est du à ce que, dans le dispositif connu, la variation de l'épaisseur de la couche de rechargement n'est possible que par variation de la vitesse d'avance du fil électrode. En cas de rechargement avec des alliages en poudre, le matériau de rechargement est constitué par une charge de poudre que l'on avance vers la zone de rechargement à laide du doseur à vis, dont la vitesse de rotation, dans ce dispositif connu, n'est pas réglable. Il en résulte que quand le mouvement du porteélectrode parallèlement à la surface intérieure de la pièce à recharger se ralentit ou s'accélère par suite des fluctuations de la tension dans le circuit d'alimentation des moteurs d'entrainement, on obtient, au cours du une couche de rechargement d'une épaisseur irrégulière même quand le débit d'alliage en poudre dans la zone de l'arc est constant. D'autre part, le dispositif connu ne permet pas de régler la pénétration de la fusion du métal de base de la pièce à recharger. Dans le dispositif en question, la pénétration de la fusion du métal de base de la pièce à recharger dépend des paramètres du régime de rechargement. Toute variation du régime de rechargement, due à une variation de la vitesse de rechargement, de la tension d'arc ainsi qu'à une variation du courant de soudage, provoque une variation de la pénétration de la fusion du métal t ebase de la pièce et une diminution de la qualité de la couche de rechargement. Par exemple, en cas d'augmentation de la pénécration de la fusion du métal de base de la pièce, il se produit un mélange et une dilution du métal de rechargement dans le métal de base, d'où une variation considérable de la composition chimique et des propriétés de la couche de rechargement. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour le rechargement électrique à l'arc de la surface cylindrique intérieure de pièces, qui serait doté d'un organe de réglage de la vitesse de déplacement de l'arc et de la vitesse d'apport de l'alliage en poudre vers la zone de de l'arc en fonction de l1intensité de chauffage de la pièce à recharger, et qui assurerait une épaisseur régulière de la couche de rechargement et une pénétration régulière de la fusion du métal de base de la pièce. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif pour le rechargement électrique à l'arc de la surface cylindrique intérieure de pièces, du type comprenant un mécanisme destiné à bloquer et à faire tourner la pièce autour de l'axe longitudinal de sa surface cylindrique intérieure, doté d'un collecteur de courant tournant branché sur l'un des pâles de la source de courant de soudage, dont l'autre pôle est électriquement relié à un porte-électrode avec une électrode disposée perpendiculairement à la surface intérieure de la pièce à recharger et dont l'angle d'inclinaison par rapport à cette dernière peut être varié et un doseur à vis à commande indépendante fixé à demeure sur le porte-électrode lié cinématiquement aux commandes assurant le déplacement de l'électrode dans les plans parallèle et perpendiculaire par rapport à la surface intérieure de la pièce à recharger, caractérisé, suivant l'invention, en ce que le dispositif est équipé d'un pyromètre photo-électrique monté du côté de la surface extérieure de la pièce à recharger, coaxialement à l'électrode, et lié cinématiquement, afin d'assurer ladite coaxia- lité au cours du rechargement, à la commande servant à déplacer l'électrode parallèlement à la surface intérieure de la pièce à recharger et électriquement au moteur électrique de la commande destinée à déplacer l'électrode parallèlement à la surface intérieure de la pièce à recharger et au moteur électrique de commande du doseur à vis. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références au dessin unique annexé représentant une vue schématique du dispositif conforme à l'lnvention, avec arrachements partiels le long de l'axe longitudinal de la surface cylindrique intérieure de la pièce à recharger. Le dispositif pour le rechargement électrique à l'arc de la surface cylindrique intérieure de pièces comprend un mécanisme 1 destiné à bloquer et à faire tourner la pièce autour de l'axe longitudinal de sa surface cylindrique intérieure, et qui est constitué par un moteur électrique 2, une transmission par courroies 3 et une botte de vitesse 4 à travers laquelle est engagé un arbre 5. Sur un bout de l'arbre 5, est monté un mandrin 6 à trois mors allongés 7, dans lequel est engagée et serrée la pièce à recharger 8. Sur l'arbre 5 du mécanisme 1 destiné à bloquer et à faire tourner la pièce 8 est monté un collecteur de courant tournant comprenant un anneau 9 immobilisé sur l'arbre 5 et se trouvant en contact mobile avec des balais 10 fixés à demeure dans un bottier 11 relié par un câble 13 à l'un des pâles d'une source 12 de courant de soudage. L'autre pôle de la source 12 secourant de soudage est relié électriquement par un cible 14 au porte-électrode 15 muni d'une électrode 16 montée perpendiculairement à la surface intérieure de la pièce à recharger 8 et de manière qu'il soit possible de faire varier l'angle d'inclinaison de l'électrode 16 par rapport à la surface intérieure de la pièce 8. Le porte-électrode 15 est monté sur un chariot 17 avec possibilité de modifier sa position afin de permettre de modifier l'angle d'inclinaison de l'électrode 16 par rapport à la surface intérieure de la pièce 8. Le chariot 17 est relié cinématiquement à unecommande de déplacement de l'électrode 16 dans un plan perpendiculaire à la surface à recharger de la pièce 8 et comprenant un moteur électrique 18 lié par un accouplement 19 à un réducteur 20 entratnant une vis 21 et le chariot 17 au moyen d'un écrou 22. Le chariot 17 est monté sur un socle mobile 23 lié cinématiquement à une commande de déplacement de l'électrode 16 parallèlement à la surface à recharger de la pièce 8 et comprenant un moteur électrique 24 lié par un accouplement 25 à un réducteur 26 faisant tourner une vis 27 dans un écrou 28 et déplaçant le socle mobile 23 conjointement avec le chariot 17 et le porte-électrode 15 avec l'électrode 16 parallèlement à la surface à recharger de la pièce 8. Un doseurà vis comprenant une trémie 29, un moteur électrique 30, une vis 31 tournant dans un canal 32, est fixé rigidement sur le porte-électrode 15. Un pyromètre photoélectrique 33 est monté coaxialement à l'électrode 16 du côté de la surface extérieure de la pièce à recharger 8 et peut être déplacé au moyen de la vis 27, d'un écrou 34 et de la commande de déplacement de l'électrode 16 parallèlement à la surface à recharger de la pièce 8. La sortie électrique du pyromètre photo-électrique 33 est branchée sur un enroulement 35 du moteur électrique 24 de la commande de déplacement de L'électrode 16 parallèlement à la surface intérieure de la pièce 8 à recharger et sur un enroulement 36 du moteur électrique 30 du doseur à vis Le dispositif fonctionne de la façon suivante. La pièce à recharger 8 placée dans le mandrin 6 et bloquée par les mors allongés 7 est mise en rotation au moyen du moteur électrique 2 et de la transmission par courroies 3. Au préalable, l'électrode 16 a été mise en position initiale. Les cibles 13 et 14 amènent le courant à la pièce 8 à travers les balais 10 et l'anneau de prise de courant 9, et à l'électrode 16, à travers le porte-électrode 15. Un arc électrique est amorcé entre l'électrode 16 et la surface intérieure de la pièce 8 en rotation. Depuis la trémie 29, l'alliage en poudre est amené à la zone de rechargement par le canal 32 au moyen de la vis 31 actionnée par le moteur électrique 30, et l'électrode 16 est déplace parallèlement à la surface à recharger de la pièce 8 à l'aide du moteur électrique 24, le mouvement étant transmis par le réducteur 26, la vis 28, le socle mobile 23 et le porte-électrode 15. Le pyromètre photo-électrique 33 est déplacé à l'aide de l'écrou 34 et de la vis 27. Au cours du rechargement, on maintient la coaxialité du pyromètre photo-électrique 33 et de l'électrode 16 entraînés par la même commande. Pour régler la distance requise entre la pointe de l'électrode 16 et la surface à recharger de la pièce 8 (par exemple, en cas de remplacement de la pièce ou d'une électrode brillée), on fait déplacer l'électrode 16 perpendiculairement à la surface à recharger de la pièce 8, en mettant en action le moteur électrique 18, dont le mouvement est transmis par le réducteur 20, la vis 21, l'écrou 22, le chariot 17 et le porte-électrode 15. Le pyromètre photo-électrique 33 règle la vitesse de déplacement de l'électrode 16 parallèlement à la surface intérieure de la pièce à recharger 8 et l'apport d'alliage en poudre vers la zone de rechargement en agissant sur les enroulements d'esitation 35 et 36 des moteurs électriques 24 et 30 respectivement.Par exemple, si l'intensité de chauffage de la surface extérieure de la pièces diminue à l'endroit de l'arc amorcé, la sortie du pyromètre photo-#lec- trique 33 présente un potentiel électrique plus faible, qui est appliqué aux enroulements d'e#i#ation 35 et 36 des moteurs 24 et 30, respectivement ; ces derniers commencent à tourner plus lentement, ce qui provoque une diminution de la vitesse de déplacement de l'arc électrique parallèlement à la surface à recharger de la pièce 8 et une diminution de l'apport d'alliage en poudre vers la zone de l'arc. La température de l'alliage à déposer et du métal de base de la pièce 8 augmente. Le dispositif permet de régler la vitesse de déplacement de l'arc et le débit de l'alliage en poudre vers la zone de l'arc en fonction de l'intensité de chauffage de la pièce à recharger 8. Ledit réglage permet d'assurer une épaisseur régulière de la couche de rechargement et une pénétration uniforme de la fusion du métal de base de la pièce 8. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si cellesci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATION Dispositif pour le rechargement électrique à l'arc de la surface cylindrique intérieure de pièces, du type comprenant un mécanisme destiné à fixer et à faire tourner la pièce autour de l'axe longitudinal de sa surface cylindrique intérieure et doté d'un collecteur de courant tournant branché sur l'un des pôles de la source de courant de soudage, à l'autre pôle de laquelle est relié électriquement un porte-électrode muni d'une électrode disposée perpendiculairement à la surface intérieure de la pièce à recharger et dont l'angle d'inclinaison peut Entre modifié par rapport à ladite pièce, et un doseur à vis à commande indépendante qui est fixé à demeure sur le porte-électrode lié cinématiquement à une commande de déplacement de l'élec- trode dans un plan panglèle et une commande de déplacement de l'électrode dans un plan perpendiculaire à la surface intérieure de la pièce à recharger, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un pyromètre photo-électrique disposé du côté de la surface extérieure de la pièce à recharger coaxialement à l'électrode,ledit pyromètre étant lié cinématographiquement afin d'assurer ladite coaxialité au cours du rechargement à la commande de déplacement de l'électrode parallèlement à la surface intérieure de la pièce à recharger et électriquement, au moteur électrique de la commande de déplacement de L'électrode parallèlement à la surface intérieure de la pièce à recharger et au moteur électrique de la commande du doseur à vis.