Brevet FR2500348A1 — publié le 19820827

La présente invention a trait au domaine du soudage et concerne un dispositif du type à support mobile et non subsistant,destiné à retenir le bain de fusion lors de modes opératoires de soudage met tant en oeuvre une ou plusieurs passes de fond. La mise en place du soudage automatique en tuyauterie et en chaudronnerie se heurte à un problème majeur concernant la réalisation de la passe de pénétration (ou : passe de fond). Actuellement, cette passe peut être obtenue soit par un procédé manuel (techniques connues sous les noms : TIG, HIC, Electrode enrobée...) soit par une mé thode automatique, telle que : MAC, fil fourré, plasma.. .etc. Ces deux groupes de techniques présentent un certain nombre d'inconvénients. En particulier, la mise en oeuvre d'un procédé manuel est longue et nécessite une main-d'oeuvre spécialisée. Dans le cas de la passe automatique, la réalisation est difficile et délicate elle exige en outre un personnel encore plus spécialisé et l'entreprise se trouve alors tributaire de quelques rares et coûteux experts. Un mode opératoire de soudage mettant en oeuvre un sup port envers pallie une partie de ces inconvénients en éliminant le pro blème préoccupant de la qualité de la passe de fond. La compacité et la régularité de cette dernière sont assurées à condition qu'il n'y ait pas de glissement du support sur le joint à souder au moment de l'opéra tion de soudage, ce qui est le cas pour les supports envers fixes. Ce pendant, ce dernier type de support présente l'inconvénient d'une mise en place et d'un retrait difficiles. La présente invention vise à favoriser le développement du soudage automatique pour la réalisation des passes de fond et à permettre ainsi une réduction des temps de fabrication et de formation du personnel spécialisé. Elle permet notamment de développer le soudage sous flux en poudre et de n'avoir ainsi qu'un seul procédé de soudage pour la réalisation du joint soudé dans sa totalité. Le dispositif de l'invention est du type précité à supports envers mobile et non subsistant. Selon sa caractéristique es sentielle, le support mobile est constitué par une bande de roulement ap pliquée sans glissement contre le joint de soudure de façon telle que, par rapport à ce joint, les vitesses relatives des joints en contact soient nulles. En pratique, pour obtenir le résultat susvisé,la bande de roulement est munie d'une série de moyens permettant d'assurer sa tension, d'obtenir et de contrôler un parfait positionnement dans le plan du joint à souder et, enfin, de plaquer cette bande contre le joint à l'endroit où l'opération de soudage s'effectue. Bien que tout appareil mettant en oeuvre des moyens connus en soi pour assurer les fonctions ci-dessus et permettant d'ob- tenir une vitesse relative nulle du ou des points en contact d'une bande de roulement par rapport à un joint de soudure, entre dans le cadre de la présente invention, on décrira ci-dessous plus en détail un mode de réalisation non limitatif et illustratif seulement, par référence aux dessins annexés qui représentent . Figure 1 : une vue de côté d'un dispositif conforme à l'invention ; . Figure 2 : une illustration de profil des principaux éléments de la figure 1 ; . Figure 3 : une coupe selon la ligne 111-111 de la figure 1 ; et . Figure 4 : une vue de dessus du dispositif de la figure 1. Sur les figures 1 à 3, on voit que le dispositif selon l'invention comporte une bande de roulement 7 constituée de maillons 7' et 7". Il s'agit ici d'une bande sans fin. Cependant on prévoit une bande qui s enroule à une extrémité et se déroule a l'autre. La bande de roulement est par exemple réalisée en un matériau réfractaire ou consommable. Elle peut comporter avantageusement une rainure centrale 8. Celle-ci vient se placer en coincidence sous le joint B souder 9 formé par les pièces à souder 12 et 13 (voir figure 1). Dans cet exemple les pièces sont des tubes en position horizontale. Le bain de fusion va couler dans la rainure centrale 8. La forme de cette rainure dépend de divers paramètres dont le procédé de soudage et le type de joint. Les maillons 7', 7" etc... sont refroidis énergiquement par une circulation d'eau 30 qu'il est nécessaire de mettre en place si l'évacuation calorifique n'est pas suffisante et si l'on désire un réemploi du dispositif de support. La bande 7 est plaquée sur le joint à souder par trois rouleaux 14,15,16. Le placage est obtenu au moyen d'un moteur 18, solidaire de la bande de roulement par la colonne télescopique 19 créant une tension diamètrale dans le tube par le biais de la crémaillère 17. Cet te crémaillère peut être remplacée par un système de vis-écrou, vérin, ressort ou équivalent. Le moteur 18 est constamment sous tension pendant toute l'opération de soudage. Il assure ainsi l'adaptation du dispositif au problème de rotondité (faux-rond) des tubes. Afin de permettre un placage simultané des trois rouleaux 14, 15, 16, l'axe en rouleau 15 est coulissant dans la colonne 19 et le bras A est mobile autour de l'axe B (cf figure 2). C'est le bras A qui porte les axes des rouleaux 20 et 22, ceux-ci pouvant être aussi coulissant dans une direction parallèle à 21. L'ensemble est monté sur un chariot 23 qui peut rouler dans le sens longitudinal des tubes 12 et 13, c'est à dire en avant ou en arrière selon la direction de la flèche F1 (voir figure 1). Le chariot est télécommandé par cables ou autres moyens (ultra-sons, rayons X ou gamma) et amène l'appareil sur le joint à souder à l'aide des 4 roues 1, 2, 3, 4 actionnées par le moteur 24. Lorsque le dispositif fonctionne il faut éviter qu'il ne sorte du plan du joint à souder (effet de vissage). Afin de vérifier le bon positionnement de la bande de roulement dans le plan du joint à souder, il a été mis en place un ensemble de trois lampes de couleurs différentes (27, 28, 29). La lampe centrale 28 est visible à travers le jour du joint à souder lorsque l'appareil est bien positionné. Si celui-ci dérive, la lampe 27 ou 29 devient visible et il est alors possible à l'opérateur de rattrapera cette dérive en faisant fonctionner le moteur 25 ou 26. Un dispositif de positionnement par ultra-sons peut être aussi mis en place. Dans le cas où le dispositif de l'invention est employé pour la réalisation de joints circulaires de plan vertical, sur tube ou virole en rotation, il faut que la bande de roulement se trouve toujours à l'endroit où l'opération de soudage est effectuée. Un contacteur à mercure 32 permet ce positionnement. Les moteurs 25 et 26 sont actionnés simultanément dès que le circuit du contacteur est fermé, c'est à dire dès que le contacteur quitte sa position de référence. Lorsque le dispositif revient à sa position de référence, le circuit du contacteur est ouvert et les moteurs 25 et 26 sont à l'arrêt. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant Le chariot 23 pénètre à l'intérieur de l'un des tubes à souder (par exemple le tube 13), grâce aux roues 1, 2, 3, 4 et il se déplace jusqu'au joint à souder. Lorsque la lumière 28 est visible, le moteur 24 est arrêté et le moteur 18 est actionné. Celui-ci fait entrer en contact la bande de roulement et le joint à souder d'une part puis les roues 5, 6 et les tubes 12, 13 d'autre part. Les roues 1, 2, 3, 4 sont soulevées dans la meme opération et ainsi le dispositif est pret à se déplacer dans le même plan que le plan de joint. Ce déplacement est assuré par les moteurs 25 et 26 qui peuvent agir simultanément ou indépendamment selon la volonté de l'opérateur. Lorsque le joint est terminé, le moteur 18 ramène la bande de roulement vers l'intérieur des tubes, les roues 1, 2, 3, 4 s'abaissent et les roues 5, 6 se relèvent. Le chariot sort alors du tube. Un autre mode de réalisation de l'invention est encore possible. En effet, quand on assemble les tubes à l'aide d'un système d'accostage mécanique intérieur (clamp hydraulique, pneumatique ou électrique) la mise en place du chariot devient impossible. I1 est nécessaire alors de prévoir la fixation de la bande de roulement sur le système d'accostage luimeme. Le placage de la bande se fait alors à l'aide d'un vérin. Le système de positionnement contre l'effet de vissage n'a plus lieu d'entre car on est assuré du maintien de la bande dans le plan de joint par un essai préalable à vide. Cependant on doit conserver un système assurant le maintien de la bande de roulement à l'endroit où l'opération de soudage est effectuée. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut etre utilisé pour réaliser des soudures longitudinales de tôles et de tubes. Cellesci peuvent etre réalisées par exemple à l'aide d'un rail sur lequel glisse le chariot, la bande de roulement étant plaquée par un vérin hydraulique. L'invention ne préjuge pas du mode opératoire de soudage employé à condition que celui-ci comporte la réalisation d'une passe de fond avec soutien. En particulier la forme du chanfrein , l'écartement des lèvres, le ou les procédés de soudage mis en oeuvre peuvent etre de divers types. REVENDICATIONS I. Dispositif du type support envers mobile et non subsistant, destiné à retenir le bain de fusion lors de modes opératoires de soudage mettant en oeuvre une ou plusieurs passes de fond, caractérisé en ce que le support mobile est constitué par une bande de roulement appliquée sans glissement contre le joint de soudure de façon telle que, par rapport à ce dernier, les vitesses relatives des points en contact soient nulles. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de roulement (7) est choisie dans le groupe constitué par : des maillons reliés les uns aux autres, en matériau réfractaire ou consommable, une latte métallique continue. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisé en ce que la bande de roulement (7) comporte une rainure (8) au niveau du joint à souder. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le support (7) est choisi dans le groupe bande sans fin ou bande s'enroulant à une extrémité et se déroulant à l'autre extrémité. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la bande (7) servant de support envers est entraînée par des rouleaux (14,15,16) reliés par colonne télescopique (19) à un chariot mobile (23), ladite bande étant d'abord appliquée contre le joint à souder par une crémaillère (17) actionnée par moteur (18) puis positionnée dans le plan du joint avec contrôle par système de lumières (27,28,29) et placée à l'endroit de l'opération de soudage au moyen d'un contacteur à mercure (32).