Brevet FR2525511A1 — publié le 19831028

La présente invention concerne le soudage et a notamment pour objet un dispositif pour l'ébavurage de pièces soudées en bout par résistance à l'aide de machines à souder du type à pinces. L'invention présente le plus d'-intér#t pour le soudage en bout par résistance des tubes lors de la pose de pipelines. Les dispositifs servant à enlever les bavures lors du soudage de pièces en bout par résistance sont connus depuis relativement longtemps, mais on n'avait pas jusqu'ici créé un dispositif de ce genre assurant un ébavurage de qualité sans ce que cela affecte le rendement du processus de soudage de différents profilés, notamment celui du soudage de tubes en bout par résistance. On connatt des dispositifs pour l'ébavurage de joints soudés de rails, tubes, profilés en acier et autres (voir, par exemple, les brevets d'invention des Etats Unis d'Amérique N?No. 3081673, 3336839, le brevet français NO 1417444, loebrevetsjaponais NO.NO. 46-8568 et 45-29092). Les dispositifs en question comportent un groupe d'outils de coupe des bavures, dont les tranchants forment le profil de section transversale de la pièce. Ces outils de coupe sont reliés cinématiquement à un mécanisme de serrage des outils contre la surface de la pièce et à une commande pour leur déplacement le long de ladite pièce. Cependant, ces dispositifs sont montés séparément de la machine à souder et coupent la bavure déjà refroidie, ce qui nuit considérablement au rendement du processus. Cet inconvénient est dans une très grande mesure éliminé dans un dispositif servant à l'ébavurage de rails soudés en bout par résistance (voir le certificat d'auteur U.R.S.S. NO 697275). Ce dispositif est monté sur l'un des corps mobiles de la machine à souder du type à pinces, lequel corps constitue en même temps le bâti dudit dispositif. Ce bâti se compose de deux parties pouvant s'écarter l'une de l'autre à partir de l'axe vertical de la pièce et se présente sous forme d'une pince de serrage comportant deux macho ires reliées entre elles à leur partie supérieure par un vérin de serrage sur la tige duquel est fixée une traverse. Dans la partie inférieure desdites mâchoires sont montés un outil de coupe supérieur et deux latéraux, dont les tranchants forment le profil de section transversale de la pièce (rail).Les deux outils latéraux sont articulés sur des axes qui sont rigidement fixés auxdites machoires. Les outils de coupe mentionnés sont disposés symétriquement par rapport à l'axe vertical du rail. Le dispositif est muni d'un mécanisme de serrage des outils de coupe contre la surface du rail. Ce mécanisme se présente sous forme d'une butée qui est fixée sur ladite traverse et reliée cinématiquement à l'outil de coupe supérieur, celui-ci étant à son tour articulé aux outils de coupe latéraux. Le dispositif qui vient d'être décrit permet d'é- bavurer le joint soudé suivant tout le périmètre du rail immédiatement après l'opération de soudage. Cependant, un tel dispositif n'assure un ébavurage de haute qualité et un rendement élevé qu'en cas d'ébavurage de rails. Pour les tubes ou les pièces en caisson, de même que pour les profilés en U,la modification de la position des outils de coupe en vue de l'adapter au profil desdites pièces ne peut assurer une qualité élevée de l'ébavurage. Ceci s'explique par la déformation desdites pièces lors de leur serrage dans le corps de la machine à souder. Il en résulte que les tranchants des outils de coupe n'embrassent pas étroitement la pièce suivant son périmètre, d'où l'absence du Jeu indispensable entre les tranchants et ladite surface de la pièce en cours de traitement. A son tour, la baisse de la qualité de l'ébavurage entraine une baisse du rendement de tout le processus de soudage. Cela s'explique par le fait qu'il est nécessaire d'effectuer un traitement supplémentaire du joint soudé. D'autre part, lors de la déformation de la surface de la pièce (pendant son serrage), les efforts de deforma- tion agissent sur les outils de coupe et, de ce fait, sont transmis aux axes qui sont rigidement fixés aux mâchoires du dispositif. Il en résulte une réduction de la fiabilité dudit dispositif, due au risque de rupture desdits axes. Ainsi, le dispositif décrit n'est efficace que lors du soudage de rails, ce qui réduit sensiblement son champ d'application. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour l'ébavurage de pièces soudées en bout par résistance, dont le mécanisme de serrage des outils de coupe contre la surface de la pièce permettrait d'élargir sensiblem#t les possibilités techniques dudit dispositif sans nuire à la qualité de l'ébavurage et au rendement du processus de soudage. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif pour l'ébavurage de pièces soudées en bout par résistance, du type comportant un bâti qui,étant composé de deux parties pouvant s'écarter l'une de l'autre à partir de l'axe vertical de la pièce, se présente sous forme d'une pince de serrage possédant deux mâchoires reliées l'une à l'autre, à leur partie supérieure,par un vérin de serr#ge,tandis que dans la partie inférieure desdites mâchoires sont montés des outils de coupe pour enlever les bavures, dont les tranchants forment le profil de section transversale de la pièce, ainsi qu'un mécanisme de serrage desdits outils contre la surface de la pièce, caractérisé, suivant l'invention, en ce que le mécanisme de serrage des outils de coupe contre la surface de la pièce se présente sous forme d'un système de vérins hydrauliques montés sur lesdites mâchoires d'une manière symétrique par rapport à l'axe vertical de la pince de serrage, les tiges desdits vérins hydrauliques étant reliés cinématiquement aux outils de coupe respectifs et les outils de coupe montés sur une même mâchoire étant articulés entre eux. Une telle conception du mécanisme de serrage de outils de coupe contre la surface de la pièce permet d'appliquer étroitement ces outils contre la surface défor mée de la pièce de sorte qu'il existe entre eux un jeu minimum. Dans ces conditions, les vérins hydrauliques supportent les efforts considérables- de défc.rmation de la pièce lors de son serrage. Ces #vantages permettent d'employer efficacemnnt le dispositif revendiqué en vue dtéba- vurer des pièces de différente section transversale surtout des pièces telles que les tubes, les produits en caisson, etc.Ceci- permet d'élargir considérablement les possibilités techniques du dispositif, tout en assurant une qualité élevée de 1' ébavurage et un rendement élevé du processus de soudage et une bonne fiabilité dudispostft lui-même. En cas de soudage à l'usine ou dans un atelier de soudage de tubes, il est rationnel que le mécanisme de serrage des outils de coupe contre la surface de la pièce soit réalisé sous forme de deux vérins , dont chacun est fixé sur la machoire correspondante, la tige de chacun desdits vérins hydrauliques étant liée rigidement au point médian d'un levier à deux bras, dont les bras sont articulés aux outils de coupe correspondants. Dans ces condition, l'augmentation de l'encom- brement de la machine à souder n'a aucun effet sur sa fiabilité et sur sa commodité d'emploi. Itutilisation de seulement deux vérins hydrauliques simplifie considérable- ment la structure du dispositif. Au contraire, dans le cas d'une machine à souder ambulante, lorsque l'encombrement de la machine à souder est d'une grande importance, il est rationnel que le mécanisme de serrage des outils de coupe contre la surface de la pièce soit réalisé nus forme de quatre vérins hydrauliques articulés à raison de deux sur chacune des machoires, et que les tiges desdits vérins hydrauliques soient articulées aux outils de coupe correspondants, les outils de coupe de chacune des paires de vérins étant articulés entre eux-mêmes. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et détails de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de plusieurs modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une machi ne à souder du type à pinces munie d'un dispositif d'ébavu rage conforme à l'invention; - la figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention comportant deux vérins hydrauliques, représenté dans la position où les outils de coupe enserrent la pièce (coupe suivant Il-Il de la fi gure 1); - la figure 3 représente le dispositif de la fi gure 2, mais en position écartée des machoires;; - la figure 4 représente le mode de réalisation dans le#L#Lledispositif comporte quatre vérins hydrauliques, dans la position où les outils de coupe enserrent la pièce (coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1); - la figure 5 représente le dispositif de la figure 4, mais en position écartée des mtchoires. Le dispositif pour l'ébavurage de pièces soudées en bout par résistance est monté sur le corps mobile I (voir la figure 1) d'une machine à souder du type à pinces, ledit corps ooEitantàson tour le bati du dispositif luimême. La machine à souder du type à pinces comporte deux corps 1 et 2 qui sont fixés sur un même axe 3. Le corps 2 fixé sur l'axe 3 est axialement immobile, tandis que le corps I est monté sur une douille (non représentée) engagée sur ledit axe 3 de manière à coulisser axialement sur ce dernier. Ce déplacement axial est assuré par des vérins hydrauliques 4 dont les tiges 5 relient les deux corps de la machine à souder. Chacun des corps 1 et 5 de la machine se présente sous forme d'une pince de serrage composée de deux parties pouvant s'écarter l'une de l'autre à partir de l'axe vertical de la pièce (par exemple d'#n tube 6) et présentent deux machoires 7 et 8 (voir les figures 2 et 55) reliées l'une à l'autre à leur partie supérieure par un vérin hydraulique de serrage 9. Sur la tige 10 du vérin de serrage 9 est fixée une traverse Il à laquelle sont articulées des biellettes 12 et 13 articulées aux mâchoires 7 et 8, respectivement. Chacune des mâchoires 7 et 8 est munie d'un mors 14 présentant, dans le cas considéré ici à titre d'exemple, une surface de travail cylindrique dont le rayon est égal à celui de la pièce (tube 6) à souder. Dans les mtchoires 7 et 8 du corps 2 (voir la figure 1 des dessins) sont montés des transformateurs de soudage 15 reliés électriquement aux mors 14. Le dispositif revendiqué comporte aussi des outils de coupe 16, 17, 18 et 19 (voir la figure 2) servant à enlever les bavures et montés dans la partie inférieure desdites mâchoires 7 et 8 du corps I, et un mécanisme 20 de serrage desdits outils de coupe contre la surface du tube 6. Les outils de coupe 16, 17, 18 et 19 servant à enlever les bavures sont montés en sorte que leurs tranchants forment le profil de section transversale de la pièce (tube 6). Les outils de coupe 16 et 17 disposés sur la mâchoire 7 et les outils 18 et 19 disposés sur la mâchoire 8 sont reliés entre eux par des articulations 21. Le mécanisme 20 de serrage des outils de coupe 16, 17, 18 et 19 contre la surface du tube 6 se présente, selon l'invention, sous forme d'un système de vérins hydrauliques qui sont montés sur les mâchoires 7 et 8 d'une manière symétrique par rapport à l'axe vertical du corps 1 et qui ont leurs tiges reliées cinématiquement aux outils respectifs 16, 17, 18 et 19. Les figures 2 et 3 représentent un mode de réali sation dans lequel le mécanisme de serrage des outils de coupe contre la surface de la pièce (tube 6) est réalisé sous forme de deux vérins hydrauliques 22 et 23. le vérin hydraulique 22 est fixé sur la machoire 7 et a une tige 24 liée rigidement au point médian d'un levier 25 à deux bras. Les bras 26 et 27 de ce levier sont articulés par l'inter- médiaire de tiges, respectivement 28 et 29, aux outils de coupe 16 et 17, respectivement. Le vérin hydraulique 23 est fixé sur la mâchoire 8 et sa tige 30 est liée rigidement au point médian d'un autre levier à deux bras, désigné en 31. Les bras 32 et 33 du levier 31 sont articulés par l'intermédiaire de tiges 34 et 35, respectivement, aux outils de coupe 18 et 19, respectivement. Sur la figure 2, le dispositif conforme à ce mode de réalisation a ses outils de coupe 16, 17, 18 et 19 appliqués sur la surface de la pièce (tube 6) . Sur la figure 3, les mâchoires 7 et 8, de même que les outils de coupe 16, 17, 18 et 19, sont écartés. Les figures 4 et 5 représentent un autre mode de réalisation,#s leqSLle mécanisme 20 de serrage des outils de coupe 16, 17, 18 et 19 contre la surface de la pièce (tube 6) se présente sous forme de quatre vérins hydrauliques 36, 37, 38 et 39 montés à raison de deux sur chaque machoire 7 et 8. Les vérins hydrauliques 36 et 37 sont articulés à la mAchDire 7 et ont leurs tiges, respectivement 40 et 41, perpendiculaires à l'axe vertical du corps 1 et reliées par des articulations aux outils de coupe, respectivement 16 et 17, qui sont à leur tour articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une articulation 21. Les vérins hydrauliques 38 et 39 sont articulés à la mâchoire 8 et ont leur tiges, respectivement 42 et 43, perpendiculaires elles aussi à l'axe vertical du corps 1 et coaxiales aux tiges, respectivement 40 et 41.Lesdites tiges 42 et 43 sont reliées par des articulations aux outils de coupe, respectivement 18 et 19, qui, à leur tour, sont articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une autre articulation 21. Sur la figure X, les outils de coupe 16,17,18 et 19 du dispositif conforme à ce mode de réalisation enserrent la pièce (tube 6), tandis que sur la figure 5 lesdits outils de coupe sont en position écartée. Le dispositif d'ébavurage qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. En position de départ, sous l'effet du vérin de serrage 9, le corps (pince de serrage )1, de même que le corps 2, se trouvent en position d'ouverture (voir les figures 1, 3 et 5). Après avoir installé la machine à souder sur la pièce (tube 6), le vérin de serrage 9 effectue le rapprochement des machoires 7 et 8 l'un de l'autre (voir la figure 2). Cette opération concerne le corps 1 aussi bien que le corps 2. Alors la tige 10 du vérin 9 se déplace conjointement vers le bas avec la traverse 11. Les biellettes 12 et 13 pivotent en prenant une position plus proche de l'horizontale et, par là même, écartent de l'axe vertical du corps 1 les parties supérieures des mâchoires 7 et 8 enles faisant tourner autour de l'axe 3. En même temps, les parties inférieures des machoires 7 et 8 se rapprocbent l'une de 17autre et les mors 14 viennent enserrer la pièce (tube 6). Du fait du rapprochement des parties inférieures des mâchoires 7 et 8, les outils de coupe 16,17,18 et 19 se rapprochent eux aussi. Simultanément avec le serrage de la pièce (tube6) entre les mors 14, les tiges 24 et 30 des vérins hydrauliques, respectivement 22 et 23, commencent à se déplacer. Les tiges 24 et 30 agissent par l'intermédiaire des leviers à deux bras 25 et 31 sur les outils de coupe 16, 17, 18 et 19 qui pivotent autour des articulations en venant s'appliquer sur la surface périphérique de la pièce. Une fois l'opération de soudage terminée, la partie terminale de la pièce (tube6) enserrée dans le coups I est libérée des mors 14 par suppression de la pression dans le vérin de serrage 9. Alors les mors 14 ne s'ouvrent pas complètement, mais de manière à pouvoir glisser sur la sur facede la pièce (tube 6 ). Ensuite on met en marche les vérins hydrauliques 4, dont les tiges 5 rapprochent le corps 1 du corps 2 de la machine. Ce faisant, les outils de coupe 16, 17, 18 et 19 enlèvent les bavures du joint soudé suivant toute la périphérie de la pièce (tube 6). Après l'ébavurage, les tiges 24 et 30 des vérins hydrauliques 22 et 23 commencent à s'éloigner de la pièce (tube 6) en faisant pivoter les outils de coupe 16, 17, 18 et 19 autour des articulations 21, de sorte que ces outils se séparent eux aussi de la surface de la pièce (tube 6) (voir la figure 3). Simultanément commence le desserrage de la pièce au moyen du vérin 9 jusqu'à ce que les mâchoires 7 et 8 s'ouvrent complètement. Cette opération étant terminée, on enlève la machine à souder. Le dispositif conforme au mode de réalisation représente sur les figures 4 et 5 fonctionne essentiellement de la même manière. Cependant, simultanément avec le serrage de la pièce (tube 6) erlrelesmars 14 > oe##àsed#Sia#lestiges 40,41 ,42et 43 des vérins hydrauliques, respectivement 36, 37, 38 et 39. Ces tiges agissent sur les outils de coupe 16, 17, 18 et 19 qui,en pivotant autour des articulations 21, viennent s'appliquer sur la pièce (tube 6) suivant son périmètre. L'opération d'ébavurage étant terminée, les tiges 40, 41, 42 et 43 des vérins hydrauliques 36, 37, 38 et 39 commencent à s'éloigner de la pièce (tube 6) en faisant pivoter les outils de coupe 16, 17 , 18 et 19 autour de leurs articulations 21, de sorte que ces outils se séparent de la surface de la pièce (tube 6). R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pcur l'éba-rurage de pièces soudées en bout par résistance, du type comportant un bati (1) comportant deux parties pouvant s'écarter l'une de l'autre à partir de l'axe vertical de la pièce à traiter, ledit bâti se présentant sous forme d'une pince de terrage possédant deux mâchoires (7) et (8) reliées entre elles à leur partie supérieure par un vérin de serrage (9), ainsi que des outils de coupe (16), (17), (18) et (19) servant à enlever les bavures, montés dans les parties inférieures desdites macho ires et dont les tranchants forment le profil de section transversale de la pièce, et un mécanisme (20) de serrage des outils de coupe (16), 17), (18) et (19) contre la surface de la pièce à traiter, caractérisé en ce que le mécanisme (20) de serrage des outils de coupe et (17), (18) et (19) contre la surface de la pièce à traiter est réalisé sous forme d'un système de vérins hydrauliques (22) et (23) montés sur les mâchoires (7) et (8) d'une manière symétrique par rapport à l'axe vertical du bati (1), les tiges (24) et (30) desdits vérins hydrauliques (22) et (23) étant reliés cinématiquement aux outils de coupe (16), (17), (18) et (19) correspondant#, les outils de coupe (16) et (17), (via) et (19) montés sur une même machoire, respectivement (7) et (8), étant articulés l'un à l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme (20) de serrage des outils decoupe (16), (17), (18) et (19) contre la surface de la pièce à traiter se présente sous forme de deux vérins hydrauliques (22) et (23) dont chacun est fixé sur la machoire (7), (8) correspondante, la tige (24), (30) de chacun des vérins hydrauliques (22), (23) étant liée rigidement au point médian d'un levier à deux bras (25), (31) dont les bras (26) et (27), (32) et (33) sont articulés aux outils de coupe correspondants (16) et (17), (18) et (19). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme (20) de serrage des outils de coupe (16), (17), (18) et (19) contre la surface de la pièce à traiter se présente sous forme de quatre vérins hydrauliques (36) (37) et (38), (39) articulés à raison de deux à chacune des machoires (7) et (8) et dont les tiges (40), (41), et (42), (43) sont articulées aux outils de coupe, respectivement (i6), (17) et (18), (19), les outils de coupe (16), (17) et (18), (19) de chacune des paires de vérins hydrauliques (36), (37) et (38), (39) étant articulés l'un à l'autre.