Brevet FR2547761A1 — publié le 19841228

La présente invention concerne les installations pour le soudage sous laitier électroconducteur, et notamment les dispositifs pour le soudage laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible. L'invention peut être appliquée au soudage, par cordons rectilignes et circulaires, des pièces à épais- seurs des bords à souder jusqu'à 70 mm, de préférence en alliages de titane et de nickel. On connaît un dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode fusible, comprenant deux chariots : l'un principal, l'autre porteur, situés de part et d'autre de la pièce à souder et équipés de galets porteurs et de guidage, et un actionneur pour les déplacements des chariots sur la pièce. Le chariot principal porte un guide-fil à travers lequel un fil-élec- trode fusible est avancé dans le bain de laitier. Le chariot principal porte aussi des mécanismes d'alimentation en fil-électrode et d'oscillation du guide-fil le long de l'écartement de soudage (cf., par exemple, certificat d'auteur d'invention d'URSS n0 203 809, classe B23K 25/00). Dans ce dispositif, le mécanisme de déplacement du guide-fil avec le fil-électrode fusible le long du cordon est le mécanisme de déplacement des chariots. Le dispositif indiqué ne permet d'exécuter le soudage qu'avec un fil-électrode fusible. Or, quand le soudage n'est exécuté qu'avec des électrodes fusibles, afin d'éviter le manque de pénétration au début du cordon et la retassure à la fin du cordon, on dépose des excroissances de métal qui sont ensuite éliminées. Les excroissances de métal peuvent être évitées en exécutant le soudage avec une électrode non fusible et une électrode fusible. L'emploi d'électrodes non fusibles présente aussi d'autres avantages, tels que, par exemple, la vitesse accrue de dépôt du métal, l'addition au cordon de constituant de l'electrode non fusible. On connaît un dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et ne électrode fusibles comprenant une colonne avec un chariot et un mécanisme de déplacement de ce chariot, une tête de soudage montée sur le chariot avec un mécanisme d'avancement de l'électrode fusible dans le bain de laitier et un mécanisme de déplacement du guide-électrode avec l'électrode non fusible (cf., par exemple, certificat d'auteur d'invention d'URSS n0 115 870, classe B23K, 25/00). Dans ce dispositif, le mécanisme de déplacement du guide-électrode comprend un système le déplaçant le long du cordon et un système le déplaçant dans l'écartement de soudage système déplaçant le guide-électrode le long du cordon est le mécanisme de déplacement du chariot, et le système déplaçant ' le guide-électrode dans l'écartement de soudage est constitué par un actionneur électrique et un mécanisme bielle-manivelle liés cinématiquement entre eux, le guideélectrode étant fixé audit mécanisme bielle-manivelle. Toutefois, ce dispositif n'assure pas la stabilité du régime de soudage sous laitier électroconducteur lors de l'introduction de l'électrode non fusible dans le bain de laitier, par suite de l'absence d'autorégulation de la distance entre l'électrode non fusible et le bain de métal. Il s'ensuit l'apparition de défauts dans le cordon de soudure.La présence d'un système déplaçant le guide-électrode dans l'écartement de soudage complique la conception de la tête de soudage et, par conséquent, de tout le dispositif. On s'est proposé de créer un dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, dans lequel le mécanisme de déplacement du guide-électrode avec l'électrode non fusible serait réalisé de telle sorte qu'il assure une vation de la qualité du cordon de soudure. La solution consiste en ce que, dans un dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, comprenant une colonne avec un chariot et un mécanisme le déplaçant1 une tête de soudage montée sur le chariot avec un mécanisme d'avancement de l'électrode fusible dans le bain de laitier et un mécanisme de déplacement du guide-électrode avec l'électrode non fusible, d'après l'invention, le mécanisme de déplacement du guide-électrode#avec l'électrode non#fusible comprend un actionneur électrique, fixé au corps de la tête de soudage de façon qu'il soit possible de changer son angle d'inclinaison par rapport au niveau du bain laitier et lié à l'actionneur électrique du mécanisme de déplacement du chariot, et une crémaillère montée dans le boîtier de l'actionneur électrique de façon qu'elle puisse se déplacer en translation à partir de son moteur électrique) le guide-électrode avec l'électrode non fusible étant monté à l'extrémité de cette crémaillère. Un telle réalisation du dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, conforme l'invention, permet, tout en simplifiant la cenception du dispositif, d'élever la qualité des cordons de soudure et d'augmenter leur longueur. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation concret et par des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente le schéma général du dispos il tif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, conforme à l'invention; la figure 2 représente le schéma général du mécanisme de déplacement du chariot et du mécanisme de déplacement du guide-électrode avec l'électrode non fusible du dispositif selon la figure 1; La figure 3 représente la coupe suivant la ligne III -III sur la figure 1. Le dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, conforme à l'invention, comprend une colonne 1 (figurel) sur laquelle est monté un chariot 2 pouvant se déplacer sur elle à l'aide d'un mécanisme 3 prévu à cet effet. Le chariot 2 porte une tête 4 de soudage, qui est équipée d'un mécanisme 5 d'avancement de l'électrode fusible 6 - fil d'apport - dans le bain de laitier, et d'un mécanisme 7 de déplacement du guide-électrode 8 avec l'électrode non fusible 9. Le mécanisme 7 de déplacement du guide-électrode 8 -avec l'électrode non fusible 9 comprend un actionneur électrique 10, fixé au corps 11 de la tête 4 de soudage de façon qu'il soit possible de changer son angle d'inclinaison par rapport au niveau 12 (figure 2) du bain 13 de laitier et lié à l'actionneur électrique 14 du mécanisme 3 de déplacement du chariot 2, et une crémaillère 15 (figure 1), montée dans le boîtier 16 de l'actionneur électrique 10 de façon qu'elle puisse se déplacer en translation. L'actionneur électrique 10 (figure 2) du mécanisme 7 comprend un boîter 16 (figure 1), un moteur électrique 17 (figure 2) et un réducteur 19 accouplé à l'arbre 18 de sortie du moteur 17, le réducteur 19 et le moteur 17 étant placés dans le boîtier 16 et le pignon 20 (figure 3) de sortie du réducteur 19 étant engrené dans la denture 21 de la crémaillère 15. Il s'ensuit que la crémaillère 15 exé cutedans le boiter 16, suivant les galets 22 et 23 de guidage, un mouvement de translation qui lui est imprimé par le moteur électrique 17 (figure 2). Le changement de l'angle o (figure 1) d'inclinaison de l'actionneur électrique 10 par rapport au niveau 12 (figure 2) du bain 13 de laitier, se formant lors du soudage de la pièce 24, et, par conséquent de l'inclinaison de la crémaillère 15 (figure 1), est obtenu au moyen d'une rainure 25 en arc de cercle, taillée dans le corps li de la tête 4 de soudage, et d'une vis 26, qui bloque le boîtier 16 de l'actionneur électrique 10 sur le corps 11 de la tête 4. La crémaillère 15 porte à son extrémité un guideélectrode 8 avec l'électrode non fusible 9, monté de façon qu'il soit possible de changer son angle d'inclinaison. Sur le guide-électrode 8 est fixé un tube 27, qui guide l'électrode fusible 6 vers le bain 13 de laitier. Le changement de l'angle d'inclinaison du guide-électrode 8 est rendu possible par une rainure 28 en arc de cercle,taillée dans le corps du guide-électrode 8, et par une vis 29, bloquant le guide-électrode 8 à l'extrémité de la crémaillère 15. L'actionneur électrique 14(figure 2) du mécanisme 3 comprend un moteur électrique 30 et un réducteur 33 liés par un accouplement 32 à l'arbre 31 de sortie#l'élément de sortie étant une vis 34 à l'aide de laquelle le chariot 2 (figure 2) portant la tête 4 de soudages représent#con- ventionnellement sur le dessin, se déplace suivant la colonne 1 (figure 1). La liaison entre l'actionneur électrique 10 (figure2) du mécanisme 7 de déplacement du guide-électrode 8 avec l'électrode non fusible 9 et l'actionneur électrique 14 du mécanisme 3 de déplacement du chariot 2 est réalisée à l'aide d'interrupteur de fin de course 35 et 36, fixés sur le boîtier 16 (figure 1) de l'actionneur électrique 10 et coopérant respectivement avec des touches 37 et 38. Les interrupteurs fin de course 35 et 36 (figure 2) limitent les deplacementsdes électrodes 6#et 9 entre les bords à souder de la pièce 24 et sont reliés électriquement au moteur électrique 30 (figure 2). Les moteurs électriques 17 et 30 sont raccordés à des sources 39 et 40 de courant continu, représentéescon- ventionnellement sur le dessin, le moteur électrique 17 étant raccordé à la source 39 par l'intermédiaire d'un module 41 de commande. Le principe de fonctionnement du dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, conforme à l'invention, consiste en ce qui suit. Selon les propriétés physico-chimiques spécifiques du métal, la configuration, l'épaisseur et la hauteur de la pièce 24 (figure 2), ainsi que selon la marque du flux, on choisit la trajectoire suivant laquelle les électrodes 6 et 9 se déplaceront pendant le soudage dans la bain 13 de laitier. Par orientation de l'actionneur électrique 10 (figure 1), la crémaillère 15 est mise angle de la tra- jectoire choisie, compte tenu de la fréquence des chan gementide sens du mouvement des électrodes 6 et 9, puis bloquée dans cette position à l'aide de la vis 26. Le guideélectrode 8 avec L'électrode non fusible 9 est mis à la position verticale et bloqué par la vis 29; la crémaillère 15 doit alors être à sa position médiane par rapport aux faces frontales du boîtier 16 de l'actionneur électrique 10. Par déplacement du chariot 2, le guide-électrode 8 est introduit dans l'écartement entre les bords à souder de la pièces 24 (figure 2). Puis les touches 37 (figure1) et 38 sont mises à la valeur de l'épaisseur de la pièce 24 (figure 2), c'est-à-dire aux positions extrêmes des électrodes 6#et 9 lors de leur déplacement dans l'écartement entre les# bords à souder de la pièce 24. A l'aide du mécanisme 3 de déplacement du chariot 2 et du mécanisme 7 de déplacement du guide-électrode 8, celui-ci est mis à la position initiale pour le commencement du soudage. Puis le soudage sous laitier électroconducteur est exécuté suivant un mode opératoire connu. Au fur et à mesure que le bain 42 de métal monte, le mécanisme 7 de déplacement du porte-électrode 8 fait remonter, suivant la ligne A (figure1) inclinée sous un angle vC , la crémaillère 15 à laquelle est fixé le porte-électrode 8. Le déplacement automatique deu porte-électrode 8 par le mécanisme 7 s'effectue à l'aide du module 41 de commande. La vitesse maximale du déplacement autômatique du porte-électrode 8 doit être plus grande que la vitesse de soudage et la vitesse de déplacement du chariot2. Quand les électrodes 6 et 9 arrivent à la position extrême limitée par la touche 37, le déplacement de la crémaillère 15 avec le guide-électrode 8 s'interrompt; simultanément, l'inter- rupteurde fin de course 35 (figure$1 et 2) branche le moteur électrique 30 pour le déplacement du chariot 2 verticalement en montée à une vitesse plus grande que la vitesse de soudage. Il s'ensuit l'augmentation de la distance entre l'électrode non fusible 9 et le bain 42 (figure 2) de métal; le courant diminue en conséquence.Après diminution du courant jusqu'à une intensité inférieure au niveau prescrit, l'actionneur électrique 10 (figure 1) déplace en descente la crémaillère 15 avrc le guide-électrode 8, en régulant automatiquement la distance entre l'électrode non fusible 9 et le bain 42 de métal, ce qui stabilise le courant à la valeur prescrite. Par suite de la composition des vecteurs vitesses de déplacement du chariot 2 et du guide-électrode 8, au fur et à mesure que le bain 42 de métal monte, les électrodes 6 et 9 se déplacent suivant la ligne inclinée B, jusqu' la position extrême, déterminée par la touche38; l'interrupteur de fin de course 36 (figures 1 et 2) arrete le moteur 30; le déplacement du chariot 2 s'interrompt et le guideélectrode 8 avec les électrodes 6 et 9 est déplacé par l'actionneur 10 en montée, au fur et à mesure que le bain 42 de métal monte, et le cycle de déplacement des électrodes 6 et 9 suivant la trajectoire prescrite se répète. Le déplacement des électrode 6 (figure 2) et 9 dans l'écartement entre les bords à souder de la piece 24 crée des conditions pour le distribution uniforme de la chaleur dans le bain 13 de laitier, en assurant l'augmentation de la pénétration du soudage et léamélioration de la formation du cordon 43. Le dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, conforme à l'invention, est de conception simple; il permet d'élevet la qualité des soudures, principalement sur les pièces en alliages de titane et de nickel, ainsi que d'augmenter la longueur des soudures à exécuter. R E V E N D I C A T I O N Dispositif pour le soudage sous laitier électroconducteur avec une électrode non fusible et une électrode fusible, comprenant une colonne (1) avec une chariot (2) et un mécanisme (3) le déplaçant, une tête (4) de soudage montée sur le chariot (2) avec un mécanisme (5) d'avancement de l'électrode fusible 6) dans le bain (13) de laitier et un mécanisme (7) de déplacement du guide-électrode (8) avec une électrode non fusible (9), caractérisé en ce que le mécanisme (7) de déplacement du guide-électrode (8) avec l'électrode non fusible (9) comprend un actionneur électrique (10), fixé qu corps (11) de la tête (4) de soudage de fa çon qu'il soit possible de changer son angle (d ) d'inclinaison par rapport au niveau (12) du bain (13) de laitier et lié à l'actionneur électrique (14) du mécanisme (3) de déplacement du chariot (2), et une crémaillère (15) montée dans le boîtier (16) de l'actionneur électrique (10) de fa çon qu'elle puisse se déplacer en translation à partir de son moteur électrique (17), le guide-électrode (8) avec l'électrode non fusible (9) étant monté àl'extrémité de cette crémaillère (15).