Brevet FR2537030A1 — publié le 19840608

La présente invention est relative à une instal- lation de soudage par faisceau d'électrons, du type conpre- nant une conduite reliant une chambre à vide à un groupe de pompage. Le soudage par faisceau d'électrons doit s'opé- rer sous un vide relativement poussé, de l'ordre de 10 2 millibar C'est pourquoi la chambre de travail est reliée à un groupe de pompage adapté pour créer puis maintenir ce vide. Dans les installations connues, on constate une rapide détérioration de ce groupe de pompage, ce qui con- duit à des frais élevés de réparation ainsi qu'à une dimi- nution des cadences de production. L'invention a pour but de fournir une installation capable de fonctionner plus longtemps sans intervention sur le groupe de pompage A cet effet, elle a pour objet une installation de soudage du type précité, caractérisé en ce que dans la conduite est interposée une chicane associée à un réceptacle de particules. De préférence, le fond du réceptacle est pourvu d'un aimant, ce qui permet de fixer efficacement les parti- cules magnétiques entraînées vers le groupe de pompage. Deux exemples de réalisation de l'invention vont maintenant-être décrits en regard du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue schématique d'une installation de soudage par faisceau d'électrons conforme à l'invention la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudi- nale d'un dispositif de pompage de cette installation la figure 3 est une vue schématique en coupe d'une variante. L'installation de soudage par faisceau d'élec- trons représentée à la figure 1 comprend une chambre de travail 1 dans laquelle sont disposées les pièces à souder (non représentées) Cette chambre est adaptée pour être 2 2537030 fixée par son extrémité supérieure à un bloc de raccorde- ment 2 solidaire d'une enceinte sous dépression constante ou enceintetampon 3 Cette dernière est surmontée d'un canon à électrons 4. Un vide très poussé, de l'ordre de 10 5 millibar, est établi dans le canon -4 à travers une conduite 5 menant à un groupe de pompage approprié schématisé en 6 Ce groupe de pompage est en général constitué par un ensemble pompe à diffusion-pompe primaire Un vide primaire de l'ordre de 10 2 millibar est maintenu en permanence dans l'enceinte 3 par un autre groupe de pompage 7 associant des pompes "Roots" 8 et des pompes à palettes 9 et relié à l'enceinte 3 par une conduite 10 De même, le bloc de raccordement 2 est relié par une conduite 11 à un groupe de pompage 12 comprenant des pompes "Roots" 13 et -des pompes à palettes 14. Dans chacune des conduites 10 et 11 est monté un dispositif 15 de piégeage de particules que l'on voit mieux à la figure 2 Ce dispositif comprend une boîte étanche 16 de forme cylindrique à axe vertical dans laquelle pénètrent deux tuyaux: un premier tuyau 17, qui peut faire partie du tronçon de la conduite 10, 11 relié à l'enceinte cor- respondante 2 ou 3, traverse verticalement, de haut en bas, la paroi d'extrémité supérieure 18 de la boîte 16 et se termine à une faible distance de la paroi d'extrémité in- férieure 19 de cette boîte Un second tuyau 20, qui peut faire partie du tronçon de la conduite 10 ou 11 relié au groupe de pompage 7 ou 12, traverse verticalement, de bas en haut,-la paroi inférieure 19 et se termine à une faible distance de la paroi supérieure 18. Sur la face extérieure du fond 19 est fixé un aimant 21 De plus, la boîte 16 est constituée de deux moi- tiés raccordées, à mi-hauteur de la boîte, par des brides 22, avec interposition d'un joint d'étanchéité 23 Les bri- des 22 sont maintenues l'une contre l'autre par un collier 3 2537030 24 à section en C constitué de deux anneaux 25 à section en L pourvus de trous en regard; une série de boulons 26 traversant ces trous assurent le serrage du collier 24. Un filtre 27, traversé par les tuyaux 17 et 20, est égale- ment serré par sa périphérie entre les deux brides 22. Le canon à électrons 4 peut être mis en communi- cation avec l'enceinte-tampon 3 par un robinet 28 du type à boisseau, et le bloc 2 peut être mis en communication avec l'enceinte 3 et avec la chambre 1 par une vanne 29 A, 29 B du type registre coulissant. En cours de soudage, un faisceau d'électrons émis par le canon 4, convenablement focalisé, parvient à l'em- placement désiré des pièces à souder en traversant le ro- binet 28, l'enceinte 3, la vanne 29 A, 29 B, le bloc 2 et la chambre 1 et assure la fusion locale des pièces à souder. Cette fusion s'accompagne d'une projection plus ou moins importante (particulièrement intense dans le soudage de mé- taux frittés) de particules qui se déposent sur les parois de la chambre 1 Lorsque, pour l'opération de soudage sui- vante, cette chambre est fixée au bloc 2 puis mise en com- munication avec lui, la brusque dépression produit un vio- lent courant d'air qui entraîne certaines particules dans la conduite 11, vers le groupe de pompage 12 En sortant du tuyau 17, une partie importante de ces particules se dépose sur le fond 19 du fait de leur perte de vitesse et du changement de direction du courant qui les entraîne Les particules magnétiques sont fermement fixées sur le fond 19 par l'action de l'aimant 21 Les particules encore en- trainées vers le haut par l'aspiration du tuyau 20 sont ar- rêtées par le filtre 27 Ainsi, aucune particule ne parvient au groupe de pompage 12. La demanderesse a constaté que, de façon surpre- nante, la durée de vie des-pompes 13 et 14 était considéra- blement augmentée; on en déduit que l'invention a supprimé une cause importante de détérioration de ces pompes, qui 4 2537030 était l'accès aux organes mobiles de celles-ci de micropar- ticules émises pendant le soudage. Une faible partie des particules aspirées lors de'la mise sous vide de la chambre 1 peut parvenir dans 1 ' enceinte 3 et être aspirée vers le groupe de pompage 7 à travers la conduite 10 Le dispositif de piégeage 15 qui équipe cette conduite agit de la même façon pour protéger le groupe 7 Cependant, on peut éventuellement supprimer ce second-dispositif 15, car le groupe 7 a beaucoup moins tendance à se détériorer que le groupe 12, qui est directe- ment en communication avec la chambre de travail 1. La figure 3 montre une variante du dispositif de piégeage de particules appliquée à la protection du groupe de pompage 12 Ce dispositif 15 A comprend un réceptacle 30 et une chicane 31. Le réceptacle 30 est constitué par une tubulure verticale qui débouche radialement par un orifice 32 au point bas d'une partie horizontale ou à peu près horizontale de la conduite 11 Cette tubulure se termine par une bride 33 sur laquelle se fixe un fond plat 34, avec interposition d'un joint d'étanchéité-non représenté, au moyen d'un col- lier boulonné 35 analogue au collier 24 de la figure 2. Sur la face extérieure du fond 34 est fixé un aimant 36. La chicane 31 est constituée de trois déflecteurs un déflecteur amont 38, qui est contenu dans le plan verti- cal amont de l'orifice 32 et qui-occupe la région supérieure de la conduite 11; un déflecteur oblique 39, qui surplombe l'orifice 32 et part vers le bas et vers l'amont, à 450, de la région supérieure de la conduite 11; et un déflec- teur aval 40, qui est contenu dans le plan vertical aval de l'orifice 32 et qui occupe la région inférieure de la con- duite 11. En fonctionnement, les particules-projetées au cours du soudage heurtent la chicane 31 et tombent sur le fond 34, ce qui les empêche de parvenir au groupe de pom- 2537030 page 12 Le dispositif 15 A peut éventuellement être équipé d'un filtre à la sortie de la chicane 31 Comme précédem- ment, la conduite 10 peut être équipée d'un dispositif de piégeage analogue. 6 2537030 REVENDICATIONS 1 Installation de soudage par faisceau dl-é 1 ec- trons, du type comprenant une conduite @ 0, 11) reliant une chambre à vide ( 2, 3) à un groupe de pompage ( 7, 12), carac- térisée en ce que dans la conduite est interposée une chi- cane ( 17, 20; 31) associée à-un réceptacle de particules ( 16; 30). 2 Installation suivant la revendication 1, ca- ractérisée en ce que le fond ( 19; 34) du réceptacle ( 16; 30) est pourvu d'un aimant ( 21; 36). 3 Installation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le fond ( 19; 34) du récep- tacle est amovible. 4 Installation selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ensemble chi- cane-réceptacle comprend une boite ( 16), un tuyau amont ( 17) qui pénètre verticalement vers le bas dans cette boîte et'qui se termine près du fond ( 19) de celle-ci, et un tuyau aval ( 20) qui part verticalement du voisinage de la paroi supérieure ( 18) de la boîte et traverse le fond de cette boîte. Installation selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que les deux tuyaux ( 17, 20) traversent un filtre ( 27). 6 Installation selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisée en ce que la chicane ( 31) comprend plusieurs déflecteurs ( 38 à 40) interposés dans une partie à peu près horizontale de la conduite ( 11), et en ce que le réceptacle ( 30) est disposé sous ces déflec- teurs et communique par un orifice ( 32) avec la conduite à cet emplacement - 7 Installation suivant la revendication 6, ca- ractérisée en ce que les déflecteurs comprennent un premier déflecteur vertical ( 38) qui occupe la région supérieure de la conduite ( 11) au droit de l'extrémité amont dudit orifice 7 2537030 ( 32), un deuxième déflecteur oblique ( 39) qui part vers le bas et vers l'amont à partir de la région supérieure de la conduite et qui est situé à l'aplomb de cet orifice, et un troisième déflecteur vertical ( 40) qui occupe la région in- fdrieure de la conduite au droit de l'extrémité aval-de l'orifice.