Brevet FR2565144A1 — publié le 19851206

Installation de soudage k mouvement orbital La présente invention concerne une installation k mouvement orbital pour le soudage automatique de tuyaux, installation que l'on appellera plus simplement ci-après "l'installation orbitale" qui, en formant simultanément au moyen de deux lances de soudage deux cordons de soudure superposés au cours de chaque passage, accélère, améliore, transforme et rend meilleur marché l'opération de soudage automatique de tuyaux, même de grand diamètre, k la fois dans les directions ascendantes et dans les directions descendantes. La nécessité d'accélérer le cycle de travail dans les opérations de soudage effectuées pendant la pose des canalisations destinées à la distribution de liquides ou de gaz, afin de ramener à des valeurs de plus en plus compéti- tives les prix de revient de ces canalisations et de réduire le- plus possible le temps nécessairea entra5né la mise au point de matérielsde plus en plus compliquéspour le soudage automatique de tuyaux. Dans l'état actuel de la technique, on connaît des installations orbitales extrêmement efficaces pour le soudage automatique de tuyaux et, parmi-ces installations, une installation particulière qui est décrite dans la demande de brevet français 76 11061 vis-à-vis de laquelle la présente demande de brevet constitue un perfectionnement considérable. Comme il est bien connu, l'installation orbitale faisant l'objet de la demande de brevet mentionnée ci-dessus est constituée essentiellement par un rail disposé et fixé autour du tuyau, dans une position prédéterminée aux alentours du bord à souder, ainsi que par une plaque de base de support qui est fixée à l'aide d'un moyen de fixation rapide sur les bords du rail, grâce à quatre roues à gorge en vue d'un coulissement, et qui est déplacéele long de ce rail par un pignon d'entraînement moleté co- opérant avec un bord de ce rail, la lance de soudage, le dispositif d'alimentation en fil de soudage et les mécanismes nécessaires au réglage de la position de la lance, ainsi qu'à son pivotement dans la direction transversale par rapport au bord à souder, étant montés,entre autres, sur ladite plaque de base. Une telle installation orbitale, similaire à toutes les autres installations analogues connues, ne permet d'obtenir qu'un seul cordon de soudure au cours de chaque passage. En d'autres termes, on ne peut obtenir deux cordons de soudure superposés qu'à des moments successifs et espacés au moyen de deux passages différents. Par conséquent, du fait que l'on complète toujours le soudage d'un tuyau en superposant un certain nombre de soudures, il faut effectuer autant de passages qu'il faut de cordons. L'objectif de la présente invention est précisément de remédier à la limitation précitée et de réaliser par conséquent une installation orbitale permettant d'obtenir le soudage avec un nombre plus petit de passages. En atteignant cet objectif, on obtient également une meilleure qualité de soudure. On a constaté, en fait, d'une façon expérimentale surprenante, qu'en réalisant deux cordons de soudure superposés, l'un peu de temps après l'autre, c'est-à-dire en réalisant dans la pratique un cordon de soudure quand le bain de fusion du cordon sous-jacent n'est pas encore complètement refroidi, comme cela arrive dans la technique connue, on obtient une soudure présentant des caractéris- tiques optimales en raison d'une interpénétration plus facile de deux cordons superposés, ce qui améliore les caractéristiques métallurgiques et, de ce fait, également la résistance des joints soudés. On a donc résolu le problème, en adoptant sur une même plaque de base de support deux ensembles de lances de soudage munis de dispositifs de positionnement et de pivotement ainsi que de deux dispositifs d'alimentation en fil de soudage, de manière qu'au moyen d'une seule et même course de l'appareillage le long du bord à souder, on obtienne deux cordons de soudure superposés, le second cordon étant réalisé avec, par rapport au premier, un retard qui est proportionnel à la distance séparant sur la plaque de base les deux lances précitées. On a observé, d'autre part, toujours d'une façon expérimentale, que la qualité de la soudure est aussi fonction du retard précité, lequel doit par conséquent être déterminé avec précision dans chaque cas, de sorte que, pour qu'il soit possible d'agir sur ce phénomène également, il est nécessaire d'envisager la possibilité de modifier l'intervalle de temps qui s'écoule entre la formation des deux cordons de soudure successifs afin qu'il soit possible de commencer le second cycle au moment précis du premier cycle o les conditions de température et les conditions de solidification de la matière de soudage et du même tuyau conviennent le mieux pour commencer ledit second cycle. A cette fin, on ne monte pas les lances de soudage dans des positions fixes sur la plaque de base de support mais de manière telle que l'on puisse modifier comme on le désire la distance d'une lance par rapport à l'autre dans le sens circonférenciel du rail, et que l'on puisse, par consequent, modifier comme on le désire le retard précité et on parvient à ce résultat en fixant simplement les deux systèmes de soudage au moyen de boulons logés dans des fentes qui s'étendent dans la direction circonférencielle dudit rail. Comme, en outre, l'adoption de deux systèmes de soudage complets et autonomes sur une même plaque de base, dont les dimensions ne doivent pas, bien entendu, être augmentées afin de ne pas accroître les dimensions globales, ce qui nuirait à une fixation efficace sur le rail et rendrait plus compliqué le soudage d'un joint circulaire, entraîne sur la plaque de base une accumulation d'éléments au point de rendre difficile les opérations de vérification et de nettoyage des lances de soudage et des parties inférieures de l'installation mobile si on ne démonte pas du rail fixe la totalité de la structure, les deux systèmes de soudage précités, au lieu d'être montés sur ladite plaque de base de support, sont montés, suivant une autre caractéristique de l'invention, sur une seconde plaque de support qui est articulée à une extrémité de ladite plaque de base et est maintenue à son autre extrémité par un crochet de verrouillage monté sur ladite plaque de base de support. De cette façon., en dégageant ledit crochet, on peut faire pivoter ladite seconde plaque et, de ce fait, rendre facilement accessible les lances et les parties inférieures de l'installation mobile mentionnée. En résumé, l'installation à mouvement orbital de soudage automatique de tuyaux, comprenant une partie fixe ou rail disposé et fixé autour du tuyau dans une position prédéterminée par rapport au bord à souder, ainsi qu'une partie mobile constituée par une plaque de base de support assujettie à l'aide d'un moyen de fixation rapide sur les bords dudit rail grâce à quatre roues à gorge en vue d'un coulissement, et entraînée le long dudit rail par un pignon d'entraînement moleté coopérant avec un bord de ce rail, un système de soudage étant monté sur cette plaque de base et étant constitué par un bloc supportant la lance de soudage comprenant les dispositifs nécessaires au réglage de son positionnement et à son mouvement de pivotement, ainsi que le dispositif d'alimentation en fil de soudage comportant la bobine de fil de soudage et le mécanisme pour avancer ce fil, est caractériséeselon la présente invention par le fait qu'elle est pourvued'un second système de soudage analogue monté dans une position parallèle au premier système de soudage sur ladite plaque de base, de sorte que les deux lances de soudage sont parallèles l'une à l'autre le long du bord à souder, les deux systèmes de soudage précités étant fixés à une distance mutuelle réglable par assujettissement des blocs de support à l'aide boulons logés dans des fentes s'étendant dans la direction circonférencielle du rail et ménagées dans une seconde plaque de support qui est à son tour articulée à une de ses extrémités à une extrémité correspondante de ladite plaque de base de support et est maintenue à son autre extrémité par un crochet de verrouillage destiné au verrouillage de ladite plaque de base de support. Par ailleurs, comme, par suite de l'espace limité disponible, l'addition dans un agencement parallèle d'une seconde bobine de fil de soudage destinée à l'alimentation de la seconde lance rendrait impossible le rechargement du fil sur la bobine de la première lance, la bobine de fil de soudage de ladite seconde lance est montée de façon tournante, selon une autre caractéristique de la présente invention, sur un bras articulé et est maintenue dans sa position par une clé de blocage. De cette façon, en enlevant la clé, on peut faire pivoter la seconde bobine en permettant ainsi à la première bobine d'être introduite à l'intérieur de son logement. L'invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective partielle d'une installation orbitale selon l'invention montée sur un tuyau à souder; la figure 2 est une vue en perspective partielle de l'installation orbitale de la figure 1, les systèmes de soudage se trouvant dans leur position écartée l'un de l'autre par pivotement; et la figure 3 est une vue en perspective partielle et à plus grande échelle d'un détail du système de montage de la seconde bobine de fil de soudage selon l'invention également. En se référant aux dessins, on voit que l'on a indiqué par I le bord à souder d'un tuyau 2 sur lequel, à une distance prédéterminée du bord 1, est monté et fixé un rail circulaire 3 s'appuyant sur le tuyau au moyen d'axes d'entretoisement 4. Sur le rail 3 est alors fixée une plaque de base de support 6 qui peut se déplacer grâce à quatre roulettes à gorge, une seconde plaque de support 8 étant articulée à une extrémité de la plaque de base de support 6 au moyen d'un axe d'articulation 7, et cette seconde plaque de support 8 étant maintenue en contact avec la plaque de base 6 à l'aide d'un moyen de verrouillage 9 à crochet à libération rapide qui, du fait qu'il est monté à l'autre extrémité de la plaque de base 6, a son crochet 9' qui coopère avec la surface supérieure de l'autre extrémité de la seconde plaque de support 8 (voir spécialement la figure 1). La seconde plaque de support 8 est en outre pourvue d'une paire de fentes 10 s'étendant dans la direction circonférencielle du rail 3 et dans lesquelles deux blocs de support respectifs 11 et 11t sont boulonnés suivant une disposition parallèle l'un à l'autre. Les blocs 11 et 11', dont on peut régler à volonté et avec précision la distance mutuelle en tirant partie de la longueur des fentes 10, supportent deux systèmes de soudage complets, autonomes et parallèles l'un à l'autre, dont on désignera le second par la même référence numérique que le premier mais en la faisant suivre du signe prime. Plus particulièrement, chaque bloc 11, 11' supporte, de façon réglable dans la direction axiale du tuyau 2 à l'aide d'un bouton 12, 12t, un bâti 13, 13' qui peut être lui-même réglé verticalement dans la direction radiale à l'aide d'un bouton 14, 14'. Chaque bâti 13, 13' supporte alors, de manière à pouvoir effectuer des mouvements pivotants dont on peut régler la course à l'aide d'un bouton , 15', une structure 16, 16' sur laquelle une lance de soudage 18, 18' est fixée à l'aide d'un bras 17, 17' dont une extrémité fait saillie. Les deux lances 18, 18' sont disposées de façon parallèle l'une à l'autre le long du bord à souder (voir particulièrement la figure 1) et sont alimentées avec le fil de soudage 19, 19' qui est extrait de sa bobine 20, 20t h l'aide d'un mécanisme d'entraînement 21, 21'. Enfin, la bobine 20' du fil de soudage 19' destiné à la seconde lance 18', comme on peut le voir clairement sur la figure 3, est montée sur un bras 22 articulé en 23 à un support 24 qui fait corps avec le bloc 11'. Le bras 22, qui permet d'écarter la seconde bobine 20' en la faisant pivoter afin de faciliter le remplacement de la première bobine 20 est maintenu fixe dans sa position par une clé de verrouillage 25 qui est vissée sur un prolongement 26 du bras 22. REVENDICATIONS 1. Installation à mouvement orbital pour le soudage automatique de tuyaux, comprenant une-partie fixe de rail (3) placée et assujettie autour du tuyau (2) dans une position prédéterminée par rapport au bord (1) à souder, ainsi qu'une partie mobile constituée par une plaque de base de support (6) fixée à l'aide d'un moyen de fixation rapide sur les bords du rail,grAce à quatre roues (5) à gorge en vue d'un coulissement, et entraînée le long dudit rail par un pignon d'entraînement moleté coopérant avec un bord du rail, un système de soudage constitué par un bloc (11) de support de lance de soudage (18) comprenant les dispositifs nécessaires pour le réglage de sa position et pour son pivotement, ainsi que le dispositif d'alimentation en fil de soudage (19) comportant une bobine (20) de fil de soudage et le mécanisme (21) pour entraîner ce fil étant montéssur ladite plaque de base, l'installation susvisée étant caractérisée par le fait qu'elle comporte un second système de soudage analogue monté dans une position parallèle au premier système de soudage sur la plaque de base (6), de sorte que les deux lances de soudage (18, 18') sont placées parallèlement l'une à l'autre le long du bord (1) à souder, les deux systèmes de soudage étant maintenus à une distance mutuelle réglable par fixation des blocs de support (11, 11') à l'aide de boulons logés dans des fentes (10) qui s'étendent dans la direction circonférencielle du rail (3) et qui sont ménagéesdans une seconde plaque de support (8) qui est à son tour articulée,à une de ses extrémités, à une extrémité de la plaque de base de support (6) et est maintenue verrouillée sur cette plaque de base de support à son autre extrémité par un moyen de verrouil- lage à crochet (9). 2. Installation à mouvement orbital selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bobine (20') du fil de soudage (19') du second système de soudage est montée de façon tournante sur un bras articulé (22) et est maintenue dans sa position par une clé de verrouillage (25).