Brevet FR2650522A1 — publié le 19910208

L'invention concerne une torche de soudage ou coupage électri- que, du genre conportant un corps de torche avec une électrode réfractaire servant au soudage ou au'coupage et un conduit annulaire coaxial à ladite électrode pour un gaz, ladite électrode et ledit conduit étant raccordés à deneure à des moyens d'alinentation par un faisceau d'alinentation ineorporant:: - un câble électrique d'amenée du courant de soudage; - un conduit pour un gaz de protection - le cas échéant des conduits d'alinentatioll et de retour pour un fluide de refroidissement et des conducteurs de camarade, ladite torche comportant égalenent un dispositif d'allumage d'arc incorporant un éclateur alinenté par un générateur d'impulsions d'allunage d'are, ledit éclateur, conposé d'un ensenble de deux électrodes d'éclateur, étant raccordé à la source d'inpulsions et placé en regard de l'éle@trode de soudage ou coupage. Une telle disposition est décrite dans la demande européenne N 86.402.357.7.Conme on â pe le dénontrer, une telle torche de soudage/coupage présente d'excellentes qualités d'amorçage, sans cependant que la décharge haute fréquence ne transite elle-même par l'esp@@@ à ioniser. Une telle réalisation offre de nonbretx avantages au regard des dispositifs connus où la décharge d'inpulsions électriques haute tension est assurée au moyen d'un générateur 2 haute fréquence, qui est plus ou moins intégré au générateur de soudage ou coupage et qui sont très coûteux et en outre provoquent d'inportantes nuisances d'environnement, car les décharges electric,ues haute fréquence nécessairement de fort niveau entraînent des perturbations radio-électriques notamment pour les téléconnunications et également pour l'électronique de l'autonatisme sur les irstallations de soudage/coupage. En outre, l'efficacité de la décharge haute fréquence est très dépendante de la distance entre le générateur et 1v torche, de sorte qu'on est obligé de surdimensionner le générateur haute fréquence pour tenir conpte des distances parfois relativement importantes entre poste de scl.dE.> e ou coupage et torche Ce soudage ou coupage, ce qui accroît encore es inconvévients mentionnés ci-dessus. Au contraire, la réalisation rappelée plus bout qui ne fait pas appel SE transit d'une haute tension (continue ou alternative) entre l'électrode de soudage/coupage et le pièce génère une onde électromagnétique qui par propagation ionise le gaz en sortie de torche. Les parties constitutives de ce dispositif sont les suivantes - un générateur d'inpulsions basse tension alimenté soit par la tension ù vide du générateur de soudage, soit par une source de tension autonome ; - un transformateur élévateur de tension - un cible haute tension dont la longueur est déterminée en fonction des caractéristiques du générateur d'impulsions basse tension - ur. éclateur bituré au bout du câble haute tension, qui, pour que le fonctionnement du dispositif soit correct, doit être placé dans un logeneit cuvert en regard de ltClectrode de soudage/coupage. la présente invention vise encore t perfectionner ce genre d'irstallation de soudage, où ladite source d'inpulsions donprend une partie basse tension du générateur d'élaboration des impulsions et un moyen de transformation basse tension/haute tension des dites impulsions, et ou le faisceau d'alimentatio solidaire de la torche est raccordé par un ensenble de raccords électriques, gazeux et, le cas échéant, pour fluide de refroidissement, selon les cas, à des douilles ce raccords de sources électrique, gazeuse, le cas clldant de fluide de refroidissement, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un faisceau prolongateur équipé à chaque extrémité d'embouts de reccords ccopérant d'ur: côté avec le faisceau de torche, d'un autre côté avec les douilles des dites sources, et cela dans un but d'assurer une meilleure maniabilité en disposant d'une torche de soudage/coupage qui soit de plus faibles poids et encombrement possibles, et ces collectifs selon la présente invention sont atteints en ce que la partie basse tension d'élaboration des Inpulsicns de la source d'impulsions et le noyen de transformation basse-tension/haute tension des dites lnpulsions sont spatialement séparés, la partie basse tension d'élaboration des impulsions étant située à demeure au niveau de la source électrique de soudage/coupage, tandis que le moyen d'élévation de tension est placé au niveau de l'extrémité de raccord du faisceau souple et déplaçable, solidaire de la torche. De la sorte, on reporte à poste fixe - généralement au niveau de la source électrique de soudage - la partie la plus enconbrante du générateur d'impulsions, en n'intégrant dans le faisces@ solidaire à demeure de la torche que le transformateur élévateur de tension des dites inpulsions ainsi générées, ce qui assure un sllègement considérable du faisceau, contribuant ainsi de manière importante à une bonne maniabilité.Il faut noter que cette L'invention a également pour second objet ure @daptation sinple et efficace du dispositif d'allumage d'arc h des torches de soudage comportant une tête de soudage montée à pivotement d'orientation angulaire sur un corps de torche de soudage/coupage, de façon à permettre au soudeur de procéder b des soudages ou coupage-s al toutes positions d'orientation, aussi bien inclinées vers le bas cSe vers le haut. Avec ce genre de torche de soudage à tête pivotable, le dispositif d'@llumage d'arc selon l'invention risque d'être défectueux dans toutes les positions extrêmes où l'éclateur ne ferait pas franchenent -face à l'électrode. Pour pallier cet inconvénient, l'invention prévoit que l'éclateur, qui est placé dans un logement ouvert en direction Ce l'électrode de soudage/coupage, présente une électrode d'éclateur montée solidaire du corps de torche en regard d'une électrode t'éclateur nontée solitaire ce la tête de torche pivotante, l'électrode d'éelateur solidaire du corps de torche ayant une configuration cironlaire coaxiale à l'axe de pivotement de torche, tandis que l'électrode d'éclateur solidaire de la tête de torche pivotante a la forme d'un plot adapté à se déplacer à distance d'éclatement de ladite électrode d'éclateur de forme circulaire en fonction du pivotement de ladite tête de torche. Cette disposition fait en sorte par ur positionnement judicieux du plot-électrode d'éclateur solidaire de la teste pivotante de torche, que la décharge haute tension entre les deux électrodes dtéclateur se produit bien dans la direction ce l'électrode, ce qui est la condition impérative du ton fonetionnement de l'allumage. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la desoription qui suit, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures l et l' sort des vues d'ure torche selon l'invention avec son faisceau d'alimentation raccordé directement à une source de courant de soudage schématiquement représentée ; - les figures 2 et 3 sont des vues de côté et de dessus d'un raccord p:r prolongateur de faisceau avec arrachement de l'enveloppe de raccord. - la figure 4 est une vue en coupe selon la lie A-A de la figure 1. En se référant d'abord aw; figures 1, 1' et 4, une installation de soudage comporte essentiellement une torche de soudage 1 avec son faisceau d'alirrertation 2 raccordé d'une part à une source électrique de soudage schématiquement représenté en 3, d'autre part à des sources de fluide gazeux via une conduite 4 et le cas échéant liquide de refroidissement via une conduite d'amenée 5 et une conduite de retour 6, ainsi que deux conducteurs électriques de commande de gachettes dans une gaine 7 et ur: conducteur de transfert des impulsions basse tension 8.Le faisceau d'alimentation 2 d'une longueur de l'ordre de six mètres incorpore donc ici - un câble d'anenée du courant de soudage 11 électriquemehnt raccordé du ctt' amont à une fiche mhle 12 d'un raccord 13 et du côté tête de torche 14 via des pièces métalliques et un joint tournant (non représentés) à l'électrode de torche 15 ;; - un conduit d'amenée de gaz 16 sortant en 21 du raccord principal 13 poul- aboutir via la corduite 4 à ul. raccord spécial gaz 22 - deux conduites d'amenée 17 (et de retour 18) d'eau de refroidissement sortant en 31 et 31' (position arrière) du raccord principal 13 pour aboutir Vis les conduites 5 et 6 à des raccords pour fluide liquide 32 et 32' - des conducteurs de conmande dans w::e gaine lS sortant - en une position arrière non représentée - du raccord principal 13 pour aboutir via les conducteurs de gaine 7 d'ur. côté au raccord de conmande gachette 57 et d'un autre côté à la gaichette proprement dite 6G de torche 1 ;; - un conducteur d'alimentation dasse tension 58 électrtiquement connecté par un raccord 59 et le conducteur 8 à la partie basse tensicr. d'un générateur d'oseillations 56 placé dans le boîtier de la source de courant Ce soudage coupage 3, pénétrant Caris le raccord principal 13 pour aboutir à une berne primaire basse ten sion d'un transformateur élévateur 54 logé dans un boîtier-appendice .55 du raccord principal 18 ;; - deux câbles secondaires haute tension 61 et 62 du transfomateur élévateur 54, le câble haute tersion 61 étant inmédiatement raccordé au câble de soudage il via le pièce métallique 63, tandis que le câble haute tension 62 s'étend dans tout le faisceau pour aboutir à une électrode 64 d'un éclateur 67, cette électrode 64 placée dans un corps de torche 65. Ainsi qu'on le voit à la figure 1, la tête de torche 14 est montée @ pivotement sur le corps de torche 65 selon l'axe XX' au noyer de joints tournants non représentés pour les différents fluides fonctionnels : électricité de soudage, gaz de protection soudage, arrivée et retour d'eau de refroidissement. Cet ensemble de jonctions à pivotement est classique et on ne le décrit pas en détails.Pour la compréhension, il suffit de noter que la tête de torche 14 avec son électrode 15 peut pivoter d'un certain angle - par exemple 1800 autour de l'axe XX' qui est déterminé par le corps de torche 65 - plus précisément ici un tranche de torche. Dans ce corps ou flanche de torche 65, l'électrode d'éclateur 64 qui est fixé it; ce co@ps de torche 65 a une forne semi-circulaire (voir figure 4) coaxiale à l'axe de pivotement XX' de la tête de torche 14, tar-dis que la seconde électrode d'éclateur 71 c,-ui est raccordée en 72 au câble d'amenée du courant de soudage est un simple plot (ici de forme hexagonale) solidaire à demeure de la tête pivotante de torche 14, er regard de l'électrode d'éclateur 64, et en une position angulaire telle que son débattement angulaire en regard de l'électrode semi-circulaire 64 soit très exactement celui autorisé pour la tête de torche 14 par rapport au corps de torche 65. On comprend que quelle que soit l'orientation de la tête de torche 14 pal rapport au corps de torche 65, la décharge d'éclateur 64-71 se présentera en regard de l'électrode 15, assurant ainsi le transfert correct de l'énergie d'allumage d'arc. Si nécessaire, le faiseeau de torche 2 peut être raccordé aux sources électrique, de gaz et de fluide Ce refroidissement non pas directement comme représenté à la figure 1', mais par l'intermédiaire d'un faisceau prolongateur 81 au moyen d'un système de raccords représenté aux figures 2 et 3, où l'on voit, dans une enveloppe 82, le raccord 13 du faisceau de torche 2, dont la fiche mâle (12 à la figure 1') est engagée dans une douille éleotrique @@rrespondante d'un raccord "aval" 83 d'un câble prolongateur 84 pour se terminer par un connecteur anont de prolongateur 85, tandis que les différents câbles électriques basse tension de commande 7 et 8 de courant d'oscillations 8 sont raccordés par un connecteur multiple 89 à des condueteurs hon@logues 87 et 88 du prolongateur pour aboutir à la partie mâle d'un connecteur amont multiple de prolongateur 90 (intégrant les raccords électriques schématiquement représentés en 57 et 59 à la figure 1). De même les conduites de fluide de refroidissement 5 et 6 du faisceau de torche @ se prolongent par des raccorda aval - dont un est représenté er. 91 à des conduites homologues telles que 92 du faisceau prolongateur 81 pour aboutir à des raccords amont, dont un est représenté en 93. On comprend alors que ce sort les connecteurs de prolongateur 85, 9G et 93 qui sont raccordés respectivement aux sources électriques, de gaz et de fluide de refroidissement. REVENDICATIONS 1. Installation de soudage/coupage électrique comportant une torche de soudage cl; coupage électrique (1), du genre comportant un corps de torche (65) avec une électrode réfractaire (15) servant au soudage ou au coupage et un conduit annulaire coaxial à ladite électrode pour un gaz, ladite électrode (65) et ledit conduit étant raccordés à demeure à des moyens d'alimentation par un faisceau d'alimentation (2) incorporant :: - un câble électrique d'amenée du courant de soudage (11) ; - un corduit pour le gaz (4) (16) ; - le cas échéant des conduites d'alimertation (5) (17) et de retour (6) (18) pour un fluide de refreidissement et des conducteurs de conmande (7) (18), lacite torche ccrportant également UT:: dispositif d'allumage d'arc jncorporant un éclateur (67) alimenté pan un générateur d'impulsions d'allunage d'are (56-54), ledit éclateur (67), composé d'un ensemble de de@x électrodes d'éclateur (64, 71) raccordées à la source d'impulsions (56-54) et placé en regard de l'électrode de soudage ou coupage (15) et du genre où ladite source d'impulsions (56-54) comprend une partie basse tension d'élaboration des inpulsions (56) et un moyen de transformation basse tension/haute tension (54) des dites impulsions, et. oi. le faisceau d'alimentation (2) solidaire de la torche (7) est raccordé par un ensemble de raccords électriques (57), gazeux (22) et le cas échéant fluide ce refroidissement (32,32'), selon les COS, soit directement à des enbouts de raccords des sources électrique (3), g;zel.se, le cas échéant de fluide de refroidissement, soit par l'intermédiaire d'un faisceau prolongateur (82) équipé à chaque extrémité d'embouts de raccords coopérant d'un côté (83, 89) avec le faisceau de torche, d'un autre côté (85, 90, 93) avec les dites sources, caractérisée en ce que la partie bE::55C tension d'élaboration des inpulsions (56) de la source d'impulsions et le moyer de transformation basse-tension/haute tension des impulsions (54) sont spatialement séparés, la partie basse tension d'élaboration des impulsions (54) étant située fit: niveau de 1a source électrique de soudag/coupage (3), tandis que le moyen d'élévation de tension (54) est placé a@ riveau de l'extrémité de raccord (13) d@ faisceau de torche (2). 2. Installation de soudage coupage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur du faisceau d'alimentation (2) solidaire à demeure de la torche de soudage/coupage (1) est de l'ordre de six mètres. 3. Installation de soudage/coupage selon la revendication 1 ou la revendication 2, du genre où la torche de soudage (1) ecirporte une tête de soudage (14) montée à pivotement d'orientation angulaire sur un corps (65, ce torche de soudage coupage(1), caractérisée en ce que lteclateur (67) qui est place dans un logement ouvert en direction de l'électrode de soudage/coupage (15) présente une électrode d'éclateur (64) montée solidaire du corps de torche (65) en regard d'une électrode d'éclateur (71) montée solidaire de la tête de torche pivotante (14), l'électrode d'éclateur (64) solidaire du corps de torche (65) ayant une configuration eireulaire coaxiale à l'axe de pivotement de troche (XX'), tartis que l'électrode d'éclateur (71) solidaire de la tête Ct torche pivotante (14) a la forme d'un plot (71) adapté à se déplacer à distance d'éclatement de ladite électrtode d'éclateur de forme circulaire (64, er" fonction du pivotement de ladite tête de torche (14). 47. Torche de soudage ou coupage électrique du genre comportant un corps de torche avec une électrode réfractaire (15) servant au soudage ou au coupage et un conduit anulaire coaxial à ladite électrode pour ur: gaz, ladite électrode (15) et ledit conduit étant raccordés à demeure à des moyens d'alimentation par un faisceau d'alimentation (2) incorporant :: - un câble électrio ue dtarrenée du courant de soudage (11) - un conduit pour le gaz (4) (16) - le cas échéant des conduites d'alinentatiun (5) (17) et de retour (6)(18) pour un fluide de refroidissement et des conducteurs de commande (7) (19), ladite torche (1) comportant également un dispositif d'allumage d'are incorporant un éclateur (67) alimenté par un générateur d'impulsions d'allumage d'arc, ledit éclateur (67), composé d'un ensemble de deux électrodes d'éclateur (64, 71) raccordées à la source d'inpulsions (54-56) et place en regard de l'électrode de soudage cu coupage (15) et où le faisceau d'alimentation (2) solidaire de la torche (1) comporte un ensemble de raccords électriques (12), gazeux (22) et le cas échéant fluide de refroidissement (32,32'), caractérisé en ce que le raccord (13) de faisceau de torche (2) Incorpore, pour ce qui concerne la génération d'oseillations haute fréquence, exelusivement un transformateur élévateur de tension dont le- secondaire est électriquement raccordé audit éelateur allumeur d'arc de soudage ou coppage.