Brevet FR2750353A1 — publié le 19980102

BOITE DE CONFINEMENT DE GAZ UTILISEE AVEC UNE T TE DE SOUDAGE DESCRIPTION L'invention concerne une boite de confinement de gaz utilisée avec une tête de soudage. Certains procédés de soudage nécessitent de recourir à une atmosphère neutre, ce qui peut être réalisé en enfermant la machine de soudage et les pièces à souder dans une enceinte ou en soufflant le gaz neutre en une gaine entourant le faisceau d'énergie et la zone fondue. La consommation de gaz est grande dans les deux cas, car le volume de l'enceinte ou le débit de soufflage doit être important. C'est pourquoi une autre solution est proposée avec l'invention, selon laquelle le confinement est obtenu par une boîte partiellement solidaire de la tête de soudage et que la tête de soudage traverse. Cette boite peut être posée sur une partie seulement des pièces à souder pour envelopper le joint de soudure, bien qu'elle puisse aussi entourer totalement ces pièces. Le gaz est donc confiné dans un volume clos, mais de volume beaucoup plus petit qu'une enceinte dans laquelle toute la machine serait enclose; et, bien que la boîte doive être ouverte pour livrer passage à la tête de soudage et éventuellement pour n'envelopper qu'une partie des pièces à souder, il n'est besoin de ne souffler qu'un débit très faible de gaz de protection car les fuites sont négligeables. Dans sa définition la plus générale, l'invention concerne une boite de confinement de gaz utilisée avec une tête de soudage, comprenant un cadre, un carénage garni d'un premier joint d'étanchéité reposant sur une pièce à souder à un pourtour libre opposé à un pourtour de fixation au cadre, un couvercle glissant sur le cadre dans un plan, un second joint d'étanchéité disposé sur un pourtour du cadre et frottant sur le couvercle, et une cloche fixée à la tête de soudage, engagée dans un manchon traversant le couvercle et s'étendant perpendiculairement au plan, la cloche coulissant et étant ajustée de façon étanche dans le manchon; et avantageusement, la cloche est ajustée dans le manchon par une portion sphérique. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes, annexées à titre illustratif et non limitatif: - la figure 1 est une vue en coupe de l'invention, - et la figure 2 est une vue en perspective de la boîte sur une pièce à souder, le robot de soudage étant aussi partiellement représenté. Reportons-nous d'abord à la figure 1. La tête de soudage porte la référence 1 et se termine en un bec 2 dirigé vers une pièce à souder, ici une roue 3 de rotor sur une circonférence médiane 4 de laquelle des aubes 5 doivent être soudées, ce qui implique que la tête 1 doit accomplir des trajectoires fermées de petite longueur devant la roue 3, ces trajectoires s'étendant principalement dans les directions horizontales X et Y, mais aussi dans la direction verticale Z puisque la circonférence médiane 4 est pentue et qu'il faut maintenir le bec à une distance constante d'elle. Enfin, l'orientation de la tête de soudage 1 doit être modifiée en tournant autour de l'aube 5. Afin d'assurer ces différents mouvements tout en maintenant un volume clos autour de l'aube 5, on prévoit une cloche 6 solidaire de la tête de soudage 1 et disposée autour d'elle, peu derrière le bec 2, et cette cloche 6 comprend un renflement 7 en forme de tronc de sphère qui coulisse dans un manchon 8 de manière étanche quelle que soit l'inclinaison de la tête de soudage 1. Le manchon 8 appartient à la boîte de confinement, dont la description commence à présent; il est orienté dans la direction verticale Z et s'étend à travers un couvercle 9 circulaire. Un cadre 10 à pourtour circulaire ou rectangulaire est muni de deux cercles de billes 11 et 12 en regard, dont l'un est disposé sur le cadre 10 lui-même, et l'autre sous un rebord supérieur 13, et replié vers l'intérieur, du cadre 10. Le couvercle 9 est retenu en direction verticale entre les cercles de billes 11 et 12, mais il peut se déplacer librement en direction horizontale, entraîné avec le manchon 8 par la tête de soudage 1, dans des limites assez étendues puisque le rebord supérieur 13 est beaucoup plus large que lui. Il peut même tourner le cas échéant. Un bord interne 14 du cadre 10 porte une lèvre d'étanchéité 15 dont l'extrémité frotte sur la face inférieure du couvercle 9, maintenant l'étanchéité à cet endroit. Un carénage 16 est vissé sous le cadre par son rebord supérieur; il est façonné pour s'adapter à peu près à la forme de la roue 3 et, comme il est amovible, il est remplacé par un autre quand la machine de soudage est affectée à un autre travail. L'extrémité inférieure du carénage 16 porte une autre lèvre d'étanchéité 17 frottant sur la roue 3. On s'aperçoit que les deux lèvres 15 et 17, le carénage 16, le cadre 10, le couvercle 9, le manchon 8 et la cloche 2 délimitent un volume étanche 18 avec la roue 3, qu'il suffit d'emplir du gaz voulu pour créer l'atmosphère souhaitée autour du bec 2. D'autres détails de l'invention sont visibles sur la figure 2, en particulier les moyens de soutien du cadre 10: deux rails horizontaux 20 sont accrochés à une paroi 19 de la machine de soudage, afin de permettre à un chariot 21 de se déplacer le long de cette paroi, et un tablier basculant 22 est situé au bout du chariot 20; le cadre 10 y coulisse en glissant sur une paire de rails 23 encore visibles à la figure 1, horizontaux comme les précédents mais perpendiculaires à eux pour permettre au cadre 10 de s'éloigner ou de se rapprocher de la paroi 19; enfin, un bras 24 peut être basculé pour abaisser le tablier 22 et faire descendre le cadre 10 et le carénage 16 pour les poser sur la roue 3, ou au contraire le soulever pour dégager la roue 3, quand un rotor a été soudé et qu'il faut en placer un autre. Deux conduites de gaz (par exemple d'argon et d'hélium) courant le long du chariot 21 et traversant le cadre 10 pour y insuffler l'atmosphère de composition voulue portent les références 25 et 26. Deux tampons 27 et 28 sont fixés au tablier 22 pour le retenir dans des positions de rotation extrêmes, quand ils touchent des butées du chariot 21. Enfin, on a désigné par 29 le bras de la machine de soudage qui transporte la tête 1 le long de sa trajectoire. Comme la machine de soudage est de tout genre connu, ce bras n'est que partiellement représenté. Un contrepoids 30 est attaché au bras 24 pour ajuster la pression exercée par la lèvre 17 sur la roue 3. REVENDICATIONS 1. Boîte de confinement de gaz utilisée avec une tête de soudage (1), comprenant un cadre (10), un carénage (16) garni d'un premier joint d'étanchéité (17), reposant sur une pièce à souder (3), à un pourtour libre opposé à un pourtour de fixation au cadre (10), un couvercle (9) glissant sur le cadre (10) dans un plan (X-Y), un second joint d'étanchéité (15) disposé sur un pourtour du cadre (10) et frottant sur le couvercle (9), et une cloche (6) fixée à la tête de soudage (1), engagée dans un manchon (8) traversant le couvercle (9) et s'étendant perpendiculairement au plan (X-Y), la cloche (6) coulissant et étant ajustée de façon étanche dans le manchon (8). 2. Boîte de confinement de gaz selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cloche est ajustée dans le manchon par une portion sphérique (7). 3. Boîte de confinement de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le cadre (10) est porté par un chariot (21) en étant mobile dans le plan (X-Y). 4. Boîte de confinement de gaz selon la revendication 3, caractérisée en ce que le cadre (10) est porté par un tablier basculant (22), pouvant être soulevé et abaissé, du chariot (21).