Brevet FR2836641A1 — publié le 20030905

La présente invention concerne un poste de soudage, communément appelé générateur de soudage ou encore source de courant de soudage, et un procédé de réglage d'un tel poste permettant au soudeur d'accéder rapidement au réglage optimal des paramètres de soudage du poste de soudage MIG-MAG à commutateur (s) en sélectionnant le couple fil-gaz employé et l'épaisseur de la pièce à souder. Une installation de soudage MIG-MAG à commutateur possède habituellement deux paramètres principaux accessibles au soudeur, c'est-à-dire pouvant être réglés par lui durant l'opération de soudage, à savoir le réglage continu de la vitesse de dévidage du métal d'apport (fil fusible) et le réglage discontinu de la tension de soudage. Or, ces deux paramètres doivent être adaptés en fonction : - du diamètre et du type de métal d'apport, c'est-à-dire du ou des fils fusibles, - du gaz de protection utilisé, et - de l'épaisseur de l'assemblage à souder. La majorité des installations existantes laisse l'entière responsabilité du réglage au soudeur qui s'appuie généralement sur son expérience pour sélectionner les paramètres adaptés. Dans ce cas, le soudeur prend le risque d'adopter des paramètres totalement inadaptés à la situation de soudage considérée et donc d'aboutir à un soudage de mauvaise qualité. Certaines installations sont livrées avec un tableau, un barème ou un graphique de conseils de réglage, lequel inclus dans le manuel d'utilisation de l'installation ou est incorporé directement sur la face avant du générateur, c'est-à-dire le panneau de commande de l'installation. Dans ce cas, le soudeur peut modifier les paramètres de réglage mais il ne peut pas être certain que les paramètres qu'il choisira seront adaptés à la situation qui se présente. Là encore, le soudeur prend le risque d'aboutir à un soudage de mauvaise qualité. Les installations les plus évoluées sont dotées d'un système de réglage automatique de la vitesse de dévidage du fil en fonction de la tension de soudage sélectionnée. Dans ce cas, le soudeur n'a pas la possibilité de rétro-agir sur l'installation pour modifier les paramètres ou les conditions de soudage qui ont été choisies automatiquement par l'installation. Dès lors, le soudage ne sera pas forcément de mauvaise qualité mais il ne sera pas non plus forcément optimal, c'est-à-dire pleinement satisfaisant et adapté au cas d'espèce. De là, le problème qui se pose est qu'aucune installation existante ne permet de fournir ou suggérer l'adoption d'un ou plusieurs paramètres de soudage au soudeur, qui le ou les utilisera si bon lui semble, lequel conseil ou paramètre est parfaitement adapté à la situation de soudage qui se présente et permettra, si le soudeur l'adopte, d'aboutir à un soudage de qualité et parfaitement adapté à ladite situation de soudage. Le but de l'invention est alors de proposer un poste de soudage et un procédé de réglage d'un tel poste améliorés et qui permettent de résoudre ce problème. La solution est alors un poste de soudage à l'arc électrique comportant : - des moyens de sélection par l'opérateur d'au moins une valeur souhaitée d'un premier paramètre de soudage, - des moyens de mémorisation aptes à mémoriser des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre de soudage et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage, - des moyens de comparaison de paramètres aptes à comparer la valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée par l'opérateur, après action de l'opérateur sur lesdits moyens de sélection, aux informations mémorisées par lesdits moyens de mémorisation et à déterminer, à partir de cette comparaison, au moins une valeur de deuxième paramètre de soudage correspondant à ladite valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée, et - des moyens de visualisation aptes à indiquer à l'opérateur au moins ladite valeur de deuxième paramètre de soudage déterminée par les moyens de comparaison de paramètres. Selon le cas, le poste de soudage de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - les moyens de sélection du premier paramètre de soudage comprennent un premier commutateur, de préférence un premier commutateur, en particulier rotatif, à plusieurs positions de sélection. - le premier paramètre de soudage correspond à une valeur de vitesse de dévidage de fil. - le premier commutateur est un potentiomètre. - les moyens de mémorisation comprennent un microprocesseur et une mémoire associée. - les moyens de mémorisation sont aptes à mémoriser des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage choisi parmi l'épaisseur à souder et/ou la tension de soudage et/ou un repère de position d'un moyen de réglage du poste, de préférence un second commutateur rotatif. - les moyens de comparaison de paramètres comprennent une base de donnée sous la forme d'un tableau et/ou de courbes ou similaires. - les moyens de visualisation comprennent un afficheur de données numériques, de préférence un afficheur numérique à segments ou à cristaux liquides. - il comporte des moyens de sélection apte à sélectionner au moins un paramètre supplémentaire choisi parmi le type de fil de soudage et le type de gaz ou de mélange gazeux à utiliser. - il comprend, en outre, un moyen de sélecteur de mode d'affichage, actionnable par l'opérateur et coopérant avec les moyens de visualisation de manière à permettre à l'opérateur de sélectionner le paramètre de soudage qu'il souhaite visualiser sur lesdits moyens de visualisation, de préférence ledit moyen de sélecteur de mode d'affichage est mobile en rotation entre plusieurs positions de sélection, chaque position correspondant à l'un desdits paramètres de soudage. - il est choisi parmi les postes de soudage MIG-MAG, de préférence les postes MIG-MAG à un ou plusieurs commutateurs. L'invention porte aussi sur un procédé de réglage par un opérateur d'un poste de soudage à l'arc électrique comportant des moyens de mémorisation dans lesquelles sont mémoriser des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables d'un premier paramètre de soudage et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage, ledit procédé comportant les étapes de : (a) sélectionner au moins une valeur souhaitée d'un premier paramètre de soudage, (b) comparer la valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée à l'étape (a) par l'opérateur à des informations mémorisées par lesdits moyens de mémorisation, (c) déterminer, à partir de la comparaison de l'étape (b), au moins une valeur de deuxième paramètre de soudage correspondant à ladite valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée, (d) afficher ou indiquer à l'opérateur au moins ladite valeur de deuxième paramètre de soudage déterminée par les moyens de comparaison de paramètres. Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - le premier paramètre de soudage correspond à une valeur de vitesse de dévidage de fil. - à l'étape (b), on compare la valeur dudit premier paramètre de soudage à des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage, de préférence ledit deuxième paramètre de soudage est choisi parmi l'épaisseur à souder et/ou la tension de soudage et/ou un repère de position (6) d'un moyen de réglage de la tension. - il comporte une étape de sélectionner au moins un paramètre supplémentaire choisi parmi le type de fil de soudage, notamment le diamètre et/ou la nature du fil, et le type de gaz ou de mélange gazeux à utiliser. - à l'étape (b), on compare la valeur dudit premier paramètre de soudage à des informations mémorisées donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre et plusieurs valeurs : . d'au moins un deuxième paramètre de soudage choisi parmi l'épaisseur à souder et/ou la tension de soudage et/ou un repère de position d'un moyen de réglage de la tension, et . d'au moins un paramètre supplémentaire choisi parmi le type de fil de soudage, notamment le diamètre et/ou la nature du fil, et le type de gaz ou de mélange gazeux à utiliser. -les informations mémorisées se présentent sous forme de barèmes de correspondances, en particulier des tableaux, des courbes ou analogues. Le poste de l'invention, réglé au moyen du procédé de réglage de l'invention, est particulièrement adapté à la mise en oeuvre d'un procédé de soudage MIG-MAG avec apport de fil fusible sous protection gazeuse, L'invention va être décrite plus en détail ci-après en références aux figures illustratives annexées. La figure 1 représente le schéma d'une installation classique utilisée pour réaliser un soudage de type MIG/MAG. Elle comprend un poste de soudage 11 comportant une face avant 13, c'est-à-dire un panneau de commande, munie de moyens de réglage du poste et d'un ou plusieurs afficheurs de données, un dispositif 12 de dévidage de fil de soudage permettant d'alimenter une torche de soudage 10 avec un fil fusible, et une source de gaz de soudage, par exemple une bouteille de gaz. Par ailleurs, le principe d'un poste de soudage selon l'invention est schématisé sur la figure 2 ci-annexée qui représente un schéma de face avant (référence 13 sur figure 1) sur laquelle ont été rajoutés certains des éléments constitutifs de la présente invention. Comme expliqué ci-après, l'invention repose sur le fait d'utiliser les moyens d'affichage 2 numériques, tel un afficheur à cristaux liquides ou à segments, déjà présents sur la face avant de la plupart des générateurs existants, tel celui schématisé en figure 1, pour préconiser un réglage adéquat de l'installation au soudeur qui sera le plus adapté à la situation de soudage qui se présentera. Pour ce faire, avec un poste de soudage selon l'invention, pour aboutir à un soudage adapté, le soudeur sélectionne, préférentiellement au préalable, le métal d'apport (type et diamètre du fil fusible) et le gaz de soudage employés afin de paramétrer grossièrement la base de donnée en fonction de l'application (voir tableau cidessous). La sélection peut être réalisée par un sélecteur rotatif proposant un choix limité de configurations par exemple : Acier 0,8 mm C02 ; Acier 1,0 mm ATAL5 ; Acier 0,8 mm C02 ; Acier 1,0 mm ATALS. Dans le cas d'un poste plus puissant, compatible avec le soudage de l'aluminium ou de fil de plus gros diamètres, il est préférable d'utiliser une combinaison de sélecteurs rotatifs ou d'autres moyens de sélection pour pouvoir réaliser un présélection plus fine. Après cela, pour régler le poste schématise en figure 2, le soudeur actionne le sélecteur rotatif 1 de manière à sélectionner le paramètre épaisseur de la pièce à souder (position PI) pour pouvoir le visualiser sur l'afficheur 2, et actionne ensuite le potentiomètre 3 de réglage jusqu'à obtenir l'épaisseur qu'il désire souder, laquelle s'affiche sur l'afficheur 2. Un signal représentatif de l'épaisseur de la pièce est transmis aux moyens de comparaison de paramètres incorporés à l'intérieur du poste par exemple des cartes électroniques à microprocesseur. Les moyens de comparaison de paramètres déterminent alors automatiquement, en utilisant une (ou plusieurs) base de données stockée en mémoire du poste, la vitesse de dévidage de fil compatible avec l'épaisseur de la pièce à souder et la position angulaire du commutateur de tension 4 de soudage adaptée à ladite vitesse de dévidage. La base de données peut comprendre des barèmes de correspondances se présentant sous forme de tableaux ou analogues, par exemple du type de celui représenté dans le tableau ci-après. Cependant, d'autres manières de stocker les données sont également utilisables, par exemple sous forme de courbes ou similaires. Les moyens de mémorisation sont par exemple un microprocesseur ou des EPROM. Dans tous les cas, le choix des composants électroniques (microprocesseurs, cartes électroniques...) les plus adaptés pour réaliser un poste selon l'invention, ainsi que la programmation éventuelle de ces composants ne posent pas de problème à un homme du métier ayant des connaissances en électronique. Le sélecteur 1 de mode d'affichage, actionnable manuellement en rotation entre plusieurs positions de sélection PI, P2 et P3, permet au soudeur de visualiser sur l'afficheur 2 l'information qui l'intéresse, à savoir : - l'épaisseur (position PI) de la pièce à souder (donnée par exemple en mm) qui est un paramètre essentiel de l'assemblage souder à réaliser, la valeur de l'épaisseur qui s'affiche correspondant à la valeur sélectionnée par l'opérateur au moyen du commutateur 3 rotatif, comme expliqué ci-dessus, - la vitesse de dévidage du métal d'apport (position P2) qui est une information calculée (ici 5.0 m/min) nécessaire à la rédaction des modes opératoires de soudage, ou - fa position angulaire (position P3) du commutateur 4 permettant un réglage de la tension (en volt) de soudage la plus adaptée à la vitesse de dévidage calculée car cette information permet d'obtenir la plage de réglage du poste. Il est aussi possible de prévoir un afficheur 2 permettant d'afficher plusieurs, voire même les trois informations en même temps, ce qui permet de simplifier l'architecture du poste car dans ce cas, le commutateur 1 peut être supprimé. Une fois les informations affichées, le soudeur n'a plus qu'à positionner le commutateur de réglage de tension 4 sur la position angulaire indiquée par l'afficheur 2 avant de commencer à souder les pièces d'épaisseur donnée à la vitesse préconisée. Les positions angulaires du commutateur 4 peuvent être matérialisées par des repères ou des marquages 6 pratiqués directement sur la face avant du poste, par exemple les différentes positions 6 peuvent être repérées par des numéros (allant de 1 à 12 comme dans le Tableau ci-après), par des lettres ou par d'autres symboles, chaque numéro, lettre ou symbole étant représentatif d'une valeur de tension donnée, ou alors les valeurs de tensions peuvent être directement inscrites en face des repères 6 en lieu et place des numéros, des chiffres ou autres symboles. Tableau : Exemple de base de donnée pour le soudage de l'acier Position du Gaz de Diamètre du fil Epaisseur de Vitesse de commutateur de protection d'apport l'assemblage dévidage tension 0,8 2,5 2 1 2,8 3 1,5 3 5 ATAL 5 0,8 2 3,5 6 3 4,5 8 4 5 9 5 6 11 6 7 12 1 2. 5 4 1,5 3 6 2 3,5 8 C02 0,8 3 4. 5 9 4 5 10 5 6 11 6 7,5 12 1 2 3 2 2, 5 5 ATAL 5 1 3 3. 5 8 4 4,5 10 5 5 11 6 55 12 1,5 2 5 2 2,5 7 CO2 1 3 3, 5 9 4 45 11 5 5 12 ATAL 5 est un gaz commercialisé par la société L'AIR LIQUIDE, lequel contient 82% d'Argon et 18% de C02 (% en volume). Le Tableau ci-dessus représente un exemple illustratif d'une base de données mémorisable dans un poste selon l'invention et utilisable pour le soudage MIG-MAG de l'acier. Ce Tableau ou barème de paramètres de soudage comporte des correspondances pour 5 types d'informations ou de paramètres nécessaires à la réalisation d'une soudure de qualité, à savoir la nature du gaz de protection, le diamètre du fil d'apport fusible, l'épaisseur des pièces à souder, la vitesse de dévidage du fil et la position (références 6) à adopter sur le poste pour le commutateur de tension 4 (voir figure 2 annexée). Grâce à la mémorisation de barèmes ou d'autres bases de données similaires, le poste de soudage va pouvoir conseiller efficacement l'opérateur en affichant les paramètres les plus adaptés à la réalisation de chaque opération de soudage. Par exemple, si l'opérateur souhaite souder des pièces en acier d'épaisseur de 4 mm avec une torche de soudage MIG-MAG alimentée par un fil fusible de 0.8 mm de diamètre et en utilisant un gaz de type ATAL 5, alors il sélectionnera ces paramètres grâce à des commutateurs spécifiques. En particulier, l'opérateur positionnera le commutateur 1 en position PI et tournera ensuite le potentiomètre 2 pour effectuer son choix de vitesse de dévidage, par exemple 4 mm dans ce cas. Le poste va alors automatiquement alors retrouver dans sa mémoire les autres paramètres correspondants à ces choix, à savoir dans ce cas, une vitesse de dévidage de 5 m/min et une position du commutateur 4 face au repère 6 correspondant à cette position n 9 (non représentée). L'opérateur pourra alors obtenir un affichage de ces données sur l'afficheur 2 simplement en déplaçant le commutateur 1 sur la position P2 pour obtenir la vitesse de dévidage, ici 5 m/min (voir figure annexée) et sur la position P3 pour obtenir la position 6 de tension à adopter pour le commutateur 4. Si ces paramètres lui conviennent, l'opérateur pourra alors commencer à souder. A l'inverse, si ces paramètres ne lui conviennent pas, l'opérateur pourra alors en obtenir d'autres en sélectionnant une autre vitesse de fil, par exemple, au moyen du commutateur 3 et ce, jusqu'à obtenir les paramètres les plus appropriés dans son cas d'espèce. Le principe de l'invention repose donc sur une combinaison de plusieurs moyens coopérant les uns avec les autres, à savoir un sélecteur de mode d'affichage 1, un moyen d'affichage 2, un potentiomètre de réglage de la vitesse de dévidage 3, un commutateur de réglage de tension 4, une base de donnée paramétrable en fonction du couple fil-gaz de soudage et un système de sélection de couple fil-gaz employé (non représenté). Les installations de soudage MIG-MAG à commutateurs qui entrent dans le cadre de la présente invention comprennent classiquement d'un transformateur à tension de sortie variable sélectionnable généralement par un ou plusieurs commutateur (s), d'un pont redresseur permettant de transformer le courant alternatif issu du transformateur en courant continu adapté à la fusion du fil d'apport métallique, d'un système de dévidage du fil d'apport à vitesse constante et d'une carte de contrôle électronique. Ces éléments sont regroupés dans une carrosserie résistante à l'environnement agressif du soudage (projection de métal en fusion, poussières...) et facilement transportable (roues, anneaux d'élingage...). La majorité des installations de soudage MIG-MAG à commutateurs est équipée d'un réglage complémentaire appelé inductance (self) du circuit de soudage. Le système d'aide au réglage peut à la fois conseiller la position de réglage de tension et la valeur d'inductance, ainsi que tout autre réglage complémentaire. Revendications 1. Poste de soudage à l'arc électrique comportant : - des moyens de sélection (1,3) par l'opérateur d'au moins une valeur souhaitée d'un premier paramètre de soudage, - des moyens de mémorisation aptes à mémoriser des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre de soudage et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage, - des moyens de comparaison de paramètres aptes à comparer la valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée par l'opérateur, après action de l'opérateur sur lesdits moyens de sélection, aux informations mémorisées par lesdits moyens de mémorisation et à déterminer, à partir de cette comparaison, au moins une valeur de deuxième paramètre de soudage correspondant à ladite valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée, et - des moyens de visualisation (2) aptes à indiquer à l'opérateur au moins ladite valeur de deuxième paramètre de soudage déterminée par les moyens de comparaison de paramètres. 2. Poste selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de sélection (1,3) du premier paramètre de soudage comprennent un premier commutateur (3), de préférence un premier commutateur (3) à plusieurs positions de sélection. 3. Poste selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier paramètre de soudage correspond à une valeur de vitesse de dévidage de fil et/ou en ce que le premier commutateur (3) est un potentiomètre. 4. Poste selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation comprennent un microprocesseur et une mémoire associée. 5. Poste selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation sont aptes à mémoriser des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage choisi parmi l'épaisseur à souder et/ou la tension de soudage et/ou un repère de position (6) d'un moyen de réglage (4) du poste, de préférence un second commutateur (4) rotatif. 6. Poste selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de comparaison de paramètres comprennent une base de donnée sous la forme d'un tableau et/ou de courbes ou similaires. 7. Poste selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de visualisation comprennent un afficheur (2) de données numériques, de préférence un afficheur numérique à segments ou à cristaux liquides. 8. Poste selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de sélection apte à sélectionner au moins un paramètre supplémentaire choisi parmi le type de fil de soudage et le type de gaz ou de mélange gazeux à utiliser. 9. Poste selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen de sélecteur (1) de mode d'affichage, actionnable par l'opérateur et coopérant avec les moyens de visualisation (2) de manière à permettre à l'opérateur de sélectionner le paramètre de soudage qu'il souhaite visualiser sur lesdits moyens de visualisation (2), de préférence ledit moyen de sélecteur (1) de mode d'affichage est mobile en rotation entre plusieurs positions de sélection (PI, P2, P3), chaque position correspondant à l'un desdits paramètres de soudage. 10. Poste selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est choisi parmi les postes de soudage MIG-MAG, de préférence les postes MIG-MAG à un ou plusieurs commutateurs. 11. Procédé de réglage par un opérateur d'un poste de soudage à l'arc électrique comportant des moyens de mémorisation dans lesquelles sont mémoriser des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables d'un premier paramètre de soudage et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage, ledit procédé comportant les étapes de : (a) sélectionner au moins une valeur souhaitée d'un premier paramètre de soudage, (b) comparer la valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée à l'étape (a) par l'opérateur à des informations mémorisées par lesdits moyens de mémorisation, (c) déterminer, à partir de la comparaison de l'étape (b), au moins une valeur de deuxième paramètre de soudage correspondant à ladite valeur dudit premier paramètre de soudage sélectionnée, (d) afficher ou indiquer à l'opérateur au moins ladite valeur de deuxième paramètre de soudage déterminée par les moyens de comparaison de paramètres. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le premier paramètre de soudage correspond à une valeur de vitesse de dévidage de fil. 13. Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'à l'étape (b), on compare la valeur dudit premier paramètre de soudage à des informations donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre et plusieurs valeurs d'au moins un deuxième paramètre de soudage, de préférence ledit deuxième paramètre de soudage est choisi parmi l'épaisseur à souder et/ou la tension de soudage et/ou un repère de position (6) d'un moyen de réglage (4) de la tension. 14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de sélectionner au moins un paramètre supplémentaire choisi parmi le type de fil de soudage, notamment le diamètre et/ou la nature du fil, et le type de gaz ou de mélange gazeux à utiliser. 15. Procédé selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'à l'étape (b), on compare la valeur dudit premier paramètre de soudage à des informations mémorisées donnant des correspondances entre plusieurs valeurs sélectionnables dudit premier paramètre et plusieurs valeurs : - d'au moins un deuxième paramètre de soudage choisi parmi l'épaisseur à souder et/ou la tension de soudage et/ou un repère de position (6) d'un moyen de réglage (4) de la tension, et - d'au moins un paramètre supplémentaire choisi parmi le type de fil de soudage, notamment le diamètre et/ou la nature du fil, et le type de gaz ou de mélange gazeux à utiliser. 16. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que les informations mémorisées se présentent sous forme de barèmes de correspondances, en particulier des tableaux, des courbes ou analogues. 17. Procédé de soudage MIG-MAG avec apport de fil fusible et mise en oeuvre d'une protection gazeuse, dans lequel on utilise un poste selon l'une des revendications 1 à 10. 18. Procédé de soudage MIG-MAG avec apport de fil fusible et mise en oeuvre d'une protection gazeuse, dans lequel on règle le poste de soudage en utilisant le procédé de réglage selon l'une des revendications lia 16.