Brevet FR2858572A1 — publié le 20050211

La présente invention concerne un dispositif portatif permettant d'améliorer la productivité d'un 5 atelier de soudage à l'arc électrique grâce à une bonne connaissance du temps de marche d'un poste de soudage sur une période de temps donnée. Actuellement, la plupart des générateurs de soudage se règlent à l'oreille . En effet, la tension du poste 10 se règle par des potentiomètres dont la valeur théorique est généralement éloignée de la tension réelle (tension arc allumé). Par ailleurs, l'intensité, liée à la vitesse de fil ne donne sur 95% des générateurs de soudage aucune valeur 15 de l'intensité qui est réelle. Partant de ce constat, pour mettre en place des modes opératoires dans les ateliers de soudage, il faut, pour que l'opérateur puisse se conformer aux modes opératoires de soudage, lui permettre de visualiser ces 20 deux paramètres. Le facteur de marche, c'est-à-dire, le temps réel d'arc allumé, est une notion que la plupart des ateliers de soudage n'ont pas. Ce facteur de marche est pourtant la seule valeur permettant de connaître le coût d'un 25 cordon de soudage. En effet, un facteur de marche bas permet souvent de faire apparaître des dysfonctionnements importants dans un atelier. Le problème qui se pose au plan industriel est alors l'amélioration du facteur de marche et de la mise en 30 place de modes opératoires de soudage dans les ateliers de soudage. La solution proposée par la présente invention est alors un dispositif portatif permettant de déterminer le facteur de marche d'au moins un générateur de courant alimentant au moins une torche de travail à l'arc électrique comportant: un boîtier formant carcasse externe, un ou plusieurs afficheurs permettant de fournir à 5 un opérateur au moins, une information de durée totale de mise sous tension du générateur de courant et une information de durée de travail à l'arc électrique en mettant en oeuvre le générateur et la torche de travail à l'arc, des moyens de mesure de tension et/ou d'intensité permettant de mesurer la tension et l'intensité du courant délivré par le générateur de courant, des moyens de traitement de signaux coopérant avec les moyens de mesure de tension et/ou d'intensité de 15 manière à de déterminer une valeur du facteur de marche du générateur pendant une durée donnée. Selon le cas, le dispositif selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les moyens de mesure de tension et/ou d'intensité comprennent une pince d'intensité apte à déterminer l'intensité du courant au niveau de la torche de soudage; une pince de masse apte à venir se raccorder à une masse, en particulier à une pièce de travail, et une 25 pince de phase apte à venir se raccorder sur une borne (+) du circuit électrique, en particulier au niveau de la borne (+) d'un dévidoir de fil de soudage; - des moyens de traitement de signaux comprennent au moins une carte électronique; - il comporte une alimentation en courant secteur; - le boîtier comporte des moyens de raccordement permettant de recevoir un ou plusieurs connecteurs de configuration réciproque ou complémentaire pour relier la pince d'intensité, la pince de masse et la pince de phase 35 audit boîtier; - il comporte une poignée de portage; - il comporte, en outre, un afficheur de tension pour afficher au moins une valeur de tension et/ou un afficheur d'intensité pour afficher au moins une valeur d'intensité ; - il comporte, en outre, un afficheur de durée de présence opérateur permettant d'afficher une information de durée de soudage et/ou une information relative au nombre de points de soudage et/ou de cordons de soudage 10 réalisés pendant une durée donnée. L'invention concerne aussi l'utilisation d'un dispositif selon l'invention pour déterminer le facteur de marche d'un ou plusieurs postes de soudage pendant une durée donnée, de préférence plusieurs postes de soudage. 15 Le dispositif de l'invention peut être adapté ou raccordé à tous les générateurs ou postes de soudage à l'arc existant, en particulier les postes de soudage semi-automatique utilisés manuellement, et permet de déterminer avec précision le facteur de marche de chaque 20 générateur de courant de soudage, sur une période de temps donnée (secondes, minutes, heures, jours...) sélectionnée par l'opérateur, c'est- à-dire le temps effectif de mise sous tension du générateur par rapport au temps d'arc pendant lequel un arc électrique est 25 généré par une torche de soudage alimentée en courant par ledit générateur de courant de soudage, ou encore, autrement dit, le facteur d'utilisation de l'appareil de soudage. Le dispositif de l'invention permet, en outre de 30 pouvoir établir, pour une fabrication donnée, des descriptifs de mode opératoire et de pouvoir également vérifier que les paramètres (tension, intensité) sont corrects par simple examen visuel d'afficheurs placés sur le dispositif. Le temps de marche obtenu grâce au dispositif de l'invention peut ensuite être comparé au temps de mise sous tension du générateur de soudage, par exemple tout au long d'une ou plusieurs journées de travail. L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée qui va suivre faite en références à la figure annexée représentant un dispositif selon l'invention. Le dispositif portatif de la figure se compose 10 notamment d'un boîtier 1 ou coffret formant carcasse externe, muni d'une poignée de portage 2 et d'un câble 3 d'alimentation électrique avec prise de raccordement au secteur (220 V par exemple). Le boîtier 1 porte un afficheur de tension 4 permettant d'indiquer les valeurs 15 de tension jusqu'à une valeur maximale, par exemple jusqu'à 60 volts ou plus, et un afficheur d'intensité 5 permettant d'indiquer l'intensité du courant jusqu'à une valeur d'ampérage maximale, par exemple jusqu'à 600 A. Le boîtier 1 comprend, par ailleurs, un compteur de 20 temps total 6 permettant d'indiquer la durée totale de mise sous tension d'un générateur, un compteur de temps partiel 7 apte à indiquer la durée de présence de l'opérateur, et un compteur de temps d'arc 8 pour indiquer la durée pendant laquelle un arc électrique est 25 allumé, c'est-à-dire la durée de soudage effectif. La mise sous tension électrique du boîtier 1 se fait via l'interrupteur 1 de mise sous tension. Le boîtier 1 comprend, en outre, un système 10 de remise à zéro (RAZ) des compteurs, un système d'arrêt 30 d'urgence 11 du type à coup de poing , ainsi que des moyens de raccordement, tels un connecteur 14 ou analogue, sur lesquels viennent se raccorder, d'une part, une pince 12 d'intensité par l'intermédiaire d'un câble de raccordement 13 et, d'autre part, une pince 16 à 35 raccorder à la borne de sortie (+) du dévidoir de fil et une pince 15 de prise de masse (-) sur la pièce via des câbles électriques 17 respectifs. La pince 12 ampère métrique sert à mesurer l'intensité du courant au niveau de la sortie du faisceau de la torche de soudage. De manière optionnelle, on peut également prévoir un compteur du nombre de cordons de soudage permettant d'afficher et/ou mémoriser un nombre de cordons de soudage réalisés; des moyens de temporisation permettant 10 de fixer une durée minimum pour la réalisation d'un cordon de manière à séparer cordons et pointage qui seront comptabilisés sur un compteur séparé ; et/ou des moyens de contact pour automate robotisé. Les différents signaux (intensité, tension...) et 15 temps mesurés sont traités par une carte électronique classique de manière à déterminer, puis à afficher l'ensemble des paramètres. Le temps de marche et le temps de soudage sont comptabilisés au moyen de deux compteurs horaires, de 20 préférence auto-alimentés et gardant leurs informations en mémoire après extinction de l'appareil. En outre, un système de comptage du nombre de points et de cordons de soudage avec afficheur est prévu sur l'appareil. En pratique, l'opérateur place la pince ampèremétrique sur le câble de masse ou sur la torche de son poste de soudure, la pince - de mesure tension sur la masse et la pince + sur le contact électrique de puissance de motodévidoir. Ensuite, il sélectionne 30 l'affichage du courant ou de la tension. Un témoin s'allume si l'appareil détecte une présence tension, un autre s'allume sur détection d'une présence courant et un troisième témoin indique que l'opérateur est en cours de soudage. Un des deux compteurs horaires sert à indiquer le temps de mise en marche de l'appareil, alors que le deuxième compteur totalise le temps de soudage. Le système de décomptage comprend deux paramètres, à savoir le nombre de points et le nombre de cordons. Chaque paramètre est réglable de 0 à 255. Un point est une action de soudage de 0.25 à 3 secondes. Un cordon est une action de soudage supérieure à 3 secondes. Un bouton début permet de commencer le comptage du 10 nombre de points. Si le total du nombre de points et de cordons n'est pas correct, un voyant s'allume, un signal sonore retentit et une information de type contact sec est générée par un relais. Un dispositif portatif conforme à l'invention a été utilisé pour déterminer le facteur de marche d'un atelier de soudage comprenant 80 postes de soudage manuel, ainsi que la moyenne des facteurs de marche de l'atelier. Les résultats obtenus donnent des facteurs de marche 20 qui varient entre 15 % et 38 % selon le produit soudé. Au vu de ces résultats, pour les postes de soudage ayant un facteur de marche faible, il est alors possible d'améliorer, selon le produit, les paramètres de soudage, l'outillage, les étapes de parachèvement, de préparation 25 des pièces ou de manutention, l'organisation des compartiments de soudage et la formation des soudeurs de manière à améliorer ledit facteur de marche. Revendications 1. Dispositif portatif permettant de déterminer le facteur de marche d'au moins un générateur de courant 5 alimentant au moins une torche de travail à l'arc électrique comportant: - un boîtier (1) formant carcasse externe, - un ou plusieurs afficheurs (6, 8) permettant de fournir à un opérateur au moins: 10. une information de durée totale de mise sous tension du générateur de courant et une information de durée de travail à l'arc électrique en mettant en oeuvre le générateur et la torche de travail à l'arc, - des moyens de mesure de tension et/ou d'intensité (12, 13, 15, 16, 17) permettant de mesurer la tension et l'intensité du courant délivré par le générateur de courant, - des moyens de traitement de signaux coopérant 20 avec les moyens de mesure de tension et/ou d'intensité (12, 13, 15, 16, 17) de manière à de déterminer une valeur du facteur de marche du générateur pendant une durée donnée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé 25 en ce que les moyens de mesure de tension et/ou d'intensité (12, 13, 15, 16, 17) comprennent: - une pince d'intensité (12, 13) apte à déterminer l'intensité du courant au niveau de la torche de soudage, - une pince de masse (15, 17) apte à venir se 30 raccorder à une masse, en particulier à une pièce de travail, et - une pince de phase (16, 17) apte à venir se raccorder sur une borne (+) du circuit électrique, en particulier au niveau de la borne (+) d'un dévidoir de fil de soudage. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les des moyens de traitement de signaux comprennent au moins une carte électronique. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation en courant secteur (3). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 4, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte des moyens de raccordement (14) permettant de recevoir un ou plusieurs connecteurs de configuration réciproque ou complémentaire pour relier la pince d'intensité (12, 13), la pince de masse (15, 17) et la pince de phase (16, 17) 15 audit boîtier (1). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une poignée de portage (2). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 20 6, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un afficheur de tension (4) pour afficher au moins une valeur de tension et/ou un afficheur d'intensité (5) pour afficher au moins une valeur d'intensité. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25 7, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un afficheur de durée de présence opérateur permettant d'afficher une information de durée de soudage et/ou une information relative au nombre de points de soudage et/ou de cordons de soudage réalisés pendant une durée donnée. 30 9. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 pour déterminer le facteur de marche d'un ou plusieurs postes de soudage pendant une durée donnée, de préférence plusieurs postes de soudage.