Brevet FR2880830A1 — publié le 20060721

La présente invention concerne un dispositif permettant le positionnement précis, ergonomique et sécurisé des différents éléments mis en oeuvre lors de l'apprentissage de la soudure de tubes. L'une des grandes difficultés dans le processus d'apprentissage de la soudure de tubes métalliques, réside dans le positionnement et le maintien des éléments à assembler pendant la réalisation du cordon de soudure. Outre une sur-consommation d'ingrédients et matériaux liée aux conditions habituelles d'apprentissage et aux chutes de l'ouvrage en cours, ces difficultés sont directement à l'origine de nombreux accidents d'atelier. Le dispositif n'a cependant aucune incidence sur la qualité proprement dite du travail réalisé par l'apprenti, dans la mise en oeuvre de ses connaissances et du savoir-faire permettant de mesurer ses acquis. Son utilité économique, sa facilité de mise en oeuvre et la sécurité de fonctionnement sont optimales tant comme support d'apprentissage que comme support lors du passage des licences ou examens sanctionnant cet apprentissage. Le support entièrement métallique se compose d'un mât vertical sur lequel vient s'adapter une potence horizontale, orientable, multidirectionnelle, munie d'un bras permettant de positionner les tubes éprouvettes à assembler dans toutes les positions nécessaires tant à l'apprentissage qu'à l'examen du métier de soudeur. Les pièces peuvent être bloquées en position, selon les prescriptions et paramètres liés aux différentes phases d'examen, sans aucune possibilité de fraude et avec une sécurité optimale. Les dessins annexés illustrent l'invention: La Fig. 1 représente la potence ins ee le mât principal La Fig. 2: le bras articulé supportant un plateau de soudure avec les demi-éprouvettes Les Fig. 2a, 2b, 2c: les différentes positions angulaires du bras articulé La Fig. 3: un appareil de soudure protection gaz pour tubes de 4 à 1 pouces La Fig. 4: un appareil de soudure protection gaz pour tubes de 6 à 3 pouces En référence à ces dessins, le dispositif comporte: Un mât principal, constitué d'un tube métallique (3) fixé sur une base (2) elle-même soudée sur une platine (1). Une platine (1) qui peut être stabilisée par fixation sur un trépied spécifique ou, sur une base plane stable (table d'établi) Une bague de serrage (4) coulissant sur ce tube (3) permet le positionnement de la potence (8) à la hauteur désirée, à l'aide de sa vis pointeau (5, 6, 7). Une potence (8), constituée de deux tubes soudés perpendiculairement: la partie verticale coulissant et pivotant sur le mât (3) est positionnée en hauteur par appui sur la bague (4) et sécurisée par sa vis pointeau de blocage (9, 10, 11), assurant en outre le positionnement axial autour du mât (3), qui peut se faire sur 360 . Un bras articulé (12) vient à son tour coulisser et pivoter sur la partie horizontale de la potence (8). Ce bras permet le positionnement et le maintien sous tous les angles des éprouvettes de soudure (37) utilisées tant pour l'apprentissage que pour les examens et licences. Il est constitué d'une partie tubulaire (12) qui vient coulisser et pivoter sur le tube horizontal de la potence (8). Un ergot (13) permet de maintenir le tube (12) et d'en bloquer la rotation. Une vis pointeau (16, 17, 18) permet de bloquer ce tube (12) en position sur la potence (8). Une chaîne de sécurité (14) fixée par deux vis (15) et (31), permet d'en limiter la course linéaire, interdisant sa sortie du support (8) et donc la chute accidentelle des pièces maintenues. Sur cette partie tubulaire du bras (12) est soudée une platine rectangulaire (23), comportant un axe (32) et 5 trous (33) de positionnement Une contre-platine (24) solidaire, elle, du puits (27), recevant les différents plateaux de soudage, pivote autour de l'axe (32) commun avec la platine (23) et comporte deux ergots (25) se positionnant dans deux des 5 trous (33) de la platine (23), de façon à assurer un positionnement stable et sécurisé du bras. Après positionnement des ergots (25) de la contre-platine (24) dans deux des trous (33) de la platine (23), l'axe (32) est vissé sur un écrou (34) solidaire de la platine (23) et un écrou (35) + contre-écrou (36) permet de maintenir solidaires les deux platines (23, 24) tout en assurant le blocage anti-triche. Le choix des deux trous (33) dans lesquels sont insérés les ergots (25) détermine l'angle de fixation du bras articulé dans les trois positions de base: vertical, horizontal ou 45 . Pour compléter la sécurité, la platine est équipée d'une butée (22) et la contre-platine (24) comporte un pan coupé à 45 retenant le bras articulé contre la butée, pour bloquer toute chute. Enfin, ce bras articulé se termine par un puits (27), soudé sur la contreplatine (24) L'axe (19) du plateau de soudage (20) vient s'adapter dans le puits (27) où il est bloqué au niveau de la gorge (21) par la vis pointeau (28, 29, 30) Lors des différentes phases d'apprentissage, il suffit de débloquer la vis pointeau (28,29,30) pour faire pivoter de quelques cm le plateau de soudage, ce qui permet à l'élève de corriger progressivement, les défauts liés à l'apprentissage et ses erreurs de reprise. Les éprouvettes (37) à souder sont positionnées sur ce plateau de soudage Le haut du mât (3) peut recevoir un 2ème plateau de soudure (20) en attente De même, deux autres tubes (38, 39) soudés sur la platine (1), permettent de tenir en attente deux dispositifs de soudage "envers" protection gaz pré-montés pour la réalisation de soudures envers Cette disposition permet d'avoir deux dispositifs de soudage préparés et/ou de laisser refroidir un dispositif pendant que l'on travaille sur celui installé sur le bras. Dispositif de soudure "envers" sous pression gaz. Fig. 4: grands diamètres: de 6 à 3 pouces Cet appareil est constitué d'un axe (62) comportant une gorge de blocage (61) qui se positionne dans le puits cylindrique (27) du bras articulé (12) où il est maintenu bloqué 5 par la vis pointeau (28,29,30) Sur cet axe est soudée la 1 èie 1 /2 chambre gaz (inférieure) constituée d'un plateau (64) circulaire usiné de deux évidements (65 et 66) formant deux cuvettes concentriques permettant de positionner la demi-éprouvette inférieure (68) , selon dimension. Ces évidements permettent le maintien en place des '/2 éprouvettes et le contrôle de la pression adéquate du gaz pour la soudure des métaux qui comme l'inox, se rétractent lors de la soudure. Un petit tube d'admission (63) traversant la base du plateau inférieur (64), permet d'insuffler le gaz approprié dans la chambre constituée par les deux 1/2 éprouvettes(69,70) serrées et fixées entre les deux plateaux (64 et 67). La 2eme demi-chambre (supérieure) constituée d'un plateau (72) usiné comme le plateau (64) de deux évidements (73, 74) vient coiffer la demiéprouvette supérieure (70). Un tube de guidage et de serrage (68) est soudé dans l'axe de ce plateau (64). Un petit tube (78) traversant la base du plateau supérieur (72) sert d'évent pour l'échappement du gaz lors de la phase finale de réalisation du cordon de soudure. Le débit de cet évent peut être réglé grâce à la valve (79) et sa vis de fermeture (80). Une tige centrale filetée (76) traverse dans l'axe l'ensemble du montage pour se visser, avec l'écrou papillon (77) sur la face intérieure du plateau (64), sur l'écrou (67) soudé au fond du puits de guidage (68). Un écrou papillon (75) vient serrer ce montage au-dessus du plateau supérieur (72), permettant de bloquer les éprouvettes à souder (69) et (70) en position adéquate. Pour les soudures des métaux se rétractant sous l'effet de la chaleur, comme l'inox, cet écrou (75) permet en outre de resserrer le montage pour rattraper le jeu et maintenir le dispositif en sécurité. L'écartement des deux demi-éprouvettes (69) et (70) est assuré par pointage en croix de 30 quatre appendices calibrés (71) Dispositif de soudure "envers" sous pression gaz. Fig. 3: petits diamètres: tubes de 4 à 1 pouces Cet appareil est constitué d'un axe (41) comportant une rainure de blocage (40) qui se positionne dans le puits cylindrique (27) de la contre-platine (24) où il est maintenu bloqué 35 par la vis pointeau (28, 29, 30) Sur cet axe est soudée la lere 1/2 chambre gaz (inférieure) constituée d'un plateau circulaire (43) usiné de deux évidements (44) et (45) formant deux cuvettes concentriques dans lesquelles sont positionnées les demi- éprouvettes (48 et 49), selon leur dimension. Ces évidements permettent le maintien en place des '/2 éprouvettes et le contrôle de la pression adéquate du gaz pour la soudure des métaux qui comme l'inox, se rétractent lors de la soudure. Un petit tube d'admission (42) traversant la base du plateau inférieur (43), permet d'insuffler le gaz approprié dans la chambre constituée par les deux 1/2 éprouvettes 5 (48 et 49) serrées et fixées entre les deux plateaux (43 et 50). La 2ème demi-chambre (supérieure), constituée d'un plateau (50) usiné comme le plateau (43) de deux évidements (51 et 52) vient coiffer la demiéprouvette supérieure.(49) Un tube de guidage et de serrage (53) est soudé dans l'axe de ce plateau (50). Un petit tube (54) traversant la base du plateau supérieur (50) sert d'évent pour l'échappement du gaz lors de la phase finale de réalisation du cordon de soudure. Le débit de cet évent peut être réglé grâce à la valve (55) et sa vis de fermeture (56). Une tige centrale filetée (58) traverse dans l'axe l'ensemble du montage pour se visser avec l'écrou papillon (59) sur la face intérieure du plateau (43), sur l'écrou (46) soudé au fond du puits de guidage (47). Un écrou papillon (57) vient serrer ce montage au-dessus du tube de guidage (53) du plateau supérieur (50), permettant de bloquer les éprouvettes à souder (48 et 49) en position adéquate. Pour les soudures des métaux se rétractant sous l'effet de la chaleur, comme l'inox cet écrou (57) permet en outre de resserrer le montage pour rattraper le jeu et 20 maintenir le dispositif en sécurité. L'écartement des deux demi-éprouvettes à souder (48 et 49) est assure per pointage en croix de quatre appendices calibrés (60). Le dispositif de cette invention est destiné à Papprentissage et aux examens du métier de soudeur Revendications 1) Support de fixation et maintien de tubes à souder caractérisé en ce qu'il comporte un mât vertical (3) sur lequel s'adapte une potence (8) équipée d'un bras articulé orientable (12), pouvant recevoir soit un plateau de soudage (20), support d'éprouvettes de soudure (37), soit des chambres de gazage (43, 50) et (64, 72) pour la réalisation de soudures "envers" 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mât vertical (3) constitué d'un tube métallique (3) est soudé sur une platine support (1) comportant en outre deux puits supports,(38 et 39) une bague de serrage (4) permet de positionner la potence (8) sur le mât. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la potence (8) est constituée de deux tubes métalliques soudés à angle droit, la partie verticale coulissant et pivotant autour du mât vertical (3)où elle est bloquée en position par un ergot (13)et une vis pointeau (9,10,11); la partie horizontale recevant le bras articulé orientable (12) 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras articulé (12) est constitué d'un tube horizontal qui coulise et pivote sur le tube horizontal de la potence (8) et comporte une vis pointeau de serrage (17, 18,19) 5) Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le tube horizontal du bras (12) comporte une fente s'adaptant sur l'ergot (13) permettant son blocage en rotation et en position sur la potence (8) 6) Dispositif selon les revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce que le tube horizontal du bras (12) comporte une chaîne de sécurité (14) limitant sa course linéaire, maintenue par 20 deux vis (15) et (31). 7) Dispositif selon les revendications let 4, caractérisé en ce que l'extrémité du tube horizontal du bras (12) comporte une platine rectangulaire (23) dont l'axe (32) et 5 trous (33) permettant le positionnement de la partie articulée du bras (12) 8) Dispositif selon les revendicationsl, 4 et 7, caractérisé en ce que la partie articulée du bras (12) comporte une contre-platine (24) dont l'axe est commun à celui de la platine (23). Deux ergots (25) s'encastrant dans deux des 5 trous (33) de la platine (23) permettent le positionnement de la contre-platine (24) et du bras articulé selon l'un des angles prévus. 9) Dispositif selon les revendications 1, 4, 7 et 8, caractérisé en ce que la contre-platine (24) comporte un angle coupé à 45 qui venant en appui sur la butée (22) de 30 la platine (23) assure le calage de sécurité du bras en position. 10) Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le bras articulé (12) comporte un puits (27) soudé sur la contre-platine (24) recevant l'axe (19) du plateau de soudage (20) qui vient en butée sur une tige cylindrique (26) soudée sur la contre-platine(24). Une vis pointeau (28,29,30) permet le blocage de l'axe (19) dans le puits (27) au niveau de la gorge (21) Il) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le support de soudage (20) recevant les éprouvettes de soudure (37), constitué d'un plateau circulaire (20) soudé sur un axe (19) dont l'extrémité comporte une gorge (21) permettant le blocage 12) Dispositif selon revendication 1 caractérisé par l'appareil de soudure "envers" sous pression gaz petits diamètres, se substituant au plateau de soudage simple (20) et en ce qu'il comporte un axe (40) avec une gorge (41) à son extrémité, permettant son blocage dans le puits (27) au moyen d'une vis pointeau (28, 29, 30). Sur cet axe (41) est soudé un plateau inférieur usiné (43) qui constitue la lère 1/2 chambre gaz, sur laquelle sont positionnées les deux 1/2 éprouvettes,(48, 49) puis le plateau usiné (50) de la 1/2 chambre gaz supérieure. L'ensemble est maintenu en position par une vis de serrage (58, 59) 13) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau inférieur(43) comporte deux évidements concentriques (44, 45) permettant le positionnement des éprouvettes (48) selon dimension, de 4 à 1 pouces. 14) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau inférieur(43) 15 comporte un petit tube d'admission (42) permettant d'insuffler le gaz approprié dans la chambre 15) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau inférieur(43) comporte un écrou (46) soudé dans l'axe au fond d'un puits de guidage (47) permettant le serrage de l'ensemble 16) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau supérieur (50) comporte deux évidements concentriques (51, 52) permettant le positionnement des éprouvettes (49), selon dimension, de 4 à 1 pouces. 17) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau supérieur (50)comporte un petit tube évent (54) terminé par une valve (55) et une vis de fermeture (56) 18) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce qu'une tige filtée (58), munie d'un écrou papillon (59) traverse dans l'axe le montage pour se visser au fond du puits de guidage (68) de la 1/2 chambre inférieure (47) et pour serrer grâce au contre-écrou (57) et au tube de réhausse et de guidage (53) l'ensemble du montage. 19) Dispositif selon revendication 1 caractérisé par l'appareil de soudure "envers" sous pression gaz "gros diamètres", se substituant au plateau de soudage simple (20) et en ce qu'il comporte un axe (62) avec une gorge (61) à son extrémité, permettant son blocage dans le puits (27) au moyen d'une vis pointeau (28, 29, 30). Sur cet axe (62) est soudé un plateau inférieur usiné (64) qui constitue la lére 1/2 chambre gaz, sur laquelle sont positionnées les deux 1/2 éprouvettes,(69, 70) puis le plateau usiné (72) de la 1/2 chambre gaz supérieure. L'ensemble est maintenu en position par une vis de serrage (76, 77) 20) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau inférieur (64) comporte deux évidements concentriques (65, 66) permettant le positionnement des éprouvettes (70) selon dimension, de 6 à 3 pouces. 21) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau inférieur(64) comporte un petit tube d'admission (63) permettant d'insuffler le gaz approprié dans la chambre 22) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau inférieur(64) 5 comporte un écrou (67) soudé dans l'axe au fond d'un puits de guidage (68) permettant le serrage de l'ensemble 23) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau supérieur (72) comporte 2 évidements concentriques (73, 74) permettant le positionnement des éprouvettes (70), selon dimension, de 6 à 3 pouces. 24) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce que le plateau supérieur comporte un petit tube évent (78) terminé par une valve (79) et une vis de fermeture (80) 25) Dispositif selon les revendications 1 et 12, caractérisé en ce qu'une tige filtée (76), munie d'un écrou papillon (77) traverse dans l'axe le montage pour se visser au fond du puits de guidage (68) de la 1/2 chambre inférieure (64) et pour serrer grâce au contre-écrou (75) T5 l'ensemble du montage.