Brevet FR2879950A1 — publié le 20060630

La présente invention concerne le domaine du soudage, et plus particulièrement un système d'écran destiné à être fixé sur une buse de soudage automatisé. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Les processus de soudage, qu'il s'agisse de procédés MIG, MAG, ou de soudo-brasage, donnent lieu à des projections de métal en fusion au fur et à mesure de la progression de la buse de soudage, lesquelles projections retombent en partie sur les pièces à souder, et :LO forment des aspérités plus ou moins importantes qui adhèrent auxdites pièces. Lorsque les pièces à souder sont des éléments de carrosserie de véhicules automobiles, il va de soi que l'état de surface exigé est in-compatible avec la présence de telles aspérités, ce qui oblige à effectuer des opérations de reprise par ponçage ou polissage, afin de faire disparaître les aspérités avant les étapes ultérieures de peinture. Ceci est indispensable, car les aspérités seraient alors susceptibles de générer des cloques ou des cuvettes, obligeant à une reprise complète de la pièce. Ces inconvénients sont d'autant plus importants que les sou-dures sont de grandes dimensions. Les opérations de reprise visant à supprimer les aspérités indésirables sont soit de type mécanique, par exemple avec un polissage ou un ponçage, soit de type électrochimique. Pour les reprises de type électrochimique, on pourra se référer au document WO-A-2004/003260. On a également proposé des systèmes d'écran agen- cés pour être fixés sur une buse de soudage, ces écrans étant rigides et essentiellement destinés à protéger les buses de soudage contre les éclaboussures. On pourra par exemple se référer aux documents US-A-5 796 070 et US-A-3 597 576. On a également proposé de contrôler le courant électrique alimentant le dispositif de soudage, et en particulier d'utiliser du courant pulsé. C'est ainsi que le document US-A-6 723 956 enseigne d'alimenter le fil d'apport en impulsions de courant qui sont détermi-_LO nées en fonction de la vitesse d'alimentation en métal d'apport, ceci pour diminuer les éclaboussures lors du processus de soudage. Cette approche, par contrôle du courant alimentant les électrodes, est certes intéressante, mais implique des installations généralement très encombrantes. Par suite, seules les installations de très grandes dimensions peuvent être raisonnablement équipées de tels équipements. Il a également été proposé des techniques de soudage automatique submergé, c'est-à-dire entièrement submergé sous une épaisseur de sable pour souder de très fortes épaisseurs. Une telle technique est cependant limitée par les contraintes considérables de l'organisation d'un lit de sable. De plus, l'état de surface obtenu en finale n'est pas toujours parfait, de sorte que l'on ne peut totalement écarter les opérations de reprise pour nettoyer la surface avant un processus ultérieur de peinture. On a également proposé de pulvériser un liquide sur les pièces à souder avant le processus de soudage, afin d'éviter l'accrochage de particules de métal en fusion sur la surface. Cependant, une telle projection de liquide est en général incompatible avec un processus ultérieur de peinture. Il est à noter qu'une projection préliminaire de liquide de protection a égale- ment été proposée pour protéger la buse elle-même, ceci pour éviter les cycles de nettoyage des buses, mais, dans ce cas, le liquide de projection n'a aucun effet pour limiter les projections de métal en fusion lors du processus de soudage. Enfin, il a été proposé un système intégré qui pulvérise un liquide unique et en continu dans le gaz de protection, afin de réduire les effets de projection au minimum de 50 % sur les aciers soudés et de 95 % dans les torches à souder. Le liquide utilisé est cer- tes compatible avec les gaz tels que le gaz carbonique ou l'argon, et pour les aciers carbone, galvanisés, in-oxydables et autres, mais il n'en reste pas moins que ce liquide de lubrification affecte grandement tout processus ultérieur de peinture. De ce fait, même si les projections sont diminuées, il est quand même nécessaire d'effectuer une reprise avant de passer au processus ultérieur de peinture. OBJET DE L'INVENTION La présente invention a pour objet de concevoir un système d'écran ne présentant pas les inconvénients précités, et en particulier évitant les opérations de reprise tout en étant parfaitement compatible avec un processus ultérieur de peinture des pièces soudées. DEFINITION GENERALE DE L'INVENTION Le problème précité est résolu conformément à l'invention grâce à un système d'écran destiné à être fixé sur une buse de soudage automatisé, qui est remarquable en ce qu'il comporte un soufflet déformable fixé directement par son extrémité proximale sur le corps de buse, et dont l'extrémité distale se prolonge par un bouclier thermique entourant l'extrémité du corps de buse et s'étendant au moins jusqu'à l'orifice de sortie dudit corps de buse de façon que le bord libre dudit bouclier thermique vienne au contact des pièces à sou- _LO der lors d'un processus de soudage. Ainsi, le système d'écran précité parvient à confiner tout l'espace environnant la buse, et par suite à éviter les projections de métal autour de la zone de soudage, grâce à la présence du bouclier thermique. De plus, le soufflet déformable est compatible avec des opérations de soudage dans des directions très diverses d'axes de buse, en particulier dans des directions qui ne sont pas orthogonales au plan des pièces à souder. Il est particulièrement avantageux de prévoir que le bouclier thermique comporte une garniture de protection recouvrant au moins en partie la paroi intérieure du bouclier thermique en s'étendant au moins jusqu'au voisinage du bord libre dudit bouclier thermique. Conformément à un premier mode de réalisation, la garniture de protection est un manchon en matériau tissé fixé, en particulier collé, contre la paroi intérieure du bouclier thermique. Avantageusement alors, le manchon de protection en matériau tissé enveloppe le bord libre du bouclier thermique, et se prolonge par une partie retournée et cousue enveloppant en partie la paroi extérieure dudit bouclier thermique. En particulier, le manchon de protection en matériau tissé est revêtu sur sa couche ex- terne, d'au moins une couche d'enduction, et ledit manchon pourra être réalisé à partir d'un tissu à base de fibres de verre. Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, la garniture de protection est une bague rigide fixée, en particulier collée, contre la paroi intérieure du bouclier thermique. De préférence, la bague de protection est réalisée en céramique, ou en métal tel que bronze ou alumine. On pourra prévoir que le bouclier thermique est de forme essentiellement cylindrique, et que son bord libre est une couronne s'étendant dans un plan transversal à l'axe dudit bouclier thermique. En variante, on pourra envisager que le bouclier thermique, de forme essentiellement cylindrique, pré-sente un bord libre qui n'est pas plan, mais est par exemple biseauté en deux demi-couronnes formant un dièdre. La conformation adaptée du bord libre du bouclier thermique permet ainsi de préserver le confinement que l'on obtenait aisément avec des pièces planes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux figures des dessins annexés où : - la figure 1 est une vue en élévation, avec demi-coupe axiale, illustrant un système d'écran conforme à l'invention, ici équipé d'une garniture de protection réalisée sous forme d'un manchon en matériau tissé ; - la figure 2 illustre à échelle très agrandie le détail II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe illustrant le système d'écran précité monté sur une buse de soudage 10 automatisé ; - la figure 4 est une vue en élévation, avec demi-coupe axiale, d'un système d'écran conforme à une variante de réalisation, dans laquelle la garniture de protection est une bague interne rigide; - la figure 5 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 3, montrant le système d'écran de la figure 4 monté sur une buse de soudage automatisé ; la figure 6 illustre une autre variante dans laquelle le bord libre du bouclier thermique n'est pas plan, mais est biseauté pour former un dièdre; - la figure 7 est une vue en perspective de la bague de protection équipant:Le système d'écran de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION. Les figures 1 à 3 illustrent un système d'écran conforme à l'invention destiné à être fixé sur une buse faisant partie d'un poste de soudage automatisé noté 1. La buse de soudage comporte un corps de buse 2, dont l'extrémité 3 est effilée, le bord libre noté 4 dudit corps de buse présentant l'orifice de sortie des gaz associés au processus de soudage concerné. L'axe central de la buse de soudage est noté X. Le système d'écran conforme à l'invention présente la référence générale 10, et il comporte un soufflet déformable 11 qui est fixé directement par son extrémité proximale 12 sur le corps de buse 2. Sur la figure 3, on constate que l'extrémité proximale 12 est une partie cylindrique enfilée sur le corps de buse 2, et que cette partie est maintenue sur ledit corps de buse grâce à un collier 50 qui est serré par une vis de serrage 51 de type conventionnel. Le soufflet 11 présente une partie centrale constituée de spires 14, de préfé- rence au moins deux spires, permettant à la fois de confiner l'espace intérieur noté 100 du système d'écran 10, et de conférer une souplesse d'orientation pour l'axe X du corps de buse. Sur la figure 3, on a illustré un axe X qui est incliné par rapport à une direc- tion V qui est perpendiculaire au plan des pièces à souder Pl, P2. Cette inclinaison pourra d'ailleurs être double, c'est-à-dire selon deux plans orthogonaux perpendiculaires au plan des pièces à souder. L'extrémité distale 13 du soufflet déformable 11 se prolonge par un bouclier thermique 15 entourant l'extrémité du corps de buse et s'étendant au moins jusqu'à l'orifice de sortie 4 dudit corps de buse, de façon que le bord libre noté 16 dudit bouclier thermique vienne au contact des pièces à souder P1, P2 lors d'un processus de soudage. Le bouclier thermique 15 comporte par ailleurs une garniture de protection 18 qui recouvre au moins en partie la paroi intérieure dudit bouclier thermique, en s'étendant au moins jusqu'au voisinage du bord libre 16. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, la garniture de protection 18 est un manchon en matériau tissé fixé, en particulier par collage, contre la paroi intérieure du bouclier thermique 15. En l'espèce, le manchon de protection 18 recouvre toute la hauteur d'une jupe cylindrique 17 formant la paroi du bouclier thermique 15, par une portion 18.1 qui est collée contre la face en regard de la paroi 17, puis enveloppe par une partie 18.3 le bord libre 17.3 de la paroi 17, et se prolonge ici par une partie retournée et cousue 18.2 qui enveloppe en partie la face extérieure de la paroi 17, cette partie retournée présentant en l'espèce une hauteur d'environ moitié de la hauteur du bouclier thermique. Le manchon de protection 18 avantageusement réalisé à partir d'un tissu à base de fibres de verre. De préférence, ainsi que cela est mieux visible sur le détail de la figure 2, le manchon de protection 18 en matériau tissé est revêtu, sur sa couche externe, d'au moins une couche d'enduction 19, ceci pour éviter tout effilochage des brins constitutifs du tissu lors d'un frottement, tant au niveau du bord libre venant au contact des pièces à souder, qu'au niveau de la couture passant dans la partie externe du manchon de protection 18. On pourrait prévoir un enveloppement du seul bord libre du bouclier thermique 15 par le manchon de protection 18 en matériau tissé, donc sans retournement externe, mais un tel mode de réalisation serait moins favorable, car plus vulnérable à l'usure et avec un risque d'arrachement. Dans la pratique, on utilisera un corps unitaire formant le soufflet 11 et la partie formant jupe 17 du bouclier thermique 15, ce corps unitaire étant réalisé en élastomère adéquat résistant aux hautes températu- res, avec de préférence un garnissage de la paroi in-terne dudit corps par un tissu de protection collé en aramide ou équivalent. Sur la figure 3, on a représenté des pièces à sou-der Pl, P2 qui sont planes et coplanaires, mais la sou- plesse des matériaux constitutifs du bouclier thermique 15, avec son bord libre 16 venant au contact des pièces à souder, permet de s'adapter à de légères variations par rapport à un plan unique, par exemple une légère bosse, ou un dièdre très ouvert. On va maintenant se référer aux figures 4 et 5, qui illustrent un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel la garniture de protection n'est plus constituée par un manchon en matériau tissé, mais par une bague rigide. On distingue en effet une bague 118, qui est fixée, en particulier par collage, contre la paroi intérieure du bouclier thermique 15. Cette bague de protection 118 sera de préférence réalisée en céramique, ou en métal adéquat tel que bronze ou alumine. De préférence, le bord libre inférieur noté 118.3 de la bague rigide 118 sera disposé sensiblement au ni-veau du bord libre 17.3 de la jupe 17, afin d'éviter tout risque d'attaque ou d'usure de la partie tricotée formant la couche d'enduction du corps unitaire consti- tué par le soufflet 11 et la jupe 17 du bouclier thermique 15. L'utilisation d'une telle bague rigide 118 est avantageuse sur le plan de la tenue dans le temps, mais induit plus de contraintes. Dans la pratique, on prévoira une bague dont la hauteur correspond sensiblement à la moitié de la hauteur de la jupe 17. On pourrait certes prévoir une hauteur supérieure, pour arriver à une garniture quasicomplète des parois intérieures de la jupe 17, mais on risquerait alors d'aboutir à un écran très pesant. Dans les figures qui précèdent on a illustré les pièces à souder Pl, P2 agencées selon une disposition parfaitement plane. Cependant, il existe des situations, en particulier pour des panneaux de carrosserie automobiles, dans lesquelles le cordon de soudure doit se situer au niveau de l'arête d'un dièdre relativement prononcé. Dans ce cas, si l'on utilise un bouclier thermique cylindrique dont le bord libre 16 est une couronne s'étendant dans un plan transversal à l'axe, l'espace intérieur 100 n'est plus correctement confiné, et l'on risque de voir s'échapper des projections de métal par les ouvertures ainsi générées. Il est alors intéressant de prévoir, conformément à une autre variante de l'invention, d'utiliser un bou- clier thermique 15 de forme essentiellement cylindri- que, dont le bord libre 16 n'est pas plan, mais est par exemple biseauté en deux demi-couronnes formant un dièdre. Cette variante est illustrée aux figures 6 et 7, où l'on distingue une bague 118' dont le bord inférieur 118'.3 est constitué par deux demicouronnes elliptiques situées dans deux plans formant un dièdre dont l'ouverture correspond précisément à l'angle du dièdre formé par les pièces Pi, P2 à souder. La figure 7 per- met de mieux se représenter la géométrie particulière de la bague de protection 118' ainsi réalisée. Il est aisé de comprendre que la forme biseautée permet de confiner l'espace intérieur 100 comme c'était le cas pour les pièces à souder P1, P2 agencées dans un plan commun. La fermeture de l'espace 100 est importante, non seulement pour éviter le passage de projections en métal en fusion lors du soudage, mais aussi pour le con-finement des gaz environnant la zone de soudage, un tel confinement étant de surcroît favorable pour la qualité des soudures réalisées. On est ainsi parvenu à réaliser un système d'écran à la fois simple et aisé à monter sur une buse de soudage automatisé, conférant une protection très efficace contre les projections de métal en fusion, évitant ainsi toute formation d'aspérités nécessitant des opérations de reprise, tout en étant parfaitement compatible avec un processus ultérieur de peinture des pièces as-semblées par soudage. L'invention n'est pas limitée aux modes de réali- sation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut. 13 REVENDICATIONS 1. Système d'écran destiné à être fixé sur une buse de soudage automatisé, caractérisé en ce qu'il comporte un soufflet déformable (11) fixé directement par son extrémité proximale (12) sur le corps de buse, et dont l'extrémité distale (:L3) se prolonge par un bouclier thermique (15) entourant l'extrémité du corps de buse et s'étendant au moins jusqu'à l'orifice de sortie dudit corps de buse de façon que le bord libre (16) dudit bouclier thermique vienne au contact des pièces à souder lors d'un processus de soudage. 2. Système d'écran selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouclier thermique (15) comporte une garniture de protection (18; 118) recouvrant au moins en partie la paroi intérieure du bouclier thermique (15) en s'étendant au moins jusqu'au voisinage du bord libre (16) dudit bouclier thermique. 3. Système d'écran selon la revendication 2, caractérisé en ce que la garniture du protection (18) est un manchon en matériau tissé fixé, en particulier collé, contre la paroi intérieure du bouclier thermique (15). 4. Système d'écran selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon de protection (18) en matériau tissé enveloppe le bord libre du bouclier thermique (15), et se prolonge par une partie retournée et cousue (18.2) enveloppant en partie la paroi extérieure dudit bouclier thermique. 5. Système d'écran selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon de protection (18) en matériau tissé est revêtu, sur sa couche externe, d'au moins une couche d'enduction (19). 6. Système d'écran selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le manchon de protection (18) est réalisé à partir d'un tissu à base de fibres de verre. 7. Système d'écran selon la revendication 2, caractérisé en ce que la garniture de protection (118) est une bague rigide fixée, en particulier collée, contre la paroi intérieure du bouclier thermique. 8. Système d'écran selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague de protection (118) est réalisée en céramique, ou en métal tel que bronze ou alumine. 9. Système d'écran selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en que le bouclier thermique (15) est de forme essentiellement cylindrique, et son bord libre (16) est une couronne s'étendant dans un plan transversal à l'axe dudit bouclier thermique. 10. Système d'écran selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le bouclier thermique (15) est de forme essentiellement cylindrique, et son bord libre (16) n'est pas plan, mais est par exemple biseauté en deux demi-couronnes formant un dièdre.