Brevet FR2983752A1 — publié le 20130614

"AGENCEMENT DE SUPPORT DE BAIN DE FUSION" La présente invention concerne un agencement de support de bain de fusion pour le soudage d'une pièce sur 5 une tôle. Les supports de bain de fusion sont placés sous une tôle d'acier sur laquelle une pièce telle que, par exemple, un brin profilé d'une gâche d'un capot d'un véhicule doit être soudé avec apport de soudure MAG 10 (Métal Active Gaz). Il en résulte une fusion des parties assemblées. Si la tôle d'acier n'est pas soutenue pendant la période de chauffe, celle-ci se perce. Il est donc indispensable, notamment en mode robotisé de soudage, 15 d'utiliser un support de bain de fusion. Le support de bain de fusion comporte un bloc de cuivre pour assurer la conduction du courant de l'arc de soudage, formant un support de bain de fusion et pour assurer le refroidissement de la zone de chauffe pendant 20 la soudure. La tôle est destinée à reposer sur une face de pose du bloc de cuivre comportant au moins une zone de pose. Cependant, en raison de la température de soudage 25 qui est supérieure à 1400 °C, le support de bain de fusion est un consommable, c'est-à-dire la zone de pose sur laquelle la tôle prend appui pendant le soudage, est soumise à des phénomènes d'usure qui résultent en un abaissement du niveau de la zone de pose. 30 Pour compenser cet abaissement et notamment pour garantir néanmoins un contact permanent de la tôle, à l'endroit où la pièce doit être soudée, avec le bloc de cuivre, pour assurer à la fois la conduction de courant et le refroidissement, le serrage moyennant lequel la 35 pièce est maintenue en position sur la tôle pendant le soudage, peut être augmenté. Mais, ceci est insuffisant dans le temps car les zones de pose du support de bain s'usent. D'autre part, une augmentation sensible du serrage entraîne une déformation de la tôle et défavorise la maîtrise de la géométrie en ce qui concerne la précision de la position de la pièce sur la tôle. De plus, de telles irrégularités des zones de pose gênent l'accès de la buse de soudure pour réaliser un cordon en continu et provoquent des arrêts machines de l'installation de soudage. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités. Le but de l'invention est atteint avec un agencement de support de bain de fusion pour le soudage d'une pièce sur une tôle qui repose sur une face de pose du support de bain, comprenant des moyens de maintien en contact permanent de la face de pose avec la tôle au moins dans une zone de soudage. Selon l'invention, les moyens de maintien en contact 20 comprennent un dispositif de support du support de bain de fusion, qui est monté mobile pour assurer ledit contact permanent de façon autorégulée. La présente invention concerne également les 25 caractéristiques supplémentaires ci-après, considérées isolément ou selon toute combinaison techniquement possible : - le dispositif de support est monté mobile sensiblement perpendiculairement à la tôle ; 30 - le dispositif de support est monté mobile sous l'effet de moyens de rappel automatiques le rappelant dans la position dans laquelle il assure le contact entre la face de pose du support de bain de fusion et la tôle ; - le dispositif de support comprend au moins une 35 allonge supportant le support de bain de fusion et étant déplaçable perpendiculairement à la tôle sur une structure de support, sous l'effet des moyens de rappel ; - les moyens de rappel comportent un ressort ; - la structure de support comporte des organes permettant de limiter la course de l'allonge entre une hauteur minimale et une hauteur maximale du support de 5 bain de fusion ; - l'agencement comprend un appui pour la tôle ; - l'allonge est pourvue de moyens de refroidissement pour le support de bain de fusion ; - les moyens de rappel automatiques comportent des 10 moyens de réglage de l'effort de rappel ; - l'allonge est pourvue de moyens de fixation adaptés pour pouvoir fixer le support de bain de fusion sur elle de manière amovible. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention. La description est faite en référence aux dessins annexés dont 20 la figure 1 représente une coupe transversale d'un bloc de cuivre en bon état d'un support de bain avec une tôle posée sur ledit bloc, la tôle étant en contact avec les zones de pose du bloc de cuivre, la figure 2 représente les dispositions de la figure 25 1 avec un bloc de cuivre usé, la tôle n'étant pas en contact avec les zones de pose, la figure 3 représente le principe d'un support autorégulé de bain de fusion selon l'invention et la figure 4 représente un dispositif selon 30 l'invention en une vue latérale. L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, pour une application impliquant la fixation par soudage à arc avec apport de matière, d'une 35 pièce métallique sous la forme d'un brin profilé de la gâche d'un capot / dossier siège arrière, sur une tôle d'acier. La figure 1 représente, sous la forme d'une coupe transversale, le positionnement de deux parties 11, 12 d'un brin profilé 1 sur une tôle d'acier 2 reposant sur un bloc 3 qui constitue un support de bain de fusion pour le soudage du brin 1 sur la tôle 2 et qui est réalisé en cuivre pour assurer la conduction du courant de l'arc de soudage. Le brin 1 est placé sur des parties proéminentes 21, 22 de la tôle 2. Les parties de tôle 21, 22 sont destinées à reposer sur deux zones de pose 32, 33 de la surface supérieure 31 du bloc de cuivre 3, qui sont en saillie par rapport à la surface 31. Lorsque le bloc de cuivre est neuf ou pour le moins ne présente pas encore de traces d'usure, effectivement les parties proéminentes 21, 22 de la tôle 2 reposent sur, et sont donc en contact avec les zones de pose 32, 33 du bloc de cuivre 4 et le restant de la tôle 2 garde une certaine distance par rapport à la face de pose 31 du bloc de cuivre 3. Un soudage correct est possible. Cependant, comme le montre la figure 2, lorsque le bloc de cuivre 3 est usé, ses zones de pose 32, 33 ne sont plus au bon niveau, ce qui a pour conséquence que les parties proéminentes 21, 22 de la tôle 2 ne sont plus en contact avec les zones de pose 32, 33. Il y a donc un mauvais contact, voire aucun contact, électrique entre la tôle et le bloc de cuivre aux endroits de soudage et, de plus, il n'y a pas de refroidissement des zones de soudage sur la tôle. Pour remédier à cela, la présente invention propose, comme représenté sur le figure 3, de monter le bloc ce cuivre 3 sur un dispositif d'allonges mobile dont le rôle est de soulever le bloc de cuivre perpendiculairement à la surface des zones de pose au fur et à mesure qu'il s'use pour compenser l'abaissement du niveau de la surface des zones de pose et pour assurer ainsi un contact permanent entre la tôle et le support de bain de fusion. Ainsi, le bloc de cuivre 3, représenté par ses deux 5 zones de pose proéminentes 32, 33 et formant support de bain de fusion, est monté sur des allonges 4, ici une pour chaque zone de pose. Les allonges 4 sont montées mobiles perpendiculairement à la face de pose 31 du bloc de cuivre 3 et de cette manière aussi perpendiculairement 10 à la tôle 2 que la face de pose 31 recevra, comme l'indiquent les deux flèches à sens opposés figurant sur chaque allonge 4. Pour le soudage du brin 1 sur la tôle 2, le brin 1 est maintenu en position par des moyens de serrage 6 dont 15 l'effort de poussée est représenté par une flèche 61, et la tôle 2 est elle-même maintenue en appui sur un appui 5, par des moyens de serrage 7 dont l'effort de poussée est représenté par une flèche 71. De cette manière, la tôle 2 est positionnée et maintenue indépendamment du 20 support de bain de fusion. Chaque allonge 4 est constituée de cuivre et de chrome pour conduire le courant entre la torche de soudure et un bâti du dispositif, qui est relié à la masse de l'installation de soudage. De plus, chaque 25 allonge 4 comporte une entrée 45 et une sortie 46 pour un liquide de refroidissement permettant de refroidir le support de bain de fusion. Le fait que, selon une caractéristique supplémentaire de la présente invention, ce n'est pas le bloc de cuivre 3 mais l'allonge 4 qui est 30 refroidi, permet d'utiliser des blocs de cuivre 3 de moindres dimensions et donc moins coûteux et plus faciles à manipuler lors de leur remplacement. La figure 4 représente une installation de soudage 35 avec un dispositif de l'invention en une vue latérale simplifiée. L'installation comprend un bâti 8 avec une colonne 81 s'élevant sur un socle 82 et comportant un support 83 disposé à une hauteur par rapport au socle 82. Sur la colonne 81 est fixé un rail vertical 84 sur lequel est monté mobile, une cage à bille 85 solidaire de l'allonge 4. Grâce à cette disposition, l'allonge 4 est susceptible de se déplacer verticalement dans les deux sens entre des butées de limitation de course. Pour limiter vers le haut le déplacement, la cage à billes 85 comporte à son extrémité inférieure un élément de butée en L avec une branche vertical 86 et avec une branche horizontale 87 qui s'étend en dessous du rail 84 et comporte une vis de réglage 88 de la limite de la course de l'allonge 4 vers le haut. Le réglage est effectué de façon que le support de bain de fusion soit situé plus haut, par exemple entre 0,5 et 2 mm, que la tôle 2 reposant sur l'appui 5. A l'extrémité supérieure, la cage à billes 85 est pourvue d'un carter de protection 89 s'étendant au moins partiellement au-dessus du rail 84 pour protéger le rail 84 et la cage 85 des projections de soudage. Le carter de protection 89 fait en même temps office de butée haute pour limiter la course de la cage à billes 85 vers le bas. L'allonge 4 porte sur son extrémité supérieure le bloc de cuivre 3 qui y est fixé de manière amovible par un élément enfichable 41, avantageusement par une goupille. Pour faciliter le repérage sur la figure 4 par rapport à la figure 3, la surface inférieure d'une tôle 2 posée sur le bloc de cuivre 3 est représentée par une ligne en pointillées. La flèche à double tête rappelle la mobilité de l'allonge en montée et en descente. Afin d'obtenir l'effet recherché de l'invention, savoir un contact permanent du bloc de cuivre 3 avec la tôle 2, l'allonge 4 est poussée en permanence vers le haut par des moyens de rappel 9 comprenant un poussoir 91 avec un ressort hélicoïdal 92 qui s'appuie sur un élément d'appui 93 fixé sur le support 83 du bâti 8. L'élément 93 est monté sur le support 83 moyennant une tige filetée 94 ayant une extrémité libre en forme de carré ou hexagonale pour permettre le réglage de l'effort de poussée du ressort 92 avec une clé. Selon l'exemple représenté, l'allonge 4 est pourvue à l'extrémité opposée à celle portant le bloc de cuivre 10 3, d'une plaque 43 dans laquelle est fixé un pied fileté 44 servant de butée au poussoir 91. La présente invention apporte de nombreux avantages. L'invention assure un contact permanent entre le 15 support de bain de fusion et la tôle même si le cuivre s'use au niveau du support de bain de fusion et absorbe les défauts d'emboutissage de la tôle en acier. La durée de vie du support de bain de fusion est prolongee et la périodicité des travaux de maintenance 20 sur l'installation de soudage est augmentée, ce qui réduit le coût de maintenance. Le refroidissement du support de bain de fusion est amélioré, car le circuit de liquide de refroidissement est plus long dans l'allonge que dans le bloc de cuivre 25 et évacue plus rapidement la chaleur. La quantité de cuivre du support de bain de fusion peut être réduite de manière significative et le support du bain de fusion peut être standardisé, et est donc facile à remplacer grâce à sa fixation sur l'allonge par 30 une goupille ou tout autre moyen enfichable. L'invention assure un gain de qualité car elle contribue à libérer les contraintes de la tôle pour maîtriser la géométrie des pièces à assembler. REVENDICATIONS1. Agencement de support de bain de fusion pour le soudage d'une pièce (1) sur une tôle (2) qui repose sur une face de pose (31, 32, 33) du support de bain, comprenant des moyens de maintien en contact permanent de la face de pose (31) avec la tôle (2) au moins dans une zone de soudage, caractérisé en ce que les moyens de maintien en contact comprennent un dispositif de support (4) du support de bain de fusion, qui est mobile pour assurer ledit contact permanent de façon autorégulée. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de support (4) est mobile sensiblement perpendiculairement à la tôle (2). 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de support (4) est mobile sous l'effet de moyens de rappel (9) dans une position dans laquelle il assure le contact entre la face de pose (31, 32, 33) du support de bain de fusion et la tôle (2). 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de support comprend au moins une allonge (4) supportant le support de bain de fusion au niveau d'une zone de soudage d'une pièce et déplaçable perpendiculairement à la tôle (2) sur une structure de support (8), sous l'effet des moyens de rappel (9). 5. Agencement selon la revendication 3 ou 4, 35 caractérisé en ce que les moyens de rappel (9) comportent un ressort (92). 6. Agencement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la structure de support (8) comporte des organes (88, 89) de butée de limitation de la course de l'allonge (4) entre une hauteur minimale et une hauteur maximale du support de bain de fusion. 7. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un appui (5) pour la tôle (2). 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'allonge (4) est pourvue de moyens de refroidissement (45, 46) pour le support de bain de fusion. 9. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les moyens de rappel (9) comportent des moyens de réglage (95) de l'effort de rappel. 10. Agencement selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'allonge (4) est pourvue de moyens pour sa fixation amovible (41) sur le support de bain de fusion. 15 20