Brevet FR3101797A1 — publié le 20210416

L’invention concerne une torche de soudage électrique (100) sous gaz et avec aspiration comprenant : - un sous-ensemble interne s’étendant selon un axe central (C) et comportant un tube de contact passe-fil raccordé à un diffuseur de gaz, lui-même raccordé à un élément tubulaire formant un col de cygne, - un sous-ensemble externe (20) disposé coaxialement autour du sous-ensemble interne, et comportant une buse de soufflage (21) raccordée à un capteur de fumée (22), lui-même raccordé à une enveloppe rigide (23) formant un col de cygne; Le capteur (22), de forme générale cylindrique, comporte : - au moins une ouverture (221), pour permettre l’aspiration des fumées, et - deux rainures d’écoulement (223), symétriques par rapport à un plan longitudinal (x,z), prenant toutes deux naissance dans une zone de bord (224) du capteur (22) en contact avec la buse de soufflage (21), et s’étendant jusqu’à la (au moins une) ouverture (221). Figure à publier avec l’abrégé : F igure 1 b Torche de soudage électrique sous gaz avec aspiration de fumées, et équipement de soudage associé La présente invention concerne une torche de soudage électrique sous gaz, de préférence de type MIG ou MAG, équipée d’un capteur de fumées émises pendant une opération de soudage. L’invention concerne également un équipement de soudage comprenant ladite torche et un système d’aspiration et de filtration pourvu d’un dispositif de nettoyage de filtre. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Le soudage électrique MIG-MAG met en œuvre la fusion des métaux grâce à l’énergie calorifique dégagée par un arc électrique qui éclate dans une atmosphère de protection entre un fil électrode fusible et les pièces à assembler. Les acronymes MIG et MAG signifient respectivement « Metal inert gas » (pour gaz inerte vis-à-vis du métal) et « Metal active gas » (pour gaz réactif vis-à-vis du métal). La différence entre les deux procédés tient à la composition du gaz. Le gaz est injecté en continu sur l'arc afin d'isoler complètement le métal en fusion de l'air ambiant. Comme divulgué dans le document FR2499439, une torche de soudage avec aspiration de fumées comprend généralement un élément tubulaire coudé ou col de cygne, traversé axialement par une gaine flexible renfermant le fil de soudage. L’extrémité amont du col de cygne se raccorde à un faisceau souple de liaison relié à une installation d’alimentation (électrique et gaz) ; l’extrémité aval du col de cygne est solidaire d’un diffuseur de gaz, lui-même raccordé à un tube de contact passe-fil qui maintient le bout du fil qui sera fondu pour le soudage. Le col de cygne, le diffuseur et le tube de contact passe-fil sont en métal, bon conducteur électrique, afin que le fil de soudage assure la fonction d’électrode. Le gaz sortant du diffuseur est guidé dans un espace annulaire compris entre une buse de soufflage et le tube de contact passe-fil : le gaz, injecté autour du tube de contact passe-fil et du fil, isole ainsi le métal en fusion de l’air ambiant. Le col de cygne est disposé à l’intérieur d’une enveloppe rigide raccordée en amont à un système d’aspiration via une enveloppe souple ; en aval, l’enveloppe rigide est rendue solidaire de la buse de soufflage par l’intermédiaire d’un élément de captage des fumées. Cet élément de captage comprend habituellement une pluralité d’ouvertures mettant en communication l’atmosphère extérieure, en amont de la buse de soufflage, et la lance d’aspiration (formée par les enveloppes rigide et souple raccordées au système d’aspiration). Les fumées générées lors de l’opération de soudage peuvent ainsi être aspirées au niveau de l’élément de captage et circuler dans la lance d’aspiration jusqu’au système d’aspiration. Le document FR2722716 divulgue une torche de soudage électrique munie d’une buse de captage des fumées comportant une ouverture en arc de cercle qui s’étend au moins sur la moitié de la circonférence de ladite buse. Cette configuration présente l’avantage de supprimer les effets de bord et la formation de courants tourbillonnants comme cela peut être le cas avec les buses de captage comportant des perforations multiples. Pour répondre aux normes de sécurité visant à protéger l’opérateur soudeur et l’environnement des émissions de fumées et particules polluantes et néfastes pour la santé, il est important que la torche de soudage capte toujours plus efficacement les fumées générées lors des opérations de soudage. Le renforcement desdites normes exigent que le captage s’opère de plus en plus près de la source d’émission, c’est-à-dire au plus proche de l’extrémité de la buse de soufflage. Cela est particulièrement difficile car en se rapprochant de l’extrémité de la buse de soufflage, une partie du gaz de protection distibué par ladite buse est aspiré, ce qui conduit à une dégradation de la qualité de la soudure. Il existe donc un besoin d’améliorer les torches de soudage de l’état de la technique pour capter toujours plus de fumées, au plus proche de leur point d’origine, sans pour autant dégrader le flux gazeux de protection assurant la qualité de la soudure. Par ailleurs, comme évoqué précédemment, les fumées générées lors des opérations de soudage sont chargées en particules métalliques fines et autres poussières polluantes qui doivent impérativement être captées et filtrées dans le système d’aspiration qui compose un équipement de soudage (en plus de la torche). L’efficacité de l’aspiration est également un aspect important pour procurer un captage des fumées optimal. OBJET DE L’INVENTION La présente invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients précités. Elle concerne en particulier une torche de soudage électrique munie d’un capteur de géométrie particulière, positionné près de l’extrémité de la buse de soufflage et permettant d’améliorer le captage des fumées en limitant les perturbations du flux de gaz de protection sortant de ladite buse. Elle concerne en outre un équipement de soudage comprenant un système d’aspiration pour être raccordé à la torche de soudage électrique, et muni d’un dispositif de nettoyage du filtre principal, simple et intégré pour garantir une aspiration efficace. BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION L’invention concerne une torche de soudage électrique sous gaz et avec aspiration comprenant : - un sous-ensemble interne s’étendant selon un axe central et comportant un tube de contact passe-fil raccordé à un diffuseur de gaz, lui-même raccordé à un élément tubulaire formant un col de cygne dont la coubure se développe dans un plan longitudinal comprenant l’axe central, - un sous-ensemble externe disposé coaxialement autour du sous-ensemble interne, et comportant une buse de soufflage raccordée à un capteur de fumée, lui-même raccordé à une enveloppe rigide formant un col de cygne, le sous-ensemble externe étant isolé électriquement du sous-ensemble interne. Dans la torche de soudage selon l’invention, le capteur, de forme générale cylindrique, comporte : - au moins une ouverture, pour permettre l’aspiration des fumées, et - deux rainures d’écoulement, symétriques par rapport au plan longitudinal, prenant toutes deux naissance dans une zone de bord du capteur en contact avec la buse de soufflage, et s’étendant jusqu’à la (au moins une) ouverture. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, pouvant être prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable sont décrites ci-après : l’ouverture présente une forme d’ouïe ; la buse de soufflage présente un méplat, en vis-à-vis de la zone de bord et s’étendant vers l’aval sur au moins 20% de la longueur de ladite buse ; chaque rainure d’écoulement forme un angle compris entre 20° et 60° avec le plan longitudinal ; la surface du méplat de la buse de soufflage est sensiblement à niveau avec l’amorce des rainures d’écoulement dans la zone de bord du capteur ; la buse de soufflage comporte des ailettes, régulièrement distribuées sur le pourtour d’une portion aval tronconique de ladite buse ; le capteur comporte deux ouvertures symétriques par rapport au plan longitudinal, s’étendant chacune en arc de cercle sur au moins 30° de part et d’autre d’une partie de liaison du capteur portant les rainures d’écoulement ; le capteur comporte une ouverture s’étendant en arc de cercle de part et d’autre d’une partie de liaison du capteur portant les rainures d’écoulement ; le capteur comporte un embout muni d’au moins un joint torique ou d’au moins un jonc métallique élastique ou d’au moins un ressort métallique, et emboité dans une portion amont cylindrique de la buse de soufflage. L’invention concerne en outre un équipement de soudage comprenant : - une torche de soudage électrique telle que ci-dessus, et comportant en outre une enveloppe tubulaire souple raccordée à l’enveloppe rigide, - un système d’aspiration et de filtration comportant au moins une bouche d’entrée, raccordée à l’enveloppe tubulaire souple de la torche de soudage, et une série de filtres, la bouche d’entrée établissant une communication fluidique avec un groupe aspirant motorisé, via ladite série de filtres. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, pouvant être prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable sont décrites ci-après : la série de filtres comprend un pré-filtre et un filtre principal cylindrique, le système d’aspiration et de filtration comprend un dispositif de nettoyage par injection d’air comprimé associé au filtre principal, le dispositif de nettoyage comprenant un tube percé d’une pluralité de trous répartis sur sa longueur, disposé dans un espace central du filtre principal le long des parois cylindriques dudit filtre, et apte à opérer un mouvement de rotation, du fait de la circulation d’air comprimé dans ledit tube ; des diamètres du tube passant par les trous forment un angle non nul avec un diamètre du filtre principal passant par un axe dudit tube, en particulier un angle de l’ordre de 5° à 20°, préférentiellement 10°. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles : Les figures 1a et 1b présentent une torche de soudage conforme à l’invention, respectivement en perspective et en vue latérale dans un plan (x,z) ; La figure 2 présente une vue en coupe longitudinale (x,z) d’une torche de soudage conforme à l’invention ; Les figures 3a, 3b, 3c et 3d présentent un capteur de fumée d’une torche de soudage conforme à l’invention, respectivement en perspective, en vue de dessus dans un plan (x,y), en coupe longitudinale (x,z) et en coupe transversale (y,z) ; Les figures 4a, 4b et 4c présentent une buse de soufflage d’une torche de soudage conforme à l’invention, respectivement en perspective, en coupe latérale (x,y) et en coupe transversale (y,z) ; Les figures 5a, 5b, 5c et 5d présentent tout ou partie d’un système d’aspiration et de filtration pour un équipement de soudage conforme à l’invention. Torche de soudage électrique (100) sous gaz et avec aspiration comprenant : - un sous-ensemble interne (10) s’étendant selon un axe central (C) et comportant un tube de contact passe-fil (11) raccordé à un diffuseur de gaz (12), lui-même raccordé à un élément tubulaire (13) formant un col de cygne dont la coubure se développe dans un plan longitudinal (x,z) comprenant l’axe central (C), - un sous-ensemble externe (20) disposé coaxialement autour du sous-ensemble interne (10), et comportant une buse de soufflage (21) raccordée à un capteur de fumée (22), lui-même raccordé à une enveloppe rigide (23) formant un col de cygne, le sous-ensemble externe (20) étant isolé électriquement du sous-ensemble interne (10) ; la torche de soudage (100) étant caractérisée en ce que le capteur (22), de forme générale cylindrique, comporte : - au moins une ouverture (221), pour permettre l’aspiration des fumées, et - deux rainures d’écoulement (223), symétriques par rapport au plan longitudinal (x,z), prenant toutes deux naissance dans une zone de bord (224) du capteur (22) en contact avec la buse de soufflage (21), et s’étendant jusqu’à la (au moins une) ouverture (221). Torche de soudage électrique (100) selon la revendication précédente, dans laquelle la buse de soufflage (21) présente un méplat (211), en vis-à-vis de la zone de bord (224) et s’étendant vers l’aval sur au moins 20% de la longueur de ladite buse. Torche de soudage électrique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque rainure d’écoulement (223) forme un angle compris entre 20° et 60° avec le plan longitudinal (x,z). Torche de soudage électrique (100) selon la revendication 2, dans laquelle la surface du méplat (211) de la buse de soufflage (21) est sensiblement à niveau avec l’amorce des rainures d’écoulement (223) dans la zone de bord (224) du capteur (22). Torche de soudage électrique (100) selon la revendication précédente, dans laquelle la buse de soufflage (21) comporte des ailettes (214), régulièrement distribuées sur le pourtour d’une portion aval tronconique (213) de ladite buse (21). Torche de soudage électrique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le capteur (22) comporte une ouverture (221) s’étendant en arc de cercle de part et d’autre d’une partie de liaison (227) du capteur (22) portant les rainures d’écoulement (223). Torche de soudage électrique (100) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le capteur (22) comporte un embout (225) muni d’au moins un joint torique ou d’au moins un jonc métallique élastique ou d’au moins un ressort métallique, et emboité dans une portion amont cylindrique (212) de la buse de soufflage (21). Equipement de soudage comprenant : - une torche de soudage électrique (100) selon l’une des revendications précédentes, comportant en outre une enveloppe tubulaire souple raccordée à l’enveloppe rigide (23), - un système d’aspiration et de filtration (150) comportant au moins une bouche d’entrée (51), raccordée à l’enveloppe tubulaire souple de la torche de soudage (100), et une série de filtres, la bouche d’entrée (51) établissant une communication fluidique avec un groupe aspirant motorisé, via ladite série de filtres. Equipement de soudage selon la revendication précédente, dans lequel : - la série de filtres comprend un pré-filtre (52) et un filtre principal (53) cylindrique, - le système d’aspiration et de filtration (150) comprend un dispositif de nettoyage (55) par injection d’air comprimé associé au filtre principal (53), le dispositif de nettoyage (55) comprenant un tube (553) percé d’une pluralité de trous (554) répartis sur sa longueur, disposé dans un espace central du filtre principal (53) le long des parois cylindriques dudit filtre (53), et apte à opérer un mouvement de rotation, du fait de la circulation d’air comprimé dans ledit tube (553). Equipement de soudage selon la revendication précédente, dans lequel des diamètres du tube (553) passant par les trous (554) forment un angle non nul avec un diamètre du filtre principal (53) passant par un axe dudit tube (553), en particulier un angle de l’ordre de 5° à 20°, préférentiellement 10°.