INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Stopérateur peut amorcer maintenant un cycle de soudage pour le troisième ensemble 427 (figure 16c) et, dans ce but, il place l'adaptateur 429B autour de l'ensemble 427 et met la tête de soudage en position correctement orientée et serrée pour effectuer la troisième soudure. Ainsi, il convient de noter que lten- semble 146 a été déplacé dans l'alésage de l'adaptateur 4293 pour entre prêt à amorcer le troisième cycle de soudage. Pendant ce troi- sième cycle, l'adaptateur 429A peut rester sur la deuxième soudure de l'ensemble 426 (figure 16b) où la chaleur dégagée dans 11 adaptateur 429A pendant la deuxième opération peut se dissiper.
Juste avant que l'opérateur achève la troisième soudure de lten- semble 427 (figure 16c), il enlève simplement l'adaptateur 429A de la position représentée sur la figure 16b et le place manuellement dans la position indiquée en traits mixtes sur la figure 16d.Ainsi, il peut déplacer maintenant l'ensemble 146 du troisième ensemble 427 (figure 16c) au quatrième ensemble 428 (figure 16d) où ledit ensemble 146 est introduit dans l'adaptateur 429A. Pen- dant le quatrième cycle de soudage, la chaleur emmagasinée dans l'adaptateur 429B (figure 16c) est dissipée, ce qui permet à l'opé- rateur de déplacer manuellement l'adaptateur 4293 pour le mettre sur le cinquième ensemble d'une borne et d'une douille (non représenté) à la fin du quatrième cycle de soudage.
T'installation peut être facilement ajustée (de la manière décrite plus bas) pour assurer toute profondeur voulue et prédéterminée de pénétration de l'électrode 164 dans la zone de soudage des pièces. lorsque la profondeur désirée est atteinte, un interrupteur limiteur lS-1 (figure 2) est,actionné par un organe 215 supporté par le piston, et cet actionnement amorce une courte période attente pendant laquelle l'électrode 164 reste dans sa position avancée représentée sur la figure 8d en étant alimentée en courant de soudage de manière que les parties non fondues de la borne 148, de la douille 149 et du pontet 151 soient uniformé-ment chauffées et que le plomb fondu 214 contenu dans le réservoir soit en même temps chauffé uniformément.A la fin de la période d'attente, le piston 205 et l'électrode 164 sont rétractés, tandis que le cylindre 209 de l'ensemble 146 reste en position basse comme on le voit sur la figure 8e. Dans cette position, le plomb fondu 214 peut retourner dans la cavité formée dans les pièces par le mouvement d'avance de l'électrode, et cette matière fondue peut ensuite se refroidir et se solidifier pendant un cycle de refroidissement prédéterminé. A la fin du cycle de refroidissement, le cylindre 209 est rétracté et le cycle de soudage est terminé.
Dans la mise en oeuvre de la présente invention, on a constaté que l'électrode 164 peut être en diverses matières et sous diverses formes selon la nature de la matière à souder et selon les caractéristiques désirées de la soudure finale. A titre d'exemple, il est possible d'obtenir des résultats satisfaisants dans certaines applications en utilisant une électrode en acier inoxydable ou matériau analogue. Cependant, lorsqu'on utilise l'installation de soudage par déplacement de matière de l'invention pour former des soudures entre une borne d'accumulateur et un pontet de connexion, l'acier inoxydable s'est avéré moins avantageux sous un certain nombre de rapports. les difficultés rencontrées semblent être en rapport avec la matière particulière à souder, c' est-à-dire des soudures plomb-plomb.On sait généralement que le plomb a particulièrement tendance à s'oxyder et cette difficulté est encore aggravée par le fait qu'il est courant dans l'industrie de fabrication des batteries d'utiliser du plomb antimonié et,dans certains cas, du plomb au calcium. Par exemple, l'antimoine est couramment ajouté au plomb pour lui conférer une plus grande résistance mécanique.# lorsqu'on soude par exemple du plomb antimonié suivant la présente invention, on a constaté que l'antimoine a'tendance à s'oxyder et à se déposer sur l'élec- trode 164,en particulier lorsque électrode est en acier inoxydable.Ce dépot d'antimoine et/ou cette accumulation d'autres oxydes de plomb sur l'électrode tendent à réduire dans une large mesure la longévité de 11 électrode, nécessite 11 enlèvement et le nettoyage périodiques de la pointe et conduit à 11 amorçage gênant d'un arc lorsque les oxydes s'accumulent sur ltélectrode, ce qui cause souvent la destruction des composants en plomb des accumulateurs.
Selon l'invention, on tire profit des propriétés remarquables du graphite comme matière constituant l'électrode. Ainsi, on sait que le graphite présente en combinaison une bonne conductibilité thermique et une grande résistivité électrique en permettant d'àtteindre un profil de température plus régulier avec un flux de courant moindre pou une électrode de forme donnée. Toute fois, antérieurement à la présente invention, le graphite n'était pas satisfaisant comme matière pour une électrode de soudage, en particulier du fait que les installations antérieures dépendaient normalement d'une combinaison de température et de pression élevées pour réaliser une soudure désirée, et le graphite ne peut pas résister aux chocs répétés entre les pièces et l'électrode, en particulier aux pressions élevées imposées aux pièces.
Toutefois, la présente invention permet d'obtenir des soudures saines, tant du point de vue électrique que du point de vue de la structure, entre des piècesèn plomb et matières analogies sans qu'il soit nécessaire dsexercer une forte pression, étant donné que l'invention envisage de combiner une température élevée avec un déplacement de la matière fondue contrairement aux techniques antérieures qui reposaient principalement sur 11 application d'une pression. Par conséquent, on a obtenu d'excellents résultats en réalisant des soudures par déplacement de matière du type décrit en utilisant une électrode 164 en graphite.On a constaté que de telles électrodes en graphite se nettoient sensiblement d'elles-mêmes, étant donné que la matière qui tend à recouvrir la surface de l'électrode lors d'un soudage donné se dissout au cours de l'opération de soudage suivante, en empêchant ainsi une accumulation d'oxydes, En outre, les pointes en graphite permettent de maintenir des températures beaucoup plus basses que des pointes en alliage d'acier; par exemple des températures de l'ordre de 9820C ont été atteintes avec des pointes en alliage d'acier, en produisant des points chauds gênants, tandis que les températures maximales atteintes avec une pointe en graphite sont généralement de l'ordre de 4270C seulement.
En se référant maintenant aux figures 10 à 13, on va décrire en détail la construction de l'appareil de soudage représentatif. Comme on le voit sur les figures il et 12, le dispositif à piston et cylindre 140 est boulonné directement à la plaque 136 qui constitue le fond du sous-chariot 128. le dispositif 140 comporte un piston 140P relié directement à une table 220 et dont la partie inférieure 140P' se prolonge vers le bas au-delà de la table 220. L'extrémité inférieure de la partie 140P' du piston traverse une console 221 en U soudée à la plaque de base 130 et assujettie à l'extrémité supérieure du piston 205, en établissant ainsi une liaison directe entre le dispositif 140 et le piston 205.Le cylindre 209 est boulonné directement à la face inférieure de la plaque de base 130 concentriquement autour du piston 205 et de la partie inférieure 140P'.
Pour constituer une butée mécanique fixe réglable qui limite le mouvement d'avance du piston 205 et qui limite ainsi d'une manière réglable le degré de pénétration de l'électrode 164 dans les pièces, un manchon taraudé 222 (figure 11) est fixé à la face inférieure de la table 220 concentriquemènt autour du piston 140P', et une vis moletée 224 coulissant -sur le piston 140P' est vissée dans ledit manchon 222. La disposition est telle que, lorsque ltopérateur amorce un cycle de soudage et que le dispositif 140 est actionné pour déplacer son piston de haut en bas, la table 220 est abaissée jusqu'à ce que la vis réglable 224 entre en contact avec le sommet de la console 221.Cette console est naturellement fixe du fait qu'elle est soudée à la plaque de base 130 qui est elle-m8me boulonnée au cylindre 209 qui s'appuie sur l'ensemble fixe 144 de la borne et du pontet de connexion à souder.
Par conséquent, lorsque la vis 224 entre en contact avec la console 221 le piston de soudage ne peut plus descendre. Par conséquent, ltopérateur peut régler le degré de pénétration de l'électrode dans les pièces en vissant simplement la vis 224 dans le manchon 222 pour augmenter la pénétration ou en la dévissant pour diminuer ladite pénétration.
Pour amorcer un cycle d'attente alors que l'électrode 164 est dans sa position la plus avancée, ltinterrupteur-limiteur lS-1 (figures 2 et 12) monté sur la plaque de base 130 est positionné de manière qutil soit actionné par l'organe 215 qui est supporté par une console 226 soudée directement au piston 205.
Il est préférable que organe 215 soit également réglable pour permettre de faire varier la profondeur de pénétration qui est déterminée par la position de la vis 224. Ainsi, sensiblement au moment où la vis 224 entre en contact avec la console 221 pour empêcher ur#e avance#s'pplémentaire du piston 205, l'organe 215 entre en contact avec l'interrupteur-limiteur TS-1 et l'actionne pour amorcer une période d'attente convenable et maintenir l'alimentation de l'électrode en courant de soudage pendant une durée prédéterminée au bout de laquelle l'alimentation de l'électrode est interrompue.
Pendant la partie de flottement d'un cycle de fonctionnement pendant laquelle l'opérateur déplace la tête 101 d'une borne à une autre, il faut pouvoir maintenir la table 220 et la plaque de base 130 à distance l'une de autre tout en leur permettant un mouvement de rapprochement pendant le cycle de soudage lorsque la plaque de base 130 est fixe et que la table 220 est déplacée vers le bas.Dans ce but et comme on le voit en particulier sur la figure 11, les dispositifs à piston et cylindre 141, 142 sont boulonnés à la face- inférieure de la table 220, tandis que les pistons 141P, 142P sont reliés à la plaque de base 130.- En se référant à la figure 12, on voit que aeux-tiges verticales 228, 229 sont montées sur la console 221 et coulissent dans deux manchons 230, 231 de la table 220. Pendant un cycle de soudage, la pression régnant dans les dispositifs#141, 142 est relié chée et,par conséquent, la table 220 peut descendre librement vers la plaque de base 130 jusqu'à ce que la butée réglable 224 entre en contact avec la console 221.Pendant ce rapprochement, les tiges 228, 229 coulissent librement dans les manchons 230, 231 et font saillie au-dessus de la surface supérieure de la table-220. Toutefois, pendant la partie de "flottement" du cycle de soudage et pendant le cycle de "retrait de la tete, un coulisseau 232 (figure 12) monté sur la table 220 est déplacé vers la droite,en observant la figure,par un dispositif pneumatique à piston et cylindre 234 pour désaligner les alésages verticaux ménagés dans le coulisseau par rapport aux manchons 230, 231, en obturant ainsi ces derniers.
Les tiges 228, 229 entrent donc en contact avec le coulisseau 232,et la table 220 ne peut pas se rapprocher davantage de la plaque de base 130.
Pendant leofonctionnement de l'installation et en examinant tout d'abord le cycle de "flottement", lorsque itopérateur positionne la tête 101, les extrémités inférieures des dispositifs 140, 141 et 142 sont toutes sous pression. Une pression suffisante est maintenue dans les dispositifs 141, 142 pour qu'ils aient tendance à soulever la plaque de base 130 vers la table 220, en maintenant ainsi les tiges 228, 229 au contact du coulisseau 232.
En même temps, une pression suffisante est maintenue du côté inférieur du dispositif 140 pour équilibrer le poids total de l1appa- reillage supporté par la tige de piston 140P.
Dès que l'opérateur a correctement placé la tête 101 par rapport à un ensemble particulier 144 d'une borne et d'un pontet de connexion à souder, à savoir lorsque la tête occupe la position représentée sur les figures 1 et 2, l'opérateur appuie sur le bouton 162 (figure 2) en actionnant les dispositifs pneumatiques de serrage (non représentés) pour verrouiller le chariot et le sous-chariot 120, 128 en position fixe de manière à empêcher un mouvement supplémentaire dans le sens de l'axe X ou Y.En même temps, la pression imposée aux extrémités inférieures des dispositifs 141, 142 est relâchée de manière à supprimer la force tendant à séparer la -plaque de base fixe 130 de la table 220 et à permettre au coulisseau 232 de se déplacer vers la gauche, en observant la figure 12-, sans être gêné par les tiges 228, 229.
le dispositif 234 est actionné simultanément pour déplacer le coulisseau 232 vers la gauche et aligner ses orifices avec les manchons 230, 231. Une pression suffisante est appliquée alors au côté supérieur du dispositif 140 pour surmonter la pression de flottement établie jusqu'à présent en permettant à la table 220 de descendre le long de la tige 140P et du piston 205 jusqutà ce que l'électrode 164 entre en contact avec le sommet de la borne située dans ltensemble 145. Pendant ce mouvement descendant, les tiges 228, 229 coulissent librement dans les manchons 230, 231 respectivement et dans les orifices du coulisseau 232 qui sont alignés maintenant avec lesdits manchons.
L'opérateur appuie ensuite sur le bouton 168 (figure 2) en amorçant la circulation du courant dans 11 électrode 164 de la manière décrite précédemment. Au fur et à mesure que l'élec- trode 164 est chauffée et que le plomb avec lequel elle est en contact est fondu, le piston 205 et ltélectrode 164 peuvent descendre librement selon la fusion de la borne jusqu'à ce que la butée 224 entre en contact avec la console 221. A cet instant, l'actionnement de l1interrupteur-limiteur BE-1 amorce une période d'attente de durée prédéterminée au bout de laquelle le courant de soudage est coupé et la pression imposée au dispositif 140 est inversée pour rétracter le piston 205.Bien qu'une pression suffisante soit appliquée à 11 extrémité inférieure du dispositif 140 pour soulever le piston 205, la pression n'est pas suffisante pour soulever le poids de la tête 101 proprement dite et ,par consé quent, le cylindre 209 reste dans sa position basse au contact du pontet 151 en cours de soudage.
A cet effet, il convient de noter que la borne représentative 148 s'élève sensiblement au-dessus de la surface supérieure de la collerette 159 et, lorsque le plomb formant la partie haute de la borne est fondu pendant un cycle de soudage, ce plomb constitue toute la matière fondue nécessaire pour remplir la cavité annulaire formée à l'intérieur de l'orifice 154 du pontet et délimitée par la borne 148 et le pontet 151. la hauteur particulière de la borne 148 peut varier car la quantité de plomb fournie est fonction à la fois de la hauteur et du diamètre de la borne 148, tandis que la quantité de plomb nécessaire pour former une soudure désirée est fonction de la dimension de l'orifice 154 du pontet et de la hauteur désirée de la soudure terminée.
Pour rendre plus compréhensible la description qui va suivre, on va décrire brièvement les diverses commandes utilisées par l'opérateur et 11 emplacement de ces commandes L'opérateur ne doit manipuler que peu de commandes pendant une série normale d'opérations de soudage effectuées,sssur un accumulateur donné ou une série d'accumulateurs. Ces commandes sont pour la plupart montées soit sur la texte 101, soit sur le chariot 120. Ainsi, comme on le voit sur la figure 2, deux commandes sont montées sur la tête 101 en plus des commandes 106, 108 des convoyeurs décrites précédemment.Ces deux commandes supplémentaires comprennent un bouton de commande 162 destiné à actionner un certain nombre de dispositifs classiques de serrage actionnés pneumatiquement (non représentés) qui sont montés sur le chariot 120 et qui sont destinés à venir en prise avec les rails 118, 119 et 125, 126 orientés respectivement suivant l'axe X et suivant l'axe Y pour bloquer le chariot 120 et le sous-chariot 128 pendant un cycle de soudage.En même temps, l'actionnement du bouton de commande 162 est destiné à augmenter la pression imposée à l'ex- trémité supérieure du piston du dispositif 140 afin de déplacer ltéleetrode 164 (figures 8a à 8d) contenue dans 11 ensemble du piston 146 de haut en bas au contact du sommet d'une borne 148. La seconde commande montée sur la tête 101 est désignée par 165 sur la figure 2 et ne sert qu'à appliquer une pression au côté infé rieur du dispositif 140, en permettant ainsi à l'opérateur de soulever rapidement la tête 101 dans le sens de l'axe Z au cas où il est nécessaire pour une raison quelconque d'éloigner rapidement la tête de la batterie.
Un petit tableau de commande 166 est suspendu au chariot 120 et comporte un certain nombre de commandes supplémentaires et de lampes indicatrices. Ces commandes comprennent un bouton 168 de déclenchement du soudage dont Igactionnement est nécessaire pour alimenter l'électrode 164 en courant de soudage et une commande ou bouton 169 "d'arrêt d'urgence" qui peut être actionné par l'opérateur en cas d'urgence, par exemple lors d'une rupture de conduite d'eau, l'amorçage d'un arc, un début dtincen- die ou autre phénomène analogue nécessitant le débranchement de toute l'installation.Il est également prévu un interrupteur à bouton-poussoir 170 de "déconnexion1,qui permet à l'opérateur d'interrompre l'alimentation de l'électrode 164 à tout moment et pour n'importe quelle raison. Des lampes Indicatrices 171; 172, 174 et 175 remplissent diverses#fonctions : la lampe 171 indique simplement (a) que l'installation est en état de permettre un mouvement de positionnement du chariot et/ou du sous-chariot 120, 128 respectivement et (b) que l'opérateur peut déplacer la tête 101 dans les directions correspondant aux axes X, Y et/ou Z pour positionner la tête par rapport à la borne suivante à souder ; la lampe 172 indique lorsque l'électrode 164 est verrouillée dans sa position basse dans laquelle elle est prête à effectuer le soudage ; la lampe 174 indique que l'électrode 164 est alimentée en courant et qu'un cycle de soudage est en cours ; et la lampe 175 est simplement une lampe indicatrice de pannes utilisée pour indiquer la détection d'une panne quelconque par la partie de contrôle de l'installation. lorsqu'une telle panne est détectée, la partie de contrôle de l'installation est destinée à mettre l'installation au repos jusqu'à ce que l'opérateur ait découvert la panne. A ce moment, l'opérateur peut actionner un bouton de commande 176 qui est simplement une "commande de remise à zéro11 servant à vider la mémoire des ordinateurs (qui ne sont pas décrits en détail) et à permettre la poursuite du fonctionnement de l'ins- tallation. Dès que l'installation a été remise en état de fonctionnement, L'opérateur peut prendre les mesures nécessaires pour supprimer la panne avant d'exécuter le cycle suivant de soudage.
En se référant à la figure 1, on constate que, pour la commodité de 11 opérateur, les commandes 162, 165 et le petit tableau de commande 166 sont en double des deux côtés de l'appareillage, ce qui permet à l'opérateur de manoeuvrer la tête 101 de l'un ou l'autre côté du convoyeur.
Les blocs de mémoire des ordinateurs et ltéquipement électronique associé sont contenus dans un pupitre 178 à panneau de commande mobile représenté en particulier sur la figure 5. les commandes électroniques particulières ne font pas partie de la présente invention et,par conséquent, ne seront pas décrites en détail. Pour la compréhension de l'agencement général de ltappa- reil et des fonctions de commande disponibles, il suffit de préciser certaines des commandes. Ainsi, le pupitre 178 comporte un interrupteur 179 de coupure de courant et un interrupteur 180 d'alimentation en courant, ce dernier Citant associé à une lampe indicatrice.Egalement, il est prévu un interrupteur 181 de coupure du courant de soudage et un interrupteur 182 d'alimentation en courant de soudage, ce dernier étant à nouveau associé à une lampe indicatrice. Entre Ces deux groupes ('t interrupteurs, se trouve un milliampèremètre classique 184 pouvant indiquer soit la puissance en watts, soit la température, soit 11 intensité du courant en ampères selon la position d'un interrupteur à bascule 185 monté sur la face avant d'un tiroir inférieur 186 du pupitre.
Des compteurs classiaues àaffichage numérique à remise à zéro 188, 189 sont destinés à indiquer respectivement le nombre total des cycles de soudage effectués par l'appareil et le nombre total des cycles de soudage achevés en une période donnée, par exemple pour la durée de travail d'une équipe, par jour ou par semaine.
le pupitre mobile 178 comporte en outre une lampe indicatrice de pannes 190 et un bouton de remise à zéro 191 qui correspondent aux commandes 175, 176 de la figure 5 et les doublent.
Afin de régler préalablement l'installation de manière qu'elle puisse fonctionner en tenant compte de paramètres détermi nés, le pupitre de commande mobile comporte un certain nombre d'interrupteurs du type à rhéost#at sur la face avant du tiroir 186.
Ils comprennent un interrupteur 192 destiné à régler la quantité de courant alimentant l'installation, un interrupteur 194 qui détermine la période d'attente pendant laquelle l'électrode chauffée reste chauffée après qu'elle a atteint sa profondeur maximale de pénétration dans la zone de soudage, un interrupteur 195 destiné à régler la durée de la période de refroidissement pendant laquelle la matière fondue peut se refroidir après le retrait de l1élec- trode 164 mais avant le soulèvement de l'ensemble du piston 146, et des interrupteurs 196, 198, 199 et 200 destinés à régler d'autres paramètres variables comme la durée d'un cycle de soudage et l'intensité du courant destiné à 11 électrode. Ces derniers interrupteurs font partie du circuit de contrôle et sont associés à des lampes indicatrices 201, 202, 204 et 205 du pupitre qui sont destinées à indiquer une avarie nécessitant la remise en état de fonctionnement de l'installation par l'opérateur.
En se référant maintenant aux figures 8a à 8e, on va décrire la succession des opérations pour déplacer l'ensemble du piston 146 au cours d'une opération de soudage par déplacement de matière.
Selon l'invention, un réservoir est ménagé autour de la région à souder, l'électrode chauffée 164 est avancée dans le réservoir et dans et#à travers la région des pièces à souder de manière à faire fondre ces parties des pièces et à déplacer la matière fondue dans le réservoir, en réglant ainsi précisément la profondeur de pénétration dans la zone de soudage, en chauffant uniformément les parties environnantes non fonducs des pièces et en chauffant uniformément la matière fondue déplacée contenue dans le réservoir, l1électrode étant ensuite rétractée pour permettre' à la matière fondue déplacée qui est contenue dans le réservoir de retourner dans la cavité formée par l'électrode dans les pièces, dans laquelle la matière peut se refroidir et se solidifier.Comme on le voit en particulier sur les figures Sa et 8b, l'extrémité inférieure de l'ensemble 146 comporte un piston central 205 présentant un alésage taraudé 206 dans lequel se visse un adaptateur 208. Celui-ci est destiné à supporter l'électrode 164 au est vissée sur lui d'une manière amovible. le piston 205 est de préférence en un matériau hautement conducteur tel que le cuivre, tandis que l'adaptateur 208 et l'électrode 164 peuvent être en diverses matières dont certaines seront décrites plus bas.