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Appareil! souder pour joints longitudinaux et circulaires.
L'invention concerne un appareil à souder pour le soudage automatique des joints longitudinaux et circulaires au moyen d'un brûleur à souder.
Dans des appareils connus de ce genre le brûleur souder est soumis à un mouvement de va-et-vient, ce qui né- cessite un avancement intermittent du fil à soudure qui est alors amené en position opérative de par le côté. Dans l'ob- jet de la présente invention, par contre, le brûleur ou bec à souder n'exécute point de mouvement d'oscillation; il reste toujours dans la même position relative par rapport au joint et est disposé de telle manière par rapport au guidage du fil soudure qu'il le précède dans la direction de l'avance en travail, tandis que le fil à soudure suit le brûleur ou bec à souder sensiblement dans le plan déterminé par l'axe de ce- lui-ci et le joint à souder.
Par suite, le joint à souder est préchauffé et préparé à l'état de fusion sur les deux cotés, tandis que le fil à soudure qui est en contact continuel avec ces parties préchauffées est simultanément fondu, étant constam- ment touché de l'autre coté par la flamme à souder.
Il est avantageux de disposer le brûleur à souder et l'organe de guidage du fil à soudure de telle manière sur
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le support porte-outil l'un par rapport à l'autre que le pre- mier fonne un angle aigu avec la direction de l'avance en tra- vail, tandis que le dernier forme derrière le brQleur sou- der un angle obtus par rapport à la dite direction de l'avance en travail.
Bien entendu, le brûleur à souder peut avoir un ou plusieurs orifices ou ajutages de brûleur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plu- sieurs formes d'exécution de l'objet de la présente invention.
Dans celui-ci:'
Les fig. 1 à 3 montrent un appareil à souder prêt à effectuer une soudure longitudinale et dans lequel la pièce de travail est fixe, tandis que le dispositif de soudure est déplacé le long de celle-ci;
Les fig. 4 il 6 montrent le montage des organes pour le cas où la pièce à souder tourne circulairement autour de son axe, tandis que le brûleur à souder est fixe;
Les fig. 7 à 9 se rapportent à des détails et à une variante de détail;
Les fig. 10 et 11 représentent deux constructions simplifiées.
Dans les fig. 1-3 de ce dessin, A désigne un cy- lindre en tôle fendu longitudinalement, dont les deux bords longitudinaux butent en B ( fig. 2) l'un contre l'autre pour âtre soudés l'un à l'autre. Afin de favoriser le soudage ces bords longitudinaux sont biseautés à des angles de 30 à 45 .
Sous ceux-ci est disposée une pièce en forme d'auge C servant . retenir la chaleur et à la radier en retour, de façon µ. ce que les parties inférieures du joint entrent plus facilement et plus sûrement en état de fusion, la dite pièce pouvant en outre servir aussi! la formation d'une nervure de renfort sur le coté inférieur du joint.
Au-dessus du joint à établir est fixé de manière réglable sur le support b un brûleur à souder
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a ainsi qu'un organe de guidage c pour le fil à soudure ré- glable en position et monté de facon à pouvoir y osciller, ces deux organes étant disposés en position relative telle l'un par rapport à l'autre que, tandis que le brûleur à souder a est placé à un angle aigu par rapport à la direction de l'a- vance en travail, l'organe c de guidage du fil à soudure si tué derrière le brûleur à souder, forme un angle obtus /9 par rapport à la même direction d'avanceen travail.
L'organe c de guidage du fil à soudure peut osciller l'aide de son manchon c1 sur un pivot c2 qui est ajustable en hauteur dans une fente b1 de l'équerre b3 du support b, de façon qu'il dépose la matière à soudure en zig-zag sur le joint. Un second manchon réglable c3 prévu à l'organe de gui- dage c est pourvu d'un galet de commande c4 (fig. 2, voir aussi fig. 5) dont il sera parlé plus loin. Le support b est monté sur une tige filetée rotative d et peut être en- traîne par celle-ci, lorsqu 'il y est accouplé par l'engagement d'une pièce d'accouplement e déplaçable dans le support (fig.
3 et 6). Une goupille excentrique f fixée à demeure au moyen d'une vis f dans le support b. s'engage dans une fente e1 de la pièce d'accouplement e. En tournant la goupille excentrique f à l'aide de la poignée f2 la pièce d'accouple- ment e peut être déplacée dans le support b et être amenée en prise ou hors de prise avec le filetage de la tige filetée d pour accoupler le support à la tige filetée d cu 1 en dégager.
Le support b est pourvu d'une console b5 dont deux bagues d'en- traînement b4 entourent librement la tige filetée d (fig.7).
Entre ces bagues b4 est fixée sur la tige filetée d une came - de commande étoilée g (représentée à part à la fig. 8),sa fixation étant obtenue au moyen d'une clavette h, de sorte que la came g tourne avec la tige filetée d tout en pouvant suivre - a le mouvement d'avancement du support b, grâce à une rainure de clavette longitudinale i prévue dans la tige filetée.
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La tige filetée d'avancement d est reliée par l'in- termédiaire d'un renvoi à un moteur électrique de commande k .
En outre, elle est reliée 'à l'aide d'un mécanisme à chaîne ou autre moyen de transmission m à l'un des deux rouleaux n, sur - - lesquels la ou les pièces de travail reposent et qui sont mis en rotation au moyen d'un embrayage s, quand les pièces à sou- der circulairement doivent tourner autour de leur axe, mais qui sont débrayés quand il s'agit de souder un joint longitudi- nal, comme il en est le cas à la fig. 1, de sorte qu'ils ser- vent alors simplement de support à la pièce de travail.
Au lieu que le fil à soudure o avance automatique- ment en vertu de sa pesanteur à travers l'organe de guidage creux c, comme représenté à la fig. 4, on peut aussi prévoir un dispositif d'avancement à galets p qui oblige le fil à sou- dure o à avancer, le fil à soudure pouvant alors être amené en forme de deux ou plusieurs brins ou éléments de profil quel- conque disposés l'un à côté de l'autre comme le montre la fig.
9 ; il est évident que dans ce cas l'organe de guidage c pren- drait alors une forme creuse de section transversale oblongue.
Le fonctionnement de la forme d'exécution représen- tée aux fig . 1 à 3 est le suivant
La pièce de travail tubulaire A repose sur les rou- leaux de support débrayés n. La rotation de la tige d'avance- ment d produit d'abord l'avancement du brûleur à souder a, qui - - est représenté ici sous forme de bec à gaz, mais qui pourrait aussi tre du genre électrique, c'est-à-dire être installé pour la soudure à arc.
Puis elle produit la rotation de la came g dont les bosses périphériques attaquent le galet c4 du man- chon c3 de l'organe de guidage ç, communiquant, conjointement -- - avec l'action du ressort de traction t relié au dit organe de guidage, à celui-ci un mouvement d'oscillation ayant pour ef- fet que la matière à soudure se trouve distribuée en zig-zag ou en serpentin sur le joint à souder pour le combler, pendant
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que le brûleur à souder a avance uniformément, effectuant le soudage en chauffant fortement la rainure en forme de V du joint et en fondant la matière à soudure pour la lier avec les parois obliques du joint. La pièce en auge c retient la cha- leur ensemble le long du joint.
Cette opération continue au- tomatiquement jusqu'! ce que le brûleur a et l'organe de - guidage du fil de soudure c aient franchi toute la longueur - du joint du cylindre et aient fermé celui-ci. Alors l'appareil peut être arrête.
Si la pièce de travail consiste seulement en tôle de fer relativement mince, le soudage peut être effectue en une seule marche opératoire. Pour des tôles plus épaisses, par contre, il est préférable d'effectuer le soudage par plusieurs marches consécutives qui se suppléent, ce qui peut être faci- lament réalisé par une marche arrière à vide de la soudeuse suivie d'une nouvelle opération de soudage.
S'il s'agit d'un joint circulaire, comme par exemple d'après les fige 4 à 6, les deux pièces de travail D, D1 à souder ensemble devront tourner autour de leur axe commun, ce qui sera réalisé au moyen de l'embrayage s des rouleaux n, tandis que le support b sera mis à l'arrêt par dégagement de la pièce d'accouplement e de la tige filetée d, de sorte que - - le brûleur à souder a et l'organe de guidage de fil à souder c resteront en place et que seul ce dernier, par l'action de la gaine de commande g, sera amené à exécuter un mouvement oscillant.
Pour ce cas, le pivot c2 de l'organe de guidage c sera transplanté dans une fente b pratiquée à 90 par rap- port à la rainure bl dans l'équerre de support b3 du support b et le galet c4 de l'organe de guidage c sera amené à coo- pérer avec la rangée de bosses latérales g2 de la came de com- mande g (fig.8). Il en résulte que le mouvement d'oscillation - de l'organe de guidage de fil! soudure c aura lieu dans un - plan perpendiculaire au plan d'opération précédent, donc
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parallèlement à.l'axa longitudinal des cylindres D, Dl ou transversalement à la direction circonférentielle du joint, comme cela est nécessaire pour le soudage du joint circulaire.
On peut alors aussi pourvoir à un moyen permettant de tourner la brûleur à souder de 90 pour lui donner la même position relative par rapport aujoint et au fil! souder au point de vue de l'étendue en longueur du joint circulaire, comme dans le premier exemple, ce qui peut 'être accompli par exemple par l'application d'un bras approprié au support b ou par l'emploi - d'une autre forme de brûleur à souder.
Dans les deux cas on obtient une bonne fermeture du joint par remplissage de l'intervalle en forme de V. Comme la baguette ou fil à soudure est guidé de force à une distance toujours égale par rapport au brûleur à souder et au joint et comme le brûleur à souder est de même guidé à une distance toujours égale par rapport aujoint à souder, la soudure sera effectuée beaucoup plus régulièrement que si elle était faite à la main, où la fatigue du soudeur. et son habileté sont d'une importance capitale. L'opérateur de la soudeuse n'a plus pour tâche que d'observer la fusion propre des deux métaux et de surveiller le fonctionnement de la machine, la- quelle du reste pourrait aussi 'être employée pour appliquer un métal sur des pièces de support métalliques.
Pour favori- ser la fusion du fil! soudure, on pourra encore prévoir un brûleur additionnel u (fig. 2) servant au chauffage préalable - de la matière à soudure,
Il convient encore de faire remarquer que le guidage du fil à soudure pourrait aussi être effectué à la rigueur manuellement au lieu d'être automatique, pourvu que le brû- leur ou bec à souder soit manoeuvré ou guidé automatiquement.
Il est évident que les conditions de mouvement dé- crites sont seulement assurées quand le brûleur à souder et
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l'organe de guidage du fil à soudure sont disposés sur le même chariot. Dans ce cas, il peut cependant arriver que, tan- dis que le fil à soudure fond d'une manière normale, le brû- leur amené les bords du sillon dejointure à l'une ou l'autre place trop fortement ou trop peu en fusion.
Par conséquent, il est avantageux de prévoir au chariot du brûleur un organe de réglage de précision qui peut agir indépendamment de l'or- gane de commande normal pour avancer ou retenir à la main le dit chariot.A cet effet-, on peut prévoir des moyens à l'aide desquels l'avancement du brûleur par rapport à la pièce de travail n'est pas effectué simplement en vertu de la force mo- trice normale, mais peut aussi être réglé de façon précise au moyen d'un dispositif de réglage particulier.
Dans la forme d'exécution suivant la fig, 10, éta- blie dans le sens précitée le brûleur a est porté par une pince de serrage K et est fortement serré dans celle-ci d'une manière convenable. Cette pince de serrage est montée à pivot à l'extrémité d'une tige K1 de façon! pouvoir être inclinée et la tige K1 est disposée à son tour d'une manière ajustable dans la direction de son axe, sur un levier à deux bras H qui peut pivoter en K2. La position du brûleur a qui est tenu dans la pince de serrage pivotée K est assurée au moyen d'une tra- verse de butée T.
Une tige filetée E qui s'étend à travers une pièce angulaire G1 d'une équerre G de support de fil à soudure fixée à un chariot J est articulée à l'autre bras du levier H et porte au-dessous de la pièce angulaire G un res- sort tendeur. Le chariot J porte le tourillon K2 pour le le- vier de support de brûleur H et se laisse ajuster en hauteur entre les joues montantes L1 d'un coulisseau L qui peut âtre avancé ou reculé horizontalement sur un cadre NI ! l'aide d' une tige filetée rotative M.
Ce cadre N1 peut . 'être déplacé sur un chariot N dans la direction de déplacement de ce dernier,
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tandis que le coulisseau L avec le chariot J peut être ajusté transversalement à la direction de déplacement du chariot N, Le déplacement du cadre N1 sur le chariot N est effectué à la main au moyen d'une tige filetée rotative S. Le chariot N est pourvu de deux axes 0 avec galets de roulement O1 par l'inter- médiaire desquels il roule sur les rails P1 du bâti P de l'ap- pareil. Une source quelconque d'énergie Q, par exemple un mo- te,ar électrique, un mécanisme à ressort moteur ou même simple- ment un poids moteur, peut 'âtre employée pour déplacer le chariot N.
Dans le cas présent on a prévu à titre d'exemple un moteur électrique qui commande l'un des deux axes 0 du chariot N avec une vitesse réglable par l'intermédiaire d'une transmission à courroie à deux tambours coniques Z.
Les dispositions décrites permettent de régler les déplacements du chariot N portant le brûleur et le fil à sou- dure provoqués par le moteur électrique Q par l'intervention d'un mouvement de réglage additionnel imprimé au chariot par le soudeur en vue de l'accélération ou du ralentissement de l'avancement de celui-ci, comme il sera décrit plus expli- citement par la suite.
Le chariot N est ajusté à la main par rapport à la pièce de travail A de façon que le brûleur a soit dans la bon- ne position latérale et en hauteur précise par rapport au joint à souder, ce qui est réalisé en manoeuvrant le levier H au moyen du chariot J et de la tige filetée E, ainsi qu'à l'aide du chariot L et de la tige filetée M. De même, la position du fil de soudure o fixé dans la douille de guidage ou de sup- port c portée par l'équerre de support G peut être exactement réglée par rapport au joint à souder en manoeuvrant; le chariot J.
Dans toute condition, cependant, le brûleur a a toujours une position telle par rapport au fil à soudure o, au point de vue du sens d'avancement de travail le long du joint x indi- qué par la flèche 0', qu'il précède le fil à soudure dans
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la course de travail, comme il a du reste déjà été dit anté- rieurement. Le chariot N avance avec une vitesse uniforme dans le sens da la flèche # et entraîne la brûleur a et le fil soudure o le long du joint à souder x.
Si, par hasard, le - - mouvement d'avancement du chariot N ou du brûleur a était trop rapide, ce qui se ferait remarquer par une fusion in- suffisante des bords du joint à souder, on peu-c réduire la vitesse du chariot en déplaçant à la main la courroie de la transmission à tambours coniques Z. Ou bien, en vue d'un réglage précis, on déplace le cadre N au moyen de la tige file- tée S dans la direction opposée à l'avancement du chariot pour compenser l'avancement trop rapide 'de celui-ci., Similairement on peut accélérer le mouvement d'avancement du chariot quand les bords du joint! souder subissent une fusion trop intense en raison d'un avancement trop lent du brûleur.
A l'aide de ce réglage manuel, notamment à l'aide de la tige filetée S, il est possible de moduler le procédé de soudage ou de l'adapter chaque fois aux diverses conditions qui se présentent.
Pour le cas de pièces de travail avec joints circu- laires à souder, il est avantageux de faire tourner celles-ci autour de leur. axe, tandis que le brûleur a qui est alors fixe est disposé par rapport à la pièce de travail de façon à ce qu'il précède aussi toujours le fil . soudure o.
Il convient peut-être de faire remarquer ici que le support de fil à soudure o pourrait tre constitué par une douille à double paroi pour recevoir de l'eau de refroidisse- ment ou tout autre liquide de refroidissement. De même, les rails Pl du bâtiP pourraient être creux et être refroidisà l'eau, attendu qu'ils sont particulièrement exposés à la cha- leur.
Tandis que jusqu'à présent on a envisagé une alimen- tation contrainte du fil à soudure, on peut établir et dispo- ser le support ou organe de guidage du fil à soudure de façon
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que le fil à soudure, notamment quand il est en position ver- ticale ou à peu près verticale, avance de lui-même sous l'ac- tion de la pesanteur. On peut, en particulier, avoir soin à ce que le chariot brûleur, lors de son avancement, fasse entrer en quelque sorte le fil à soudure arrivant facilement, dans le sillon dujoint à souder.
La fig. 11 représente une construction plus simple encore de l'appareil. Celle-ci est tout particulièrement ap- propriée pour être posée sur la pièce de travail même, par exemple sur des tuyaux ou des chaudières de grand diamètre.
Dans ce cas, le brûleur a repose sur une traverse U sur laquelle il est fixé de façon à pouvoir 'être incliné se- lon la positicn qu'on désire lui donner. Cette traverse U se laisse ajuster en hauteur et est disposée sur un chariot N2 qui peut rouler par l'intermédiaire de galets 02 sur un cadre
V simplement posé sur la pièce de travail et qui esL soumis à la traction d'un poids moteur W.
Le support de fil à soudure c est relié au chariot N2 au moyen de bras articules X et au - brûleur a au moyen d'un bras articulé X1, toujours en ayant soin, ici aussi, de faire précéder le brûleur a au fil à sou- dure o le long du joint à souder lors de l'avancement du cha- riot N2 dans la direction de la flèche #. La position incli- née du support de fil à soudure par rapport au brûleur ou à la flamme du brûleur peut être réglée en déplaçant le brûleur a. Le mouvement du chariot N2 dans le sens d'avancement de - celui-ci est provoqué par la traction du poids W et peut au besoin être réglé à la main. Ici aussi le chariot N du brû- leur peut être équipé d'un dispositif additionnel de réglage.
On pourrait par exemple disposer la traverse U servant de support au brûleur a sur le chariot N2 de façon à pouvoir la - déplacer longitudinalement au moyen d'une tige filetée, le support de fil à soudure c étant alors convenablement relié au brûleur a.
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Cette dernière construction pourrait aussi être orientée de façon à convenir au soudage de jointe verticaux à des gazomètres, des cloches, descylindres verticaux etc. Il serait alors nécessaire de prévoir un guidage vertical ap- proprié pour le chariot à brûleur, dont le poids pourrait être compensé par un contrepoids, éventuellement avec une car- taine prépondérance.
Si, dans le cas le plus simple, on munissait le chariot à brûleur N2 ou le cadre de support du brûleur et du fil à soudure d'une poignée de manoeuvre, on aurait un outil- lage de soudage à main, dans lequel les relations de position ou de succession de mouvement du brûleur et du fil à soudure seraient toujours celles-; qu'on a décrites plus haut. Dans ce cas. le cadre ou châssis de support pourrait être guidé sur deux galets de roulement seulement, ou tout autre guidage approprié pourrait être prévu.
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