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OUTIL DE SOUDURE.
La présente invention concerne des outils de soudure et en particulier les outils de soudure portant le fondant et destinés au procédé de soudure par arc immergé mis en oeuvre sur des plaques verticales fixes. Ce genre de soudure est pratiqué principalement dans la construction sur chantier de grands réservoirs et d'objets analogues.
Jusqu'à une date encore récente on ne pouvait pratiquer la soudure par arc immergé que dans la position dite "à plat", c'est-à-dire avec la surface de la pièce à souder supportant le lit nécessaire de particules de fondant. On a essayé de supporter le lit de fondant au contact d'une surface verticale de la pièce à souder, mais on rencontra des difficultés considérables. Quelques-unes de ces difficultés ont été surmontées dans le passé, mais il en reste encore un grand nombre à résoudne. Jusqu'à présent, la soudure par arc immergé sur des plaques verticales était encore un procédé incommode et les lignes de soudure obtenues par ce procédé n'étaient pas aussi bonnes que celles obtenues dans la position dite "à plat".
On a constaté que la difficulté principale était due à un manque de stabilité du lit de fondant dans la zone de soudure par rapport à la surface verticale de la pièce. En premier lieu, il était nécessaire d'éviter plus sûrement et plus simplement que les particules de fondant ne s'échappent vers le bas par gravité. De plus, on s'est aperçu qu'il était nécessaire d'éliminer la tendance, même la plus insignifiante en apparence, des particules de fondant à se déplacer horizontalement en travers de la zone de soudure.
Le nouveau support de fondant, qui fait l'objet de la présente invention et que l'on va décrire ici, permet d'atteindre les buts que l'on vient de citer, tandis que les dispositifs connus n'y ont pas réussi. Le nouveau dispositif conforme à l'invention marque également un progrès air point de vue de la durée de service et de l'économie générale. Il présente encore d'autres avantages, comme on le verra ci-après.
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La façon dont ces perfectionnements ont été obtenus apparaîtra clairement dans la description détaillée de certains modes de réalisation, que l'on va exposer maintenant et qui se réfère au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une élévation de face d'un mode de réalisation typique du nouvel outil, avec son moyen de support, se trouvant en position de fonctionnement sur une enveloppe de réservoir en construction; la figure 2 est un plan coupé de la structure de la figure 1, la coupe étant faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une élévation coupée suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et à grande échelle, certaines parties doublées du mécanisme n'étant pas représentées; la figure 4 est un plan de détail par en-dessus, coupé partiel- lement suivant la ligne 4-4 de la figure 3 ;
la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, mais sans la courroie du fondant; la figure 6 est une vue de détail en plan par en-dessus, analogue dans son ensemble à celle de la figure 5 mais légèrement modifiée cependant par rapport à celle-ci; les figures 7, 8 et 9 sont des coupes à grande échelle faites respectivement suivant les lignes correspondantes de la figure 4; les figures 10 et 11 sont des coupes, à une échelle encore plus grandefaites suivant les lignes correspondantes de la figure 4; la figure 12 est une vue en plan de la courroie du fondant de la figure 4, sans le mécanisme, et à peu près à la même échelle que la figure 4 ; la figure 13 est une coupe agrandie d'une partie de cette cour-' roie,suivant la ligne 13-13 de la figure 12 ; la figure 14 est analogue dans son ensemble à la figure 13, mais représente un autre type de courroie ;
les figures 15 et 16 sont analogues respectivement aux figures 12 et 13 mais représentent une autre variante de la courroie du fondant.
. Le nouvel outil T est suspendu à un chariot G pouvant se déplacer dans la direction A sur le bord supérieur E d'une enveloppe de réservoir S en construction. On suppose que le premier anneau de plaques Pl a déjà été construit sur un fond de réservoir B,et que les plaques P2 destinées à former un deuxième anneau ont été placées sur le premier anneau. Une zone de travail pour la formation d'une ligne horizontale de soudure W est constituée par la surface U du bord supérieur du premier anneau et la surface L du bord inférieur du deuxième anneau. L'outil T sert à déplacer le long de cette zone de travail un arc électrique X (figure 11) immergé dans un lit de fondant Fo Cet outil sert également à supporter ce lit de fondant de manière qu'il soit immobile par rapport à la zone de travail pendant le cycle de soudure.
Ceci est réalisé amplement par l'emploi d'une nouvelle courroie flexible de fondant 20, en coopération avec des moyens appropriés pour alimenter le dispositif en matière d'éleetrode de soudure et en courant électrique dans la zone de travail. Sous la forme clairement représentée sur les figures 12 et 13, la courroie 20 comprend une courroie 21 de pression à section en forme de V, une courroie 22, large, plate, flexible, résistant à la chaleur, et fixée à l'extérieur de la courroie à section en V, et enfin une bande d'étanchéité 23, étroite et souple, qui est fixée à l'extérieur de la courroie plate.
La courroie 22, large et plateest constituée de préférence par de la toile d'amiante renforcée par du fil métallique ; la surface plane d'une
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partie d'un bord longitudinal de cette courroie est fixée à la surface exté- rieure de la courroie à section en V, par exemple au moyen de rivets 24 ou d9éléments analogues. Les têtes intérieures de ces rivets se trouvent.dans la partie la plus étroite de la surface intérieure 25 de la courroie 21. Les têtes extérieures de ces rivets sont recouvertes par la bande d'étanchéité
23, qui peut être constituée par du caoutchouc mousse ou une substance ana- logue, et qui est collée sur la face de la courroie plate 22 opposée à celle où se trouve la courroie 21 à section en V. On a exagéré sur le dessin l'é- paisseur des courroies 22 et 23.
Il est possible et souvent désirable d'uti- liser pour ces courroies des bandes plus minces. Si les courroies, et prin- cipalement les extrémités de la courroie plate 22, comportent des raccords, il est important de maintenir cependant dans les.courroies une flexibilité uniforme. La courroie 22 doit être flexible dans des directions différentes en travers de son plan.
Comme on le voit sur les figures 4, 7 et 8, la courroie 21 est entraînée et supportée par deux poulies 26 et 27 qui peuvent tourner dans un méme plan et qui sont écartées l'une de l'autre de manière à former deux brins parallèles et d'assez grande longueur R et Q de la courroie du fon- dant. Le brin R est en contact avec l'enveloppe S et l'autre brin Q consti- tue le brin de retour. La partie de la courroie de tissu 22, plate et fle- xible, qui n'est pas fixée directement sur la courroie 2l.à section en V, a tendance à s'infléchir vers le bas, principalement le.long des brins de grande longueur R et Q.
On empêche la courroie 22 de s'infléchir ainsi au- delà d'un certain niveau, à l'aide d'un plateau.rigide 28, qui s'étend tout le long du brin R et supporte la partie supérieure de la courroie 22, tan- dis que la partie inférieure de celle-ci est pressée contre l'enveloppe du réservoir. Le plateau 28 et les paliers 29 des deux poulies (paliers de préférence antifriction comme on le voit sur le dessin), sont fixés à un châssis rigide 30, de sorte que la courroie 20 peut être déplacée le long du plateau 28 avec un effort minimum. Il n'est pas nécessaire d'utiliser dans ce but un moteur spécial; le moteur M, qui propulse le chariot C, effectue le déplacement de la courroie 20 autour du châssis 30 pendant que l'outil T tout entier se déplace le long de l'enveloppe 13.
Le châssis 30 est articulé en son centre sur un axe de pivotement vertical 31 supporté par un châssis 32.Comme on le voit sur les figures 2 et 3, on peut avoir deux châssis 32, un à l'intérieur de l'enveloppe S et l'autre à l'extérieur de cette enveloppe. On peut considérer ces deux châssis comme identiques 1'un à l'autre, et on se contentera donc d'en décrire un seul en détail.
Le chariot C comprend deux colonnes verticales 33 pour supporter un châssis 32. Ces colonnes sont écartées l'une de l'autre le long du bord E, sont fixées rigidement au corps du chariot et s'étendent vers le bas à partir de celui-ci. Une barre horizontale 34, constituant un support pour deux crochets 35, grâce auxquels le châssis 32 est supporté tout en pouvant pivoter, est fixée d'une manière réglable sur.les extrémités inférieures de ces colonnes et relie entre elles ces extrémités. La barre 34 est dirigée tangentiellement par rapport à l'enveloppe S sur laquelle se déplace le chariot et permet ainsi au châssis 32 de pivoter dans des plans perpendiculaires à la zone de travail, autrement dit à la surface de l'enveloppe, que cette surface soit incurvée d'une manière régulière ou irrégulière.
De cette façon, l'outil T supportant le lit de fondant peut être maintenu en contact uniforme avec la zone de travail; il est nécessaire simplement de maintenir le centre de gravité de l'ensemble pivotant écarté de l'enveloppe au-delà du plan vertical passant par la barre 34. La pression de contact est maintenue sensiblement égale aux deux extrémités du brin travaillant R, en raison de ce mode de construction à pivot central; le châssis 30 se comporte comme une barre "d'étalement" de la pression de contact.
Il en résulte que, lorsque le chariot C se déplace le long du bord supérieur E, la portion de surface extérieure et inférieure du brin travaillant R de la courroie 22 du fondant est pressée contre la surface de
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1 enveloppe et maintenue immobile par rapport à celle-ci.,
Il faut attirer Inattention sur le fait que les poulies 26,27 sont des poulies folles qui sont mises directement en rotation par la courroie 21; celle-ci est entraînée elle-même en rotation par la portion de courroie 22, 23 en contact avec l'enveloppe. Dans les anciennes construc- tions, les courroies plates et flexibles du fondant étaient actionnées par les poulies de support des courroies, et non vice-versa.
Il en résultait que ces courroies n'étaient qu'approximativement immobiles par rapport à la surface de l'enveloppe. Elles permettaient un certain déplacement longitudinal des particules du fondante Des essais en vue d'établir une pression de traction par l'intermédiaire de la courroie auraient exigé des mécanismes compliqués et auraient soumis la courroie à des efforts prohibitifs.
Un déplacement longitudinal entre le lit du fondant et l'enveloppe du réservoir,méme s'il était relativement faible, était excessivement nuisible, principalement parce qu'il avait tendance à être irrégulier et saccadé, par suite de la nautre incontrôlable des résistances de friction et des forces de traction de frottement produisant un tel déplacement lon- gitudinal. Il en résultait des défauts de la ligne de soudure effectuée; le nouveau dispositif conforme à l'invention permet d'éviter ces défauts.
La pression sur la portion verticale inférieure de la courroie platede même que la position de la portion supérieure de courroie dans laquelle le fondant est supporté, peuvent aussi être obtenues de différentes manièreso Par exemple, comme on le voit sur la figure 14., les portions de la courroie à section en V et de la courroie plate qui forment la courroie du fondant peuvent être moulées, ou laminées, ou refoulées, sous la forme d'un corps d'une seule pièce 20a, comportant une partie supérieure relativement mince 22a et une partie inférieure et relativement épaisse 21a qui fait saillie vers l'intérieure i1 est également possible de réaliser la position désirable à plat de la partie supérieure d'une courroie 20 ou 20A, quelle que soit la position de sa partie inférieure,
en donnant.à une-telle courroie 20B une forme tronconique avec un bourrelet 21-B autour de la grande base,.comme on le voit sur les figures 15 et 16.
Dans tous les cas, la courroie du fondant possède une grande surface, et non uniquement un bord latéral, en contact avec l'enveloppe et pressée positivement contre celle-ci; on évite ainsi les fentes et les défauts dans le support du fondant et du métal fondu, même quand la courroie est tordue, quand ses bords sont effilochés ou présentent d'autres irrégu- laxités dues à 1?usure ou à des déchirures. Même la présence de grosses particules d'impuretés dans le fondant reste alors sans inconvénient; une pression de contact appropriée empêche en outre la perte du fondant, même si celui-ci se trouve sous la forme d'une poudre extrêmement fine.
Cette action d'étanchéité est favorisée en particulier par le fait que les éléments de courroies 21, 22 et 23, ont une dureté ou rigidité qui va en décroissant vers l'extérieur, en dehors du fait que la courroie plate 22 possède une forme spéciale pendant le fonctionnement.
La pression de contact est appliquée de préférence au brin travaillant R tout entier de la courroie du fondant, entre les poulies 26, 27, au moyen d'une série de galets 36 qui se trouvent et tournent dans le plan des poulies, mais qui ont un diamètre plus petit que celles-ci, comme on le voit sur les figures 4, 5 et 10. Chaque galet auxiliaire est maintenu sur un pivot vertical 37 pouvant tourner dans une chape 38, qui est fixée à l'extrémité d'une tige 39 plus ou moins horizontale montée coulissante dans le châssis 30. Un ressort de compression 40 entoure l'extrémité libre de chaque tige coulissante 39 et prend appui contre la chape 38 et le châssis 30 pour pousser le galet 36 vers l'enveloppe S.
Le contour de la jante de ces galets 36 est adaptée à la surface intérieure 35 de la courroie 210 Ainsi, les parties successives du brin travaillant R de la courroie 20 du fondant sont maintenues en contact intime avec l'enveloppe, aussi bien entre les poulies
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26, 27 que sur celles-ci, que l'enveloppe soit convexe,concave ou incurvée irrégulièrement.
La figure 6 représente un mode de réalisation des galets auxiliai- res dans lequel une biellette 41 horizontale de répartition de la pression distribue la pression de chaque ressort 40 à deux galets 36; le ressort s'ap- puie contre le milieu de la biellette. De cette manière,la distance sépa- rant le galet auxiliaire extrême 36, du côté extérieur, de la zone de contact de la poulie voisine 26 ou 27 avec l'enveloppe peut être diminuée, et on peut par conséquent répartir la pression de contact plus uniformément sur toute la longueur du brin travaillant R. 11 peut être désirable, en outre, de relier entre elles les extrémités des barres 41 afin de maintenir l'uni- formité de la pression, même dans le cas de la rupture d'un ressort quelcon- que 40, ou d'un incident analogue.
D'autre part, il est préférable de guider la portion supérieure, c'est-à-dire la portion libre de la courroie plate 22, depuis sa position plus ou moins verticale (maintenue aux extrémités du.brin par suite de son incurvation autour des poulies) jusqu'à la position nécessaire à plat, à l'aide d'un doigt de guidage ou d'un galet de guidage 42 disposé près d'une extrémité du plateau 28 (figures 4, 8 et 9). Ce doigt s'étend parallèlement à la surface du plateau 28 et perpendiculairement à la direction du brin travaillant Ro Un tel galet de guidage peut être maintenu par des paliers
43 sur un arbre 44, que l'on peut connecter à un montant vertical de support
45 articulé d'une manière convenable sur le châssis 30. Il suffit généralement d'utiliser un seul galet de guidage de ce genre, à l'extrémité avant du châssis (direction A).
Les courroies 20, même si ce sont des courroies grosses et dures, peuvent ainsi être guidées directement jusqu'à une position convenable à plat en franchissant la poulie d'extrémité avant 26. 11 en résulte que l'on peut placer dans des positions successives et rapprochées le bec de décharge D de la conduite souple H d'alimentation en fondant et l'ajutage de guidage N de l'électrode, au voisinage de la poulie avant 26 et du doigt de guidage 42 (figure 4). La plus grande partie du brin travaillant R est ainsi utilisable pour maintenir le lit de fondant F en contact avec le liquide en cours de solidification, on diminue ainsi les dimen- sions totales nécessaires et l'encombrement de l'outil T.
On a représenté un deuxième plateau 46, parallèle et analogue dans son ensemble au plateau de support de travail 28, mais s'étendant le long du brin de retour Q, ce plateau 46 étant destiné à empêcher les irrégularités de fléchissement dans ce dernier brin. Un fléchissement irrégulier de celui-ci risquerait de produire des ondulations de la courroie et dérangerait la position immobile désirée du lit de fondant. On empêche en outre de telles irrégularités à l'aide d'un galet de tension 47 intercalé sur le brin de retour Q. Ce galet peut être porté par un levier 48, articulé sur le châssis 30 de manière à pouvoir pivoter dans un plan, et poussé vers l'extérieur par un ressort 49.
L'installation et l'enlèvement de la courroie du fondant sont ainsi facilités, tandis que la courroie 20 et surtout sa partie travaillante R sont maintenues tendues et avec une.forme correcte pendant le fonctionnement,
Le fonctionnement comprend l'avance du fondant et de l'électrode, ainsi que la fourniture du courant de soudure à des portions longitudinales successives des bords U et L appartenant respectivement aux plaques supérieures et aux plaques inférieures, en vue de convertir ces bords en une ligne de soudure W à l'aide de l'arc électrique.
Dans ce but, le châssis pivotant supporte, entre autres choses, une bobine 50 (figure 3) débitant l'électrode qui traverse l'ajutage N, sous l'action d'un réducteur de moteur 51, à une vitesse commandée correctement d'une manière connue par des instruments (non représentés),contenus dans un coffret 52.Ces instruments commandent également la densité et d'autres caractéristiques du courant de soudure qui est amené à l'électrode et à la pièce à souder par des conduc- teurs appropriés (non représentés).
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L'arc X (figure 11) est immergé dans le lit de fondant S qui est versé sur la courroie 20 du fondant par le bec de décharge D (figure 8) voisin du galet de maintien 42 (figure 9)Pour éviter de déranger le bain liquide produit par l'arc électriqueon empêche le lit de fondant ainsi versé de perdre des particules s'échappant vers le bas, en distribuant la pression entre une partie marginale de la courroie du fondant et l'enveloppe, comme on 19a expliqué dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.636.524 du
Cette condition est réalisée, de la manière la plus efficace et en même temps la plus simple,par les galets et poulies 26,27, 36 et les pièces associées, de préférence avec l'aide d'une suspension.
pivotante du châssis de support, comme il a été expliqué dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique S.N. 252.918 du , et comme on le voit en 32, 34 etc.000
Pour éviter de déranger le métal fondu, on doit empêcher également le lit de fondant de se déplacer latéralement le long de l'enveloppe et à travers la zone de soudure.
Ceci est réalisé par la structure d'une seule pièce des parties supérieure et inférieure de la courroie plate et flexible 22 dont la partie inférieure est utilisée en réalité comme la partie extérieure extrême d'une courroie à section en V pressée vers l'extérieur et maintenue immobile par rapport à l'enveloppe dans le brin de travail R, tandis que sa partie supérieure est maintenue en position correcte pour former le support de base du lit de fondant.
A l'extrémité arrière de la zone de soudure, près du galet d'extrémité 27, le fondant est retiré d'une manière continue, son support étant déplacé en s'éloignant de l'enveloppeo Le fondant en excèsnon converti en une scorie adhérente, peut alors être récupéré, pour être débité de nouveau à travers la conduite souple H et le bec D à l'extrémité avant du dispositif, cette récupération s'effectuant par des moyens appropriés (non représentés) bien connus dans cette technique.
REVENDICATIONS.
1 - Support de fondant pour dispositif de soudure à l'arc caractérisé par le fait qu'il comprend une série de poulies pouvant tourner dans un même plan, une courroie plate sans fin, avec une nervure unique longitu- dinale faisant saillie vers l'intérieur et entrainée sur les poulies, et des moyens pour presser toutes les poulies de la série contre une surface de la pièce à travailler transversale par rapport au dit plan.
2 - Support de fondant selon 1 caractérisé par le fait que la courroie sans fin comprend un élément de courroie à section en V, étroit, relativement rigide et disposé du côté intérieur, un élément de courroie intermédiaire plat, large, extrêmement flexible et résistant à la chaleur, et enfin un élément de courroie plat, étroit, extrêmement compressible, et disposé du côté extérieur et en face de l'élément intérieure
3 - Support de fondant selon 1 caractérisé par le fait qu'il comprend un plateau s'étendant entre les poulies d'extrémité et se trouvant dans un plan légèrement incliné vers l'intérieur et vers le haut à partir d'un brin du bord inférieur de la courroie.
4 - Support de fondant selon 1 et 3 caractérisé par le fait qu'il comprend un doigt de guidage voisin d'une poulie d'extrémité, ce doigt s'étendant au-dessus du plan du plateau, parallèlement à ce plan et perpendiculairement au dit brin.
5 - Support de fondant selon 1, 3 et 4 caractérisé par le fait que le doigt de guidage consiste en un galet dont la longueur est égale approximativement à la largeur du plateau.
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