<Desc/Clms Page number 1>
THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, résidant à LONDRES.
APPAREILS ET PROCEDES DE FABRICATION DE TUBES METALLIQUES SOUDES PAR SOUDURE A L'ARC ELECTRIQUE.
La présente invention concerne les appareils et procédés de fa- brication de tubes métalliques soudés par soudure à l'arc électrique.
Il a été proposé de construire un tube à partir d'une bande de matière qu'on enroule progressivement de manière à obtenir un tube à fente longitudinale, et on soude ensuite les bords de la fente de façon à obtenir un tube fermé. La soudure peut être longitudinale ou hélicoïdale par rapport à l'axe du tube.
Suivant un aspect de la présente invention, un appareil pour souder à l'arc électrique, sur sa longueur, un tube en métal ou l'équivalent, comprend un moyen de déplacer le tube à souder par rapport à un porte-élec- trode normalement fixe de façon à souder le tube au moyen du porte-électrode au fur et à mesure qu'il défile devant celui-ci, le porte-électrode pouvant se déplacer dans le sens de déplacement du tube pour amorcer ou réamorcer une soudure.
Suivant un autre aspect de la présente invention, dans un procé- dé pour souder à l'arc électrique, suivant sa longueur un tube en métal ou l'équivalent, on déplace le tube par rapport à un porte-électrode normalement fixe, le porte-électrode pouvant être déplacé dans le sens de déplacement du tube pour amorcer ou réamorcer une soudure.
Quand il faut réamorcer une soudure, il est souhaitable de souder une seconde fois une petite partie du joint déjà réalisé de façon à éviter l'existence d'une zone non soudée. A cet effet, le porte-électrode peut être amené, dans le sens de déplacement du tube, au-dessus d'une partie déjà sou- dée près de l'extrémité du joint déjà réalisé. On fait ensuite défiler le
<Desc/Clms Page number 2>
tube sous le porte-électrode en activité, de façon à resouder une petite partie du joint déjà soudé. Le porte-électrode est ensuite ramené progres- sivement en arrière, en sens opposé au déplacement du tube, jusqu'à sa po- sition normale.
Si on le désire, le déplacement du porte-électrode en sens inverse du mouvement du tube peut être effectué à la main, mais il est préférable qu'il se fasse automatiquement, à une vitesse lente comparée à la vitesse de déplacement du tube. Par exemple, la vitesse de déplacement du porte-électrode peut être de l'ordre de quelques pourcent, par exemple au maximum 10%, de la vitesse de déplacement du tube. Cette vitesse est for- cément réduite,afin que les calories apportées par la soudure, quand le porte-électrode est en mouvement, ne soient pas trop inférieures aux calo- ries débitées en conditions normales, quand le porte-électrode est immobi- lisé.
Une particularité de l'invention réside cependant dans la possibili- té d'utiliser un moyen d'augmenter le courant de soudure pendant que le porte-électrode se déplace, afin de compenser l'augmentation de vitesse relative du porte-électrode par rapport au tube.
Une forme d'exécution de la présente invention, appliquée à la fabrication d'un tube soudé à joint longitudinal rectiligne, sera décri- te maintenant, titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Les figures 1 et 2 sont des vues, respectivement de profil et en plan, montrant le porte-électrode dans sa position normale.
La figure 3 est une vue en plan, montrant le porte-électrode dans sa position de réamorgage d'une soudure.
La figure 4 est une vue semblable, montrant le porte-électrode dans sa position d'amorçage d'une soudure, et
La figure 5 est un schéma, un peu simplifié, des connexions électriques de l'appareil.
Comme les dessins le montrent, un tube ouvert 1 obtenu en en - roulant une bande de métal, de l'aluminium par exemple, est soudé, de façon à constituer un joint longitudinal 7, au moyen d'un porte-électrode 8 qui peut être, par exemple, du type à soudure à l'arc sous argon. Le porte-é- lectrode 8 peut avoir, soit une seule électrode alimentée en courant alter- natif monophasé, soit deux électrodes alimentées en courant alternatif dipha- sé ou triphasé, le retour commun ou la troisième phase étant relié au tube, suivant le cas.
En période de soudage normal, c'est-à-dire après une pério- de d'amorçage ou de réamorçage, le porte-électrode est maintenu fixe, dans la position représentée aux figures 1 et 2, par rapport à deux paires de galets de forme, une paire, les galets 5 et 6, agissant sur le tube après soudure, l'autre paire, les galets 3 et 4, agissant sur le tube non soudé, un peu avant l'endroit de position normale du porte-électrode, comme repré- senté à la figure 2, Le porte-électrode 8 est monté sur un bras 12 solidai- re, de façon réglable, d'un chariot 9 à roues 10, pouvant se déplacer sur des rails Il parallèles au déplacement du tube, de façon à pouvoir mouvoir le porte-électrode 8 parallèlement au sens de déplacement du tube.
On remar- quera que le moyen a été prévu de régler la position du porte-électrode 8 transversalement au sens de déplacement du tube, et cela dans les deux di- rections, de façon à pouvoir situer exactement l'arc par rapport au joint à souder.
Lors du réamorgage d'une soudure, le porte-électrode, monté sur son chariot, est amené dans la position représentée à la figure 3, de façon qu'il se trouve en face d'une partie du tube déjà soudée et qu'au réamorçage, il resoude une petite partie du joint déjà réalisé. Si, par exemple, le tube défile, sous le porte-électrode, à une vitesse de l'ordre, par exemple, de 1 à 2 mètres à la minute, le porte-électrode peut être pla- cé à quelques centimètres en avant de l'extrémité du joint déjà réalisé.
Avant de réamorcer l'arc, le moteur d'entraînement du tube est amené au ré-
<Desc/Clms Page number 3>
gime, de fagon que le tube défile environ à sa vitesse normale, au moment du réamorgage de l'arc. Quand l'arc est rétabli, le chariot 9 est mu, le long des rails 11, par un moteur électrique 18, dénommé ci-après moteur de traction, dans le sens opposé au déplacement du tube,de manière à ra- mener le porte-électrode 8 à sa position normale. Comme cela a été expli- qué, la vitesse de déplacement du porte-électrode doit être de quelques pour cent de la vitesse de déplacement du tube. Quand le porte-électrode a atteint sa position normale, représentée aux figures 1 et 2, le chariot
9 s'arrête et reste dans cette position, jusqu'au moment où il faut, à nouveau, amorcer ou réamorcer l'opération de soudure.
Pour commencer à souder un tube non encore soudé, il faut uti- liser une techniqie légèrement différente, parce que les bords du tube ou- vert ont tendance à s'écarter l'un de l'autre, quand ils ne sont pas ap- pliqués et maintenus l'un contre l'autre par les galets de guidage 3 et 4 ou 5 et 6. C'est pourquoi, au début de la soudure d'un tube ouvert, le chariot, avec le porte-électrode 8, est amené dans la position, représen- tée à la figure 4, ou la soudure peut être amorcée sur une partie du tube ouvert prise entre, ou très près de la paire de galets 5 et 6 qui maintien- nent les bords du tube en contact ou très rapprochés l'un de l'autre.
Une fois la soudure amorcée, le joint métallique solidifié exerce une traction qui maintient les bords du tube ouvert réunis et la soudure peut alors se faire à une plus grande distance d'une paire de galets, et on ramène donc progressivement le porte-électrode à sa position normale, à mi-chemin en- tre les deux paires de galets, comme les figures 1 et 2 le montrent, La figure 5 représente les connexions électriques d'une partie de l'équipement électrique utilisé dans une forme d'exécution de la présente invention.
Le tube défile le long du porte-électrode 8 sous la commande d'un moteur électrique 21 qui peut être relié à un réseau triphasé 20, par l'intermé- diaire d'un contacteur 22 avec une bobine d'enclenchement 23. Si nécessai- re, les bords de la bande métallique à souder peuvent être coupés ou net- toyés, à la brosse mécanique par exemple, avant d'enrouler la bande en forme de tube, L'amorçage de la soudure se fait en excitant la bobine de commande 23 du contacteur 22, de manière à mettre en route le moteur électri- que 21 et à faire défiler le tube le long du porte-électrode 8. Le circuit d'excitation de la bobine de commande 23 peut comprendre, par exemple, des interrupteurs répondant à l'écoulement de l'eau de refroidissement ou du gaz de protection, l'argon par exemple, dans le cas d'un arc protégé au gaz.
Eventuellement, le dispositif de nettoyage des bords de la bande métallique est mis en route en même temps que le moteur 21 de défilement du tube le long du porte-électrode. Quand le moteur d'entraînement du tube a atteint sa vitesse normale, une opération de commutation est effectuée pour alimen- ter la bobine d'excitation 26 d'un contacteur 25, qui commande l'alimenta- tion en courant triphasé d'un transformateur triphasé/diphasé alimentant le porte-électrode 8 par l'intermédiaire de selfs 44. Le tube 2 est relié au retour commun 31 de l'alimentation en courant de soudure, ce retour com- mun contenant un transformateur 32 qui attaque un redresseur en pont 33 re- lié à la bobine d'excitation 30 d'un relais,
Ce relais a un contact norma- lement ouvert 29 placé dans le circuit d'alimentation du moteur de traction à vitesse variable 18 alimenté par deux phases du réseau triphasé 20, à travers un sectionneur 34 et un transformateur à rapport variable 28. Ce circuit comprend aussi un interrupteur limite 19 qui s'ouvre, quand le cha- riot et le porte-électrode se trouvent dans la position "normale". Quand le ou les arcs de soudure sont établis, du courant de soudure circule, dans le circuit de soudure, par le commun 31 et le transformateur de courant 32, qui alimente la bobine de commande 30 servant à fermer le circuit d'alimen- tation du moteur de traction 18 ramenant lentement le chariot du porte-é- lectrode à sa position normale.
Quand le chariot a ramené le porte-électrode dans sa position normale, l'interrupteur limite 19 coupe le moteur de trac- tion et arrête le chariot qui est maintenu dans sa position normale pendant le soudage.
<Desc/Clms Page number 4>
Pour amorcer la soudure d'un tube, le procédé est semblable à ce qui a été décrit, sauf qu'au départ, le porte-électrode est placé dans la position représentée à la figure 4, en face d'une partie du tube, dont les bords non encore soudés sont maintenus réunis par la paire de galets 5 et 6.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, il est prévu de pouvoir varier la valeur du courant de soudure. Un régulateur à induction 24, en série avec le transformateur triphasé/diphasé 27, est commandé par un moteur électrique à courant alternatif réversible 35 qui peut être relié au réseau triphasé 20, par l'intermédiaire d'un contacteur 36 ou d'un contacteur 37, ces deux contacteurs donnant des sens de rotation opposés. La bobine d'excitation 38 du contacteur 36 peut être alimentée, en pressant un bouton-poussoir 40, à condition qu'un interrupteur limite 42, relié en série, ne soit pas ouvert.
De même, la bobine d'excitation 39 du contacteur 37 peut être alimentée, en série avec un interrupteur limite 43, en pressant un bouton-poussoir 41. Les interrupteurs limites 42 et 43 s' ouvrent quand le régulateur à induction 24 atteint des limites appropriées.
Pour augmenter le courant de soudure, on presse un des boutons-poussoirs, le bouton 40 par exemple, de façon à faire tourner le moteur 35 dans un sens. Pour diminuer le courant de soudure, on presse l'autre bouton-pous- soir 41, de manière à faire tourner le moteur 35 en sens opposé. Des con- tacts de verrouillage sont prévus afin qu'on ne puisse pas actionner à la fois les deux contacteurs 36 et 37. Quand une valeur voulue de courant de soudure est atteinte, on lâche les boutons-poussoirs 40 et 41 de façon que les deux contacteurs 36 et 37 déclenchent et que le moteur 35 et le régu- lateur à induction 24 s'immobilisent.
Ce dispositif peut être utilisé pour changer la valeur du courant de soudure pendant soudage, mais aussi pour, avant l'amorçage ou le réamorgage d'une soudure, mettre le régulateur à induction 24 dans une position telle qu'à l'amorgage ou réamorgage de la soudure, le courant de soudure soit augmenté en fonction de l'augmentation de la vitesse relative du porte-électrode par rapport au tube, due au dé- placement du chariot 9 par le moteur de traction 18.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil pour souder à l'arc électrique un joint longitu- dinal d'un tube en métal ou l'équivalent, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de déplacer le tube à souder devant un porte-électrode normalement fixe de manière que le porte-électrode réalise la soudure du tube, le dit porte-électrode pouvant se mouvoir dans le sens de déplacement du tube, en vue de l'amorçage ou du réamorçage d'une soudure.