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Soudeuse automatique pour soudure par rapprochement de larges ------------------------------------------------------------- plats ou de tôles, respectivement pour soudure par recouvre- @ ment, en atmosphère protectrice.
L'invention se rapporte à une soudeuse automatique pour soudure par rapprochement de larges plats ou de tôles en a- cier ou en autre matière, ou pour soudure par recouvrement, en atmosphère protectrice, principalement pour la soudure des bandes de transformateurs dans l'atmosphère protectrice du dioxyde de carbone, et pour la soudure par recouvrement des aciers inoxydables. La soudeuse automatique est cons- truite de telle manière qu'elle convient spécialement pour les installations faisant partie des chaînes de production et de manufacture continues.
Les installations de soudure automatique pour les lar- ges plats connues jusqu'ici, c'est-à-dire celles qui, en plus de la réalisation du cordon de soudure, assurent égale- ment automatiquement les centrages et tensions des matériaux à souder, sont, dans la majorité des cas, des machines à
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souder par rapprochement à résistance, ou bien des machines connues à soudure par cordon ou par points pour la réalisa- tion des assemblages par recouvrement. La soudure à résis- tance n'est cependant technologiquement admissible pour cer- taines catégories de matériaux, et il est nécessaire d'effec- tuer la soudure en atmosphère protectrice.
Dans les instal- lations mécaniques fonctionnant selon ce principe, ou bien on provoque, à l'endroit de la soudure, successivement l'arrêt, le centrage et la tension de l'une ou de l'autre partie de l'élément à souder, ou bien - dans le cas de la coupure simultanée des bords des matériaux à souder - il s'effectue dans ces machines un déplacement relatif horizon- tal des matériaux, respectivement de la tête de soudure, de manière à amener le chalumeau de soudure exactement au-des- sus des bords des matériaux devant être soudés.
Dans les derniers temps, et tenant compte des exigences technologiques - notamment pour la soudure de matériaux à teneur élevée en silicium et en manganèse, comme, par exem- ple, des bandes de transformateurs - la nécessité est appa- rue de prévoir, à proximité des cordons de soudure, des en- tailles de soulagement de forme appropriée, en considération des sollicitations mécaniques élevées auxquelles ils sont sou- mis au cours de la mise en oeuvre subséquente. Ceci est particulièrement le cas des matériaux mis en oeuvre, respec- tivement laminés, dans les chaînes de production continues.
On ne connaît aucune machine à souder exécutant et découpant de telles entailles de soulagement dans son cycle de travail.
Ce problème est résolu par la présente invention, grâ- ce à laquelle on peut réaliser, dans une machine unique d'en- combrement réduit, aussi bien la soudure de larges plats ou de tôles en acier ou en une autre matière, que munir les matériaux d'entailles de soulagement et faire subir à ces
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matériaux d'autres opérations technologiques éventuellement nécessaires.
Le principe de base de l'invention réside dans le fait que le centrage des extrémités des plats ou tôles dans l'installation de soudure, la réalisation des entailles de soulagement et d'autres opérations technologiques éven- tuelles, de même que l'amenée de plaques de calage pour com- mencer et achever les soudures, se font directement dans l'axe de la soudure, sans le mouvement horizontal relatif des plats ou des tôles à souder et du dispositif de soudure.
Un tel procédé est rendu possible par la construction de la soudeuse automatique conforme à l'invention qui provoque si- multanément le rapprochement et le centrage des extrémités des plats ou des tôles - qui on; préalablement été coupés verticalement dans une autre installation - immédiatement au-dessus de la plaque de calage de soudure, dans l'axe de la soudure.
Dans cette position, les deux parties sont fi- xées et les entailles de soulagement y sont pratiquées si- multanément, la position du bout n'étant pas réglée à une largeur déterminée, mais s'adaptant automatiquement à la largeur réelle, dans les limites de tolérance, de telle ma- nière qu'à chaque coupure, la distance entre le contour de l'entaille de soulagement et le bord des plats est constan- te. En outre, la machine propulse les plaques de calage de soudure sur les côtés des plats, les plats sont poussés, dans l'installation de soudure, vers le châssis supérieur fixe et la soudure est réalisée.
La soudeuse automatique conforme à l'invention compor- te une partie fixe et une partie mobile. La partie fixe de la machine est avantageusement constituée par un châssis de support d'une pièce, comportant une ouverture pour l'intro- duction et le déplacement de la tête de soudure ; lechâssis fixe est pourvu de pieds fixes ou élastiques en vue de sou-
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mettre à la tension les extrémités des deux plats ou tôles à souder; il comporte, en outre, des butées déplaçables transversalement, munies d'éléments de centrage, avec deux surfaces de butée, déplaçables en hauteur, pour le centrage des plats ou tôles à souder, et d'outils à entailler dépla- çables transversalement pour la réalisation des entailles de soulagement.
La partie mobile, constituée avantageusement sous forme d'une table de soudure, est montée en position mobile dans le sens vertical entre les châssis latéraux por- tant des cylindres de maintien. Cette partie mobile sert à presser les plats ou tôles à souder contre les pieds du châs- sis de support fixe pendant @a soudure, et à promouvoir l'effort nécessaire aux outils à entailler, alors que ceux-ci exécutent les entailles de soulagement.
A titre d'exemple, la soudeuse automatique conforme à l'invention est représentée dans les dessins annexés.
La fig. 1 montre la machine en coupe selon le plan A-A in- diqué sur la fig. 2. La fig. 2 montre la machine vue de profil et partiellement en coupe selon le plan B-B indiqué dans la fig. 1. Les fige. 3, 4, 5 et 6 montrent l'exécution des butées déplaçables transversalement qui sont, ou bien en deux pièces comme le représentent/les figs. 3 et 4, ou bien en une pièce comme le montrent les figs. 5 et 6. Les plats ou tôles à souder sont, en cela, préparés pour la soudure par rapprochement (voir figs. 3, 5), ou pour la soudure à recouvrement (voir figs.4 et 6).
L'installation représentée à titre d'exemple est cons- tituée par une construction en forme de quatre colonnes avec la plaque de ba@e 1 et le châssis de support fixe 2, entre lesquels sont aménagés la table de soudure 3 mobile dans le sens vertical, ainsi que deux cadres fermés latéraux 4, éga- lement mobiles dans le sens vertical, avec les cylindres de
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maintien auxiliaires 5 et les cylindres de guidage 6. Le châssis de support fixe 2 revêt la forme d'une unité ouver- te en son milieu, pour l'introduction et le déplacement de la tête de soudure 7 au-dessus de plats ou tôles à souder.
Le chariot 8 portant la tête de soudure se meut sur le c8té supérieur du châssis de support 2 et ce à l'aide d'un méca- nisme de commande mécanique ou hydraulique. Le mouvement vertical de la table de soudure 3 est provoqué par les cy- lindres hydrauliques principaux 9. La table de soudure 3 contient, selon besoin, une semelle de soudure 10 facilement interchangeable, avec la traverse porteuse refroidisseuse 11. Sur la table se trouve également le dispositif d'ame- née 12 de plaques de calage de soudure, avec le magasin 13 y afférent. Entre le châssis de support 2 et la table de soudure 3 sont placés les outils à entailler 14 mobiles dans le sens horizontal, montés de telle manière qu'ils tou- chent en permanence le châssis de support 2. Sur les outils à entailler 14 sont fixées des butées spéciales effaçables 15.
Le mouvement des outils à entailler 14 se fait nous l'action des tringles 16 à partir des organes de centrage 17 disposés par paires sur les deux côtés de la machine.
Sur les côtés du châssis fermé 4, mobile dans le sens ver- tical, sont fixées deux courtes tables auxiliaires 18 avec dispositif 19 pour rejeter les plaques de calage de soudure, ainsi que des crêtes d'entraînement de forme appropriée 20 pour l'avancement convenable des plats entre les cylindres de guidage 6, ainsi qu'également les butées verticales fixes 25. Les cadres fermés 4 mobiles dans le sens vertical sont guidés sur les colonnes 21 de l'ossature principale et sou- tenus en-dessous par les trétaux 22 faisant corps avec la plaque de base 1.
La table de soudure 3 est également guidée dans le sens
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vertical sur les colonnes 21 de l'ossature principale.
La soudeuse automatique pour larges plats et tôles conforme à l'invention convient particulièrement pour les installations de production et de manufacture continues, comme le sont, par exemple les chaînes de décapage. Le cy- cle opératoire du fonctionnement mécanique dans une telle chaîne, débute après le passage de l'extrémité coupée verti- calement du plat ou de la tôle de départ derrière la soudeu- se. En premier lieu, les organes de centrage 17 se dépla- cent et, entraînés par eux, les outils à entailler 14, jus- que dans la position de travail de départ, ctest-à-dire à la dimension donnée par la largeur du plat, avec la toléran- ce autorisée, soit à environ 20 mm du bord.
Les paires avant et arrière d'organes de centrage 17 sont propulsées indépendamment, d'une manière connue, de façon que les dif- férents organes de centrage se déplacent selon un mouvement centré par rapport aux axes de la machine, dans le sens du transport du plat. Les outils à entailler 14 sont, dans la position de départ, en contact ferme avec le châssis de sup- port 2 et se trouvent au-dessus de la surface libre de la table de soudure 3, en dehors de l'espace du magasin 13 à plaques de calage.
Les butées 15 sont, soit en deux pièces, l'une des parties étant placée dans la moitié supérieure et l'autre dans la moitié inférieure de l'extrémité prolon- gée de l'outil à entailler 14, ou bien elles sont en une pièce comportant des surfaces de butée mobiles en hauteur, alors que la partie formant butée est serrée dans une moi- tié de l'extrémité prolongée de l'outil à entailler 14, son mouvement étant libre dans l'autre moitié.
Cette disposition de la butée 15 permet que l'extrémité du plat ou de la tôle de départ vienne buter simultanément contre la face d'appui fixe, directement dans l'axe de la soudure (voir fig . 3 ou
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fig. 5), ou éventuellement, selon besoin, de former égale- ment le recouvrement (voir fig. 4 ou fig. 6). Le mouvement des plats ou des tôles, à l'occasion de l'opération de butée, est assuré par le dispositif de propulsion de la chaîne in- téressée.
Au moment de la butée, les extrémités des plats sont décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre. Ce décala- ge disparaît à l'occasion de la réalisation des entailles ou du serrage final en vue de la soudure. Après que les ex- trémités des plats ou des tôles sont venues heurter les bu- tées 15, intervient leur centrage final par rapport aux axes de transfert de la machine, par le moyen des organes de cen- trage 17 et l'introduction si:; Planée des outils à entailler 14 dans la position d'entaille. Les outils à entailler 14 sont reliés aux organes de centrage 17 par les tringles de traction 16, de manière que les positions finales des tran- chants des outils sont déterminées par la largeur du plat ou de la tôle la plus étroite, dans la limite des tolérances habituelles.
Après le centrage des plats ou des tôles, in- tervient leur serrage énergique au moyen des cylindres de maintien 5 et, par.la suite, à l'intervention du mouvement vertical des cylindres principaux 9, les moitiés inférieures des outils à entailler 14 réalisent les entailles, du fait que la table de soudure 3 est entraînée. Les morceaux de matière découpés tombent dans la moitié inférieure des ou- tils à entailler 14, d'où ils sont expulsés automatiquement au cours du battement suivant, et tombent en dehors de l'es- pace de la table de soudure. La chute prématurée des mor- ceaux découpés hors des outils à entailler 14 est empêchée par les clapets basculants 26.
Après qu'a eu lieu l'abais- sement des cylindres principaux 9 de la table de soudure 3, et des moitiés inférieures des outils à entailler 14, ces
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derniers sont dégagés de la position d'entaille et refoulée hors de l'espace de fonctionnement de la table de soudure 3, au moyen des organes de centrage 17. Pendant ce mouvement, ; les outils à entailler 14 passent librement au-dessus des bras des dispositifs d'amenée 12 des plaques de calage.
Dans le battement suivant, les cylindres principaux 9 soulèvent la table de soudure 3 qui, ayant atteint la hau- teur des extrémités d'une bande ou d'une tôle, entraîne en même temps également les châssis latéraux 4 avec.les cylin- dres de maintien 5 associés, J'où les plats ou les tôles sont levés dans la position dp soudure. Dans cette position, les extrémités des plats ou de., tôles sont solidement ser- rées entre le châssis de support 2 et la table de soudure 3.
Au cours du battement suivant, le dispositif d'amenée 12 propulse de chaque côté du plat ou de la tôle une plaque de calage retirée du magasin 13 at la pousse élastiquement con- tre le bord du plat ou de la tôle, au début ou à la fin de la soudure. De cette manière, les extrémités des plats ou des tôles sont préparées pour la soudure.
Le dispositif d'amenée 12 des plaques de calage est spécialement constitué de manière à rendre possible le pas- sage du bras d'amenée dans l'espace intermédiaire qui se for- me par le serrage du plat ou de la tôle entre le châssis de support 2 et le plateau supérieur de la table de soudure 3.
Le bras 23 du dispositif d'amenée 12 des plaques de calage est en même temps dégagé mécaniquement par le fait qu'il est lié élastiquement à une petite butée d'équilibre 24 qui s'appuie fermement contre les bords du plat ou de la tôle dé- jà serré. On obtint ainsi simultanément également l'avan- cement automatique des plaques de calage pour des largeurs différentes des plats ou des tôles à souder.
La soudure proprement dite s'effectue, selon la manière
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connue, au cours du battement suivant, par le mouvement du chariot 8 portant la tête de soudure. Les dispositifs 19 rejetant les plaques de calage se placent en même temps dans la position de travail, c'est-à-dire à proximité du bord du plat ou de la tôle, du côté de la sortie de la machine.
Les dispositifs 19 rejetant les plaques de calage, préala- blement réglés à la largeur du plat ou de la t8le à mettre en oeuvre, laquelle largeur est augmentée d'environ 30 mm en faut que tolérance y afférente, interviennent au début du cycle de travail pour le guidage latéral à l'entrée de l'extrémité sortante, respectivement au début du nouveau plat ou de la nouvelle tôle. De ce fait, ils sont montés symétriquement sur les deux côtés de la machine.
Après l'exécution du cordon de soudure, la libération des cylindre de maintien 5, le refoulement des dispositifs 12 d'amenée des plaques de calage et la descente de la ta- ble de soudure 3, s'effectue le mouvement du plat dans la chaîne afférente. Les butées fixes 25 qui sont placées à proximité de l'axe de la soudure, presque sous le point haut du passage du plat dans la machine, servent à libérer le cordon de soudure qui, occasionnellement, pourrait adhérer à la plaque de calage. Au cours du passage de l'endroit de soudure entre le dispositif 19 rejetant les plaques de cala- ge, ces dernières viennent buter contre les dispositifs 19 en question et sont rejetées. A ce moment, le cycle de sou- dure a pris fin.
Le cycle opérationnel peut être rendu automatique de manière appropriée, en quoi la succession, ou éventuellement la simultanéité des opérations décrites peut être choisie de manière à réduire au minimum la durée du cycle. Les orga- nes de commande ainsi que les mécanismes des mouvements cor- respondent à l'exécution connue.