Machine à souder par fusion à l'arc électrique. La présente invention a pour objet une machine à souder par fusion à l'arc électri que, du type dans lequel l'électrode est pro gressivement amenée au point d'utilisation et est portée par une tête de soudure montée de façon réglable à l'extrémité d'un bras mo bile.
La machine suivant l'invention est carac térisée en ce que ladite tête de soudure com porte des dispositifs d'orientation de l'élec trode dans deux plans perpendiculaires l'un à l'autre, de façon que la position angulaire de l'électrode par rapport à la soudure à réa liser puisse être réglée pour obtenir une in clinaison convenable de l'électrode suivant le type et la position de la soudure à exécuter.
Il peut être prévu un dispositif d'alimen tation de l'électrode comportant des galets entraînant l'électrode par friction. Lorsque l'électrode est enrobée, elle peut comporter des plots de contact régulièrement espacés sur sa longueur, lesquels sont pressés élastique- ment sur des frotteurs prises de courant.
En outre, on peut disposer, du côté de la soudure opposé à celui où est placée l'élec trode, une plaque d'appui formant contre-joint de soudure. Ce contre-joint peut être monté sur un support mobile dont les déplacements sont conjugués avec ceux du bras support de la tête de soudure. On réalise ainsi une coïnci dence constante de la tête de soudure, de l'électrode et du contre-joint, l'ouvrage à sou der demeurant immobile.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation de la machine équipée pour effectuer une soudure circonférentielle dans un corps de réservoir, de conduite ou autre corps creux analogue, les éléments sur lesquels elle doit travailler étant représentés en coupe; La fig. 2 est une vue en élévation laté rale, à échelle agrandie, de la tête de soudure, dans la position qu'elle occupe lorsqu'on effectue une soudure longitudinale; La fig. 3 est une vue en plan de la fig. 2; La fig. 4 est une vue en bout de la fig. 2 regardée dans le sens des flèches 5-5;
La fig. 5 est une vue en élévation de la fig. 4 regardée dans le sens indiqué par les flèches 6-6; La fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 3; La fig. 7 est une vue à plus grande échelle, partie en coupe, partie en élévation latérale, du dispositif de réglage angulaire de l'électrode dans un plan, comme il est aussi représenté aux fig. 2 et 5; La fig. 8 est une vue en coupe de la boîte d'engrenages montrée sur la fig. 7;
La fig. 9 est une vue partie en coupe, partie en élévation selon 10-10 de la fig. 7; La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 9, montrant les galets supé rieurs en place et en contact d'entraînement avec l'électrode, cette disposition étant celle utilisée pour les soudures circonférentielles;
La fig. 11 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig. 9, montrant les galets infé rieurs en place et en contact d'entraînement avec l'électrode, cette disposition étant celle utilisée pour les soudures longitudinales; La fig. 12 est une vue en coupe suivant la ligne 13-13 de la fig. 10;
La fig. 13 est une vue partielle en éléva tion de la tête de soudure avec l'électrode re présentée toute entière et insérée entre les galets inférieurs et comprenant les patins de contact destinés à conduire le courant de sou dure à l'électrode, cette disposition étant celle utilisée pour les soudures longitudinales, et La fig. 14 est une vue analogue à la fig. 13, montrant la disposition des galets su périeurs, en prise avec l'électrode pour exécu ter des soudures circonférentielles,
et les pa tins de contact électrique étant tournés de 90 par rapport à la position montrée fig. 13.
En se référant à la fig. 1, on voit que la machine comporte un bâti vertical M, de pré- férence en profilé, dans lequel peut se dépla cer dans le sens longitudinal une poutre ho rizontale N coulissant entre des galets por teurs 1 et 2 supportés par le bâti M. La poutre horizontale N porte, disposée longitudinale ment, une crémaillère 3 en prise avec un pi gnon moteur 4 entraîné, au moyen d'un train d'engrenages réducteurs 5, par un moteur électrique 6 monté sur l'embase fige 7 faisant partie du bâti M.
Pour amener le courant électrique à la tête d'alimentation de l'élec trode, tête qui sera décrite ci-après, des con soles 8, portées par le bâti M, supportent un arbre 9 et ce dernier porte une poulie 10 sur laquelle est enroulé le câble à plusieurs con ducteurs 11 passant sur le galet guide 12 figé sur un arbre 13 supporté par des consoles 14 qui sont également fixées sur le bâti M. Le câble conducteur 11 suit la poutre N jusqu'à la glissière verticale 15 et aboutit à l'extré- mité de celle-ci. Dans cette glissière 15 passe une colonne indépendante 16, réglable vertica lement, maintenue en place par des vis de blo cage 17.
L'ouvrage sur lequel on doit travailler consiste, par exemple, en un élément cylindri que 0 (fig. 1). Cet élément 0 repose sur des paires de galets 18 et 19 espacés longitudina lement (un seul de ces galets par paire étant représenté sur la fig. 1). Lesdits galets tou- rillonnent en 20 et 21 sur des montants 23 et 24 qui sont réglables le long d'un sommier 25.
Un moteur 26 peut, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réducteurs, entraîner un ou plusieurs des galets 18 ou 19, en vue de faire déplacer l'ouvrage sous l'électrode, lors qu'il s'agit d'exécuter une soudure circonfé- rentielle, le mouvement de la poutre N assu rant les soudures longitudinales.
Dans la partie centrale du sommier 25 est prévu un montant 25a portant un arbre 28a sur lequel est montée une poulie folle 28. Un câble 29 passe sur la poulie folle 28, et une extrémité 30 du câble est reliée à un support 31 pouvant coulisser longitudinalement et comportant un vérin de réglage 32 comman dant une plaque d'appui ou contre-joint 33 destinée à aider à supporter les bords à sou- der;
l'autre extrémité du câble 29 passe sous un groupe de poulies folles 34 montées sur un arbre 35 et supportées par le bâti M; de là, ce câble passe sur un groupe de poulies folles 36 montées sur un arbre 37 fixé au bâti M et vient s'attacher, en 38, à la partie avant de la poutre N. De même, une extrémité du câble 39 est attachée en 40, à la chaise 31, sur la face opposée à celle de l'attache du câble 29; ce câble 29 passe sous la poulie folle 34 et, de là, sur la poulie folle 36 et vient se figer à l'extrémité arrière de la poutre N.
Avec la disposition décrite dans le para graphe précédent, on observera que le dépla cement de la poutre N provoque un déplace ment correspondant de la chaise 31, de sorte que l'électrode et la pièce d'appui sont tou jours automatiquement maintenues en posi tion relative appropriée pour leur coopération, qu'il s'agisse de soudures longitudinales, cir- conférentielle ou transversales.
La tête d'alimentation de l'électrode est indiquée d'une façon générale sur la fig. 1 par la lettre P; elle est montée à l'extrémité inférieure de la colonne verticale 16 supportée par l'extrémité avant de la partie N à laquelle elle est rattachée par des boulons 41 (fig. 3) traversant la colonne 16 et pénétrant dans un gousset 42 qui protège une pièce en forme de secteur 43, qui est garantie contre les déplace ments par des boulons ou goujons 44 et la clavette 45 (fig. 6).
Les fig. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11 et 13 montrent les détails de la tête réglable et le dispositif de réglage employé pour exécuter des soudures longitudinales.
Un axe tourillon 46 fait corps avec la pièce 42 ou est fixé sur elle et s'étend en avant de celle-ci à angle droit; elle est munie d'une partie filetée, par exemple un boulon 47, à son extrémité opposée, en vue d'y main tenir les éléments ci-après décrits dans leur position d'assemblage par rapport à l'axe 46 et à la console 42.
Sur l'axe 46 est monté un cadre mobile 48 dont la partie inférieure est munie de cous sinets 49 et 50 (voir fig. 6) entre lesquels est inséré l'engrenage 51 en prise avec le secteur 43. L'engrenage 51 est fixé par une clavette 52 sur l'arbre 53 tournant dans les coussinets 49 et 50, l'arbre 53 étant maintenu, à une extrémité, contre tout déplacement longitudi nal, par l'écrou 54, avec sa rondelle 56, vissé sur le prolongement fileté 55, tandis qu'à l'autre extrémité est claveté, en 57, un engre nage conique 58 maintenu en place par l'é crou 59 vissé sur le prolongement fileté 60 dudit arbre 53.
Le bâti 48 de la tête d'alimentation de l'électrode comporte aussi, venant de fonderie, une console 61 qui supporte un arbre 62 lequel est empêché de se déplacer longitudinalement par un pignon 63 qui est fixé sur lui et qui est en prise avec le pignon 58 et par un col lier 64. Sur l'extrémité de l'arbre 62 opposée au pignon 63 est monté un volant 65 main tenu par une clavette (non représentée) et un écrou 66.
De la description précédente concernant le montage du support 48 de la tête d'alimen tation de l'électrode sur l'axe 46, on com prend facilement que le mouvement du volant 65 déplacera ledit support angulairement par suite de l'engrènement des pignons 58 et 63 qui font tourner l'arbre 53 et son pignon 51 qui entraîne le secteur 43; l'objet d'un tel dé placement angulaire du support de la tête de soudure est de faire varier l'angle de l'élec trode dans un plan vertical comme on le com prendra dans la suite.
En haut du support 48 de la tête d'ali mentation est disposée une chaise 67 (fig. 3 et 4) maintenue par des boulons 68 et com portant des coussinets 69 et 70 recevant un arbre 71 qui, d'un côté, porte un pignon cla- veté 72 maintenu par un écrou 73 et qui en grène avec une crémaillère 73a portée par un support 87. A l'autre extrémité de l'arbre 71 est clavetée une roue d'engrenage 74 (voir fig. 3).
Un support 75, fixé au corps 48 par des boulons 76, porte un coussinet 77 recevant un arbre 78 sur lequel est fixé et claveté un pignon 79 engrenant avec la roue 74 montée sur l'arbre 71. Le jeu en bout de l'arbre 78 est empêché au moyen d'un écrou 80 et d'un collier 81. Sur ledit arbre 78, un volant 83 est figé au moyen d'un écrou 82.
Dans un plan vertical d'un côté du bâti 48 est prévu un guide 84, fige par rapport audit bâti 48 et muni latéralement de surfaces de guidage parallèles 85 et 86, sur lesquelles glisse le support 87. Des éléments 88 et 89 (fig. 4) sont fixés au support 87, recouvrent les surfaces de guidage 85 et 86, comme on le voit fig. 4, et sont maintenus en place par des boulons ou des goujons 90.
Il est évident qu'avec le montage ci-dessus décrit et le dispositif à pignon et crémaillère indiqué ci-dessus, le mouvement du volant 83 déplacera longitudinalement le mécanisme d'avancement et de réglage de l'électrode.
Jusqu'ici, on a décrit trois mouvements: 1o Le mouvement de toute la tête P de soudure par l'intermédiaire de la poutre N; 20 Le mouvement angulaire du méca nisme d'alimentation et de réglage de l'élec trode clans un plan transversal à celui du déplacement de l'ensemble de la tête de sou dure, ce qui est réalisé par le volant 65, et <B>30</B> Le mouvement du mécanisme d'ali mentation et de réglage de l'électrode dans le même plan que le mouvement accompli par le déplacement clé la poutre N,
mais un tel mouvement commandé par le volant 83 est purement local en ce qui concerne le réglage par rapport à la gorge de soudure.
Le mécanisme d'alimentation et de ré glage de l'électrode a aussi un autre mou vement, qui est un mouvement angulaire dans un plan de mouvement coïncidant avec le plan de mouvement provoqué par le vo lant 83 et par le mouvement -de la poutre N.
La pièce mobile 87 est formée à son extrémité extérieure 91 de telle sorte qu'elle constitue un palier transversal 92 ainsi qu'on le voit fig. 4, 5, 7 et 9 qui reçoit un man chon 93 d'une boîte 94 d'engrenages entraî nant les galets d'avancement de l'électrode disposés par paires X et Y à 90 l'un par rapport à l'autre.
Les paires X indiquées sur les fi g. 2, 3, 4, 9, 11 et 13 servent à l'alimentation de l'électrode dans le cas d'une soudure longitudinale et les paires Y qui sont indiquées sur les fig. 10 et 14 ser vent à l'alimentation de l'électrode dans le cas d'une soudure circonférentielle.
Le dessus du palier 92 est évidé, comme l'est également l'extrémité extérieure 91 de la pièce 87, de manière à recevoir un palier à rouleaux ou à antifriction 95 et le tout est maintenu assemblé par des boulons 96, des rondelles 97, en feutre ou autre matière, susceptibles de retenir le lubrifiant, étant logées de chaque côté dudit palier 95.
A travers le palier 95 passe le manchon 93 vissé par une extrémité dans la boîte à engrenages 94, comme indiqué en 99 (fig. 9), ladite boîte 94 soutenant et portant les paires de galets X et Y ci-dessus mentionnés. Ledit manchon 93 est empêché de se déplacer au moyen -de la vis 101. A l'extrémité opposée à la partie filetée 99 du manchon 93 est cla- veté, en 102, le secteur 103 sur lequel est boulonnée en 104 et en 105 respectivement la crémaillère 106.
Sur la crémaillère 106 (fig. 5 et 7) engrène une vis sans fin 107 placée entre des coussinets 108 et 109 dans lesquels tourne la tige 110 du volant 111 sur lequel la vis sans fin 107 est clavetée, comme indiqué en 112 sur la fig. 9, de telle sorte que le mouvement du volant 111 sert à incliner ou déplacer angulairement la pièce 94 et avec elle l'électrode.
Sur une des faces de la pièce ,87 est monté le carter 113 con tenant le train d'engrenages de réduction, et surmonté d'un moteur électrique 114 disposé verticalement qui est réversible et qui fait tourner l'arbre horizontal 115 par l'intermé diaire du train d'engrenages de réduction contenu dans le carter 113.
L'extrémité extérieure de l'arbre 115 passe à travers le palier 116 muni du roule ment à billes 117 et sur cette extrémité est claveté un pignon d'angle 118 (fig. 7) en grenant avec un deuxième pignon -d'angle semblable 120, claveté sur l'arbre 119 et maintenu en place par un écrou, ledit arbre 119 passant à travers le roulement à billes 121 monté dans le manchon 93. .Sur l'extré- mité de l'arbre 119 opposée au pignon d'an gle 118 est clavetée (fia.
9) une roue .dentée 122 qui, par un système d'engrenages qui sera décrit ci-après, commande les paires de galets X et Y servant à l'avancement de l'électrode.
Ainsi qu'on l'a déjà dit, dans le cap où l'on désire exécuter une soudure longitudinale, on se sert de la paire de galets X. Cette paire de galets d'alimentation X est montée sur des arbres 123 et 124 qui, respectivement, portent les galets d'alimentation 125 et 126 de la paire X. Chaque galet comporte une surface de contact avec l'électrode, en caoutchouc ou autre matière élastique. Les arbres 123 et 124 sont montés sur roulements à billes 127, 128 et 129, 129' (fia. 11) et des roues dentées 130 et 131 sont clavetées sur les arbres 123 et 124 et engrènent l'une avec l'autre.
La roue dentée 130 engrène également avec la roue dentée 122, de telle sorte que, lorsque l'arbre 115 est entraîné par le moteur électrique 114, la paire de galets d'alimenta tion X tourne pour alimenter l'électrode Z, insérée entre ces galets.
. La roue dentée 122 engrène aussi avec la roue dentée 132 montée sur un arbre 133 et qui, à son tour, engrène avec la roue 134 cla- vetée sur l'arbre 135 (fia. 10). L'arbre 135 est monté sur roulements à billes 136 et<B>137</B> et porte un pignon denté 138 engrenant avec un pignon denté 139 claveté sur l'arbre 140 d'une paire d'arbres, dont le deuxième est in diqué en 141, et qui sont tous deux montés sur roulements à billes 142, 143 et 144, 145. Sur les arbres 140 et 141 sont clavetées des roues dentées 146 et 147 et à leurs extrémités extérieures peuvent être montés les galets 148 et 149.
Ces galets constituent la paire de galets Y d'alimentation de l'électrode, chacun d'eux comporte une surface élastique, de la même manière que la paire X, mais ils ont leurs axes à angle droit par rapport à ceux des galets constituant la paire X.
Les galets 125 et 126 constituant la paire X et les galets 148 et 149 constituant la paire Y sont chacun fixés de manière amovi ble sur leurs axes respectifs par des écrous ap- propriés ou organes analogues, de telle sorte que lorsqu'on veut exécuter des soudures lon gitudinales, les galets 148 et 149 peuvent être enlevés rapidement et lorsque ce sont des sou dures circonférentielles qu'il s'agit d'effec tuer, les galets 125 et 126 peuvent être rapi dement enlevés.
L'électrode Z représentée sur les fia. 13 et 14 est du type recouvert et comporte des te nons espacés 300 qui s'étendent sur toute l'en veloppe et sont destinés à venir en engage ment avec des patins ou frotteurs élastiques de contact électrique dans le carter 301 pour l'amenée du courant de soudure à l'électrode. On observera sur la fia. 13 que les tenons 300 ont été représentés comme étant à angle droit par rapport à un plan normal aux axes du galet Y. Cette disposition a pour but d'em pêcher le contact sous pression des tenons en métal dur dans le caoutchouc formant la sur face des galets, ce qui causerait une usure anormale de ces derniers.
Le carter 301 est suspendu à la tête au moyen d'un joint à rotule 302, de telle sorte que le carter peut tourner autour de l'axe de l'électrode pour obtenir la disposition ci- dessus décrite de l'électrode et du galet, dans le cas de soudures longitudinales et circonfé- rentielles. Un écrou 303 sert à maintenir le carter 301 dans l'une ou l'autre position.
De ce qui précède, il apparaît que, sans se préoccuper de la position angulaire de l'élec trode obtenue par le mouvement des volants 65 ou 111, ou du changement dans la position horizontale de la tête d'alimentation de l'élec trode obtenu par le mouvement du volant 83, le mécanisme d'alimentation de l'électrode ne sera pas mis hors d'action.