WO2001056732A1 - Procede de refroidissement d'une installation de soudage et moyens pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de refroidissement d'une installation de soudage et moyens pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/285—Cooled electrode holders

Definitions

  • the present invention relates to the field of resistance welding and, more particularly, the cooling of welding installations, and / or the components of such installations.
  • Resistance welding installations generally consist of at least two electrodes arranged to be brought close to one another on either side of sheets to be welded, then to be traversed by a welding current of high intensity. .
  • This current causes by Joules effect a rise in temperature which must be combated to avoid various mechanical phenomena, in particular destruction by fusion.
  • the parts requiring cooling are inter alia, the electrodes, the extensions, the electrode holders, the arms of the gun and the connecting rods, the welding transformer and the variator of intensity at Thyristors.
  • this motor In the case of a so-called electric resistance welding clamp, that is to say the relative movement of the arms of which is ensured by means of an electric motor, this motor must also be cooled.
  • an overhead cooling installation is used.
  • This installation is heavy and complex (requiring a round trip) and includes one or more collector (s), sub-collector (s) and tarpaulin (s) in stainless steel in addition to lowering to installations in steel or stainless steel.
  • cooling water A drawback linked to the use of cooling water lies in the need to treat the water in order to remove components which are capable of mechanically and / or chemically attacking the circuits through which this water passes, such attacks resulting in the wear of the circuits and, above all, the formation of sediments which lead to blockage of the circuits.
  • the cooling circuit comprises pipes which, for machines and / or moving components, must be flexible and which impede the freedom of movement of the moving parts while causing an increase in space which is extremely troublesome for what mobile equipment, such as robotic welding tongs, is called "ergonomics".
  • the water At the outlet of the cooling circuit, the water must be treated before being discharged or reused, which generates additional costs. Water must also be stored in large tanks, called tarpaulins.
  • air cooling is also used, either ambient air or forced air.
  • Such a cooling process which cannot be used for most other welding components, is also practicable only by exposing the engine to the open air, or by enclosing it in a casing cooled by forced air. .
  • the present invention aims to overcome these drawbacks of common cooling methods by means of a new method making it possible to ensure optimal cooling, without hampering the maneuverability of the installations and without generating high costs of setting up and managing a cooling.
  • the subject of the invention is a method of cooling a resistance welding installation and / or components of such an installation, characterized in that circulation is carried out in the installation and / or its components a gas produced by the expansion of a liquid stored in at least one container mounted in said installation and / or its components.
  • any neutral gas with high cooling power such as nitrogen is used as the cooling gas, the container or containers containing said gas in the liquid state.
  • the subject of the invention is a resistance welding installation and / or components of such an installation, characterized in that they comprise at least one container containing a liquid capable of vaporizing by expansion. at room temperature, said container being provided with an expansion device, such as a valve, communicating with at least one cooling tube also integrated in the installation and / or its components and serving the locations to be cooled by the installation and / or components of this installation.
  • said container is removably mounted in the installation so as to allow easy and rapid replacement of an empty or insufficiently full container with a new container.
  • the invention advantageously provides that said container is arranged in such a way that its positioning automatically produces the opening of the triggering member.
  • the container is provided with a thread surrounding said triggering member and cooperating with an inlet thread of the cooling pipe.
  • the container may comprise a bayonet system cooperating with lugs the inlet of the cooling pipe.
  • the inlet of the tubing comprises means, such as a stop, for opening the triggering member.
  • said gas is a neutral gas with high cooling power, in particular nitrogen, and the container contains the refrigerating gas in the liquid state such as liquid nitrogen.
  • a resistance welding installation and / or its components thus equipped have considerable advantages compared to installations and / or components cooled by water or even by air.
  • removable containers constituted in the manner of cartridges provided with triggering means, allows an easy and rapid reloading, for example during periods, even short, of shutdown of the installation which are for example operating breaks, shift changes, plant maintenance downtime, etc. It suffices in fact to have containers of sufficient capacity to ensure cooling during periods of uninterrupted operation, taking account of course of the flow of the expansion means or pressure reducer with flow proportional to the temperature ( ⁇ °).

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de refroidissement d'une installation de soudage par résistance et/ou de composants d'une telle installation. L'invention consiste en ce qu'on fait circuler dans l'installation et/ou ses composants un gaz produit par la détente d'un liquide stocké dans au moins un récipient monté dans ladite installation et/ou ses composants. Application aux installations de soudage.

Description

Procédé de refroidissement d'une installation de soudage et moyens pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention concerne le domaine du soudage par résistance et, plus particulièrement, le refroidissement des installations de soudage, et/ou des composants de telles installations.
Les installations de soudage par résistance sont généralement constituées d'au moins deux électrodes agencées pour être rapprochées 1 ' une de 1 ' autre de part et d'autre de tôles à souder, puis pour être traversées par un courant de soudage d'intensité élevée. Ce courant provoque par effet Joules une élévation de température qui doit être combattue pour éviter divers phénomènes mécaniques, en particulier une destruction par fusion.
Dans le cas d'une pince de soudage, les pièces nécessitant un refroidissement sont entre autres, les électrodes, les allonges, les portes-électrodes, les bras de la pince et les barreaux de liaison, le transformateur de soudure et le variateur d'intensité à Thyristors. Dans le cas d'une pince de soudage par résistance dite électrique, c'est à dire dont le mouvement relatif des bras est assuré par l'intermédiaire d'un moteur électrique, ce moteur doit également être refroidi.
En général, le refroidissement de telles installations de soudage et/ou de leurs composants est effectué par un liquide de refroidissement, en particulier de l'eau. Un tel procédé de refroidissement entraîne de graves inconvénients pour l'exploitation de telles installations de soudage.
On utilise, par exemple, une installation aérienne de refroidissement. Cette installation est lourde et complexe (nécessitant un aller et retour) et comprend un ou plusieurs collecteur ( s) , sous-collecteur ( s) et bâche(s) en inox en plus de descente aux installations en acier ou inox.
Un inconvénient lié à l'utilisation d'eau de refroidissement réside dans la nécessité de traiter l'eau pour en éliminer des composants susceptibles d'attaquer mécaniquement et/ou chimiquement les circuits traversés par cette eau, de telles attaques ayant pour résultat l'usure des circuits et, surtout, la formation de sédiments qui conduisent à un bouchage des circuits. En outre, le circuit de refroidissement comprend des canalisations qui, pour les machines et/ou les composants mobiles, doivent être souples et qui gênent la liberté de mouvement des pièces mobiles tout en entraînant une augmentation de 1 ' encombrement extrêmement gênante pour ce qu'on appelle « l'ergonomie » des matériels mobiles, tels qu'une pince de soudage robotisée. A la sortie du circuit de refroidissement, l'eau doit être traitée avant d'être rejetée ou réutilisée, ce qui est générateur de coûts supplémentaires. L'eau doit en outre être stockée dans des réservoirs de grande dimension, appelés bâches. Dans le cas des moteurs électriques, on utilise également un refroidissement par l'air, soit l'air ambiant, soit de l'air forcé. Un tel procédé de refroidissement, non utilisable pour la plupart des autres composants de soudage, n'est en outre praticable qu'en exposant le moteur à l'air libre, ou en l'enfermant dans un carter refroidi par de l'air forcé.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients des procédés de refroidissement communs grâce à un procédé nouveau permettant d'assurer un refroidissement optimal, sans gêner la maniabilité des installations et sans générer de coûts élevés de mise en place et de gestion d'un liquide de refroidissement.
A cet effet, selon un premier aspect de l'invention, celle- ci pour objet un procédé de refroidissement d'une installation de soudage par résistance et/ou de composants d'une telle installation, caractérisé par le fait qu'on fait circuler dans l'installation et/ou ses composants un gaz produit par la détente d'un liquide stocké dans au moins un récipient monté dans ladite installation et/ou ses composants.
On comprendra aisément que l'utilisation d'un gaz de refroidissement généré par sa sortie d'un réservoir de stockage d'un liquide permet d'assurer de manière efficace un refroidissement optimal en tous points prédéterminés de l'installation, sans nécessiter d'infrastructures externes à l'installation et de liaisons avec ces infrastructures, en optimisant ainsi également la mobilité et l'ergonomie des installations de soudage et/ou des composants de soudage.
Avantageusement, on utilise, comme gaz de refroidissement, tout gaz neutre à haut pouvoir réfrigérant tel que de l'azote, le ou les récipients contenant ledit gaz à l'état liquide. Selon un autre aspect de l'invention celle-ci a pour objet une installation de soudage par résistance et/ou composants d'une telle installation, caractérisé en ce qu'ils comprennent au moins un récipient contenant un liquide susceptible de se vaporiser par détente à température ambiante, ledit récipient étant muni d'un organe de mise en détente, tel qu'une valve, communiquant avec au moins une tubulure de refroidissement également intégrée dans l'installation et/ou ses composants et desservant les emplacements à refroidir de l'installation et/ou des composants de cette installation.
Selon une forme de réalisation préférée, ledit récipient est monté amovible dans l'installation de manière à permettre un remplacement aisé et rapide d'un récipient vide ou insuffisamment plein par un nouveau récipient. Dans ce cas, l'invention prévoit, avantageusement, que ledit récipient est agencé de telle manière que sa mise en place produise automatiquement l'ouverture de l'organe de mise en détente.
Selon une forme de réalisation, le récipient est muni d'un filetage entourant ledit organe de mise en détente et coopérant avec un taraudage d'entrée de la tubulure de refroidissement En variante, le récipient peut comporter un système à baïonnette coopérant avec des ergots à l'entrée de la tubulure de refroidissement. Avantageusement, l'entrée, de la tubulure comporte des moyens, tels qu'une butée, d'ouverture de l'organe de mise en détente.
On peut prévoir que le récipient et/ou l'entrée de la tubulure comprennent des moyens de réglage du degré d'ouverture de l'organe de mise en détente et, donc, du débit de gaz vaporisé tels qu'un manodétendeur, un détendeur à débit proportionnel à la température (θ° ) . De préférence, ledit gaz est un gaz neutre à haut pouvoir réfrigérant, en particulier l'azote, et le récipient contient le gaz réfrigérant à l'état liquide tel que de l'azote liquide.
Une installation de soudage par résistance et/ou ses composants ainsi équipés présentent des avantages considérables par rapport à des installations et/ou des composants refroidis par l'eau ou même par l'air.
Ils ne nécessitent pas de liaisons avec des moyens de stockage d'un liquide de refroidissement tout en permettant un refroidissement optimal en tous points choisis, même un dehors des surfaces exposées à l'air libre.
L'utilisation préférée de récipients amovibles, constitués à la manière de cartouches munies de moyens de mise en détente, permet un rechargement aisé et rapide, par exemple au cours des périodes, même courtes, d'arrêt de l'installation qui sont par exemple des pauses de fonctionnement, des changements d'équipe, des arrêts d'entretien de l'installation, etc. Il suffit en effet de disposer de récipients d'une capacité suffisante pour assurer le refroidissement pendant les périodes de fonctionnement ininterrompu, en tenant compte bien entendu du débit des moyens de mise en détente ou manodétendeur à débit proportionel à la température (θ° ) .

Claims

1. Procédé de refroidissement d'une installation de soudage par résistance et/ou de composants d'une telle installation, caractérisé par le fait qu'on fait circuler dans l'installation et/ou ses composants un gaz produit par la détente d'un liquide stocké dans au moins un récipient monté dans ladite installation et/ou ses composants.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme gaz de refroidissement, un gaz neutre à haut pouvoir réfrigérant tel que de l'azote, le ou les récipients contenant ledit gaz neutre à l'état liquide.
3. Installation de soudage par résistance et/ou composants d'une telle installation, caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins un récipient contenant un liquide susceptible de se vaporiser par détente à température ambiante, ledit récipient étant muni d'un organe de mise en détente, tel qu'une valve, communiquant avec au moins une tubulure de refroidissement également intégrée dans l'installation et/ou ses composants et desservant les emplacements à refroidir de l'installation et/ou des composants de cette installation.
4. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit récipient est monté amovible dans l'installation de manière à permettre un remplacement aisé et rapide d'un récipient vide ou insuffisamment plein par un nouveau récipient.
5. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit récipient est agencé de telle manière que sa mise en place produise automatiquement l'ouverture de l'organe de mise en détente.
6. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon la revendication 5, caractérisé en ce que le récipient est muni d'un filetage entourant ledit organe de mise en détente et coopérant avec un taraudage d'entrée de la tubulure de refroidissement.
7. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon la revendication 5, caractérisé en ce que le récipient comporte un système à baïonnette coopérant avec des ergots à l'entrée de la tubulure de refroidissement.
8. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon l'une des revendications 5 et 6 , caractérisé en ce que l'entrée de la tubulure comporte des moyens, tels qu'une butée, d'ouverture de l'organe de mise en détente .
9. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le récipient et/ou 1 ! entrée de la tubulure comprennent des moyens de réglage du degré d'ouverture de l'organe de mise en détente et, donc, du débit de gaz vaporisé tel qu'un manodétendeur, un détendeur à débit proportionnel à la température (θ° ) .
10. Installation de soudage électrique et/ou composants d'une telle installation, selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit gaz est un gaz neutre à haut pouvoir réfrigérant tel que l'azote et le récipient contient ledit gaz réfrigérant à l'état liquide.
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