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Info

Publication number: BE561529A
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Description


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   La présente invention est relative à des procédés et à des appareils pour la soudure électrique automatique et semi- automatique. 



   Dans certainesapplications de la soudure électri- que, il est nécessaire que l'opération de soudure soit exécutée dans un espace réduit. Par exemple, pour la soudure de joints lon- gitudinaux ou circonférentiels dans des tubes ou conduites à parois épaisses et de diamètre relativement petit, il peut être désirable qu'une partie au moins de la soudure soit effectuée à partir de l'intérieur du tube ou de la conduite. Avec un tube ou une condui- te de grand diamètre, il peut exister un espace suffisant pour un 

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 soudeur à l'intérieur du tube ou de la conduite pour effectuer , une soudure manuelle ou, si une soudure automatique ou semi-auto matique est exécutée, pour un soudeur surveillant l'opération. 



   Avec un tubé ou une conduite de petit diamètre, toutefois, il peut ne pas y avoir assez   d'espace   pour un soudeur et même si l'espace est disponible, l'accès peut être difficile. En outre, il peut exister d'autres raisons pour lesquelles un soudeur ne doit pas ou ne peut pas travailler dans de tels espaces réduits et renfer- més. 



   Suivant un aspect de la présente invention, l'appa- reil de soudure électrique comprend une tête de soudure, des moyens pour supporter et commander la position de la tête de sou- dure et pour la déplacer par rapport à une pièce afin d'effectuer une opération de soudure sur cette pièce, un dispositif de prise de vues par télévision, dénommé ci-après caméra de télévision, monté en combinaison avec la tête de soudure et un dispositif d'observation de télévision monté de façon à être observé par un opérateur commandant l'appareil, lesdits dispositifs de prise de -vues et d'observation de télévision étant prévus pour donner à l'opérateur un champ de vision au voisinage de la tête de soudure suffisant pour lui permettre de déterminer si la tête de soudure est placée correctement par rapport à la pièce pour l'exécution de l'opération de soudure.

   



   Suivant un autre aspect de la présente invention, dans un procédé de soudure électrique suivant lequel une tête de soudure est disposée dans un espace restreint de façon à pouvoir s'y déplacer pendant l'opération de soudure et une région au voi- sinage de la tête de soudure doit être observée au moins périodi- quement afin d'effectuer une commande appropriée de la soudure,   l'on   utilise un dispositif de'prise de vues par télévision monté de façon à se déplacer avec la tête de soudure par rapport à une pièce à travailler pendant cette opération de soudure et un   dispo   

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 sitif d'observation de télévision monté de façon à pouvoir être 'observé par un opérateur contrôlant l'opération de soudure,

   lesdits dispositifs de prise de vues et d'observation de télévision étant prévus de façon à donner à l'opérateur un champ de vision au voi- sinage de la tête de soudure suffisant pour lui permettre de dé- terminer si la tête de soudure est placée correctement par rapport à la pièce à travailler pour y exécuter l'opération de soudure. 



   Lorsque, par exemple, un joint doit être soudé dans un tube ou une conduite, la tête de soudure et le dispositif de prise de vues de télévision peuvent être supportés par une poutre. 



  Des câbles électriques destinés au dispositif de prise de vues de télévision, dénommé ci-après caméra de télévision, et la tête de soudure peuvent être portés dans un ou des conduits compris dans la poutre. Des tuyaux pour l'alimentation vers la tête de d'eau soudure/de refroidissement, de matière de flux et de gaz de protec- tion, si l'on en utilise, peuvent être de même supportés par la poutre et une électrode se consommant (si on en utilise) peut être amenée à la tête de soudure le long de cette poutre.

   L'eau de re- froidissement ou du gaz peuvent être également amenés à la caméra de télévision et des moyens peuvent être prévus pour empêcher que cette caméra de télévision ne soit endommagée par la chaleur ou par des projections du métal d'électrode provenant de l'opération de soudure: 
Si le procédé de soudure adopté est tel qu'un arc de soudure soit visible, cet arc peut procurer par lui-même une source de lumière pour la caméra de télévision. Si, toutefois, un arc de soudure n'est pas visible, par exemple lors de la soudure à l'arc à fusion immergée, ou si un éclairage supplémentaire est nécessaire, il peut être nécessaire de prévoir une source de lu- mière associée à la caméra de soudure. Une telle source de lumière peut également être supportée par la poutre.

   La caméra de télévi- sion peut être particulièrement sensible aux rayonnemants infrarou      

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 ges et, si on le désire, un filtre pour le rayonnement ultraviolet peut être interposé entre la caméra et l'arc de soudure. 



   Le dispositif d'observation de télévision peut être monté à n'importe quel endroit convenable, par exemple sur la pou- tre à une certaine distance de la tête de soudure ou peut être mon té séparément. Généralement, le dispositif d'observation de télé- vision sera du type dans lequel des images apparaissent sur l'écran d'un tube électronique à rayons cathodiques qui est prévu pour être observé directement par le soudeur. Toutefois, d'autres types de dispositifs d'observation peuvent être utilisés et, dans tous les cas, l'écran peut être observé indirectement par le soudeur,.par exemple à l'aide de miroirs. ou, d'une autre façon, des images peu- vent être projetées sur une surface   oÙ   elles peuvent être obser- vées par le soudeur.

   La caractéristique essentielle est que les images soient vues par le soudeur lorsqu'il se trouve dans la posi- tion voulue pour commander le déplacement de la tête de soudure par rapport à la pièce à usiner. 



   D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un appareil de soudure suivant la présente invention, donnée à titre d'exemples non limi- tatifs et en se référant au. dessin: annexé,qui est une vue enapers pective quelque peu schématique de l'appareil. 



   Dans cette application particulière de la   présente,,   invention, des tuyaux en acier ayant environ 20 pieds de long et une épaisseur de parois de l'ordre d'un pouce et un diamètre de l'ordre de 18 pouces doivent être soudés intérieurement avec un joint s'étendant sur la longueur des tuyaux. 



   D'après le dessin,une poutre 1 s'étendant horizon- talement et supportée de façon à pouvoir être ajustée verticale- ment sur une base 2 porte une caméra de télévision 3 à son extrémi- té éloignée et une tête de soudure 4 à une distance d'environ 2 pieds à partir de la caméra de télévision. Une partie d'un tuyau 

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 à souder est représentée en 5. La tête de soudure 4 est du type prévu pour la soudure immergée sous une couche de flux granulaire. 



  La tête de soudure 4 est montée sur la poutre 1 de façon à pou- voir avoir un mouvement rotatif limité autour d'un axe s'étendant transversalement par rapport à la poutre et deux galets de support, dont l'un est représenté en 6, montes sur la tête de soudure 4,sont prévus pour s'engager dans l'espace intérieur du tuyau 5 à souder et pour placer le chalumeau de soudure 7 de la tête à une distance prédéterminée à partir du tuyau. Cette distance prédéterminée peut être modifiée afin de s'adapter à n'importe quelle application de soudure particulière. Un réceptacle ou une trémie 8 destinée à fournir le flux granulaire est montas sur la poutre 1 entre la tête de soudure 4 et la caméra de télévision 3 et un ajutage de récupé- ration dé produits en fusion-9 s'étend vers le bas de l'autre côté de la tête de soudure.

   Un guide ou repère 11 s'étend vers le bas entre la trémie d'alimentation 8 et la caméra de télévision 3 et une lampe 12 montée sur la poutre au voisinage de la caméra de té- lévision est disposée de façon à illuminer le repère 11 et la zone de soudure. Les câbles d'alimentation électriques et de commande pour la tête de soudure 4 et la caméra de télévision 3 sont portés dans un conduit de la poutre 1 et le fil d'électrode est amené à travers la poutre à partir de bobines 12 portées par la base 2. 



   Un tuyau 5 devant être soudé est supporté par une base à galets, commandée mécaniquement, dont un élément est repré- senté schématiquement en 10, de façon à se déplacer longitudinale- ment par rapport à la tête de soudure 4. Lors du fonctionnement de l'appareil, la poutre est soulevée ou abaissée par rapport à sa ba- se jusqu'au niveau du tuyau 5 et la base à galets 10 est alors   avan   cée progressivement sur ses rails 15 de telle sorte que la poutre 
1 pénètre dans le tuyau 5. La base à galets 10 est prévue pour fai- re tourner le tuyau 5 lentement dans le sens des aiguilles d'une 

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 montre ou dans le sens opposé, s'il est nécessaire, afin de placer 'le joint de tuyau 16 en dessous de la tête de soudure 4. 



   Un tableau de commande 13 pour un opérateur sur- veillant l'opération de soudure est prévu avec des commandes au moyen desquelles il peut commander le chariot 10 afin de régler la vitesse de déplacement longitudinale du tuyau 5 par rapprot à la tête de soudure 4 et pour régler le déplacement rotatif du tuyau   5.'   
Ce dernier mouvement permet¯au joint du tuyau 5 d'être aligné avec le repère 11. Un dispositif d'observation de télévision 14 du ty- pe à tube électronique à rayons cathodiques monté sur le tableau est connecté à la caméra de télévision 3 afin de donner à l'opérateur un champ de vision au voisinage de la tête de soudure 4, champ qui comprend le repère 11.

   Lorsque la soudure est commencée, le tuyau 5 est déplacé sur le chariot ou base à galets vers la base 
2 et, lorsque la tête de soudure 4 pénètre dans le tuyau 5 hors d'observation directe par l'opérateur, celui-ci peut continuer sa surveillance en observant le dispositif de télévision 14. Des com- mandes pour la tête de soudure 4 sont également prévues sur le ta-   bleau   13. 



   Dans cette application particulière, il n'y a pas de possibilité pour le soudeur d'observer l'arc de soudure direc- t tement et étroitement lorsque la tête de soudure est bien engagée dans le tuyau, mais l'on se rendra compte que même lorsqu'il exis- te un accès restreint jusqu'à l'arc de soudure, la présente inven- tion se révèle également de valeur. 

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Claims

REVENDICATIONS 1. Appareil pour soudure électrique comprenant une tête de soudure, des moyens destinés à supporter et à commander la position de la tête de soudure et à la déplacer par rapport à une pièce à travailler afin d'exécuter une opération de soudure sur <Desc/Clms Page number 7> cette pièce, un dispositif de prise de vues de télévision monté en coopération avec la tête de soudure, et un dispositif d'observation de télévision monté de façon à être observé par un opérateur com- mandant l'appareil, lesdits dispositifs de prise de vues et d'ob- servation de télévision étant prévus pour donner à l'opérateur un champ de vision se trouvant au voisinage de la tête de soudure ét suffisant pour lui permettre de déterminer si la tête de soudure est placée correctement par rapport à la pièce pour l'exécution de l'opération de soudure.

2. Appareil pour la soudure électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de soudure est.une tête de soudure à arc électrique montée sur une poutre prévue pour être introduite dans un tuyau ou une pièce analogue pendant la sou- dure, le dispositif de prise de vues de télévision étant également monté sur cette poutre.

3. Appareil pour la soudure électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tête de soudure est prévue pour la soudure à immersion dans le produit de fusion, des moyens supportés par la poutre étant prévus pour fournir du flux granulaire à la pièce entre la tête de soudure et le dispositif de prise de vues de télévision.

4. Appareil pour la soudure électrique suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un repère ou guide destiné à aligner la tête de soudure avec un joint à souder à l'intérieur d'une pièce est supporté par la poutre dans le champ du dispositif de prise de vues de télévision.

5. Appareil pour la soudure électrique suivant l'u- ne quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de soudure est prévue pour la soudure avec un arc visi- ble, cet arc constituant la source principale ou unique de lumière pour la caméra de télévision pendant la soudure.

6. Appareil pour la soudure électrique suivant la <Desc/Clms Page number 8> revendication 5, caractérisé en ce que la sensibilité du disposi- 'tif de prise de vues de télévision aux rayonnements ultraviolets est faible par comparaison avec la sensibilité aux rayonnements infrarouges.

7. Appareil destiné à la soudure électrique d'un joint longitudinal dans-un tuyau ou pièce analogue, comprenant une tête de soudure montée sur une poutre destinée à être introduite dans le tuyau ou la pièce analogue, une base ou chariot à galets prévue pour supporter le tuyau ou la pièce analogue de façon à la déplacer longitudinalement par rapport à la tête de soudure, des moyens pour effectuer un déplacement rotatif du tuyau ou pièce analogue par rapport à la tête de soudure, un dispositif de prise de vues de télévision associé à la tête de soudure, un dispositif d'observation de télévision connecté au dispositif de prise de vues de télévision et prévu pour'donner à l'opérateur un champ de vision au voisinage de la tête de soudure à l'intérieur du tuyau ou piè- ce analogue,

et des moyens de commande permettant à l'opérateur de commander la tête de soudure et les déplacements longitudinal et 'rotatif du tuyau ou pièce analogue tout en contrôlant l'opération au moyen du dispositif d'observation de télévision.

8. Appareil pour la soudure électrique, tel que décrit ci-avant ou conforme au dessin annexé.

9. Procédé de soudure électrique, suivant lequel une tête de soudure est disposé à l'intérieur d'un espace restreint de façon à s'y déplacer pendant l'opération de soudure et une région au voisinage de la tête de soudure doit être observée'au moins pé- riodiquement afin d'effectuer une commande appropriée de la soudu- re, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif de prise de vues de télévision monté de façon à se déplacer avec la tête de soudure par rapport à une pièce à travailler pendant l'opération de soudure et un dispositif d'observation de télévision monté de façon à être observé par un opérateur commandant ou surveillant l'opération de <Desc/Clms Page number 9> soudure,

les dispositifs de prise de vues et d'observation de télé- ' vision étant prévus pour donner à l'opérateur un champ de vision au voisinage de la tête de soudure suffisant pour lui permettre de déterminer si cette tête de soudure est placée correctement par rapport à la pièce pour l'exécution de l'opération de soudure.

10.'Procédé de soudure à l'arc électrique, d'un tuyau au pièce analogue, comprenant l'introduction d'une poutre sur laquelle est montée une tête de soudure dans ledit tuyau ou pièce analogue, le déplacement relatif de la tête de soudure lon- gitudinalement par rapport au tuyau ou pièce analogue et, si néces- dudit saire, la rotation relative de ladite tête et/ tuyau ou pièce analogue, l'exécution de la soudure au moyen de la tête de soudure pendant ledit déplacement longitudinal et la surveillance de l'ob- servation de soudure à l'intérieur du tuyau ou pièce analogue au moyen d'un dispositif de prise de vues de télévision associé à la- dite tête de soudure.

11. Procédé de soudure à l'arc électrique, tel que décrit ci-avant ou conforme au dessin annexé.