FR2887795A1 - Torche de soudure tig automatisee a serrage variable de tungstene et chargeur/dechargeur de remplacement du tungstene correspondant - Google Patents

Abstract

Support de tungstène à serrage variable pour diffuseur pour torche TIG ou PLASMA qui comporte un support à serrage variable DB dans lequel la pièce de tungstène T est serrée par des moyens de serrage du tungstène suffisamment puissants pour maintenir le tungstène en position durant l'opération de soudure, mais incapables de s'opposer soit à un enlèvement ou à un " tirage " de la pièce de tungstène par une traction mécanique lors de l'opération de changement (en soudage sous courant continu) ou de " tirage " (en soudage sous courant alternatif) de ladite pièce de tungstène, soit à la réintroduction d'une pièce de tungstène neuve entre lesdits moyens de serrage, par translation inverse du diffuseur vers une pièce de tungstène neuve et fixe ; des moyens de conduction 15 du courant électrique appliqué, des moyens de circulation du gaz G de protection de la soudure et du tungstène autour de ladite pièce de tungstène, dans ledit diffuseur, des moyens de circulation d'un fluide 10 de refroidissement, notamment de l'eau, notamment un espace annulaire ménagé entre ledit moyen de conduction électrique 15 et une enveloppe extérieure 20 ; et se termine à sa partie inférieure par une buse de soudage 1 d'où émerge la pointe de la pièce du tungstène en " aiguille ".

Description

Torche de soudure TIG automatisée à serrage variable de tungstène et

chargeur/ déchargeur de remplacement du tungstène correspondant

Secteur technique de l'invention: La présente invention concerne le secteur technique de la soudure dite TIG qui est l'une des trois soudures connues de l'homme de métier, les deux autres étant la soudure plasma (10 % du marché) et la soudure dite MIG (70 % du marché).

Problème technique posé : La soudure TIG présente des avantages très importants et il est donc d'un grand intérêt de l'améliorer fortement.

En effet la qualité de la soudure TIG est la meilleure des trois catégories, et une finition de la soudure n'est pas nécessaire.

Par contre les soudeurs TIG doivent être hautement qualifiés.

Une première solution a été apportée par la société Tiger Process qui a déposé un brevet d'optimisation du process de soudure TIG, qui rend la 20 soudure TIG accessible au plus grand nombre des soudeurs.

Il s'agit d'un automate dévidoir qui est régulé par une carte électroniaue et qui dévide vers la torche de soudure à arc, de la manière appropriée, le fil de soudure (aluminium, acier inoxydable, acier, et alliages divers appropriés) ; ce système Tiger Process augmente la productivité dans un rapport de l'ordre de 60 %.

La torche de soudage se compose essentiellement d'une pièce généralement tubulaire de tungstène (de type aiguille) maintenue par un moyen de serrage tel qu'une pince bloquée par serrage d'un bouchon vissé, et d'une alimentation électrique capable de créer un arc électrique entre ledit tungstène et la pièce à la masse. Ces torches sont bien connues de l'homme de métier et il est inutile de les détailler à ce stade de la présente demande. Une description plus détaillée en sera donnée ci- dessous.

Un problème important restait insoluble, qui est l'obligation lorsque l'on travaille en courant continu - de réaffûter et donc en pratique de changer la pièce de tungstène qui est impérative en soudure TIG pour apporter l'énergie au point de soudure pour permettre la création de l'arc électrique et la montée en température permettant la fusion des métaux ou alliages employés, dont ceux précités.

En effet le tungstène se pollue et sa pointe (la pointe de la pièce tubulaire en tungstène de type (< aiguille ) s'émousse avec le temps. L'opérateur est donc obligé de changer la pièce à des intervalles connus qui correspondent à environ 30 à 40 arcs générés. La pièce enlevée doit être notamment réaffûtée avant d'être à nouveau disponible. Cette contrainte est très pénalisante au plan de la productivité, le temps de changement étant de l'ordre de 3 à 5 minutes. De plus, l'opérateur doit disposer d'un stock suffisant de pièces de tungstène disponibles.

En courant alternatif, la pointe se transforme en une sorte de boule ou forme arrondie en goutte : le problème technique est alors de tirer à intervalles réguliers (quelques minutes) la pointe de tungstène vers le bas. Ce problème est également résolu, dans l'art antérieur, par l'opérateur lui-même (ce qui nuit fortement à la productivité) Art antérieur: On connaît des systèmes du type précité.

Il existe donc un besoin important et reconnu pour un dispositif permettant d'améliorer grandement la productivité, notamment le temps de changement de la pièce en tungstène, et si possible automatisable.

Résumé de l'invention: L'invention concerne une pièce complexe dénommée ici support pour support de tungstène à serrage variable pour diffuseur pour torche TIG ou PLASMA où le tungstène est maintenu dans un corps qui diffuse un gaz de protection de la soudure et qui véhicule l'énergie nécessaire au soudage.

Cette pièce est à serrage variable et peut être automatisée afin de permettre un changement automatisé de la pièce en tungstène et son remplacement également automatisé par une pièce neuve de tungstène prélevée dans un chargeur annexe et adapté au système.

Description détaillée de l'invention:

L'invention concerne donc un support de tungstène à serrage variable pour diffuseur pour torche TIG ou PLASMA caractérisé en ce que il comporte (FIG 1) : - un support à serrage variable DB dans lequel la pièce de tungstène T est serrée par des moyens de serrage du tungstène suffisamment puissants pour maintenir le tungstène en position durant l'opération de soudure, mais incapables de s'opposer - soit à un enlèvement ou à un tirage de la pièce de tungstène par une traction mécanique lors de l'opération de changement (en soudage sous courant continu) ou de tirage (en soudage sous courant alternatif) de ladite pièce de tungstène, soit à la réintroduction d'une pièce de tungstène neuve entre lesdits moyens de serrage, par translation inverse du diffuseur vers une pièce de tungstène neuve et fixe, des moyens de conduction 15 du courant électrique appliqué, - des moyens de circulation du gaz G de protection de la soudure et du tungstène autour de ladite pièce de tungstène, dans ledit diffuseur, - des moyens de circulation d'un fluide 10 de refroidissement, notamment de l'eau, notamment un espace annulaire ménagé entre ledit moyen de conduction électrique 15 et une enveloppe extérieure 20, - et se termine à sa partie inférieure par une buse de soudage 1 d'où émerge la pointe de la pièce du tungstène en aiguille .

Par convention, on considérera la torche et ledit diffuseur en position verticale, le (< haut correspondant à l'arrivée du fil de soudure et du gaz de protection, et le bas à la partie inférieure où émerge la pointe de tungstène et où arrive également le fil de soudure, et où se réalise la soudure. Ceci sera parfaitement compris de l'homme de métier.

Selon un mode de réalisation particulier, (FIG 2, 3 et 4), lesdits moyens de serrage consistent en la combinaison, dans un corps cylindrique 30, 20 comportant des orifices 40, a) d'une partie pleine 50 occupant sensiblement la moitié du volume intérieur dudit corps, avec une géométrie adaptée pour que la pièce de tungstène, qui est disposée parallèlement à ladite partie pleine 50, puisse s'appuyer sur cette géométrie, notamment légèrement concave, cf. FIG 4, b) de billes B disposées parallèlement à ladite partie pleine 50 et à ladite pièce de tungstène T, de diamètre adapté pour s'appuyer d'un côté (vers le centre dudit corps 30) contre ladite pièce de tungstène, et pour émerger légèrement hors des orifices 40, lesdits orifices 40 étant eux mêmes calibrés pour empêcher la sortie desdites billes, c) d'un ressort R de même géométrie que le corps 30, c'est-à-dire cylindrique, et de diamètre très légèrement supérieur, comportant selon une génératrice du cylindre une fente f (cf. FIG 3) calibrée pour: - lorsque ledit ressort R est disposé autour dudit corps 30, appuyer sur les billes et donc plaquer la pièce de tungstène contre ladite partie pleine 50, suffisamment pour maintenir le tungstène en position durant la soudure, - lorsque l'on exerce une traction sur la pièce de tungstène, ne pas s'opposer au glissement de ladite pièce de tungstène dans la direction de traction, et son éjection hors dudit corps.

Le meilleur mode de réalisation est représenté sur la figure 7.

Un faisceau de liaison entre le dévidoir du fil 120 et la torche est composé de: - 10 la canalisation eau/ électricité qui transporte l'énergie électrique et l'eau froide jusqu'à la torche, - 10 R la canalisation eau de retour eau chaude de la torche, - L la canalisation gaz qui véhicule le gaz G de protection de soudage, - 100 la gaine transport d'amenée du fil de métal 120 de soudage, - 20 une gaine de protection de l'ensemble, Ce faisceau est muni des connexions de raccordement aux deux extrémités, coté dévidoir et coté torche.

La torche dans laquelle le support DB est inséré est composée de: un corps qui est raccordé à la canalisation 10 eau / électricité. II comporte une tubulure qui est raccordée d'un coté à la canalisation 10, et qui ressort du corps de torche pour rejoindre le tuyau de retour eau chaude 10 R. Ce corps est percé de part en part par un logement L qui permet de laisser circuler librement le gaz G. Il est doté en son extrémité (en bas) d'un filetage ou d'un taraudage pour recevoir - DB le support de tungstène à serrage variable sur lequel se fixe - B les billes et - R le ressort et sur lequel s'adapte - le diffuseur (muni d'un filetage aux deux extrémités) l'ensemble accueille T le tungstène - et sur le diffuseur viennent s'empiler au contact du manche de torche o une bague téflon isolante o une bague aluminium indexée sur laquelle se fixe o la canne qui est solidaire de la gaine d'amenée de fil 100 et ce sous ensemble est maintenu en place par le vissage de o la buse sur le diffuseur Selon encore un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de serrage du tungstène, à serrage variable, consistent en une lame ressort placée longitudinalement et qui applique une pression sur le tungstène T, le long de sa longueur, pour appliquer celui ci sur la pièce conductrice de l'électricité 50.

Ladite lame ressort peut être concave ou convexe, ou plane avec plusieurs protubérances exerçant ladite pression, ou toute autre forme ressort capable d'appliquer ladite pression sur toute la longueur du tungstène ou en plusieurs points, ladite pression étant calibrée pour respecter le principe du serrage variable précisé ci-dessus.

Selon encore un mode de réalisation particulier, ledit corps comporte des filetages 10, 20, 70 adaptés pour une fixation dans la torche de soudure TIG.

Selon encore un mode de réalisation particulier, l'extrémité supérieure dudit corps 30 comporte un orifice d'amenée dudit gaz de protection, et ledit gaz peut circuler dans le volume non occupé par la partie pleine 50, c'est-à-dire autour des billes de serrage B et le long de la pièce de tungstène, dans ledit corps 30.

Selon un mode de réalisation particulier, on règle le débit du gaz protecteur G et la géométrie et le nombre des orifices 60 pour que environ 80 % du gaz passe par les orifices et participe aux turbulences, et environ 20 % sorte du diffuseur à sa base autour de l'extrémité de la pièce de tungstène.

De manière tout-à-fait préférée, la partie inférieure du corps 30, d'où émerge la pointe 80 de la pièce de tungstène, comporte au moins un orifice 60, de préférence deux ou trois, par lesquels sort le gaz de protection en créant des turbulences favorables à l'action de protection du tungstène et de la soudure.

Le gaz protecteur est de préférence de l'argon ou autre gaz neutre ou inerte, ou éventuellement azote, seuls ou en mélanges.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite traction est effectuée vers le bas au niveau de ladite pointe du tungstène.

L'axe de la pièce de tungstène doit être intangible, et la pièce 50 doit donc être décalée afin que le tungstène conserve son axe. Ceci est représenté sur la figure 4 ainsi que, selon deux exemples précis mais non limitatifs de réalisation, sur les figures 6A et 6B, qui forment ensemble la figure 6, qui représente en coupe transversale un diffuseur à serrage variable selon l'invention, pour deux diamètres différents de pièce de tungstène. : la figure 6A correspond à un diamètre de tungstène de 3,0 mm et la figure 6 Bà1,4mm.

L'invention concerne encore une torche de soudure TIG à changement ou tirage automatisé de la pièce de tungstène caractérisée en ce que elle comporte: - une enveloppe extérieure isolante 20 (FIG 1) de forme cylindrique - un corps conducteur de l'électricité 15 intérieur et concentrique par rapport à ladite enveloppe 20 * ladite enveloppe et ledit corps conducteur formant un espace annulaire où circule un fluide de refroidissement, notamment de l'eau - un support de tungstène DB à serrage variable tel que décrit ci-dessus, placé en son centre, et disposé de telle sorte que la pièce de tungstène T émerge de la buse conique 1 placée à la partie inférieure de ladite torche et venant s'adapter sur ladite enveloppe extérieure 20, - des moyens d'amenée du gaz de protection G vers le haut du 20 diffuseur, - des moyens d'amenée du fluide de refroidissement, notamment de l'eau, dans ledit espace annulaire, et de décharge de ce fluide vers un échangeur de chaleur, des moyens d'alimentation électrique et de conductivité électrique 25 dans les divers éléments de ladite torche, adaptés pour amener l'énergie électrique au point de soudure.

Ladite torche selon l'invention peut être de manière tout-à-fait préférée adaptée à un bras robot.

Egalement de manière tout-à-fait préférée, l'invention concerne la combinaison d'une torche munie du support de tungstène pour diffuseur à serrage variable, adaptée à un bras robot, et d'un chargeur comportant une ou plusieurs séries de pièces ou aiguilles de tungstène de rechange.

Un tel chargeur est représenté sur la FIG 5 annexée. Ce chargeur est caractérisé en ce qu'il comprend: - un ou plusieurs racks ou zones de rangement 200 de pièces de tungstène de rechange TR (une seule est représentée) qui sont disposées dans des cavités de géométrie adaptée 220 - une pince 100 qui est adaptée pour saisir la pointe ou extrémité inférieure de la pièce de tungstène T usée se trouvant en fin de cycle dans le diffuseur précité et la serrer; - un capteur ou indicateur de serrage intégré dans la pince et/ou déclenché par elle, ledit capteur étant adapté pour envoyer au robot 200 pilotant le bras portant la torche un signal dit de serrage (du tungstène).

Selon un mode de réalisation particulier, le chargeur comporte deux 20 racks parallèles comportant chacun de préférence 18 cavités 220.

On a représenté sur la figure 8 annexée un mode réalisation d'un chargeur déchargeur de tungstène avec - TR les tungstènes prêts à être récupérés par la torche et à l'extrémité droite du chargeur déchargeur -100 la pince qui permet de bloquer le tungstène pollué pour l'ôter de la torche au cours du déchargement.

Les tungstènes sont maintenus en place par des moyens appropriés de serrage M (juste suffisants pour un maintien en place des tungstènes TR) qui sont de préférence des billes et des ressorts, ceci afin de corriger les écarts de diamètre des pièces utilisées pour universaliser le chargeur déchargeur.

Selon encore un mode de réalisation particulier, ledit chargeur peut être de type en tourelle , circulaire, à cartouches , à barillet , etc... ou encore être un chargeur tubulaire linéaire dans lequel les pièces de tungstène sont logées les unes derrière les autres, avec éventuellement un moyen poussoir du type ressort, ou avancement par simple action de la gravité.

Selon encore un mode de réalisation particulier, l'orifice des cavités présente un chanfrein d'entrée destiné à faciliter le chargement vertical de la pièce de tungstène.

Selon encore un mode de réalisation particulier, ledit chargeur est mobile et comprend des moyens de programmation de ses mouvements.

Selon encore un mode de réalisation particulier, ladite pince 100 est mobile et comprend des moyens de programmation de ses mouvements.

Selon encore un mode de réalisation particulier, les mouvements de la pince et/ou du bras robot et/ou du chargeur sont coordonnés.

Selon encore un mode de réalisation particulier, le bras robot / torche de soudage est fixe, et la pince, et éventuellement le chargeur opèrent les mouvements qui viennent d'être décrits en coordination l'un avec l'autre et avec la position fixe connue du bras robot / torche.

L'invention couvre encore un procédé de soudure TIG automatisé à changement rapide de la pièce de tungstène, caractérisé en ce que il comprend: - l'emploi d'une torche de soudure TIG comportant un diffuseur à serrage variable précité, montée sur un bras robot, asservi à une électronique et à des mémoires logiques connues et non décrites ici; l'emploi d'un chargeur à pince de serrage et capteur de serrage tel que précité la programmation suivante des éléments: * au terme de x arcs (notamment 32), le bras robot 200 est programmé pour venir positionner la pointe inférieure de la pièce de tungstène dans l'entrefer de la pince de serrage 100, * cette action déclenche le serrage de la pince 100 autour de la pièce de tungstène T * cette action déclenche l'envoi du signal 110 de serrage effectué au robot 200 * ce signal provoque le retrait du robot qui, grâce au serrage variable et à l'élasticité du ressort R et au degré de liberté des billes B, laisse la pièce de tungstène usée dans la pince ((< traction précitée) * la pince est programmée pour alors s'ouvrir et relâcher le tungstène usé dans un récipient ad hoc, par exemple un bac inférieur alimenté par simple gravité ; le tungstène peut alors être récupéré, dépollué, retaillé (manuellement ou asservi à un moyen d'usinage mécanique automatisable).

* le robot est programmé pour poursuivre son mouvement vers le chargeur et se positionner au dessus d'une pièce de tungstène de rechange de telle sorte que, dans un mouvement de translation ultérieur, la pièce de tungstène pénètre dans le diffuseur (grâce à l'élasticité du ressort R et au degré de liberté des billes B) et vienne s'y loger en étant fermement maintenu en place par le système billes / ressort (ou système équivalent) * le robot est programmé pour reprendre sa position de soudure et est prêt pour une nouvelle soudure avec une pièce neuve de tungstène, -le robot porte torche et le chargeur étant naturellement pré-positionnés avec précision au regard l'un de l'autre de manière à permettre les opérations ci-dessus; la programmation peut naturellement prendre en compte des pré-positionnements différents selon les ateliers.

On voit que l'on évite ainsi toute intervention humaine et que l'opération est extrêmement rapide, jusqu'à un temps de l'ordre de 4 secondes (à comparer aux 4 minutes de l'art antérieur).

De plus, l'opérateur est libéré pour retraiter le tungstène et les opérations de soudure peuvent s'enchaîner sans aucun arrêt tant que le chargeur est approvisionné.

Le système est adaptable à la soudure en continu ou à un système alimenté par table tournante .

L'invention est adaptée à la soudure sous courant continu ou alternatif, le courant alternatif pouvant être à signaux sinusoïdaux, carrés, ou autres formes connues ou adaptées.

En courant continu, l'homme de métier sait que la pointe s'use et s'aplatit, il faut donc la réaffûter et donc changer la pointe de tungstène. C'est la première option de l'invention présentée plus haut.

On l'emploie essentiellement pour les métaux lourds et éventuellement l'aluminium.

En courant alternatif, la pointe se transforme en boule ou goutte et il faut la tirer à intervalles réguliers vers le bas.

L'homme de métier comprendra sans peine que le dispositif selon l'invention, qui vient d'être décrit plus haut, s'adapte intégralement à cette seconde option: En effet, l'invention couvre encore un procédé de soudure TIG automatisé 5 à changement rapide de la pièce de tungstène selon lequel: lorsque l'opération de tirage vers le bas doit être effectuée, - le bras robot 200 est programmé pour venir positionner la partie inférieure de la pointe de tungstène ( boule ) dans l'entrefer de la pièce de serrage 100, le bras comportant une réserve de tungstène de longueur suffisante, - cette action déclenche le serrage de la pince 100 autour de la pointe de tungstène T - cette action déclenche l'envoi du signal 110 de serrage effectué au robot 200, - ce signal provoque le retrait du robot qui, grâce au serrage variable et à l'élasticité du ressort R et au degré de liberté des billes B, laisse la pièce de tungstène dans la pince ( traction précitée), - le retrait du robot étant programmé pour une course très limitée adaptée pour ne tirer que les quelques millimètres nécessaires (de x 20 à y mm en général) de tungstène, * la pince est programmée pour alors s'ouvrir et relâcher le tungstène, * le robot est programmé pour reprendre sa position de soudure et est prêt pour une nouvelle soudure avec une nouvelle extrémité neuve de 25 tungstène.

Selon encore une option, la processus et le dispositif ci-dessus peuvent être programmés pour: - soit effectuer un changement complet de la pointe de tungstène (première option ci-dessus, courant continu, lorsqu'il faut réaffûter la pointe) soit: a) tirer vers le bas quelques mm de tungstène comme décrit ci dessus dans la seconde option courant alternatif c'est-à-dire pointe devenant boule b) effectuer un nombre de tirages adaptés à la réserve de tungstène contenue dans le bras ou la torche c) lorsque cette réserve est épuisée, passer à une étape (programmée en fonction du nombre possible de tirages, lui même fonction de la longueur de la réserve de tungstène) selon laquelle, comme décrit ci dessus dans la première option, la partie restante du tungstène est saisie par la pince 100, puis le bras se retire, la pince s'ouvre et laisse tomber la pièce de tungstène dans un bac ou récipient quelconque, tandis que le bras se positionne au dessus du chargeur pour saisir comme décrit ci-dessus une nouvelle pièce de tungstène.

On emploie ce dispositif et ce procédé avec tirage en courant alternatif pour tout type de soudage, et notamment pour les alliages légers et l'aluminium.

L'invention couvre encore les machines à torche fixe, caractérisées en ce que elles comportent: - un diffuseur DB à serrage variable du tungstène, tel que décrit ci- dessus, - et en ce qu'elles coopèrent avec des moyens du type pince de serrage 100 mobile, et éventuellement un chargeur tel que décrit ci dessus, - et en ce que ladite machine comporte des moyens de programmation de ladite pince afin que celle ci effectue les mouvements correspondant, comme décrit ci dessus, au serrage puis à la traction par translation et au retrait (ou au simple tirage) du tungstène, et éventuellement à la prise d'une nouvelle pièce de tungstène et à son introduction par translation inverse dans ledit diffuseur, entre lesdits moyens de serrage.

L'invention couvre également un support de tungstène à serrage variable pour diffuseur DB caractérisée en ce qu'il comporte: - des moyens de serrage du tungstène suffisamment puissants pour maintenir le tungstène en position durant l'opération de soudure, mais incapables de s'opposer soit à un enlèvement ou à un tirage de la pièce de tungstène par une traction mécanique lors de l'opération de changement (en soudage sous courant continu) ou de tirage (en soudage sous courant alternatif) de ladite pièce de tungstène, - soit à la réintroduction d'une pièce de tungstène neuve entre lesdits moyens de serrage, par translation inverse du diffuseur vers une pièce de tungstène neuve et fixe.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit diffuseur comporte 25 des moyens de conduction 15 du courant électrique appliqué Selon encore un mode de réalisation particulier, ledit diffuseur comporte de plus - des moyens de circulation du gaz G de protection de la soudure et du tungstène autour de ladite pièce de tungstène, dans ledit diffuseur.

Selon encore un mode de réalisation particulier, ledit diffuseur comporte des moyens de circulation d'un fluide 10 de refroidissement, 5 notamment de l'eau, notamment un espace annulaire ménagé entre ledit moyen de conduction électrique 15 et une enveloppe extérieure 20.

L'invention couvre encore l'application de cette technique à la soudure manuelle non automatisée.

L'invention couvre donc toute torche de soudure TIG, manuelle ou automatisée, caractérisée en ce qu'elle comporte un diffuseur de tungstène à serrage variable de tungstène, tel que décrit ci dessus.

L'homme de métier sera capable d'envisager de nombreuses adaptations de la présente invention, notamment en ce qui concerne les moyens constitutifs du diffuseur, notamment des moyens différents de serrage (par exemple un ressort souple interne à lame ou analogue) et des chargeurs circulaires ou autres modifications évidentes.

L'invention couvre également tous les modes de réalisation et toutes les applications qui seront directement accessibles à l'homme de métier à la lecture de la présente demande, de ses connaissances propres, et éventuellement d'essais simples de routine.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1 Support de tungstène à serrage variable pour diffuseur pour torche TIG ou PLASMA caractérisé en ce que il comporte: - un support à serrage variable DB dans lequel la pièce de tungstène T est serrée par des moyens de serrage du tungstène suffisamment puissants pour maintenir le tungstène en position durant l'opération de soudure, mais incapables de s'opposer soit à un enlèvement ou à un tirage de la pièce de tungstène par une traction mécanique lors de l'opération de changement (en soudage sous courant continu) ou de tirage (en soudage sous courant alternatif) de ladite pièce de tungstène, ; - soit à la réintroduction d'une pièce de tungstène neuve entre lesdits moyens de serrage, par translation inverse du diffuseur vers une pièce de tungstène neuve et fixe; - des moyens de conduction 15 du courant électrique appliqué - des moyens de circulation du gaz G de protection de la soudure et du tungstène autour de ladite pièce de tungstène, dans ledit diffuseur, - des moyens de circulation d'un fluide 10 de refroidissement, notamment de l'eau, notamment un espace annulaire ménagé entre ledit 20 moyen de conduction électrique 15 et une enveloppe extérieure 20 - et se termine à sa partie inférieure par une buse de soudage 1 d'où émerge la pointe de la pièce du tungstène en aiguille .

(Par convention, on considère la torche et ledit diffuseur en position verticale, le haut correspondant à l'arrivée du fil de soudure et du gaz de protection, et le bas à la partie inférieure où émerge la pointe de tungstène et où arrive également le fil de soudure, et où se réalise la soudure) 2 Support selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage consistent en la combinaison, dans un corps cylindrique 30, comportant des orifices 40, a) d'une partie pleine 50 occupant sensiblement la moitié du volume intérieur dudit corps, avec une géométrie adaptée pour que la pièce de tungstène, qui est disposée parallèlement à ladite partie pleine 50, puisse s'appuyer sur cette géométrie, notamment légèrement concave, cf. FIG 4 b) de billes B disposées parallèlement à ladite partie pleine 50 et à ladite pièce de tungstène T, de diamètre adapté pour s'appuyer d'un côté (vers le centre dudit corps 30) contre ladite pièce de tungstène, et pour émerger légèrement hors des orifices 40, lesdits orifices 40 étant eux mêmes calibrés pour empêcher la sortie desdites billes, c) d'un ressort R de même géométrie que le corps 30, c'est-à-dire cylindrique, et de diamètre très légèrement supérieur, comportant selon 20 une génératrice du cylindre une fente f (cf. FIG 3) calibrée pour: - lorsque ledit ressort R est disposé autour dudit corps 30, appuyer sur les billes et donc plaquer la pièce de tungstène contre ladite partie pleine 50, suffisamment pour maintenir le tungstène en position durant la soudure, - lorsque l'on exerce une traction sur la pièce de tungstène, ne pas s'opposer au glissement de ladite pièce de tungstène dans la direction de traction, et son éjection hors dudit corps.

3 Support selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que: il comporte un faisceau de liaison entre le dévidoir du fil 120 et la torche, qui est composé de: - 10 la canalisation eau / électricité qui transporte l'énergie électrique et l'eau froide (flèche) jusqu'à la torche, - 10 R la canalisation eau de retour eau chaude (flèche) de la torche, L la canalisation gaz qui véhicule le gaz G de protection de soudage, - 100 la gaine transport d'amenée du fil de métal 120 de soudage, - 20une gaine de protection de l'ensemble, ledit faisceau étant muni des connexions de raccordement aux deux extrémités, coté dévidoir et coté torche.

4 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 15 caractérisé en ce que il est inséré dans une torche qui est composée de: -un corps qui est raccordé à la canalisation 10 eau / électricité. II comporte une tubulure qui est raccordée d'un coté à la canalisation 10, et qui ressort du corps de torche pour rejoindre le tuyau de retour eau chaude 10 R. Ce corps est percé de part en part par un logement L qui permet de laisser circuler librement le gaz G. Il est doté en son extrémité (en bas) d'un filetage ou d'un taraudage pour recevoir - DB le support de tungstène à serrage variable sur lequel se fixe - B les billes et - R le ressort et sur lequel s'adapte - le diffuseur (muni d'un filetage aux deux extrémités) l'ensemble accueille - T le tungstène - et sur le diffuseur viennent s'empiler au contact du manche de torche o une bague téflon isolante o une bague aluminium indexée sur laquelle se fixe o la canne qui est solidaire de la gaine d'amenée de fil 100 et ce sous ensemble est maintenu en place par le vissage de o la buse sur le diffuseur Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage du tungstène, à serrage variable, consistent en une lame ressort placée longitudinalement et qui applique une pression sur le tungstène T, le long de sa longueur, pour appliquer celui-ci sur la pièce conductrice de l'électricité 50.

6 Support selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite lame ressort peut être concave ou convexe, ou plane avec plusieurs protubérances exerçant ladite pression, ou toute autre forme ressort capable d'appliquer ladite pression sur toute la longueur du tungstène ou en plusieurs points, ladite pression étant calibrée pour respecter le principe du serrage variable .

7 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé 25 en ce que ledit corps comporte des filetages 10, 20, 70 adaptés pour une fixation dans la torche de soudure TIG.

8 Support selon rune quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'extrémité supérieure dudit corps 30 comporte un orifice d'amenée dudit gaz de protection, et ledit gaz peut circuler dans le volume non occupé par la partie pleine 50, c'est-à-dire autour des billes de serrage B et le long de la pièce de tungstène, dans ledit corps 30.

9 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens appropriés afin que l'on règle le débit du gaz protecteur G et la géométrie et le nombre des orifices 60 pour que environ 80 % du gaz passe par les orifices et participe aux turbulences, et environ 20 % sorte du diffuseur à sa base autour de l'extrémité de la pièce de tungstène.

Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la partie inférieure du corps 30, d'où émerge la pointe 80 de la pièce de tungstène, comporte au moins un orifice 60, de préférence deux ou trois, par lesquels sort le gaz de protection en créant des turbulences favorables à l'action de protection du tungstène et de la soudure.

11 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le gaz protecteur est de préférence de l'argon ou autre gaz neutre ou inerte, ou éventuellement azote, seuls ou en mélanges.

12 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que afin que l'axe de la pièce de tungstène soit intangible, la pièce 50 est décalée afin que le tungstène conserve son axe.

13 Torche de soudure TIG à changement ou tirage automatisé de la pièce de tungstène caractérisée en ce que elle comporte: une enveloppe extérieure isolante 20 de forme cylindrique - un corps conducteur de l'électricité 10, 15 intérieur et concentrique par rapport à ladite enveloppe 20 * ladite enveloppe et ledit corps conducteur formant un espace annulaire où circule un fluide de refroidissement, notamment de l'eau (10) - un support de tungstène DB à serrage variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, placé en son centre, et disposé de telle sorte que la pièce de tungstène T émerge de la buse conique 1 placée à la partie inférieure de ladite torche et venant s'adapter sur ladite enveloppe extérieure 20, - des moyens L d'amenée du gaz de protection G vers le haut du diffuseur, - des moyens 10 d'amenée du fluide de refroidissement, notamment de l'eau, dans ledit espace annulaire, et de décharge de ce fluide vers un échangeur de chaleur, - des moyens 10 d'alimentation électrique et de conductivité électrique dans les divers éléments de ladite torche, adaptés pour amener l'énergie électrique au point de soudure.

14 Torche selon la revendication 13 caractérisée en ce qu'elle est adaptée à un bras robot.

Ensemble de soudage caractérisé en ce qu'il comporte la combinaison d'une torche selon la revendication 13 ou 14, munie du support de tungstène pour diffuseur à serrage variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, adaptée à un bras robot, et d'un chargeur comportant une ou plusieurs séries de pièces ou aiguilles de tungstène de rechange TR dans des logements adaptés 220.

16 Ensemble selon la revendication 15 caractérisé en ce que ledit chargeur comprend: un ou plusieurs racks ou zones de rangement 200 de pièces de tungstène de rechange TR qui sont disposées dans des cavités de géométrie adaptée 220 une pince 100 qui est adaptée pour saisir la pointe ou extrémité inférieure de la pièce de tungstène T usée se trouvant en fin de cycle dans le diffuseur précité et la serrer; - un capteur ou indicateur de serrage intégré dans la pince et/ou déclenché par elle, ledit capteur étant adapté pour envoyer au robot 200 pilotant le bras portant la torche un signal dit de serrage (du tungstène).

17 Ensemble selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce que le chargeur comporte deux racks parallèles comportant chacun de préférence 18 cavités 220 ou est de type en tourelle , circulaire, à cartouches , à barillet , ou encore est tubulaire linéaire dans lequel les pièces de tungstène sont logées les unes derrière les autres, avec éventuellement un moyen poussoir du type ressort, ou avancement par simple action de la gravité et l'orifice des cavités 220 présente un chanfrein d'entrée destiné à faciliter le chargement vertical de la pièce de tungstène.

18 Ensemble selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce que les tungstènes de rechange TR sont maintenus en place dans le chargeur par des moyens appropriés de serrage M (juste suffisants pour un maintien en place des tungstènes TR) qui sont de préférence des billes et des ressorts, ceci afin de corriger les écarts de diamètre des pièces utilisées pour universaliser le chargeur déchargeur.

19 Ensemble selon l'une quelconque des revendications 15 à 18 caractérisé en ce que ledit chargeur est mobile et comprend des moyens de programmation de ses mouvements, et / ou ladite pince 100 est mobile et comprend des moyens de programmation de ses mouvements, et /ou les mouvements de la pince et/ou du bras robot et/ou du chargeur sont coordonnés et/ou le bras robot / torche de soudage est fixe, et la pince et éventuellement le chargeur opèrent les mouvements qui viennent d'être décrits en coordination l'un avec l'autre et avec la position fixe connue du bras robot/torche.

20 Procédé de soudure TIG automatisé à changement rapide de la pièce de tungstène, caractérisé en ce que il comprend: - l'emploi d'une torche de soudure TIG selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, comportant un support avec diffuseur à serrage variable selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, montée sur un bras robot, asservi à une électronique et à des mémoires logiques connues et non décrites ici; l'emploi d'un chargeur à pince de serrage et capteur de serrage tel que décrit dans les revendications 15 à 19 la programmation suivante des éléments: * au terme de x arcs (notamment 32), le bras robot 200 est programmé pour venir positionner la pointe inférieure de la pièce de tungstène dans l'entrefer de la pince de serrage 100, * cette action déclenche le serrage de la pince 100 autour de la pièce de tungstène T * cette action déclenche l'envoi du signal 110 de serrage effectué au robot 200 * ce signal provoque le retrait du robot qui, grâce au serrage variable et à l'élasticité du ressort R et au degré de liberté des billes B, laisse la pièce de tungstène usée dans la pince ( traction précitée) * la pince est programmée pour alors s'ouvrir et relâcher le tungstène usé dans un récipient ad hoc, par exemple un bac inférieur alimenté par simple gravité ; le tungstène peut alors être récupéré, dépollué, retaillé (manuellement ou asservi à un moyen d'usinage mécanique automatisable).

* le robot est programmé pour poursuivre son mouvement vers le chargeur et se positionner au dessus d'une pièce de tungstène de rechange de telle sorte que, dans un mouvement de translation ultérieur, la pièce de tungstène pénètre dans le diffuseur (grâce à l'élasticité du ressort R et au degré de liberté des billes B) et vienne s'y loger en étant fermement maintenu en place par le système billes / ressort (ou système équivalent) * le robot est programmé pour reprendre sa position de soudure et est prêt pour une nouvelle soudure avec une pièce neuve de tungstène, -le robot porte torche et le chargeur étant naturellement pré-positionnés avec précision au regard l'un de l'autre de manière à permettre les opérations ci dessus; la programmation peut naturellement prendre en compte des pré-positionnements différents selon les ateliers.

21 Procédé selon la. revendication 20 caractérisé en ce qu'il est adapté à la soudure sous courant continu ou alternatif, le courant alternatif pouvant être à signaux sinusoïdaux, carrés, ou autres formes connues ou adaptées.

22 Procédé de soudure TIG automatisé à changement rapide de la pièce de tungstène selon lequel: lorsque l'opération de tirage vers le bas doit être effectuée, - le bras robot 200 est programmé pour venir positionner la partie inférieure de la pointe de tungstène ( boule ) dans l'entrefer de la pièce de serrage 100, le bras comportant une réserve de tungstène de longueur suffisante, - cette action déclenche le serrage de la pince 100 autour de la pointe de tungstène T - cette action déclenche l'envoi du signal 110 de serrage effectué au robot 200, - ce signal provoque le retrait du robot qui, grâce au serrage variable et à l'élasticité du ressort R et au degré de liberté des billes B, laisse la pièce de tungstène dans la pince ( traction précitée), - le retrait du robot étant programmé pour une course très limitée adaptée pour ne tirer que les quelques millimètres nécessaires (de x 15 à y mm en général) de tungstène, - * la pince est programmée pour alors s'ouvrir et relâcher le tungstène, * le robot est programmé pour reprendre sa position de soudure et est prêt pour une nouvelle soudure avec une nouvelle extrémité neuve de 20 tungstène.

23 Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 22 caractérisé en ce que la programmation est prévue pour: - soit effectuer un changement complet de la pointe de tungstène (courant continu, lorsqu'il faut réaffûter la pointe) soit: a) tirer vers le bas quelques mm de tungstène (sous courant alternatif c'est-à-dire pointe devenant boule ) b) effectuer un nombre de tirages adaptés à la réserve de 5 tungstène contenue dans le bras ou la torche c) lorsque cette réserve est épuisée, passer à une étape (programmée en fonction du nombre possible de tirages, lui même fonction de la longueur de la réserve de tungstène) selon laquelle, comme décrit ci dessus dans la première option, la partie restante du tungstène est saisie par la pince 100, puis le bras se retire, la pince s'ouvre et laisse tomber la pièce de tungstène dans un bac ou récipient quelconque, tandis que le bras se positionne au dessus du chargeur pour saisir comme décrit ci dessus une nouvelle pièce de tungstène.

24 Machines de soudage à torche fixe, caractérisées en ce que elles comportent: - un support à diffuseur DB à serrage variable du tungstène, selon

l'une quelconque des revendications 1 à 12

- et en ce qu'elles coopèrent avec des moyens du type pince de serrage 100 mobile, et éventuellement un chargeur tel que décrit ci dessus, - et en ce que ladite machine comporte des moyens de programmation de ladite pince afin que celle ci effectue les mouvements correspondant, comme décrit ci dessus, au serrage puis à la traction par translation et au retrait (ou au simple tirage) du tungstène, et éventuellement à la prise d'une nouvelle pièce de tungstène et à son introduction par translation inverse dans ledit diffuseur, entre lesdits moyens de serrage.

Support de tungstène à serrage variable pour diffuseur DB caractérisée en ce qu'il comporte: - des moyens de serrage du tungstène suffisamment puissants pour maintenir le tungstène en position durant l'opération de soudure, mais incapables de s'opposer - soit à un enlèvement ou à un tirage de la pièce de tungstène par une traction mécanique lors de l'opération de changement (en soudage sous courant continu) ou de tirage (en soudage sous courant alternatif) de ladite pièce de tungstène, soit à la réintroduction d'une pièce de tungstène neuve entre lesdits moyens de serrage, par translation inverse du diffuseur vers une pièce de tungstène neuve et fixe.

des moyens de conduction 10, 15 du courant électrique appliqué -des moyens L de circulation du gaz G de protection de la soudure et du tungstène autour de ladite pièce de tungstène, dans ledit diffuseur.

- des moyens de circulation d'un fluide 10 de refroidissement, notamment de l'eau, notamment un espace annulaire ménagé entre ledit moyen de conduction électrique 15 et une enveloppe extérieure 20.

26 Application de l'objet des revendications 1 à 25 à la soudure manuelle non automatisée.

27 Torche de soudure TIG, manuelle ou automatisée, caractérisée en ce qu'elle comporte un support à diffuseur de tungstène à serrage variable de tungstène, selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 ou 25.