FR3135408A1 - Arc welding system - Google Patents
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Abstract
Système de soudage à arc Système (1) de soudage à arc, comportant : Une base mobile (6), comportant au moins un élément magnétique (10) apte à produire par attraction magnétique une force de maintien de la base sur la surface sur laquelle elle se déplace,au moins une torche de soudage à l’arc (4), de préférence standard telle qu’utilisée pour le soudage MAG ou MIG, montée sur la base (6) et reliée à un poste de soudure (2),un ensemble (15) de distribution de flux, monté de façon amovible sur la base pour submerger l’arc avec le flux, cet ensemble comportant :o un réservoir (16) de flux,o au moins une buse (24) de distribution de flux, eto au moins une buse (23) d’aspiration de flux. Figure pour l’abrégé : Fig. 1Arc welding system Arc welding system (1), comprising: A mobile base (6), comprising at least one magnetic element (10) capable of producing, by magnetic attraction, a force holding the base on the surface on which it moves, at least one arc welding torch (4), preferably standard as used for MAG or MIG welding, mounted on the base (6) and connected to a welding station (2), a flow distribution assembly (15), removably mounted on the base to submerge the arc with the flow, this assembly comprising:o a flow reservoir (16),o at least one nozzle (24) for distributing flow flow, and at least one flow suction nozzle (23). Figure for abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne la soudure de pièces, notamment pour l’automobile, l’aéronautique, le génie civil ou le naval.The present invention relates to the welding of parts, in particular for the automobile, aeronautics, civil engineering or naval industries.
L’invention concerne en particulier des systèmes mobiles de soudage à arc submergé (AS).The invention particularly relates to mobile submerged arc (AS) welding systems.
Pour réaliser la soudure de pièces, notamment métalliques, il est connu d’utiliser un système de soudure à arc.To weld parts, particularly metal ones, it is known to use an arc welding system.
Les procédés de soudure classiques à l’arc, de type MAG ou MIG, sont des procédés dits à arc ouvert qui produisent des fumées et un rayonnement UV qui imposent de prendre des précautions particulières pour protéger l’opérateur. Dans ces procédés, le métal d’apport est apporté sous forme de fil de soudage, constituant une électrode fusible, étant déroulé à partir d’une bobine. Un gaz inerte est projeté sur la zone de soudure pour protéger le bain de fusion.Conventional arc welding processes, such as MAG or MIG, are so-called open arc processes which produce fumes and UV radiation which require special precautions to be taken to protect the operator. In these processes, the filler metal is supplied in the form of welding wire, constituting a fusible electrode, being unwound from a spool. An inert gas is projected onto the weld zone to protect the weld pool.
Il est connu de réaliser une soudure dite à arc submergé. Dans cette technologie, l’arc est noyé sous un flux solide sous forme de poudre. La soudure sous flux solide offre l’avantage de diminuer, notamment de supprimer en totalité, l’émission de fumées, d’avoir un arc au moins partiellement, notamment totalement occulté par le flux, notamment pas visible, et peu sensible aux courants d’air.It is known to carry out a so-called submerged arc weld. In this technology, the arc is embedded in a solid flow in the form of powder. Soldering under solid flux offers the advantage of reducing, in particular completely eliminating, the emission of smoke, of having an arc at least partially, in particular completely obscured by the flux, in particular not visible, and not very sensitive to currents. 'air.
Cette technologie convient aux soudures réalisées en environnement fermé ou ouvert, par exemple en extérieur sur un chantier naval. Elle produit une soudure de haute qualité avec une forte productivité.This technology is suitable for welds carried out in a closed or open environment, for example outdoors on a shipyard. It produces high quality welding with high productivity.
Le soudage sous flux est mécanisé mais cette mécanisation est souvent simple et robuste. En effet, les installations connues permettant de réaliser une soudure à arc submergé sont montées sur potence ou sur un chariot généralement lourd, de poids contribuant à la stabilisation du chariot. Elles pèsent typiquement plus de 40 kg, et nécessitent des engins de manutention pour les transporter, complexifiant ainsi leur usage. Le procédé est limité aux positions de soudage à plat ou en corniche.Flux welding is mechanized but this mechanization is often simple and robust. In fact, the known installations allowing submerged arc welding to be carried out are mounted on a bracket or on a generally heavy trolley, the weight of which contributes to the stabilization of the trolley. They typically weigh more than 40 kg, and require handling equipment to transport them, thus making their use more complex. The process is limited to flat or cornice welding positions.
De plus, ces installations sont spécifiques à la soudure sous flux solide et ne conviennent qu’à ce type de soudure. Par exemple, avec une telle installation, il n’est pas possible de réaliser un pointage de tôles. Il est donc souvent nécessaire d’avoir, en plus d’une installation sous flux, une autre installation de soudage, par exemple MIG ou MAG. Ainsi, l’investissement nécessaire à l’acquisition d’une installation de soudure sous flux est relativement important, ce qui peut limiter son usage.In addition, these installations are specific to solid flux welding and are only suitable for this type of welding. For example, with such an installation, it is not possible to carry out sheet metal pointing. It is therefore often necessary to have, in addition to a submerged installation, another welding installation, for example MIG or MAG. Thus, the investment required to acquire a submerged welding installation is relatively high, which can limit its use.
Ces installations de type chariot nécessitent pour le guidage, du fait du poids de l’ensemble, le montage de guides, ce qui complexifie encore l’opération.These trolley type installations require the assembly of guides for guidance, due to the weight of the assembly, which further complicates the operation.
De plus, le temps nécessaire pour réaliser la soudure, c’est-à-dire le positionnement du chariot lourd, des guides, le déplacement du chariot, le retrait des guides et le retrait du chariot, est important, diminuant ainsi le rendement de production.In addition, the time required to carry out the welding, that is to say the positioning of the heavy carriage, the guides, the movement of the carriage, the removal of the guides and the withdrawal of the carriage, is significant, thus reducing the efficiency of production.
Il existe un besoin pour remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique et notamment disposer d’un système de soudage sous flux solide qui soit simple à utiliser, si on le souhaite portable par un opérateur, rapide à mettre en place, tout en limitant l’investissement dédié à réaliser et qui soit capable de produire une soudure de bonne qualité.There is a need to remedy all or part of the disadvantages of the state of the art and in particular to have a solid flux welding system which is simple to use, if desired portable by an operator, quick to set up. place, while limiting the dedicated investment to be made and which is capable of producing a good quality weld.
La présente invention répond à ce besoin grâce à, selon l’un de ses aspects, un système de soudage à arc, comportant :The present invention meets this need thanks to, according to one of its aspects, an arc welding system, comprising:
- Une base mobile, comportant au moins un élément magnétique apte à produire par attraction magnétique une force de maintien de la base sur une surface sur laquelle elle se déplace,A mobile base, comprising at least one magnetic element capable of producing by magnetic attraction a force holding the base on a surface on which it moves,
- au moins une torche de soudage à l’arc, de préférence standard telle qu’utilisée pour la soudure MAG ou MIG, montée sur la base et reliée à un poste de soudure,at least one arc welding torch, preferably standard as used for MAG or MIG welding, mounted on the base and connected to a welding station,
-
un ensemble de distribution de flux, monté de façon amovible sur la base pour submerger l’arc avec le flux, cet ensemble comportant :
o un réservoir de flux,
o au moins une buse de distribution de flux, et
o au moins une buse d’aspiration de flux.a flow distribution assembly, removably mounted on the base to submerge the arc with the flow, this assembly comprising:
o a flow reservoir,
o at least one flow distribution nozzle, and
o at least one flow suction nozzle.
Le système peut ainsi réaliser selon la présence ou non de l’ensemble de distribution, ou du fonctionnement ou non de celui-ci, une soudure non-submergée ou submergée.The system can thus produce a non-submerged or submerged weld, depending on the presence or absence of the distribution assembly, or the operation or not of the latter.
La torche de soudage, l’élément magnétique et l’ensemble de distribution de flux sont déplacés par la base lors de l’opération de soudure.The welding torch, magnetic element and flux distribution assembly are moved by the base during the welding operation.
Le système selon l’invention permet d’avoir un système de soudage sous flux relativement léger, en comparaison avec l’art antérieur, sans perdre en stabilité grâce à l’utilisation de l’élément magnétique. Ainsi grâce à l’invention, il est possible de réaliser une soudure à l’arc sous flux de bonne qualité, tout en ayant un système facile à utiliser et à manipuler.The system according to the invention makes it possible to have a relatively light flux welding system, in comparison with the prior art, without losing stability thanks to the use of the magnetic element. Thus, thanks to the invention, it is possible to produce good quality submerged arc welding, while having a system that is easy to use and handle.
Le système permet également de réaliser une soudure non-submergée, donc à arc ouvert, en désactivant l’ensemble de distribution, voire en le démontant de la base. Ainsi, le système selon l’invention permet de réaliser une soudure submergée ou non-submergée, en fonction des besoins, avec le même matériel, réduisant ainsi le besoin d’investissement et le besoin de formation de l’opérateur.The system also makes it possible to carry out a non-submerged weld, therefore with an open arc, by deactivating the distribution assembly, or even by dismantling it from the base. Thus, the system according to the invention makes it possible to carry out a submerged or non-submerged weld, depending on needs, with the same equipment, thus reducing the need for investment and the need for operator training.
La partie mobile du système peut notamment peser moins de 30 kg, de préférence moins de 20 kg, par exemple 15 kg, évitant le recours à un système de manutention de type palan ou analogue. La force de maintien procurée par l’élément magnétique peut être supérieure à 10 kg, notamment supérieure à 25 kg. L’élément magnétique peut comporter un ou plusieurs aimants permanents à base de terres rares. The mobile part of the system can in particular weigh less than 30 kg, preferably less than 20 kg, for example 15 kg, avoiding the need for a handling system such as a hoist or the like. The holding force provided by the magnetic element can be greater than 10 kg, in particular greater than 25 kg. The magnetic element may include one or more rare earth permanent magnets.
La torche de soudage est reliée à un poste de soudure, qui fournit notamment le courant électrique nécessaire à la génération de l’arc.The welding torch is connected to a welding station, which notably provides the electric current necessary to generate the arc.
Enfin, le caractère amovible de l’ensemble de distribution de flux permet de le proposer comme accessoire de la base, cette dernière pouvant être utilisée en combinaison avec un accessoire différent, ou sans accessoire, pour réaliser par exemple une soudure de type MAG ou MIG. Ainsi, l’investissement à réaliser pour un utilisateur disposant déjà de la base, par exemple pour réaliser un autre type de procédé, ou d’un poste à souder, par exemple standard, notamment un poste MIG ou MAG pour une autre application, pour pouvoir effectuer une soudure à arc submergé, est moindre, puisque seule l’acquisition de l’ensemble de distribution de flux est alors nécessaire.Finally, the removable nature of the flux distribution assembly allows it to be offered as an accessory to the base, the latter being able to be used in combination with a different accessory, or without an accessory, to carry out, for example, MAG or MIG type welding . Thus, the investment to be made for a user already having the base, for example to carry out another type of process, or a welding station, for example standard, in particular a MIG or MAG station for another application, for being able to carry out a submerged arc weld, is less, since only the acquisition of the flux distribution assembly is then necessary.
Le système de soudure peut être utilisé sur des pièces positionnées horizontalement ou formant un angle avec l’horizontal inférieur à 15°. Le système de soudure peut permettre de souder des pièces formant entre elles une corniche.The welding system can be used on parts positioned horizontally or forming an angle with the horizontal less than 15°. The welding system can make it possible to weld parts forming a cornice between them.
La torche de soudage peut être montée de manière amovible sur la base.The welding torch can be detachably mounted on the base.
La torche peut être configurée pour débiter, lors du soudage, un matériau de soudage, notamment un fil de soudage.The torch can be configured to deliver, during welding, a welding material, in particular a welding wire.
La torche peut être configurée pour débiter, lors du soudage, un fil-électrode, ce fil-électrode ayant notamment un diamètre compris entre 0,2 mm et 2 mm, par exemple 1,6mm ou 2mm.The torch can be configured to deliver, during welding, a wire electrode, this wire electrode having in particular a diameter of between 0.2 mm and 2 mm, for example 1.6 mm or 2 mm.
La torche de soudage peut être une torche standard utilisable pour la soudure MAG ou MIG.The welding torch can be a standard torch usable for MAG or MIG welding.
Le système peut comporter une ou deux, voire plus de deux, torches de soudage. L’utilisation de deux torches de soudage peut permettre d’utiliser des fils de soudage de plus faible diamètre, mais de combiner leurs effets. Par exemple, chaque torche utilise un fil de soudage de diamètre 1,6mm, nettement plus petit que celui des fils de soudage classiquement utilisés dans les installations connues de soudage à arc submergé, typiquement 4 à 8mm.B ase mobile The system may include one or two, or even more than two, welding torches. Using two welding torches can allow the use of smaller diameter welding wires, but combine their effects. For example, each torch uses a welding wire with a diameter of 1.6mm, significantly smaller than that of the welding wires conventionally used in known submerged arc welding installations, typically 4 to 8mm.B ase mobile
La base peut être un chariot mobile, un portique ou une colonne rotative.The base can be a mobile cart, a gantry or a rotating column.
La base peut comporter une potence sur laquelle sont fixés, de manière amovible, au moins certains éléments constitutifs de l’ensemble de distribution de flux, par exemple le réservoir de flux.The base may include a bracket on which at least certain constituent elements of the flow distribution assembly are removably fixed, for example the flow reservoir.
La potence peut également permettre de fixer d’autres composants du système sur la base.The bracket can also be used to attach other system components to the base.
La base, notamment le chariot, peut comporter des roues et/ou chenilles, notamment motorisées, permettant son déplacement le long des pièces à souder. Le déplacement du chariot peut s’effectuer en se déplaçant par roulage sur les pièces à souder, ou sur au moins un rail de guidage, voire sur une crémaillère. Le guidage du chariot peut s’effectuer le cas échéant en prenant appui sur l’une des pièces à souder, notamment lorsque celle-ci est un raidisseur.The base, in particular the carriage, may include wheels and/or tracks, in particular motorized, allowing it to move along the parts to be welded. The carriage can be moved by rolling over the parts to be welded, or on at least one guide rail, or even on a rack. The carriage can be guided if necessary by supporting it on one of the parts to be welded, particularly when this is a stiffener.
La base, notamment le chariot, peut comporter quatre roues motorisées, chaque roue pouvant être contrôlée de manière indépendante des autres afin d’orienter le chariot dans la direction voulue.The base, including the cart, may have four motorized wheels, each wheel capable of being controlled independently of the others in order to orient the cart in the desired direction.
La base, notamment le chariot, peut comporter au moins un, voire deux, train de roues, notamment un train droit et un train gauche, motorisés indépendamment.The base, in particular the carriage, may comprise at least one, or even two, sets of wheels, in particular a right set and a left set, motorized independently.
L’utilisation de roues permet un guidage sans rail et donc une logistique d’installation limitée.The use of wheels allows railless guidance and therefore limited installation logistics.
La base peut comporter un élément de préhension permettant à l’opérateur de saisir et transporter la base, par exemple d’une seule main.The base may include a gripping element allowing the operator to grasp and transport the base, for example with one hand.
La base peut comporter un système d’alimentation électrique, notamment une batterie. L’utilisation d’une batterie permet d’éviter l’utilisation d’un câble électrique externe et encombrant.The base may include a power supply system, including a battery. Using a battery avoids the use of a bulky external electrical cable.
Lorsque les pièces à souder sont disposées à la verticale et le joint de soudure à l’horizontale, appelée « position corniche » ou encore position « 2G » ou encore « PC », la base peut évoluer à l’horizontal. Dans ce cas, la torche de soudure, la buse d’aspiration et la buse de distribution peuvent se situer dans la partie inférieure du système, le réservoir de flux étant positionné dans la partie supérieure du système.When the parts to be welded are arranged vertically and the weld joint horizontally, called “cornice position” or even “2G” or “PC” position, the base can move horizontally. In this case, the welding torch, suction nozzle and dispensing nozzle can be located in the lower part of the system, with the flux tank positioned in the upper part of the system.
Le système peut comporter, notamment à proximité des buses de distribution et d’aspiration de flux, un accessoire permettant de retenir le flux dans la zone de soudure, notamment lorsque les pièces sont en position corniche.The system may include, particularly near the flux distribution and suction nozzles, an accessory making it possible to retain the flux in the welding zone, particularly when the parts are in the cornice position.
L’accessoire peut être une plateforme comportant un tapis roulant, se déplaçant, de préférence, avec la même vitesse linéaire que la base. De préférence, la face du tapis roulant destinée à retenir le flux se déplace dans une direction opposée à la direction de soudure, notamment à une vitesse absolue identique à la vitesse absolue de soudure de manière à ce que la face du tapis roulant destinée à retenir le flux soit fixe relativement aux pièces à souder et donc à la soudure.The accessory may be a platform comprising a treadmill, moving, preferably, with the same linear speed as the base. Preferably, the face of the treadmill intended to retain the flux moves in a direction opposite to the welding direction, in particular at an absolute speed identical to the absolute welding speed so that the face of the treadmill intended to retain the flux is fixed relative to the parts to be welded and therefore to the weld.
La base peut comporter un bras permettant de fixer, notamment de manière amovible et orientable, la torche de soudure. La base, notamment le bras, peut permettre, le cas échéant, de fixer, notamment de manière amovible et orientable, l’accessoire permettant de retenir le flux.The base may include an arm allowing the welding torch to be fixed, in particular in a removable and orientable manner. The base, in particular the arm, can make it possible, if necessary, to fix, in particular in a removable and orientable manner, the accessory making it possible to retain the flow.
La position du bras peut être réglable selon plusieurs axes, notamment en translation selon un, deux ou trois axes, et/ou en rotation.The position of the arm can be adjustable along several axes, in particular in translation along one, two or three axes, and/or in rotation.
La base peut porter différents composants nécessaires au fonctionnent du système, notamment au moins une batterie rechargeable.The base can carry different components necessary for the system to function, in particular at least one rechargeable battery.
Le poste de soudure peut ne pas être porté par la base, étant seulement relié par un flexible à la torche de soudage.The welding station may not be supported by the base, being only connected by a hose to the welding torch.
Le système peut comporter une unité de contrôle programmée pour réaliser une soudure de manière autonome et/ou semi-autonome.The system may include a control unit programmed to perform a weld autonomously and/or semi-autonomously.
Par « de manière autonome », il faut comprendre que le système est capable de réaliser la soudure sans l’intervention d’un opérateur.By “autonomously”, we must understand that the system is capable of carrying out welding without the intervention of an operator.
Par « de manière semi-autonome », on entend que le système est capable de réaliser la soudure sous la surveillance d’un opérateur, l’opérateur pouvant transmettre des ordres au système afin de corriger certains paramètres de déplacement de la base ou de la soudure.By “semi-autonomously”, we mean that the system is capable of carrying out the welding under the supervision of an operator, the operator being able to transmit orders to the system in order to correct certain movement parameters of the base or the welding.
L’unité de contrôle peut comporter tout processeur, par exemple microcontrôleur et les interfaces pour interagir avec l’environnement de celui-ci, par exemple capteur(s), étage de puissance pour le pilotage des moteurs, HMI, émetteur/ récepteur pour échanger avec une télécommande sans fil.The control unit can include any processor, for example microcontroller and interfaces to interact with the environment thereof, for example sensor(s), power stage for controlling motors, HMI, transmitter/receiver for exchanging with a wireless remote control.
L’unité de contrôle peut le cas échéant être montée de manière amovible sur le système, notamment sur la base. Dans ce cas, le système peut comporter une base de réception comportant une série de connecteurs permettant de monter l’unité de contrôle sur la base.The control unit can, if necessary, be removably mounted on the system, in particular on the base. In this case, the system may include a receiving base having a series of connectors allowing the control unit to be mounted on the base.
Le système peut comporter une commande à distance, notamment sans fil, de préférence une télécommande, permettant à un opérateur de contrôler à distance le déplacement da la base relativement aux pièces à souder, notamment la vitesse d’avance de la base, la direction de déplacement de la base, et/ou des paramètres de soudage.The system may include a remote control, in particular wireless, preferably a remote control, allowing an operator to remotely control the movement of the base relative to the parts to be welded, in particular the advance speed of the base, the direction of movement of the base, and/or welding parameters.
La commande à distance peut également être configurée pour permettre de contrôler la position du bras portant la torche de soudage.The remote control can also be configured to allow control of the position of the arm carrying the welding torch.
Le système peut comporter un émetteur-récepteur communiquant avec la télécommande, compris dans l’unité de contrôle ou indépendant.The system may include a transceiver communicating with the remote control, included in the control unit or independent.
Le système peut comporter un moyen de guidage, notamment comportant au moins un rail de guidage. Ce rail de guidage peut être fixé magnétiquement ou autrement sur l’une des pièces.The system may include guide means, in particular comprising at least one guide rail. This guide rail can be attached magnetically or otherwise to one of the parts.
Le système peut comporter un laser de guidage formant un repère visuel sur les pièces à souder, notamment positionné sur le bord du chanfrein d’une corniche de soudage, pour guider la base.The system may include a guide laser forming a visual marker on the parts to be welded, in particular positioned on the edge of the chamfer of a welding cornice, to guide the base.
Le système peut comporter un profilomètre, notamment laser, mesurant le profil des pièces à souder en amont la torche de soudage dans le sens de déplacement de celle-ci.The system may include a profilometer, in particular a laser, measuring the profile of the parts to be welded upstream of the welding torch in the direction of movement of the latter.
De préférence, le poste de soudure est un poste de soudure standard utilisable pour une opération de soudage à arc ouvert. Par «poste de soudure standard», on désigne un poste de soudure couramment utilisé pour des opérations de soudage à arc ouvert, par exemple de type MAG ou MIG, non noyées sous flux. L’utilisation d’un poste de soudure standard permet de réduire significativement le coût du système, ce type de poste se trouvant couramment dans le commerce.Preferably, the welding station is a standard welding station usable for an open arc welding operation. By “ standard welding station ”, we mean a welding station commonly used for open arc welding operations, for example of the MAG or MIG type, not submerged in flux. The use of a standard welding station makes it possible to significantly reduce the cost of the system, this type of station is commonly found commercially.
Le poste à soudure, encore appelé générateur, peut être fixe relativement aux pièces à souder durant le déplacement de la base.The welding station, also called a generator, can be fixed relative to the parts to be welded while the base is moving.
En variante, le poste peut être déplacé pendant la soudure relativement aux pièces, notamment de manière ponctuelle au fur et à mesure de la progression de la soudure. Par exemple, le poste de soudure est posé en un premier emplacement, et la base est déplacée sur une certaine distance sans bouger le poste de soudure, le flexible reliant la torche de soudage au poste de soudure se déployant lors de cette opération. Ensuite, le poste de soudure peut être amené à un deuxième emplacement, qui le rapproche de la base, et l’opération de soudure poursuivie.Alternatively, the station can be moved during welding relative to the parts, in particular occasionally as the welding progresses. For example, the welding station is placed in a first location, and the base is moved a certain distance without moving the welding station, the flexible connecting the welding torch to the welding station being deployed during this operation. Then, the welding station can be moved to a second location, which brings it closer to the base, and the welding operation continued.
En autre variante, le poste peut être lui-même équipé de roues et être déplacé en continu pendant la soudure, par exemple tracté par la base.In another variant, the station can itself be equipped with wheels and be moved continuously during welding, for example towed by the base.
Le poste de soudure peut comporter une bobine de matériau de soudage. Le matériau de soudure peut être envoyé du poste de soudure vers la torche de soudage au travers d’un guide, présent au sein du flexible précité, par exemple.The welding station may include a spool of welding material. The welding material can be sent from the welding station to the welding torch through a guide, present within the aforementioned flexible, for example.
Le poste de soudure peut être un poste MIG (en anglais «Metal I nert G az») et/ou MAG (en anglais «Metal Active Gaz»), dont le flux de gaz protecteur est désactivé lors de l’utilisation du flux.The welding station can be a MIG station (in English “ Metal I nert Gas ” ) and/or MAG (in English “ Metal Active Gas ”), the protective gas flow of which is deactivated when the flux is used.
Le poste de soudure peut comporter une pince de masse configurée pour être positionnée sur au moins l’une des pièces à souder.The welding station may include a ground clamp configured to be positioned on at least one of the parts to be welded.
Le poste de soudure peut comporter un panneau de contrôle permettant de contrôler des paramètres de soudure, notamment la tension électrique, l’intensité électrique et/ou la vitesse d’avance du matériau de soudure.The welding station may include a control panel making it possible to control welding parameters, in particular the electrical voltage, the electrical intensity and/or the feed speed of the welding material.
Le flux peut comporter des oxydes de manganèse, de silicates complexes de chaux et/ou d’alumine, notamment sous forme pulvérulente.The flux may include manganese oxides, complex lime silicates and/or alumina, particularly in powder form.
Le flux peut être un flux solide ou fondu.The flow can be a solid or molten flow.
Le flux peut être un flux aggloméré.The flow may be an agglomerated flow.
Le flux peut être basique ou acide.The flux can be basic or acidic.
De préférence, le flux est un flux solide.Preferably, the flow is a solid flow.
Le flux solide peut comporter une poudre de taille calibrée et homogène.The solid flow may include a powder of calibrated and homogeneous size.
Le flux aspiré par la buse d’aspiration peut être renvoyé dans le réservoir de flux, de préférence en étant nettoyé et/ou tamisé.The flux drawn by the suction nozzle can be returned to the flux reservoir, preferably cleaned and/or screened.
La circulation du flux dans l’ensemble de distribution de flux peut être assurée par de l’air comprimé, notamment provenant d’une alimentation en air comprimé à laquelle est raccordé l’ensemble.The circulation of the flow in the flow distribution assembly can be ensured by compressed air, in particular coming from a compressed air supply to which the assembly is connected.
L’ensemble amovible peut être configuré pour distribuer un débit linéaire de flux compris entre 0.1cm3/mm et 20cm3/mm.The removable assembly can be configured to distribute a linear flow rate of between 0.1cm 3 /mm and 20cm 3 /mm.
L’ensemble peut comporter des moyens permettant de prélever le flux dans le réservoir de flux, et d’en assurer la circulation jusqu’à la zone de soudure, ainsi que l’aspiration et le retour vers le réservoir. Ces moyens peuvent comporter un séparateur par exemple cyclonique, pour séparer les particules de flux renvoyées vers le réservoir du gaz vecteur, et un système d’injection d’air dans le réservoir permettant d’entraîner les particules de flux vers la zone de soudure. De l’air vecteur peut être renvoyé dans l’atmosphère après filtration.The assembly may include means for taking the flux from the flux reservoir, and ensuring its circulation to the welding zone, as well as suction and return to the reservoir. These means may include a separator, for example cyclonic, to separate the flux particles returned to the carrier gas reservoir, and an air injection system into the reservoir making it possible to drive the flux particles towards the welding zone. Carrier air can be returned to the atmosphere after filtration.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, en combinaison avec ce qui précède, un procédé de soudage de pièces à l’aide d’un système selon l’invention, tel que défini précédemment, dans lequel on met en mouvement la base relativement aux pièces à souder,
et, lorsque la base est en mouvement :
- l’ensemble de distribution de flux dépose du flux sur les pièces à souder en amont de la torche,
- la torche de soudage produit un arc, ce dernier étant noyé dans le flux ainsi déposé,
- l’ensemble de distribution du flux récupère par aspiration le flux excédentaire en aval de la torche.The invention also has, according to another of its aspects, in combination with the above, a process for welding parts using a system according to the invention, as defined previously, in which we put in movement the base relative to the parts to be welded,
and, when the base is moving:
- the flux distribution assembly deposits flux on the parts to be welded upstream of the torch,
- the welding torch produces an arc, the latter being embedded in the flux thus deposited,
- the flow distribution assembly recovers the excess flow downstream of the torch by suction.
Lorsque la base est en mouvement, la torche de soudage, la buse de distribution et la buse d’aspiration peuvent être alignés dans la direction de déplacement de celui-ci.When the base is moving, the welding torch, the dispensing nozzle and the suction nozzle can be aligned in the direction of movement of it.
Le poste de soudure peut être fixe par rapport aux pièces à souder.The welding station can be fixed in relation to the parts to be welded.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, une gamme d’accessoires pour un système de soudage à l’arc comportant une base configurée pour se déplacer le long de pièces à souder, cette gamme comportant :The invention also relates, according to another of its aspects, independently or in combination with the above, to a range of accessories for an arc welding system comprising a base configured to move along parts to be solder, this range including:
- un ensemble de distribution de flux, configuré pour se fixer de façon amovible sur la base, afin de permettre la réalisation d’une soudure à arc submergé,a flux distribution assembly, configured to attach removably to the base, in order to enable submerged arc welding to be carried out,
- au moins une torche de soudage, notamment standard telle qu’utilisée pour la soudure MAG ou MIG, pouvant être montée de manière amovible sur la base.at least one welding torch, in particular standard as used for MAG or MIG welding, which can be removably mounted on the base.
Cette gamme peut être complétée par la base lui-même, et par la télécommande utilisée pour le piloter.This range can be completed by the base itself, and by the remote control used to control it.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’un exemple de mise en œuvre non limitatif de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequelThe invention can be better understood on reading the detailed description which follows, a non-limiting example of its implementation, and on examining the appended drawing, in which
Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonctions identiques portent le même signe de référence.In the remainder of the description, identical elements or identical functions bear the same reference sign.
Sur les figures, les proportions réelles n’ont pas toujours été respectées, dans un souci de clarté.In the figures, the real proportions have not always been respected, for the sake of clarity.
On a illustré aux figures 1 à 3 un exemple de système 1 de soudage à l’arc selon l’invention pour souder des pièces P métalliques, par exemple des tôles en acier ou un raidisseur sur une tôle en acier.Figures 1 to 3 illustrate an example of an arc welding system 1 according to the invention for welding metal parts P, for example steel sheets or a stiffener on a steel sheet.
Le système comporte un poste de soudure 2 standard, par exemple un générateur MIG dont la fonction d’envoi d’un flux de gaz protecteur a été coupée.The system includes a standard welding station 2, for example a MIG generator whose function of sending a flow of protective gas has been cut off.
Le poste de soudure 2 est relié par un flexible 3 à une torche 4 de soudage, par exemple une torche 4 utilisée pour la soudure MIG.The welding station 2 is connected by a flexible 3 to a welding torch 4, for example a torch 4 used for MIG welding.
Le poste de soudure 2 peut comporter un panneau de contrôle 5 permettant de régler la tension électrique, l’intensité électrique ainsi que la vitesse d’alimentation en matériau de soudure, dans cet exemple un fil-électrode, par exemple de 1,6 mm de diamètre. Le fil-électrode peut être déroulé depuis une bobine présente sur le poste de soudure 2 et guidé jusqu’à la torche 4 par un conduit du flexible 3.The welding station 2 may include a control panel 5 making it possible to adjust the electrical voltage, the electrical intensity as well as the speed of supply of welding material, in this example a wire electrode, for example 1.6 mm. of diameter. The electrode wire can be unwound from a spool present on the welding station 2 and guided to the torch 4 by a conduit from the flexible 3.
La torche 4 peut comporter une gâchette 7 permettant à l’opérateur de déclencher manuellement la formation de l’arc électrique et le dévidement du fil-électrode.The torch 4 may include a trigger 7 allowing the operator to manually trigger the formation of the electric arc and the unwinding of the electrode wire.
Le système 1 comporte un chariot 6 qui est agencé pour se déplacer le long des pièces à souder et qui porte la torche 4.System 1 comprises a carriage 6 which is arranged to move along the parts to be welded and which carries the torch 4.
Ce chariot 6 repose par exemple par des roues motorisées 8, par exemple au nombre de quatre, sur l’une au moins des pièces à souder, mais en variante comporte des chenilles ou d’autres moyens d’entraînement, et peut le cas échéant circuler sur un ou plusieurs rails installés sur les pièces ou dans leur voisinage, voire sur une crémaillère.This carriage 6 rests for example by motorized wheels 8, for example four in number, on at least one of the parts to be welded, but as a variant comprises caterpillars or other drive means, and can if necessary travel on one or more rails installed on the rooms or in their vicinity, or even on a rack.
Le chariot 6 embarque au moins un élément magnétique 10 sous la forme d’un ou plusieurs aimants permanents à terres rares, qui produit par attraction magnétique une force F de maintien du chariot 6 sur la surface sur laquelle il a été posé.The trolley 6 carries at least one magnetic element 10 in the form of one or more permanent rare earth magnets, which produces by magnetic attraction a force F for holding the trolley 6 on the surface on which it has been placed.
L’élément magnétique 10 produit avantageusement une force magnétique F d’intensité supérieure au poids du chariot 6 et de ses équipements. La force F est par exemple d’intensité supérieure ou égale à 10 kg, la masse du chariot et de ses équipements étant avantageusement inférieure ou égale à 30 kg, mieux à 25 kg.The magnetic element 10 advantageously produces a magnetic force F of intensity greater than the weight of the carriage 6 and its equipment. The force F is for example of intensity greater than or equal to 10 kg, the mass of the cart and its equipment being advantageously less than or equal to 30 kg, better still 25 kg.
Le chariot 6 porte un ensemble de distribution de flux solide 15, permettant de submerger sous le flux l’arc électrique généré par la torche 4.The carriage 6 carries a solid flux distribution assembly 15, making it possible to submerge the electric arc generated by the torch 4 under the flux.
Cet ensemble 15 est fixé de manière amovible sur le chariot 6, afin de permettre d’utiliser le chariot sans celui-ci, par exemple pour réaliser des soudures conventionnelles à arc ouvert, de type MAG ou MIG notamment.This assembly 15 is removably fixed on the carriage 6, in order to allow the carriage to be used without it, for example to carry out conventional open arc welds, of the MAG or MIG type in particular.
L’ensemble 15 comporte un réservoir 16 de flux solide, qui peut être surmonté par exemple d’un séparateur et/ou filtre 18.The assembly 15 comprises a reservoir 16 of solid flow, which can be surmounted for example by a separator and/or filter 18.
L’ensemble 15 est relié à une alimentation 20 en air comprimé, par exemple sous forme de flexible.The assembly 15 is connected to a compressed air supply 20, for example in the form of a hose.
Cette alimentation 20 peut être raccordée à un venturi 21, disposé dans le circuit 22 de retour du flux vers le séparateur 18.This power supply 20 can be connected to a venturi 21, placed in the circuit 22 for returning the flow to the separator 18.
Le venturi 21 permet de créer une dépression dans le circuit de retour 22 et une aspiration des particules de flux depuis l’entrée 23 d’une buse d’aspiration.The venturi 21 makes it possible to create a depression in the return circuit 22 and a suction of the flow particles from the inlet 23 of a suction nozzle.
Le séparateur 18 permet de séparer les particules solides de flux du gaz vecteur, lequel peut être libéré dans l’atmosphère comme illustré par les flèches, après traversée d’un filtre.The separator 18 makes it possible to separate the solid particles from the flow of the carrier gas, which can be released into the atmosphere as illustrated by the arrows, after passing through a filter.
Les particules de flux solide peuvent, après séparation du gaz vecteur, tomber dans le réservoir 16.The solid flow particles can, after separation from the carrier gas, fall into tank 16.
Ce dernier peut présenter une forme tronconique en partie inférieure, afin de canaliser les particules de flux vers un port de sortie raccordé par un conduit 29 à une buse de distribution 24.The latter can have a frustoconical shape in the lower part, in order to channel the flow particles towards an outlet port connected by a conduit 29 to a distribution nozzle 24.
Le réservoir 16 peut comporter un tube 26 qui plonge dans celui-ci et permet d’amener l’air comprimé à proximité du port de sortie, afin de provoquer l’écoulement des particules de flux et leur entraînement dans le conduit 29 jusqu’à la buse de distribution 24.The reservoir 16 may include a tube 26 which plunges into it and makes it possible to bring the compressed air close to the outlet port, in order to cause the flow particles to flow and their entrainment in the conduit 29 until the dispensing nozzle 24.
Le système 1 peut comporter une potence 30, qui soutient le réservoir 16 et permet sa fixation sur le chariot 6.System 1 may include a bracket 30, which supports the tank 16 and allows its attachment to the carriage 6.
Cette potence 30 se fixe par exemple par une ou plusieurs vis sur un support correspondant prévu sur le chariot 6.This bracket 30 is fixed for example by one or more screws on a corresponding support provided on the carriage 6.
La torche 4 peut être portée par un bras 31 qui permet par exemple de la positionner précisément et avec l’orientation souhaitée par rapport au chariot 6.The torch 4 can be carried by an arm 31 which allows for example to position it precisely and with the desired orientation relative to the carriage 6.
De même, les buses de distribution de flux 24 et d’aspiration 23 peuvent être montées avec une possibilité de réglage en position, le cas échéant.Likewise, the flow distribution nozzles 24 and suction nozzles 23 can be mounted with the possibility of position adjustment, if necessary.
Durant l’utilisation du système 1, une circulation de flux solide peut être établie entre les buses 23 et 24, pour maintenir un nuage de flux solide 35 au niveau de l’arc généré par la torche 4, et ainsi réaliser une soudure à arc submergé.During the use of system 1, a circulation of solid flux can be established between the nozzles 23 and 24, to maintain a cloud of solid flux 35 at the level of the arc generated by the torch 4, and thus produce an arc weld overwhelmed.
Pour utiliser le système 1, si l’utilisateur dispose déjà du chariot 6 utilisé sans l’ensemble 15 pour réaliser des soudures de type MAG ou MIG, il lui suffit de monter l’ensemble 15 sur le chariot 6 et de le raccorder à l’alimentation 20 en air comprimé.To use system 1, if the user already has the carriage 6 used without the assembly 15 to carry out MAG or MIG type welds, he simply needs to mount the assembly 15 on the carriage 6 and connect it to the compressed air supply 20.
Le système 1 est avantageusement piloté par une télécommande 40, comme illustré à la
On a représenté sur la
On voit que la buse 24 de distribution de flux solide peut être disposée en amont par rapport à la torche 4, relativement au sens d’avancement du chariot, tandis que la buse d’aspiration 23 est disposée en aval.We see that the solid flow distribution nozzle 24 can be arranged upstream relative to the torch 4, relative to the direction of travel of the carriage, while the suction nozzle 23 is arranged downstream.
On voit aussi que la buse de distribution 24 peut être plus proche de la torche 4 que la buse d’aspiration 23.We also see that the distribution nozzle 24 can be closer to the torch 4 than the suction nozzle 23.
Le chariot 6 peut comporter une unité de contrôle amovible 60, qui contient au moins une partie de l’électronique nécessaire au pilotage des moteurs des roues, et plus généralement, au fonctionnement du système.The carriage 6 may include a removable control unit 60, which contains at least part of the electronics necessary for controlling the wheel motors, and more generally, for the operation of the system.
Cette unité de contrôle 60 peut être reçue dans une base correspondante du chariot, pourvue de connecteurs électriques permettant l’alimentation et l’échange des signaux.This control unit 60 can be received in a corresponding base of the cart, provided with electrical connectors allowing the power supply and the exchange of signals.
Le chariot 6 peut également comporter une batterie, qui peut être montée de façon amovible également sur celui-ci.The carriage 6 may also include a battery, which may also be removably mounted thereon.
Sur la
Le déplacement du chariot 6 peut s’effectuer, le cas échéant, en fonction d’une information délivrée par un capteur comme par exemple un profilomètre disposé pour faire une acquisition du profil des pièces à souder, une caméra, un pointeur laser 38 ou tout autre moyen permettant de détecter et localiser la corniche 70, afin par exemple de suivre précisément la corniche 70 où la soudure 71 doit être réalisée. Ce déplacement peut s’effectuer automatiquement, ou semi-automatiquement, l’opérateur gardant par exemple la possibilité de modifier la trajectoire à tout moment.The movement of the carriage 6 can be carried out, where appropriate, as a function of information delivered by a sensor such as for example a profilometer arranged to acquire the profile of the parts to be welded, a camera, a laser pointer 38 or any another means making it possible to detect and locate the cornice 70, for example in order to precisely follow the cornice 70 where the weld 71 must be made. This movement can be carried out automatically, or semi-automatically, the operator for example retaining the possibility of modifying the trajectory at any time.
On a illustré sur les figures 4 et 5 une variante de système pour souder des pièces P disposées à la verticale avec une corniche 70 à l’horizontale, appelée « position corniche » ou position « 2G » ou encore « PC ». Sur les figures 4 et 5, une partie du système 1 n’a pas été représentée, dans un soucis de clarté.We have illustrated in Figures 4 and 5 a variant of the system for welding parts P arranged vertically with a cornice 70 horizontally, called "cornice position" or position "2G" or even "PC". In Figures 4 and 5, part of system 1 has not been shown, for the sake of clarity.
Dans ce cas, le chariot peut évoluer à l’horizontal, par exemple sur une plateforme adjacente. Ainsi, la torche 4, la buse d’aspiration 23 et la buse de distribution 24 sont, comme dans l’exemple précédent, dans la partie inférieure du système 1, le réservoir 16 de flux étant positionné dans la partie supérieure du système 1.In this case, the trolley can move horizontally, for example on an adjacent platform. Thus, the torch 4, the suction nozzle 23 and the distribution nozzle 24 are, as in the previous example, in the lower part of the system 1, the flow reservoir 16 being positioned in the upper part of the system 1.
Le système 1 peut comporter, à proximité des buses de distribution 24 et d’aspiration 23 de flux, un accessoire 100 permettant de retenir le flux 35 dans la zone de soudure.System 1 may include, near the flux distribution 24 and suction 23 nozzles, an accessory 100 making it possible to retain the flux 35 in the welding zone.
Comme illustré sur la
L’accessoire 100 est fixé sur le bras 31.The accessory 100 is fixed on the arm 31.
Comme illustré sur les figures 4(b) et 5, l’accessoire 100 peut comporter un tapis roulant 101 se déplaçant avec la même vitesse linéaire que le chariot.As illustrated in Figures 4(b) and 5, the accessory 100 may include a treadmill 101 moving with the same linear speed as the carriage.
La face 102 du tapis roulant 101 destinée à retenir le flux 35 se déplace dans une direction T opposée à la direction D de soudure, à une vitesse absolue identique à la vitesse absolue de soudure de manière à ce que la face 102 soit fixe relativement aux pièces P à souder et donc de la corniche 70.The face 102 of the conveyor belt 101 intended to retain the flux 35 moves in a direction T opposite to the welding direction D, at an absolute speed identical to the absolute welding speed so that the face 102 is fixed relative to the parts P to weld and therefore the cornice 70.
Dans cet exemple, le tapis 101 tourne autour de deux axes 105, pouvant notamment être motorisé(s).In this example, the belt 101 rotates around two axes 105, which can in particular be motorized.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described.
Par exemple, on peut monter sur le chariot deux torches 4, qui fonctionnent de manière simultanée par exemple, toutes deux à arc submergé, l’ensemble étant dans ce cas adapté à distribuer le flux solide à chacune des torches de façon individuelles ou non. Ces deux torches peuvent être installées côte à côte ou l’une derrière l’autre, voire de façon décalée, en fonction de la configuration du joint à souder.For example, two torches 4 can be mounted on the carriage, which operate simultaneously for example, both with submerged arc, the assembly being in this case adapted to distribute the solid flux to each of the torches individually or not. These two torches can be installed side by side or one behind the other, or even offset, depending on the configuration of the joint to be welded.
Par exemple, le système peut comporter un moyen de guidage comportant au moins un rail de guidage, par exemple un rail parallèle à la corniche.For example, the system may include guide means comprising at least one guide rail, for example a rail parallel to the cornice.
Claims (15)
- Une base mobile (6), comportant au moins un élément magnétique (10) apte à produire par attraction magnétique une force de maintien de la base sur la surface sur laquelle elle se déplace,
- au moins une torche de soudage à l’arc (4), de préférence standard telle qu’utilisée pour le soudage MAG ou MIG, montée sur la base (6) et reliée à un poste de soudure (2),
- un ensemble (15) de distribution de flux, monté de façon amovible sur la base pour submerger l’arc avec le flux, cet ensemble comportant :
o un réservoir (16) de flux,
o au moins une buse (24) de distribution de flux, et
o au moins une buse (23) d’aspiration de flux.
- A mobile base (6), comprising at least one magnetic element (10) capable of producing by magnetic attraction a force holding the base on the surface on which it moves,
- at least one arc welding torch (4), preferably standard as used for MAG or MIG welding, mounted on the base (6) and connected to a welding station (2),
- a flow distribution assembly (15), removably mounted on the base to submerge the arc with the flow, this assembly comprising:
o a flow reservoir (16),
o at least one flow distribution nozzle (24), and
o at least one flow suction nozzle (23).
et, lorsque la base est en mouvement :
- l’ensemble (15) de distribution de flux distribue du flux sur les pièces à souder,
- la torche de soudage produit un arc, ce dernier étant noyé dans le flux ainsi distribué,
- l’ensemble (15) de distribution du flux récupère par aspiration le flux.Process for welding parts using a system (1) as defined in any one of the preceding claims, in which the base (6) is set in motion relative to the parts to be welded,
and, when the base is moving:
- the flux distribution assembly (15) distributes flux to the parts to be welded,
- the welding torch produces an arc, the latter being embedded in the flux thus distributed,
- the flow distribution assembly (15) recovers the flow by suction.
- Un ensemble (15) de distribution de flux, configuré pour se fixer de façon amovible sur la base (6), afin de permettre la réalisation d’une soudure à arc submergé,
- au moins une torche de soudage (4) pouvant être montée de manière amovible sur la base (6).
- A flux distribution assembly (15), configured to attach removably to the base (6), in order to enable submerged arc welding to be carried out,
- at least one welding torch (4) removably mountable on the base (6).
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| FR2204521A FR3135408A1 (en) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | Arc welding system |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR2204521A FR3135408A1 (en) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | Arc welding system |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| FR2204521A Pending FR3135408A1 (en) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | Arc welding system |
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2023
- 2023-05-11 WO PCT/EP2023/062635 patent/WO2023217978A1/en unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2023217978A1 (en) | 2023-11-16 |
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