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FR2704167A1 - Method and apparatus for isolating a welding head from the atmosphere - Google Patents

Method and apparatus for isolating a welding head from the atmosphere Download PDF

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FR2704167A1 FR9304640A FR9304640A FR2704167A1 FR 2704167 A1 FR2704167 A1 FR 2704167A1 FR 9304640 A FR9304640 A FR 9304640A FR 9304640 A FR9304640 A FR 9304640A FR 2704167 A1 FR2704167 A1 FR 2704167A1
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Abstract

Ce mandrin ou outil de honage est conçu pour pouvoir être réglé pendant une opération de honage, il comprend: une partie (13) pouvant être fixée à une machine de honage par son extrémité (17); une cage (18) comportant des fentes et dans laquelle est introduit un manchon (24) portant des saillies de honage comportant des surfaces abrasives (30) qui peuvent venir porter contre la surface intérieure d'une pièce à honer sous l'action d'un élément d'expansion allongé (14). Le déplacement axial de cet élément d'expansion change le diamètre du manchon uniformément sur toute sa longueur pendant une opération de honage.This mandrel or honing tool is designed to be adjustable during a honing operation, it comprises: a part (13) attachable to a honing machine by its end (17); a cage (18) comprising slots and into which is introduced a sleeve (24) carrying honing projections comprising abrasive surfaces (30) which can come to bear against the interior surface of a part to be honed under the action of an elongated expansion element (14). Axial displacement of this expansion member changes the diameter of the sleeve uniformly along its entire length during a honing operation.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour isoler de l'atmosphère une tête de soudage. The present invention relates to a method and a device for isolating a welding head from the atmosphere.

On sait que, dans les procédés de soudage par échauffement de métal, il est nécessaire de protéger de l'atmosphère ambiante les parties du métal qui sont portées à haute température, de manière à éviter leur oxydation. It is known that in metal-heat-welding processes it is necessary to protect the parts of the metal which are carried at high temperature from the ambient atmosphere so as to avoid their oxidation.

Il est connu pour cela d'envoyer autour de la tête de soudage un gaz inerte tel que de l'argon ou un mélange de gaz, par exemple d'argon, d'hélium et/ou d'hydrogène. It is known for this to send around the welding head an inert gas such as argon or a mixture of gases, for example argon, helium and / or hydrogen.

On crée de cette manière un courant gazeux qui s'écoule autour du point de soudage et qui lui évite d'être au contact avec l'atmosphère. This creates a gaseous stream that flows around the welding point and avoids contact with the atmosphere.

Cette manière de faire présente l'inconvénient que les courants de gaz inerte qui sont ainsi créés ne sont pas parfaitement stables, de telle sorte que par moment, ils sont perturbés par les mouvements de l'atmosphère qui viennent ainsi au contact du point de soudage et perturbent la qualité de la soudure. This has the disadvantage that the inert gas streams which are thus created are not perfectly stable, so that at times they are disturbed by the movements of the atmosphere which thus come into contact with the welding point. and disrupt the quality of the weld.

De surcroît, le débit de gaz non négligeable qui est ainsi envoyé sur le point de soudage donne lieu à des conditions de refroidissement instables. In addition, the non-negligible gas flow that is thus sent to the welding point gives rise to unstable cooling conditions.

La présente invention est plus particulièrement adaptée au soudage de tronçons de tube les uns aux autres, et de préférence au soudage de tels tronçons de tube par rayon laser. The present invention is more particularly suitable for welding tube sections to each other, and preferably to welding such sections of tube by laser beam.

La présente invention a pour objet un procédé pour réaliser le soudage de pièces métalliques entre elles en assurant des conditions de soudage stables et répétitives selon lequel on envoie un courant de gaz inerte dana la tête de soudage, caractérisé par le fait que l'on envoie également un courant de gaz inerte entre les pièces à souder au voisinage du point de soudage à partir du côté de ces pièces qui est opposé à la tête de soudage, de manière à obtenir au voisinage du point de soudage une vitesse du gaz inerte sensiblement nulle. The present invention relates to a method for carrying out the welding of metal parts together by ensuring stable and repetitive welding conditions according to which a current of inert gas is sent to the welding head, characterized by the fact that one sends also a stream of inert gas between the parts to be welded near the welding point from the side of these parts which is opposite to the welding head, so as to obtain in the vicinity of the welding point a speed of the inert gas substantially zero .

Dans un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention qui s'applique au soudage de deux tronçons de tube, on envoie d'une part du gaz inerte dans la tête de soudage et d'autre part du gaz inerte à l'intérieur des tronçons de tube au niveau de leur jonction de manière à ce que ce gaz s'écoule vers l'extérieur tout le long de la ligne de soudure entre les deux tubes avant que le soudage ne soit réalisé. In one embodiment of the method according to the invention which applies to the welding of two tube sections, one sends on the one hand inert gas in the welding head and on the other hand inert gas to the inside the tube sections at their junction so that the gas flows outwardly along the weld line between the two tubes before the welding is performed.

Ce mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est particulièrement avantageux dans le cas où l'on réalise le soudage des tubes à l'aide de rayons laser, car, dans ce cas, la vitesse de soudage est suffisamment grande pour qu'en début d'opération on puisse envoyer le gaz inerte sur toute la périphérie interne des deux tronçons de tube à souder, sans qu'il en résulte une trop grande consommatior. de gaz inerte. This embodiment of the process according to the invention is particularly advantageous in the case where the tubes are welded using laser beams, because, in this case, the welding speed is sufficiently high that At the beginning of the operation, the inert gas can be sent over the entire inner periphery of the two sections of tube to be welded without resulting in excessive consumption. of inert gas.

Conformément à l'invention, il est avantageux que les débits de gaz inerte qui sont amenés sur chacune des deux faces des pièces à souder soient tels, qu'au voisinage du point de soudage, les pressions de ces deux courants gazeux soient sensiblement égales, ce qui a pour conséquence que le gaz inerte a un débit et une vitesse sensiblement nuls dans l'entourage immédiat du point de soudage. According to the invention, it is advantageous that the flow rates of inert gas which are fed on each of the two faces of the parts to be welded are such that, in the vicinity of the welding point, the pressures of these two gas streams are substantially equal, this has the consequence that the inert gas has a substantially zero flow rate and speed in the immediate vicinity of the welding point.

Cette caractéristique de l'invention présente l'avantage de conférer une plus grande stabilité de l'enveloppe de gaz inerte qui entoure le point de soudage d'où une amélioration significative de la constance de la qualité de soudure. De surcroît, le point de soudage ne se trouve pas refroidi par une circulation constante de gaz inerte. This feature of the invention has the advantage of conferring a greater stability of the inert gas envelope surrounding the welding point resulting in a significant improvement in the consistency of the weld quality. In addition, the welding point is not cooled by a constant flow of inert gas.

Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, on envoie également un gaz spécifique destiné à contrôler le bain de soudure proprement dit au voisinage du point de soudage, de préférence du côté de la tête de soudage. According to a preferred embodiment of the process of the invention, a specific gas is also sent for controlling the solder bath proper in the vicinity of the welding point, preferably on the welding head side.

Bien entendu, selon l'invention, on règle les débits de gaz de part et d'autre du point de soudage de sorte que leurs pressions soient sensiblement égales. Of course, according to the invention, the flow rates of gas are adjusted on either side of the welding point so that their pressures are substantially equal.

Ainsi, grâce à l'isolement créé par le gaz inerte autour du point de soudage et grâce à la présence du gaz de contrôle du bain de soudure, on obtient une bonne maîtrise et une parfaite répétitivité des conditions de soudage. Thus, thanks to the insulation created by the inert gas around the welding point and thanks to the presence of the control gas of the weld pool, good control and perfect repeatability of the welding conditions are obtained.

La présente invention a également pour objet un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus décrit, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comporte autour de la tête de soudage, une première enceinte qui s'étend jusqu'au voisinage des pièces à souder et à l'intérieur de laquelle on envoie un premier courant de gaz inerte, ainsi qu'une seconde enceinte située sur la face opposée des pièces à souder et au droit du point de soudage, enceinte dans laquelle on envoie également un courant de gaz inerte. The present invention also relates to a device for implementing the method described above, this device being characterized in that it comprises around the welding head, a first enclosure which extends to the vicinity of parts to be welded and inside which a first stream of inert gas is sent, as well as a second enclosure located on the opposite side of the parts to be welded and to the right of the welding point, enclosure in which a current is also sent of inert gas.

A titre d'exemple, le gaz inerte peut être envoyé de part et d'autre des pièces à souder avec une pression d'environ 5 à 30 grammes par 2 cm
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite première enceinte située autour de la tête de soudage comporte une canalisation permettant l'acheminement dans cette enceinte d'un gaz inerte ou d'un mélange de gaz inertes, assurant la protection générale de la soudure, et une autre canalisation permettant l'acheminement d'un gaz spécifique de contrôle du bain de soudure proprement dit, par exemple pour contrôler la nitruration, la formation du dard ou du plasma, ou encore le refroidissement de la soudure.
For example, the inert gas can be sent on either side of the parts to be welded with a pressure of about 5 to 30 grams per 2 cm
In a preferred embodiment of the invention, said first chamber located around the welding head comprises a pipe for the conveyance in this chamber of an inert gas or a mixture of inert gases, providing the general protection of the welding, and another pipe for the delivery of a specific control gas of the weld pool itself, for example to control the nitriding, the formation of the sting or plasma, or the cooling of the weld.

Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif un mode de réalisation pris comme exemple représenté sur le dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation de l'invention, et
- la figure 2 est une vue de la figure 1 en coupe selon II-II.
In order to better understand the invention will now be described by way of illustration and without any limiting character an embodiment taken as an example shown in the accompanying drawing in which
FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of one embodiment of the invention, and
- Figure 2 is a view of Figure 1 in section along II-II.

Le mode de réalisation représenté sur le dessin concerne le soudage des extrémités 1 de deux tronçons de tube 2 et 3 à l'aide d'un rayon laser qui est amené par un chemin optique 4 et qui, après s'hêtre réfléchi sur un miroir 5, est concentré par un dispositif approprié 6 sur le point de soudage 7. The embodiment shown in the drawing relates to the welding of the ends 1 of two tube sections 2 and 3 with the aid of a laser beam which is brought by an optical path 4 and which, after being reflected on a mirror 5, is concentrated by a suitable device 6 on the welding point 7.

Conformément à l'invention, une première enceinte 8 entoure le dispositif 6 de concentration du rayon laser à l'intérieur duquel un gaz sous pression est introduit par une canalisation 9a pour contrôler le bain de soudure. According to the invention, a first enclosure 8 surrounds the device 6 for concentrating the laser beam inside which a gas under pressure is introduced through a pipe 9a to control the weld pool.

De plus, conformément à l'invention, une seconde canalisation 9b débouche à l'intérieur de l'enceinte 8 pour y acheminer un gaz inerte qui assure la protection générale de la soudure contre la pénétration de gaz provenant de l'atmosphère ambiante. In addition, according to the invention, a second pipe 9b opens into the chamber 8 to convey an inert gas which provides the general protection of the weld against the penetration of gas from the ambient atmosphere.

Les gaz présent dans l'enceinte 8 s'échappent dans l'atmosphère en passant par le léger espace existant entre la paroi inférieure de la première enceinte 8 et les tronçons de tube en cours de soudage. The gases present in the chamber 8 escape into the atmosphere through the slight space between the lower wall of the first chamber 8 and the pipe sections being welded.

Conformément à l'invention, l'on place une seconde enceinte 10, schématiquement représentée, à l'intérieur des tronçons de tube 2 et 3 de part et d'autre de la ligne 1 de raccordement des tubes. In accordance with the invention, a second chamber 10, diagrammatically represented, is placed inside the tube sections 2 and 3 on either side of the line 1 connecting the tubes.

Une canalisation il permet d'envoyer dans cette seconde enceinte 10 un courant de gaz inerte qui s'échappe par les interstices existants entre la paroi interne des tronçons de tube 2,3 et les bords de l'enceinte 10 qui, dans le cas présent a une forme annulaire, mais qui pourrait simplement concerner la zone qui entoure le point de soudage 7, à condition bien entendu de déplacer la seconde enceinte 10 en même temps que l'on déplace la tête de soudage au fur et à mesure de la réalisation de la soudure.  A pipe can send in this second enclosure 10 a stream of inert gas that escapes through the interstices existing between the inner wall of the pipe sections 2, 3 and the edges of the enclosure 10 which, in this case has an annular shape, but which could simply concern the area surrounding the welding point 7, provided of course to move the second chamber 10 at the same time as the welding head is moved as and when the realization welding.

Conformément à l'invention, l'on envoie le ou les gaz dans les canalisations 9a et 9b et il avec une pression telle que, compte tenu des pertes de charge, les courants de gaz provenant, d'une part de la première enceinte 8, et d'autre part de la seconde enceinte 10, aient une pression égale au voisinage du point de soudage 7, ce qui a pour conséquence qu au voisinage de ce point de soudage, les gaz ont une vitesse nulle ou sensiblement nulle. According to the invention, the gas or gases are sent into the pipes 9a and 9b and at a pressure such that, taking account of the pressure drops, the gas streams coming from, on the one hand, the first enclosure 8 and secondly of the second chamber 10, have a pressure equal to the vicinity of the welding point 7, which has the consequence that in the vicinity of this welding point, the gases have a zero or substantially zero velocity.

A titre d'exemple, les gaz peuvent être envoyés dans chacune des enceintes 8 et 10 avec une pression de l'ordre de 5 à 30 grammes par
2 cm , cette pression étant bien entendu une surpression par rapport à la pression atmosphérique.
By way of example, the gases can be sent to each of the chambers 8 and 10 with a pressure of the order of 5 to 30 grams per
2 cm, this pressure being of course an overpressure with respect to the atmospheric pressure.

On comprend dans ces conditions que l'on obtient autour du point de soudage une gaine de gaz dont la composition est bien contrôlée et parfaitement stable, et qui, ces gaz ayant une vitesse nulle, ne refroidit pas le point de soudage. It is understood in these conditions that is obtained around the welding point a gas sheath whose composition is well controlled and perfectly stable, and which, these gases having a zero speed, does not cool the welding point.

I1 est bien entendu que le mode de réalisation qui a été décrit ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. It is understood that the embodiment which has been described above is not limiting and it can receive any desirable modifications without departing from the scope of the invention.

En particulier, il est clair que l'invention n'est pas limitée au dispositif permettant le soudage des extrémités de tube à l'aide de rayon laser.  In particular, it is clear that the invention is not limited to the device for welding the ends of the tube using a laser beam.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser le soudage de pièces métalliques entre elles en assurant des conditions de soudage stables et répétitives, selon lequel on envoie un courant de gaz inerte dans la tête de soudage, caractérisé par le fait que l'on envoie également un courant de gaz inerte entre les pièces à souder (2,3) au voisinage du point de soudage (7) à partir du côté de ces pièces qui est opposé à la tête de soudage (6) de manière à obtenir au voisinage du point de soudage (7) une vitesse de gaz inerte sensiblement nulle. 1. A method for carrying out the welding of metal parts together by ensuring stable and repetitive welding conditions, according to which a stream of inert gas is sent into the welding head, characterized in that a current of inert gas between the parts to be welded (2,3) in the vicinity of the welding point (7) from the side of these parts which is opposite to the welding head (6) so as to obtain in the vicinity of the welding point ( 7) an inert gas velocity substantially zero. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réalise le soudage de deux tronçons de tube (2,3) en envoyant, d'une part du gaz inerte dans la tête de soudage (6), et d'autre part du gaz inerte à l'intérieur des tronçons de tube (2,3) au niveau de leur jonction (1) de manière à ce que ce gaz s'écoule vers l'extérieur le long de la ligne de soudure (1) entre les deux tubes (2,3) avant que le soudage ne soit réalisé. 2. Method according to claim 1, characterized in that the welding of two tube sections (2,3) is carried out by sending, on the one hand, inert gas into the welding head (6), and on the other hand inert gas within the tube sections (2, 3) at their junction (1) so that this gas flows outwardly along the weld line (1). ) between the two tubes (2,3) before welding is performed. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le soudage s'effectue à l'aide d'un rayon laser. 3. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the welding is carried out using a laser beam. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les débits de gaz inerte qui sont amenés sur chacune des deux faces des pièces à souder sont tels qu'au voisinage du point de soudage (7) les pressions de ces deux courants gazeux soient sensiblement égales de manière à ce que le gaz inerte ait une vitesse sensiblement nulle dans l'entourage immédiat du point de soudage. 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the flow rates of inert gas which are fed on each of the two faces of the parts to be welded are such that in the vicinity of the welding point (7) the pressures of these two gas streams are substantially equal so that the inert gas has a substantially zero velocity in the immediate vicinity of the welding point. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on envoie également un gaz spécifique destiné à contrôler le bain de soudure proprement dit au voisinage du point de soudage (7) tout en respectant l'équilibre de pression des gaz dans l'entourage immédiat du point de soudage (7). 5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it also sends a specific gas for controlling the weld pool itself in the vicinity of the welding point (7) while respecting the gas pressure balance in the immediate vicinity of the welding point (7). 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte, autour du dispositif de soudage, une première enceinte (8) qui s'étend jusqu'au voisinage des pièces à souder (2,3), et à l'intérieur de laquelle on envoie un premier courant de gaz inerte, ainsi qu'une seconde enceinte (10) située sur la face opposée des pièces à souder (2,3) au droit du point de soudage (7), enceinte dans laquelle on envoie également un courant de gaz inerte.  6. Device for carrying out the method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises, around the welding device, a first chamber (8) extending to the vicinity parts to be welded (2,3), and inside which a first inert gas stream is sent, and a second chamber (10) located on the opposite side of the parts to be welded (2,3) to right of the welding point (7), enclosure in which a current of inert gas is also sent. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la première enceinte (8) comporte une canalisation (9b) permettant l'acheminement dans cette enceinte (8) d'un gaz inerte ou d'un mélange de gaz inertes, assurant la protection générale de la soudure, et une autre canalisation (9a) permettant l'acheminement d'un gaz spécifique de contrôle du bain de soudure proprement dit.  7. Device according to claim 6, characterized in that the first chamber (8) comprises a pipe (9b) for conveying into this chamber (8) of an inert gas or a mixture of inert gases, ensuring the general protection of the weld, and another pipe (9a) for the delivery of a specific control gas of the weld pool itself.
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