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WO2006111660A2 - Procede de soudage de canalisations metalliques du type pipeline avec variation d ' une variable electrique relative a l ' arc au cours du mouvement oscillant transverse de la torche dans le joint etroit ; dispositif de mise en oeuvre d ' un tel procede - Google Patents

Procede de soudage de canalisations metalliques du type pipeline avec variation d ' une variable electrique relative a l ' arc au cours du mouvement oscillant transverse de la torche dans le joint etroit ; dispositif de mise en oeuvre d ' un tel procede Download PDF

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Publication number
WO2006111660A2
WO2006111660A2 PCT/FR2006/000885 FR2006000885W WO2006111660A2 WO 2006111660 A2 WO2006111660 A2 WO 2006111660A2 FR 2006000885 W FR2006000885 W FR 2006000885W WO 2006111660 A2 WO2006111660 A2 WO 2006111660A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
torch
welding
electric arc
chamfer
electric
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/000885
Other languages
English (en)
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WO2006111660A3 (fr
Inventor
Gilles Richard
Eric L'arvor
Original Assignee
Serimax
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Serimax filed Critical Serimax
Publication of WO2006111660A2 publication Critical patent/WO2006111660A2/fr
Publication of WO2006111660A3 publication Critical patent/WO2006111660A3/fr

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    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/10—Pipe-lines

Definitions

  • the present invention relates to a method of automatic welding of metal pipelines of the pipeline type, allowing in particular the transport of gas, oil or water, and its implementation device.
  • Pipeline-type metal piping is obtained by butt-laying conduits that are then welded.
  • the MIG / MAG-type automatic gas welding process makes it possible to weld two metal ducts externally to form the pipeline-type pipe by depositing the material constituting the fusible wire under the electrode. the effect of the electric arc under a protective atmosphere by the diffusion of an inert or active protective gas.
  • a device for carrying out this automatic welding process comprises, in the usual way, a carriage carrying at least one welding torch which guides the fusible electrode wire over the plane of joint defined between the conduits and which brings the current to its end for generate an electric arc and the shielding gas, the welding torch being driven in a movement oscillating transversely to the joint plane between the ducts.
  • the conduits have machined ends so that once in place, the aligned ends without a day form a narrow chamfer.
  • one or more wires of circular section are used as fuse electrode constituting the filler metal, and the oscillation of the welding torch , transversely to the joint plane, ensures an appropriate lateral fusion of the edges of the narrow chamfer.
  • This oscillation can be of the pendular, linear or other type.
  • the electrical parameters such as the voltage, the intensity which is a function of the terminal length of the wire output and the feed rate of the wire electrode, related to the welding arc are generally constant for a given angular position around the conduits to assemble as long as these parameters do not vary intentionally as a function of oscillation motion.
  • Such a welding method is in particular known from US 6,737,601.
  • This constancy of the parameters causes at least two major disadvantages during the oscillation movement of the welding torch.
  • the electric arc must be strong enough to merge the edges of the chamfer but must be of lower power at the joint plane to avoid piercing it.
  • the tolerance range is very narrow, especially when welding the lower part of the ducts, said duct being fixed to horizontal axis (ceiling position) and the risk of formation of imperfections is high.
  • JP 09001327 A substantially similar welding process is also described in JP 09001327 in which the torch holding times are longer on the sides than in the middle of the chamfer with larger current pulses on the chamfer edges than in the middle. .
  • Such a method can only be applied to a linear oscillation.
  • No. 5,149,939 discloses an automatic welding process for non-consumable electrode type arc welding in which the wire feed is carried out on the edges of the chamfer at a high level of welding voltage and current. welding intensity and at a high speed and through of the seal, at a lower welding voltage and intensity and a low speed. It is therefore proposed in this document to vary the electrical variables that are the voltage and the welding intensity between a value at the side edges of the chamfer and a value at the joint plane. This control is carried out in such a way as to keep the welding energy constant to allow the melt to spread over the entire width of the gold chamfer, it is clear from this same document that it is difficult to control the cooling, which leads to Burr phenomena.
  • the present invention is directed to a method of automatic or semi-automatic welding in narrow chamfer such as MIG / MAG type which does not have these disadvantages and with which one improves the lateral fusion while controlling the fluidity of the melt around welding.
  • the subject of the invention is an automatic welding process such as the MIG / MAG type, intended in particular for welding conduits to form a pipeline-type pipe, using at least one welding torch animated with a movement oscillating transversely to the plane of joint between the ducts which have machined ends so that once in place, the ends aligned with or without a day form a narrow chamfer, characterized in that the set value d at least one electrical variable relative to the electric arc varies during the oscillating movement of the welding torch transversely to the joint plane, the set values of the electrical variables changing between a set value corresponding to the position of the torch of welding when in the joint plane and two values of setpoint each corresponding to an extreme lateral position of the torch when it is at an edge of the chamfer.
  • the set value d at least one electrical variable relative to the electric arc varies during the oscillating movement of the welding torch transversely to the joint plane
  • the set values of the electrical variables changing between a set value corresponding to the position of the torch of welding
  • the method according to the invention makes it possible to vary in narrow chamfer the set value of at least one electrical variable of the electric arc, said setpoint being chosen appropriately according to the position of the electric arc. the welding torch to allow both improved lateral melting and satisfactory melting in the narrow chamfer, while allowing better control of the melt.
  • the variation of the set value of at least one electrical variable between the two setpoints corresponding to the positions of the torch at the edges of the chamfer is predetermined depending on the size of the chamfer, the amplitude of the oscillation, the oscillation speed and the angular position of the welding torch around the pipes to be welded.
  • the electrical variable of the electric arc is measured in real time and is regulated in real time with respect to the predetermined setpoint values. In this way, it is possible to respect the defined setpoints.
  • the electrical variable is the voltage U of the welding electric arc and the set values of the voltage Ul of the electric arc at the extreme lateral positions of the torch at each edge of the chamfer are greater than the set value of the voltage Uc at the position of the torch in the joint plane.
  • the two set values of the voltage of the electric arc in position at the edges of the chamfer may be different or identical.
  • the set values of the electrical variable such as the electrical voltage are determined beforehand, said setpoint values being chosen taking into account the chamfer dimension, the amplitude of the oscillation chosen and the position of the device. welding around the pipes to be welded.
  • the variation of the set value of the electric variable such as the voltage can be carried out in stages. It is also possible to linearize the set values of the electrical variable such as the voltage as a function of the distance between the position of the torch and the joint plane or between the position of the torch and one of the lateral planes.
  • the method according to the invention can be used with an oscillatory movement of the pendulum torch, linear or otherwise.
  • the electrical voltage of the electric arc is associated with another electrical variable such as the wire feed speed constituting the fuse electrode in relation to the intensity of the arc. electric. It is thus possible to better control the fluidity of the melt. Therefore, the speed of the wire can be increased when the torch is in the lateral position because the rapid cooling due to the proximity of the walls of the chamfer allows this increase without risk of flowing the melt while increasing the intensity of the welding arc and thus the power of the arc, thus also improving lateral fusion.
  • another electrical variable such as the wire feed speed constituting the fuse electrode in relation to the intensity of the arc. electric.
  • the arc speed used may advantageously be any such as of the short-circuit, globular, axial-spraying, pulsed and other types, since the predetermined and regulated voltage values may be values medium or effective, as well as peak voltage or low voltage values in the pulsed regime.
  • the method according to the invention is particularly suitable when the welding head is of the multi-torch type, the distance between two torches being variable depending on the application in question. Indeed, when the welding head has several welding torches, the "follower" torches weld after the first torch on a cord preheated by the first torch and the inter pass temperature is then very high of up to several hundred degrees, which makes the multi-torch process more sensitive to problems related to too much central interpenetration power for the following torches and to excessive fluidity of the fusion baths. Thus, the method according to the invention makes it possible to control much better the fluidity of the melt by allowing the control of at least one electrical variable of the arc of each torch.
  • the present invention also relates to a welding device for implementing the method as defined above, consisting of at least one carriage carrying a welding torch guiding a fusible electrode wire along the joint plane between the solder pipes which bring the current to the end of the electrode wire to generate an electric arc and ensure the fusion of the filler metal and a gas to create a protective atmosphere, said device consisting of different subassemblies, in particular a first subassembly relating to the positioning and / or movement of the electrode wire with respect to the joint plane, a second subassembly relating to the electric arc constituted by means for producing and controlling the electric arc, a third subassembly on the supply of filler metal and a fourth subassembly for producing and controlling the protective atmosphere of gas, characterized in that it comprises at least means for recording defined setpoint values for at least one electrical variable of the electric arc such as the voltage, the feed rate of the electrode wire, possibly measuring means in time real of at least said electrical variable and means for real-
  • the welding device is defined in more detail below.
  • FIG. 1 represents the variation of the amplitude of the oscillation during welding according to the method according to the invention
  • FIG. 2 represents a stepwise variation of the voltage reference value in a method according to the invention
  • FIG. 3 represents a continuous variation of the voltage set point value according to a method according to the invention.
  • a welding device consisting of at least one carriage carrying a welding torch guiding a fusible electrode wire along the plane of joint between the conduits to be welded which brings the current to the end of the electrode wire to generate an arc electrical and ensure the melting of the filler metal as well as a gas to create a protective atmosphere.
  • the metal conduits to be welded can be of any kind possible such as unalloyed steel, low-alloy steel, high-alloy steel or nickel-based steel to resist corrosion.
  • a welding device of this type typically has different subassemblies such as a first subassembly relative to the positioning and / or movement of the electrode wire relative to the joint plane consisting of positioning means and / or moving the or carriages as well as oscillation drive means of the welding torch so that it is driven in a movement oscillating transversely to the joint plane between the ducts, a second subset relating to the electric arc consisting of means for producing and controlling the electric arc, a third subassembly relating to the supply of filler metal including means for generating and controlling the unwinding of the wire and a fourth subassembly for producing and controlling the protective atmosphere of gas.
  • the assembly is controlled and controlled by control means and control unique or specific to each subset.
  • the welding device further comprises, in a conventional manner, means for controlling and controlling the various parameters related to the welding operation, such as, for example, the speed of advance of the torch, the movements of the electrode or electrodes. such as the amplitude of the oscillation of the welding torch and its frequency and / or the positioning or centering of the electrode between the walls of the joint, the speed of travel of the filler wire, the position in height relative to the melting bath, the shape of the wave likely to produce the electric arc for example its frequency, its intensity, its tension.
  • the conduits intended to form the pipe have machined ends so that once the ducts are aligned end to end, for example without a day, the ends form a narrow chamfer such as a chamfer in tulip or in J.
  • a reference value of at least one electric variable relative to the electric arc is defined at each position of the welding torch during its movement oscillating transversely to the joint plane, the set values electrical variables moving between a set value corresponding to the position of the welding torch when it is in the joint plane and set values corresponding to the extreme lateral positions of the torch when it is at the edges of the chamfer.
  • This variation of at least one setpoint of an electric variable as a function of the positioning of the torch during its oscillation makes it possible to improve the penetration at the edges of the chamfer and also to control the fluidity of the melt.
  • This electric variable in the examples shown in FIGS. 2 and 3 is the voltage U of the electric arc.
  • the welding torch is driven by an oscillating movement between the edges of the chamfer during its movement along said chamfer (circumferential movement around the pipe to be welded).
  • the time t 1 , t 2 represents the time during which the welding torch is held on the edge 1 or the edge 2 of said chamfer.
  • the time t 1 at the edge 1 is chosen shorter than the time t 2 at the edge 2. This difference in value between t ⁇ and t 2 is useful when the pipe to be welded is strongly inclined.
  • the axis of the pipe is close to horizontal, there is no point in using different lateral timers. As can be seen in FIG.
  • the variation of the voltage is done in stages and the voltage of the electric arc is defined according to three values, the first one corresponding to the voltage to be applied to the edge 1 of the chamfer, the second U c corresponding to the voltage at the joint plane and a third voltage U 2 ⁇ corresponding to the voltage at the edge 2 of the chamfer.
  • the set values of Un and U ⁇ are different and U c is less than Un and U 21 .
  • the set values of Uu and U 2 ⁇ can also be chosen identical.
  • FIG. 3 shows a continuous variation of the value of the voltage setpoint as a function of the position of the welding torch during its oscillation transversely to the joint plane.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de soudage automatique tel que du type MIG/MAG, destiné en particulier à souder des conduits pour former une 5 canalisation de type pipeline, à l'aide d'au moins une torche de soudage animée d'un mouvement oscillant transversalement au plan de joint entre les conduits qui présentent des extrémités usinées de sorte qu'une fois mises en place, les extrémités alignées sans jour forment un chanfrein étroit. 10 L'invention consiste en ce que la valeur de consigne d'au moins une variable électrique relative à l'arc électrique varie au cours du mouvement oscillant de la torche de soudage transversalement au plan de joint, les valeurs de consigne des variables électriques évoluant entre une valeur de consigne correspondant à la position de la torche de soudage lorsqu'elle est dans le plan de joint et deux 15 valeurs de consigne correspondant chacune à une position latérale extrême de la torche lorsqu'elle est à un bord du chanfrein. L'application principale de la présente invention concerne le soudage de canalisation de type pipeline.

Description

Procédé de soudage automatique de canalisations métalliques du type pipeline et son dispositif de mise en oeuyre
La présente invention concerne un procédé de soudage automatique de canalisations métalliques du type pipeline, permettant en particulier le transport de gaz, pétrole ou eau, ainsi que son dispositif de mise en oeuvre.
Les canalisations métalliques du type pipeline sont obtenues par la mise en place bout à bout de conduits qui sont ensuite soudés. Parmi les procédés de soudage existants, le procédé de soudage automatique sous gaz du type MIG/MAG, permet de réaliser le soudage par l'extérieur de deux conduits métalliques pour former la canalisation de type pipeline par dépôt du matériau constituant le fil électrode fusible sous l'effet de l'arc électrique, sous atmosphère de protection par la diffusion d'un gaz de protection inerte ou actif.
Un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé de soudage automatique comprend de manière habituelle un chariot portant au moins une torche de soudage qui guide le fil électrode fusible sur le plan de joint défini entre les conduits et qui amène le courant à son extrémité pour générer un arc électrique ainsi que le gaz de protection, la torche de soudage étant animée d'un mouvement oscillant transversalement au plan de joint entre les conduits.
Généralement, les conduits présentent des extrémités usinées de sorte qu'une fois mises en place, les extrémités alignées sans jour forment un chanfrein étroit.
Lorsqu'on soude des conduits en chanfrein étroit avec le procédé de soudage MIG/MAG, on utilise en tant qu'électrode fusible constituant Ie métal d'apport, un ou des fils de section circulaire, et l'oscillation de la torche de soudage, transversalement au plan de joint, permet de garantir une fusion latérale appropriée des bords du chanfrein étroit. Cette oscillation peut être de type pendulaire, linéaire ou autre.
Les paramètres électriques tels que la tension, l'intensité qui est fonction de la longueur terminale du fil sorti et de la vitesse de dévidage du fil électrode, liés à l'arc de soudage sont généralement constants pour une position angulaire donnée autour des conduits à assembler dans la mesure où ces paramètres ne varient pas de manière intentionnelle en fonction du mouvement d'oscillation. Un tel procédé de soudage est notamment connu de US 6 737 601.
Cette constance des paramètres entraîne au moins deux inconvénients majeurs lors du mouvement d'oscillation de la torche de soudage. Ainsi, lors de la première passe, encore appelée passe de pénétration, si l'on soude sans latte support envers, l'arc électrique doit être suffisamment puissant pour fusionner les bords du chanfrein mais doit être de puissance moindre au niveau du plan de joint pour éviter de le percer. La plage de tolérance est très étroite, en particulier lorsqu'on soude la partie inférieure des conduits, ledit conduit étant fixe à axe horizontal (position plafond) et le risque de formation d'imperfections est élevé.
De plus, lors des passes de remplissage ultérieures, il n'est pas nécessaire de prévoir un pouvoir d'interpénétration important dans le plan de joint puisqu'une bonne fusion des bords du chanfrein est principalement recherchée. La surpénétration dans l'axe de la soudure entraînerait une baisse de la qualité de la soudure, une augmentation de la sensibilité à la fissuration à chaud ainsi que la formation de poches de gaz isolées.
Enfin, cette interpénétration trop importante peut engendrer des problèmes de maintien du bain de fusion, en position inférieure, en particulier en position plafond, le rapport largeur/hauteur du bain trop important faisant tomber le bain de fusion. Une solution peut consister à augmenter la durée de maintien de la torche aux positions latérales tout en conservant une fréquence d'oscillation identique, et en augmentant la vitesse de déplacement de la torche lors du mouvement transversal. Ceci peut permettre de réduire le pouvoir d'interpénétration et d'augmenter le pouvoir de pénétration latérale. Toutefois, des instabilités d'arc et de bain de fusion résultantes du déplacement latéral rapide de la torche de soudage peuvent survenir. Dans US 3 742 184, est ainsi décrit un procédé de soudage vertical dans lequel on accélère le fil électrode consommable à proximité de l'axe de la largeur de mouvement ondulatoire de la torche de soudage, l'intensité de soudage étant éventuellement augmentée.
Dans le document US 4 019 016 est décrit un dispositif de soudage à l'arc automatique dans lequel on peut programmer les déplacements variés de la torche et utiliser le programme de positionnement de la torche pour contrôler le niveau de courant de soudage et la vitesse d'amenée du fil de manière à améliorer la qualité du soudage. On propose donc de faire varier le niveau du courant de soudage par rapport à la position de la torche. Ainsi, on joue à la fois sur le temps passé aux bords du chanfrein, le temps pour passer d'un bord à l'autre mais également on détermine le courant de soudage et le vitesse d'amenée du fil en fonction de la position de la torche. Un tel procédé de soudage contrôlé ne peut s'appliquer qu'à des torches oscillant de manière linéaire.
Un procédé de soudage sensiblement similaire est également décrit dans JP 09001327 dans lequel on associe les temps de maintien de la torche plus long sur les côtés qu'au milieu du chanfrein avec des impulsions de courant plus grandes sur les bords du chanfrein qu'au milieu. Un tel procédé ne peut s'appliquer qu'à une oscillation linéaire.
On connaît du document US5 149 939, un procédé de soudage automatique pour un soudage à l'arc du type à électrode non consommable dans lequel l'alimentation en fil est effectuée sur les bords du chanfrein à un haut niveau de tension de soudage et d'intensité de soudage et à une vitesse élevée et au travers du joint, à une tension et une intensité de soudage plus basses et une vitesse basse. On propose donc dans ce document de faire varier les variables électriques que sont la tension et l'intensité de soudage entre une valeur aux bords latéraux du chanfrein et une valeur au plan de joint. Ce contrôle est effectué de manière à conserver constant l'énergie de soudage pour permettre au bain de fusion de s'étaler sur la largeur entière du chanfrein Or, il ressort de ce même document qu'il est difficile de contrôler le refroidissement ce qui entraîne des phénomènes de bavure. C'est pourquoi on y adjoint un deuxième mécanisme d'alimentation en fil oscillant, ayant un mouvement inverse au premier mécanisme d'alimentation en fil. Il en résulte un dispositif à deux alimentations en fil, donc relativement complexe à mettre en œuvre, surtout en chanfrein étroit. De plus, un tel dispositif ne concerne qu'une oscillation linéaire également plus difficile à mettre en œuvre en chanfrein étroit où la torche de soudage est engagée dans le chanfrein.
En conséquence, la présente invention vise un procédé de soudage automatique ou semi-automatique en chanfrein étroit tel que du type MIG/MAG qui ne présente pas ces inconvénients et avec lequel on améliore la fusion latérale tout en contrôlant la fluidité du bain de fusion autour de la soudure.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de soudage automatique tel que du type MIG/MAG, destiné en particulier à souder des conduits pour former une canalisation de type pipeline, à l'aide d'au moins une torche de soudage animée d'un mouvement oscillant transversalement au plan de joint entre les conduits qui présentent des extrémités usinées de sorte qu'une fois mises en place, les extrémités alignées avec ou sans jour forment un chanfrein étroit, caractérisé en ce que la valeur de consigne d'au moins une variable électrique relative à l'arc électrique varie au cours du mouvement oscillant de la torche de soudage transversalement au plan de joint, les valeurs de consigne des variables électriques évoluant entre une valeur de consigne correspondant à la position de la torche de soudage lorsqu'elle est dans le plan de joint et deux valeurs de consigne correspondant chacune à une position latérale extrême de la torche lorsqu'elle est à un bord du chanfrein.
Ainsi de manière avantageuse, le procédé selon l'invention permet de faire varier en chanfrein étroit la valeur de consigne d'au moins une variable électrique de l'arc électrique, ladite valeur de consigne étant choisie de manière appropriée en fonction de la position de la torche de soudage pour permettre à la fois une fusion latérale améliorée et une fusion satisfaisante dans le chanfrein étroit, tout en permettant un meilleur contrôle du bain de fusion.
La variation de la valeur de consigne d'au moins une variable électrique entre les deux valeurs de consigne correspondant aux positions de la torche aux bords du chanfrein est prédéterminée en fonction de la dimension du chanfrein, de l'amplitude de l'oscillation, de la vitesse d'oscillation et de la position angulaire de la torche de soudage autour des conduits à souder.
On peut ainsi optimiser le bain de fusion et la pénétration sur toute la circonférence de la canalisation à former.
Selon une forme de réalisation préférée, on mesure en temps réel la variable électrique de l'arc électrique et on la régule en temps réel par rapport aux valeurs de consigne prédéterminées. De cette façon, il est possible de respecter les valeurs de consigne définies.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la variable électrique est la tension U de l'arc électrique de soudage et les valeurs de consigne de la tension Ul de l'arc électrique aux positions latérales extrêmes de la torche à chaque bord du chanfrein sont supérieures à la valeur de consigne de la tension Uc à la position de la torche dans le plan de joint. Les deux valeurs de consigne de la tension de l'arc électrique en position aux bords du chanfrein peuvent être différentes ou identiques.
Les valeurs de consigne de la variable électrique telle que la tension électrique sont déterminées au préalable, lesdites valeurs de consigne étant choisies en tenant compte de la dimension du chanfrein, de l'amplitude de l'oscillation choisie ainsi que de la position du dispositif de soudage autour des conduits à souder.
La variation de la valeur de consigne de la variable électrique telle que la tension peut s'effectuer par paliers. On peut également réaliser une linéarisation des valeurs de consigne de la variable électrique telle que la tension en fonction de la distance entre la position de la torche et le plan joint ou entre la position de la torche et l'un des plans latéraux.
De manière avantageuse, le procédé selon l'invention peut être utilisé avec un mouvement oscillatoire de la torche pendulaire, linéaire ou autre.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, à la tension électrique de l'arc électrique, on associe une autre variable électrique telle que la vitesse de dévidage du fil constituant l'électrode fusible en relation avec l'intensité de l'arc électrique. On peut ainsi encore mieux contrôler la fluidité du bain de fusion. De ce fait, on peut augmenter la vitesse du fil quand la torche est en position latérale car le refroidissement rapide dû à la proximité des parois du chanfrein permet cette augmentation sans risque de faire couler le bain de fusion tout en augmentant l'intensité de l'arc de soudage et donc la puissance de l'arc, améliorant ainsi également la fusion latérale.
On peut également réduire la vitesse de fil quand la torche est en position centrale afin de réduire le volume de bain de fusion ainsi que la température du bain à cette position qui est la plus critique quant au problème du maintien du bain de fusion. Dans le cadre du procédé selon l'invention, le régime d'arc utilisé peut avantageusement être quelconque tel que du type court-circuit, globulaire, à pulvérisation axiale, puisé et autres, puisque les valeurs de tension prédéterminées et régulées peuvent être des valeurs moyennes ou efficaces, ainsi que des valeurs de tension pic ou de tension basse dans le cadre d'un régime puisé.
Le procédé selon l'invention est particulièrement approprié lorsque Ia tête de soudage est du type multi-torches, la distance entre deux torches étant variable en fonction de l'application considérée. En effet, lorsque la tête de soudage présente plusieurs torches de soudage, les torches « suiveuses » soudent après la première torche sur un cordon préchauffé par cette première torche et la température inter passe est alors très élevée pouvant atteindre plusieurs centaines de degrés, ce qui rend plus sensible le procédé multi-torches aux problèmes liés à un pouvoir d'interpénétration centrale trop important pour les torches suiveuses et à une trop grande fluidité des bains de fusion. Ainsi, le procédé selon l'invention permet de contrôler beaucoup mieux la fluidité du bain de fusion en permettant le contrôle d'au moins une variable électrique de l'arc de chaque torche.
La présente invention a également pour objet un dispositif de soudage pour la mise en œuvre du procédé tel que défini ci-dessus, constitué d'au moins un chariot portant une torche de soudage guidant un fil électrode fusible le long du plan de joint entre les conduits à souder qui amène le courant à l'extrémité du fil électrode pour générer un arc électrique et assurer la fusion du métal d'apport ainsi qu'un gaz pour créer une atmosphère protectrice, ledit dispositif étant constitué de différents sous-ensembles, notamment un premier sous ensemble relatif au positionnement et/ou au mouvement du fil électrode par rapport au plan de joint, un deuxième sous ensemble relatif à l'arc électrique constitués de moyens de production et de contrôle de l'arc électrique, un troisième sous ensemble concernant l'alimentation en métal d'apport ainsi qu'un quatrième sous- ensemble permettant de produire et contrôler l'atmosphère protectrice de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend au moins des moyens d'enregistrement de valeurs de consignes définies pour au moins une variable électrique de l'arc électrique telle que la tension, la vitesse de dévidage du fil électrode, éventuellement des moyens de mesure en temps réel d'au moins ladite variable électrique et des moyens de régulation en temps réel de ladite variable électrique par rapport aux valeurs de consigne définies, des moyens de synchronisation des valeurs de consigne transmises au générateur de soudage par rapport à la position de la torche au travers du plan de joint, au dévidage du fil, des moyens de régulation des temporisations latérales du mouvement d'oscillation de la torche, des moyens de programmation de l'amplitude de la torche par rapport à sa position orbitale sur la canalisation.
Le dispositif de soudage est défini de manière plus détaillée ci-après.
On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel :
la figure 1 représente la variation de l'amplitude de l'oscillation au cours d'un soudage selon le procédé selon l'invention ,
la figure 2 représente une variation par paliers de la valeur de consigne de la tension dans un procédé selon l'invention, et
la figure 3 représente une variation continue de la valeur de consigne de la tension selon un procédé selon l'invention.
Pour réaliser une canalisation métallique selon un procédé de soudage automatique du type MIG-MAG selon l'invention, on utilise un dispositif de soudage généralement constitué d'au moins un chariot portant une torche de soudage guidant un fil électrode fusible le long du plan de joint entre les conduits à souder qui amène le courant à l'extrémité du fil électrode pour générer un arc électrique et assurer la fusion du métal d'apport ainsi qu'un gaz pour créer une atmosphère protectrice.
Les conduits métalliques à souder peuvent être de toute nature possible comme par exemple en acier non allié, en acier faiblement allié, en acier fortement allié ou à base nickel pour résister à la corrosion.
Un dispositif de soudage de ce type présente, de manière classique, différents sous ensembles tels qu'un premier sous ensemble relatif au positionnement et/ou au mouvement du fil électrode par rapport au plan de joint constitué de moyens de positionnement et/ou déplacement du ou des chariots ainsi que des moyens d'entraînement en oscillation de la torche de soudage de sorte qu'elle soit animée d'un mouvement oscillant transversalement au plan de joint entre les conduits, un deuxième sous ensemble relatif à l'arc électrique constitués de moyens de production et de contrôle de l'arc électrique, un troisième sous ensemble concernant l'alimentation en métal d'apport comportant des moyens pour générer et contrôler le dévidage du fil ainsi qu'un quatrième sous-ensemble permettant de produire et contrôler l'atmosphère protectrice de gaz. L'ensemble est commandé et contrôlé par des moyens de commande et contrôle uniques ou spécifiques à chaque sous ensemble. Ces éléments ne seront pas représentés ni expliqués plus en détail car ils sont parfaitement connus de l'homme de l'art.
Le dispositif de soudage comporte en outre de manière classique, des moyens de commande et de contrôle des différents paramètres liés à l'opération de soudage tels que, par exemple, la vitesse d'avance de la torche, les mouvements de la ou des électrodes comme l'amplitude de l'oscillation de la torche de soudage et sa fréquence et/ou le positionnement ou centrage de l'électrode entre les parois du joint, la vitesse de défilement du fil d'apport, la position en hauteur par rapport au bain de fusion, la forme de l'onde susceptible de produire l'arc électrique par exemple sa fréquence, son intensité, sa tension. Les conduits destinés à former la canalisation présentent des extrémités usinées de sorte qu'une fois les conduits alignés bout à bout, par exemple sans jour, les extrémités forment un chanfrein étroit tel qu'un chanfrein en tulipe ou en J.
Dans un tel chanfrein, il est nécessaire d'obtenir une fusion correcte des bords tout en ménageant la partie centrale dudit chanfrein. Aussi selon l'invention, à chaque position de la torche de soudage au cours de son mouvement oscillant transversalement au plan de joint, est définie une valeur de consigne d'au moins une variable électrique relative à l'arc électrique, les valeurs de consignes des variables électriques évoluant entre une valeur de consigne correspondant à la position de la torche de soudage lorsqu'elle est dans le plan de joint et des valeurs de consigne correspondant aux positions latérales extrêmes de la torche lorsqu'elle est aux bords du chanfrein.
Cette variation d'au moins une valeur de consigne d'une variable électrique en fonction du positionnement de la torche au cours de son oscillation permet d'améliorer la pénétration au niveau des bords du chanfrein et de contrôler également la fluidité du bain de fusion.
Cette variable électrique dans les exemples représentés aux figures 2 et 3 est la tension U de l'arc électrique.
Ainsi comme on peut le voir à la figure 1 , la torche de soudage est animée d'un mouvement oscillant entre les bords du chanfrein lors de son déplacement le long dudit chanfrein (déplacement circonférentiel autour de la canalisation à souder). Le temps ti, t2 représente le temps pendant lequel la torche de soudage est maintenue sur le bord 1 ou le bord 2 dudit chanfrein. Dans l'exemple représenté à la figure 1 , le temps tι au bord 1 est choisi plus court que le temps t2 au bord 2. Cette différence de valeur entre tι et t2 est utile lorsque la canalisation à souder est fortement inclinée. Quand l'axe de la canalisation est proche de l'horizontale, il n'y a pas d'intérêt à utiliser des temporisations latérales différentes. Comme on peut le voir à la figure 2, la variation de la tension se fait par palier et la tension de l'arc électrique est définie selon trois valeurs, la première Un correspondant à la tension à appliquer au bord 1 du chanfrein, la deuxième Uc correspondant à la tension au niveau du plan de joint et une troisième tension U2ι correspondant à la tension au bord 2 du chanfrein.
Dans l'exemple représenté, les valeurs de consigne de Un et U^sont différentes et Uc est inférieure à Un et U21. Les valeurs de consignes de Uu et U2ι peuvent également être choisies identiques.
A la figure 3, est représentée une variation continue de la valeur de la consigne de tension en fonction de la position de la torche de soudage lors de son oscillation transversalement au plan de joint.
L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux exemples représentés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de soudage automatique tel que du type M I G/M AG, destiné en particulier à souder des conduits pour former une canalisation de type pipeline, à l'aide d'au moins une torche de soudage animée d'un mouvement oscillant transversalement au plan de joint entre les conduits qui présentent des extrémités usinées de sorte qu'une fois mises en place, les extrémités alignées avec ou sans jour forment un chanfrein étroit, caractérisé en ce que la valeur de consigne d'au moins une variable électrique relative à l'arc électrique varie au cours du mouvement oscillant de la torche de soudage transversalement au plan de joint, les valeurs de consigne des variables électriques évoluant entre une valeur de consigne correspondant à la position de la torche de soudage lorsqu'elle est dans le plan de joint et deux valeurs de consigne correspondant chacune à une position latérale extrême de la torche lorsqu'elle est à un bord du chanfrein.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la variation de la valeur de consigne d'au moins une variable électrique entre les deux valeurs de consigne correspondant aux positions de la torche aux bords du chanfrein est prédéterminée en fonction d'au moins l'une de la dimension du chanfrein, de l'amplitude de l'oscillation, de la vitesse d'oscillation et de la position angulaire de la torche de soudage autour des conduits à souder.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on mesure en temps réel la variable électrique de l'arc électrique et on la régule en temps réel par rapport à la valeur de consigne déterminée.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les valeurs de consigne de la variable électrique varient par paliers.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on réalise une linéarisation des valeurs de consigne de la variable électrique en fonction de la distance entre la position de la torche et le plan joint.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on réalise une linéarisation des valeurs de consigne de la variable électrique en fonction de la distance entre la position de la torche et l'un des plans latéraux.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la variable électrique est la tension U de l'arc électrique de soudage et la valeur de consigne de la tension électrique Ui de l'arc électrique en position de la torche à un bord du chanfrein est supérieure à la valeur de consigne de la tension électrique Uc à la position de la torche dans le plan de joint.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux valeurs de consigne de la tension électrique de l'arc électrique en position aux bords du chanfrein (Un et U2ι) sont différentes.
9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux valeurs de consigne de la tension électrique de l'arc électrique aux bords du chanfrein (Un et U2ι) sont identiques.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on imprime un mouvement oscillant pendulaire à la torche de soudage.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on imprime un mouvement oscillant linéaire à la torche de soudage.
12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11 , caractérisé en ce qu'à la tension électrique de l'arc électrique, on associe une autre variable électrique telle que la vitesse de dévidage du fil constituant l'électrode fusible.
13. Dispositif de soudage pour la mise en œuvre du procédé tel que revendiqué aux revendications 1 à 12, constitué d'au moins un chariot portant une torche de soudage guidant un fil électrode fusible le long du plan de joint entre les conduits à souder qui amène le courant à l'extrémité du fil électrode pour générer un arc électrique et assurer la fusion du métal d'apport ainsi qu'un gaz pour créer une atmosphère protectrice, ledit dispositif étant constitué de différents sous- ensembles, notamment un premier sous ensemble relatif au positionnement et/ou au mouvement du fil électrode par rapport au plan de joint, un deuxième sous ensemble relatif à l'arc électrique constitués de moyens de production et de contrôle de l'arc électrique, un troisième sous ensemble concernant l'alimentation en métal d'apport ainsi qu'un quatrième sous-ensemble permettant de produire et contrôler l'atmosphère protectrice de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins des moyens d'enregistrement de valeurs de consignes définies pour au moins une variable électrique de l'arc électrique telle que la tension, la vitesse de dévidage du fil électrode, éventuellement des moyens de mesure en temps réel d'au moins ladite variable électrique et des moyens de régulation en temps réel de ladite variable électrique par rapport aux valeurs de consigne définies, des moyens de synchronisation des valeurs de consigne transmises au générateur de soudage par rapport à la position de la torche au travers du plan de joint, au dévidage du fil, des moyens de régulation des temporisations latérales du mouvement d'oscillation de la torche, des moyens de programmation de l'amplitude de la torche par rapport à sa position orbitale sur la canalisation.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la tête de soudage est du type multi-torches.
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