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Comment automatiser un procédé de soudage ?

Publié: le 04/05/2012 à 17:56 Dernière mise à jour: le 04/05/2012 à 17:56 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 197
Cet article technique aborde les techniques pour automatiser un procédé de soudage. La principale fonction automatisée dans un procédé est l'avance automatique de la tête de soudage.

1 - Définition du chariot motorisé

L'utilisation d'un chariot motorisé ou chariot automoteur permet d'automatiser beaucoup de procédés de soudage comme le TIG/GTAW, le MIG/MAG/GMAW, le PLASMA/PAW et l'ARC SOUS FLUX SOLIDE/SAW.
La tête de soudage est positionnée et fixée sur le chariot qui assure son déplacement le long du joint à réaliser sur la tôle, sur un rail ou le long d'une poutre rigide et fixe.
On rencontre des chariots dits " légers " qui permettent de supporter des torches TIG ou MIG / MAG, le dévidoir de fil f'apport reste alors sur un poste fixe ou sur un accessoire annexe. Les chariots les plus lourds supportent jusqu'à 100 kilogrammes de charge et peuvent embarquer la tête de soudage, la bobine de fil d'apport et pour le procédé A.S.F., la trémie à flux en poudre, voir même le dispositif d'aspiration du surplus de flux..


Le chariot motorisé ou automoteur est caractérisé par :


[*]Son système de réglage.
[*]Son système de guidage
[*]Sa ou ses positions d'utilisation.
[*]Son poids.
[*]Son encombrement.
[*]Son type de motorisation
[*]Sa facilité d'adaptabilité
[*]Son entretien
[*]Son système de fixation sur paroi verticale



La motorisation du chariot est caractérisée par :


[*]Son alimentation électrique.
[*]Sa puissance absorbée
[*]Sa gamme de vitesse d'avance.
[*]Sa précision de vitesse.
[*]Son poids.



Le guidage de la tête de soudage sur le chariot est réalisé par :


[*]Une roulette de palpage caractérisée par :
- Son mode de contact
- Sa forme






[*]Un rail caractérisé par :
- Sa longueur
- Sa forme
- Son mode de fixation (vissage, ventouses, aimants, ressorts)




[*]Une poutre caractérisée par :
- Sa longueur
- Sa section
- Sa forme
- Sa rigidité
- Son mode de fixation (pieds, support, etc.)



Le guidage de la tête de soudage sur le chariot est réalisé par :


[*]Une glissière de réglage caractérisée par :
- Son mode de déplacement
- Sa précision
- Sa forme




2 - Définition du positionneur, vireur et table tournante

En fonction des formes, poids et dimensions des pièces à souder, divers appareils peuvent être nécessaires pour réaliser les assemblages dans la position de soudage la plus favorable.

Les positionneurs qui permettent d'effectuer des soudures circulaires. La table sur laquelle se fixe la pièce à souder peut être inclinée et mise en rotation à la vitesse de soudage. Les positionneurs permettent d'obtenir une disposition de soudage favorable et un volume de travail optimal. Ils doivent être capables de supporter les pièces à souder et les montages de soudage. Ils doivent être rigides et précis.




[*]Ils se composent d'un bâti fixe supportant une table inclinable et tournante.
[*]La combinaison de mouvement permet de donner aux pièces à souder une orientation quelconque.
[*]Ce dispositif permet de choisir la position de soudage la plus favorable ( en gouttière ou à plat par exemple ).



Un positionneur est caractérisé par :



[*]Son couple de rotation et de basculement.
[*]Sa morphologie : table tournante, deux axes, etc. ?.
[*]Sa capacité de levage.
[*]Sa précision de réglage



Les vireurs qui ont pour principale fonction de mettre en rotation des pièces de forme cylindrique. Un ensemble vireur se compose d'au moins deux traverses équipées chacune de deux galets. L'écartement des galets se fait manuellement, soit par pas fixes soit par vis à pas contraires.

[*]Ils permettent de mettre en rotation des pièces cylindriques de diamètres et de longueurs variés
[*]Ils sont composés d'une traverse motorisée dont les galets d'entraînement permettent de mettre en rotation les pièces à souder.
[*]Une ou plusieurs traverses équipées de galets fous complètent l'installation.



Les tables tournantes (exemple : poupée Top de la SAF) ont pour fonction de mettre en rotation des pièces de forme cylindrique.

[*]Les tables tournantes sont constituées généralement d'un plateau circulaire
[*]Elles permettent de mettre en rotation les pièces à souder.
[*]L'axe des pièces à souder peut être dans la position horizontale ou verticale.



3 - Définition du banc de soudage

Le banc de soudage permet de réaliser à plat les raboutages de tôles ou le soudage en longitudinal (intérieur ou extérieur) suivant une génératrice de virole. La tête de soudage montée soit sur un chariot, soit sur un bâti fixe et rigide permet le raboutage d'éléments fixes. Certains bâtis comportent un chemin de roulement et permettent de souder des pièces immobiles comme la photo ci-contre.


4 - Définition de la potence de soudage

La potence de soudage permet de positionner et de déplacer la tête dans différentes directions et différents niveaux. La potence peut être fixée au sol ou être mobile sur des rails. Elle permet de placer la tête au dessus de la pièce à souder qui se déplace, ou bien de mouvoir la tête au dessus de la pièce à souder qui reste fixe. La potence est souvent utilisée conjointement avec un positionneur ou avec des vireurs.


5 - Définition du robot de soudage

Le robot de soudage permet de positionner et de déplacer la tête dans plusieurs axes de rotation, différentes directions et différents niveaux. Les robots de soudage sont généralement constitués de trois parties : le corps, le bras et le poignet. Le robot de soudage est fixé au sol ou bien est mobile sur des poutres. Le robot permet de placer la tête au dessus de la pièce à souder qui se déplace, ou bien de mouvoir la tête au dessus de la pièce à souder qui reste fixe. Le robot de soudage est souvent utilisée conjointement avec un positionneur.


Un robot de soudage est caractérisé par :



[*]Le mode de commande.
[*]Les caractéristiques de fonctionnement (charge utile, précision, courses, nombre d'axes)
[*]La conception mécanique (architecture et technologie d'actionnement).
[*]Sa capacité de levage.
[*]Sa facilité et précision de réglage



Le robot de soudage dit "cartésien" :

Ce robot offre trois axes de mouvement. deux horizontales et une verticale.
Le robot de soudage dit "cylindrique" :

Les axes du bras de ce robot se déplacent suivant un système de coordonnées cylindriques, deux translations ( verticale et / ou horizontal ) et une rotation.
Le robot de soudage dit "polaire" :
Les axes du bras de ce robot se déplacent suivant un système de coordonnées polaires, deux rotations et une translation.
Le robot de soudage dit "rotoïde" :
La structure mécanique du bras de ces robots comprend trois articulations ( trois rotations ; coordonnées rotoïdes ). Le degré de liberté est déterminé par le nombre d'axes qui caractérise l'aptitude du robot à effectuer une opération sachant que pour définir la position et l'orientation de la torche de soudage, six coordonnées indépendantes sont souvent nécessaires.
Toutefois, le nombre d'axes peut varier en fonction des associations qui peuvent être faites ( addition de vireur, association d'un robot rotoïde avec un système de coordonnées cartésiennes, etc. ).


7 - Quelques liens Internet utiles

Quelques principes et préparations pour le soudage sous flux en poudre 121
Qu'est ce que le soudage automatique à l'arc électrique sous flux en poudre avec feuillard électrode (procédé 122) ?
Le procédé de soudage sous flux en poudre avec fil électrode (ASF/121)
Comment assurer la sécurité du soudage ?
Quelles sont les huit erreurs que vous ne devez plus commettre lors du soudage ?


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Par: Dominique ADMIN

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