FR2622490A1 - Procede et dispositif de soudage de deux pieces a l'aide d'un faisceau d'electrons - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le soudage de deux tôles 10, 12 le long d'une ligne de joint 14 à l'aide d'un faisceau d'électrons 16 lorsque les tôles 10, 12 présentent un champ magnétique rémanent. On mesure ce champ magnétique rémanent et on applique un champ sensiblement égal, mais de sens opposé, pour que le champ résultant soit le plus faible possible. Ce champ antagoniste est appliqué à l'aide de deux bobines 24, 28 reliées par une barre de liaison 32 en fer doux. Celle-ci peut présenter une rainure 34 pour le passage du faisceau d'électrons 16. L'ensemble constitué par les bobines 24, 28 et la barre 32 peut être fixé soit sur l'une des pièces 10, 12 soit sur le canon à électrons. Application à la soudure de tôles épaisses.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE SOUDAGE DE DEUX PIECES A L'AIDE
D'UN FAISCEAU D'ELECTRONS
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant La soudure de deux pièces par faisceau d'électrons qui éLiminent les inconvénients dus au champ magnetq rémanent dans les pièces à souder, ce champ magnétique pouvant etre d'origine ferromagnétique ou thermo-electrique.
D'UN FAISCEAU D'ELECTRONS
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant La soudure de deux pièces par faisceau d'électrons qui éLiminent les inconvénients dus au champ magnetq rémanent dans les pièces à souder, ce champ magnétique pouvant etre d'origine ferromagnétique ou thermo-electrique.
Le soudage par faisceau d'électrons est Largement utiLisé à L'heure actuelle et en particulier dans te domaine nucléaire ou des éléments tels que Les cuves nécessitent de souder bord à bord des toles épaisses, c' est-à-dire ayant une épaisseur de L'ordre de 100 mm ou même davantage. L'opération est effectuée de manière connue dans une chambre étanche dans laquelle on crée une dépression par rapport à la pression atmosphérique. Le soudage de deux éléments métalliques est réalisé par la fusion du métal de part et d'autre de La zone de contact entre Les deux pièces, cette zone de contact étant appelée "ligne de joint" ou "joint de soudure". L'opération est effectuée généralement sans métal d'apport, La chaleur de fusion étant fournie par Le faisceau d'électrons produit par un canon à électrons.
Le document FR-A-1 141 535 décrit un-procédé de ce type.
Cependant, la chambre de soudage étant étanche et mise sous vide, il n'est pas facile de suivre de près Les opérations de soudure. Dans La pLupart des cas, Le déplacement relatif entre
Le faisceau et Les pièces à souder est automatisé et peut être piloté # n microprocesseur. Pour la soudure entre deux métaux ferreux o# même nature, appelée "soudure homogène", il subsiste un problème de champ magnétique rémanent. En effet, les pièces en matériau magnétique, tel que les métaux ferreux, sont Le siège d'un champ magnétique résiduel appelé "champ magnétique rémanent et ce dernier a une influence sur la trajectoire du faisceau d'électrons, ce qui ne permet pas d'obtenir un joint de soudure parfait.
Le faisceau et Les pièces à souder est automatisé et peut être piloté # n microprocesseur. Pour la soudure entre deux métaux ferreux o# même nature, appelée "soudure homogène", il subsiste un problème de champ magnétique rémanent. En effet, les pièces en matériau magnétique, tel que les métaux ferreux, sont Le siège d'un champ magnétique résiduel appelé "champ magnétique rémanent et ce dernier a une influence sur la trajectoire du faisceau d'électrons, ce qui ne permet pas d'obtenir un joint de soudure parfait.
La figure 1 ci-jointe illustre ce défaut. On voit que les deux pièces à souder 10 et 12, ayant une épaisseur e de l'ordre de 100 mm ou davantage, sont mises en contact L'une avec
L'autre le long d'un bord, ce qui définit la ligne de joint 14.
L'autre le long d'un bord, ce qui définit la ligne de joint 14.
La soudure est effectuée à l'aide d'un faisceau d'électrons 16 produit par un canon à électrons, lequel n'est pas représenté sur la figure 1. Le faisceau 16 tombe verticalement sur la face supérieure des pièces 10 et 12 exactement au niveau de la ligne de joint 14. Des dispositifs connus permettent de bien naftriser la trajectoire du faisceau 16, par exemple l'utiLisation d'un blindage entourant le faisceau entre la sortie du canon à électrons et la face supérieure des pièces 10 et 12.
S'il n'y avait pas de champ magnétique rémanent à l'interieur de ces dernières, le faisceau resterait vertical (c'est-à-dire suivrait la trajectoire 16a) et la soudure serait effectuée exactement suivant la ligne de joint 14. Cependant, dans le cas des métaux ferreux, il reste-toujours un champ magnétique rémanent représenté symboliquement sur la figure 1 par les lignes en traits interrompus 18. Ce champ magnétique a pour effet de dévier le faisceau 16 à l'intérieur de la masse des pièces 10 et 12 et le faisceau prend la trajectoire représentée par la courbe 16b. On voit donc que, sur la face inférieure des pièces 10 et 12, le faisceau 16 est dévié d'une distance d par rapport à la trajectoire idéale 16a correspondant à ta Ligne de joint 14.Cette valeur b dépend d'une part de la valeur du champ rémanent et, d'autre part, de l'épaisseur e des pièces à souder.
Si cette épaisseur n'est que de quelques millimètres, le faisceau n'est pratiquement pas dévié et sa trajectoire est pratiquement confondue avec la ligne de joint 14. La fusion du métal sera donc parfaitement répartie sur toute l'épaisseur des pièces.
Cependant, si L'épaisseur e est importante, (de L'ordre de 100 ou 200 mm ou même davantage), la trajectoire peut être fortement déviée. Dans les cas les plus défavorables, la fusion du métal peut se produire en dehors du joint sur une certaine portion de celui-ci (surtout au voisinage de la face inférieure des pièces 10 et 12) et peut etre inégalement répartie sur une autre portion correspondant à l'endroit où Le faisceau commence à s'écarter de la ligne de joint 14. Ainsi, la fusion du métal est bien réalisée sur le joint au niveau du bord d'attaque (face supérieure des pièces à souder) mais, comme elle suit la trajectoire du faisceau, pour un joint de forte épaisseur, elle peut, sur la face opposée des pièces à souder, se faire à une certaine distance de La ligne de joint. Par conséquent, la soudure sera inégalement répartie dans le plan de joint.
Diverses méthodes ont été proposées pour éliminer cet inconvénient.
L'article pubLié par L'INTERNATIONAL INSTITUTE OF
WELDING, référence 11W Doc. IV -324-82, Study on High Power
Electron Beam Welding (Report 3) Development of the method for eliminating beam deflection caused by the residual magnetism of heavy thick plates (Hiroshi KIHARA, Setuji MINEHISA, Nobuharu
SAKABATA, Yoshiaki SHIBUYA, 1982, Hitachi Zosen Corporation,
Technical Research Institute) décrit trois solutions pour annuler
Les effets du magnétisme rémanent sur La trajectoire du faisceau d'électrons. Ces trois solutions sont les suivantes : - Démagnétisation préalable des pièces avant d'effectuer la
soudure ; - Correction de la trajectoire du faisceau ou du champ magnétique
pendant la soudure ; et - Blindage total du faisceau depuis le canon à électrons
jusqu'aux pièces à souder.
WELDING, référence 11W Doc. IV -324-82, Study on High Power
Electron Beam Welding (Report 3) Development of the method for eliminating beam deflection caused by the residual magnetism of heavy thick plates (Hiroshi KIHARA, Setuji MINEHISA, Nobuharu
SAKABATA, Yoshiaki SHIBUYA, 1982, Hitachi Zosen Corporation,
Technical Research Institute) décrit trois solutions pour annuler
Les effets du magnétisme rémanent sur La trajectoire du faisceau d'électrons. Ces trois solutions sont les suivantes : - Démagnétisation préalable des pièces avant d'effectuer la
soudure ; - Correction de la trajectoire du faisceau ou du champ magnétique
pendant la soudure ; et - Blindage total du faisceau depuis le canon à électrons
jusqu'aux pièces à souder.
Toutefois, ces solutions ne sont pas entièrement satisfaisantes. Tout d'abord, La démagnétisation des pièces est une opération difficile, notamment pour les pièces de grandes dimensions et de forte épaisseur. Les auteurs de l'article précisent même que, pour Les épaisseurs supérieures à 100 mm, on est à La limite des possibilités des techniques de démagnétisation. En effet, Si les pièces sont de grandes dimensions, il faut des moyens de manutention importants et des installations de démagnétisation en rapport avec les dimensions des pièces. De plus, les temps consacrés à la démagnétisation et aux manipulations rendues ainsi nécessaires sont relativement importants, ce qui augmente la durée totale des opérations de soudure.
Quant à la correction de la trajectoire du faisceau ou de la distribution du magnétisme autour de celui-ci, Les auteurs précisent que cette méthode est difficile à appliquer en raison notamment de la méconnaissance de la déflexion du faisceau et de la distribution des champs magnétiques rémanents. De plus, il ne donne aucune indication sur le procédé de mise en oeuvre de cette méthode. Finalement, bien que ne connaissant pas la trajectoire du faisceau, les auteurs précisent encore que la troisième méthode est pratiquement celle qui est utilisée avec la démagnétisation.
L'article publié dans la Revue Soviétique "Automatic
Welding" en juillet 1985 "Narrow-gap Welding magnetised products without demagnetising them" décrit un dispositif utilisé pour maintenir stable un arc électrique dans un procédé de soudure à arc utilisable notamment en joint étroit. Les auteurs décrivent un dispositif comportant deux bobines de façon à créer un champ magnétique qui annule le magnétisme rémanent. Dans te cas d'une installation de soudage à l'arc, il est parfaitement possible à l'opérateur de surveiller l'arc et d'agir sur l'intensité du courant continu d'alimentation des bobines ainsi que sur la polarité de celui-ci aux bornes des bobines. Cependant, dans le cas d'une soudure en joint étroit, on est en présence de pièces minces et de forme simple. Dans Le cas d'une soudure par faisceau d'électrons, le manque de place autour des pièces à souder, et surtout le manque de visibilité du joint de soudure, font qu'iL est pratiquement impossible de modifier en cours d'opération le champ antagoniste (c'est-à-dire Le champ appliqué pour s'opposer au champ rémanent).
Welding" en juillet 1985 "Narrow-gap Welding magnetised products without demagnetising them" décrit un dispositif utilisé pour maintenir stable un arc électrique dans un procédé de soudure à arc utilisable notamment en joint étroit. Les auteurs décrivent un dispositif comportant deux bobines de façon à créer un champ magnétique qui annule le magnétisme rémanent. Dans te cas d'une installation de soudage à l'arc, il est parfaitement possible à l'opérateur de surveiller l'arc et d'agir sur l'intensité du courant continu d'alimentation des bobines ainsi que sur la polarité de celui-ci aux bornes des bobines. Cependant, dans le cas d'une soudure en joint étroit, on est en présence de pièces minces et de forme simple. Dans Le cas d'une soudure par faisceau d'électrons, le manque de place autour des pièces à souder, et surtout le manque de visibilité du joint de soudure, font qu'iL est pratiquement impossible de modifier en cours d'opération le champ antagoniste (c'est-à-dire Le champ appliqué pour s'opposer au champ rémanent).
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un procédé et un dispositif pour le soudage de deux pièces par faisceau d'électrons qui permet de réduire considérablement les effets dus au champ magnétique rémanent, même s'il s'agit de pièces d'épaisseur importante.
Le procédé objet de l'invention s'appLique à la soudure de deux pièces L'une à L'autre à l'aide d'un faisceau d'électrons produit par un canon à électrons, les deux pièces étant en contact l'une avec l'autre suivant une Ligne de joint Le long de laquelle doit etre effectuée la soudure, un champ magnétique rémanent subsistant dans les pièces au niveau de la ligne de joint.
Selon L'invention, ce procédé comprend Les étapes suivantes consistant à (a) - déterminer la valeur du champ magnétique rémanent ; et (b) - appliquer, à l'endroit où doit être effectuée la soudure,
un champ magnétique de valeur sensiblement égale à celle du
champ rémanent, mais de sens opposé, afin que te champ
magnétique résultant ait une valeur inférieure à 2 gauss,
de préférence inférieuîe å 1 gauss.
un champ magnétique de valeur sensiblement égale à celle du
champ rémanent, mais de sens opposé, afin que te champ
magnétique résultant ait une valeur inférieure à 2 gauss,
de préférence inférieuîe å 1 gauss.
Dans La présente invention, il ne s'agit pas de produire un champ antagoniste qui soit, à L'endroit de la soudure, rigoureusement égal et opposé au champ rémanent afin d'obtenir un champ résultant nul. Au contraire, on mesure préalablement La valeur du champ rémanent en divers endroits Le long de La ligne de joint et on détermine une valeur fixe du champ antagoniste afin que Le champ résultant soit, sinon nul, du moins ait une valeur suffisamment faible pour que La déviation du faisceau d'électrons soit minime.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon la principale caractéristique de ce dispositif, celui-ci comprend
- une première bobine électromagnétique ayant une première extrémité et une deuxième extrémité
- une deuxième bobine électromagnétique ayant une première extrémité et une deuxième extrémité ; et
- une barre de liaison en matériau magnétique ayant deux extrémités pouvant être fixées auxdites deuxièmes extrémités des bobines électromagnétiques, l'alimentation électrique des bobines étant telle, que lorsque leurs premier extrémités se trouvent au voisinage immédiat de L'une des pièces à souder, le champ magnétique créé aille de la première bobine à la deuxième à travers ladite pièce, et de la deuxième bobine à la première à travers la barre de liaison.
- une première bobine électromagnétique ayant une première extrémité et une deuxième extrémité
- une deuxième bobine électromagnétique ayant une première extrémité et une deuxième extrémité ; et
- une barre de liaison en matériau magnétique ayant deux extrémités pouvant être fixées auxdites deuxièmes extrémités des bobines électromagnétiques, l'alimentation électrique des bobines étant telle, que lorsque leurs premier extrémités se trouvent au voisinage immédiat de L'une des pièces à souder, le champ magnétique créé aille de la première bobine à la deuxième à travers ladite pièce, et de la deuxième bobine à la première à travers la barre de liaison.
De préférence, L'une au moins des bobines comporte un noyau en matériau magnétique disposé sensiblement suivant son axe, ce noyau ayant une première extrémité pouvant être mise au voisinage immédiat de l'une des pièces à souder et une deuxième extrémité à laquelle peut être fixée L'une des extrémités de la barre de liaison.
L'expression "au voisinage immédiat de L'une des pièces à souder" signifie que la première extrémité de la bobine ou de son noyau se trouve soit en contact avec cette pièce, soit à une distance extrêmement faible de celle-ci, de sorte que le champ magnétique créé pénètre dans cette pièce. Dans le cas général, la longueur du noyau est légèrement supérieure à celle de la bobine et celui-ci a sa première extrémité en contact avec la pièce. De toute façon, même dans ce cas, on peut considérer que la première extrémité de la bobine est au voisinage immédiat de la pièce.
Toujours dans le cas où l'on utilise un noyau magnétique, la deuxième extrémité de celui-ci dépasse Légèrement la deuxième extrémité de la bobine et est fixée à la barre de liaison.
Cependant, on peut encore considérer que la barre de liaison est fixée à la deuxième extrémité de la bobine par l'intermédiaire du noyau.
Dans un premier mode de réalisation, ta barre de liaison présente, entre ses deux extrémités, une rainure permettant le passage du faisceau d'électrons.
Cette disposition est utilisée de préférence Lorsque la ligne de joint est une ligne droite. Dans ce cas, le dispositif constitue par Les deux bobines et La barre de liaison est fixe et le faisceau#d'éLectrons se déplace le long de la rainure.
Dans ce cas, le dispositif comporte en outre des moyens de fixation de l'ensemble constitué par les deux bobines et La barre de liaison sur L'une au moins des pièces à souder.
Dans un autre mode de réaLisation, Le dispositif comporte en outre des moyens de fixation de l'ensemble constitué par ir deux bobines et La barre de liaison sur Le canon à électr#--#
Cette disposition est surtout utilisée dans Le cas où la ligne de joint n'est pas rectiligne mais a par exemple une forme circulaire ou une forme quelconque. Dans ce cas, c'est
L'ensemble constitué par le canon à électrons et le dispositif objet de l'invention qui se déplace en suivant la ligne de joint.
Cette disposition est surtout utilisée dans Le cas où la ligne de joint n'est pas rectiligne mais a par exemple une forme circulaire ou une forme quelconque. Dans ce cas, c'est
L'ensemble constitué par le canon à électrons et le dispositif objet de l'invention qui se déplace en suivant la ligne de joint.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de La description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure t est une vue schématique en coupe verticale de deux pièces à souder montrant la déviation du faisceau dtélectrons sous L'effet du champ magnétique rémanent,
- La figure 2 est une vue de dessus d'un électro-aimant placé sur un support et utilisé pour créer un champ magnétique,
- ta figure 3 est un ensemble de courbes donnant la valeur du champ magnétique mesurée sur La ligne polaire de l'electro-aimant de la figure 2 pour différentes intensités du courant,
- La figure 4 est une vue semblable à La figure 3, mais donnant le champ magnetique mesuré sur un cercle de plus grand rayon que la Ligne polaire,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif objet de l';nvenx"n, les pièces à souder étant représentées partiellement coupée s, et
- La figure 6 est une vue schématique de profil d'un autre mode de réalisation de ce dispositif.
- la figure t est une vue schématique en coupe verticale de deux pièces à souder montrant la déviation du faisceau dtélectrons sous L'effet du champ magnétique rémanent,
- La figure 2 est une vue de dessus d'un électro-aimant placé sur un support et utilisé pour créer un champ magnétique,
- ta figure 3 est un ensemble de courbes donnant la valeur du champ magnétique mesurée sur La ligne polaire de l'electro-aimant de la figure 2 pour différentes intensités du courant,
- La figure 4 est une vue semblable à La figure 3, mais donnant le champ magnetique mesuré sur un cercle de plus grand rayon que la Ligne polaire,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif objet de l';nvenx"n, les pièces à souder étant représentées partiellement coupée s, et
- La figure 6 est une vue schématique de profil d'un autre mode de réalisation de ce dispositif.
Comme indiqué plus haut, L'invention consiste à mesurer le champ magnétique rémanent en différents endroits le long de la ligne de joint et à créer un champ antagoniste de valeur constante, mais opposé au champ rémanent, de sorte que le champ résultant ait une valeur nulle ou suffisamment faible pour ne pas être genant.
La figure 2 montre, vu de dessus, un dispositif expérimental utilisé pour créer un champ magnétique antagoniste lorsque la ligne de joint est de forme circulaire.
Ce dispositif se compose d'un électro-aimant 20 placé sur un support horizontal 22. L'électro-aimant 20 se compose d'une bobine 21 entourant un noyau 23 qui peut être par exemple en fer doux. La ligne polaire de l'électro-aimant 20 est le cercle Cl représenté schématiquement en traits mixtes sur le dessin. On a également représenté sur celui-ci un système d'axes Ox, Oy dans le plan du support 22, dont le centre est confondu avec le centre du cercle Cl. Les deux axes sont perpendiculaires et l'axe Oy est confondu avec celui de la bobine 21.
Les courbes de la figure 3 correspondent à des mesures effectuées sur le cercle C1 et celles de la figure 4 à des mesures effectuées sur un cercle C2 dont le diamètre est supérieur à celui du cercle C1, la différence entre les deux diamètres étant par exemple de 40 mm. Les courbes des figures 3 et 4 sont obtenues de la manière suivante
Pour une valeur donnée de L'intensité du courant dans la bobine 21, on mesure le champ magnétique en différents points de la ligne polaire Ci. Sur la figure 3, on trace une ligne OAI dont L'angle avec l'axe Ox est identique à celui de la ligne OA de la figure 2 et dont La longueur est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique mesuré (pour la clarté du dessin, le point O n'a pas été indiqué sur la figure 2). On obtient ainsi un polygone, tel que le polygone P1 sur la figure 3. Sur celleci, les polygones P1, P2, P3 et P4 correspondent respectivement à des valeurs d'intensité de courant dans la bobine 21 de O ; 1,5 ; 3 et 5 ampères.
Pour une valeur donnée de L'intensité du courant dans la bobine 21, on mesure le champ magnétique en différents points de la ligne polaire Ci. Sur la figure 3, on trace une ligne OAI dont L'angle avec l'axe Ox est identique à celui de la ligne OA de la figure 2 et dont La longueur est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique mesuré (pour la clarté du dessin, le point O n'a pas été indiqué sur la figure 2). On obtient ainsi un polygone, tel que le polygone P1 sur la figure 3. Sur celleci, les polygones P1, P2, P3 et P4 correspondent respectivement à des valeurs d'intensité de courant dans la bobine 21 de O ; 1,5 ; 3 et 5 ampères.
Les courbes de la figure 4 sont obtenues de la même manière mais les mesures sont effectuées sur le cercle C2. - Les polygones P51 P6, P7 et P8 correspondent à des intensités de courant dans la bobine 21 de O ; 1,5 ; 3 et 5 ampères respectivement. Les courbes P1 et P5 sont obtenues pour une intensité nulle dans la bobine 21 et représentent donc le champ magnétique rémanent. On voit que la valeur du champ magnétique sur la ligne polaire (cercle C1) est, au moins suivant l'axe des x, supérieure à la valeur du champ magnétique rémanent.
Cependant, à une distance légèrement plus grande, de L'ordre de 20 mm (correspondant à la différence des rayons des cercles C1 et
C2), la valeur du champ magnétique mesurée est pratiquement égale à celle du champ rémanent. On voit donc que, dans le cas d'un joint circulaire, on peut utiliser un dispositif du type de celui qui est illustré à La figure 2 agencé de sorte qu'il ait une ligne polaire correspondant approximativement à ia ligne de joint et faire passer dans la bobine 21 un courant constant dont la valeur et Le sens sont déterminés pour que le champ résultant soit le plus faible possible.
C2), la valeur du champ magnétique mesurée est pratiquement égale à celle du champ rémanent. On voit donc que, dans le cas d'un joint circulaire, on peut utiliser un dispositif du type de celui qui est illustré à La figure 2 agencé de sorte qu'il ait une ligne polaire correspondant approximativement à ia ligne de joint et faire passer dans la bobine 21 un courant constant dont la valeur et Le sens sont déterminés pour que le champ résultant soit le plus faible possible.
La vue en perspective de la figure 5 illustre un dispositif permettant d'effectuer la soudure suivant une ligne de joint rectiligne.
On retrouve sur cette figure les pièces à souder 10 et 12 en contact l'une avec l'autre suivant La ligne de joint 14. Le dispositif objet de L'invention, portant la référence générale 36, comprend une première bobine 24 équipée d'un noyau 26 et une deuxième bobine 28 équipée d'un noyau 30. Les deux bobines sont placées à une certaine distance L'une de L'autre et leurs noyaux sont perpendiculaires à la surface supérieure des pièces 10 et 12.Les noyaux 26 et 30 ont une Longueur supérieure à celle des bobines 24 et 28 et ont une de Leurs extrémités en contact avec les pièces 10 et 12 au niveau de ta Ligne de joint 14. Les autres extrémités des noyaux 26 et 30 sont fixées aux extrémités d'une barre de liaison 32, Laquelle est réalisée en un matériau â haute perméabilité magnétique ainsi que les noyaux 26 et 30. La barre 32 présente une rainure longitudinale 34 dont la longueur est pratiquement égale à la distance entre les bobines-24 et 28 et dont la largeur est suffisante pour permettre le passage du faisceau d'électrons 16. L'ensemble est placé de sorte que la rainure 34 soit pratiquement parallèle à la ligne de joint 14.
Dans le cas particulier décrit ici, Le dispositif 36 constitué par la barre 32 et les deux bobines 24 et 28 est fixe par rapport aux pieces à souder et c'est le faisceau 16 qui se déplace à l'intérieur de la rainure 34.
L'alimentation électrique des bobines est telle que le champ magnétique créé se referme sur lui-même à travers les pièces 10 et 12 et la barre 32. C'est ainsi que, dans l'exemple particulier illustré à la figure 5, le champ magnétique va de la bobine 24 à la bobine 28 en passant à L'intérieur des pièces 10 et 12, comme cela est symbolisé par la flèche F1, représentée en traits interrompus, et qu'ensuite le champ magnétique va de la bobine 28 à la bobine 24 en passant le long de la barre 32, comme cela est symbolisé par les flèches F2 également en traits interrompus. De toute façon, les bobines sont posées et appliquées sur Les pièces à souder de manière à maintenir une bonne liai son magnétique des lignes de flux.
Pour effectuer la soudure au voisinage des bords des pièces 10 et 12, on place en contact avec ces dernières une pièce métallique qui assure un pontage des Lignes de flux.
Comme indiqué ci-dessus, L'opération se déroule à l'intérieur d'une enceinte étanche et il n'est pas possible d'intervenir en cours d'opération pour modifier le courant circulant dans les bobines. Cependant, celui-ci est choisi une fois pour toutes avant de commencer L'opération de soudure, en fonction des valeurs mesurées du champ rémanent. Cette valeur est telle que le champ magnétique résultant ait une valeur qui peut éventuellement être nulle à certains endroits, mais qui, ailleurs, a une valeur variant entre certaines limites suffisamment faibles pour que le faisceau ne soit pratiquement pas dévié à L'intérieur du plan de joint.
La vue de profil de la figure 6 ilLutre un autre dispositif utilisable dans Le cas ou la ligne de joint n'est plus rectiligne. Sur la figure 6, on ne voit que la pièce 12 car le plan de joint est confondu avec celui de La figure, au moins à l'endroit où est effectuée La soudure.
Comme précédemment, on retrouve les bobines 24 et 28 avec Les noyaux 26 et 30 reliés par la barre de liaison 32. Comme ci-dessus, le champ magnétique se ferme à l'intérieur du circuit constitué par les bobines, les pièces 10 et 12 et la barre de liaison 32 comme cela est indiqué symboLiquement par les flèches F1 et F2 sur La figure 6.
Cependant, dans cette variante, la barre 32 n'a pas besoin de comporter une rainure 34 car elle est fixée directement au canon à électrons 38. En fait, elle peut être fixée soit directement à ce dernier, soit au tube de blindage 40 qui entoure le faisceau 16. Dans cette variante, c'est tout l'ensemble constitué par le canon à électrons 38, le tube de blindage 40 et
Le dispositif 36 qui se déplace Le Long de la ligne de joint 14.
Le dispositif 36 qui se déplace Le Long de la ligne de joint 14.
Dans ce cas, les premières extrémités des noyaux 26 et 30 ne sont pas en contact étroit avec La face supérieure des pièces 10 et 12, mais à une distance très faible de celLe-ci, de L'ordre du millimètre. Le fonctionnement est le même que précédemment, l'intensité du courant dans Les bobines étant déterminée de manière à avoir un champ antagoniste d'une valeur telle que le champ résultant soit te plus faible possible.
Ainsi, le procédé et le dispositif objets de l'invention présentent des avantages particulièrement intéressants puisqu'ils permettent de souder des pièces de grandes dimensions et de forte épaisseur sans que Le faisceau d'électrons ne soit dévié de manière trop importante sous L'effet du champ magnétique résultant. Ceci est dû au fait qu'on applique un champ antagoniste destiné non pas à annuler Le champ rémanent, mais à obtenir un champ résultant de va Leur suffisamment faible pour que La déviation du faisceau soit minime. De plus, les dispositifs illustrés aux figures 5 et 6 sont simples et peuvent être réalisés facilement à partir d'éléments disponibles dans le commerce.
Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais qu'on peut envisager de nombreuses variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'homme du métier pourra, suivant chaque application particulière envisagée, utiliser n'importe quel type de dispositif magnétique ou électromagnétique apte à créer un champ antagoniste de valeur telle que la valeur du champ résultant reste dans des limites données. Dans le cas des dispositifs illustres aux figures 5 et 6, il pourra faire varier la forme, la construction et le matériau constitutif des bobines et de la barre 32 ainsi que, dans le cas de la figure 6, les moyens de fixation de cette dernière sur le canon à électrons. Enfin, si, dans la description qui précède, les tôles sont placées horizontalement, le faisceau d'électrons frappant leur face supérieure, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en les plaçant d'une manière différente, par exemple verticalement.
Claims (6)
- REVENDICATIONSde préférence inférieure à 1 gauss.magnétique résultant ait une valeur inférieure à 2 gauss,champ rémanent, mais de sens opposé, afin que Le champun champ magnétique de valeur sensiblement égale à celle duL'autre à L'aide d'un faisceau d'électrons (16) produit par un canon à électrons (38), Les deux pièces (10, 12) étant en contact L'une avec l'autre suivant une ligne de joint (14) Le long de laquelle doit être effectuée la soudure, un champ magnétique rémanent subsistant dans Les pièces (10, 12) au niveau de La ligne de joint (14), caractérisé en ce qu'il comprend Les étapes suivantes consistant à : (a) - déterminer la valeur du champ magnétique rémanent ; et (b) - appliquer, à l'endroit où doit être effectuée la soudure,1. Procédé de soudure de deux pièces (10, 12) l'une àLadite pièce, et de La deuxième bobine < 28) à la première t24) à travers la narre de liaison (32).Lorsque Leurs premières extrémités se trouvent au voisinage immédiat de l'une des pièces à souder, Le champ magnétique Créé aille de La première bobine (24) à la deuxième (28) à traversL'alimentation électrique des bobines (24, 28) étant telle, que- une barre de liaison (32) en matériau magnétique ayant deux extrémités pouvant être fixées auxdites deuxièmes extrémités des bobines électromagnétiques (24, 28),- une deuxième bobine électromagnétique (28) ayant une première extrémité et une deuxième extrémité ; et- une première bobine électromagnétique (24) ayant une première extrémité et une deuxième extrémité ;La revendication 1, caratérisé en ce qu'il comprend
- 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon
- 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que L'une au moins (24) des bobines comporte un noyau (26) en matériau magnétique disposé sensiblement suivant son axe, ce noyau (26) ayant une première extrémité pouvant être mise au voisinage immédiat de l'une des pièces à souder et une deuxième extrémité à laquelle peut être fixée l'une des extrémités de la barre de liaison (32).
- 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la barre de liaison (32) présente, entre ses deux extrémités, une rainure (34) permettant Le passage du faisceau d'électrons (16).
- 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de fixation de l'ensemble constitué par les deux bobines (24, 28) et la barre de liaison (32) sur l'une au moins des pièces à souder.
- 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de fixation de l'ensemble constitué par les deux bobines (24, 28) et la barre de liaison (32) sur le canon à électrons (38).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8714919A FR2622490A1 (fr) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Procede et dispositif de soudage de deux pieces a l'aide d'un faisceau d'electrons |
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FR2622490A1 true FR2622490A1 (fr) | 1989-05-05 |
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ID=9356255
Family Applications (1)
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FR8714919A Withdrawn FR2622490A1 (fr) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | Procede et dispositif de soudage de deux pieces a l'aide d'un faisceau d'electrons |
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---|---|
FR (1) | FR2622490A1 (fr) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1141535A (fr) * | 1964-04-15 | 1957-09-03 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de soudure des métaux par bombardement électronique |
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- 1987-10-28 FR FR8714919A patent/FR2622490A1/fr not_active Withdrawn
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