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Perfectionnements aux procédés et aux appareils employés pour la soudure et perfectionne- ments apportés aux produits soudés
La présente invention se rapporte d'une façon générale à la soudure électrique et plus par- ticulièrement à un procédé et à un appareil perfec- tionnée pour la soudure continue ou pour la soudure intermittente d'objets métalliques et surtout pour la soudure d'objets de forme tubulaire.
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La,, soudure électrique s'est développée rapidement pendant les dernières années. Bien que des procédés de soudure et des appareils de soudure aient été imaginés et utilisés pour la soudure con- tinue ou pour la soudure intermittente des matières telles que des objets en forme de tube, ils ont, jusqu'à ce jour, présenté certains inconvénients.
En premier lieu il faut noter que la plupart des installations industrielles ont été cons- truites de façon quelles fonctionnent au moyen d'un courant fourni par des contacts fixes ou mobiles ap- phqués sur différentes parties de la surface des tu- bes. Pour assurer un fonctionnement convenable de ce genre d'appareil, il était nécessaire de soumettre la matière à un nettoyage préliminaire tel que l'im- mersion dans un acide, ou le traitement mécanique de la surface.,soit à l'endroit dujoint, soit au voi- sinage des bords, soit encore à l'endroit dujoint et au voisihage des bords de façon à assurer non seu- lement une soudure nette, mais aussi des conditions convenables de, contact pour l'arrivée du courant nécessaire pour la soudure.
La présente invention se rapporte à un procédé de soudure qui ne dépend d'aucun nettoyage préliminaire ou d'aucun traitement spécial des feuilles ou autres matériaux qu'il s'agit de souder.
Ceci constitue un avantage marqué dans cette branche d'industrie car il en résulte la suppression d'une manipulation et d'un traitement préalable coûteux.
Si l'on considère que la simple manipulation mécani- que des matières de la nature de celles dont'il s'agit, à l'exclusion de tout traitement, représente
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une dépense d'environ six francs par tonne, on voit que les avantages du présent procédé sont en raison directe de la réduction du nombre de manipulations.
L'immersion dans l'acide, le soufflage au sable ou le traitement mécanique de la surface dans le voisi- nage des bords ajoutent aux frais une dépense sup- plémentaire de dix-neuf à trente-deux francs par tonne.
On distingue les procédés de soudure in- dustrielle par les différents genres de soudure ob- tenus, parmi lesquels on peut citer la soudure par points et la soudure continue. Bien que des sou- dures de ces types soient employées avec succès dans l'industrie pour certaines applications, les matières caractérisées par ces soudures ne peuvent pas tre utilisées pour tous les buts, soit en rai- son de la fragilité mécanique comparative des sou- dures, soit en raison du manque d'uniformité des- dites soudures. L'un des objets de la présente invention est un procédé de soudure caractérisé par la production d'une soudure continue à travers toute l'épaisseur de la matière et présentant des caractéristiques uniformes sur toute la longueur dujoint.
On s'est heurté également à des difficul- tés dans les installations industrielles pour la manipulation de matières d'une épaisseur considé- rable. Bien que certains procédés industriels puissent s'adapter à la soudure de matières dont l'épaisseur s'élève peut-'être à six millimètres, ils ntont pas été applicables industriellement à des matières ayant une épaisseur sensiblement plus
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grande. Le procédé et l'appareil qui font l'objet de la présente invention peuvent tre utilisés / pour efficacement des matières de l'épaisseur maximum rencontrée généralement dans des produits indus-' triels tels que ceux qu'on désire obtenir par sou- durs.
Le présent procédé et l'appareil qui fait l'objet de la présente invention peuvent par exemple souder d'une façon efficace des matières ayant une épaisseur de vingt-cinq millimètres à une vitesse d'environ neuf à quinze mètres par minute. Ceci est indiqué simplement à titre d'exemple et sans que ceci implique une limitation car la construction de la machine et l'amenée variable de courant per- mettent, entre certaines limites, d'obtenir des vitesses différentes de soudure d'une façon satisfai- sante avec différentes épaisseurs de matières.
On s'est heurté jusqu'à présent à une difficulté technique lorsqu'on voulait produire des objets tubulaires sensiblement droits, c'est-à-dire des objets non cintrés. A la connaissance de la demanderesse, il a été impossible de produire, au moyen des procédés connus, un objet suffisamment droit pour ne pas exiger un redressement subséquent pour le débarrasser des courbures. Il semble que ceci soit dû à deux facteurs principaux. L'un des fac- teurs était la surface relativement grande de l'ob- @ jet final qui .. xxx soumise à un chauffage appré- ciable et l'autre était la vitesse relativement faible à laquelle se produit le chauffage de bout à bout .
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Conformément à la présente invention, on peut effectuer une soudure dans des conditions telles que la chaleur soit concentrée pour ainsi dire entièrement sur le joint de façon que la plus grande tendance à la dilatation affecte un pourcen- tage trop faible du métal total présent pour écar- ter ce dernier, d'une façon très appréciable, de /pour une son alignement primitif, la soudure s'effectuant / pièce dé- terminée à une vitesse telle qu'on puisse réaliser des con- ditions sensiblement uniformes de température le long dujoint en ce qui concerne leur effet sur la forme de l'obj et.
Le présent procédé et leprésent appareil peuvent, au point de vue industriel, être caractéri- sés par lespoints suivants:
1 - Absence entière de nettoyage préala- ble ou de traitement préalable de la matière;
2 - Continuité ou uniformité de la soudure à travers toute l'épaisseur et toute la longueur du joint;
3 Soudure efficace des matières quelle que soit leur épaisseur, dans certaines limites;
4 - Obtention d'objets sensiblement libres de cintrage ou d'une déformation due à la température de soudure.
On obtient des résultats avantageux dans les sens qui viennent d'être indiqués par l'amenée du courant par induction.au lieu de l'amenée du cou- rant par contact.
Dans le procédé de soudure par contact dans lequel un contact mécanique ou électrique est établi nécessairement entre les matières à'souder
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et un conducteur approprié, il y a une perte très appréciable et variable de courant pendant l'exécu- tion de la soudure continue. Ceci est vrai, que les contacts se déplacent avec la matière ou non, parce que différents contacts sont appliqués sur des par- ties de surface possédant des conductibilités dif- férentes et parce que les contac ts individuels eux-mêmes, lorsqu'ils peuvent se déplacer avec la matière, sont écartés lesuns par rapport aux autres.
Il en résulte nécessairement différentes conditions de température à des moments différents et en des points différents ce qui conduit à une irrégularité ou une absence d'uniformité dans la nature de la soudure. Outre les résultats mndési- tables qui viennent d'être indiqués, tous les pro- cédés de soudure par contact, quelle que soit la nature des contacts, présentent le désavantage qu' en raison de la résistance normalement plus grande sur le trajet compris entre les élements de contact (trajet sur lequel est place le jointe que celle du trajet de retour à travers le tube, une, grande par- tie de l'énergie fournie est gaspillée pour le chauf- fage de la partie postérieure du tube.
Dans la pratique, cette quantité varie en raison inverse du diamètre du tube qu'on soude de fa- con que les pertes totales d'énergie dans le trajet de retour et la perte entre le tube et les contacts considérées ensemble représentent une partie très im- portante sinon la partie la plus importante d'énergie fournie. Ces désavantages s'ajoutent au -fait que, dans un appareil industriel du type qu'on a pu construire jusqu'à présent et qui dépend de
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l'utilisation d'une amenée. de courant au moyen d'un ou de plusieurs contacts, il n'a pas été possible de souder d'une façon continue des tubes dont l'é- paisseur des parois n'était pas plus grande, si elle l'était, que de cinq à six millimètres.
En amenant le courant de chauffage par induction, ainsi qu'il a été dit plus haut, les in- convénients et les difficultés rencontrées jusqu'à présent, en ce qui concerne les appareils de soudure par contacts soit pour la soudure par résistance pro prement dite, soit par la soudure par arc court = clair, dont il sera question plus loin, sont évités.
La présente invention, bien qu'elle ne soit pas limitée au procédé conformément auquel les bords des pièces à souder sont placés l'un contre l'autre et un courant électrique passe d'une pièce à l'autre, procédé qui est désigné dans ce mé- moire par l'expression "soudure par.arc court xx est particulièrement appropriée à ce procédé quoiqu'on puisse la considérer comme une combinaison de la soudure par arc court xxxxxxxx et de la soudure par résistance proprement dite ,en différents points successifs sur toute la longueur de la matière à souder pendant que ladite matière se déplace d'un mouvement continu ainsi qu'il sera dit plus loin avec plus de détails.
La soudure par arc court ou éclair, qui est caractérisée par la formation d'une flamme rela- tivement courte, étendue d'une façon sensiblement uniforme sur une partie considérable de la longueur d'une pièce, est le procédé le meilleur tendant à obtenir rapidement un état uniforme des bords.
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Un arc proprement dit tend à concentrer son action sur un ou sur des points relativement restreints et présente l'inconvénient de brûler en ces points la pièce à souder. Par contre, la soudure par arc court ou éclair tend à supprimer toutes les irré- gularités de la surface par une action égalisatri- ce rapide et conduit à la réalisation d'un état sen siblement uniforme des bords. Ceci permet d'emplo- yer la soudure par arc court sans traite- ment ou nettoyage préalables Minutieux des bords de la matière. D'autre part, si une telle matière possédant des bords irréguliers était soumise à la soudure par résistance proprement dite, il y aurait évidemment une résistance sans uniformité en dif- férants points sur la longueur ce qui empêcherait généralement la production d'un joint uniforme.
La soudure par arc court ou éclair consomme égale- ment la moitié de l'énergie électrique dépensée par la soudure par résistance proprement dite ou bien permet d'effectuer la soudure à une vitesse double pour la même consommation de courant.
La soudure par arc, court ou éclair est caractérisée par le fait qu'elle chauffe les points riches en carbone. Elle permet donc la soudure de la plaques de largeur non uniforme et la soudure de plaques sont la teneur en carbone n'est--pas uni- forme.
Dans la soudure par arc court ou éclair telle qu'on l'a exécutée jusqu'à présent, on avait besoin de courant d'une intensité extrêmement con- sidérable à bas voltage qu'on amenait dans la pièce à usiner'par 1!un des côtés dujoint et qu'on lais-
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sait s'écouler par le c8té opposé à travers des contacts extrêmement épais qu'on appliquait avec une pression relativement grande sur la surface du métal.
On remarquera, en outre, que tout procédé de soudure par contact, quelle que soit la construc- tion ou l'organisation des contacts et quelle que soit la matière utilisée, liquide ou solide, est caractérisé par un courant très considérable qui pénètre dans les contacts et par un courant qui sort du contact pour pénétrer dans la matière, une quantité énorme de chaleur étant dissipée par son passage dans les contacts épais refroidis par l'eau à partir du métal qui se trouve dans le voisinage du joint. Tous ces inconvénients ont, jusqu'à présent, limité nécessairement l'application de la soudure par contact à des courants d'une intensité relativement faible et ont, parconséquent, limité l'épaisseur de la matière que l'on pouvait souder avec succès par ledit procédé.
Bans l'utilisation d'un appareil à sou- dure par induction, au contraire, la seule limite à l'intensité des courants que l'on peut appliquer dans la matière pour la Bouder est celle que déter- mine la capacité de l'appareil lui-mme.
Sur le dessin annexé, on a représenté, à titre d'exemples seulement, certains modes dtexécu- tion préférés de la présente invention.. Sur ce dessin
La figure 1 est une vue en partie en élévation et en partie en coupe, d'un mode d'exécu- tion de la présente invention;
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La figure 2 est un plan de l'appareil représenté sur la fig. 1;
La figure 3 est une vue en bout de l'appareil représenté sur les fig. l et 2, certai- nes pièces étant supprimées pour plus de clarté;
La figure 4 est une coupe transversale suivant IV-IV de la fig. 1,certaines parties étant montrées en élévation;
La figure 5 montre en coupe les détails d'une forme préférée de construction dos molettes de façonnage;
La figure 5a est une vue analogue d la fig. 5, mais représentant les pièces dans la position de blocage;
La figure 6 est une élévation de coté
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fijàa n de la forme d'exécutioh préférée dnεùàk A tzxzs- Fte1a;
La figure 7 montre, à plus grande échelle, les détails d'une forme d'exécution modi- fiée de la présente invention, forme, grâce à la- quelle, on confine la matière presque fondue au point exacte où se ferme le joint;
La figure 8 est une élévation, vue de coté, d'une autre forme d'appareil construit con- formément à la présente invention;
La figure 9 est une coupe transversale verticale, suivant IX-IX de la fig. 8, vue dans le sens des flèches;
La figure 10 est une coupe transversale suivant X-X de la fig. 8 vue dans le sens des flèches ; La figure ll est une coupe transversale
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suivant XI-XI de la fig. 8, vue dans le sens des flèches;
La figure 12 est une coupe montrant certains détails exécutée suivant XII-XII de la fig. 8, ladite coupe étant vue dans la direction des flèches;
La figure 13 est un plan d'une partie de l'appareil représentée sur la fig. 8 ;
La figure 14 est une coupe horizontale suivant XIV-XIv de la fig. 8, vue dans le sens des flèches;
La figure 15 est une coupe verticale transversale à plus grande échelle, suivant XV-XV de la fig. 8 ;
La figure 16 est une coupe longitudinale partielle,à plus grande échelle, d'un tuyau que l'on est en train de souder;
La figure 17 est une vue de détail suivant XVII-XVII de la fig. 16 ;
La figure 18 est une coupe,à plus grande échelle, d'un des enroulements ;
La figure 19 est une vue en perspective, avec arrachement partiel,d'une forme d'exécution modifiée de la présente invention ;
La figure 20 est une vue schématique qui montre l'effet de répulsion qui se produit par suite de l'utilisation d'un enroulement intérieur;
La figure 21 est une vue de détail mon- trant un autre mode d'exécution d'enroulement in- térieur;
La figure 22 montre un troisième mode d'exécution d'un enroulement intérieur, les sections
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étant en nombre plus grand;
La figure 23 est une coupe transversale, @ à plus grande échelle, à travers l'assemblage/d'un noyau intérieur et de l'enroulement intérieur, sui- vant XXIII-XXIII de la fig.1;
La figure 23a est un plan d'une partie d'un des éléments protecteurs de l'assemblage du noyau et de l'enroulement intérieurs;
La figure 24 est un plan de la face in- férieure d'un des éléments protecteurs de l'assem- blage du noyau et de l'enroulement intérieurs;
La figure 25 montre les détails d'une forme d'exécution du mécanisme destiné à égaliser le joint;
La figure 26 est un plan d'un des modes d'exécution du mécanisme d'entraînement;
La figure 27 est une coupe de détails suivant XXVII-XXVII de la fig. 26;
La figure 28 est analogue à la fig. 25 et montre un mode d'exécution différent de la présente invention;
La figure 29 est une coupe verticale d'une forme légèrement modifiée de l'assemblage du noyau et de l'enroulement intérieurs,,
La figure 30 est une coupe transversale suivant XXX-XXX de la fig. 29;
La figure 31 est un plan d'une partie /ruban duxxxxxx de guidage à galets, représenté sur les fig. 29 et 30;
La figure 32, enfin, est une coupe mon- trant en détail une des enveloppes à galets repré- sentées sur la fig. 29
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Alors que la'soudure par induction peut, conformément à la présente invention,être réalisée par utilisation de noyaux internes-ou)
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externes et/par l'utilisation ( m '.t,$,',,' ,.n,j d'enroulements, les résultats caractéristiques que l'on obtient des différents types de machines sont entièrement différents.
Dans les conditions de température auxquelles doit être soumise la matière pendant qu'on l'élevé à la température où s'effectue la soudure, il y a évidemment une tendance de la ma- tière fondue et (ou) de la matière gazeuse à couler,
On a constaté que l'écoulement ainsi produit peut être contrôlé électriquement de façon à produire au moins un courant principal de'métal fondu, de va- peurs et d'impuretés vers l'extérieur, de façon que le joint soit débarrassé convenablement de toute ma- tière étrangère, que les impuretés soient transpor- tées vets l'extérieur de l'objet à manufacturer et qu'unjoint propre soit assurée On atteint ce but, conformément à la présente invention,
par l'utilisa- tion d'un enroulement intérieur constituant un con- ducteur pour le courant et en utilisant la matière que l'on soude comme un secondaire mobile pour cet enroulement de façon que, lorsque le métal du joint est chauffé au point de fusion, xxxxxxxxxx et vaporisé sous l'influence de la température at- teinte, il se produise une répulsion magnétique entre l'enroulement intérieur agissant comme l'un des conducteurs et la vapeur de métal du joint agissant comme l'autre conducteur.Au point de vue industriel, il en résulte un avantage marqué par rapport aux appareils de soudure construits et
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et utilisés jusque présent,.
Ces différentes caractéristiques seront examinées dans ce qui suit en détail, de façon à' fournir une explication plus claire et plus com- plète de la présente invention. Dans ce .but, on examinera d'abord les figures 1 à 7 et les fi- gures 21 à 24, du dessin annexé.
Bans la forme préférée d'exécution de la présente invention, la soudure est réalisée en- tièrement à l'intérieur ou entre deuxjeux de mo- lettes, Afin de réaliser ces deuxjeux de molettes dn utilise deux btis principaux désignés par 2 et par 3 qui, dans ce qui suit, seront appelés carters. Les deux carters out, d'une façon géné- rale, la même construction)les détails d'un des carters étant représentés sur la fig. 4.
Cette figure montre que le carter, construit de préféren- ce en acier,est d'une construction spéciale desti- née à résister aux efforts énormes auxquels '..il. est soumise, et qu'ilest organisé, de façon à. pré- senter une série d'ouvertures 4- destinées à re- cevoir des molettes, ces ouvertures faisant face à l'axe du carter. Entre ces ouvertures se trouvent des supports 5 d'une construction convenable quel.- conque pour coopérer avalc les extrémités des arbres 6 qui tournent à l'intérieur desdites ouvertures.
Autour de chacun de ces arbres, se trouve un manchon excentrique 7, Tous ces manchons qui ont, d'une façon générale, la même construction, sauf les deux qui coopèrent avec les arbres 6 dis- posés dans la partie supérieure du carter, de part et d'autre de l'axe de symétrie dudit carter, comportait , des pignons coniques 8 fixés à l'une des extré-
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mités desdits manchons et faisant, de préference, corps avec eux, l'autre extrémité de ces manchons portant des pignons coniques 9 montés de pré- férence surdos collerettes démontables vissées en place sur les manchons sus-visés; des clavettes conve,nables 10 empêchent le détachement accidentel desdits pignons.
Comme on le voit sur la fig. 4, ces pignons engrènent les uns avec les autres, de façon que la rotation d'un des manchons assure la rotation correspondante de tous les manchons.
On peut obtenir cette rotation en montant à l'intérieur de chacun des carters un arbre 11 portant à son extrémité tournée vets l'intérieur un pignon conique 12 engrenant avec le pignon d'un des manchons 7, ledit arbre 11 portant à son extrémité extérieure une roue hélicoïdale 13.
Avec cette dernière, coopère une vis sans fin 14 que l'on peut tourner de n'importe quelle façon voulue, par exemple au moyen d'un volant 15.
Ce volant peut être pourvu de dents ou crans 16 susceptibles de venir en prise avec un cliquet fixe, une crémaillère ou tout autre organe de retenue 17 qui empêche un mouvement accidentel à partir d'une position fixée et réglée d'avance.
L'organisation décrite montre que la rotation du volant 15 provoque une rotation simultanée cor- respondante de tous les manchons 7 dans un sens ou dans l'autre.
Sur chacun de ces manchons est montée une molette de façonnage 18, toutes les molettes étant d'une construction générale similaire-. Sauf les deux molettes de la partie supérieure de chacun des
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/ glacées ' carters/ de part et Vautre de l'axe de symétrie , lesdites molettes sont pourvues de dents 19 et 20 à chacune de leurs faces, (les deux molettes supérieu- res ne présentant des dents qu'à l'une de le= faces) grâce à quoi toutes les molettes peuvent engrener le les unes avec les autres, comme font les manchons correspondants.
En raison de cette organisation, la rota- tion d'une des molettes de façonnage provoque la rotation correspondante et simultanée de toutes les molettes. Cette rotation peut être provoquée par un arbre de commande 21 monté dans chacun des carters, de préférence en regard de l'arbre de régla- ge 11, ledit arbre 21 étant monté dans des sup- ports appropriés. Chacun des arbres de commande porte à son extrémité tournée vers l'intérieur un pignon de commande 22 engrenant avec les dents d'une des molettes de façonnage.
son autre extré- mité, l'arbre de commande peut être pourvu d'une roue hélicoïdale 23 susceptible d'ête commandée au moyen d'une vis sans fin 24, à partir d'une sour- ce d'énergie appropriée quelconque, telle qu'un mo- teur électrique non représenté. il est bien enten- du que les vis sans fin de-':
commande, 24 de cha- cun des deux carters peuvent tre commandées soit à partir d'un arbre commun soità partir d'arbres séparés, comme on le désire. toutefois, dans la plupart des cas les molettes de façonnage sont actionnées à des vitesses sensiblement égales, ce qui rend superflues des commandes séparées. '
La construction des roues dentées 19
20 et 22 permet un certain déplacement radial rela-
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tif entre lesdits engrenages, ce déplacement relatif étant suffisant pour permettre le réglage simultané de toutes les molettes de façonnage, par rapproche- ment ou par éloignement de l'axe du carter, grâce à la rotation des manchons excentriques 7, comme il a été dit plus haut.
La machine ainsi constituée comprend, dans chacun de ses carters, cinq molettes de façonnage susceptibles de tourner simultanément dans la même direction et capables d'être réglées simultanément par rapprochement ou par éloignement de l'axe du carter, ce qui leur permet de recevoir des objets de diamètres différents, cette organisa- tion permettant de faire varier à.volonté le degré de pression appliquée à la matière ainsi que le diamètre final desdits objets.
Les manchons 7 et les molettes de façon- nage 18, qui se trouvent dans la partie supérieure de chacun des carters et de part et d'autre de la li- gne de symétrie, ne diffèrent, au point de vue de leur construction, des autres pièces correspondantes que par le fait que leurs extrémités voisines peuvent être écartées l'une de l'autre et peuvent ne pas engréner l'une avec l'autre, comme on le montre clai.- rement sur la figure 4. Cette organisation crèe un espace S qui, au cours du fonctionnement de l'ap- pareil, interrompt la continuité du circuit conduc- /tandis qu'un teur que constitue le méfaitcircuit continu qur se- rait établi si tous les manchons et toutes les mo- 1 lettes engrenaient en ce point. Cette interruption du circuit est particulièrement importante comme on le verra par la suite.
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Bans ce qui précède on n'a décrit en dé- tail qu'un:'seul des carters mais il est clair que les carters peuvent être tous deux d'une construction généralement analogue et qu'ils pèuvent être adaptés pour fonctionner de la même façon. La description de ce carter suffira.
Entre les carters 2 et 3 se trouve un bâti ou châssis 25 ' dont les détails sont représen- tés sur la fig. 6, ledit châssis comportant des galets 26 en nombre voulu quelconque qui servent à la fois d'organes de maintien pour l'objet à fabri- quer et d'organesde pression. Le châssis 25 est construit de faon que le passage qu'osent les galets 26 puisse être élargi ou diminué par contraction ou par dilatation dudit châssis. Ce réglage peut être réalisé par l'utilisation d'un châssis 25 divisé ou élastique, tel que celui qui est représenté sur la fig. 6 et par le montage d'une tige 27 pourvue de deux xxx pas de vis en sens contraires, qui viennent en prise avec les parties respectives du, châssis.
Grâce à cette construction, la rotation de la tige 27 - dans un certain sens rapproche les galets 26 les uns des autres, tandis que la rota- tion en sens contraire;-: les écarte l'un de l'autre,
Bien que le châssis divisé ou élastique qui vient d'être décrit soit efficace pour réaliser des réglages peu importants desgalets de maintien 26, des dispositions doivent être prises pour pou- voir régler, entre des limites plus importantes, lesdits galets lorsque le diamètre des objets à sou- der se modifie d'une façon importante.
La construc- tion représentée sur la fig. 6 permet de réaliser
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ce réglage par l'enlèvement en bloc des galets de maintien 26 ainsi que des paliers 26' sur les- quels ils sont montés et par l'interposition de cales d'une épaisseur appropriée ou d'un organe d'espacement entre la semelle des paliers et les embases 25' prévues pour ces paliers sur ledit châssis, Far l'interposition de cales ou d'organes d'espacement d'une épaisseur uniforme derrière chacun des paliers, on peut maintenir l'écartement désiré entre tous les galets de maintien.
A la partie supérieure des carters 2 et 3 /-ou carcasse se trouve placée une culasse en fer feuilleté qui s'étend, d'une façon continue, à travers lesdits / dans carters, / un plan situé entre les molettes de fa- çonnage supérieures 18 des carters correspondants.
/ Avec cette culasse coopère une pièce polaire 29 qui, de préférence, est également feuilletée et qui est pourvue d'une ouverture centrale d'un diamètre un peu plus grand que le diamètre maximum de la ma- /Avec tière à souder dans l'appareil. A cette ouverture centrale de la pièce polaire 29' coopèrent des pièces polaires individuelles 30 qui toutes font saillie vers l'axe réel de passage entre les molet- tes de façonnage du carter 2 comme on le voit clairement sur la fig. 1.
On a constaté qu'on ob- tenait des résultats très avantageux en construi- sant les pièces polaires individuelles, de façon qu'elles agissent pour produire un circuit magnéti- que qui pénètre nettement dans la zone délimitée par la périphérie extérne des molettes de façon- nage 18 dus carters 2.
Une telle construction et un tel arran-
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gement des organes sont désirables, comme il sera indiqué dans ce qui suit. La fig. 3 toutefois, montre que ces pièces polaires individuelles 30 constituent un circuit magnétique sensiblement continu qui coopère étroitement avec l'extérieur de la matière M travaillée dans l'appareil.
Lorsqu'on désire utiliser. l'appareil pour des ma- tières de longueur relativement faible, la deman- daresse utilise, de préférence, une deuxième pièce polaire 31 analogue à la pièce polaire 29 mais disposée du côté de l'entrée du carter 3. Cette pièce polaire présente, d'une façon analogue, une ouverture centrale d'un diamètre plus grand que le diamètre maximum de la matière à travailler et elle porte un revêtement interne feuilleta 32 suscep- /que ladite pièce tibia de recevoir directement la matière M sans /- polaire puisse venir en contact avec elle.
En raison du fait bien connu que le flux magnétique, lorsqu'il entre dans les lamelles sui- vant une direction perpendiculaire à leur surface produit un échauffement nuisible, la demanderesse prévoit de préférence, dans la culasse 28 (et à l'alignement des pièces polaires 29 et 31), une sé- rie de bouchons 33 caractérisés par des lamelles disposées et organisées de façon que le flux magné- tique passe d'une façon continue à travers le cir- cuit magnétique constitué en entrant et en sortant toujours,dans toutes les lamelles/par le bord.
Lorsque l'appareil est construit pour son application des pièces relativement longues ou pour des opérations de soudure continues on peut suppri- mer complètement'la pièce polaire 31 et les piè-
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ces qui-coopèrent avec elle. Dans ce cas la cu- lasse 28 peut être prolongée vers l'arrière sous forme d'une poutre en métal feuilleté 34, disposée en porte-à-faux et supportée d'une façon appropriée par des étrésillons 35 appuyés sur le carter 3, cette poutre 34 ayant une construction appropriée pour réaliser le prolongement voulu du circuit ma- gnétique constitué par la culasse 28/ ledit prolon- gement en métal feuilleté descendant jusqu'à un noyau central 36 et formant corps avec lui.
Il résulte clairement de ce qui précède que les Expressions "soudure continue" et "soudure intermittente" utilisées ci-dessus, ne définissent pas des opérations caractéristiques différentes mais que ces expressions visent les rapports de ces opérations avec la matière traitée. Le mot "inter- mittent" utilisé dans ce mémoire se rapporte au travail d'objets de longueur limitée, tandis que le mot "continu" se rapporte à la soudure d'objets plus longs que les tuyaux qu'on trouve dans le commerce.
Lorsqu'on doit utiliser la pièce polaire 31, on construit la poutre 34 entièrement en tenant compte de la charge mécanique qu'elle doit supporter et non pas en envisageant la constitution d'un circuit magnétique. Dans ce cas, les plaques de raccord 37 peuvent 'être en une matière non- magnétique de façon qu'il ne se forme pas de circuit magnétique fermé entre la poutre et l'assemblage intérieur 36 dont les détails sont représentés sur la figure 23. Ledit assemblage comprend alors en
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/intérieure en outre, une pièce polaire/ 39 située à peu près dans le plan des extrémités des pièces polaires individuelles 30.
Dans cette construction, le circuit magnétique passe successivement par la pièce polaire 39, par les pièces polaires individuelles
30, par les pièces polaires 29, par la carcasse
28, par les pièces polaires 31, par les revête- ments 32, par la pièce polaire intérieure 38 et par le noyau de l'enroulement. Comme on le voit sur la fig,,, l, ce circuit comprend deux entrefers chacun de dimensions suffisantes pour recevoir la matière à souder.
Mais, lorsqu'on veut effectuer la soudure continue, laquelle ne dépend pas de l'utilisation des pièces polaires 31, 32 et 38, ces pièces peu- vent être complètement supprimées et on peut éta- blir directement un circuit magnétique à l'entrée de l'appareil, entre la poutre 34 et l'assemblage intérieur, par une construction telle que celle qui a été mentionnée plus haut.
Cette organisation améliore les conditions de fonctionnement en ce sens qu'elle constitue un circuit magnétique ne présentant qu'un seul entrefer, celui qui existe nécessairement entre lespièces polaires individuel- les extérieures 30 et la;: pièces polaire.,,, inté- rieure:; 39, Un enroulement 40, coopérant avec l'as- semblage intérieur et porté par celui-ci, enrou- lement qui peut être muni de conducteurs appropriés non représentés, peut s'étendre vers l'arrière à travers l'assemblage et être relié à une source .convenable de courant électrique non représentée.
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Le courant provient toutefois d'une source à bas voltage d'une puissance suffisante pour la soudure par induction envisagée ici.
Grâce à la Gustation décrite, une pièce de matière M cintrée sensiblement en forme de tube peut être amenée dans l'appareil, au-dessus de l'assemblage intérieur et au-dessous de la poutre 34, dans le trajet des molettes de façon- nage du carter 3. Ces molettes agissent dans cer- tains cas, pour forcer le tube à prendre des dimensions uniformes ou pour amener les bords oppo- sés de la matière à la distance voulue ou dans le voisinage immédiat l'un de l'autre tout en empê- chant, de préférence, que lesdits bords ne viennent en contact l'un avec l'autre. La matière traverse alors le passage compris entre les galets de ré- glage 26 qui peuvent être réglés de façon à maintenir entre les bords la distance convenable.
Pendant ce temps la matière s'est déplacée au-dessus d'une partie de l'enroulement 40.
En continuant de se déplacer, la matière passe au-dessus de la partie restante de l'enrou- lement 40 ainsi qu'au dessus de la pièce polaire intérieure 39 et entre dans le plan des axes des molettes de façonnage du carter 2. Ces molettes agissent pour continuer de déformer la matière et pour amener les bords en contact franc dans les conditions de pression nécessaires pour réali- ser la soudure désirée.
-Dans la pratique, l'écartement des organes peut être tel, par exemple, que les bords viennent en contact l'un avec l'autre en un point situé entre
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les galets 26 et le plan des axes des molettes da façonnage du carter 2. Au premier contact des bords, en supposant que l'enroulement 40 soit excité, il s'établit un court-circuit dans la matière M qui constitue un secondaire mobile.
Il en résulte un arc très court qui tend à se dé- placer ou à s'étendre vers l'arrière sur une dis- tance très appréciable le long du joint. Les con- ditions tendant à amorcer cet arc court ayant été créées on le maintient uniforme dans l'espace /le déplacement quelle que soit/ larurée et pendant la durée du déplacement de la matière, vers l'ayant, à travers la machine.
/vers l'arriére Entre le point de contact réel/et le point à partir duquel l'arc court ne se produit pas s'étend une zone qu'on peut désigner par l'expres- sion "zone d'arc court" tandis qu'entre le point où se,produit le premier contact et le plan qui renferme les axes des molettes de façonnage du car- ter 2 existe ce qu'on pourrait appeler la "zone de chauffage par résistance" zone dans laquelle les bords, chauffés à la température de soudure, sont en contact intime. Par le réglage approprié des galets 26 on peut faire varier la zone d'arc court et la distance réelle entre celle-ci et la zone de chauffage par résistance.
La séparation entre les bords dans la zone 'd'arc court conduit à une chute de potentiel plus grande et par conséquent/une dépense plus grande d'énergie dans le joint pro- prement dit que dans le cas de la soudure par ré- sistance ordinaire.
Plus l'intervalle entreles bords est grand à condition que l'arc ne soit pas éteint, plus la
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la chute de potentiel à travers l'intervalle est grandeet plus grande est la fraction que représente cette chute du potentiel par rapport à la force électro motrice totale créée dans un tour du secondaire mo- bile. Ceci étant, l'intervalle consomme une frac- tion d'autant plus grande d'énergie totale consommée par tour du secondaire et les pertes de puissance à travers le circuit de retour constituée par le métal représentent une fraction d'autant plus petite de l'énergie totale consommée pour autant que le diamètre du tuyau dont il s'agit ne soit pas plus grand que 60 à 90 centimètres.
Ceci étant admis, il est clair pour l'homme de métier que pour ainsi ,dire, tout le courant qui traverse le tuyau représente du courant réellement consommé pour la soudure, la chute de potentiel à travers l'intervalle agissant comme facteur de ré- glage pour la tralité du courant. Ceci est complè- tement différent de l'ancien procédé de soudure par résistance dite "soudure par contact" dans lequel le passage de courant par le circuit de retour n'est pas limité directement par la chute de potentiel qui se produit à travers lejoint et dans lequel le courant, dans le circuit de retour, peut atteindre des valeurs énormes qui représentent entièrement des pertes définitives.
Il est évident que si les molettes de fa- çonnage étaient en contact continu l'une avec l'autre tout autour du tuyau, elles constitueraient également une partie du secondaire et, pour ce motif, elles seraient!soumises également à un échauffement nui- sible. Cet échauffement ne serait pas seulement
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nuisible au point de vue de l'installation propre- ment dite mais aussi au point de vue des pertes énormes que cet échauffement représenterait.
L'existence d'un enroulement à l'intériour de la matière à souder est extrêmement désirable non seulement au point de vue du fonctionnement de l'appareil à souder mais aussi au point de vue de la construction. Les caractéristiques se rapportant à la soudure seront examinées en premier lieu en se référant à la fig/ 20 du dessin annexé. Sur cette figure on a représenté la matière M avec ses bords voisins m et m' légèrement écartés, cette figure, représentant des conditions telles que celles qui existent dans la zone mentionnée plus haut. Dans cette zone le chauffage est tel qu'il amène la température de la matière à un point où une partie de ladite matière est vaporisée.
Ce métal vaporisé agit comme conducteur secondaire qui est ; écarté de l'enroulement 40 lequel constitue un conduc- teur primaire et dans lequel le courant passe dans le sens opposé à celui du courant induit dans la vapeur.
Ceci étant, il se produit unerépulsion magnétique entre les deux conducteurs, En raison du fait que le conducteur constitué par l'enroulement n'est pas libre de se déplacer, la vapeur V est .repoussée vers l'extérieur de la façon qu'on a in- diquée sur la figure 20 dans une mesure qui est déterminée par la répulsion, cette dernière ayant. été trouvée en pratique suffisamment grande pour débarrar, d'une façon .efficace, le joint chauffé de toutes matières étrangères de façon que, lorsque
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les bords sont amenés ensuite en contact l'un avec l'autre, il n'y ait rien qui puisse empêcher la formation d'unjoint sensiblement parfait.
Ce refoulement de la vapeur vers l'exté- rieur présente l'avantage net de débarrasser com- plètement les bords,que l'on doit assembler pour former le joint,de toutes impuretés, grâce à quoi lorsque lesdits bords sont enfin mis en contact l'un avec l'autre pour former le joint, ce dernier ne renferme que du métal pur. Ceci contribue évi- à demment d'une façon très sensible/la production d'une soudure qui, non seulement est plus parfaite, mais qui est aussi plus sensiblement uniforme d'un bout à l'autre. Il en résulte en outre l'avantage de la formation d'une zone avant la fer- /d'arc court meture finale du joint car une opération caractéri- sée par le maintien en contact continu des bords empêche nécessairement la production d'une répulsion vers l'extérieur, répulsion qui produit un effet efficace de nettoyage.
Il ne semble pas qu'on ait proposé, jusqu'à présent, de monter un enroulement à l'intérieur d'un tuyau et d'utiliser l'action caractéristique de cet enroulement pour nettoyer /le le joint et pour/débarrasser des impuretés. Il est clair que cet effet ne pourrait être obtenu dans un appareil qui n'utiliserait qu'un noyau in- térieur car un noyau constitue simplement un or- gane porteur de flux tandis qu'un enroulement cons- titue un organe exerçant une fonction dynamique, c'est-à-dire un organe qui xxxxx produite un flux réel. L'intensité de la répulsion augmente avec
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une vitesse extrême lorsque l'on rapproche les deux'-conducteurs l'un de l'autre et cette intensité décroît lorsque les conducteurs sont écartés l'un de l'autre.
Lorsqu'il y a une distance appréciable quelconque entre les deux conducteurs il se produit un espace, d'air et de métal) de dimensions telles qu'il puisse recevoir une partie importante du flux magnétique du conducteur primaire et (ou) du /soient conducteur secondaire, de sorte que la transmission d'énergie et l'effet de répulsion sour réduits d'une façon considérable.
Il en résulte clairement que le voisinage immédiat du primaire et du secon- daire a une importance capitale pour l'amenée d'une grande quantité d'énergie et que deux conditions sont désirables pour obtenir un nettoyage efficace du joint, L'une de ces conditions est la formation et le maintien d'une zone importante dans laquelle les bords de la matière sont suffisamment écartés pour permettre la formation et la répulsion des va- peurs et l'autre condition est le maintien d'une distance suffisamment faible entre les deux conduc- teurs pour qu'il n'existe pas de passage apprécia- ble ou suffisant pour les pertes de flux magnétique.
Un autre avantage marque résulte du main- / d'arc court - tien de cette zone et de la vaporisation d'une partie du métal des bords voisins de l'objet à souder. Les hommes de métier savent que le volume des gaz engendrés lorsque le métal est vaporisé est environ mille fois plus considérable que le volume original du métal ainsi vaporisé. Ce volume de; gaz en continuellement refoulés, comme il a été dit/ débor- 1 dant même jusque un certain point au-dessus de
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l'autre côté dujoint provoque le maintien d'une atmosphère non oxydante de façon que la formation d'oxydes et leur inclusion subséquente dans le joint sont empêchées.
En outre, si les vapeurs qui se déplacent à grande vitesse pouvaient se diriger vers l'intérieur elles se condenseraient au moment où elles viendraient en contact avec l'enroulement intérieur et avec le noyau et se solidifie- raient sur ces organes, ce qui provoquerait, la for- mation d'un dépôt nuisible sur ledit assemblage.
Grâce à la présente invention, cet effet est pour ainsi dire complètement évité de sorte que la néces- sité de nettoyer l'intérieur de l'assemblage ne se présente pas souvent.
Au point de vue de la construction, on voit que l'enroulement intérieur occupe un espace qui ne peut pas servir à d'autres fins. Si l'enrou- lement était placé à l'extérieur du tuyau, un plus grand écart serait nécessaire entre les carters des molettes et il en résulterait une augmentation corres- pondante desdimensions de l'appareil et, par consé- quent des désavantages et des difficultés dans le fonctionnement dudit appareil. Certains de ces in- convénients résulteraient directement de l'augmen- tation de la difficulté de maintenir les bords du tube à l'espacement voulu pour pouvoir régler exac- /d'arc court tement les zones et de résistance.
Si on le désire, on peut pourvoir l'assem- blage intérieur de;, galets 44 et 45 dont les axes 46 et 47 sont légèrement déportés l'un par rapport à l'autre, comme on le voit sur la fig. l, ou l'on
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peut prévoir d'autres organes équivalents suscepti- bles d'être réglés pour augmenter ou diminuer l'es- pace total qu'ils occupent. Ces galets agissent de préférence sensiblement dans le plan des axes des molettes de façonnage 18 et sont disposés de façon que le galet 44 se trouve directement au- dessous du joint et tende à produire une surface interne lisse de la matière à souder.
Dans la pra- tique, il est préférable de construire ces galets en une matière non magnétique, telle que de l'acier non magnétique, bien que l'on ait obtenu des résul- tats satisfaisants avec des galets en fonte grise ordinaire '.
Bien qu'il n'y ait pas une interruption brusque du chauffage lorsque la matière, comportant / le plan un joint chauffé a dépassé /des pièces polaires 30 et 39, il y a une chute marquée en ce plan de la chaleur engendrée dans .le tuyau, Les pertes de chaleur par conduction et par radiation étant con- tinues, il est évident que si la distance entre le .-Point où le métal a sa température maximum et le point où la soudure est chauffée est trop grande, la température peut tomber dans desproportions telles qu'il ne puisse se produire une soudure sa- tisfaisante.
En prolongeant les pièces polaires individuelles 30 de la façon indiquée sur le dessin et plus particulièrement sur la figure 1, on peut rapprocher ces deux points d'une façon telle, que les conditions voulues de température puissent âtre maintenues pendant xx la fermeture finale proprement dite du joint. Cette disposi- tion des organes que permet l'utilisation d'un en-
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roulement intérieur constitue un avantage consi- dérable de la présente invention au point de vue du fonctionnement, bien que cette construction ne s'impose pas pour l'exécution des soudures.
Au point de vue pratique on a constaté que la disposition des organes dans un appareil de soudure,telle que celle qui vient d'être décrite, permet l'exécution d'unjoint présentant des car - tères tout-à-fait désirables. En réglant convenable- ment le moment de l'application de la pression et la valeur de cette pression, en tenant compte de la durée du chauffage (dans le cas où le chauffage a été limité pour ainsi dire entièrement au bord de la matière à souder) on peut produire un joint ca- ractérisé par une texture très désirable, l'opéra- tion de soudure ordinaire, en raison de la façon dont la matière a été chauffée, permet une trans- mission de chaleur importante par conduction à tra- vers une partie importante de la surface du tube.
Il est évidement bien connu que la chaleur provoque l'accroissement du grain. Ceci étant, toute partie de matière chauffée au-delà de la température cri- tique possède un grain de dimensions plus grandes que la partie qui n'a été chauffée qu'approximativement à cette température. La partie qui n'a été chauffée qu'approximativement à la température critique possède seule un grain d'un* structure plus désirable que celle des autres parties de la même matière.
En raison de la rapidité extrême du chauf- fage qu'on atteint, conformément à la présente in- vention et en raison du fait que l'arc court xxxxxx limite l'action de la chaleur aux bords extrêmes im-
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médiatement avant l'application réelle de la pression, cette dernière peut être suffisamment élevée pour expulser pour ainsi dire tout le métal qui a été chauffé au delà de la températurecritique, ce qui rapproche, à l'endroit du joint, les zones de tran- sition de la matière caractérisée par le grain fin produit par chauffage à la température critique.
Un joint produit conformément à la présente invention, joint qui est débarrassé des impuretés et dans lequel les zones de transition sont rapprochées l'une de l'autre à l'endroit du joint, possède un grain supé- rieur même au grain des autres parties de la pièce à souder, ledit joint possédant pour ce motif une plus grande résistance.
En raison du fait que l'on tient compte, pour le moment, de Implication de la pression et /du moment et pour la valeur de cette pression, de la façon dont a été effectué le chauffage, on peut soumettre le joint, au moment où o il quitte les galets de façon- nage 18, à l'action d'un agent de refroidissement.
Ceci peut être réalisé au moyen d'un tuyau d'eau w qui affecte, de préférence, la forme d'un sabot arque et qui est placé au-dessus dujoint, ledit tuyau d'eau @ présentant un nombre voulu quelconque' d'ouvertures de décharge. La quantité d'eau doit être réglée dans la machine de manière à ne pas re- froidir la matière à l'endroit dujoint, à une tem- pérature beaucoup plus basse, ni même à une tempéra- ture plus basse que latempérature critique, grâce à quoi on arrête immédiatement la croissance du grain ce qui donne lieu à un véritable affinage.
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Il est évident qu'au moyen d'analyses ap- propriées, on peut constater facilement si l'on doit augmenter ou diminuer la quantité d'agent'.: réfri- gérant: .
La division de la zone de chauffage en zone de soudure à l'arecourt et en zone de sou- dure à résistance proprement dite est très désirable, non seulement pour les motifs indiqués ci-dessus y compris le fait que l'écartement détermine le pour- centage d'énergie fournie au joint, mais aussi pour le motif qu'un effet de chauffage beaucoup plus puis- sant et plus concentré peut 'être obtenu (la soudure à l'arc court pour une consommation déter- minée l'énergie qu'il n'est pas possible d'obtenir par la soudure par résistance proprement dite. C'est pourquoi on ne règle pas généralement les molettes de façonnage dans le carter 3 pour amener les bords de la matière à souder en contact l'une avec l'autre pendant que ladite matière passe à travers les carters.
Si les bords sont en contact ou s'ils sont écrasés par ces molettes ils peuvent ensuite se séparer très légèrement sur une distance considérable.
Si les bords restaient continuellement en contact à partir du passage à travers les premières molettas jusqu'au passage à travers les deuxièmes molettes, la consommation d'énergie serait environ triple et la soudure produite ne serait généralement pas aussi satisfaisante.
En raison des différentes conditions qui règnent dans les différentes zones, la demanderesse a constaté qu'on obtient des résultats extrêmement satisfaisants en construisant l'enroulement intérieur de la façon représentée plus particulièrement sur la
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/l'enroulement fig.21 sur laquelle on a montré clairement / cornue étant constitué,,; par deux patties 48 et
49, la partie 48 ayant une longueur généralement comparable à celle de la zone à arc -court xxxxxxxx et la partie 49 étant d'une longueur généralement compatable à celle de la zone de résistance.
Bien qu'en raison de la tension peu élevée du courant utilisé il ne soit pas difficile de réaliser l'iso- lement voulu entre les différents éléments de l'enroulement, la demanderesse préfère enrouler ces différents éléments de façon que les extrémités voisines des éléments 48 et 49 aient le même poten- tiel ce qui permet de les relier a un conducteur commun 50, tandis que les extrémités les plus écar- tées de ces éléments d'enroulements peuvent être ou peuvent ne pas être reliées de la même façon à un deuxième conducteur commun 51.
L'un des avantages d'un enroulement divisé est qu'on peut faire varier la quantité d'énergie fournis à chacun des différents éléments, cette quantité d'énergie fournie' ayant un certain rapport avec la différence qu'il y a entre les besoihs de la soudure à l'arc court xxxxxxx et la soudure par résistance proprement dite, En d'autres termes la construction divisée permet de mettre sous une ten- sion légèrement différente l'enroulement 48 cor- respondant à la soudure à 'arc court et l'enroulement 49 correspondant à la soudure par résistance proprement dite. Bien que cette orga- nisation ne soit pas indispensable pour le fonction- nement de l'appareil, elle permet de régler des conditions de chauffage qu'on no peut pas réaliser
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d'une autre façon.
Sur la fig. 22 on a représenté encore un autre mode d'exécution de l'enroulement, celui-ci étant divisé en un nombre de parties ou éléments
52,53, 54 et 55, beaucoup plus grand . Bien que sur la fig. oncn'ait représenté que quatre éléments il est clair que le nombre de ces éléments peut être augmenté à volonté de façon à faire agir chacun des éléments sur une surface relativement plus petite de la matière à souder. Grâce à cette division de l'enroulement en éléments, chacun des éléments exer- çant pleinement son effet de chauffage sur une unité déterminée de longueur de la matière, on peut chauffer les parties extrêmes de la matière à une température sensiblement moins élevée que les parties médianes.
A cet effet, il peut être désirable, dans 'certains cas, de donner aux éléments terminaux 52 et 55 une longueur moindre que celle des éléments médians 53 et 54 de façon que les extrémités de la matière puis- sent être maintenues à la température voulue.
Pour réduire encore le déchet constitué par les extrémités des tuyaux, on peut, si on le dé- sire, souder réellement la matière avant qu'elle soit soumise à une opération de finissage. Les hommes de métier savent que la matière qu'on utilise générale- ment pour la fabrication des tubes se termine, à ses deux extrémités, par des parties trécies. Lorsqu' on soude la matière avant le finissage, on peut exé- cuter le joint à une distance plus courte de l'extré- mité de la matière et, lorsqu'on finit ensuite le tube les déchets sont réduits à un minimum.
Il est évident que la soudure poussée aussi loin que possible
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présente une grande importance car les d&hets peu- vent atteindre un pourcentage appréciable et les avantages de la soudure électrique peuvent être presque complètement compensés par ces pertes.
Si l'on se reporte plus particulièrement à la fig. 23, on voit que l'ensemble de l'enroule- ment intérieur et du noyau présente uneconstruction spéciale en ce qui concerne les moyens utilisés pour enfermer et protéger les organes actifs de cet ensemble. En raison de la chaleur intense qui se développe dans le joint, il est indispensable de prévoir des moyens destinés à protéger l'enroule- ment ou les éléments d'enroulement contre l'action de cette chaleur, Ceci peut tre réalisé au moyen d'une enveloppe qui affecte la forme d'une série déléments 57, lesquels s'étendent en partie ou complètement autour de l'ensemble et qui sont éloi- gnés l'un de l'autre suffisamment pour qu'ils ne se constitue pas un circuit conducteur fermée L'un de ces éléments,désigné par 58,
peut àtre placé
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/ présenter directement au-dessous de la ligne de soudure et / ex, à certains intervalles dans le sens de sa longueur, des saillies 59 susceptibles de venir en contact avec la face inférieure de'la matière, dans la voisinage d'un des bords de ladite matière, saillies qui,peuvent empêcher tout autre contact dudit bord avec les éléments de l'enveloppe.,
Ces points de support (ou saillies) sont de préférence inclinés dans l'une ou dans l'autre direc- tion,
de façon qu'ils ne constituent pas des épau- lements sur lesquels puissent se rassembler des ma- tières étrangères et leurs extrémités 60 sont or-
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ganisées de façon à présenter des parties graduel- lement inclinées au-dessus desquelles la matière peut se déplacer pendant l'opération de la soudure..
Il est clair que des points de support de ce genre ne peuvent pas être envisagés pour le bord opposé de la matière car ces points de support provoque- raient un court-circuit directement à travers le joint. La rigidité inhérente à la matière est tou- tefois telle qu'en maintenant l'un des bords écarté d'un desdits éléments, on obtient le résultat voulu.
Sur la fig. 24 l'un des éléments/(lui, dans le cas présent est xxxxx l'élément se trouvant directement au-dessous du joint, c'est-à-dire l'élé- ment 58, a été représenté en détail, ledit élément étant renversé et partiellement arraché pour faire mieux comprendre la construction. A la surface in- . férieure de cet élément sont fixés deux tubés de ré- frigération à circulation d'eau 61, soudés ou main- tenus en place d'une autre façon pour assurer une transmission de chaleur efficace entre lesdits tubes et ledit élément. Tous les tubes réfrigérants à cir- culation d'eau affectent la forme générale d'une épingle à cheveux de façon que l'eau de refroidisse- ment puisse passer de l'extrémité d'un des éléments à l'extrémité d'un autre élément.
Ceci est rendu possible grâce au fait que des orifices d'entrée 62 et de sortie 63 convenables peuvent être reliés à une source d'eau froide.
La construction de chacune des molettes de façonnage est, de préférence, telle que la jante ou partie active 64 desdites molettes puisse être enlevée facilement sans qu'il soit besoin de démonter
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les machines. Ceci peut être réalisé par la cons- truction de jantes en éléments de forme sensible- ment semi-circulaires. Chaque demi-jante peut être maintenus en position au moyen d'une vis 65 ser- vant à la fois pour le serrage et pour le blocage, de ladite vis présentant une partie 66 filetée dans unsens pour venir en prise avec l'élément de jante etune partie 67 filetée dans le sens opposé pour venir en prise avec le corps principal de la molette.
La partie médiane présente un diamètre plus grand et est pourvue à sa périphérie de dents 69. susceptibles de venir en prise avec un outil spécial
70 que l'on peut introduire 4 travers une ouverture
71 pratiquée dans la périphérie de la jante. Cetta ouverture peut tre fermée normalement pendant l'opé rationde la soudure par un bouchen 72, une cheville de blocage 70' étant introduite en remplacement de ' l'outil 70 pour empêcher le dévissage des organes.
Grâce à'cette construction, on peut à volonté enlever un élément de jante quelconque et le remplacer par un élément dejante nouveau. Ceci permet non seule- ment de remplacer rapidement les éléments de jantes usés mais de leur substituer d'autres jantes présen- , tant des diamètres extérieurs différents.
Sur la fig. 7 on a représenté un mode d'exécution légèrement différent de la présente in- vention dans lequel les organes qui correspondent aux organes déjà décrits sont désignés par les mmes nombres de référence affectés d'un indice (').
On montre sur cette figure, en élévation'vue par le bout, une culasse 28' et une molette de façonnage
18' disposée de chaque côté de la culasse. La ligne
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a-b traverse le centre du passage existant entre les molettes et se trouve dans le plan médian de la culasse 28t. On notera que la molette de façonnage 18' représentée à droite sur ladite figure est for- mée de façon qu'elle s'arrête à une distance appré- ciable d'une des côtés de la ligne a-b, tandis que la molette de façonnage 18', de l'autre côté, est représentée avec un prolongement 73 qui dépasse ladite ligne a-b et qui s'étend par conséquent au- dessus de la ligne qui forme le joint.
Cette prga- nisation coopère avec le galet intérieur 44' pour constituer un passage fermé à l'endroit où on appli- que la pression au moment de la soudure grâce à quoi la quantité de matière plastique que l'on peut expulser par pression est réglée d'une façon définie.
Ce passage fermé permet d'appliquer des pressions beaucoup plus considérables et, grâce à ce fait,de réaliser dans toutes les conditions un joint meilleur. La pression plus grande tend à soumettre le métal chaud à un certain travail et donne au joint résultant un grain d'une structure fine.
Il est bien entendu que cette molette de forme variée n'est utilisée que dans le carter 2', du coté de la sortie de 1'appareils
Sur la fig. 25 on a représenté une forme d'exécution d'un mécanisme que l'on peut utiliser si on le désire, pour gratter et enlever complètement l'excédent de métal fondu projeté du joint vers l'ex- térieur mais adhérant encore aux bords voisins du jointe Ce mécanisme, tel qu'il est représenté, com- porte un organe de support 74 dans lequel est mon- tée une série de blocs 75 destinés à gratter et à
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nettoyer l'objet fabrique, ces blocs étant de préférence en une matière abrasive résistant a ' une température élevée, telle que le "carborundum" ou une autre matière analogue.
La longueur de l'or- gane de support 74 peut varier à volonté et les bloqs terminaux 76, dans le cas où le support a une longueur suffisante pour s'étendre à partit de la molette de façonnage 18 du carter 3 jusqu'à la molette de façonnage 16 du carter 2, peuvent rece- voir une forme telle qu'ils se placent dans le voi- sinage immédiat des périphéries desdites molettes.
Pendant que la matière se déplace sous les blocs 75 ceux-ci agissent pour enlever tout dépôt latéral de métal fondu qui a été expulsé, l'enlèvement se faisant aussi rapidement que le refoulement dudit métal hors du joint sous l'influence de la répulsion magnétique à lamelle il a été fait allusion plus haut
L'organe 74 peut 'être supporté par un bras 77 monté à pivotement en 78 sur une consale appropriée 79 appliquée à la partie antérieure du carter/,'.- L'autre extrémité de ce bras est reliée par une bielle 80 à un levier coudé 81 monté à pivotement en 82. Ce levier coudé présente une rainure 83 dans laquelle s'engage un doigt 84 fixé sur la bielle 80 grâce à quoi, lorsqu'on fait oscil.
1er le-levier coudé 81 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, ladite bielle 80 peut être déplacée en passant par une ligne qui réunit- le doigt 84, le pivot 82 et le pivot 85 servant à articu- ler la bielle 80 sur le levier 77. Dans cette posi- tion les organes sont bloqués et empêchés de se dé-
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placer accidentellement.
Comme il est préférable de monter l'organe servant à gratter et à nettoyer le joint de façon qu'il exerce uns,pression élastique, on pourvoit le levier coudé 81 d'un prolongement 86 présen- tant un siège incurvé 87 qui porte un coussinet élastique 88, avec lequel coopère une lame de res- sort 89 qui peut être serrée et maintenue en posi- tion par une éclisse 90 dans laquelle pénètrent les extrémités filetées d'étriers 91.
Lorsqu'on desserre les écrous de ces étriers, le coussinet élastique 88 peut se déplacer dans un sens ou dans l'autre de façon à effectuer le réglage correspondant µla lame de ressort 89 et par conséquent à assu- rer l'efficacité de son action sur le mécanisme destiné à gratter et à nettoyer le jointe
En raison de la température extrêmement élevée qui règne en cet endroit, les blocs de matière abrasive seraient rapidement érodés ou usés si l'on permettait aux marnes parties de la matière abrasive de se trouver tpujours en contact avec le métal chaud.:
Pour écarter cet inconvénient, on peut prévoir un support 92 auquel peut être adapté uh mécanisme ap- proprié non représenté destiné à faire osciller dans une direction transversale au plan dujoint, l'organe qui gratte et qui nettoie ledit joint, grâce à quoi des parties continuellement nouvelles de blocs de matière abrasive sont amenées en fonction.
Le mode d'exécution préféré de la présente invention qui est représenté et la forme d'exécution qui va être décrite maintenant montrent un assem-
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blage intérieur comprenant à la fois un enroule- ment et un noyau. Cette forme d'exécution est préférée dans la plupart des cas en raison du circuit magnétique meilleur que réalise le noyau intérieur.
Dans le cas des tuyaux assez larges; par exemple d'un diamètre de 0,60 mètre: ou davan- tage, on peut, si on le désire, supprimer le noyau net intérieur car l'espace libre que présente des tuyaux d'un diamètre si grand, a une reluctance suffisamment grande pour le passage du flux magnétique.
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La a6n.srt:rúoion qui vient dt8tred6ctite est recommandée également lorsqu'on utilise du courant alternatif-. Il est bien évident cependant que des courants présentant des variations périodiques quel- conques, que ce soit du courant alternatif ou un courant pulsatoire de mme sens)peuvent être utili- sés si on le désire.
Cependant, dans tous les cas où l'on utilise un courant pulsatoire le noyau et la culasse ont nécessairement une section plus grande que celle qui est nécessaire pour un courant alternatif de mme fréquence.
On se reportera maintenant aux fig. 8 à 18 pour décrire un autre mode d'exécution de la pré- sente invention. Dans ce mode d'exécution, l'appa- reil de soudure comporte un socle 93 d'une cons- truction voulue quelconque sur lequel sont montés des supports ou carters 94, 95 et 96 portant des molettes.
Ces supports sont désignés respectivement dans ce qui suit par les expressions " supports des molettes destinées à effectuer la fermeture prélimi- naire "; " supports des molettes destinées à régler
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l*arc court BBtxiH#' Il et il supports des molettes
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destinées à achever la-soudure ou la fermeture "
Le support 94 des molettes de fermeture préliminaire porte une série de molettes 97 mon- tées sur des arbres 98 faisant entre eux un cer- tain angle et qui sont supportés par des paliers appropriés 99 ménagés .ans le support ou carter contenant les molettes. Ces molettes coopèrent avec une molette inférieure 100 fixée d'une façon appropriée sur un arbre 101 qui s'étend transver- salement à travers le carter.
Les côtés opposés du carter sont construits de façon à laisser un certain espace à leurs extrémités supérieures comme on le voit clairement sur la fig. 9 ; lesdits c8tés peu- vent 'être rapprochés ou éloignés l'un de l'autre grâce à une vis de réglage 102 qui est efficace pour modifier (légèrement le diamètre du passage mé- nagé entre les molettes de façonnage.
Les molettes et le carter ainsi(-que les paliers des molettes sont construits de façon à laisser subsister un espace continu ouvert 103 qui s'étend à partir du centre du passage entre les mo- lettes, en passant entre les extrémités supérieures du carter, pour aboutir au plan de l'organe de réglage 102, dans le but qui sera indiqué d'une façon plus complète dans ce qui suit.
L'arbre 101 peut être monté dans des pa- liers 104 susceptibles d'être réglés en hauteur et supportés par des vis de réglage 105 au moyen . desquelles leslits paliers peuvent tre montés en abaissés à volonté pour laisser entre les molettes de façonnage un passage dedimensions exactes requi-
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ses. Les vis de réglage peuvent être bloquées dans leur position au moyen d'écrous 106.
Pour 'commander l'arbre 101 -on peut pourvoir celui-ci, à l'une de ses extrémités, d'un pignon conique 107 engrenant avec un pignon plus ou moins analogue 108 monté sur un arbre 109. Cet arbre s'étend de préférence dans le sens de la longueur de l'appareil et peut être commandé par un moteur 110 au moyen d'un dis- positif réducteur de vitesse approprié 111. Le moteur peut être d'une construction bu d'un type quelconque mais il est de préférence du type à vi- tesse variable, la vitesse pouvant être contrôlée par des organes de réglage appropriés 112.
Pour ac- tionner les molettes 97 on peut construire celles- ci avec des dents 113 venues avec lesdites molet- tes et susceptibles d'engrener avec des dents 114 faisant corps avec la molette inférieure 100 comme on le voit clairement sur la fig. 9.
Les molettes 97 et 100 peuvent être ré- glées en position dès le principe, par rapport au diamètre du tuyau P à souder, de façon à.amener les bords écartés 115 dudit tuyau en contact l'un avec l'autre ou dans le voisinage immédiat l'un de l'autre comme on le désire au moment où ledit tuyau passe entre les molettes.
Le support 95 porte deux éléments de car- ter analogues 116 portant chacun un arbre 117 sensiblement vertical sur lequel tournetdes molettes 118 destinées à agir sur les deux c8tés diamétrale- ment opposés du tuyau. Les éléments de carters re- présentés sont supportés, à leur extrémité inférieure par des pivots appropriés 119 et coopèrent à leur
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partie supérieure avec un/3 organe de réglage 120 analogue à l'organe de réglage 102 décrit précédemment.
Il est clair, aux hommes de métier, qu'au lieu de monter les éléments des carters 116 sur des pivots, on peut les construire d'une façon ana- logue à celle des supports des molettes de fermeture préliminaire de façon qu'on puisse les régler, dans les limites nécessaires au réglage convenable des molettes 118, en tirant avantage de l'élasticité dudit carter ou support. Ces molettes sont réglées d'une façon normale par rapport au diamètre du tuyau à souder de façon à permettre aux bords 115, dans
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/venus en le cas où ils seraient pendant qu'ils traver- contact sent le passage entre les molettes du premier support ou carter, de s'écarter légèrement comme on l'a in- diqué sur la fig. 10, dans le but qui sera expliqué plus loin.
Le support ou carter 96 destiné à rece- voir les molettes pour la soudure ou la fermeture finale est de préférence, d'une analogue dans /construction son ensemble, à celle du support ou carter des molet- tes qui effectue la premiers fermeture et les orga- nes correspondant à ceux décrits déjà en ce qui con- cerne ce premier support ou carter sont désignés dans ce qui suit par les mmes nombres de référence af- fectés d'un indice (').
De la description qui a été faite de cette forme d'exécution modifiée de la présente invention, il résulte que le support ou carter pour les molettes destinées à effectuer la'première fermeture corres- pond d'une façon générale au carter 3 et aux or- ganes associés avec ledit carter; -que' le carter
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ou support 96 pour les molettes destinées à achever la soudure-et la fermeture du tube corres- pond au carter 2 et aux organes associés avec lui et que le carter ou support intermédiaire dans lequel est réglé l'arc court correspond d'une façon générale au point de vue de sa construc- tion et de sa fonction au châssis de support 25 et aux organes qui sont associés avec lui.
Toutefois il résulte de l'opération telle qu'elle a été décrite que, dans lefonctionnement de cette forme d'exécution, la matière est générale- ment soumise à une compression réelle à un degré suffisant dans le passage entre les molettes effec- tuant la première fermeture pour que les bords du tuyau soient amenés en contact franc l'un avec l'au- tre fanais, que;
dans le fonctionnement du mode d'e- xécution représenté sur la fig. 1, on envisage, dans les conditions usuelles que les bords sont main- tenus écartés l'un de l'autre bien que ces conditions , puissent être renversées, si on le désire, dans les deux constructions 0'
Dans un autre mode d'exécution qu'on a essayé dans la pratique et qui est représenté d'une façon schématique sur la fig. 28, le carter 3 de la fig. 1 est placé à l'extérieur ou en avant de la pièce polaire 31 en fer feuilleté, de façon que la première fermeture(ou ( écrasement ) effectuée sur le tuyau puisse être exécutée totalement à l'ex- térieur du circuit magnétique comme une simple opéra- tion mécanique ce qui, incidemment, permet de faire avancer le tuyau avec une grande force.
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Les sections des tuyaux préparées pour être fournies aux appareils représentés sur les fig. 8 à 18 ont, de préférence, une forme analogie à celle que représente la fig. 9 du dessin et pré- sentetune bosse 121 disposée diamétralement en face du plan où se rencontrent les bords 115.
Si le tuyau est fermé pendant son passage entre les molettesdestinées à effectuer la première fermeture/il a une tendance xx à s'ouvrir par élasticité lorsque la pression de ces molettes se relâche, le degré d'ouverture étant réglé par les molettes 118 du support ou carter pour les molettes entre lesquelles on règle l'arc court xxx air. Il en résulte que lorsque le tuyau passe à travers le support ou carter des molettes effectuant la fermeture initiale, les bords sont amenés généralement en contact, ce contact étant rompu ensuite dans la mesure que permet le réglage initial des galets destinés à régler l'arc court xx éclair.
Ainsi qu'on l'a décrit plus haut, la quantité d'énergie amenée dans le joint que l'on soude est déterminée par la grandeur de l'espace compris entre les bords 115, grandeur qui est déterminée par les molettes destinees à régler l'arc court xx xxxxx et, bien qu'il soit désirable d'augmenter ce pourcentage d'énergie autant que possible entre les limites de capacité de l'appareil, cet espace ne doit pas être pris trop grand pour deux motifs.
En premier lieu, si l'espace est suffisamment grand, l'arc court xxxxxx caractéristique disparaît et il en résulte un arc proprement dit dont l'action estnuisible en raison de'son action locale, D'autre
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part, lorsque l'espace est trop grand, il en ré- sulte fréquemment la rupture complète de l'arc court xxxxxxx.
Il est évident également que, bien qu'on ait. pour plue de simplicité, représenté sur la dessin un seul carter à molette pour régler ledit arc court xxxxxxx, le nombre de ces carters peut être augmenté à volonté et les carters individuels peuvent être placés à une certaine distance l'un de l'autre à différents endroits voulus sur toute la longueur de 1 appareil.
Entre les deux supports ou carters 94 et 96 et isolée d'une façon quelconque par rapport à eux, s'étend une carcasse feuilletée 122 en matière magnétique. -Si on le désire cette carcasse peut être rendue rigide par une barre centrale massive 123, bien que cette forme de construction ne soit pas indispensable. La carcasse 122 peut tre fixées sur le support ou carter des molettes destinées à fermer en premier lieu le tube,'-, au moyen de plaques élastiques 124 ou de tous autres dispositifs équivalents qui permettent de régler légèrement les supports ou carters de la façon dé- crite déjà, sans apporter de modifications à la façon dont est supportée la carcasse par lesdits carters ou supports.
Des organes analogues 125 peuvent tre utilisés pour supporter la carcasse dans le voisinage du support ou carter 96 des / molettes qui achèvent la fermeture ou soudure. La
30 construction doit cependant permettre de maintenir une position déterminée entre la. carcasse et les
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supports ou carters des molettes et particulièrement /du tyau à une distança déterminée entre la carcasse et l'axe
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souder au l'extrémité d'entrée l'a reil, caca,sse voisinage de l'extrémité d'entrée de l'appareil, la carcasse 122 présente une pièce descendante 126 en saillie qui a, de préférence une section générale étroite en forme de coin indiquée sur la fig.
14 du dessin, mais au niveau de la ligne XIV-XIV seulement, l'in- clinaison des côtés permettant que les bords 115 du tuyau, en passant dans le voisinage immédiat de cette pièce, se rapprochent graduellement sous l'in- ' fluence du support ou carter à molettes 94 desti- né à effectuer la première fermeture.
Dans le voisinage de son autre extrémité la carcasse 122 porte une pièce polaire laminée 127 faisant saillie vers le bas, pièce dont la construction est montrée plus spécialement sur la fig. 12 du dessin, ladite pièce faisant joint de préférence avec la carcasse suivant des lignes an- gulaires 128. comme on le montre en détail sur la fig. 13 bien que des joints d'autres types puissent tre utilisés, La carcasse et la pièce polaire peuvent être maintenues en contact convenable pour leur fonctionnement au moyen de supports angulaires
129 fixés aux deux extrémités de la carcasse.
A son extrémité inférieure, la pièce po- laire 127 présente une ouverture 130 légère- ment chanfreinée du côté de l'entrée et d'un dia- mètre légèrement plus grand que le diamètre exté- rieur du tuyau que l'on soude afin de permettre à celui-ci le libre passage à travers ladite ouver- ture. A son extrémité inférieure la pièce polaire 127 peut être fixée au carter ou support- 96 au
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moyen d'une traverse appropriée'quelconque 131 en matière non magnétique ou par tout autre moyen.
Un noyau magnétique central 132 s'étend d'une façon continue entre la pièce 126 dirigée vers le bas et une pièce polaire 127; ledit noyau présente des dimensions qui permettent son libre passage au-dessus du tuyau que l'on soude.
Ce noyau est constitué de préférence par des feuil- les de tôle d'acier au silicium et comporte une barre centrale massive 133 de l'épaisseur d'un centimètre environ, comme on le montre en détail sur les fig. 15, 16 et 17. Sur une partie de la longueur du noyau 132, se trouve un enroulement 134. Dans cet enroulement peut être incorporé un dispositif de refroidissement 135 soit dans la partie médiane dudit enroulement, soit le long de son bord extérieur seulement ou soit encore le long de son bord intérieur, seulement. le dispositif pouvant être d'une construction quelconque'voulue.
Sur la fig, 18 on a représenté la forme de réa- lisation mentionnée en premier lieu. On remarquera également sur la fig. 18,du dessin que chacune des spires de l'enroulement 134 est caractérisé en- général par des conducteurs placés de champ et supportés par un dispositif de refroidissement unique.
Tous ces enroulements sont reliés de préférence en parallèles de façon à donner aux con- ducteurs la section nécessaire et de façon à assu- rer une transmission efficace de la chaleur entre ledit enroulement et le dispositif de refroidisse- ment.. Cejoint favorable à la transmission de la
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chaleur peut être obtenu en abattant les arêtes inférieures 136 suivant un certain angle et en soudant les conducteurs en cet endroit au dispositif de refroidissement.
Il est faculatif de pourvoir entre l'enrou- lement 134 et le tuyau P une chemise de refroidis- sement 137 en matière non magnétique. Un fluide de refroidissement peut être amené au dispositif de refroidissement 135 et à la chemise 137 au moyen d'un tuyau d'amenée convenablement isolé 133 et de tuyaux de sortie reliés à des conducteurs xxxx élec- triques 138 et 148 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de l'intérieur du tuyau, à travers l'espace compris entre les bords 115, à gauche de la pièce descendante en saillie 126. On peut amener le cou- rant à l'enroulement 134 par les conducteurs sus- visés 138 et 148. Il est évident que l'enroulement est isolé d'une façon convenable.
Dans le voisinage du carter ou support 96 des molettes destinées à achever la fermeture du tuyau on a prévu une pièce polaire circulaire 140.
Le joint magnétique entre ladite pièce 140 et son noyau reçoit de préférence une forme en V comme on le voit sur la fig. 17, de façon à permettre le changement voulu dans le sens du flux, comme le com- prendront: les hommes de métier et comme il a été dit plus haut, lorsqu'on a indiqué qu'il était désirable de faire rentrer le flux dans les lamelles et de l'en faire sortir par l'un des bords desdites la- melles plutôt que par leur surface étalée.
Autour de la chemise de refroidissement 137 de l'enroulement 134 de la pièce polaire 140
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et du noyau 132 peut être placé un guide 141 auquel il convient de donner la .corme d'un tuyau métallique non magnétique d'une certaine longueur dont la section a la forme d'un C et qui présente une résistance élevée, l'ouverture 142 comprise antre les bords du tuyau se trouvant de préférence à l'alignement de l'espace compris entre les bords 115 du tuyau que l'on soude.
Dans la pratique cet espace peut être ou ne pas être rempli d'une subs- tance résistant à la chaleur et isolante telle que à volonté ' le mica susceptible d'être renouvelée/ou remplacée isolés ¯,et par une conduite d'eau,/non représentée, mais ser- vant à protéger l'assemblage intérieur contre la projection de toutes particules de métal chauffé se détachant du tuyau pendant l'opération de chauf- fage. Ce 'tuyau en C peut être divisé en tronçons qu'on peut refroidir au moyen de l'eau, comme on l'a représenté sur la fig. 24 et qu'on dispose, si on le désire,. au-dessus de la surface portant les enroulements.
Il est bien entendu que le guide 141 et la chemise de refroidissement 137 remplissent le but x décrit.:.. à propos des fig. 23 et 24. Dans le même but, on peut prévoir le long d'un des bords du ,guide 141, des saillies 143 cons truites de la même façon et servant aux marnes effets que les sail- i lies 59 décrites plus haut.
Il est bien entendu, en outre, que l'en- roulement intérieur 134 peut être construit en tronçons dans le but indiqué plus haut. Sur la fig. 16 on a montré, outre l'enroulement intérieur 134, un enroulement extérieur 144 de réglage alimen-
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té à son tour au moyen de conducteurs à grande section appropriés 145.' Cet enroulement peut tre construit soit d'une seule pièce, soit en plusieurs tronçons. Lorsqu'on a prévu des enroulements de réglage extérieurs, il convient de les faire reposer sur des supports appropriés 146 et il est évident que lesdits enroulements sont isolés d'une façon appropriée par rapport auxdits supports.
Ces enroulements représentés d'une façon plus particulière sur la fig 16, construits d'une seule pièce ou en plusieurs tronçons, sont de préfé- / telle rence de satura que l'on puisse les régler axiale- ment par rapport aux tuyaux que l'on soude, ce qui permet de régler d'une façon exacte la tension ou l'intensité du courant de chauffage que l'on amène le long des différentes parties du joint et il con- vient de rappeler que, grâce aux conditions remplies par les enroulements, la tension et l'intensité du / peuvent courant qu'on amène le long des joints en un point 20 quelconque être abaissées par éloignement de l'enroulement primaire ou des enroulements primaires de ce point particulier et vice-versa
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Fendant la soudure à 1 'arc court ôI#XS hx3z,
la différence de potentiel à travers le joint doit être .généralement un peu plus élevée et l'intensité du courant fourni doit être un peu plus basse pendant
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la période où se produit l'arc court que pendant le premier contact qu'établit le carter des molettes effectuant la première fermeture ou pendant le contact suivant qui se produit par l'action du carter à molettes de soudure dans le travail sous la forme considérée; la disposition indiquée xxxx
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de 1'enroulement fournit un moyen convenable pour régler ce facteur.
A ce point de vue, on remar- quera que,bien que les conditions au point de vue 'électrique et magnétique dans lesquelles on se trouve et les caractéristiques du joint que l'on doit produire, indiquent que l'enroulement unitaire interne ou l'enroulement primaire subdivisé sont les meilleurs, on peut parfaitement construire un appareil de soudure dans lequel l'enroulement entier est disposé à l'extérieur du tuyau que l'on soude.
Il est bien entendu cependant que dans ce cas, la répulsion magnétique se fait vers l'in- térieur dans la zone de l'arc court ou zone de vapeur et que des précautions spéciales doi- vent être prises au sujet de la construction de l'as semblage intérieur. Mais, lorsque le tuyau que l'on soude a un diamètre tellement faible qu'il n'offre pas un espace suffisant pour un enroulement intérieur et pour son noyau, l'enroulement extérieur peut -être imposé.
La demanderesse a constaté également que, alors que pour des tuyaux de grand diamètre l'énergie électrique utilisée pour le chauffage peut tre amenée à 60 cycles, les tubes, à mesure que leur diamètre est plus faible, exigent des fréquences de plus en plus élevées et l'expérience a montré que des fréquences de 240 à 550 cycles par seconde donnent des résultats satisfaisants. Ceci est dû au fait que les tuyaux de plus faible diamètre n'offrent pas un espace suffisant à l'intérieur pour la sec- tion des noyaux à basse fréquence nécessaire lorsqu' on part de métal épais et qu'on travaille aux vites- ses du genre de celles dont il a été question plus haut.
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La. demanderesse a constaté également que dans de nombreux cas la combinaison d'un enroulement externe et d'un enroulement primaire interne ayant sensiblement le même nombre de tours est désirable parce que l'effet des pertes magnétiques de l'un des enroulements à travers le tuyau est plus ou moins annulé par l'autre. Mais dans ce cas, l'effet dé répulsion magnétique n'est pas complètement efficace dans un sens et un effort plus grand est nécessaire pour nettoyer fihalement la face intérieu- re du joint qui'est difficilement ,accessible après la soudure.
Le.tuyau, après qu'il a passé devant la pièce polaire interne 140 se trouve à une tempéra- - ture où il peut être soudé efficacement et il entre, à cette température, dans le passage entre les mo- lettes du carter 96 dans lequel se fait la ferme- ture finale, passage où il est soumis à l'action des molettes 97' et 100' la section de passage étant telle que les bords chauffés 115 sont amenés en contact pour la soudure et pressés ensemble dans une mesure assez considérable. Le profil de la molette inférieure 100' est de préférence tel qu'il enlève le renflement 121 et donne au tuyau un contour extérieur parfaitement circulaire.
Il est clair pour l'homme de l'art que le métal qui constitue le renflement tend, lorsqu'il est amené à sa nouvelle position sous l'influence de la mo- lette inférieure 100', à reprendre sa forme origi- nale après qu'il a passé entre les molettes. Il en résulte que les bords qui viennent d'être soudés se trouvent en contact plus intime,ce qui écarte la pos- sibilité d'arracher ces bords l'un de l'autre.
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Au lieu de réaliser un profil tel que celui qui vient d'être indiqué et qui comprend le renflement 121 on peut organiser l'appareil qui fait l'objet de l'invention pour le travail de pro- fils parfaitement circulaires et, à cet effet, pn pré- voit une série de molettes de maintien susceptibles de coopérer avec le tuyau soudé et d'empêcher la séparation des bords pendant leur refroidissement,.
En fait, on a trouvé que des molettes de maintien semblables ne sont pas nécessaires pour les tuyaux dont la paoi a 12,5 mm d'épaisseur ou moins car la soudure chaude est suffisamment résistante pour empêcher l'ouverture du joint xxxxx qui a été soumis à l'action des molettes destinées à effectuer la fermeture finale.
Il est évident que dans le travail avec cette forme de réalisation de la présente invention on peut provoquer la formation d'un court-circuit dans le carter des molettes qui effectue la première fermeture, court-circuit qui est suivi- de la création d'un arc court au moment où les bords se séparent au lieu du mode de travail décrit plus haut, dans lequel de préférence la contact initial ne se produit pas avant que la matière ait passée entre les molettes du carter 3.
Apres la création initiale de la zone d'arc court que l'on désire produire, on maintient cette zone dans l'es- pace, dans l'une des formes d'exécution exactement de la même façon que dans l'autre,
Comme le tuyau constitue un secondaire mobile, l'importance de construire les carters à molettes de façon à constituer un espace ouvert
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continu entre les côtés épposés du carter et à partir de la surface du tuyau que l'on soude jus- qu'à un point qui se trouve au moins au-dessus du plan de la carcasse 122 servant au retour du circuit magnétique, devient évidente.
La chemise d'eau 137 ne constitue pas un circuit continu fermé et le guide 141 présente un espace entre ses bords voisins grâce à quoi on réalise des con- ditions dans lesquelles il ne se produit pas de grandes pertes de courant le long de circuits autres que celui que constitue le secondaire du tuyau lui-même. Dans le même but l'organe de support 131 de la pièce polaire 127 et le sup- port ou les supports 146 de l'enroulement exté- rieur ou des enroulements extérieurs 144 sont construits en une matière non magnétique et, de préférence, tous les organes sont isolés d'une façon convenable l'un par rapport à loutre pour empêcher des pertes extérieures de l'appareil.
Tous les enroulements primaires sont représentés sur le dessin annexé comme étant en- roulés de champ. Bien que cette construction soit désirable ce mode d'enroulement ne s'impose pas. Chacun çles enroulements est toutefois pourvu de préférence d'un dispositif de refroidissement, l'enroulement intérieur étant représenté comme comprenant un tuyau de refroidissement 135 avec lequel il fait corps tandis que le tuyau extérieur comprend un tuyau de refroidissement analogue 147; de l'eau ou de l'huile de refroidissement pouvant *être conduite à travers ledit tuyau 135 d'une façon voulue quelconque à partir de conduits iso-
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les 138, 139 et 148 qui constituent des bornes.
Des conduits analogies non représentés seraient utilisés avec le tuyau 147.
Sur la fig. 8 du dessin, on a représenté, plus ou moins schématiquement, une forme d'exécu- tion d'un dispositif de réglage combiné pour l'amenée du courant à l'enroulement ou aux enroulements et pour l'amenée de l'eau de refroidissement aux dis- positifs de refroidissement auxquels cette eau est destinée. -Sur cette figure, des tuyaux à eau asso- ciés à des bornes 138 et 148 constituent les che- mins de retour jumeaux du système de circulation d'eau présentant un seul tuyau d'entrée 139 qui, ainsi qu'on l'a représenté, est relié à un robinet d'alimentation 149. Ce robinet est pourvu d'une tige 150 qui fait saillie au-dessus de lui.
En coopération avec les conducteurs L et L'amenant le , courant à l'enroulement ou aux enroulements, on a prévu un interrupteur de circuit 151 pourvu d'un organe de connexion 158 qui agit sur la tige 150 du robinet, On a représenté un sollénoïde 153 quifait fonctionner l'interrupteur de circuit; à l'intérieur dudit sollénoïde fonctionne un noyau 154 relié à l'interrupteur de circuit. Le noyau est sollicité normalement vers le bas par un ressort 155 de façon à ouvrir l'interrupteur de circuit.
Mais, lorsque le solénoîde est excité, l'interrup- teur de circuit 151 est amené à la position de fer- meture de façon à fournir du courant à l'enroule- ment ou aux enroulements primaires et le robinet
149 s'ouvre pour alimenter lesdits enroulements en eau de refroidissement. Les raccords pour l'eau
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se dirigeant vers le robinet 149 et portant des tuyaux associés aux conducteurs 138 et 148, traver- sent évidemment une enveloppe protectrice, la commu- nication avec 139 pouvant cependant, dans certains cas, s'effectuer directement au moyen d'un organe métallique si l'entrée est disposée au point élec- triquement neutre de l'enroulement, ou le courant peut être ensuite divisé pour retourner par deux chemins comme il a été dit plus haut.
Cette construction empêche de fournir du courant aux enroulements avant que du liquide de refroidissement soit également amené. Il est évi- dent que la boite à robinet qui fournit l'eau de -
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/ :mrnulements refroidissement aux ' peu. -etre ld lliç;!1lt;j que celle qui fournit de l'eau de refroidissement à la chemise de refroidissement ou à tout autre moyen de refoidissement prévu et que ce type re réglage combiné pour le courant et pour l'agent de refroidissement est applicable à un type quelconque d'appareil construit conformément à la présente in- vention.
Bien que l'appareil représenté sur les fig. 8 à 18 ait été décrit comme un ensemble complet, la construction permet qu'on utilise l'appareil en série avec une machine à former, grâce à laquelle des tôles ou une matière quelconque en feuilles est cintrée, de façon qu'elle prenne la forme désirée pour tre amenée dans l'appareil de soudure. La construction du carter à molettes dé- crite peut comprendre des moyens convenables pour la fixation d'entretoises 156 qui peuvent conduire à une machine à former de ce genre. Le type de la machine à former n'a cependant pas une importance
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essentielle pour la présente invention car il est clair que tout autre appareil convenable peut tre utilisé.
On peut utiliser, pour coopérer avec le carter demolettes de fermeture finale, un mandrin intérieur convenable comprenant des molettes ana- logues aux molettes 44 et 45 décrites précédemment;
On peut aussi utiliser un bouchon 157. Lorsqu'on utilise un bouchon, il est,.-de préférence en acier trempé rapide ou en toute autre matière spéciale, le bouchon ayant un diamètre extérieur tel qu'il pré- sente le diamètre intérieur désiré du tuyau au mo- ment ou celui-ci traverse le passage où il est soudé.'
Ledit bouchon peut tre supporté d'une façon voulue quelconque, par exemple par un prolongement approprié . de l'extrémité de l'assemblage intérieur.
La fig. 19 du dessin représente une cons- truction légèrement modifiée en ce qui concerne les caractéristiques initiales de la feuille ou bande utilisée pour former l'objet que l'on soude. Ainsi qu'on l'a indiqué, la soudure à l'arc court peut être amorcée par la simple mise en contact des bords de la matière à souder. Mais si on le désire les bords peuvent recevoir de petites nervures 158 placées suivant un. - certain angle par rapport auxdits ' bords. Si ces petites nervures sont disposées sui- vant des angles égaux mais de direction opposée par rapport à la surface de la plaque lorsque celle-ci est étalée, elles se couperont et donneront une faible surface de'contact lorsqu'on courbe la feuille pour lui donner une forme tubulaire.
Une petite surface de contact initiale du métal amorce facilement
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l'arc court xxxxxxx Cette mesure est parti- culièrement utile lorsque la vitesse de l'opé- ration de soudure est très grande. On peut facilement écraser et refouler les nervures minces en arrière pour assurer les contacts qui se suivent à distance égale; les contacts se consumant rapi- dement sous l'effet de l'arc court xxxxxxx qui se forme ainsi qu'on l'a indiqué plus haut.
Des essais pratiques ont toutefois indiqué ' n' 10 qu'aucune préparation spéciale des bords est indis- pensable et que, lorsqu'un arc court xxxxxxxx s'amorce en un point quelconque le long des bords, il se propage rapidement aussi loin que l'espace compris entre les deux bords et la position de l'enroulement le permettent. Ledit arc court xxx reculant le long du joint à mesure que le tuyau avance de façon que l'arc court conserve approximativement la même position dans l'espace.
Sur les fig. 26 et 27 on a représenté un dispositif d'amenée particulièrement utile dans les appareils à souder lorsqu'on ne désire pas rapprocher les bords l'un de l'autre ou soumettre la matière à un effort de déformation trop consi- dérable pendant la phase de l'amenée. Le disposi- tif d'amenée représenté est du type magnétique et comprend un grand enroulement fixe 160 auquel on fournit du courant à partir d'une source d'élec- tricité quelconque mais de préférence partir d'une source de courant continu. Avec cet enroule- ment fixe coopère une chaîne sans fin 161 que portées roues à chaîne 162, une de ces roues ou
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, les deux roues pouvant être commandées d'une façon voulue quelconque, par exemple par l'arbre d'une machine à souder.
La chaîne porte une série de blocs ou noyaux.163 construits en une matière magnétique et présentant de préférence une forme en U de façon ou.'ils puissent chevaucher une partie de l'enroulement pendant le fonctionnement de ladite chaîne.
La section de l'enroulement est choisie , . de telle façon,par rapport à l'ouverture des noyaux
163 que ledit enroulement se trouve au- dessous de la surface extérieure desdits noyaux.
On donne de préférence à cette surface extérieure une courbe correspondant,; d'une façon générale à celle de la matière à transporter. En raison du fait que l'enroulement est fixe et constitué par du gros fil de cuivre, sans contact mobile ni balais, il n'y a aucune difficulté à lui fournir l'énergie nécessaire et il n'y a pas de fils ou d'organes mobiles délicats qui puissent donner lieu à des dérangements. Ceci permet de construire un dispo- sitif magnétique robuste et extrêmement efficace d'amenée qui vient progressivement en contact avec la matière et qui se déplace vers l'extérieur pour s'écarter de ladite matière après l'achèvment du déplacement de la matière.
Sur la fig. 28 du dessin on a représenté un mode d'exécution d'un dispositif destiné à net- toyer les joints, ce dispositif étant plus parti- culièrement indiqué, pour les tuyaux de grand diamè- tre et lorsque la vitesse du travail de soudure est
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élevé 0 zâmûPc celui que représente la fig. 5.
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Uonformément à ce mode d'exécution, les carters 2a et 3a peuvent *âtre éloignés l'un de l'autre comme les carters 2 et 3 de la fig. 1 ou ils peuvent tre légèrement plus éloignés l'un de l'autre. La carcasse 28a porte une première pièce polaire 29a et une deuxième pièce polaire 31a, ces deux pièces polaires étant construites de la même façon générale que celles que représen- te par exemple la fig. 1 du dessin annexé.
Le carter 2a porte un galet de guidage supérieur 170 et , à l'intérieur du carter et dans le voisinage du trajet de la matière que l'on soude se trouve un deuxième galet de guidage 171. De même, le carter 3a porte un galet de guidage 172 et un galet de guidage inférieur 173.
Avec ces galets de guidage coopère, comme on le montre d'une façon plus ou moins schématique sur la fig.. 28, un transporteur sans fin 174 sur lequel un certain nombre de blocs 175 sont montés en série, ces blocs pouvant être construits d'une façon générale comme les blocs 75 représentés sur la fig. 25 et pouvant présenter les marnes carac- téristiques.
Le galet de guidage 172 représenté est commandé à une vitesse relativement faible par une chaîne 176 à partir d'une roue à chaîne 177 qui, à son tour, est actionnée par un', moteur . 178 par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse approprié 179. Ce moteur est disposé, de préférence, direc- ' tement sur le carter 3a et on peut le faire fonctionner pour déplacer les blocs 175 soit dans la sens du mouvement de la matière M, soit dans
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le sens opposé à celui-ci.
Dans les deux cas la vitesse du déplacement doit être telle que les blocs soient maintenus à une température suffisam- ment basse pour empêcher qu'ils ne soient brûlés, la longueur du trajet de ces blocs, lorsqu'ils ne sont pas en contact avec la matière, étant de pré- férence plus grande que la longueur du trajet pen- dant lequel ils se trouvent en contact avec la matière grâce à quoi ils ont l'occasion de se re- froidir d'une façon efficace au contact de l'air., Ce genre de construction est préférable à certains points de vue à celui que représente la fig. 25 en ce sens que les blocs peuvent tre plus facile- ment refroidis, ce qui prolonge, d'une façon consi- dérable, leur existence.
Il est évident qu'on peut apporter à la construction les carters les modifications né- ' cessaires pour permettre le passage du transpor- teur sans fin avec ses blocs abrasifs. Il est évident en outre que des dispositifs de nettoyage du type que représentent les fig. 25 et 28, ne sont pas limités dans leur application à une forme particulière d'appareil à souder, mais qu'on peut les utiliser avec un appareil à souder de forme quelconque au moyen duquel on effectue la soudure continue,
Dans de nombreux cas,
on a constaté qu'il était désirable de construite l'enroulement inté- rieur et l'assemblage du noyau de façon à faciliter !
30 /de la matière
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le gu.idage/ vers ces organes et de ma- nière à maintenir d'une façon convenable la -,matière: sur ces crûmes. L'homme de l'art comprendra que
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la matière peut être -formée de façons différentes, certaines de ces façons produisant évidemment un flan plus précis que les autres. Mais dans tous les cas, il convient que le flan (ou matière) soit conduit à travers l'appareil avec le joint dans une position déterminée.
A cet effet, on peut utiliser la construction représentée d'une façon plus par- ticulière sur les fig. 29 à 32 qui montrentl'assem- blage de l'enroulement du noyau avec un prolonge- ment tubulaire 180 faisant saillie par rapport à cet assemblage du côté de l'entrée de la machine.
Ce prolongement tubulaire se termine par une tête
181 d'une forme généralement conique convenant également pour façonner une plaque de forme appro- priée. A son extrémité, on peut souder sur la partie conique 181 un manchon taraudé 182 destiné à recevoir un embout 183 sur lequel la matière passe d'abord au moment où elle entre dans l'ap- pareil.
Dans la forme d'exécution de la présente invention représentée sur le dessin, forme dans laquelle le joint de la matière se'trouve à la partie supérieure lorsqu'on l'introduit dans l'ap- pareil, on peut monter sur la partie conique 181 une nervure 184 soudée sur ladite partie conique d'une façon appropriée quelconque et faisant sail- lie vers le haut, de façon à s'étendre entre les bords voisins de la matière.
Le corps tubulaire principal 180 dont le diamètre est tel qu'il puisse coopérer d'une façon efficace avec l'extrémité la plus large de la pièce conique 181 et constituant un prolon-
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gement de ladite pièce conique est. pourvu, de préférence, d'une rainure 185 dans laquelle on a introduit un ruban de guidage à galets 186.
Ce ruban de guidage à galets est construit, comme l'indique la fig, 31, et présente des ouvertures 187 opposées les unes des autres, lesditesjouver- tures pouvant recevoir des galets de guidage 188 visibles clairement sur la fig. 30 du dessin dont les dimensions sont telles outils.. font légè- rement saillies au-dessus des bords de la bande 186 afin de venir en contact à roulement, , avec les bords de la matière qui vient s'appuyer sur lesdits galets. Par le choix convenable de la largeur de la bande 186, du diamètre et de la position des rouleaux 188, on peut maintenir l'espace voulu entre les bords voisins de la ma- tière pendant qu'elle passe au-dessus des prolon- gements de guidage.
Avec la bande 186 coopère un ruban de revêtement 189 dont la construction est telle qu'il constitue des supports pour les extrémités supérieures des axes 190 des galets, les extrémités inférieures desdits axes étant vissés dans la bande 186. Grâce à cette constnic- tion on réalise une surface supérieure lisse.
En plus des.galets 188, le prolongement 181 présente une série d'ouvertures en des points déterminés sur toute sa longueur et avec chacune de ces ouvertures coopère un boîtier 191 comme le montre, avec plus de détails, la fig. 32. Dans chacun de ces boîtiers tourne un galet 192 dont la périphérie fait légèrement saillie au-dessus de --
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la surface extérieure du prolongement, comme on le voit sur la fig. 30. Un nombre voulu quelconque de ces galets de guidage 192 peut être prévu de façon que la coopération voulue avec la surface interne de la matière en forme de tube soit assurée.
Il est clair qu'un prolongement de ce genre constitue un dispositif de cintrage convenable pour la matière pendant son entrée dans l'appareil à souder et pour maintenir les bords de ladite matière à l'écartement voulu l'un de l'autre et dans la position voulue pour qu'elle puisse subir une opération efficace de soudure.
Bien qu'on ait représenté, sur le dessin annexé, et décrit dans ce qui précède l'application de l'invention à la fabrication de tuyaux à partir d'une seule bande de matière, il est évident pour l'homme de l'art que, dans l'application de l'inven- tion à la fabrication de tuyaux de diamètres rela- tivement grands, on peut utiliser plusieurs feuilles ou bandes parallèles qui occupent chacune la par- tie correspondante du périmètre total du tuyau.
Il ntest pas rare actuellement, dans la pratique, de construire des gros tuyaux à partir de deux ou de plusieurs bandes ou feuilles individuelles et, en lui appliquant des modifications évidentes mais non pas essentielles, on peut adapter l'invention à la soudure simultanée xxxx ou successive de plu- sieurs joints.
Ceci constitue, à la connaissance de la demanderesse, le premier appareil efficace pour la soudure continueà l'arc court par le aintien enplace d'une zone déterminée où se pro-
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duit l'arc court. Une zone de ce caractère réalise, comme on l'a indiqué, le chauf- fage rapide d'une partie limitée du métal du joint et permet la répulsion de la vapeur grâce à quoi on obtient un joint propre dont les caracté- ristiques sont uniformes. Le présent appareil ' permet également un chauffage rapide grâce auquel on obtient un produit fini exempt ou sensiblement exempt de tout cintrage.
D'autres avantages de la présente inven- tion résultent du fait que l'appareil à souder est du type à induction au lieu du type à contact et résultent également de différents détails de
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/ - grgce construction décrits plus haut,/ au,7quels les optez- f rations mécaniques ou électriques nécessaires sont réellement obtenues.
Bien qu'au cours de la présente des- cription on ait parlé de chauffage par courant induit, il est évident pour l'homme del'art, qu'il y a également une partie du chauffage qui est de auxcourants de. Foucault et une partie éga- lement à l'hystérésis mais, il est clair, que le chauffage dû à l'hystérésis s'arrête après qu'on atteint le point critique où le métal devient non magnétique. Il est évident, en outre, que l'importance du chauffage dû à l'hystérésis dépend de la fréquence du courant employé et que plus les fréquences sont élevées, plus important est le chauffage dû à l'hystérésis. En raison du fait qu'on utilise du courant à basse fréquence, une partie plus considérable de la chaleur est engendrée' par le courant induit.
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Il est clair aussi, pour l'homme de l'art que, bien qu'onait représenté la matière comme étant amenée dans l'appareil à souder avec le joint tourné vers le haut, ladite matière peut aussi être amenée dans l'appareil avec le joint dans toute autre position voulue à condition,-; d'effectuer les modifications nécessaires à cet effet. Dans certains cas par exemple on a trouvé qu'il était désirable d'effectuer la soudure, avec le joint tournévers la partie inférieure de la matière, parce que l'effet de répulsion de l'enroulement intérieur décrit plus haut s'augmente, dans cette position des organes, de l'action de la pesanteur.
Le fait que l'ouver- ture est dirigée vers le bas permet également la chute libre entre les bords, avant l'achèvement de la soudure, de tout matières étrangère; tell que des croûtes etc.,. qui peuvent avoir été détachées pendant l'opération du façonnage.
On a constaté dans d'autres cas encore qu'on obtenait certains résultats satisfaisants lorsqu'on dispose le joint dans un plan sensible- ment horizontal parce que toute substance expulsée / se peut tomber librement et/détacher de la matière à l'extérieur de celle-ci sans se rassembler dans le voisinage du joint à l'intérieur, c'est-à-dire sur le trajet des galets intérieurs.
Dans ce qui précède, il a été question de la / ordinaire tendance de l'arc à se déplacer d'une façon erratique d'un point à un autreaprès son amorçage et des avan- tages d'un arc court en comparaison d'un travail dans ces conditions. On a constaté en outre que
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les résultats favorables obtenus par utilisation d'une zone où se produit l'arc court sont améliorés ou accrus souvent lorsqu'on maintient la matière de façon qu'elle présente une zone étroite / forme t elle
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d'arc court xoôéodXKK de YJjjKJè que les Doras écartés soient sur une certaine distance sensible- rétrécissant ment parallèles,
ladite zone se refroidissant gra- duellement à zéro à l'urede ses extrémités ou à ses deux extrémités/ De cette façon, la tendance de cette zone à s'étaler ou à se contracter en raison des variations de la largeur du joint est entière- ment supprimée et on maintient une zone déterminée de dimensions et de caractéristiques de chauffage sensiblement constantes. Il est évident que ce mode de travail peut être' aisément réalisé au moyen de l'un quelconque des deux modes d'exécution de la présente invention.
Dans le mode d'exécution re- présenté par exemple sur la fige l, on peut régler le passage initial entre les molettes et le passage entre les molettes du châssis auxiliaire de facon à réaliser sensiblement le même diamètre intérieur grâce à quoi la matière qui se rend du passage d'un jeu de molettes au passage de l'autre jeu de molet- tes ne subit pas de variations en ce qui concerne l'écartement de ses bords. Toutefois, pendant que la matière se rend du châssis support intermédiaire au passage compris entre les molettes finales, les bords sont rapprochés l'un de l'autre.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fige 8, le passage entre les premières mofettes peut âtre réglé de façon que les bords ne soient pas amenés réellement en contact, mais de façon à amener
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/ se lesdits bords 0/ fermer jusqu'au. point voulu, les galets 118 étant réglés de façon à maintenir cet /molettes 97 écartement tandis que la position relative des/ et des galets 97 et 118 est réglée de manière à mainte- nir en position une zone de la longueur et de la position voulues où se forme l'arc court ou éclair.
Ensuite, les bords de la matière, pendant que celle-ci passe des galets 118 aux molettes 97', peuvent être rapprochés de façon à établir une zone de chauffage par résistance. L'obtention d'une zone de production d'arc court ou élair. de telle façon que les bords soient sensiblement parallèles, peut évidemment être assurée par l'emploi d'un ap- pareil quelconque choisi parmi un grand nombre d'appareils de formes différentes.
La demanderesse a constaté en outre que lorsque les carters sont écartés, comme on l'a indiqué plus ou moins hématiquement sur la fig. 28, on peut produire un genre de zone à arc court xx éclair de dimensions sensiblement constantes et présentant des caractéristiques de chauffage sensi- blement uniformes avec des tuyaux dont le périmètre et le contour sont originellement plus ou moins variables tandis que, en même temps, les molettes 18 du carter 3a peuvent exercer un effort consi- dérable pour l'amené de la matière M qu'elles font avancer parconséquent à une vitesse constante, Tous ces points constituent des caractéristiques industrielles précieuses pour tout appareil de soudure fabriquant des tuyaux de grand diamètre.
Tous les résultats qui viennent d'être mentionnés sont produits par la déformation du tuyau froid pour
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lui donner la forme dans le carter 3a ce qui oc- casionne une pression tellement élevée qu'il en résulte nécessairement une traction favorable à l'entraînement sur le tuyau, permettant audit tuyau d'être entrainé vers l'avant à une vitesse sensible- ment constante malgré les obstacles usuels qui pro- voquent des effets variables de vitesse dans bien d'autres modes de fabrication.
Cette déformation effectuée en fait, en dehors de la pièce polaire 31a, est de nature purement mécanique et n'a aucun effet sur le circuit élec- trique ou magnétique de la machine. Après que le tuyau quitte les molettes de façonnage 18 du carter 3a, le joint s'ouvre lentement jusqu'à ce que le joint arrive à sa largeur maximum et que les,bords convergent de nouveau à mesure que le tube s'approche des molettes qui effectuent la fer- meture finale.
En raison du fait que cette ou- verture du joint se produit après l'opération de déformation ou de façonnage dans le carter rigide 3a , cette ouverture pour le joint sera pratiquement constante pour des tôles d'acier d'une épaisseur et d'une dureté constantes, quelles que soient les variations modérées de la largeur de la plaque ori- ginelle dont le tyyau a été formé.
Si l'on maintient la largeur maximum de l'écartement nettement inférieure à la distance où se produit l'arc court avec le potentiel appliqué et si l'enroulement primaire a une longueur suffisante pour se placer sous pratiquement toute la logeur des bords de fermeture, la zone complète de chauffage est nettement déterminée et la chaleur
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développée devient sensiblement constante queues que soient les variations normales du périmètre du tuyau au moment où on lui donne sa première forme. La zone où se prpduit l'arc court dans le cas du joint en V n'est pas définie de cette manière, car il n'y a pas de limites préci ses pour la propagation de la flamme le long du joint.
Si la zone de chauffage du joint (de la forme mentionnée plus haut) est plutôt étroite et longue, on
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l-de la ten- constate que la proportion le métal sion artie dans du tuyau sur tout son pourtour augmente et que la propor- /de la ten- tiox '.-' le joint diminue d'une manière sion répartie dans correspondante dans des limites considérables, ce qui tend . à mieux stabiliser .l'arc court et à donner plus de cons- /ce qui tance au courant contribue à maintenir la constance du chauffage désirée; d'autre part la régularité parfaite de déplacement mentionnée plus haut contribue également à maintenir constante la quantité totale de chaleur déga- gée par unité de longueur du joint.
Au cours de la présente description, il a été question de réglages, de pressions, de fréquences, d'in- tensités, de courants, de vitesses, de déplacements, etc..
En raison des connaissances actuelles de cette branche d'insustrie relative à la soudure, on considère que les indications de la présente description sont suffisantes pour permettre à l'homme de l'art de mettre en oeuvre l'invention. Toutefois, pour faciliter la pratique de l'invention et pour écarter entièrement toute nécessité de longues expériences, on indiquera, dans ce qui suit, à titre d'exemple seulement et non pas d'une façon limitative une série de conditions dans lesquelles un appareil tel qu'il a été décrit a fonctionné avec succès.
Dans le travail en question la matière d'une forme sensiblement tubu- laire a étéproduite en façonnant des plaques dont la lar- geur était de 1,59m et l'épaisseur de 9,5m environ, la
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longueur de la plaque variant selon les normes du commerce,
Cette matière à laquelle on avait donné la forme par um opération exécutée à froid aurait pu être formée de toute 'autre façon voulue.
Sous cette forme, elle constituait un corps sensiblement tubulaire dont les bords étaient écartés l'un de l'autre d'environ 38mn et dont le diamètre extérieur, y compris le¯ joint était de 528mm environ, le diamètre intérieur étant de 509mm environ, Avec lemode d'exécution de l'invention représenté sur la fig.l, on a réglé le passage entre les premières molettes pour un dia- mètre intérieur de 516mm environ, ce qui rapprochait consi- dérablement les bords dudit corps tubulaire et réduisait leur écartement à 0,85mm environ. Lorsqu'on désiraitattiein- dre un parallélisme ssnsible entre les bords, on a réglé . les galets 26 pour un même diamètre intérieur que celui qui correspond aux molettre 18 du catter 3.
Dans ces conditions, on a réglé les molettes 18 du carter 2, de façon à réaliser un diamètre intérieur de 513mm environ, ceci étant suffisant pour amener les bords en contact de façon'qu'ils puissent se souder, pour expulser; la partie chauffée de ces bords à une température où le métal peut couler et pour amener en contact les parties qui -avaient été chauffées approximativement à la température de formation de grain fin, grâce à quoi on a obtenu une soudure! présentant les caractéristiques décrites plus haut.
.En travaillant dans ces conditions avec un seul enroulement interne primaire, on a fourni audit enroulement de 3.400 à 3.800 K.V.A. la tension du primaire étant de 850 V. environ, l'intensité variant entre 4.000 et 4.500 ampères et la fréquence étant de 60 cycles.
On a fait avancer la matière à travers J'appareil à souder à, une vitesse variant entre
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13,75 m. et 2,30 m. environ par minute, les vites- ses les plus élevées se trouvant en deçà des li- mites que l'on peut atteindre lorsqu'on utilise une organisation donnant un nombre de K.V.A. plus élevé.
Dans ces conditions, on a obtenu un pro- duit dont le joint soudé possédait une résistance plus grande et dont le grain était meilleur que ceux des autres parties du produit, le chauffage maximum ayant eu lieu au voisinage des bords du joint et ayant été. presque entièrement limité à ces bords. Dans le produit fini le joint se pré- sentait sous forme d'une ligne presque parfaite- ment droite d'un bout à l'autre; ledit joint était continu d'un bout à l'autre. Le tuyau a subi avec succès des essais rigoureux de pression hydros- tatique et ne présentait aucun cintrage d'un bout à l'autre.
Bien que dans ce qui précède on ait donné un exemple concrèt, il est bien entendu que les conditions sont susceptibles de varier selon les caractéristiques de la matière à former, la sur- face de la section, la vitesse à laquelle on désire effectuer la soudure et l'énergie disponible.
Bien que dans ce qui précède on ait montré et décrit certains détails de réalisation préférés de la présente invention, il est évident pour l'homme de l'art que l'objet de la présente inven- tion n'est pas limité aux détails de construction déterminée représentés et qu'on peut apporter des modifications dans la construction ainsi que dans le mode xxx opératoire sans qu'on s'écarte de l'es- prit de la présente invention.