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PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES AUTOMATIQUES A SOUDER ET A LEUR MODE DE COMMANDE,.
La présente invention se rapporte aux machines automatiques de soudure à -arc et en particulier à celles qui sont susceptibles d'utiliser des électro- des de courte longueur ou "baguette"; elle concerné également une commande par interrupteurs qui lui est associée,
Des électrodes ayant,une épaisse oouohe de fondant sont très souvent utilisées dans la soudure à la main.
Ces électrodes se présentent dans le commer- ce sous forme de barres de courte longueur. dont une extrémité est dénudée du fondant pour son introduction dans un porte-électrode par l'Intermédiaire duquel le courant lui est est amené. Ces électrodes sont souvent appelées "baguettes". on a proposé des machines automatiques de soudure à l'arc destinées à alimenter de telles électrodes de façon à éviter les complications provenant des disposi-
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-tifs qui doivent amener le courant de soudure à travers la couche de fondant d'électrddes de longueur Indéterminée, que l'on trouve dans le commerce sous formes de bobines ou de rouleaux.
De telles machines automatiques évitent égale- ment l'usage d'électrodes du type spécial à revêtement épais, qui ont été propo- sées jusqu'ioi pour utilisation dans les machines automatiques de soudure à l'aro et elles permettent par conséquent l'utilisation dans une machine automatique des mentes baguettes que colles que l'on emploie dans la soudure à la main.
Lorsque la même opération de soudure doit être répétée, tout disposi- tif, permettant à l'opérateur d'introduire rapidement une nouvelle électrode dans la machine en augmentant la durée totale de la soudure elle-même, est d'un inté- rite considérable pour les Industriels, en ce sens qu'il permet une production plus grande dans une période de temps déterminée. Il est également de grande im- portance de ne pas laisser à l'opérateur le soin de juger si le reste d'une élec- trode partiellement utilisée a une longueur suffisante pour terminer une autre opération de soudure, avant de remettre une nouvelle électrode dans la machine.
La présente invention a justement pour objet une machine automatique de soudure à l'arc, ou un dispositif pour têtes automatiques de soudure à l'aro, pour fils nus ou à revêtement mince, qui permettent d'obtenir les résultats dé- sirés, Dans cette machine à alimentation par baguettes, la position de chargement d'une électrode est telle qu'une nouvelle électrode peut y être Introduite son- venablement sans nécessiter une attention spéciale de l'opérateur.
Dans une telle machine ,également, le porte-électrode retourne à, sa position de chargement, qui est non seulement séparée de la pièce à souder par une distance prévue à l'avance, ce qui permet à une nouvelle électrode d'y occu- per la position appropriée lorsque son extrémité repose sur la pièce à souder, mais qui est encore séparée du dispositif d'alimentation des électrodes par une distance suffisante permettant au porto-électrode de s'éloigner de la pièce pour amorcer l'arc,sous le contrôle du dispositif d'alimentation des électrodes.
Ceci réduit la durée totale des opérations de soudure puisqu'il suffit déoarter l'é- lectrode de la pièce à souder pour amorcer l'arc,
Dans la machine conforme à l'invention, un interrupteur de commande, qui dépend de la position du porte-électrode et de la position de la pièce après chaque opération de soudure, sert à faire retourner le porte-électrode vers sa position de chargement, quand l'électrode restante est insuffisante pour une au- tre opération de soudure.
Certaines de*oes opérations doivent étre complétées par une ligne de soudure ininterrompue, de façon à éviter toute porosité aux
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endroits où se rejoignent les soudures de deux électrodes différentes et à as- surer l'aspect désiré de la soudure en évitant des bavures indésirables*
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'ac- oompagnent; donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels;
La Fig.1 est le schéma d'une réalisation de l'invention.
La fig.2 est une coupe montrant un dispositif d'arrêt à fluide, qui peut être associé au mécanisme pour faire retourner le porte-électrodes à sa position de chargement, en variante du dispositif d'arrêt à tige à ressort re- présenté Fig.1.
En se reportant Fig.1, un porte-électrode et l'électrode qui y est contenue sont éloignés ou rapproohés de la pièce à souder, de manière à amorcer et à maintenir l'arc, au moyen d'un dispositif d'alimentation prévu pour entrer en contact avec une tige qui est attaohée au porte-électrode et en fait partie intégrante. La liaison entre le dispositif d'alimentation des électrodes et la dite tige du porte-électrode est commandée par un dispositif à fluide, Un dis- positif à fluide est également prévu pour faire retourner le porte-électrode à sa position de chargement.
Ces dispositifs sont commandés d'âpres la position du porte-électrode et celle de la pièce* après une opération de soudure. pour ramenée le porte-électrode à sa position de chargement quand, à la fin de la dite opéra- tion, la consommation d'une électrode dans le porte-électrode dépasse une certaine valeur prédéterminée, telle que la partie restante de l'électrode est insuffisante pour effectuer la soudure suivante. Ces deux dispositifs à fluide sont alimentés ou relâchés en même temps.
Quand ils sont relâchés, l'inertie de fonctionnement des dispositifs à fluide, qui commandent la liaison entre le dispositif d'alimentation des élec- trodes et la tige du porte-électrode, permet à une tige à ressort, disposée entre le porte-électrode et une butée, de maintenir en position de porte-électrode vis- à-vis de cette butée, contre laquelle il a été poussé par l'autre dispositif à fluide. et placé ainsi dans sa position de chargement.
Cette dernière est espacée de la pièce à souder par une distance telle qu'une nouvelle électrode occupe la position appropriée dans le porte-électrode, quand son extrémité utile repose sur la pièce, et elle se trouve à une distance appropriée du dispositif d'alimentation des électrodes, de manière qu'il existe une distance suffisante pour l'éloignement du porte-électrode vis-à-vis de la pièce. pour faire jaillir l'arc, sous le con- trôle du dispositif d'alimentation des électrodes.
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Dans la variante de la Fig.2, le retour du porte-électrode est ar- -rété par une butée à fluide qui, lorsqu'elle n'est pas alimentée, relâche le porte-électrode pour qu'il continue à s'éloigner de la pièce à souder, pour faire jaillir l'arc, sous le contrôle du dispositif d'alimentation des élec- trodes qui lui est associât
Dans l'appareil de la Fig.l, l'extrémité dénudée d'une électrode 10 occupe une position appropriée dans un porte-électrode 11, lorsque son extr4mi- -té utile s'appuie sur la pièce à souder 12.
Le porte-électrode comprend un corps 13, contre lequel l'électrode est maintenue par une mâchoire mobile 14, qui lui est fixée au moyen d'un pivot et qui est maintenue contre l'électrode par un verrou à came 15, monté sur le corps 13. L'extrémité Inférieur-* de l'électrode 10 occupe une position appropriée par rapport à la pièce grâce à un guide 16 qui est fixé au porte-électrode par un support 17. Le courant de soudure arrive au porte-électrode par un conducteur 18 qui est relié au corps 13.
Le porte-électrode et l'électrode sont éloignés ou rapprochés de la pièce par deux galets ou rouleaux 19 et 20 qui peuvent entraîner la tige 21 qui fait partie du porte-électrode* Le rouleau 19 est mû par un moteur de la tête de soudure auu moyen d'une transmission appropriée contenue dans le châssis 22, qui fait partie de la tête de soudure.
Celle-ci peut être construite par exemple selon les principes exposée dans le brevet belge 391.321 que la Société demanderesse a déposé le lr octobre 1932 (Berne perfectionnement au brevet 325.168 déposé le 27 avril 1925). La vitesse et le sens de rotation du moteur actionnant la tête de soudure, et par conséquent la vitesse et le sens de rotation du rouleau 19, peuvent être con- trôlés par tout dispositif approprié sensible aux caractéristiques de l'arc, par exemple dans le dispositif décrit dans le brevet belge 356.014 que la So- ciété demanderesse a déposé le 22 novembre 1928. Comme on le voit Fig.1, le rouleau 20 est mû par le rouleau 19 par l'intermédiaire des engrenages en con- tact 23 et 24.
La tige 21 du porte-électrode passe à travers un support 26 qui la guide, et qui est fixé auch@ssis 22 de la tête de soudure* L'extrémité aupé- rieure de cette tige est contenue dans un guide tubulaire 26 dont la partie Inférieure est montée dans un support 27 qui fait partie du châssis 22.
Pour recevoir une nouvelle électrode, le porte-électrode est rameaé à sa position de chargement, à partir de la position qu'il occupe en raison de
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l'usure de l'électrode, au moyen d'un dispositif à fluide 28. Celui-ci comprend un cylindre 29 dont l'extrémité inférieure est montre sur le support 25 et est fermée par lui; son extrémité supérieure est fermée par un chapeau 30 avec un trou 31, Un fluide, tel que de l'air, est amené à la partie inférieure de ce cy- lindre, ou en est aspiré, au moyen d'un tube 32 qui traverse le support 25 dans la partie inférieure du cylindre 29.
Un piston 33 logé dans ce cylindre est relié par une tige 34 à un bras 35 qui fait partie du porte-électrode 11, Un joint con- venable est prévu entre la tige 34 et le support 26 pour éviter l'échappement du fluide sous pression fourni au cylindre 29 par le tube 32.
Quand ce fluide sous pression est fourni au cylindre 29, le piston 33 et le porte-électrode 11 s'éloignent de la pièce 1. souder jusqu'à ce que le porte électrode rencontre le support 25 de la tête de soudure, Ce support fonctionne donc comme une butée sur le chemin du porte-électrode. Lorsqu'on fait le vide dans le cylindre 29 par le tube 32. le porte-électrode est déplacé à une certaine distance prévue à l'avance du support 25, au moyen d'une tige 36 montée dans le bras 35 et qui est sollicitée dans la position représentée, au moyen d'un ressort 37.
Cette tige à ressort place donc le porte-électrode, par rapport à la tête de soudure, dans sa position de chargement qui est non seulement séparée par une dia- tance appropriée de la pièce à souder, de telle sorte qu'une nouvelle électrode y occupe une position convenable quand son extrémité s'appuie sur la dite pièce, mais qui est également séparée par une distance convenable de la tête de soudure pour permettre au porte-électrode de s'éloigner dle la pièce pour amorcer l'arc sous le contrôle des rouleaux 19 et 20 de la téta de soudure.
Le rouleau 20, son engrenage moteur 24 et l'axe qui les unit sont montés'! une extrémité d'un bloc 38 dont l'autte extrémité est reliée par une tige 39 à un piston 40, qui appartient au dispositif à fluide 41 qui fonctionne pour mettre le rouleau 20 en contact ou hors contact avec la tige 21 du porte-électro- de* Ce piston est contenu dans un cylindre 42 et il est sollicité dans la posi- tion représentée par un ressort 43, situé à l'intérieur du cylindre. Celui-ci est fixé à un support 44 du châssis 22 de la tête de soudure. Le bloc 38 peut coulis- ser dans un support 45 également fixé à ce châssis 22. Du fluide sous pression, @ tel que de l'air, est amené ou aspiré du coté du piston 40 opposé au ressort 43, par une conduite 46.
Un joint entre la tige 39 et le fond du cylindre 42, traver- sé par cette tige, évite toute perte de fluide sous pression entre ces deux élé- ments.
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Les conduites 32 et 46 sont reliées à une conduite unique 47, qui se divise en deux branches 48 et 49, La conduite 48 est reliée par une valve 50à une source de fluide sous pression et la conduite 49 s'ouvre dans l'atmosphère à travers une valve 51. Le fonctionnement des valves 50 et 51 établit simultané- ment les liaisons qui amènent l'air comprimé ou opèrent le vide pour aotionner ou relâcher les dispositifs à fluide 28 et 41.
Quand le dispositif 28 est actionné, il éloigne le porte-éleotrode de la pièce à souder, jusqu'à ce qu'il touche le support 25, et quand le dispo- aitif 41 est actionné, il rompt le contact entre le rouleau 20 et la tige 21 du porte-électrode* Quand ces dispositifs sont relâchés, le ressort 43 du disposi- tif 41 rétablit le contact entre ces éléments. En raison de l'inertie du fono- tionnement du dispositif 41, l'engagement du rouleau et de la tige n'est pas réalisé tant que la tige à ressort 36 n'a pas amené le porte-électrode à une distance prédéterminée du support 25, dans sa position de chargement. On a vu plus haut les particularités de cette position.
Les valves 50 et 51 sont mues par voie électromagnétique et elles sont munies d'enroulement d'excitation 52 et 53. Ils sont reliés l'un ou l'autre à une source de courant 54, par les contacts 55 d'un relais 56, tie dernier est commandé par un enroulement 57,, La liaison de cet enroulement avec la source 54 est contrôlée par des interrupteurs 58, 59 et 60. Un circuit de collage pour ce relais est établi par l'interrupteur 58 et les contacts 61 de ce relais.
Les interrupteurs 58 et 59 fonctionnent suivant des positions prédé- terminées du porte-éleotrode. Ils sont montés sur le tube 26 à travers lequel passe la tige 21. L'interrupteur 58 est monté en haut de ce tube et sa position est telle que quand he porte-électrode 11 s'appuie ou est sur le point de s'ap- puyet sur le support 25, la tige 21 l'actionne en lui faisant ouvrir ses con- tacts normalement fermés. L'interrupteur 59 est supporté à la partie inférieure du tube 26, dont une partie est montrée en coupe pour permettre de voir la tige 21. Quand cette tige passe en-dessous de l'interrupteur 59, elle ferme ses con- tacts normalement ouverts.
L'interrupteur 60 est sous la dépendance de la position de la pièce 12 après chaque opération de soudure. Ses contacts sont fermés par un disque à cames 62, après la fin de chaque opération de soudure. Une connexion 63 est pré- vue entre le disque 62 et le dispositif 64 de déplacement de la pièce. Cette connexion est telle qu'un tour complet est accompli par le disque 62 pour chaque
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opération de soudure. Ainsi, si la soudure sur la pièce 12 se recouvre sur elle- même d'une certaine quantité, la connexion 63 est telle que le disque 62 fait un tour complet, méme si le dispositif d'entraînement 64 fait plus d'un tour.
De plus, si un mouvement en arrière est appliqué à ce dispositif d'entraînement 64, afin de le mettre en position pour commencer l'opération suivante de soudu en un point prédéterminé de la pièce à souder qu'il supporte, un mécanisme appro- prié tel qu'un dispositif à cliquet peut être prévu dans la connexion 63, de telle sorte que le disque 62 ne tourne pas en arrière, en même temps que le dis- positif d'entraînement 64.
Le fonctionnement de la tête de soudure est le suivant 1
Sur le dessin, le porte-électrode n'a pas été représenté dans sa posi- tion de chargement qui est déterminée par l'action de la tige à ressort 36 et du support 25. Il a été déplacé de sa position de ohargement vers la pièce à souder pour faciliter la représentation de cette tige et de son support dans le porte-électrode,
En supposant que ce dernier soit dans sa position de chargement-, une extrémité de la baguette 10 y est convenablement disposée quand son autre extré- mité repose sur la pièce 12.
En conséquence, l'opération de chargement consiste simplement à placer une extrémité de l'électrode 10 sur la pièce 12 et l'autre extrémité dans le porte-éleptrode 11 et à faire fonctionner le verrou 15 pour fermer le porte-électrode et y serrer l'électrode.
L'opération de soudure est alors commencée en actionnant un bouton de manoeuvre, analogue à celui décrit dans le brevet elge 356.014 précité.
La commande sensible aux caractéristiques de l'arc et associée à la tête de soudure fait tourner les rouleaux 19 et 20 de façon à éloigner le porte- électrode de la pièce, pour amorcer l'arc* La distance entre le porte-électrode 11 et le support 25, due à la tige 36, permet cet amorçage, sous la commande du dispositif d'alimentation des électrodes. Quand l'aro a jailli entre l'électro- de et la pièce, les roulleaux 19 et 20 vont déplacer le porte-électrode vers la pièce; pour compenser l'usure de l'électrode et maintenir un arc sous une ten- sion prédéterminée' Quand l'opération de soudure est terminée, l'opérateur peut l'arrêter en fermant un interrupteur d'arrêt comme dans le brevet belge 356.014.
Cet arrét*peut d'ailleurs être commandé automatiquement sous le contrôle d'un déplacement.
Si l'éleotrode est suffisamment longue pour effectuer plusieurs sou- dure$, l'opérateur déclenche une autre opération de soudure jusqu'à, ce qu'enfin @
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l'extrémité de la tige 21 du porte-électrode passe en-dessous de l'interrupteur 59, Car à la fin d'une opération de soudure, quand l'interrupteur 60 se ferme éga- lement, l'enroulement qui commande le relais 56 est connecta à la source d'alimen- tation 54 par les interrupteurs 60, 59 et 58. Ce relais ferme donc ses contacts 61 et transfère la connexion de ses contacts inférieurs 55 à ses contacts supérieurs 55. Cette connexion ferme par l'interrupteur 58 un circuit de collage pour l'en- roulement 51 qui actionne le relais 56.
La fermeture des contacts supérieurs 55 du relais 56 relie l'enroulement 52 de la valve 50 à la source 54, Du fluide sous pression est donc fourni aux dispositifs 28 et 41*
Le dispositif 41 sépare les rouleaux 19 et 20 de la tige 21 et le dispositif 28 déplace le porte-électrode depuis la pièce à souder Jusque ce qu'il s'appuie sur le support-butée 25. L'ouverture 31 du chapeau 30 du cylindre 29 amortit ce mouvement de retour en limitant la quantité d'air qui s'échappe de la partie supérieure du cylindre 29.
Au moment, ou juste avant* le moment où le porte-électrode rencontre le support 25, l'interrupteur 58 fonctionne par le passage de l'extrémité de la tige 21.L'ouverture des contacts qui en résulte désexcite le relais 56 qui reprem la position représentée sur le dessin, Dans cette position, ce relais ferme le circuit de l'enroulement 53 de la valve 51 aux bornes de la source 54. Le fonction nement de cette valve relâche les dispositifs 28 et 41 en les reliant à l'air li- bre.
Pendant que le ressort 43 du dispositif 41 amené au contact le rouleau 20 et la tige 21, la tige à ressort 36 déplace le porte-électrode vers sa position de chargement* Ce porte-électrode est donc mis en position appropriée pour l'intro- duotion d'une nouvelle électrode, comme on l'a décrit ci-dessus*
Le retour en arrière du porte-électrode Neuf être arrêta par un dispo- sitif à fluide, tel que celui qui est représenté Fig.2, de façon à le placer con- venablement dans la position de chargement désirée* Ce dispositif peut remplacer la tige à ressort 36 de la Fig.l. Il est associé avec le dispositif 28, les par- ties correspondantes étant indiquées par les mêmes numéros de référence, le dis- positif entier étant appelé 28'.
Comme on le voit Fig.2, une extrémité de ce dispositif d'arrêt 36' prend appui sur le piston 33, à l'intérieur du cylindre 29 et son autre extrémité est reliée à un piston 65 logé dans un cylindre 66, disposé à la partie supérieure du cylindre 29, * La conduite 32 est branchée de façon à amener du fluide sous pres- sion à la partie supérieure du .cylindre 66 ainsi qu'à la partie inférieure du cy-
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-lindre 29. Donc, quand le dispositif 28'.est actionné, le piston 33 se meut vers le haut dans le cylindre 29. jusqu'à ce qu'il touche l'arrêt 36' qui a été déplacé à la position représentée Fig.2 par le-fluide fourni au cylindre 66.
Oe dernier a un diamètre plus grand que le cylindre 29 et l'effort total sur le pis- ton 65 est plus grand que celui sur le piston 33, de telle sorte que quand ce piston touche l'arrêt 36', son mouvement vers le haut est arrêtée Quand le dis- positif 28 est relâche, quand la conduite 32 est ouverte à l'air libre$ l'arrêt 36' n'arrête plus le mouvement ultérieur vers le haut du piston 33 et le dispo- sitif d'alimentation des électrodes peut fonctionner de manière à éloigner le poste-électrode de la pièce pour amorcer l'arc.
Quand on utilise le dispositif 28' de la Fig.2, au lieu du dispo- sitif 28 de la Fig.1, on voit évidemment que l'interrupteur 58 doit être conve- nablement disposé sur le tube 26, de faqon qu'il soit actionné par la tige 21 au moment, ou juste avant le moment où le piston 33 touche l'arrêt 36'. A part cela, la substitution du dispositif 28' au dispositif 28 ne nécessite aucune autre mo- dification dans l'appareil de la Fig.1.
Dans les deux dispositifs représentés Fig.l et Fig.2, on peut pré- férer que la conduite 32 soit de plus petites dimensions que la conduite 46, de sorte que le dispositif 41 sépare les rouleaux 19 et 20 de la tige 21, avant que le dispositif 88 agisse pour déplacer de la pièce à souder, le porte-électrode et la tige 21. Dans ce cas, le dispositif 28 peut être prévu de telle sorte que la pression soit établie dans son cylindre avant que les rouleaux 19 et 20 ne s'é- cartent et ne libèret la tige 21, ce qui entraîne un mouvement de retour du porte- électrode qui est amorcé par la secousse due à l'établissement de la dite près- sion.
Les conduites 32 et 46 peuvent être de mêmes dimensions, et on peut prévoir un rétrécissement ou un étranglement dans la conduite 32 pour obtenir le même . résultat.
On peut remarquer que l'appareil décrit est de nature à pouvoir être ajouté à des têtes automatiques de soudure à l'arc susceptibles d'alimenter des électrodes nues, ou légèrement recouvertes, de longueur Indéterminée* L'appareil peut toutefois faire partie intégrante d'une tête automatique de soudure adaptée uniquement pour recevoir des baguettes- Dans chacun de ces cas, l'invention n'est pas limitée à l'application à des baguettes à revêtement 'pais. mais elle peut être utilisée pour servir avec n'importe quelle forme d'électrode de faible Ion* gueur.
Dans certains cas, on peut avoir besoin d'un entraînement plus in- @
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-tens. entre les rouleaux et la tige du porte-électrode, Dans oe cas, on peut ménager ou rapporter une crémaillère sur la tige, du coté du rouleau 20 qui sera muni de dents qui engrènent avec la crémaillère et l'entrain@nt. On peut égale- ment utiliser, comme tout homme de l'art peut s'en rendre compte, d'autres réali- sations pour obtenir un entraînement plus énergique que le dispositif à friction décrit dans ce qui précède.
Quand la tige est munie d'une crémaillère les Interrupteurs 68 et 59 peuvent être replacés sur le tube 26 de telle sorte qu'ils s'appuient sur une par- tie lisse de la tige. En remplaçant les rouleaux des éléments actifs des dits in- terrupteurs par des sabots allongés, leur position peut être celle qui est repré- sentée, puisque de tels sabots ne sont pas affectés par les Irrégularités de la tige, provenant des dents de la crémaillère.
Bien qu'on ait représenté et décrit deux formes de réalisation de l'invention, il est bien évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes par- ticulières, données simplement à titre d'exemple et sana aucun caractère restric- tif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et mime objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dana le cadra de l'invention.
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IMPROVEMENTS TO AUTOMATIC WELDING MACHINES AND THEIR CONTROL MODE ,.
The present invention relates to automatic arc welding machines and in particular to those which are capable of using electrodes of short length or "rod"; it also concerns a command by switches which is associated with it,
Electrodes having a thick or oohe of flux are very often used in hand soldering.
These electrodes are commercially available in the form of bars of short length. one end of which is stripped of the flux for its introduction into an electrode holder through which the current is brought to it. These electrodes are often called "sticks". automatic arc welding machines have been proposed for supplying such electrodes so as to avoid the complications arising from the devices.
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-tifs which must bring the welding current through the layer of flux of electrodes of Indeterminate length, which is found commercially in the form of coils or rolls.
Such automatic machines also avoid the use of electrodes of the special thick-coated type, which have heretofore been proposed for use in automatic aro welding machines and therefore allow the use. in an automatic machine sticks sticks that glue that one uses in the welding by hand.
When the same welding operation has to be repeated, any device which allows the operator to quickly introduce a new electrode into the machine while increasing the total duration of the welding itself is of considerable interest. for Industrialists, in the sense that it allows greater production in a determined period of time. It is also of great im- portance not to leave it to the operator to judge whether the remainder of a partially used electrode is of sufficient length to complete another soldering operation, before placing a new electrode back in. the machine.
The present invention precisely relates to an automatic arc welding machine, or a device for automatic welding heads with aro, for bare or thin-coated wires, which make it possible to obtain the desired results. As this machine is fed by rods, the loading position of an electrode is such that a new electrode can be introduced into it properly without requiring special attention from the operator.
In such a machine, too, the electrode holder returns to its loading position, which is not only separated from the workpiece by a distance provided in advance, which allows a new electrode to occupy it. for the appropriate position when its end rests on the workpiece, but which is still separated from the electrode supply device by a sufficient distance allowing the porto-electrode to move away from the workpiece to strike the arc, under the control of the electrode supply device.
This reduces the total duration of the welding operations since it suffices to move the electrode away from the part to be welded to strike the arc,
In the machine according to the invention, a control switch, which depends on the position of the electrode holder and the position of the workpiece after each welding operation, is used to return the electrode holder to its loading position, when the remaining electrode is insufficient for another welding operation.
Some of these operations must be completed by an unbroken weld line, so as to avoid any porosity at the edges.
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places where the welds of two different electrodes meet and to ensure the desired appearance of the weld avoiding unwanted burrs *
The novel features and advantages of the invention will be better understood by reference to the following description and the accompanying drawings; given simply by way of non-limiting example and in which;
Fig.1 is the diagram of an embodiment of the invention.
Fig. 2 is a sectional view showing a fluid stopper, which can be associated with the mechanism for returning the electrode holder to its loading position, as an alternative to the spring rod stopper shown in Fig. .1.
Referring to Fig. 1, an electrode holder and the electrode contained therein are moved away from or nearer to the workpiece, so as to strike and maintain the arc, by means of a supply device provided. to come into contact with a rod which is attached to and forms an integral part of the electrode holder. The connection between the device for supplying the electrodes and the said rod of the electrode holder is controlled by a fluid device. A fluid device is also provided for returning the electrode holder to its loading position.
These devices are controlled according to the position of the electrode holder and that of the workpiece * after a welding operation. to return the electrode holder to its charging position when, at the end of said operation, the consumption of an electrode in the electrode holder exceeds a certain predetermined value, such that the remaining part of the electrode is insufficient to perform the next weld. These two fluid devices are supplied or released at the same time.
When released, the operating inertia of the fluid devices, which control the connection between the electrode supply device and the electrode holder rod, allows a spring loaded rod, disposed between the electrode holder. and a stopper, to maintain in position of electrode holder vis-à-vis this stopper, against which it has been pushed by the other fluid device. and thus placed in its loading position.
The latter is spaced from the workpiece by a distance such that a new electrode occupies the appropriate position in the electrode holder, when its working end rests on the workpiece, and it is at an appropriate distance from the feed device. electrodes, so that there is a sufficient distance for the removal of the electrode holder vis-à-vis the workpiece. to trigger the arc, under the control of the electrode supply device.
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In the variant of Fig.2, the return of the electrode holder is stopped by a fluid stopper which, when not supplied, releases the electrode holder so that it continues to move away. of the piece to be welded, to cause the arc to shoot out, under the control of the device for feeding the electrodes which is associated with it
In the apparatus of FIG. 1, the stripped end of an electrode 10 occupies a suitable position in an electrode holder 11, when its working end rests on the workpiece 12.
The electrode holder comprises a body 13, against which the electrode is held by a movable jaw 14, which is fixed thereto by means of a pivot and which is held against the electrode by a cam lock 15, mounted on the body 13. The lower end - * of the electrode 10 occupies an appropriate position with respect to the workpiece thanks to a guide 16 which is fixed to the electrode holder by a support 17. The welding current arrives at the electrode holder through a conductor 18 which is connected to the body 13.
The electrode holder and the electrode are moved away from or brought closer to the part by two rollers or rollers 19 and 20 which can drive the rod 21 which is part of the electrode holder * The roller 19 is driven by a motor of the welding head by means of a suitable transmission contained in the frame 22, which is part of the welding head.
This can be constructed, for example, according to the principles set out in Belgian patent 391,321 that the Applicant Company filed on October 1, 1932 (Berne improvement to patent 325,168 filed on April 27, 1925). The speed and direction of rotation of the motor actuating the welding head, and therefore the speed and direction of rotation of the roller 19, can be controlled by any suitable device sensitive to the characteristics of the arc, for example in the arc. device described in Belgian patent 356,014 which the Applicant Company filed on November 22, 1928. As seen in FIG. 1, the roller 20 is moved by the roller 19 by means of the contacting gears 23 and 24. .
The rod 21 of the electrode holder passes through a support 26 which guides it, and which is fixed to the socket 22 of the welding head * The upper end of this rod is contained in a tubular guide 26, the part of which Lower is mounted in a support 27 which is part of the frame 22.
To receive a new electrode, the electrode holder is rowed to its loading position, from the position it occupies due to
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wear of the electrode, by means of a fluid device 28. This comprises a cylinder 29, the lower end of which is shown on the support 25 and is closed by it; its upper end is closed by a cap 30 with a hole 31. A fluid, such as air, is brought to the lower part of this cylinder, or is sucked therefrom, by means of a tube 32 which passes through the support 25 in the lower part of the cylinder 29.
A piston 33 housed in this cylinder is connected by a rod 34 to an arm 35 which forms part of the electrode holder 11. A suitable seal is provided between the rod 34 and the support 26 to prevent the escape of the pressurized fluid. supplied to cylinder 29 by tube 32.
When this pressurized fluid is supplied to the cylinder 29, the piston 33 and the electrode holder 11 move away from the workpiece 1. to weld until the electrode holder meets the support 25 of the welding head. therefore as a stop on the path of the electrode holder. When the vacuum is created in the cylinder 29 through the tube 32, the electrode holder is moved to a certain distance provided in advance from the support 25, by means of a rod 36 mounted in the arm 35 and which is biased. in the position shown, by means of a spring 37.
This spring-loaded rod therefore places the electrode holder, relative to the welding head, in its loading position which is not only separated by an appropriate diameter from the part to be welded, so that a new electrode therein. occupies a suitable position when its end rests on said workpiece, but which is also separated by a suitable distance from the solder head to allow the electrode holder to move away from the workpiece to strike the arc under control of the rollers 19 and 20 of the welding teat.
The roller 20, its motor gear 24 and the axis which unites them are mounted! one end of a block 38, the other end of which is connected by a rod 39 to a piston 40, which belongs to the fluid device 41 which operates to put the roller 20 in contact or out of contact with the rod 21 of the electro holder - de * This piston is contained in a cylinder 42 and it is biased in the position represented by a spring 43, located inside the cylinder. This is fixed to a support 44 of the frame 22 of the welding head. The block 38 can slide in a support 45 also fixed to this frame 22. Fluid under pressure, such as air, is supplied or sucked from the side of the piston 40 opposite the spring 43, by a pipe 46.
A seal between the rod 39 and the bottom of the cylinder 42, crossed by this rod, prevents any loss of pressurized fluid between these two elements.
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The pipes 32 and 46 are connected to a single pipe 47, which is divided into two branches 48 and 49, The pipe 48 is connected by a valve 50 to a source of pressurized fluid and the pipe 49 opens into the atmosphere at through a valve 51. The operation of the valves 50 and 51 simultaneously establishes the connections which supply the compressed air or operate the vacuum to actuate or release the fluid devices 28 and 41.
When device 28 is actuated, it moves the electrode holder away from the workpiece until it touches support 25, and when device 41 is actuated it breaks contact between roller 20 and the rod 21 of the electrode holder * When these devices are released, the spring 43 of the device 41 re-establishes contact between these elements. Due to the inertia of the operation of the device 41, the engagement of the roller and the rod is not achieved until the spring loaded rod 36 has brought the electrode holder a predetermined distance from the holder. 25, in its loading position. We saw the peculiarities of this position above.
The valves 50 and 51 are driven electromagnetically and they are provided with excitation windings 52 and 53. They are either connected to a current source 54, by the contacts 55 of a relay 56. , tie last is controlled by a winding 57 ,, The connection of this winding with the source 54 is controlled by switches 58, 59 and 60. A bonding circuit for this relay is established by the switch 58 and the contacts 61 of this relay.
Switches 58 and 59 operate according to predetermined positions of the electrode holder. They are mounted on the tube 26 through which the rod 21 passes. The switch 58 is mounted at the top of this tube and its position is such that when the electrode holder 11 is supported or is about to be pressed. - puyet on the support 25, the rod 21 actuates it by making it open its normally closed contacts. Switch 59 is supported at the bottom of tube 26, part of which is shown in section to allow viewing of rod 21. When this rod passes below switch 59, it closes its normally open contacts. .
The switch 60 is dependent on the position of the part 12 after each welding operation. Its contacts are closed by a cam disc 62, after the end of each welding operation. A connection 63 is provided between the disc 62 and the device 64 for moving the workpiece. This connection is such that a full revolution is made by disc 62 for each
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welding operation. Thus, if the weld on the part 12 overlaps on itself by a certain amount, the connection 63 is such that the disc 62 makes a complete revolution, even if the driving device 64 makes more than one revolution.
In addition, if a backward movement is applied to this driving device 64, in order to put it in position to begin the next welding operation at a predetermined point on the workpiece which it supports, a mechanism will be provided. Such a ratchet device may be provided in connection 63, so that disc 62 does not rotate backward, together with drive device 64.
The operation of the welding head is as follows 1
In the drawing, the electrode holder has not been shown in its loading position which is determined by the action of the spring rod 36 and the support 25. It has been moved from its loading position to the load. piece to be welded to facilitate the representation of this rod and its support in the electrode holder,
Assuming that the latter is in its loading position, one end of the rod 10 is suitably disposed there when its other end rests on the part 12.
Accordingly, the charging operation is simply to place one end of the electrode 10 on the workpiece 12 and the other end in the electrode holder 11 and operate the latch 15 to close the electrode holder and tighten it. the electrode.
The welding operation is then started by actuating an operating button, similar to that described in the aforementioned patent elge 356,014.
The control sensitive to the characteristics of the arc and associated with the welding head rotates the rollers 19 and 20 so as to move the electrode holder away from the workpiece, to start the arc * The distance between the electrode holder 11 and the support 25, due to the rod 36, allows this initiation, under the control of the device for feeding the electrodes. When the aro has sprung between the electrode and the part, the rollers 19 and 20 will move the electrode holder towards the part; to compensate for electrode wear and maintain an arc at a predetermined voltage. When the welding operation is complete, the operator can stop it by closing a stop switch as in Belgian patent 356,014.
This stop * can also be controlled automatically under the control of a movement.
If the electrode is long enough to perform several welds $, the operator starts another welding operation until, finally @
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the end of the rod 21 of the electrode holder passes below the switch 59, because at the end of a welding operation, when the switch 60 also closes, the winding which controls the relay 56 is connected to the power source 54 by switches 60, 59 and 58. This relay therefore closes its contacts 61 and transfers the connection of its lower contacts 55 to its upper contacts 55. This connection closes by the switch. 58 a gluing circuit for the winding 51 which actuates the relay 56.
The closing of the upper contacts 55 of the relay 56 connects the winding 52 of the valve 50 to the source 54. Fluid under pressure is therefore supplied to the devices 28 and 41 *
The device 41 separates the rollers 19 and 20 from the rod 21 and the device 28 moves the electrode holder from the part to be welded until it rests on the stop-support 25. The opening 31 of the cap 30 of the cylinder 29 dampens this return movement by limiting the amount of air that escapes from the upper part of cylinder 29.
At the moment, or just before * the moment when the electrode holder meets the support 25, the switch 58 operates by the passage of the end of the rod 21. The resulting opening of the contacts de-energizes the relay 56 which resumes the position shown in the drawing, In this position, this relay closes the circuit of the winding 53 of the valve 51 at the terminals of the source 54. The operation of this valve releases the devices 28 and 41 by connecting them to the outdoors.
While the spring 43 of the device 41 brought into contact the roller 20 and the rod 21, the spring rod 36 moves the electrode holder towards its loading position * This electrode holder is therefore placed in the appropriate position for the introduction. duotion of a new electrode, as described above *
The return to the rear of the New electrode holder is stopped by a fluid device, such as that shown in Fig. 2, so as to place it properly in the desired loading position * This device can replace the rod spring 36 of Fig.l. It is associated with device 28, the corresponding parts being indicated by the same reference numerals, the entire device being referred to as 28 '.
As can be seen in Fig. 2, one end of this stopper 36 ′ bears on the piston 33, inside the cylinder 29 and its other end is connected to a piston 65 housed in a cylinder 66, arranged at the upper part of the cylinder 29, * The line 32 is connected so as to supply pressurized fluid to the upper part of the cylinder 66 as well as to the lower part of the cylinder.
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-linder 29. Therefore, when device 28 '. is actuated, piston 33 moves upward in cylinder 29. until it touches stop 36' which has been moved to the position shown in FIG. .2 by the fluid supplied to cylinder 66.
The latter has a larger diameter than cylinder 29 and the total force on piston 65 is greater than that on piston 33, so that when this piston touches stop 36 ', its upward movement up is stopped When the device 28 is released, when the line 32 is open to the air $ the stop 36 'no longer stops the subsequent upward movement of the piston 33 and the supply device electrodes can be operated to move the post electrode away from the workpiece to start the arc.
When the device 28 'of Fig. 2 is used, instead of the device 28 of Fig. 1, it is evidently seen that the switch 58 must be suitably disposed on the tube 26, so that it either actuated by the rod 21 at the moment, or just before the moment when the piston 33 touches the stop 36 '. Apart from this, the substitution of device 28 'for device 28 does not require any further modification in the apparatus of FIG.
In the two devices shown in Fig.l and Fig.2, it may be preferred that the pipe 32 is of smaller dimensions than the pipe 46, so that the device 41 separates the rollers 19 and 20 from the rod 21, before that the device 88 acts to move from the workpiece, the electrode holder and the rod 21. In this case, the device 28 can be provided such that the pressure is established in its cylinder before the rollers 19 and 20 do not separate and do not release the rod 21, which causes a return movement of the electrode holder which is initiated by the jerk due to the establishment of said pressure.
The pipes 32 and 46 can be of the same dimensions, and it is possible to provide a narrowing or a constriction in the pipe 32 to obtain the same. result.
It may be noted that the apparatus described is such as to be able to be added to automatic arc welding heads capable of supplying bare electrodes, or slightly covered, of indeterminate length * The apparatus may however be an integral part of An automatic welding head adapted only to receive rods. In each of these cases, the invention is not limited to the application to thick coated rods. but it can be used for use with any form of low ion * ion electrode.
In some cases, you may need a more intimate workout.
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-tens. between the rollers and the rod of the electrode holder, In oe case, one can spare or report a rack on the rod, on the side of the roller 20 which will be provided with teeth which mesh with the rack and the entrain @ nt. Other embodiments can also be used, as any person skilled in the art will appreciate, to achieve a more energetic drive than the friction device described in the above.
When the rod is provided with a rack, the Switches 68 and 59 can be replaced on the tube 26 so that they rest on a smooth part of the rod. By replacing the rollers of the active elements of said switches by elongated shoes, their position can be that which is shown, since such shoes are not affected by the irregularities of the rod, originating from the teeth of the rack.
Although two embodiments of the invention have been represented and described, it is obvious that one does not wish to be limited to these particular forms, given simply by way of example and without any restrictive character. and that consequently all the variants having the same principle and mime object as the arrangements indicated above, would come within the scope of the invention as they do.