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Procédé et dispositifs automatiques de soudure à l'arc électrique
L'invention se rapporte à un procédé automatique de soudure à '! 'arc électrique à l'aide d'électrodes enrobées et à des dispositifs permettant la mise en oeuvre du dit procédé.
Les dispositifs entièrement automatiques de soudure à l'arc électrique à l'aide d'électrodes enrobées utilisent généralement, soit de longues électrodes souples enrobées @
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déroulées de dévidoirs, soit des baguettes enrobées qui doivent être réunies dans l'organe de soudage on une électrode continue par vissage, par soudage ou par un pro- cède analogue. Ces deux types d'électrodes présentent l'in- convénient que, pour amener le courant d'alimentation rela- tivement près de 7.'arc, il est nécessaire de prévoir leur dénudage automatique en certains points, ce qui complique la construction de l'appareil et compromet la qualité de la soudure.
Des dispositifs ont été imaginés pour pallier à ect inconvénient en n'enrobant l'électrode qu'au dessous du point d'application du courant. Dans l'un de ces dispositifs la matière d'enrobement est appliquée à l'état plastique.
Mais ce procédé n'a pas donné satisfaction, en raison du fait que le mécanisme volumineux qu'il nécessite tient dif- ficilcment dans l'organe de soudage et que les matières d'enrobement utilisées généralement ne peuvent rester long- temps à l'état plastique. Un autre dispositif consiste à dérouler de dévidoirs la matière d'enrobement sous forme de bandes qu'on peut fixer à des rubans de support et dont la section est telle que l'électrode nue puisse être entiè- rement enrobée à l'aide de deux, ou plus de deux bandes de ce type. Liais ce procédé nédessite, si l'on désire obtenir un fonctionnement convenable, des matières d'enrobement d'un degré d'élasticité qu'elles n'atteignent jamais.
La présente invention élimine les inconvénients ren- contrés jusqu'à présent dans la soudure à l'arc automatique par électrodes enrobées, au moyen d'un procédé suivant le- quel l'enrobement est formé,, pendant le processus de sou- duré, par des pièces profilées de longueur prédéterminée.
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Les dites pièces peuvent avoir différentes formes, mais elles ont de préférence une section telle qu'en les assem- blant, deux ou plus de deux de ces pièces forment ensemble la. section totale de l'enrobement complet.
Suivant le procédé préfère de l'invention, des ba- guettes longues ou continues de la section désirée sont fa- briquées par revêtement, compression ou analogue et sont ensuite automatiquement subdivisées en pièces de la longueur désirée par découpage, sciage ou fractionnement.' Les dites pièces profilées peuvent toutefois être également obtenues directement à la longueur désirée à l'emporte-pièce ou par moulage ou à la presse ou d'une autre manière analogue.
Suivant un autre perfectionnement de l'invention, les pièces profilées qu'on peut fabriquer dans un dispositif en- tièrement distinct de l'appareil à souder, sont accumulées dans un ou plusieurs magasins disposés sur l'appareil à souder et sont amenées à partir du ou des dits magasins., à l'âme de l'électrode., dans un ordre prédéterminée en un point situé au-dessous du point d'application du courant à l'âme. De cette manière., le courant peut être appliqué, s'il y a lieu, très près de l'arc, si les pièces d'enrobement sont produites en longueurs suffisamment petites.
Suivant un autre perfectionnement de l'invention, les pièces profilées sont assemblées sur un ruban, cordon, fil ou Support analogue en une suite sans fin. Le ruban peut être en un tissu incombustible tel que de l'amiante ou de la soie de verre. Les pièces peuvent être fixées au ruban ou autre support,à l'aide d'un adhésif tel que du silidate de potasse ou encore mécaniquement, par exemple, à l'aide d'agrafes métalliques traversant le support et la matière d'enrobement.
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Si la matière d'enrobement se présente tout d'abord sous la forme d'une baguette continue do la section dési- réel la dite baguette, suivant l'un des perfectionnements de l'invention, peut être combinée avec le ruban ou autre support en un seul élément pendant la fabrication et., par exemple, pendant le moulage ou la compression. La baguette adhérant au ruban 3st ensuite fractionnée en pièces d'égale longueur pour obtenir la chaîne désirée.
Un autre perfectionnement de l'invention réside en ce que l'accouplement en chaîne entre les pièces profilées jux- taposées d'une même série est obtenu en les munissant d'un support commun de Matière flexible complètement noyé dans les dites pièces et disposé longitudinalement par rapport à la chaîne formée par les dites pièces. Le support est dis- posé de préférence vers l'extérieur des pièces et près de leur bord supérieur; le dit support peut être une bande, un ruban, un fil unique ou un système de deux ou plus de deux fils disposés dans le même plan et peut être en fer, en acier ou en un autre métal, ou encore en"une autre matière de préférence non combustible.
La chaîne de pièces profilées à support noyé se présente tout d'abord., au cours de la pha- se de moulage et de compression, sous la forme d'une ba- guette continue contenant le support et cette baguette est fractionnée, pendant la phase suivante., en pièces de la lon- gueur désirée d'une manière analogue à celle décrite à pro- pos de la fabrication de pièces profilées reliées par un ruban extérieur.
Les pièces d'enrobement peuvent être fixées à l'élec- trode nue dans l'appareil à souder, par exemple par collage, agrafage ou analogue. Dans une forme préférée de l'invention,
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en particulier lorsque les pièces sont assemblées sur des supports à la manière d'un chaîne., elles peuvent être com- binées avec un enrobement au Doyen d'une substance adhési- va ou d'un ruban adhésif ou simplement par la. pression de ressorts.
Les ressorts utilisés à cet effet peuvent être., par exemple., des filss d'acier, de préférence de section plane (rectangulaire) et peuvent être appliqués., de préféren- ce au-dessous de l'ajutage de guidage de 'électrode, obli- quement par rapport à l'axe de 2'électrode., de telle maniè re qu'ils exercent une pression sur celle-ci.
Dans l'une des réalisations de l'invention, la section des pièces d'enrobement peut être adaptée, en forme et en dimension,à la section (par exemple circulaire) de l'âme de l'électrode, de telle manière que l'enrobement composite repose sur toute la surface de l'âme et soit assez épais pour fournir la quantité de Matière de fusion nécessaire pour le type d'électrode utilisé.
Suivant un autre perfectionnement de l'invention, on peut obtenir des avantages importants, dans un grand nombre de cas, en faisant avancer l'enrobement vers l'arc à une vitesse différente et de préférence indépendante de la vi- tesse d'avancement de l'âme (la vitesse d'avancement de l'enrobement étant plus petite ou plus grande que celle de l'âme). La quantité de matières d'enrobement appliquées et., par conséquent, la quantité de résidu de fusion àbtenue, dé- pend alors également de la vitesse d'avancement réglable de l'enrobement qui peut être ainsi plus épais ou plus min- ce qu'en l'absence de cette différence de vitesse d'avan- cement.
La vitesse d'avancement de l'enrobement peut être modifiée instantanément même au cours de l'opération de
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soudage, si un mécanisme d'avancement réglable distinct est prévu à cet effet.
De cette manière., l'invention permet également de sou- der des âmes d'électrodes de dimensions ou de types diffé- rents avec le même type de à$èces d'enrobement, celles-ci devant alors être, en général, avancées avec des vitesses modifiées en conséquence, tandis que les âmes d'électrodes sont disposées à l'intérieur de l'enrobement de manière à pouvoir glisser ou se déplacer librement. La vitesse d'avan- cement de l'enrobement peut être réglée soit solidairement, soit indépendamment de l'arc. En général le rapport de la vitesse d'avancement de l'enrobement à celle du noyau doit être augmenté lorsqu'on utilise des âmes de plus grand di- amètre ou quand une quantité de résidu de fusion plus gran- de est nécessaire.
Un autre perfectionnement de l'invention réside dans la flexibilité ou l'élasticité des séries de pièces profi- lées entourant l'âme de l'électrode. Cette flexibilité ou élasticité permet d'écarter momentanément les deux séries de pièces constituant l'enrobement complet de leur course en commun avec l'âme et à les rapprocher ou à les laisser se rapprocher immédiatement après.
L'écartement et le rap- prochement laissent l'âme de l'électrode dénudée sur une certaine longueur où le courant de soudage est appliqué à la dite électrode: l'écartement s'effectue de préférence au moyen de mâchoires le long desquelles glisse l'âme dans son mouvement d'avancement. Les mâchoires peuvent être con- formées de telle façon que, par exemple,
les bords de leurs parties supérieures en forme de coin soient situées au point où les séries juxtaposées sont en face l'une de l'autre et
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par conséquent provoquent la déviation des séries hors de leur parcours rectiligne en les obligeant à suivre le bord extérieur des mâchoires et à se rejoindre en entourant à nouveau l'âme au-dessous des mâchoires. De cette manière on peut appliquer le courant à une électrode revêtue à une dis- tance Minimum ce qui permet d'augmenter encore l'intensité du courant et le rendement de l'appareil à souder.
L'écarte- ment des séries de pièces d'enrobement, 1'application du courant de soudage et le rapprochement des dites séries de pièces s'effectuent, de préférence., à l'intérieur de l'aju- tage guidant l'électrode vers l'arc et sous la protection du dit ajutage.
L'invention sera mieux comprise à lalecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent., à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation de la dite invention.
Les figures 1 à 4 représentent différents types de pi- èces d'enrobement profilées.
La figure 5 est une élévation d'une électrode entière- ment enrobée.
La figure 6 est une coupe transversale suivant la li- gne A-B de la figure 5.
Les figures 7 et 8 représentent deux réalisations de l'appareil à souder.
Les figures 9 et 10 représentent schématiquement et respectivement en élévation et de profil une autre réalisa- tion de l'appareil à souder.
Les figures 11 et 12 sont des dispositifs d'assemblage de pièces profilées en séries à la manière d'une chaîne.
La figure 13 est une coupe transversale d'une pièce
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profilée obtenue à l'aide du dispositif représenté sur la. figure 12.
Les figures 1 à 4 montrent que l'enrobement composite formé de deux ou plus de deux pièces d'enrobement peut avoir une section carrée octogonale ou circulaire. La section de la pièce d'enrobement représentée sur la figure 4 est infé- rieure à la moitié de la section totale de l'enrobement.
Les figures 5 et 6 représentent des pièces d'enrobement 1 et 2 fixées respectivement aux rubans de support 4 et 5, les dites pièces laissant un interstice 6 autour de l'âme 3 et étant maintenues en position par des rubans adhésifs 7 et 8.
Sur la figure 7, l'électrode nue enroulée d'une ma- nière connue sur un dévidoir est amenée par des galets d'a- vancenient 9 et 10. En 11 et 12, le courant de soudage est appliqué à l'âme 3 au moyen de mâchoires coulissantes, de galets, ou d'organes analogues. Deux chaînes 13 et 14 dé- roulées par exemple des dévidoires et formées de pièces d'enrobement fixées respectivement aux rubans 15 et 16 sont entraînées par les galets d'avancement 17 et 18 à une vites- se qui peut être indépendante de celle de l'âme de l'élec- trode et sont réunies., au-dessous du point d'application du courant en 11 et13, en un enrobement 19 qui entoure entiè- rement l'âme 3.
L'enrobement 19 peut être maintenu par une substance ou un ruban adhésifs (7 et 8 sur la figure 6) et est ensuite amené., en même temps que l'âme 3, à travers le guide 20 jusqu'à l'arc 21.
La figure 8 représente une autre réalisation de l'in- vention, dans laquelle les deux moitiés de l'enrobement de l'électrode sont maintenues juxtaposées, non plus par une substance ou un ruban adhésifs., mais par la pression de res-
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sorts. La figure 8, en plus des pièces représentées sur la figure 7, montre deux ressorts d'acier 22 et 25 do section plane, qui sont entraînes respectivement par des galets 23, 24 et 26, 27 à travers des pièces de guidage 28 et 29, obli- quement vers l'âme 3 à la vitesse de combustion de 1.'arc, c'est-à-dire à"une vitesse égale; de préférence à une frac- tion seulement de la vitesse d'avancement de 1'électrode ou de l'enrobement.
Les figures 9 et 10 représentent une réalisation de l'invention dans laquelle l'âme 3 entraînée par les galets 9 et 10 etentourée par les séries de pièces d'enrobement 13 et 14 elles-mêmes entraînées par les galets 17 et 18., pé- nètre dans la pièce de guidage 20. Les mâchoires en forme de coin 11, 12 séparent par leur bord supérieur., respectivement 45 et 46, les deux séries de pièces le long de leur surface de contact. Les mâchoires sont serrées par les ressorts 47 et 48 contre l'âme d'électrode nue 3 et sont reliées par les câbles 49 et 50 à la source (le courant d'alimentation.
L'é- cârtement et le rapprochement des séries de pièces s'effec- tuent de telle manière du'elles suivent un parcours assez légèrement incurvé pour qu'aucune rupture ni fractionnement des pièces profilées ne puisse se produire.
L'ajutage 20 peut "etre conforraé de telle manière due les séries 13 et 14 soient guidées, non seulement par les ouvertures d'entrée et de sortie 51. et 52,comme représenté sur la figure 9, mais encore en d'autres points à l'intérieur de l'ajutage, en particulier là où les séries de pièces con- vergent à nouveau vers l'âme. Les mâchoires peuvent être re- froidies de préférence par circulation d'eau.
Dans le dispositif représenté sur la figure 11, les
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pièces d'enrobement assemblées en chaînes sont obtenues com- me suit : le piston 30 du récipient 31 comprime la. matière plastique d'enrobement 32 à travers la tuyère profilée 33 à une vitesse égale à celle à laquelle un ruban 36, alimenté par une bobine 34 est tendu au préalable par un ressort 35, pénètre dans la tuyère 33 à travers un orifice latéral 37.
Le dit ruban se déplace le long du côté de la tuyère 33 sui- vant lequel les pièces d'enrobement doivent adhérer au ruban.
Le ruban 36 combiné., par la pression existant dans la tuyère avec la matière plas tique en un élément 38 est en- traîné sur le taiabour de traction 39 et sur le tambour de séchage 43 et enroulé sur la bobine 44.40 est une roue à lames coupantes 41 qui a la même vitesse circonférentielle que les tambours 39 et 43 et la bobine 44 et qui effectue des incisions ou encoches 42 dans la matière plastique jus- qu'à une certaine profondeur et à des intervalles égaux à la longueur des pièces profilées désirée.
En quittant le tambour de séchage 43, la matière d'enrobement adhérant au ruban 36 manque de plasticité., de sorte que, lors de l'en- roulement :lu ruban., sur une bobine 44 de diamètre reluti- vement faible dans une position telle que le ruban soit à l'intérieur etla matière d'enrobement à l'extérieur, les incisions s'agrandissent et atteignent la face arrière du ruban, ce qui fractionne la baguette de matière d'enrobement continue en pièces d'enrobement profilées de la longueur dé- sirée qui adhèrent seulement au ruban. Les séries de pièces d'enrobement guidées par le ruban sont alors assemblées au- tour de l'âme de l'électrode en un enrobement complet.
Le dis- positif de la figure 11 peut également comporter deux ou plus de deux tuyères et permettre ainsi l'obtention simultanée de
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deux ou plus de deux séries de pièces d'enrobe:.lent.
Le dispositif représenté sur la. figure 12 produit des pièces d'enrobement reliées par deux fils entièrement noyés dans la matière d'enrobement. Le piston 30 du réci- pient 31 comprime la matière plastique d'enrobement à tra- vers la tuyère profilée 33 à une vitesse égale à colle avec laquelle les deux fils 54 et 55 pénètrent dans la dite tu- yère à travers l'orifice d'entrée 53. La matière plastique d'enrobement entoure entièrement les fils et forme avec eux un élément 38 entraîné par le tambour de fraction 39.
Les lames coupantes 41 de la roue 40 effectuent,, de la même ma- nière que dans le dispositif de la figure 11, des incisions dans la matière plastique qui est soumise à un traitement ultérieur sensiblement identique à celui décrit à propos de la figure 11.
La coupe transversale de la figure 13 représente une pièce profilée avec un support formé de deux fils cylindri- ques fins disposés à l'intérieur de la dite pièce dans un plan parallèle à la direction de la série et près du bord supérieur de la pièce.