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Procédé et appareil pour soudure électrique à l'arc.
La présente invention se rapporte à un procédé de soudure électrique à l'arc et à un appareil pour la réali- sation de ce procédé.
Généralement, deux formes d'appareils pour la soudure automatique à l'arc entrent en ligne de compte, la première comportant de grandes machines compliquées avec contrôle des électtodes, tandis que la seconde comprend de petits appareils simples, dénommés si-après soudeuses automatiques, dans lesquelles la période de combustion est uniquement déterminée par l'électrode.
Les soudeuses automatiques, connues jusqu'à ce jour. présentent plusieurs inconvénients, dont le plus
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important consiste en ce que l'angle entre l'électrode et la pièce soudée change pendant la combustion. Ce fait cons- titue une propriété désagréable, puisqu'il est d'une très grande importance pour un soudage régulier et uniforme, que l'électrode soit maintenue au même angle par rapport à la pièce pendant tout le processus de soudage.
Un autre inconvénient important consiste en ce que la seule possibilité de varier la longueur de soudage de chaque électrode consiste à faire tourner le porte-élec- trode, l'angle entre l'électrode et la pièce à travailler étant, de ce fait, plus ou moins dévié de l'angle optimum.
En outre, il est impossible avec les soudeuses automatiques connues jusqu'à ce jour, de passer à volonté d'une position de l'électrode, dans laquelle la projection vertical decelle-ci coïncide avec la soudure à une position de l'électrode, dans laquelle sa projection verticale tom- be en dehors de la soudure. Dans ces cas il était nécessai- re jusqu'à présent, d'employer des soudeuses automatiques différentes.
Enfin, les soudeuses automatiques connues à ce jour, présentent l'inconvénient que, même s'ils libèrent l'opérateur de l'obligation de guider l'électrode à la main, il ne lui sera permis de quitter l'appareil à souder que pendant de très courtes périodes, notamment pendant la période de combustion de l'électrode, puisque sa présence est nécessaire à chaque remplacement d'électrode, de sorte qu'il ne peut pas être libéré effectivement pour un autre travail, par exemple la préparation d'un nouveau travail de soudage.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients ; en outre, l'invention revendique la réalisation de tous les avantages que présente le soudage à la main par rapport au soudage automatique et en même
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les avantages que possède le soudage automatique par rapport au soudage à la main, en d'autres termes, une combinaison des meilleures propriétés des deux procédés de soudure sans leurs désavantages.
Avant tout, l'invention est caractérisée par le fait que l'électrode est guidée approximativement de la même manière, suivant laquelle l'ouvrier devrait théorique- ment la guider à la main, s'il lui était possible de main- tenir un angle constant entre l'électrode et la pièce, notamment l'angle optimum et une longueur constante de l'arc
En outre, un perfectionnement essentiel par rapport aux pratiques employées jusqu'à présent consiste en ce que avec les soudeuses automatiques du type décrit ci-après, il se--ra possible de monter une série d'électrode l'une à côté de l'autre le long d'une soudure, de telle manière que le soudage et le passage d'une électrode à l'autre seront complètement automatiques et continueront sur toute la longueur de la soudure, de sorte que l'ouvrier puisse.pendant le soudage,
être occupé ailleurs par exemple au montage d'une autre soudeuse automatique.
Une forme d'exécution de la présente invention est représentée dans les dessins annexés : fig. 1 représente une vue latérale de la soudeuse automatique, fig. 2 est une vue arrière de cet appareil, fig. 3 montre une vue en plan de la même soudeu- se automatique, et fig. 4 représente une coupe transversale à tra- vers un porte-électrode.
La soudeuse automatique est constituée par une plaque de base 1, sur laquelle est montée un rail de base 2 réglable, qui à l'aide d'un mécanisme de réglage 3 peut être tourné dans un axe parallèle à la soudure. Le rail de base peut être muni d'un nombre de rails-guides 4, dé-
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plaçables longitudinalement par rapport au rail de base et maintenus par des dispositifs de serrage 5, disposés de telle manière que chaque rail-guide soit assuré contre toute rotation dans un axe vertical par rapport au rail base.
Les dits rails-guides sont des unités, dont le nombre pour porter toutes les électrodes nécessaires pour la soudure en question peut être placé sur le rail base, chaque rail-guide portant une électrode. Chaque rail-guide est muni d'une coulisse déplaçable 6, portant un porte- électrode 7, qui est monté à rotation sur un axe horizontal.
Le porte-électrode est muni de deux alésages 8 et 9, chacun de ceux-ci est foré en deux diamètres de sorte que le porte- électrode peut être utilisé pour quatre dimensions différen- tes d'électrodes..
Un bras angulaire 10 est monté sur la coulisse 6 de telle manière que, si la coulisse s'approche de sa posi- tion la plus basse dans le rail-guide 4, le dit bras butera contre un arrêt 11, de sorte que pendant la dernière partie de son déplacement la coulisse tournera dans l'axe de la partie angulaire du bras 10.
Chaque porte-électrode 7 est muni d'une électrode 12, qui est raccordée au moyen d'un câble 13 et des câbles de branchement 14 à un transformateur de soudage ou à un convertisseur de courant. Au sommet, ces câbles de branche- ment sont fixés au rail-guide 4, au moyen d'une agrafe 15.
A l'extrémité inférieure du rail-guide 4 est montée une barre à encochea réglable 16, qui sert à régler dans la direction latérale,la prochaine électrode par rapport à celle immédiatement précédente, afin d'assurer un remplace- ment correct. Au moyen d'un pivot 17, le rail-guide 4 peut pivoter dans un coussinet 18, de telle manière qu'il puisse tourner dans un plan qui, à tout moment, est parallèle à un plan passant à travers la soudure, il est isolé électrique- ment de la pièce, le coussinet 18 étant exécuté en une ma-
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tière isolante.
Si la soudeuse automatique doit être préparée pour le soudage, elle est placée avec sa plaque de base 1, sur la pièce et est munie du nombre de rails-guides 4, sur le rail base 2, correspondant au nombre d'électrodes qui, suivant la longueur désirée de soudure par électrode, est nécessaire pour exécuter la soudure. Le réglage de la lon- gueur de soudure de chaque électrode est obtenu simplement en tournant le rail-guide 4 autour du pivot 17, tandis que la rotation du porte-électrode 7 sert exclusivement à amener l'électrode dans l'angle optimum par rapport à la pièce.
Dès que la série de rails-guides 4 a été réglée correcte- ment, le long du rail base 2, et que tous les portes-électro des ont été.munis avec lèurs électrodes, la plaque de base 1 est serrée sur la pièce de telle manière que les extrémi- tés inférieures de toutes les électrodes reposent dans la soudure, dans laquelle elles sont isolées de la pièce par leur enrobage. Ensuite, le contact électrique est établi entre la pièce et l'âme de la première électrode de la sé- rie, un arc se forme et la soudure automatique commence.
Le principe sur lequel est base le contrôle auto- matique de l'électrode, consiste en ce que l'électrode agit comme support pour la coulisse 6 se déplaçant sur le rail- guide 4, de sorte que, puisque le support est raccourci par la combustion, la coulisse 6 glissera graduellement vers le bas dans le rail-guide 4, ardé par les vibrations se produi- sant dans l'électrode pendant la combustion. Si l'électrode atteint l'extrémité la plus basse du rail-guide 4, l'arc est transmis à l'électrode suivante. Cependant, cette transmission ne peut pas se faire aisément, pendant que les deux électrodes sont parallèles et pour cette raison un mouvement de rotation doit être imprimé à l'électrode con- sommé, jusqu'à ce que les extrémités des deux électrodes se rencontrent.
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Ceci peut être obtenu par exemple par la dispo- oition d'un taquet 11 à l'extr6mité inférieure du rail- guide et d'un bras 10 sur la coulisse 6 de telle manière que le bras 10, immédiatement avant que la coulisse 6 atteigne sa position la plus basse, se heurte au taquet 11, obligeant ainsi la coulisse à exécuter la rotation désirée autour de ce taquet.
Suivant la manière décrite ci-dessus la transmis- sion s'effectuera automatiquement d'une électrode à la prochaine à travers toute la série, jusqu'à ce que la der- nière électrode ait été consommée et la soudure terminée; pendant toute cette opération, l'ouvrier a été libre pour préparer une autre soudeuse automatique pour le soudage ou analogue. Ainsi, la soudeuse automatique décrite ci-dessus convient spécialement pour la production en série, et peut être déplacée facilement et avec toute la rangée des portes- électrodes d'une pièce à souder à l'autre.
Comme mentionné ci-dessus il est possible de régler la soudeuse automatique sur une longueur définie de soudage par électrode, tandis qu'en même temps l'angle optimum "A" entre l'électrode et la pièce est maintenu simplement par changement de l'angle "B" entre le rail- guide 4 et la piète et il est à souligner que ceci représen- te un des avantages les plus éminents que possède cette soudeuse automatique par rapport à celles connues jusqu'à présent.
Un autre procédé consiste en ce que le rail de ba- se, avec une série continue d'électrodes montées et s'éten- dant sur une petite partie de la longueur de la soudure, au lieu d'être fixe par rapport à la pièce, peut se dépla- cer le long de la soudure en une direction s'écartant du point initial, qui est désigné comme point de contact entre la pièce et la première électrode à être consommée.
Si, dans ce cas. chacune des électrodes montées dans les supports
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est d'une section telle que la matière qu'elles comprennent corresponde à la longueur entière de la soudure, le soudage peut être effectué par le rail de base, effectuant un lent déplacement le long de la soudure avec les électrodes non consommées en tête de la direction du déplacement, de sorte que la fusion de chaque électrode s'étendra sur une partie plus grande de la soudure que dans le cas d'un rail de base fixe.
Dans une forme d'exécution de l'appareil mention- né ci-dessus, le rail de base avec les rails-guides peut tourner en direction latérale, de manière à pouvoir modifier ainsi l'angle latéral des électrodes. Cet arrangement peut servir à rendre possible l'emploi de l'appareil sous certains angles par rapport à la pièce, et aussi pour exécuter des soudures sur des surfaces inclinées ou même verticales, dans lesquels cas le mouvement des porte-électrodes et par conséquent celui des électrodes en direction du rail de base est effectué par des ressorts agissant directement sur les porte-électrodes ou au moyen de contre-poids qui, au moyen de poulies à cordes,réalisent la pression nécessaire des porte-électrodes contre le rail de base.
Enfin, en dehors de la forme d'exécution décrite ci-dessus, la présente invention peut être réalisée de différentes autres manières, dans lesquelles le principe de base de cette invention peut être appliqué.
REVENDICATIONS.
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Method and apparatus for electric arc welding.
The present invention relates to a method of electric arc welding and to an apparatus for carrying out this method.
Generally, two forms of apparatus for automatic arc welding are taken into account, the first comprising large and complicated machines with control of the electrodes, while the second comprises small simple apparatus, referred to as automatic welders, in which the combustion period is determined only by the electrode.
Automatic welders, known to this day. have several disadvantages, the most
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The important thing is that the angle between the electrode and the welded part changes during combustion. This fact constitutes an unpleasant property, since it is of great importance for a smooth and uniform welding that the electrode is kept at the same angle to the workpiece throughout the welding process.
Another important drawback is that the only possibility of varying the weld length of each electrode is to rotate the electrode holder, the angle between the electrode and the workpiece being, therefore, greater. or less deviated from the optimum angle.
In addition, it is impossible with the automatic welders known to date, to switch at will from a position of the electrode, in which the vertical projection thereof coincides with the welding at a position of the electrode, in which its vertical projection falls outside the weld. In these cases it has been necessary heretofore to use different automatic welders.
Finally, the automatic welders known to date have the drawback that, even if they release the operator from the obligation to guide the electrode by hand, he will only be allowed to leave the welding device. for very short periods, especially during the period of combustion of the electrode, since its presence is necessary for each electrode replacement, so that it cannot be effectively released for other work, for example the preparation of 'a new welding job.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks; furthermore, the invention claims the achievement of all the advantages of hand welding over automatic welding and at the same time
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the advantages of automatic welding over hand welding, in other words, a combination of the best properties of both welding processes without their disadvantages.
First of all, the invention is characterized by the fact that the electrode is guided in approximately the same way, in which the worker should theoretically guide it by hand, if it were possible for him to maintain an angle. constant between the electrode and the workpiece, in particular the optimum angle and a constant length of the arc
In addition, an essential improvement over the practices employed until now consists in that with automatic welders of the type described below, it will be possible to mount a series of electrodes one beside the l. 'other along a weld, so that welding and switching from one electrode to another will be fully automatic and will continue along the entire length of the weld, so that the worker can. ,
be busy elsewhere, for example in the assembly of another automatic welder.
An embodiment of the present invention is shown in the accompanying drawings: fig. 1 shows a side view of the automatic welder, fig. 2 is a rear view of this device, FIG. 3 shows a plan view of the same automatic welder, and fig. 4 shows a cross section through an electrode holder.
The automatic welder consists of a base plate 1, on which an adjustable base rail 2 is mounted, which by means of an adjustment mechanism 3 can be rotated in an axis parallel to the weld. The base rail can be fitted with a number of guide rails 4, un-
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Placeable longitudinally with respect to the base rail and held by clamping devices 5, arranged in such a way that each guide rail is secured against any rotation in a vertical axis relative to the base rail.
Said guide rails are units, the number of which to carry all the electrodes necessary for the weld in question can be placed on the base rail, each guide rail carrying an electrode. Each guide rail is provided with a movable slide 6, carrying an electrode holder 7, which is rotatably mounted on a horizontal axis.
The electrode holder is provided with two bores 8 and 9, each of which is drilled in two diameters so that the electrode holder can be used for four different sizes of electrodes.
An angular arm 10 is mounted on the slide 6 so that, if the slide approaches its lowest position in the guide rail 4, said arm will butt against a stop 11, so that during the last part of its movement the slide will rotate in the axis of the angular part of the arm 10.
Each electrode holder 7 is provided with an electrode 12, which is connected by means of a cable 13 and connection cables 14 to a welding transformer or to a current converter. At the top, these connection cables are fixed to the guide rail 4 by means of a clip 15.
At the lower end of the guide rail 4 is mounted an adjustable notched bar 16, which serves to adjust in the lateral direction, the next electrode with respect to the immediately preceding one, in order to ensure a correct replacement. By means of a pivot 17, the guide rail 4 can pivot in a bushing 18, so that it can rotate in a plane which at all times is parallel to a plane passing through the weld, it is electrically insulated from the part, the bearing 18 being executed in one
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insulating tière.
If the automatic welder has to be prepared for welding, it is placed with its base plate 1, on the part and is provided with the number of guide rails 4, on the base rail 2, corresponding to the number of electrodes which, according to the desired length of electrode weld is required to complete the weld. The adjustment of the weld length of each electrode is obtained simply by turning the guide rail 4 around the pivot 17, while the rotation of the electrode holder 7 serves exclusively to bring the electrode into the optimum angle with respect to piece.
As soon as the series of guide rails 4 have been correctly adjusted, along the base rail 2, and all the electro-carriers have been fitted with their electrodes, the base plate 1 is clamped on the workpiece. such that the lower ends of all the electrodes rest in the weld, in which they are insulated from the work by their coating. Then, electrical contact is made between the workpiece and the core of the first electrode in the series, an arc is formed and automatic welding begins.
The principle on which the automatic control of the electrode is based consists in that the electrode acts as a support for the slide 6 moving on the guide rail 4, so that, since the support is shortened by the combustion, the slide 6 will gradually slide down into the guide rail 4, harmed by the vibrations occurring in the electrode during combustion. If the electrode reaches the lower end of the guide rail 4, the arc is transmitted to the next electrode. However, this transmission cannot be done easily, while the two electrodes are parallel and for this reason a rotational movement must be imparted to the consumed electrode, until the ends of the two electrodes meet.
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This can be achieved, for example, by providing a cleat 11 at the lower end of the guide rail and an arm 10 on the slide 6 such that the arm 10, immediately before the slide 6 reaches. its lowest position collides with the cleat 11, thus forcing the slide to execute the desired rotation around this cleat.
In the manner described above the transmission will take place automatically from one electrode to the next through the whole series, until the last electrode has been consumed and the welding is finished; throughout this operation, the worker was free to prepare another automatic welder for welding or the like. Thus, the automatic welder described above is especially suitable for mass production, and can be moved easily and with the whole row of electrode holders from one part to be welded to another.
As mentioned above it is possible to set the automatic welder to a defined length of electrode welding, while at the same time the optimum angle "A" between the electrode and the workpiece is maintained simply by changing the angle "B" between the guide rail 4 and the base and it should be emphasized that this represents one of the most eminent advantages that this automatic welder has over those known hitherto.
Another method is that the base rail, with a continuous series of electrodes mounted and extending a small portion of the length of the weld, instead of being fixed relative to the workpiece. , can travel along the weld in a direction away from the initial point, which is referred to as the point of contact between the workpiece and the first electrode to be consumed.
Yes, in this case. each of the electrodes mounted in the holders
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is of a cross section such that the material they comprise corresponds to the entire length of the weld, the welding can be carried out by the base rail, making a slow movement along the weld with the electrodes not consumed at the head of direction of travel, so that the fusion of each electrode will extend over a larger portion of the weld than in the case of a fixed base rail.
In one embodiment of the apparatus mentioned above, the base rail with the guide rails can rotate in a lateral direction, so that the lateral angle of the electrodes can thus be changed. This arrangement can be used to make it possible to use the apparatus at certain angles to the workpiece, and also to perform welds on inclined or even vertical surfaces, in which case the movement of the electrode holders and therefore that of the electrodes towards the base rail is effected by springs acting directly on the electrode holders or by means of counterweights which, by means of string pulleys, provide the necessary pressure of the electrode holders against the base rail.
Finally, apart from the embodiment described above, the present invention can be realized in various other ways, in which the basic principle of this invention can be applied.
CLAIMS.
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