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Il Procédé et dispositif de soudage à l'arc ".
La présente invention est relative au soudage élec- trique et plus spécialement à un procédé de soudage et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé .
Le soudage électrique est utilisé sur une grande échelle dans de nombreuses applications, mais les procédés utilisés sont soumis à certaines restrictions . Parmi ces dernières, il faut compter celles qui sont dues aux diffi- cultes que l'on rencontre dans le soudage par points, lequel n'a été exécuté jusqu'ici que par des procédés de soudage par résistance . Le procédé de soudage électrique à l'arc, c'est-à-dire l'application d'un arc amorcé entre la pièce et une électrode , n'a pas encore été adapté jus- qu'ici à l'assemblage des métaux au moyen du soudage par points.
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L'un des buts de la présente invention est de parvenir à un procédé d'obtention de soudures par recouvrement d'une manière analogue au soudage par points, mais à l'aide d'un arc amorcé entre l'une des pièces à assembler par soudure et une électrode, ce procédé permettant l'obtention de soudures par recouvrement ou à clin, par points ou continues.
L'un des avantages importants du soudage par recouvrement ou à clin consiste en ce que l'on évite l'obli- gation de préparer les bords comme dans le soudage bout à bout.
Ceci constitue un avantage économique d'une importance considérable. Toutefois, le soudage par recouvrement ou à clin, tel qu'il a été exécuté jusqu'ici, s'accomplit à l'aide d'une flamme de gaz ou d'un arc électrique appliqué sur les bords des tôles qui se chevauchent, de manière à fournir une soudure comme le représente la figure 1 des dessins annexés.
Le soudage électrique s'effectue également par les procédés dits par résistance, en vue de l'obtention d'une soudure comme celle qui est représentée dans la figure 2. Le soudage par résistance comporte l'utilisation d'un courant d'une intensité élevée, atteignant 1000 ampères, et est relativement lent.
L'un des buts de la présente invention est de parvenir à un procédé de soudage par recouvrement ou à clin qui soit plus rapide et qui utilise un courant d'une intensité moindre, et qui soit par conséquent plus économique que les procédés utilisés jusqu'ici.
Un autre but de la présente invention est de parvenir à un procédé de soudage à l'arc utilisant le courant continu, dans la mise en oeuvre duquel on assure le démarrage du fonctionnement en faisant toucher l'électrode
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contre la pièce et en retirant immédiatement l'électrode, pour amorcer l'arc*
Un autre but de la présente invention est de parvenir à un dispositif approprié et d'un maniement aisé pour l'application de l'arc électrique dans le soudage des métaux par points.
Un but encore différent de la présente invention est de parvenir à un dispositif de soudage par points dans lequel l'électrode et la pièce sont protégées par un gaz inerte, en vue d'éviter l'oxydation et les autres défauts dans les soudures.
D'autres buts et avantages de la présente invention vont ressortir de la description qui va être faite ci-après en regard des dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe d'une soudure.par recouvrement ou à clin caractéristique, obtenue par un chalumeau à gaz.
La figure 2 est une vue semblable d'une soudure caracté- ristique obtenue par soudage par résistance.
La figure 3 est une coupe longitudinale d'un dispositif convenant à l'application de la présente invention dans l'exécution des soudures par recouvrement ou à clin par points.
La figure 4 est une vue en élévation de face de ce dispositif.
La figure 5 est une coupe à échelle plus grande suivant la ligne 5-5 de la figure 3.
La figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 3.
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La figure 7 est une vue en perspective de détail montrant le mécanisme à détente dudit dispositif.
La figure 8 est une représentation schématique dudit dispositif dans son application à l'obtention de soudures par recouvrement ou à clin par points.
La figure 9 est une vue.en élévation représentant l'appli- cation du procédé selon la présente invention au soudage par recouvrement ou à clin à soudure continue.
La figure 10 est une vue semblable représentant particu- lièrement le type de soudure obtenu soit dans le soudage par points, soit dans le soudage continu, aec recouvrement des pièces ou à clin.
La figure 11 est une vue en plan du dispositif représenté dans la figure 9.
Dans les dessins annexés, particulièrement dans la figure 1, les tôles 1 et 2 se chevauchent, et des soudures 3 ont été obtenues le long de leurs bords par l'application d'une flamme d'un gaz. De telle soudures donnent ordinairement satisfaction, mais l'opération comporte l'application de la flamme des deux côtés des tôles, et le procédé est relativement lent.
Dans la figure 2, les tôles 1 et 2 se chevauchent de façon semblable, et la soudure 4 est obtenue par l'applica- tion d'un courant d'une forte intensité, et la fusion résultante du métal, due à la résistance sur les faces intérieures. comprises entre les bords des tales qui se chevauchent. Le procédé de soudage par résistance est efficace, mais lent et coûteux.
La présente invention est applicable tout d'abord
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au soudage par points des tôles, en vue de les fixer l'une contre l'autre. Dans l'application de ce procédé, on commence par réunir les pièces à assembler, et par les serrer dans la position voulue. L'électrode, qui est de préférence une électrode non consommable, comme par exemple une électrode en tungstène ou en une matière analogue, est ensuite mise au contact de l'une des faces de la pièce, puis est immédiatement retirée pour l'établissement d'un arc qu'on maintient pendant un temps suffisant pour assurer une pénétra- tion appropriée et la fusion du métal des pièces à assembler, de telle sorte qu'il se forme une soudure comme le montre la figure 10.
On rompt ensuite l'arc et on déplace l'électrode jusqu'en un point situé à une certaine distance de la première soudure, où on recommence l'opération. On peut exécuter autant de points de soudure que cela est nécessaire pour fixer les pièces l'une à l'autre. Selon la présente invention, un gaz inerte, tel que l'hélium, l'argon ou un gaz analogue arrive d'une manière continue de façon à entourer l'électrode et à recouvrir la soudure, évitant par ce moyen l'arrivée de l'oxygène et de l'azote de l'atmosphère et garantissant l'obtention d'une soudure saine en chaque point où on amorce l'arc sur la pièce. Le procédé est représenté dans la figure 8 dans laquelle 5 désigne un pistolet de soudage qui est relié par un conducteur 6 à un interrupteur électrique ? à fonction- nement différé.
Ce dernier dispositif ne fait pas partie de la présente invention et ne constitue qu'un dispositif de sécurité destiné à éviter le, maintien de l'arc pendant un temps prolongé. Le dispositif 7 est relié par un conducteur 8 à une machine de soudage 9 qui peut être constituée -
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par une génératrice de soulage à courant continu. L'autre pale de la génératrice est relié par un conducteur 10 à la pièce 11 qui, comme le représente le dessin, se compose de deux tôles qui doivent être assemblées par soudage par points.
Le pistolet de soudage 5 se compose d'un canon 12 et d'une poignée 13 qui peuvent être exécutés en une matière plastique, en caoutchouc vulcanisé ou en une autre matière appropriée. A l'intérieur du canon 12, un tube 14 coulisse dans un manchon 15 qui est également mobile dans le sens longitudinal à l'intérieur du canon, du fait qu'il est monté dans une bague 16 fixée à 1* intérieur du canon. Entre la bague 16 et une bride 18 prévue sur le. manchon 15 est disposé un ressort 17 normalement armé de manière à pousser le manchon vers l'arrière à l'intérieur du canon. Un ressort 19 plus faible est disposé enre l'extrémité du manchon 15 et un bouton 20 prévu à l'extrémité du tube 14.
A son extrémité avant, le tube 14 est élargi en 21, et son extrémité élargie est fendue de manière à constituer quatre doigts agencés de manière à serrer l'électrode 22.
L'extrémité élargie 21 est munie d'une surface conique 23 qui vient en prise avec une surface semblable ménagée sur l'extré- mité d'un collier 24 qui est fixé au manchon 15. L'extrémité élargie 21 constitue, en combinaison avec le collier 24, un mandrin agencé de façon à serrer l'électrode 22. Pour libérer l'électrode en vue du réglage, il faut simplement pousser le bouton 20 vers l'intérieur, en sens contraire de la tension du ressort 19. Ceci a pour effet de desserrer les doigts de serrage qui sont normalement maintenus par le ressort 19 dans la position représentée dans la figure 3. Un manchon 25, fixé
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à l'intérieur du canon 12, assure l'alignement du collier 24 et permet le mouvement de coulissement du collier et du manchon 15.
A l'extrémité du canon 12, un collier 26 fileté à l'intérieur et à l'extérieur, est monté sur le canon. Une buse 27, comportant une bride 28 est fixée à l'extrémité du canon, par un écrou 29 qui entre en prise avec les filets du collier 26. La buse 27 est exécutée en un métal approprié résistant à la chaleur de l'arc, et elle est munie à son extrémité de rainures 30 qui permettent au gaz inerte, qui arrive comme cela sera décrit plus loin, de se répandre latéralement autour de l'arc formé entre l'électrode 22 et la pièce 11, en assurant de cette manière une protection maximum de la soudure et la formation d'une gaine autour de cette dernière. une détente 31 pivote en 32 par rapport au canon 12 et se meut dans une cavité ménagée à cet effet dans la poignée 13 du pistolet. Un bras 33 est relié à la détente 31 et est mobile avec cette dernière.
Un organe de verrouillage 34 est relié d'une manière articulée en 35 au bras 33. Un ressort 36 est fixé en 37 à l'organe 34 de verrouillage et à un goujon 38 de telle sorte que cet organe de verrouillage soit maintenu normalement dans la position représentée dans la figure 3, c'est-à-dire en prise avec la bride 18 du manchon 15. Quand on tire la détente 31 vers l'intérieur, l'épaulement 39 de l'organe de verrouillage est déplacé vers l'avant, et il entraîne le manchon 15, ce qui a pour effet que l'électrode 22 avance en dehors de l'ouverture ménagée dans l'extrémité de la buse 27, pour venir au contact de la pièce 11. Ceci a pour
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effet de fermer le circuit et en conséquence qutun courant circule à travers un conducteur dans la bobine 40 disposée dans un bâti magnétique 41 constituant un solénoïde.
Dès que le courant passe, l'armature 42,qui comporte un goujon 43 en prise avec l'organe de verrouillage 34, est tirée vers le bas, ce qui a pour effet de libérer la bride 18. Ensuite, le manchon 15 est déplacé vers l'arrière par le ressort 17, et l'arc s'établit entre l'électrode 22 et la pièce. L'extrémité de la buse 27 est maintenue contre la pièce jusqu'à ce que la soudure soit achevée. On la retire ensuite, et on répète l'opération pour l'obtention de la soudure suivante.
En bout de la poignée 13 du pistolet a été ménagée une cavité 44 destinée à recevoir un câble souple 45 qui est fixé à un raccord de connexion 46. Ce câble est, de préférence, du type décrit et représenté dans la demande de brevet n 782.898 déposée aux Etats-Unis par Anderson et Sulliver le 29 Octobre 1947 pour un câble électrique de soudage. Il se compose des tubes flexibles 47 et 48, de préférence torsadés et entourés d'un conducteur tressé 49 qui assure la conduction du courant. Le conducteur est entouré de son côté d'un manchon 50 en une matière appropriée, comme le caoutchouc ou une matière plastique flexible, qui est fixé au raccord 46 par un collier de serrage 51.
Le tube 48 assure la conduction du gaz inerte qui est délivré, à partir du raccord 46, et à travers un tuyau flexible 68, à un tube 52 qui, en passant à travers le collier 24, pénètre jusque dans la chambre 53 qui entoure l'électrode 22. Le gaz est ainsi délivré dans l'espace qui entoure l'arc, de manière à maintenir l'effet de protection désiré.
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De l'eau est délivrera travers le tube 47 et est transportée à partir du raccord 46, et à travers le tuyau 54. jusque dans un tuyau 55 et ensuite, en passant à travers un raccord étanche 56, dans un tuyau 57 conduisant à une chambre de refroissement 58 à l'intérieur de la buse 27. La chambre 58 est fermée par une bague 59. L'eau revient par un tuyau 60 au raccord étanche 56, puis, à travers un tuyau flexible 61, dans un tube 62 qui délivre l'eau à un espace 63 ménagé dans le collier 24 et fermé par une bague 64. L'eau revient par un tuyau 65 et un tuyau flexible 66 et circule à travers l'enveloppe 50 autour du conducteur tressé 49, en refroidissant ainsi le câble.
Le courant est fourni par l'intermédiaire du conducteur tressé 48 au raccord 46 auquel est relié un fil 67.
Le fil 67 passe à travers le tuyau flexible 66 jusqu'au collier 24 et de celui-ci à l'électrode 22. Ainsi que cela a déjà été indiqué ci-dessus, le fil 67 est disposé à l'intérieur de l'enroulement 40, en assurant de cette manière la libération du verrou 34 dès que l'électrode 22 touche la pièce.
L'appareil, tel qu'il vient d'être décrit, constitue un dispositif extrêmement maniable pour assurer l'opération de soudage. L'opérateur, en saisissant la poignée 13 du pistolet, applique l'extrémité de la buse contre la pièce et actionne la détente 31 pour faire avancer l'électrode 22.
Dès que l'électrode 22 touche la pièce, elle est libérée et ramenée en arrière par le ressort 17 de manière à-créer un intervalle et à donner naissance à l'arc de soudage. En un temps d'une durée comprise entre 1/2 seconde et 2 secondes, l'arc pénètre dans la pièce et soude ensemble les éléments
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de cette dernière à l'emplacement où l'arc se forme=. Une série d'arcs de ce genre, produits en des points espacés le long de la pièce, complète l'opération de soudage. Entre temps, le gaz de protection supprime l'effet de l'atmosphère sur la soudure. L'eau de refroidissement qui circule maintient l'extrémité 27 et le collier 24 à une température relativement basse en évitant ainsi la détérioration de l'appareil.
Une fois formé; l'arc est enfermé à l'intérieur de la buse 27, et l'opérateur est protégé contre la chaleur de l'arc et contre l'éblouissement produit par ce dernier.
La présente invention est applicable, en second lieu, au soudage des tôles par recouvrement ou à clin suivant un joint soudé continu en vue de la fixation de chacune des tôles à l'autre. Les pièces ayant été réunies et serrées de la même façon que pour le soudage par recouvrement ou à clin et par points, on amorce l'arc et on maintient ce dernier pendant un temps suffisant pour assurer une pénétration convenable et la fusion du métal des pièces à assembler, de telle sorte qu'il se forme une soudure, comme le montre la figure 10.
On déplace l'arc ensuite le long de la ligne du joint soudé à obtenir, sans qu'on soit obligé de rompre cet arc tant qu'il n'a pas atteint l'extrémité du joint à souder, comme cela est représenté dans les figures 9 à 11 inclusive- ment, dans lesquelles 69 désigne un support d'électrode de n'importe quelle construction appropriée, comportant une buse 70 et un passage à travers cette buse, passage qui entoure l'électrode 71, ledit support étant muni d'un raccord 72 pour un câble 73 venant d'une machine de soudage 74 de n'importe quel type approprié pouvant fournir un courant de
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soudage. L'autre pale de la machine de-soudage est relié par un câble v5 à l'une des tôles 76 de la pièce.
L'autre tôle 77 de la pièce chevauche la tôle 76 de manière à fournir un joint à recouvrement ou à-clin. Le câble 75 peut être relié à l'une ou l'autre des tôles 76 et 77. Si le branchement a lieu sur la tôle 77, le courant n'est pas obligé de passer par le joint compris entre les bords des tôles qui se chevauchent. un gaz inerte approprié, tel que l'argon, l'hélium et les gaz analogues est fourni à partir d'un récipient d'accumulation 78 approprié et d'un détendeur 79 à travers un tube 80 au support 69 d'électrode, puis passe autour de l'électrode et est refoulé à travers la buse 70 de manière à entourer l'arc formé entre l'électrode 71 et la pièce.
De cette façon, lorsqu'on fournit le courant, un arc protégé est amorcé entre l'électrode 71 et la pièce, et on déplace le support 69 d'électrode dans le sens longitudinal le long des bords chevauchant des tôles 76 et 77 pour produire une soudure, comme le montre la figure 10. On peut remarquer que la soudure pénètre à travers le bord de la tôle supérieure 77 et s'étend à l'intérieur du bord de la tôle inférieure 76.
Lorsque l'arc se déplace le long des bords, la soudure se solidifie, et les bords superposés sont solidement assemblés.
A titre d'exemple de la mise en oeuvre de ce procédé, on a fait chevaucher de 13,5 mm environ des tôles en acier de (la nuance connue d'une manière générale sous le symbole SAE 1010, d'un calibre de 20. Ces tôles ont été soudées avec une électrode non consommable, à savoir une électrode en tungstène, tandis que l'arc était protégé par de l'argon fourni au régime de 0,453 m3 à l'heure. On s'est servi d'un
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courant de soudage de 140 ampères et d'une tension d'arc de 16 volts. On a obtenu une soudure homogène et d'une seule pièce au régime de 863 centimètres à la minute. Des éprouvettes soumises à des essais n'ont laissé apparaître aucun défaut dans la soudure même. Les ruptures se produisirent à une distance de 12 à 25 mm de la région de la soudure.
Bien que la présente invention soit d'une utilité particulière dans le soudage des tôles minces, elle est également applicable au soudage des tôles d'une épaisseur atteignant et dépassant même 6 mm. De telles tôles ont été soudées avec succès par ce procédé. un important avantage du présent procédé consiste en ce que la déformation est réduite au minimum. Un autre avantage consiste dans la vitesse et dans le bas prix de revient de l'opération.
11 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit sans qu'on s'écarte des limites de la présente invention et sans qu'on soit obligé de renoncer aux avantages particuliers de cette dernière.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Il Method and device for arc welding ".
The present invention relates to electric welding and more especially to a welding process and to a device for implementing this process.
Electric welding is widely used in many applications, but the processes used are subject to certain restrictions. Among the latter are those which are due to the difficulties encountered in spot welding, which has heretofore been carried out only by resistance welding processes. The electric arc welding process, that is to say the application of an arc started between the part and an electrode, has not yet been adapted to the joining of metals. by means of spot welding.
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One of the aims of the present invention is to achieve a process for obtaining overlap welds in a manner analogous to spot welding, but using an arc initiated between one of the parts to be assembled. by welding and an electrode, this process making it possible to obtain welds by overlap or lap, spot or continuous.
One of the important advantages of lap or lap welding is that the requirement to prepare edges as in butt welding is avoided.
This constitutes an economic advantage of considerable importance. However, lap or lap welding, as has been carried out heretofore, is accomplished using a gas flame or an electric arc applied to the edges of the overlapping sheets, so as to provide a weld as shown in Figure 1 of the accompanying drawings.
Electric welding is also carried out by the so-called resistance processes, with a view to obtaining a weld like that shown in FIG. 2. Resistance welding involves the use of a current of an intensity high, reaching 1000 amps, and is relatively slow.
One of the objects of the present invention is to achieve a lap or lap welding process which is faster and which uses a current of less intensity, and which is therefore more economical than the processes used up to now. here.
Another object of the present invention is to achieve an arc welding process using direct current, in which the operation is started by making the electrode touch.
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against the workpiece and immediately withdrawing the electrode, to strike the arc *
Another object of the present invention is to achieve a suitable and easy-to-handle device for applying the electric arc in spot welding of metals.
A still different object of the present invention is to achieve a spot welding device in which the electrode and the part are protected by an inert gas, in order to avoid oxidation and other defects in the welds.
Other objects and advantages of the present invention will emerge from the description which will be given below with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 is a sectional view of a weld.par overlap or lap characteristic, obtained by a gas torch.
Figure 2 is a similar view of a typical weld obtained by resistance welding.
Figure 3 is a longitudinal section of a device suitable for the application of the present invention in the execution of lap or lap welds.
Figure 4 is a front elevational view of this device.
Figure 5 is a section on an enlarged scale taken along line 5-5 of Figure 3.
Figure 6 is a section taken on line 6-6 of Figure 3.
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FIG. 7 is a detailed perspective view showing the trigger mechanism of said device.
FIG. 8 is a schematic representation of said device in its application to obtaining overlap or lap welds by point.
Fig. 9 is an elevational view showing the application of the method according to the present invention to lap or seam weld welding.
FIG. 10 is a similar view showing particularly the type of weld obtained either in spot welding or in continuous, lap or lap welding.
Figure 11 is a plan view of the device shown in Figure 9.
In the accompanying drawings, particularly in Figure 1, the sheets 1 and 2 overlap, and welds 3 have been obtained along their edges by the application of a flame of a gas. Such welds are usually satisfactory, but the operation involves the application of the flame to both sides of the sheets, and the process is relatively slow.
In Figure 2, the sheets 1 and 2 overlap in a similar fashion, and the weld 4 is obtained by the application of a current of high intensity, and the resulting melting of the metal, due to the resistance on the inner faces. between the edges of the overlapping tales. The resistance welding process is efficient, but slow and expensive.
The present invention is applicable first of all
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spot welding of sheets, in order to fix them against each other. In the application of this process, one begins by bringing together the parts to be assembled, and by clamping them in the desired position. The electrode, which is preferably a non-consumable electrode, such as for example an electrode made of tungsten or the like, is then brought into contact with one of the faces of the part, then is immediately removed for the establishment of an arc which is maintained for a sufficient time to ensure proper penetration and fusion of the metal of the parts to be joined, so that a weld is formed as shown in figure 10.
The arc is then broken and the electrode is moved to a point located at a certain distance from the first weld, where the operation is repeated. As many spot welds can be made as necessary to secure the pieces together. According to the present invention, an inert gas, such as helium, argon or the like gas arrives continuously so as to surround the electrode and cover the weld, thereby preventing the arrival of the electrode. oxygen and nitrogen from the atmosphere and ensuring that a healthy weld is obtained at each point where the arc is struck on the part. The process is shown in Fig. 8 in which 5 denotes a welding gun which is connected by a conductor 6 to an electrical switch? deferred operation.
This latter device is not part of the present invention and only constitutes a safety device intended to prevent the maintenance of the arc for a prolonged time. The device 7 is connected by a conductor 8 to a welding machine 9 which can be constituted -
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by a DC relief generator. The other blade of the generator is connected by a conductor 10 to part 11 which, as shown in the drawing, consists of two sheets which must be assembled by spot welding.
The welding gun 5 consists of a barrel 12 and a handle 13 which can be made of plastic, vulcanized rubber or other suitable material. Inside the barrel 12, a tube 14 slides in a sleeve 15 which is also movable in the longitudinal direction inside the barrel, because it is mounted in a ring 16 attached to the interior of the barrel. Between the ring 16 and a flange 18 provided on the. sleeve 15 is disposed a spring 17 normally armed so as to push the sleeve rearwardly inside the barrel. A weaker spring 19 is arranged between the end of the sleeve 15 and a button 20 provided at the end of the tube 14.
At its front end, the tube 14 is widened at 21, and its widened end is split so as to constitute four fingers arranged so as to clamp the electrode 22.
The widened end 21 is provided with a conical surface 23 which engages with a similar surface provided on the end of a collar 24 which is fixed to the sleeve 15. The widened end 21 constitutes, in combination with the collar 24, a mandrel arranged so as to clamp the electrode 22. To release the electrode for adjustment, it is simply necessary to push the button 20 inwards, against the tension of the spring 19. This has the effect of loosening the clamping fingers which are normally held by the spring 19 in the position shown in figure 3. A sleeve 25, fixed
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inside the barrel 12, ensures the alignment of the collar 24 and allows the sliding movement of the collar and the sleeve 15.
At the end of the barrel 12, a collar 26 threaded inside and out, is mounted on the barrel. A nozzle 27, having a flange 28 is fixed to the end of the barrel, by a nut 29 which engages with the threads of the collar 26. The nozzle 27 is made of a suitable metal resistant to the heat of the arc, and it is provided at its end with grooves 30 which allow the inert gas, which arrives as will be described later, to spread laterally around the arc formed between the electrode 22 and the part 11, thus ensuring maximum protection of the weld and the formation of a sheath around it. a trigger 31 pivots at 32 relative to the barrel 12 and moves in a cavity formed for this purpose in the handle 13 of the pistol. An arm 33 is connected to the trigger 31 and is movable with the latter.
A locking member 34 is connected in an articulated manner at 35 to the arm 33. A spring 36 is fixed at 37 to the locking member 34 and to a stud 38 so that this locking member is normally held in the lock. position shown in Figure 3, that is to say in engagement with the flange 18 of the sleeve 15. When the trigger 31 is pulled inward, the shoulder 39 of the locking member is moved towards the front, and it drives the sleeve 15, which has the effect that the electrode 22 advances outside the opening made in the end of the nozzle 27, to come into contact with the part 11. This has the effect of
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effect of closing the circuit and consequently qutun current flows through a conductor in the coil 40 arranged in a magnetic frame 41 constituting a solenoid.
As soon as the current passes, the armature 42, which comprises a stud 43 in engagement with the locking member 34, is pulled downwards, which has the effect of releasing the flange 18. Then, the sleeve 15 is moved. rearward by the spring 17, and the arc is established between the electrode 22 and the workpiece. The end of the nozzle 27 is held against the workpiece until the weld is complete. It is then removed, and the operation is repeated to obtain the next weld.
At the end of the handle 13 of the pistol, a cavity 44 has been formed intended to receive a flexible cable 45 which is fixed to a connection fitting 46. This cable is preferably of the type described and shown in patent application No. 782,898. filed in the United States by Anderson and Sulliver on October 29, 1947 for an electric welding cable. It consists of flexible tubes 47 and 48, preferably twisted and surrounded by a braided conductor 49 which ensures the conduction of the current. The conductor is surrounded on its side by a sleeve 50 of a suitable material, such as rubber or a flexible plastic material, which is fixed to the fitting 46 by a clamp 51.
The tube 48 conducts the conduction of the inert gas which is delivered, from the fitting 46, and through a flexible pipe 68, to a tube 52 which, passing through the collar 24, enters into the chamber 53 which surrounds the tube. 'electrode 22. The gas is thus delivered into the space surrounding the arc, so as to maintain the desired protective effect.
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Water will be delivered through tube 47 and is carried from fitting 46, and through pipe 54 to a pipe 55 and then, passing through a tight fitting 56, to a pipe 57 leading to a cooling chamber 58 inside the nozzle 27. The chamber 58 is closed by a ring 59. The water returns through a pipe 60 to the tight fitting 56, then, through a flexible pipe 61, into a tube 62 which delivers water to a space 63 in the collar 24 and closed by a ring 64. The water returns through a pipe 65 and a flexible pipe 66 and circulates through the casing 50 around the braided conductor 49, thereby cooling the cable.
Current is supplied through the braided conductor 48 to connector 46 to which a wire 67 is connected.
The wire 67 passes through the flexible pipe 66 to the collar 24 and from the latter to the electrode 22. As already indicated above, the wire 67 is disposed inside the coil. 40, thereby ensuring the release of the lock 34 as soon as the electrode 22 touches the workpiece.
The apparatus, as has just been described, constitutes an extremely handy device for performing the welding operation. The operator, by grasping the handle 13 of the gun, applies the end of the nozzle against the part and actuates the trigger 31 to advance the electrode 22.
As soon as the electrode 22 touches the workpiece, it is released and brought back by the spring 17 so as to create a gap and to give rise to the welding arc. In a time lasting between 1/2 second and 2 seconds, the arc penetrates the room and welds the elements together
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from the latter to the location where the arc is formed =. A series of such arcs, produced at spaced points along the workpiece, complete the welding operation. In the meantime, the shielding gas suppresses the effect of the atmosphere on the weld. The circulating cooling water keeps the end 27 and the collar 24 at a relatively low temperature thus preventing damage to the apparatus.
Once formed; the arc is enclosed within the nozzle 27, and the operator is protected against the heat of the arc and against the glare produced by the latter.
The present invention is applicable, secondly, to the welding of sheets by lap or lap following a continuous welded joint with a view to fixing each of the sheets to the other. The parts having been assembled and tightened in the same way as for lap or lap welding and spot welding, the arc is started and the arc is maintained for a sufficient time to ensure proper penetration and fusion of the metal of the parts. to be assembled, so that a weld forms, as shown in figure 10.
The arc is then moved along the line of the welded joint to be obtained, without having to break this arc until it has reached the end of the joint to be welded, as shown in the diagrams. Figures 9 to 11 inclusive, in which 69 denotes an electrode holder of any suitable construction, having a nozzle 70 and a passage through this nozzle, which passage surrounds the electrode 71, said holder being provided with 'a fitting 72 for a cable 73 coming from a welding machine 74 of any suitable type capable of supplying a current of
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welding. The other blade of the welding machine is connected by a cable v5 to one of the sheets 76 of the part.
The other sheet 77 of the part overlaps sheet 76 so as to provide a lap or lap joint. The cable 75 can be connected to one or the other of the sheets 76 and 77. If the connection takes place on the sheet 77, the current is not obliged to pass through the joint between the edges of the sheets which is overlap. a suitable inert gas, such as argon, helium, and the like is supplied from a suitable accumulation vessel 78 and a regulator 79 through a tube 80 to the electrode holder 69, then passes around the electrode and is discharged through the nozzle 70 so as to surround the arc formed between the electrode 71 and the workpiece.
In this way, when the current is supplied, a protected arc is initiated between the electrode 71 and the workpiece, and the electrode holder 69 is moved in the longitudinal direction along the overlapping edges of the sheets 76 and 77 to produce a weld, as shown in Figure 10. Note that the weld penetrates through the edge of the upper sheet 77 and extends inside the edge of the lower sheet 76.
As the arc moves along the edges, the weld solidifies, and the overlapping edges are firmly joined.
As an example of the implementation of this process, steel sheets of (the grade generally known under the symbol SAE 1010, with a gauge of 20) were overlapped by approximately 13.5 mm. These sheets were welded with a non-consumable electrode, namely a tungsten electrode, while the arc was protected by argon supplied at a rate of 0.453 m3 per hour.
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welding current of 140 amps and arc voltage of 16 volts. A homogeneous and one-piece weld was obtained at a speed of 863 centimeters per minute. Test specimens did not show any defect in the weld itself. The ruptures occurred at a distance of 12 to 25 mm from the region of the weld.
Although the present invention is of particular utility in the welding of thin sheets, it is also applicable to the welding of sheets with a thickness of up to and even exceeding 6 mm. Such sheets have been successfully welded by this process. an important advantage of the present process is that the deformation is minimized. Another advantage is the speed and the low cost of the operation.
It goes without saying that numerous modifications can be made to the method described without departing from the limits of the present invention and without being obliged to forgo the particular advantages of the latter.
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