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OUTIL A SOUDER PAR COMPRESSION A FROID.
Pour souder ensemble des pièces en aluminium, alliages d'alumi- nium et autres métaux pouvant se souder par compression à froid, si l'on doit obtenir un trait de soudure de longueur prédéterminée en même temps que l'exact pourcentage de réduction d'épaisseur, il est connu d'employer un outil, ou une paire d'outils coopérants, dont la ou les faces exerçant la pression présen- tent une forme rectangulaire sensiblement plate.
Ainsi, dans un outil à épaule- ment comme celui décrit dans la demande de brevet belge déposée le 1er mars
1950 sous le N 385.057 pour "Perfectionnements au soudage par compression à froid", un poinçon de compression qui fait saillie sur la surface d'extrémité plate de l'outil, est conformé en pyramide tronquée convergeant vers sa face active qui est plate et rectangulaireo
Lorsqu'on emploie des outils de cette forme pour souder ensemble par exemple les deux extrémités aplaties de fils d'aluminium, les fils étant posés l'un sur l'autre, la forme rectangulaire des faces des poinçons de com- pression n'est pas entièrement adéquate,
car si les faces des poinçons ont leurs extrémités dirigées longitudinalement le long de la ligne des fils il se produit un brusque changement du fluage aux extrémités de la soudure et là où la largeur de la soudure est très peu inférieure à la largeur des extré- mités aplaties des fils, il peut en résulter une réduction de la résistance mécanique au joint entre les deux fils.
L'invention a pour but de supprimer cet inconvénient et, sui- vant cette invention, on atteint ce but en donnant à la face d'un poinçon de compression une forme pointue à ses extrémités. La face peut s'effiler pro- gressivement en pointe à son extrémité ou suivant une variante, elle peut diminuer de largeur par degrés,.et en outre de sa diminution de largeur, la @ légèrement incurvée à ses extrémités, c'est-à-dire que sa hau- teur active pour le soudage diminue vers ses extrémités.
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Ainsi, la face active du poinçon de compression peut avoir la forme d'un bateau à fond plat.
Suivant une particularité de l'invention, en vue d'éviter un brusque changement dans les conditions de fluage du métal à une extrémité d'une soudure, la face de l'outil s'effile vers son extrémité.
Une paire d'outils coopérants peuvent être conformés de façon similaire et peuvent être incorporés dans un appareil à main servant à apla- tir et assembler les fils métalliques.
Une forme de construction d'un appareil à main servant à apla- tir et souder ensemble par compression à froid des fils ou des tubes en alu- minium, en cuivre, etc. et comportant des outils conformés à la présente in- vention, sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 montre l'appareil en vue de côté, partiellement en coupe, Fig. 2 en est une vue en bout et Fig. 3 représente un outil de l'ap- pareil,
L'appareil représenté consiste en une paire de bras 1 et 2 arti- culés entre eux et susceptibles d'être pressés l'un contre l'autre tant pour l'aplatissement que pour le soudage.
Le bras 2, qu'on peut appeler le bras fixe, est fixé à un corps principal 3, pourvu d'un alésage central 4, dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras fixe 2, et présentant à une extré- mité une console 5 en forme de L, la console 5 constituant la monture d'un ou- til 6 qui fait face à l'alésage du corps. L'outil 6 est pourvu d'une tige qui s'adapte dans un alésage percé de part en part dans la console 5 et y est fixée en place de façon amovible par une vis de serrage 8, la tête 9 de la tige étant pourvue de deux poinçons 10 et 11. Le poinçon 10, décalé par rapport à l'axe de l'alésage formé dans le corps 3, est de forme rectangulaire plate et doit servir à aplatir des fils ou tubes, et le poinçon 11 situé dans l'axe de l'alésage est plat et présente des flancs droits, convergeant vers un point à chaque extrémi- té.
Ainsi, le poinçon 11 a une forme hexagonale et il doit servir à souder par compression à froid, la largeur du poinçon 11 étant égale à peu près à la largeu d'un fil ou d'un tube aplatis. Si on le désire, les extrémités pointues du poin- çon de soudage par compression à froid 11 peuvent être incurvées vers l'arrière, c'est-à-dire vers la tête 9, dans une faible mesure, de telle sorte que le poin- çon affecte la forme d'un bateau à fond plat. Les axes longitudinaux des deux poinçons 10 et 11 sont parallèles et perpendiculaires au bras fixe 2 de l'appa- reil, tandis que la tête de l'outil 6 est biseautée du côté opposé de la saillie
5 en forme de L qui est reliée au corps 3, de manière à faciliter l'introduction des fils métalliques ou des tubes entre les poinçons 10 et 11.
L'outil 6 coopère avec un outil semblable 6 monté d'une manière amovible, grâce à une vis 18 qui se déplace dans une fente 19 du corps 3, dans une pièce 12 coulissant dans l'alésage du corps 3, les deux outils 6 étant press l'un contre l'autre pour effectuer l'aplatissement et le soudage, et la pièce 12 porte entre ses deux bras 14 (dont un seul est visible sur la Fig. 1), un rouleh
13 dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras fixe 2 du disposi- et intersecte l'axe de l'alésage 4 du corps 3.
Des ressorts appropriés (non visi- bles) disposés à l'intérieur de l'alésage du corps 4 tendent à écarter les deux outils 6 l'un de l'autre tandis qu'une pression pour les repousser l'un contre 1 tre peut être exercée par l'autre bras 1, qu'on peut appeler le bras mobile, sur la surface du roulement 13.
Dans ce but, le bras mobile 1 est monté sur un second roulement 15 dont l'axe passe aussi par l'axe de l'alésage 4 du corps 3 et est perpendiculaire aux axes longitudinaux des deux bras 1 et 2 situés dans le même plan, et la part de la tête 20 du bras mobile 1, qui se trouve entre les deux roulements 13 et 15 est profilée en spirale et attaque le roulement 13 qui voyage avec le second out
6. Le second roulement 15 est fixé sur un arbre 17 monté dans l'alésage 4 du cor
3 et ce dernier est fendu pour recevoir le bras mobile 1.
Lorsque les deux bras et 2 sont écartés l'un de l'autre, une partie d'épaisseur radiale minimum de la @ du bras mobile 1 se trouve entre les deux roulements 13 et 15; lorsqu'on rapproche les bras 1 et 2 dans la mesure permise par un arrêt approprié 21 qui d termine la réduction d'épaisseur du métal à l'endroit de la soudure, l'épaisseur
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radiale de la partie de la tête 20 comprise entre les roulements 13 et 15 croît et les outils 6 sont repoussés l'un vers l'autre.
De chaque côté du roulement 15, des pièces de remplissage 21 sont montées dans l'alésage 3 (voir Fig. 2), et c'est entre ces pièces 21 et les bras 14 de la pièce 12 que des ressorts tendent à écarter cette dernière de la console 5.
La face en spirale ou came 16 de la tête 20 permet d'obtenir des effets mécaniques avantageux variables lorsqu'on se sert de l'appareil. Ainsi, lorsqu'il s'agit d'aplatir un tube, il suffit d'exercer un faible effort au début de l'aplatissement et la came ou surface en spirale peut être établie de manière à tirer avantage de ce fait. On obtient un plus grand avantage mécani- que pour le soudage.
Pour souder ensemble deux fils métalliques dans le prolongement l'un de l'autre, on commence par aplatir les extrémités des deux fils entre les poinçons rectangulaires 10 des outils 6. Ensuite après avoir nettoyé à la brosse les deux extrémités aplaties, on place celles-ci l'une sur l'autre entre les deux autres poinçons 11 et on exerce.la pression à l'aide des bras 1 et 2 de l'appa- reil pour effectuer le soudage. On écarte alors le bras mobile 1 du bras fixe 2 et on enlève le joint soudé. Naturellement les dimensions des poinçons 11 sont déterminées de manière à assurer une bonne soudure et l'arrêt 21 est réglé pour donner le pourcentage de réduction d'épaisseur voulu lors du soudage.
Dans l'appareil ci-dessus décrit, les deux roulements 13 et 15 sont écartés l'un de l'autre à l'aide du bras mobile qui, en réalité, fait tourner un coin entre ces roulements. Toutefois, si on le désire, on peut les écarter l'un de l'autre au moyen d'un coin chassé en ligne droite; ainsi, un coin peut être chassé entre eux par un dispositif pneumatique ou hydraulique, mais l'appareil est alors plus compliqué et n'est plus portatif comme celui représenté.
Si l'on remplace les outils 6 par des outils comportant des mâchoi- res coupantes appropriées, l'appareil, quelle qu'en soit la forme, pourra être employé aussi comme cisaille.
Un appareil du genre décrit ci-dessus peut être employé pour la fa- brication de treillis métalliques en fils d'aluminium par exemple. Le fil peut être aplati avant la mise en fabrication du treillis ou bien il peut être rond et n'être aplati que juste avant le soudage, les fils adjacents étant soudés en- semble aux parties qui se recouvrent. Ainsi, un tronçon de treillis peut être exé- cuté au moyen de deux fils latéraux et d'un seul fil longitudinal de longueur dé- terminée qui s'étend entre les fils latéraux, auxquels on le soude en des points convenablement espacés, et qui présente des parties adjacentes qu'on soude entre elles. Cn peut plier le fil pour lui donner la forme voulue avant de le souder aux fils latéraux et à lui-même.
REVENDICATIONS. l.- Cutil à souder par compression à froid, comportant un poinçon de compression dont la face est en forme de bande pratiquement plate, caractéri- sé en ce que la largeur de cette face décroit en pointes aux extrémités.
2. - Outil à souder par compression à froid, comportant un poinçon de compression dont la face est en forme de bande pratiquement plate dans le sens du fluage au métal lors du soudage, caractérisé en ce que la largeur de cette fa- ce décroît en pointe au moins à une extrémité.
3. - Outil à souder par compression à froid suivant les revendications
1 ou 2, caractérisé en ce que la hauteur du poinçon décroît vers l'extrémité en pointe de sa face.
4.-Cutil à souder par compression à froid, caractérisé en ce que pour éviter un brusque changement d4ns les conditions de fluage du métal à une extrémi- @ soudure, la face du poinçon s'effile en pointe vers son extrémité.
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COLD COMPRESSION WELDING TOOL.
For welding together parts of aluminum, aluminum alloys and other metals which can be welded by cold compression, if a weld line of predetermined length is to be obtained together with the exact percentage reduction of thickness, it is known to use a tool, or a pair of cooperating tools, the face or faces of which exerting the pressure have a substantially flat rectangular shape.
Thus, in a shoulder tool like that described in the Belgian patent application filed on March 1
1950 under N 385.057 for "Improvements in cold compression welding", a compression punch which protrudes on the flat end surface of the tool, is shaped as a truncated pyramid converging towards its active face which is flat and rectangular.
When tools of this shape are used to weld together, for example, the two flattened ends of aluminum wires, the wires being laid one on top of the other, the rectangular shape of the faces of the compression punches is not not fully adequate,
because if the faces of the punches have their ends directed longitudinally along the wire line there will be a sudden change in creep at the ends of the weld and where the width of the weld is very little less than the width of the ends flattened wires, this can result in a reduction in the mechanical strength at the joint between the two wires.
The object of the invention is to eliminate this drawback and, in accordance with this invention, this object is achieved by giving the face of a compression punch a pointed shape at its ends. The face may taper progressively to a point at its end or according to a variant, it may decrease in width by degrees, and in addition to its reduction in width, the @ slightly curved at its ends, that is to say - say that its active height for welding decreases towards its ends.
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Thus, the active face of the compression punch may have the shape of a boat with a flat bottom.
According to a feature of the invention, in order to avoid a sudden change in the flow conditions of the metal at one end of a weld, the face of the tool tapers towards its end.
A pair of co-operating tools may be similarly shaped and may be incorporated into a hand-held device for flattening and joining the wires.
A form of construction of a hand held apparatus for flattening and cold compression welding together wires or tubes of aluminum, copper, etc. and comprising tools conforming to the present invention, will be described below by way of example with reference to the accompanying drawings in which FIG. 1 shows the device in side view, partially in section, FIG. 2 is an end view and FIG. 3 represents a tool of the device,
The apparatus shown consists of a pair of arms 1 and 2 articulated together and capable of being pressed against each other for both flattening and welding.
The arm 2, which can be called the fixed arm, is fixed to a main body 3, provided with a central bore 4, the axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the fixed arm 2, and having at one end - mimicked an L-shaped console 5, the console 5 constituting the frame of a tool 6 which faces the bore of the body. The tool 6 is provided with a rod which fits into a bore drilled right through in the console 5 and is fixed there in removable manner by a tightening screw 8, the head 9 of the rod being provided of two punches 10 and 11. The punch 10, offset from the axis of the bore formed in the body 3, is of flat rectangular shape and should be used to flatten wires or tubes, and the punch 11 located in the The axis of the bore is flat and has straight sides, converging to a point at each end.
Thus, the punch 11 has a hexagonal shape and it must be used for cold compression welding, the width of the punch 11 being approximately equal to the width of a flattened wire or tube. If desired, the pointed ends of the cold compression welding punch 11 can be curved backwards, i.e. towards the head 9, to a small extent, so that the punch - Lesson affects the shape of a flat-bottomed boat. The longitudinal axes of the two punches 10 and 11 are parallel and perpendicular to the fixed arm 2 of the apparatus, while the head of the tool 6 is bevelled on the opposite side of the projection.
5 in the form of an L which is connected to the body 3, so as to facilitate the introduction of the metal wires or the tubes between the punches 10 and 11.
The tool 6 cooperates with a similar tool 6 mounted in a removable manner, thanks to a screw 18 which moves in a slot 19 of the body 3, in a part 12 sliding in the bore of the body 3, the two tools 6 being pressed against each other to effect the flattening and welding, and the part 12 carries between its two arms 14 (only one of which is visible in Fig. 1), a roulleh
13 whose axis is perpendicular to the longitudinal axis of the fixed arm 2 of the device and intersects the axis of the bore 4 of the body 3.
Appropriate springs (not visible) arranged inside the bore of the body 4 tend to move the two tools 6 away from each other, while pressure to push them against one another may be possible. be exerted by the other arm 1, which can be called the mobile arm, on the bearing surface 13.
For this purpose, the movable arm 1 is mounted on a second bearing 15, the axis of which also passes through the axis of the bore 4 of the body 3 and is perpendicular to the longitudinal axes of the two arms 1 and 2 located in the same plane. , and the part of the head 20 of the movable arm 1, which is located between the two bearings 13 and 15 is profiled in a spiral and attacks the bearing 13 which travels with the second out
6. The second bearing 15 is fixed on a shaft 17 mounted in the bore 4 of the horn.
3 and the latter is split to receive the movable arm 1.
When the two arms and 2 are separated from each other, a portion of minimum radial thickness of the @ of the movable arm 1 is located between the two bearings 13 and 15; when the arms 1 and 2 are brought together to the extent permitted by a suitable stop 21 which determines the reduction in thickness of the metal at the place of the weld, the thickness
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radial of the part of the head 20 between the bearings 13 and 15 increases and the tools 6 are pushed towards one another.
On each side of the bearing 15, filling parts 21 are mounted in the bore 3 (see Fig. 2), and it is between these parts 21 and the arms 14 of the part 12 that the springs tend to move the latter apart. console 5.
The spiral or cam face 16 of the head 20 provides variable advantageous mechanical effects when using the apparatus. Thus, when it comes to flattening a tube, it suffices to exert a small force at the start of the flattening and the cam or spiral surface can be established so as to take advantage of this fact. A greater mechanical advantage is obtained for welding.
To weld together two metal wires in the extension of one another, we start by flattening the ends of the two wires between the rectangular punches 10 of the tools 6. Then after having cleaned with a brush the two flattened ends, we place those here one on top of the other between the other two punches 11 and the pressure is exerted by means of the arms 1 and 2 of the apparatus in order to carry out the welding. The movable arm 1 is then moved away from the fixed arm 2 and the welded joint is removed. Naturally, the dimensions of the punches 11 are determined so as to ensure a good weld and the stop 21 is adjusted to give the desired percentage of thickness reduction during welding.
In the apparatus described above, the two bearings 13 and 15 are spaced apart from each other using the movable arm which, in reality, turns a wedge between these bearings. However, if desired, they can be moved apart by means of a wedge driven in a straight line; thus, a wedge can be driven out between them by a pneumatic or hydraulic device, but the device is then more complicated and is no longer portable like that shown.
If the tools 6 are replaced by tools having suitable cutting jaws, the device, whatever its form, can also be used as a shear.
An apparatus of the type described above can be employed for the manufacture of wire mesh from aluminum wires, for example. The wire may be flattened before the mesh is put into production, or it may be round and only be flattened just before welding, the adjacent wires being welded together at the overlapping parts. Thus, a section of mesh can be made by means of two lateral threads and a single longitudinal thread of determined length which extends between the lateral threads, to which it is welded at suitably spaced points, and which presents adjacent parts that are welded together. Cn can bend the wire to give it the desired shape before soldering it to the side wires and to itself.
CLAIMS. 1. Cutil to be welded by cold compression, comprising a compression punch, the face of which is in the form of a practically flat strip, characterized in that the width of this face decreases in points at the ends.
2. - Tool for welding by cold compression, comprising a compression punch whose face is in the form of a practically flat strip in the direction of flow to the metal during welding, characterized in that the width of this face decreases in point at least at one end.
3. - Cold compression welding tool according to the claims
1 or 2, characterized in that the height of the punch decreases towards the pointed end of its face.
4.-Cutil weld by cold compression, characterized in that to avoid a sudden change in the flow conditions of the metal at one end @ weld, the face of the punch tapers to a point towards its end.
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