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La présente invention est relative à un procédé de soudage automa- tique ou semi-automatique à l'arc électrique, dans lequel on fait avancer l'électrode de soudage par rapport à des organes de contact qui lui amènent le courant, au fur et à mesure qu'elle fond dans l'arc.
Jusqu'à présent, on utilise généralement comme électrode un fil de section circulaire qu'on déroule à partir d'une bobine. A cause de la forme de la section transversale de cette électrode, celle-ci présente une rigidité relativement forte, quelle que soit la direction dans laquelle on essaie de la faire fléchir.
La présente invention a comme .objet un procédé, grâce auquel on remédie à cet inconvénient et qui'permet en outre d'amener plus facilement de fortes intensités de courant à, l'électrode par suite d'une plus grande surface'de contact de calle-ci avec les organes: prévus à cet effet.
Dans le procédé suivant l'invention, on utilise une électrode plate constituée par au moins un feuillard métallique souple.
Dans le présent mémoire, il faut comprendre par "feuillard mé- tallique souple", une bande métallique de section transversale rectangulaire ou à peu près rectangulaire, dont la largeur vaut au moins 5 fois l'épais- seur.
En particulier, on a avantage à utiliser plusieurs feuillards afin de permettre le choix d'une valeur relativement importante pour le rap- port de la largeur à l'épaisseur de chaque feuillard afin d'augmenter la souplesse de ceux-ci pour une section totale donnée de l' électrode . Dans une variante avantageuse, les feuillards sont de compositions différentes afin de former un alliage dans le-métal déposé.
Si on craint que l'électrode ne présente pas assez de rigidité après ce déroulement du ou des feuillards qui entrent dans sa composition, on peut rigidifier un ou des feuillards lorsqu'ils sont déroulés.
L'augmentation de la rigidité peut être réalisée en fixant au moins une nervure sur au moins un des faces d'au moins un feuillard, cons- tituant l'électrode.
Si on désire faire fondre en même tempsque le métal de base de l'électrode d'autres matières intervenant dans le dépôt du métal de soudage, on applique contre au moins une dés faces latérales d'au moins un feuillard une bande souple portant cette matière ou une couche de pâte la contenant.
Pour entraîner la ou les bandes souples on peut avantageusement prévoir les crochets sur le ou les feuillards.
L'invention est également relative à une machine convenant pour la réalisation du procédé selon l'invention et comprenant des organes d'ame- née de courant en contact avec l'élebtrode.
Suivant une particularité de la machine selon l'invention, celle- ci présente des galets pourvus d'aspérités qui sont appliqués contre le ou les feuillards et qui repoussent vers l'extérieur des languettes préalable- ment découpées dans les feuillards, lesdites languettes constituant des cro- chets pour l'entraînement de bandes souples appliquées contre les feuillards lorsqu'elles sont repoussées hors de ceux-ci.
Selon une autre particularité permettant le soudage à partir d'une source de courant triphasé, la machine est caractérisée en ce qu'elle com- prend des organes pour faire avancer deux feuillards qui sont séparés l'un de l'autre par une bande souple qui isole électriquement ceux-ci l'un. de l'autre et en ce que les organes d'amenée du courant à ces feuillards sont connectés à deux pôles d'une source de courant triphasé dont le troisième pô-
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le est connecté à la pièce à souder.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description.des dessins annexés au présent mémoire, qui re- présentent schématiquement et à titre d'exemple seulement, quelques formes d'exécution de la machine suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation, après coupe verticale, d'une partie d'une première forme d'exécution de la machine suivant l'inven- tion.
La figure 2 est une coupe transversale de l'électrode suivant la ligne II-II de la figure 1.'
Les-figures 3, 4, 5 et 6 sont des coupes transversales analogues à.celle de la figure 2, dans des variantes de l'électrode utilisée dans le procédé suivant l'invention.
La figure 7 est une vue en élévation, après coupe verticale, d'une partie d'une autre forme d'exécution de la machine suivant l'invention.
La figure 8 est une vue en perspective d'un morceau d'un feuillard utilisé dans la machine suivant la figure 7.
Les figures 9 et 10 des vues en élévation d'une partie de deux autres variantes de la machine suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence' désignent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté une machine comprenant des bobines 2-et 3 à partir desquelles on déroule respectivement un feuillard 4 et un fil 5 qui sont entraînés à l'aide de galets .6.. Ceux-ci servent à appliquer le feuillard et ce fil l'un contre l'autre et ces éléments sont maintenus au contant l'un de l'autre par quelques points de soudure par résistance réalisés par l'intermédiaire de galets 7 insérés dans le circuit secondaire d'un transformateur de soudure 8 bonnecté aux bornes 9 et 10 d'une source de courant alternatif, par l'intermédiaire d'un dispositif de contrôle 31.
Le fil 5, lorsqu'il esttsoudé au feuillard 4, sert à rigidifier celui-ci. L'ensemble 4, 5 constitue une électrode de soudage que l'on. fait avancer d'une manière continue à l'aide des galets 6 vers des pièces à soudBr 11 et 12. Le courant est amené à cette électrode par des organes de contact ou balais 13 montés dans une tête de soudure 14 dont le nez est refroidi par de l'eau circulant dans une chambre 15.
Dans cette tête, sont également montés des frotteurs 16 en un agglomérat comprenant une matière telle que de l'oxyde ou du carbonate de baryum ou de strontium, qui, à la température du feuillard déjà élevée entre ces frotteurs, se fixe sur le feuillard en quantité suffisante pour produire une émission thermo-ionique complémentaire destinée à stabiliser l'arc et à provoquer un transfert divi- sé du métal de l'électrode au bain de fusion.
La tête 14 est également équipée d'une conduite 17 par laquelle on amène un gaz inerte tel que de l'hélium ou de l'argon destiné à entourer l'arc et à protéger le métal fondu contre toute oxydation.
Le feuillard 4 est constitué par une bande métallique souple dont la largeur vaut au moins 5 fois son épaisseur. La constitution de ce feuil- lard dépend de la nature du métal de soudure à déposer. Il en est de même de celle du fil 5 servant de nervure à l'électrode.
. Pour rigidifier le feuillard 4, on peut évidemment utiliser d'au- tres nervures qu'un fil de section circulaire tel que celui représenté à la figure 2.
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A la figure 3, on voit une électrode comprenant un( feuillard 4 pourvu de deux nervures triangulaires 5 disposées chacune contre une des fa- ces de ce feuillard.
A la figure 4, on a représenté une électrode constituée essentiel- lement par un feuillard 4 qui a été rendu plus rigide par une déformation latérale. Cette déformation peut être réalisée, après que le feuillard est déroulé de la bobine 2, en faisant passer ce feuillard entre des galets d'en- traînement dont le profil correspond à celui de l'électrode rigide qu'on désire obtenir.
A la figure 5, on a représenté une autre électrode qui a été rigi- difiée par une déformation latérale d'un autre genre. Celle-ci se présente sou la forme d'une nervure 4' également réalisée par des galets d'entraîne- ment qui servent à dérouler le feuillard 4 de la bobine sur laquelle il est emmagasiné.
A la figure 6, on voit une électrode constituée par un feuillard dans lequel on a formé deux nervures 4' d'un côté et une nervure 4" de l'autre côté.
A la figure 7, on a représenté une autre machine suivant l'inven- tion dans laquelle on former l'électrode au fur et à mesure de sa fusion dans l'arc, à l'aide de deux feuillards 4 maintenus séparés l'un de l'autre par une bande souple 22 provenant d'une bobine 23. Cette bande 22 comprend, par exemple, des matières intervenant favorablement dans le dépôt du métal de sou- dure. Ces matières sont, par exemple, du genre de celles utilisées dans l'en- robage des électrodes enrobées ordinaires.
Le déroulement de la bande 22 est réalisé:par.l'intermédiaire de galets 24 tandis que celui des feuillards 4 est obtenu à l'aide de galets 25 pourvus d'aspérités 26. Celles-ci provoquent le refoulement latéral de lan- guettes 27 (figures 7 et 8) qui ont été découpées dans les feuillards 4 avant l'enroulement de ceux-ci sur des bobines 2. Ces languettes pénètrent dans la bande souple médiane 22 et assurent l'entraînement de celle-ci à la même vi- tesse que celle des feuillards 4. Elles jouent donc le rôle de crochets.
Le courant est amené aux feuillards par des organes de contact 28 soumis à l'action de ressorts 29. Dans la tête 14, sont également montés des blocs frotteurs 16 du genre de ceux décrits à propros de la figure 1.
A la figure 9, on a représenté une autre machine suivant l'inven- tion dans laquelle l'électrode est constituée par un feuillard 4 disposé en- tre deux bandes souples 22. Dans cette machine, ce sont les galets 25 der- vant à entraîner le feuillard 4 et à repousser latéralement les brochets 27 qui servent à amener le courant à l'électrode. Les crochets 27 sont refoulés des deux côtés du feuillard 4 de façon à entraîner les deux bandes souples 22.
Dans la machine représentée à la figure 10, on forme une électro- de au fur et à mesure de sa fusion dans l'arc, à l'aide de deux feuillards métalliques séparés l'un de l'autre par une bande souple isolante et recou- verts vers l'extérieur d'une autre bande souple qui porte une matière jouant un rôle physico-chimique approprié aux nécessités du soudage.
Dans cette machine, l'alimentation de l'arc est effectuée à partir d'une source de courant triphasé schématisée en 30 . Une des phases de cette source est reliée aux pièces à souder 11 et 12, une deuxième à un des galets refoulant latéralement les crochets d'un des feuillards et la troisième à un des galets refoulant les crochets de l'autre feuillard.
L'électrode plate utilisée dans le procédé suivant l'invention peut avantageusement être dirigée par rapport au joint à remplir de soudure
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de façon que ses faces latérales soient parallèles à la direction de ce joint.
Cette orientation est adoptée, par exemple, lorsque l'on veut concentrer une grande quantité de chaleur au fond d'un joint en forme de V. On peut aussi lorsque la largeur du cordon de soudure est plus grande, par exemple,lors- qu'on doit déposer des couches supérieures du cordon en V. diriger l'électro- de plate de façon que ses faces latérales soient perpendiculaires à la direc- tion du joint à remplir de soudure.
Ces variations de l'orientation de l'électrode peuvent être réali- sées aisément, que celle-ci soit utilisée dans un procédé de soudure semi-au- tomatione, c'est-à-dire dans un procédé ou l'électrode avance automatiquement dans une torche qu'un opérateur tient en mai.na ou que l'électrode avance d'une manière entièrement automatique dans la tête fixe d'une machine.
Une autre façon avantageuse d'utiliser l'électrode plate dont les faces latérales sont parallèles à la direction du joint consiste à diriger son axe par rapport au fond du joint à remplir de soudure, de façon que l'an- gle formé par cet axe avec la direction d'avancement de l'électrode soit différent de 90 . On augmente ainsi la surface par laquelle l'arc jaillit de l'extrémité de l'électrode et, par conséquent, on diminue la densité locale du courant de soudage, sans modifier l'intensité totale du courant passant dans la machine.
Il est à noter également, que dans le cas d'utilisation de plu- sieurs feuillards, ceux-ci peuvent être de compositions différentes. Le mé- tal déposé est alors formé par un alliage des métaux constituant les feuil- lards.
Il est à noter, encoutre, qu'au lieu de bandes souples telles que 22, on peut utiliser une pâte appliquée contre au moins un des feuillards pour incorporer à l'électrode une matière intervenant dans le dépendu mé- tal de soudage :.
L'entraînement des bandes souples ne doit pas non plus nécessai- rement être effectuée à l'aide de crochets 27. Dn peut, par exemple,faire adhérer la ou les bandes souples susdites aux feuillards à l'aide d'un adhé- sif. ' '
Bien que dans la description des machines représentées aux des- sins, il ait été question plus spécialement de l'emploi de courant alternatif, il va de soi que l'on peut utiliser également du courant continu ou pulsa- toire pour réaliser le procédé suivant l'invention.
REVENDICATIONS. l.- Procédé de soudage automatique ou semi-automatique à l'arc électrique, dans lequel on fait avancer l'électrode de soudage par rapport à des organes de contact qui lui amènent le courant, au fur et à mesure qu'elle fond dans l'arc, caractérisé en ce,qu'on utilise une électrode pla- te constituée par au moins un feuillard métallique souple.
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The present invention relates to an automatic or semi-automatic electric arc welding process, in which the welding electrode is made to advance relative to contact members which supply it with current, as and when. as it melts in the arc.
Until now, a wire of circular section which is unwound from a spool has generally been used as an electrode. Because of the shape of the cross-section of this electrode, it has a relatively high rigidity, regardless of the direction in which one tries to make it bend.
The object of the present invention is a method by which this drawback is overcome and which furthermore makes it possible to more easily bring high current intensities to the electrode owing to a larger contact surface. calle-ci with the organs: provided for this purpose.
In the method according to the invention, a flat electrode is used consisting of at least one flexible metal strip.
In the present specification, by "flexible metal strip" is meant a metal strip of rectangular or approximately rectangular cross section, the width of which is at least 5 times the thickness.
In particular, it is advantageous to use several strips in order to allow the choice of a relatively large value for the ratio of the width to the thickness of each strip in order to increase their flexibility for a total section. electrode data. In an advantageous variant, the strips are of different compositions in order to form an alloy in the deposited metal.
If it is feared that the electrode does not have enough rigidity after this unwinding of the strip or strips which go into its composition, one or more strips can be stiffened when they are unwound.
The increase in rigidity can be achieved by fixing at least one rib on at least one of the faces of at least one strip, constituting the electrode.
If it is desired to melt at the same time as the base metal of the electrode other materials involved in the deposition of the welding metal, a flexible strip carrying this material is applied against at least one side face of at least one strip. or a layer of paste containing it.
To drive the flexible strip or bands, the hooks can advantageously be provided on the strip or strips.
The invention also relates to a machine suitable for carrying out the method according to the invention and comprising current feed members in contact with the electrode.
According to a feature of the machine according to the invention, the latter has rollers provided with roughness which are applied against the strip or strips and which push outwardly tabs previously cut from the strips, said tabs constituting hooks for driving flexible bands applied against the straps when they are pushed out of them.
According to another feature allowing welding from a three-phase current source, the machine is characterized in that it comprises members for advancing two strips which are separated from each other by a flexible strip. which electrically isolates these one. on the other and in that the members for supplying the current to these strips are connected to two poles of a three-phase current source, the third of which is
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the is connected to the workpiece.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto, which schematically represent and by way of example only, some embodiments of the machine according to the invention.
FIG. 1 is an elevational view, after vertical section, of part of a first embodiment of the machine according to the invention.
Figure 2 is a cross section of the electrode taken along the line II-II of Figure 1. '
FIGS. 3, 4, 5 and 6 are cross sections similar to that of FIG. 2, in variants of the electrode used in the method according to the invention.
FIG. 7 is an elevational view, after vertical section, of part of another embodiment of the machine according to the invention.
Figure 8 is a perspective view of a piece of a strip used in the machine according to Figure 7.
Figures 9 and 10 are elevational views of part of two other variants of the machine according to the invention.
In these different figures, the same reference notations' designate identical elements.
In Figure 1, there is shown a machine comprising coils 2-and 3 from which are respectively unwound a strip 4 and a wire 5 which are driven by means of rollers .6 .. These are used to apply the strip and this wire one against the other and these elements are held in constant with each other by a few resistance welding points produced by means of rollers 7 inserted in the secondary circuit of a transformer of solder 8 connected to terminals 9 and 10 of an alternating current source, via a control device 31.
The wire 5, when it is welded to the strip 4, serves to stiffen the latter. The assembly 4, 5 constitutes a welding electrode which one. advances continuously with the aid of the rollers 6 towards pieces to be welded 11 and 12. The current is brought to this electrode by contact members or brushes 13 mounted in a welding head 14 whose nose is cooled by water circulating in a chamber 15.
In this head, are also mounted wipers 16 made of an agglomerate comprising a material such as barium or strontium oxide or carbonate, which, at the temperature of the strip already high between these wipers, is fixed to the strip in sufficient to produce a complementary thermionic emission intended to stabilize the arc and cause a divided transfer of the metal from the electrode to the molten pool.
The head 14 is also equipped with a pipe 17 through which an inert gas such as helium or argon is supplied, intended to surround the arc and to protect the molten metal against any oxidation.
The strip 4 is formed by a flexible metal strip whose width is at least 5 times its thickness. The constitution of this strip depends on the nature of the weld metal to be deposited. The same is true of that of the wire 5 serving as a rib for the electrode.
. To stiffen the strip 4, it is obviously possible to use ribs other than a wire of circular section such as that shown in FIG. 2.
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In FIG. 3, we see an electrode comprising a (strip 4 provided with two triangular ribs 5 each disposed against one of the faces of this strip.
In FIG. 4, there is shown an electrode consisting essentially of a strip 4 which has been made more rigid by lateral deformation. This deformation can be carried out, after the strip has unwound from the reel 2, by passing this strip between drive rollers whose profile corresponds to that of the rigid electrode that is desired to be obtained.
In FIG. 5, another electrode has been shown which has been stiffened by a lateral deformation of another kind. This is in the form of a rib 4 'also produced by drive rollers which serve to unwind the strip 4 from the reel on which it is stored.
In FIG. 6, we see an electrode constituted by a strip in which two ribs 4 ′ on one side and a rib 4 ″ on the other side have been formed.
In FIG. 7, another machine according to the invention is shown in which the electrode is formed as it melts in the arc, using two strips 4 kept separate one by one. on the other by a flexible strip 22 coming from a coil 23. This strip 22 comprises, for example, materials which play a favorable role in the deposition of the weld metal. These materials are, for example, of the kind used in the coating of ordinary coated electrodes.
The unwinding of the strip 22 is carried out: by means of rollers 24 while that of the strips 4 is obtained by means of rollers 25 provided with asperities 26. These cause the lateral upset of the tongues 27 (Figures 7 and 8) which were cut from the strips 4 before winding them on coils 2. These tongues penetrate into the middle flexible strip 22 and ensure the drive thereof to the same vis- tess than that of the strips 4. They therefore play the role of hooks.
The current is brought to the strips by contact members 28 subjected to the action of springs 29. In the head 14, there are also mounted friction blocks 16 of the type described in the context of FIG. 1.
In FIG. 9, another machine has been shown according to the invention in which the electrode is constituted by a strip 4 arranged between two flexible strips 22. In this machine, it is the rollers 25 behind. drive the strip 4 and laterally push the pikes 27 which serve to bring the current to the electrode. The hooks 27 are driven back on both sides of the strip 4 so as to drive the two flexible bands 22.
In the machine shown in FIG. 10, an electrode is formed as it melts in the arc, using two metal strips separated from each other by a flexible insulating strip and covered on the outside with another flexible strip which carries a material playing a physicochemical role appropriate to the requirements of welding.
In this machine, the arc is powered from a three-phase current source shown schematically at 30. One of the phases of this source is connected to the parts to be welded 11 and 12, a second to one of the rollers laterally pushing back the hooks of one of the strips and the third to one of the rollers pushing back the hooks of the other strip.
The flat electrode used in the method according to the invention can advantageously be directed relative to the joint to be filled with solder.
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so that its side faces are parallel to the direction of this seal.
This orientation is adopted, for example, when one wants to concentrate a large amount of heat at the bottom of a V-shaped joint. It is also possible when the width of the weld bead is greater, for example, when Top layers of the V-bead should be laid down, directing the plate so that its side faces are perpendicular to the direction of the joint to be filled with solder.
These variations in the orientation of the electrode can be easily achieved, whether the latter is used in a semi-automated welding process, that is to say in a process where the electrode advances automatically. in a torch that an operator holds in May.na or that the electrode advances in a fully automatic manner in the fixed head of a machine.
Another advantageous way of using the flat electrode, the side faces of which are parallel to the direction of the joint, consists in directing its axis with respect to the bottom of the joint to be filled with solder, so that the angle formed by this axis with the direction of advance of the electrode is different from 90. This increases the area through which the arc emerges from the end of the electrode and, consequently, the local density of the welding current is reduced, without modifying the total intensity of the current flowing through the machine.
It should also be noted that in the case of using several strips, these can be of different compositions. The deposited metal is then formed by an alloy of the metals constituting the strips.
It should be noted, in addition, that instead of flexible strips such as 22, it is possible to use a paste applied against at least one of the strips to incorporate into the electrode a material involved in the dependent welding metal:.
The driving of the flexible bands does not necessarily have to be carried out using hooks 27 either. For example, the aforesaid flexible band or bands can be made to adhere to the bands using an adhesive. . ''
Although in the description of the machines shown in the drawings, the use of alternating current has been more specifically mentioned, it goes without saying that direct or pulsating current can also be used to carry out the following process. invention.
CLAIMS. l.- Automatic or semi-automatic electric arc welding process, in which the welding electrode is made to advance relative to contact members which bring current to it, as it melts in the arc, characterized in that a flat electrode consisting of at least one flexible metal strip is used.