BE565826A - - Google Patents

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BE565826A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/028Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
    • B23K9/0288Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding of tubes to tube plates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description


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   La présente invention concerne la technique du soudage et, en particulier, le soudage de tubes à une tôle ou plaque. 



   L'opération consistant à réunir   des; tubes   à une tôle est particulièrement fréquente dans la fabricaton d'appareils comme des condenseurs et des échangeurs de chaleur utilisés dans les générateurs de force motrice et les appareils de réfrigération. 



  Dans certains de ces appareils, il faut que les joints entre les tubes et la tôle soient étanches au gaz, afin d'éviter les fuites de l'agent calorifique ou du réfrigérant. Cette condition est d'u- ne importance particulière dans le cas des échangeurs de chaleur des générateurs de force motrice du type atomique ou nucléaire, Les fuites dans des appareils de ce genre provoquant l'intro- 

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 duction de la matière radio.-active dans les turbines qui sont ainsi mises hors   service.   



   La figure 12 du brevet américain n  1.50$.%Il montre un dispositif permettant de souder un tube de fumée à une plaque à tubes, ce dispositif représentant typiquement l'ancienne tech- nique. Quand on utilise les dispositifs de ce genre pour souder des tubes à une plaque à tubes en faisant tourner l'électrode de soudure autour du tube, les résultats obtenus ne sont pas satis- faisants. Les soudures réalisées de cette manière présentent des fuites. Une autre technique, qui a été courante pour.la soudure de tubes à une tôle, consiste à introduire les tubes dans la tôle et à les y souder en passant à la main, sur la série de joints ainsi formés   entre,les   tubes et la tôle, une électrode de soudure du type baguette. Le nombre de tubes à souder à chaque tôle rend ce procé- dé extrêmement coûteux.

   Dans un cas donné, la fabrication d'un seul échangeur de chaleur a coûté près de 5.000.000 de francs. 



   La présente invention est basée sur l'idée qu'un dis- positif pour souder des tubes à une tôle de faible prix de revint   doi permettre   de déplacer - c'est-à-dire de faire tourner, dans le cas d'un tube cylindrique - une électrode de soudure autour de l'axe du tube, l'électrode étant centrée par l'intérieur du tube. 



  On s'est rendu compte, en outre, que le brevet précité suggère ce mouvement, mais que les dispositifs réalisés jusqu'ici ne donnent pas satisfaction parce qu'ils manquent de la précision nécessaire. 



  La paroi de chaque tube d'un appareil, comme un échangeur de chaleur est relativement mince et, comme l'électrode de type ancien ne peut pas être maintenue de façon précise relativement au joint à souder pendant son déplacement autour du joint, les essais effec- tués pour souder des tubes à une tôle, dans le cas d'un appareil comme décrit ci-avant, ont souvent pour résultat une perforation des tubes. Ceci est une des causes principales des fuites aux joints. 



   L'invention a pour but principal de procurer un procédé économique de soudure de tubes relativement minces à une plaque 

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 à tubes, par des joints soudés étanches au gaz et exécutés au moyen d'une électrode qui se déplace tout autour des joints tubes-plaque. 



   Suivant l'invention, la soudure d'un tube à une plaque se fait à l'aide d'une électrode non consumable montée sur un mandrin glissé dans le sens axial à l'intérieur du tube. Dans la pratique de l'invention, la plaque est pourvue d'un épaulement entourant chaque ouverture dans laquelle un tube doit être soudé, par exem- ple en fraisant une rainure annulaire après estampage de la plaque. 



   Le tube est ensuite introduit dans l'ouverture, dans une position telle que l'épaulement vienne bien en contact avec la surface du tube. L'électrode est disposée de façon à faire un premier angle déterminé relativement à l'axe du tube, un deuxième angle déterminé relativement au plan défini par l'axe du tube et le plan de   l'ouver-   ture pratiquée dans la plaque et traversée par le tube dépassant la plaque, l'électrode étant placée à une distance déterminée du bord extérieur de l'épaulement de la plaque en contact avec les tubes. 



   L'électrode est ensuite mise en mouvement de manière à faire le tour de l'épaulement, tout en restant dans une position bien pré- cise par rapport à l'axe du tube et à l'épaulement comme précité, et un arc de soudure est établi entre l'électrode et l'épaulement de façon à produire un cordon de soudure au fur et à mesure du déplacement de l'électrode . La distance entre l'électrode et le bord extérieur de 1'épaulement doit être telle que l'arc brûle de façon continue et calme pendant tout le mouvement de déplacement de l'électrode. L'électrode tourne, de façon continue, autour de l'axe du tube, de manière à décrire un angle légèrement supérieur à 360 , afin de réaliser un recouvrement à l'endroit de départ de   - la   soudure.

   L'électrode continue à tourner autour du joint tandis qu'on réduit le courant de soudure jusqu'à interruption. Cette diminution progressive évite la production de cratères. L'expérience montre que ce procédé donne un joint, entre tube et plaque, étanche aux gaz, sans risquer de perforer le tube pendant l'opération de soudure. 

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   Quand il faut réaliser un joint de soudure nettement plus   étendu(dans   le sens longitudinal du tube) que la longueur pouvant être obtenue par soudure de l'épaulement à la plaque, un anneau de'matière d'apport peut être glissé sur le tube immédiate- ment au-dessus de l'épaulement, la matière d'apport pouvant être ,      fondue et mélangée à la soudure précitée, après obtention de cette soudure, par rotation de l'électrode, disposée comme précité, autour de l'anode de manière d'apport, de la même manière qu'autour de l'épaulement.

   Si les tubes et la plaque sont en matières diffé- rentes, on peut glisser initialement, sur le tube, une matière d'apport couvant se souder aux deux matières, la plaque et la matière d'apport pouvant être réunies, de manière à constituer un joint soudée en faisant tourner l'électrode de la manière précitée. 



   La présente invention a aussi pour objet, en plus du procédé de soudure décrit ci-avant, un dispositif pour souder un tube à une plaque. Ce dispositif comprend un mandrin pouvant être glissé à   1'intérieur   du tube, avec un épaulement destiné à venir s'appliquer contre le bord supérieur du tube quand le mandrin est mis en place. Ce dispositif comprend aussi un manchon monté de façon rotative sur la partie du mandrin sortant du tube. Le manchon est   pourvu,   d'une tête avec un raccord femelle destiné à recevoir un arbre flexible entraîné par un moteur, de façon que le manchon puisse être mis en rotation par le moteur.

   Le manchon comporte un support   pour     y   suspendre une électrode de soudure, ce support étant   réalisé   de manière que l'on puisse régler et maintenir, avec précision, la position angulaire et la distance de l'électrode par rapport au tube. 



   L'invention ressortira clairement de la description détaillée donnée ci-après, de plusieurs formes d'exécution repré- 
 EMI4.1 
 ,P semtés, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels : 
La figure 1 est une vue partielle, partie de profil et partie en coupe, d'un échangeur de chaleur construit suivant l'invention. 

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   La figure 2 est une vue partielle en plan, vue de dessus, de l'échangeur représenté à la figure 1. 



   La figure 3 est une vue partielle en coupe montrant le rapport entre l'épaisseur d'un tube et la soudure obtenue en sou- dant le tube dans un échangeur de chaleur du type représenté à la figure 1. 



   La figure 4 est une vue schématique d'un appareil   de 'sou-   dure suivant l'invention. 



   La figure 5 est une vue, partiellement en coupe et par- tiellement de profil, d'un porte-électrode ou pistolet de soudure suivant l'invention. 



   La figure 6 est une vue de profil d'un support d'électrode faisant partie de l'appareil représenté à la figure 5. 



   La figure 7 représente, vue de dessus, le support de la figure 6. 



   La figure 8 est une   vu   de profil d'un adaptateur associé au support représenté à la figure 6 et servant à maintenir l'élec- arode de soudure faisant partie de   l'appareil   représenté à la figure 5. 



   La figure 9 représente, vu de dessus, l'adaptateur repré- senté à la figure 8. 



   La figure 10 est une vue de profil d'un porte-électrode faisant partie de l'appareil représenté à la figure 5. 



   La figure 11 représente, vu de dessus, le porte-électrode de la figure 10. 



   La figure 12 est une vue de profil de l'appareil repré- senté à la figure   5,   montrant les dispositions relatives de l'élec- trode, du tube et de la plaque, dans un cas typique de soudure du tube à la plaque. 



   La figure 13 représente, vu de dessus, le tube et un cali- bre de localisation de l'électrode, pour la soudure d'un tube à une plaque suivant   l'invention.   



   La figure   14   est une coupe prise suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13. 

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   La figure 15 est une vue de profil d'un calibre filiforme de localisation de l'électrode, utilisé avec l'appareil représenté aux figures 13 et 14, et 
La figure 16 est une vue de face du calibre représenté à la figure 15. 



   Les figures 1 et 2 représentent, de façon rudimentaire, l'échangeur de chaleur à la fabrication duquel le procédé de la présente invention est applicable. L'échangeur de chaleur comprend un bloc ou plaque 21 en une matière comme l'acier inoxydable. 



   L'échangeur comprend aussi plusieurs tubes 23 en formes de "U" dont les extrémités 25 traversent des ouvertures 27 de la plaque. 



   Ces tubes sont aussi en acier inoxydable et sont relativement minces. 



   Les extrémités 25 des tubes 23 sont scellées dans les ouvertures 
27 par des joints 29 obtenus par soudure à l'arc, et il est essentiel que ces joints soient étanches aux gaz. 



   La figure 3 donne les conditions principales à remplir par chaque soudure. Il faut que la soudure ne traverse pas la paroi du tube et qu'elle ait une longueur de l'ordre d'une fois et demi d'épaisseur de la paroi du tube. 



   L'appareil de soudure utilisé est représenté schématique- ment à la figure 4. Cet appareil comprend un PISTOLET 11, une 
SOURCE DE GAZ 12, une ALIMENTATION 13, un stabilisateur haute fréquence 14 dénommé STABILISATEUR   H.F.,   une   COMMANDE   DE REDUCTION 
DU COURANT DE SOUDURE 15, et une MINUTERIE 16. 



   Le PISTOLET est du type,à électrode non consumable avec gaz de protection et peut tourner tout autour du joint établi entre le tube 23 et la plaque ou tôle 21 pendant l'opération de soudure. 



   Le PISTOLET .(figures 5à 11) comprend un mandrin 31, un support 33 de l'électrode (figures 5, 6 et 7) monté de façon à tourner sur le mandrin 31, un adaptateur 35 (figures 5, 8 et 9) monté sur le support 33, un porte-électrode 37 (figures 5, 10 et 11) monté sur l'adaptateur 35, une électrode de soudure non   consumable   

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 39 maintenue par une vis à tête de réglage 41 pénétrant dans le porte-électrode 37, et un fourreau en céramique 43 solidaire du porte-électrode 37 et traversé par l'électrode 39 et le gaz de pro- tection. Le support 33   est   entraîné par un moteur 45 à l'aide d'un arbre flexible   47,   ce qui permetde faire tourner l'électrode 39 autour du mandrin 31. 



   Le mandrin 31 a une forme générale cylindrique, allongée et se compose d'une queue 51, d'une extrémité support amincie 53 et d'une partie centrale 55. La queue 51 comprend un épaulement 57 et est divisée en plusieurs doigts 59 partant de cet épaulement, par des fentes 61. Les doigts 59 sont donc disposés dans le sens longitudinal de la queue 51 et se terminent par des têtes 63, tandis que l'épaulement 57 est terminé par un rebord 65. La partie centrale 55 se compose d'une barre 71 de   plus.petit   diamètre, terminée par un autre épaulement 73. Ce dernier peut être saisi avec une pince, quand on désire enlever le mandrin 31 du tube   23,   après une opération de soudure. Le mandrin 31 est, de préférence, en cuivre.

   Les doigts 59 du mandrin 31 sont élastiques, de façon qu'on puisse glisser facilement le mandrin à l'intérieur d'un tube 23. Une fois à l'intérieur, les doigts 59 s'appliquent contre la paroi du tube de façon que le mandrin 31 soit fermement tenu. 



  Quand le mandrin est glissé à l'intérieur d'un tube 23, le rebord 65 vient s'appliquer contre le bord du tube. 



   Le support 33 comprend un manchon 81 et un dispositif de serrage 83, et peut être en une matière isolante, de la résine synthétique par exemple. Une ouverture allongée 85, pratiquée dans le manchon, est pourvue d'une douille 87 en métal,de l'acier par exemple. L'ouverture 85 se termine par une extrémité taraudée 89 de plus grand diamètre. Un boulon en matière isolante 91 est vissé dans l'extrémité 89 et est fixé au manchon 81 par un écrou 93. 



  La tête 95 du boulon 91 est rainurée à sa partie supérieure et comprend une partie femelle 97 destinée à recevoir l'extrémité de l'arbre flexible   47.   Le boulon 91 se termine par un siège cylindri-, 

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 que 99 venant en contact avec l'extrémité 53 du mandrin. La position en hauteur de l'électrode 39 peut être réglée, dans certaines limites, en vissant ou dévissant le boulon 91. 



   Le dispositif de serrage' 83 fait corps avec le manchon 81 et comprend un bloc de forme générale trapézoïdale.. Une ouver- ture circulaire 101 traverse le bloc et le corps du manchon 81. 



  Une fente 103 traverse le bloc dans le sens transversal à l'ouver- ture 101 et une autre fente 105 part de l'ouverture 101, pour traverser une partie du corps du manchon 81 ainsi que la jonction entre le bloc et le manchon. Un trou 107, qui traverse le bloc, sert à recevoir un boulon 109 pouvant être fixé à l'aide d'un écrou 111 qui se vissesur le boulon sur la face opposée du disposi- tif de serrage. 



   L'adaptateur 35(figures 8 et 9) peut être en laiton et se pré-sente sous la forme d'un support en équerre, composé de deux bras 121 et 123 soudés l'un à l'autre. Le bras 121 se termine par un bout cylindrique 125 dont l'axe fait un certain angle avec l'axe du bras. CE bout a une ouverture 127 dont une partie a un plus grand diamètre que le reste. L'autre bras   123 est   pourvu d'une ex- trémité filetée 129 servant à recevoir le raccord (non représenté) d'une conduite provenant d'une source de gaz de protection, par laquelle'le gaz de protection peut être amené au support. Une ouver- ture 131 traverse, de façon continue, les bras 121 et 123 de l'adap- tateur   35 et   communique avec l'ouverture 127 du bout 125.

   L'ouver- ture 131 est chanfreinée, à l'extrémité du bras 123, pour faciliter l'adaptation du raccord de la conduite. 



   Le porte-électrode 37 (figures 10 et 11) se présente aussi sous la forme d'un support en équerre droit avec un bloc central 141   d'ou.   partent deux saillies 143 et   145.   Une ouverture   147   traverse le bloc 141 et la partie 143   .et   se termine par une partie 149 dont le diamètre réduit permet l'adaptation convenable de l'électrode 39. A l'extrémité opposée, l'ouverture 147 est pourvue d'un taraudage 150. La partie 143 a un épaulement fileté 153 d'où part un embout conique 155. Cet embout est percé, sur son pourtour, 

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 de quatre trous 157 prés de l'épaulement 153.

   Le taraudage 150 est destiné à recevoir la vis à tête de commande 41 dans laquelle l'électrode 39 est maintenue, tandis que le filetage 153 est destiné à recevoir le taraudage correspondant d'un fourreau 43 par où passe le gaz de protection qui s'écoule par les ouvertures 157. Quand la vis à tête de réglage 41 portant l'électrode 39 est vissée dans l'ouverture 147 du bloc 141, l'électrode 39 traverse le bloc et le fourreau 43. L'autre partie en saillie 145 comporte deux épaulements 161 et 163, de diamètres décroissants, d'où part un bout fileté 165. Une ouverture   167,   pratiquée dans l'épaulement 161, communique avec l'ouverture 147 dans le bloc 141 et avec des ouvertures latérales 169 dans l'épaulement 163.

   L'ouverture 167 peut être forée de manière à constituer un prolongement de l'ouver- ture pratiquée dans le bloc   141,   et la partie de l'ouverture prati- quée dans le bloc 141 se trouvant au-dessus de l'ouverture   147   peut être bouchée. La partie 145 est introduite dans l'ouverture 127 de l'adaptateur 35, l'épaulement 161 venant en contact avec la paroi de l'ouverture   127,   tandis que l'ouverture 131 communique avec l'ouverture 169. Le bout fileté 165 est destiné à traverser la partie étfoite de l'ouverture 127;de l'adaptateur, un écrou pouvant être vissé sur le bout 165 en vue de la   fixàtion   du porte- électrode. Le gaz qui arrive par l'ouverture 131,s'écoule, par les ouvertures 169, 167, 147 et 157, dans le fourreau 43. 



   Quand le PISTOLET est assemblée le bras 121 de l'adapta- teur 35 terminé par le bout cylindrique 125, est maintenu par . le dispositif de serrage 83 du support 33.A Cet effet, le bras 121 est introduit par l'ouverture   101   dans le dispositif de ser- rage et est pincé dans l'ouverture, quand l'écrou 111 est vissé sur le boulon. Les bras 121 et 123 de l'adaptateur 35 sont faits en deux parties, pour faciliter le montage du PISTOLET. Le bras 121 est glissé, le premier dans le dispositif de serrage 83,le bras 123 y étant fixé ensuite par soudure. La position angulaire de l'adaptateur 35 relativement à l'axe de l'ouverture 101 du dis- 

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 positif de serrage peut être réglée en dévissant le boulon 109 et en plaçant   le bras   121 dans la position voulue. 



   L'ALIMENTATION peut être de tout type connu mais doit, de .préférence, permettre de varier.le courant de soudure pendant l'o- pérantion de soudure, de-manière à réduire le courant progressive- ment à la fin de l'opération. A cet effet, le CIRCUIT D'ALIMENTA- TION contiendra, de préférence, une réactance saturable (non re- présentée) 'dont la saturation peut être modifiée aisément au cours de la soudure, par variation de la valeur d'une résistance varia- ble. 



   Le STABILISATEUR HF, qui peut être de tout type connu, est mis en circuit avec l'électrode 39 et la pièce à souder 21 et, quand il est alimenté, il produit une étincelle haute fréquen- ce (ou champ) entre l'électrode 39 et la pièce à souder 21-23, de manière à amorcer un arc. 



   La MINUTERIE DE PROGRAMMATION peut être de tout type connu et doit comprendre les dispositifs nécessaires aux minutages suivants (1) Début de l'écoulement du gaz inerte pour la purge préliminaire de   l'arc.   (2) Mise en marche de l'ALIMENTATION et du STABILISATEUR HF pour   l'amorçage   de l'arc, un laps de temps déterminé après le début de la purge préliminaire. (3) Mise en marche du moteur 45 pour la mise-en rotation du PISTOLET, après amorçage de l'arc. (Le mo- teur 45 peut être mis en marche aussi en même temps que l'ALIMENTA- TION et le STABILISATEUR HF). (4) Arrêt de l'appareil haute fré- quence (facultatif), un laps de temps après l'opération (2). 



  (5) Après un temps suffisant pour permettre au PISTOLET de décrire un angle légèrement supérieur à 360 , mise en marche de la COMANDE DE REDUOTION DU COURANT DE SOUDURE, le courant débité par l'alimentation diminuant ainsi progressivement. Cette réduction peut se faire à une cadence déterminée et pendant un temps détermi- né convenant à la matière à souder. (6) Extinction de l'arc, à la fin de la période de réduction du courant. (7) Le gaz continue à être débité'pendant un laps de temps déterminé après extinction de 

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 l'arcen vue de   la.   purge postérieure de la soudure, après quoi   1''écoulement   du gaz est interrompu. 



   La   COMMANDE   DE REDUCTION DU COURANT DE SOUDURE peut être de tout type convenable. Cette commande fait   varier-   la saturation de la récatance de L'ALIMENTATION, de manière à produire la réduction de courant voulue. 



   La partie en saillie terminée par le bout   fileté 165   peut être tournée dans couverture 127 de l'adaptateur, de maniè- re à l'amener dans une position voulue, le tout étant fixé dans cette position par l'écrou. Ceci permet de régler la position an- gulaire de l'électrode relativement à l'axe de la pièce. 



   L'invention est décrite ci-après dars un cas d'application pratique au soudage de tubes 23 d'un diamètre de 18 mm et d'une épaisseur de 1,3 mm à une plaque ou un bloc 21 d'une épais- seur de l'ordre de 15 cm. Dans la pratique de la présente invention, il a été possible de souder'des tubes à des plaques ayant des épaisseurs atteignant 46 cm. Dans ce cas, il faut réaliser des soudures 29 circulaires et annulaires uniformes ayant une hauteur de 1,9 mm et une épaisseur telle que le tube 23,ne soit pas perforé. 



  Avant l'opération de soudure, les ouvertures 27, dans lesquelles les tubes 23 doivent être soudés, sont forées dans la plaque 21 aux dimensions voulues. En outre, chaque ouverture est pourvue d'un épaulement 151 (voir figure 5) par fraisage d'une rainure annulaire. 



   Après dégraissage à l'aide d'un composé chimique   convena-   ble comme le trichloréthylène, chaque tube 23 est fixé dans l'ou- verture correspondante 27 de la plaque 21. Durant cette dernière      opération., il faut prendre toutes les précautions nécessaires pour qu'aucune trace de matière grasse ne pénètre dans le joint séparant le   tube ,23   de la plaque 21 Après fixation de tous les tubes à la plaque, des opérations supplémentaires de dégraissage peuvent être effectuées sur la plaque et les tubes réunis. 



   Quand un tube 23 est serti dans l'ouverture- 27 de la pla- que 21, l'épaulement 151 entoure l'extrémité supérieure du tube. 

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  Dans un cas typique, cet épaulement 151 se situe environ 4,8 mm      au-dessous du bord supérieur du tube 23. Après dégraissage, un anneau 153 de matière d'apport est glissé sur chaque tube im- médiatement au-dessus du joint séparant le tube 23 de la plaque 21. 



   Le mandrin 31 est ensuite introduit dans un tube 23 de manière à occuper une position dans laquelle son rebord 65 vient en contact avec le bord supérieur du tube. Le mandrin 31 est logé avec serrage dans le tube 21. La partie restante du PISTOLET Est ensuite placée sur l'extrémité du mandrin 53, avec le manchon 81 encerclant l'extrémité du mandrin, cette extrémité venant s'appli- quer contré le siège 99 à l'intérieur du boulon 91. L'arbre flexi- ble 48 est introduit dans la partie femelle 97 du boulon 91. 



   Le PISTOLET est maintenant mis en place, comme représenté à la   figure*     12, -La   mise en place précis.e du PISTOLET peut se faire , à   l'aide du.   dispositif représenté aux figures 13 à 16. Ce dispositif comprend un manchon de calibrage et un fil de calibrage. Le manchon de .calibrage comprend un manchon semi-circulaire 201 avec un épaulement 203. Ce manchon porte un fil servant de poignée 205      à l'aide duquel il peut être mis en place. Le fil de calibrage comprend un fil plat 211 ayant une poignée en forme'de boucle 213 à une   extrémité   et à l'autre extrémité une spatule 215 crantée et pliée à un certain angle.

   Le manchon de calibrage est maintenu sur l'épaulement 151, et l'électrode 39 est disposée de façon que sa pointe vienne entre l'épaulement 203 du manchon de calibrage et la partie voisine 217 du col. On fait tourner le porte-électrode 37 dans   l'ouverture 127   de l'adaptateur 35, jusqu'à ce que l'électrode fasse l'angle voulu avec l'axe du tube. Après cette opération, pour le cas représenté à la figure 12, l'électrode 39 fait un angle d'environ 18  avec l'axe du tube 23 et se trouve à environ 0,63 mm du bord extérieur de l'épaulement 151. On peut alors faire tourner l'adaptateur 37 dans l'ouverture 101 du dispositif de serra- ge, jusqu'à ce que l'électrode 39 ait un angle d'inclinaison d'envi- 

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 ron 2 à 5 .

   La position de l'électrode 39 peut être vérifiée, en introduisant la pointe 215 du fil de calibrage entre l'épaulement 151 et la pointe de l'électrode 39. 



   Dans le cas représenté., l'électrode 39 est en tungstène thorié, comprenant environ 1 à 2% de thorium. Le corps de l'élec- trode a un diamètre de 1,6 mm qui se réduit progressivement à 0,76 mm, à la pointe. 



   Quand l'électrode a été réglée comme décrit, on actionne l'interrupteur de démarrage (non représenté) de la MINUTERIE et une opération de soudure commence. Dans le cas typique représenté, le gaz de purge préalable consiste en un mélange d'argon et d'hélium, l'argon étant fourni à raison de 142 à 170 litres à l'heure et l'hélium à raison de 255 à 283 litres à l'heure. 



  L'opération de purge préalable prendra environ trois secondes, plus ou moins une seconde. A la fin de la purge préalable, l'ALIMENTATION et le STABILISATEUR sont mis en marche et il s'établit immédiatement un arc entre l'électrode 39 et l'épaulement 151. Le passage du courant de soudure provoque alors la mise en marche du moteur d'entraînement 45 qui fait tourner l'électrode autour du mandrin, à une vitesse d'environ 1 à 1,125 Tour par minute, dans le cas considéré. Dans ce cas, le courant de soudure est   de l'ordre   de 80 à   85 ampères   et la tension de l'arc est de l'ordre de 10 à 12 volts, sous tension continue avec polarité directe, c'est-à-dire que l'électrode est négative par rapport à la pièce à souder. 



   Après amorçage de l'arc, l'opération de soudure se dérou- le. Au cours de cette opération, le.STABILISATEUR peut être arrêté par exemple cinq secondes, plus ou moins une seconde, après amorçage de l'arc. L'électrode décrit un angle d'environ 375 , plus ou moins 5 , et, après cette course de l'électrode, le cou- rant de soudure est progressivement réduit de manière à éviter 'toute formation de cratère. La réduction du courant prend environ six secondes, plus ou moins une seconde. L'électrode continue à 

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 tourner pendant cette période de réduction du courant et s'arrête quand le courant de souduré est interrompu. Le gaz inerte conti- nue à s'écouler encore pendant cinq secondes, plus ou moins deux secondes, en vue de la purge finale. 



   On a ainsi obtenu la partie inférieure de la soudure 29 représentée à la figure 3. Dans de nombreux cas, l'opération est alors terminhée; dans d'autres cas, il est nécessaire de souder un anneau 153 qui vient s'ajouter à la soudure obtenue. Dans ces derniers cas, l'électrode est ramenée dans une position opposée aux bords extérieurs de l'anode 153 et une seconde opération de soudure, comme celle décrite, est effectuée. L'anneau est ainsi réuni à la soudure produite par la première opération. A ce mo- ment, on obtient la soudure représentée à la figure 3. 



   L'opération décrite ci-avant a été effectuée de façon ré- pétée et a toujours donné des soudures saines, étanches aux gaz, comme on le demandait. Avec l'appareil et le procédé suivant l'invention, décrits ci-dessus, on peut réaliser de grandes quanti- tés de   soudures,de   ce genre d'une façon économique, comparativement au coût de soudures analogues réalisées par les anciens procédés mentionnés. 



   Une des caractéristiques importantes de l'invention réside en ce que le PISTOLET est de forme ramassée. En pratique, il est de dimensions si réduites, qu'il peut balayer un espace d'un rayon de 35 mm. On peut donc, avec le PISTOLET de l'inven-   tion,  réailser des soudures hermétiques dans des angles et contre une paroi.¯. 



   Quoique des formes d'exécution préférées de l'invention aient été décrites ci-avant, de nombreuses modifications peuvent y être apportées. Par exemple, dans des cas où le tube 23 et la plaque 21 sont en des matières différentes, l'épaulement 151 peut être remplacé par un anneau ou une matière d'apport qui se soude à la   fois- -   tube 23 et à la plaque 21.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS.
    1.- Procédé pour l'exécution d'un joint étanche aux gaz entre un tube et.une plaque par soudure à l'arc, la plaque ayant une ouverture traversée par le tube, caractérisé en ce qu'on place le tube dans l'ouverture, on pratique un épaulement dans la plaque sur le pourtour de l'ouverture, on place une électrode non consuma- ble dans une position convenant pour la soudure à l'arc relativement au tube et à l'épaulement, on déplace l'électrode autour de l'axe du tube tout en la maintenant dans cette position, et on établit un arc de soudage entre l'électrode et l'épaulement pendant que l'électrode est ainsi en mouvement de manière à souder l'épaulement au tube, le joint ré'alisé par cette soudure contenant uniquement le métal de l'épaulement et le métal du tube.
    2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode est disposée de façon à faire un premier angle f déterminé relativement à l'axe du tube et un deuxième angle déter- miné relativement au plan contenant l'axe du tube et passant par la pointe de l'électrode, et la pointe de l'électrode se trouve à une distance déterminée de l'épaulement de façon qu'un arc de soudure ininterrompu et calme soit maintenu entre l'électro- de et l'épaulement.
    3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième angle est de l'ordre de 3 à 5 en arrière de la rotation de l'électrode autour de l'axe du tube.
    4.- Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, carac- térisé en ce que l'épaulement est obtenu par fraisage d'une rainure annulaire dans la plaque autour de l'ouverture.
    5. - Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, carac- térisé en ce que l'épaulement est obtenu en disposant autour du tube un anneau ou de la matière d'apport encerclant l'ouverture.
    6. - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'après avoir soudé au tube un épaulement fraisé dans la plaque, <Desc/Clms Page number 16> on dispose un anneau de matière d'apport autour du tube, à hauteur de la réunion du tube à la plaque, et l'électrode est à nouveau mise en mouvement autour de l'axe du tube à une distance de soudage de l'anneau, de façon à réunir, par fusion, cet anneau à la soudure réalisée entre l'épaulement et le tube.
    7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant de l'arc de soudure est maintenu à une valeur telle que le métal de 1.'épaulement et celui du tube se soudent pendant que l'électrode tourne d'un peu plus de 360'0 autour de l'axe du tube, et ensuite, pendant que l'électrode continue à se mouvoir autour de l'axe, le courant est réglé de manière à se réduire progressivement de la dite valeur à la valeur zéro., à une allure déterminée.
    8.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un mandrin avec un épaulement destiné à être placé à l'in- térieur du -tube de manière que cet épaulement vienne en contact avec le bord du tube qui dépasse la plaque, un manchon monté de façon à tourner sur la partie du mandrin partant du tube, un dispositif de montage solidaire du manchon pour suspendre l'é- lectrode au; manchon dans une position telle qu'un arc soudant soit produit et maintenu entre la plaque et l'électrode, et un dispositif d'entratnement relié à la partie supérieure du manchon pour faire tourner celui-ci autour du mandrin.
    9.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de montage est réglable de manière qu'on puisse placer l'électrode de façon qu'elle fasse des angles déter- minas avec l'axe du tube et se trouve à une distance déterminée de la plaque.'- , 10.- Dispositif suivant la revendication 8 ou 9, caracté- risé en ce que le dispositif de montage comprend une conduite d'amenée du gaz de protection à l'électrode. <Desc/Clms Page number 17>
    11.- Procédé et dispositif pour réaliser un joint étanche aux gaz entre un tube et une plaque par soudure à l'arc, en subs- tance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés et comme représenté sur ces dessins.
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