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Prrreâiarulaar1$ relatif à la lO8"re
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Dan. la construction des chaudières, il 4n1.¯t 'n ptam zum plut courant de bttir les parois des chaudières W8r T e<<t M. tir de panneaux de tubes préfabriqué à l'ulimh Lwf puamm V'" ! vont être formés de tubes touds à do< t"t'4Il." 1111.\"11 ou dîrootement les une aux autres et, 'd*'h'a ele *98> i! .e watt avantagousâment formées sur les tub s pour taellltw Y< #4ïA% ta métal de soudure entre eux, On a proposé de former ces panneaux de tt'be'o m 'i',I1 les tube et les entretoises éventuelltti ni - 1\'1: ut itç1'qcrit des électrodes de soudure s1m\1)tanlIt!J\t nlvant la 1-emwr * tth' bot pour former des soudures tontlirets par le pzwdb% 1 iutmerg4 QUOIQU le procédé à arc submergé produite n g4nén1L une RtU2 tàainarte il offre des 1neonv1t8 ql1 "' 6a -uni pfOodant par soudure à 3. are protêt.
Cepenald1 1 l11'Qtr
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par soudure à l'arc protégé pour former une longue soudure, 1. louf. t1ag. de l'arc cause souvent des difficultés.
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La présente invention a pour but de procurer un procédé qui permette de former une longue soudure en procédant par soudure
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à l'arc protéfé avec moins ou par de risque* de soufflage de l'arc* L'Invention vise 'r.3ement à procurer un appareil convenant pour un
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tel procédé Suivant la présente invention,, il est prévu un procédé
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pmr relier un tube à un autre tube ou à une bande formant entretoi- se disposée le long de os tube par une soudure effectuée par une betrr3,s de soudure qui ie déplace pJf orren1 ytnlent le long des tub à sorcer, ou inversement pendant l'opération de soudage., dans lequel lit soudure est effectua au moyen d'un arc tous la protection d'un gag et l'électrode de retour Pe déplace en contact avec le
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tube à souder juste derrière l'électrode de soudure* Suivant la présente invention)
il est également prévu un procède pour relier un tube à un entre tube ou 1 une bnnde formant
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enttetoine placée le long du tube, par une soudure effectuée par une électrode de soudure qui se déplace prolr.!1'...nt 14 long des tu-
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bes à souder, ou inversement, pendant l'opération de soudage., dans
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lequel la soudure est effectuée au moyen d'un arc tous la protec- l'ion d'un gaz et l'électrode de retour sue trouve derrière l'élooo trode de soudure en contact avec le tube à fJoudel' A xme distance de l'électrode de soudure qui est inférieure à celle à 1.qu.110 un
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soufflage de l'arc pourrait se produire*
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L'invention procure 4atarertt un dispositif de support destiné à être utilisé dans tm appareil à souder, ce dispositif étant pourvu d'un support pour un port.61eet'od.
et pouvant étre utilisé pour produire une soudure entre un trott'tr et Mi tube adjacent ou une entretoise adjacente, par un déplacement relatif entre le di positif de support et le tube à souder suivant It lOttt-- da tubt, le dispositif de support étant également pourvu 4 'une électrode de retour montée de manière à venir en contact avec le tvif A souder près de l'électrode de soudure et derrick eelie-ai 4aMs le
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sens du déplacement relatif, et un dispositif pour amener du gaz de protection à la zone de soudure.
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On avantage obtenu en utilisant une soudure à Itaro Boue la protection d'un gaz plutôt qu'une soudure à arc submergé est que tout désalignement de l' électrode de soudure peut être détecté plus rapidement et corrige immédiatement tandis que dans la soudure
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à l'arc submergé, un désalignement ne peut ttre détecté qu'après que l'électrode de soudure ait parcouru plusieurs pieds (30 cm) et que le laitier ait été enleva.
L'enlèvement du laitier est égale- ment moine difficile dans la soudure à l'arc protégé car il y a
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moins de laitier et de plus, l'ajustage 1iAl des éléments d'un pan pineau da tubes peut être effectue avec de plus larges tolérances* En outre, les forces de contraction sont moindres dans le procédé à arc protêt ce qui est particulièrement avantageux pour former des panneaux comportant des ouvertures car les dimensions des ou- vertures peuvent être plue strictement réglées* à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention sara décrite ci-après avec référence aux dessins annexés, dans
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lesnufitt la fige 1 est une vue arrière,
en partie arrachée suivant
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la ligne 1-1 de la fig. 3, d'un dispositif par lequel six dlectrodes de soudure peuvent être déplacées simultanément longitudinales par rapport aux éléments d'un panneau de tubes) la fige 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne
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11-11 de la figt 1 un détail étant représenté en coupe suivant la ligne Iln-Ila de la fige 1| et, la fig* 3 ast unn coupe transversale suivant la lifne 111-Ill de la fige 2.
La<arl3 représenté dan% les dessins comporte trois dis- positifs de support indiquée chacun dans leur ensemble par le chiffre 1, Les dispositifs de support 1 entendent côte à cote dans le sens longitudinal de l'appareil et la position de chaque
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dispositif peut être réglée séparément dans un plan vertical.
L'ap- '
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pareil représenté dans les dessins convient partlou11'r...nt pour former un panneau de tubes en soudant ensemble une rangée de tubes et d'entrptoises alternés (indiqués par exemple en 2 et 3 sur la fige 1), les tubes et les entretoises étant disposés sur un lit dans les positions qu'ils doivent occuper dans le panneau et les soudures entre les tubes et les entretoises étant effectuées par groupes de six, un groupe de soudures étant effectué à chaque passe de l'appareil.
L'appareil représenté dans les dessins comprend une pla- que de base 5 à laquelle sont soudés deux flasques parallèles 6 qui s'étendent vers le bas. Des axes 7 et S détendent entre les extrémités avant et arrière respectivement des flasques 6.
Trois biellettes 9 sont chacune articulées à une extrémité à l'axe avant 7 et trois biellettes 10 sont chacune articulées à une extrémité à l'axe arrière 8. Chaque biellette 9 et 10 est formée (comme on le voit clairement pour les biellettes 9 sur la fige 1) par une barre soudée à chaque extrémité à un cylindre dont les axes sont pa-
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rallèles les uns aux autres et perpendiculaire à la longueur de la barre*
Chaque dispositif de support 1 comprend une membrure com-
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posite 11 Pt une barre 12 qui eit soudé* à la membrure 11 et qui se dresse sur non extrémité avant.
L'extrémité supérieure de chacue barr 12 ent fourchue et est articulée à une des biellettes 9 par un pivot 13 qui traverse l'extrémité fourchue de la barre 12 et l'extrémité cylindrique de la biellette 9. L'extrémité arrière de
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4%linjuft membrure 11 est é".lmnt fourchue et est reliée à une des biellettes 10 au moyen d'un pivot 14 qui traverse l'extrémité
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fourchue dm la membrane 11 fit l'extrémité cylindrique de la biellet-' te 10.
Les positions relatives des axes autour desauels les extré- mités dos biellettes y et 10 peuvent pivoter sont telles que les
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biellettes 9 et 10 sont parallles l'vtne E l'autre de sorte que le support peut se déplacer verticalement atec la membrane 11 qui se déplace parallèlement à ell-m6me.
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Pour cowaander lit position verticale des, membrures XI aha Que membrure est associée à un dispositif désigne par 15 qui sol- licite la membrure 11 vers le bas et chaque membrure 11 est 8880014e r à un dispositif désigné par 16 qui limite de façon réglable le dé- placement de la membrure 11 vers le bas.
Une barre 17 est soudée à chacune de ses extrémités aux
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extrémités arrière des r18,ues 6# Chaque dispositif 15 comprend un cylindre 18 qui ent soudé h la barre 17 et qui t'étend vers l'ar- fier de el1-o14 Un chapeau cylindrique 19 peut coulisser t41'IQO p1nuement sur te cylindre 18 et une tipe 2, comportant un oeillet 21 à une extrémité articulée gaz In biellette 10 auquel le dispositif 15 est 8eoQ1d, 'étend axial ment à travers le cylindre 18 et le chapeau 19. L'extrémité de la fixe 20 éloignée de l'oeillet 21 %#4tend au delà lu chapeau 19 et est Ultérieurement filetée en 22 pour recevoir un éereu 23 qui vient contre l'extraite du chapeau 19. On recrort 25 encerclant 1e titi 20 vient h unr extrémité con- tre la hrre 17 et, . l'autre extrémité, contre l'extrémité du ohe- peau 19.
Le ressort 25 sollicite donc le chapeau 19 dans un sens l'écartant de la barre 17 et, comme le chapeau 19 porte contre l'é- crou 23, la tire 20 eet sollicitée axialement dans un sens tendant à faire descendre la biellette 10 associée, La compression du res-
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sort 25 peut être moditée en réglant la position de l' orou 2) le long de la partie filetée 22.
Chaque dispositif 16 est ansmeté à une autre barre 26 'ou- dée 1 ses extrémités aux extrémités arrière des flasques 6 et com- prend un prolongement arrière 10a de la biellette 10. L'extrémité extérieure du prolongement 10a est articulée par un pivot 27 à l'oeil:! et 28 d'un piton 29. Le piton 29 s'étend vers l'arrière à travers la barre 26 et son extrémité arrière est filetée en 30.
Un écrou 31 est visse sur la partie filetée 30 et vient en contact avec une bride d'une buselure 32 garnissant l'ouverture ménagée dans
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la tinrre 26 par laquelle passe le piton 29. Pour assurer que l'écrou
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11 ne puisée se séparer du pas de vis 30, une rondelle 34 est fixée à l'extrémité du piton 29 un moyen d'une via 35. En réglant
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la position de l'écrou 31 le long du pas de vis 30,, on peut 80d1- fier la position inférieure extrca du dispositif de support 1 R.'IIq(,H'1 .
La tnenthruf composite Il de chaque dispositif de support 1 contient trois blocs rectangulaires 11a séparas par des parties usinées pour former des tourillons llb (voir fige 1). Un bloc de
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support de port " 3 ftrotle 40 ert monté sur thrque tourillon llb et peut 'incliner autour de l'axo du tourillon 1 b. Chaque bloo 40 #fit en m"t1,.,,. i so3 ïit et romprpnd une partis 40A de section en 0 qui rnevftuche li tourillon ill pt une éolif'IH' à oreilles 40b qui 'ajuste (il'nE! l''"'ppcp 1"é!\erllZ'lt les branchen de la partie 40a et qui est maintenu 9 m place par des vis indiquées en 41 sur la figé 1 qui traversent 1 : oreilles de 10éclisse 40b pour se visiter dans In parti* Oa.
Le bloc 40 eut ainsi captif sur le tourillon llb nais peut néanmoins s'incliner autour de ce dernier.
Un porte-électrode 42 est vise' dans chaque bloc de sup-
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port 40 et comprend un tube 42a se terminant juste au-danous des tubes à souder* Le porte-électrode 42 est maintenu en place par un ensemble dteerous de bloeafe indiquée en 43< Ïi*orler.t8tion du bloc de support de port..41..trod. 40 est déterminée par un dispositif associé à un étrier 44 boulonné à ses extrémités aux blocs lia de charme cote du bloc 40 auquel
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il est associé. Une vis de rHlana 45 traverse la partie tranov*r* tale 44a de 10étrier 44 et portp à son extrémité inférieure un émerillon 46 monté de telle façon que la vin de réglage 49 pulse* tourner dans la partie transversale taraudée 44t de ltâtrier sus faire tourner leêmerillon 46.
Une biellette 47 est articulée à une extrémité à l'merl11or 46 et raz son autre extrémité au bloc 40, cette autre extrémité étant placée dans un évidement ménagé dans le bloc 40 et étant reliée à ce dernier par un pivot 48 tra- versant la biellette 47 et les parties du bloe 40 situées de part
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et d'autre de cet évidements Ainsi, en toummt la vis de réglage 451 on peut Modifier l'inclinaison du bloc t0 et ainsi l'inclinaison de la pointe d'une électrode (non représentée) qui passe dans le por- te-électrode de soudure 42 par rapport à la verticale,
Chacun des deux blocs 40 prévus sur chaque membrure de sup- port 11 est pourvu d'un porte-électrode de soudure 42 et d'un dis-
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positif servent à inolirer le bloc 40. Comme le montre clairement lu tir. 3, la disposition du porte-électrode 42 et du dispositif d'inclinaison sur un bloc 40 est inversée par rapport à cette disposition sur l'autre bloc. Des porte-électrodes semblables 42, inclina l'un par rapport à l'autre, peuvent donc être utilisés pour souder les deux bords d'une entretoise 3 simultanément.
Pour souder des tubes ayant un diamètre extérieur de 2,5 pouces (6,35 en) et espacés entre axes de 3 pouces (7,6 cm) par des entretoises inter-
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calnires, l'inclinaison du tube 42 a est telle que l'électrode de 80U(: dure est orientée vers la zone de roudure en formant un angle de 12,5* avec la verticale dans un plan perpendiculaire au sens d'aven- cernent,
Les blocs médians et arrière lla pont chacun pourvus de moyens 50 par lesquels du gaz de protection peut être amené à la zone de soudure et d'une électrode de retour désire dans son ensemble par 51.
Le dispositif 50 par lequel du gaz de protection peut
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être amené à la zone de moudure comprend un tube 52 vissé, en tour- nnnt en 53, dans une ouverture ménagée dans le bloc lia jusqu'à ce que sa collerette 54 vienne porter contre le bloc 11a, L'extrémité supérieure du tube 52 est attachée en 55 à un tube de prolongement 56 communiquant avec une source d'anhydride carbonique. L'ouverture
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dans le bloc 13 a <.ans laquelle le tube 52 est vissé est inclinée vers le bas et vern 3 'avant de porte que l'extrémité inférieure du tube 52 est toute proche de l'extraite inférieure du porte-éloetro- : de 42. L'extrémité inférieure du tube 52 est taillée obliquement suivant un plan qui s'incline vers le bas et vers l'arrière.
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L'électrode de retour 51 comprend comme 16 montre claire- ment la fige 1, un galet 60 forcé, pendant l'opération de soudure, de rouler le long de deux tubes adjacents 2 et sa périphérie est façonnée de manière à se conformer aux surfaces sur lesquelles il roule* Le galet 60 est monté sur an axe 61 qui est lui -mine monté sur des buselures isolantes 62 supportées par les extrémités infé- rieures des bras 63a d'un étrier 63. L'axe 61 est décalé d'environ 3 pouces (7,6 cm) à l'arrière de l'électrode de soudure précédente.
L'écartement maximum entre l'électrode de retour et l'électrode de soudure que l'on peut obtenir sans souffler l'arc dépend des conditions dans lesquelles la soudure est exécutée, mais il est préférable que cette distance soit maintenue aussi courte que possible. La traverse 63b de l'étrier est soudée à l'extrémité inférieure d'un tube 64 qui s'étend vers le haut dans une buselure isolante 65 garnissant une ouverture ménagée dans le bloc 11a.
On ressort 71 encerclant le tube 64 est comprimé Antre la surface in- férieure du bloc 11a et l'étrier 63, la compression du ressort étant réglée par un écrou 66 vissé sur l'extrémité supérieure du tube 64 et réagissant contre la surface supérieure du bloc lla pour limiter le déplacement de l'extrémité supérieure du tube 64 vers le bas.
L'alésage et l'extrémité inférieure du tube 64 sont gar- nis intérieurement de matière isolante 67 procurant une buselure dans In quelle une tige 68 en matière conductrice peut coulisser, Un balai collecteur 69 en bronze phosphoreux comportant une rainure (voir fige 1) qui coopère avec une nervure périphérique du galet 60 est monté à l'extrémité inférieure de la tige 68 et est sollicité contre la périphérie du galet 60 pnr un ressort 70 comprimé entre le balai 69 et la matière isolante 67. One vis de connexion 73 est vissée dans l'extrémité supérieure de la tige 68.
Un étrier 80 est boulonné en dessous du bloc avant 11a et porte à son extrémité inférieure un axe 81 sur lequel tourne le palet de guidage 82. Le galet de guidage 82 est destiné à rouler
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le long de tubes adjacents 2 pour guider le dispositif dit support 11 sur lequel 11 est Montât La périphérie du galet de guidage 82 est conformée de manière à épouser les tubes sur lesquels il roule, Des gardes chromées 83 sont associées à chaque galet 60 et 82 pour les protéger des éclaboussures pendant la soudure.
L'appareil représenté dans les dessins peut être monté dans une construction (non représentée) permettant de le déplacer au-dessus d'une rangée de tubes 2 et d'entretoises 3 formant un pan- neau de tubes*
Une telle construction peut comprendre un lit formé de plusieurs poutrelles montées parallèlement les unes aux Autres: Les bords supérieurs des poutrelles sont pourvus d'encoches arron- dits, de sorte que les tubes 2 qui forment le panneau peuvent repo- ser dans les encoches transversalement aux poutrelles, dans leur juxtaposition normale dans le panneau. Les entretoises 3 peuvent reposer sur les bords supérieurs des poutrelles, entre les encoches courbes.
Des rails peuvent être placés de chaque cote du lit de poutrelle parallèlement aux tubes posée sur ce dernier et deux cha- riots électriquement synchronisés de manière à fonctionner simultanée Ment peuvent rouler, l'un sur chacun des rails.
On portique supporté! par les chariots chevauche le lit et un chariot baladeur peut se dé- placer le long du portique* On peut donc le déplacer le long du portique transversalement au lit de manière à l'amener au-dessus d' un groupe de tubes quelconques,
longitudinalement par rapport au groupe de tubes en faisant avancer ou reculer les chariots de roule- ment le long des rails*
La plaque de base 5 de l'appareil représente dans les des- sins est fixée a l'extrémité inférieure d'une colonne qui s'étend vers le bas depuis le chariot baladeur et qui peut tire rapprochée et écartée du lit hydrauliquement. Une autre colonne également mobl-f le dans lesdeux sens peut être montée sur le chariot baladeur et porte des falots de pression susceptibles de rouler en contact avec
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les tubes à souder devant l'appareil afin d'asfurer que la soudure soit convenablement placée.
La colonne à laquelle l'appareil reprd- centd dans les dessins est fixéeporte également des bobines de fil électrode et un dispositif d'un renre connu pour dévider le fil des bobines et l'introduire dans les porte-électrodes de soudure 42.
Un réservoir d'anhydride carbonique liquide peut être Bonté sur cette construction ou supporté par celle-ci et de l'anhydride
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carbonique ent amené aux tubme 52 par des conduites flexibles.
La simplicité de l'alimentation du gaz de protection constitue une amélioration notable des exigences plus complexée de l'alimenta-
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tion et de la récupération du fondant dons la soudure à l'arc sub- nerge,
Pour forcer le panneaux, on peut assembler les éléments par soudure des deux côtés du panneau par un procédé décrit et revendiqué par exemple dans le brevet de même date de la Demanderesse
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intitulé "Perfectionnements à la soudure"#
Dans ce procédé, les soudures d'un coté sont exécutées par soudure à l'arc protégé en court-circuit.
On utilise a cet
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effet des courants d'arc d'environ 200 ampères à 13 à 20 volta, pnr exemple, et on obtient des soudure qui no sont pas tris péné- trantes. La partie sortante de l'électrode est comprise entre 1/2 et 3/4 pouce (1,27 et 1,9 cm). La vitesse d'avancement le long
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de la rangée de tubes est de l'ordre de 36 pouces (91" 08) par minute et les tolérances avec lesquelles les tubes et les entretoi" ses sont ajustés pour l'opération sont relativement peu terrées.
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Elles sont plus larges par exemple eu celles permises dans la sou- dure à l'arc submerge de sorte que les soudures prennent itoins de temps et nécessitent du personnel Moins qualifié., Les forces de contraction sont également moindre! que celles entraînées par le procédé à l'arc submergé, l'écartement d'ajustage des tubes de 2,5 pouces (6,35 cm) de diamètre extérieur, de 3 pouces (7,6 en) entre axes étant d'environ 3/64 pouce (1,2 cam) supérieur à l'écarte-
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ment de! tubes dans le panneau soudé par le procédé à l'are
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submergé.
Pour souder le premier côté du panneau, on ccmmence par effectuer les soudures entre les quatre tubes située au milieu de la rangée, Trois tubes, formant un second groupe, d'un côté de ce premier groupe et séparés de ce second groupe par trois autres tubes sont alors soudés ensemble et trois tubes situés de l'autre côté du premier groupe et formant un troisième groupe et séparés du premier par trois autres tubes sont également soudés ensemble, On poursuit ce processus jusqu'à ce qu'on atteigne les borda laté- raux du panneau et on soude ensuite les groupes de tubes non soudés ensemble et aux groupes adjacents.
Lorsque lea soudures d'un côté du panneau sont achevées, on retourne le panneau et on achève les soudures de l'autre côté par une technique de transf ert par pulvérisation sous la protection d'un gaz. On obtient ainsi des soudures plus pénétrantes à une vitesse d'environ 60 pouces (1,5 m) par minute et en utilisant des courants de l'ordre de 400 à 500 ampères à 24 à 27 volta d'arc.
La sortie de l'électrode est en substnce Identique à cel- le de la technique de coudure en court-circuit.
Dans d'autres façons do former un panneau de tube., on peut n'effectuer les soudures que d'un côté du panneau' En variant te, une technique de soudure par transfert par pulvérisation peut être utilisée sur les deux côtés mais le montage initial doit alors être effectué avec des tolérances plus serrées. La soudure en court.) circuit peut également tre utilisée des deux côtés. Elle convient particulièrement lorsque les tubes ont une faible épaisseur de paroi mais il faut alors prendre des précautions pour éviter de percer les ; tubes.
De l'aurre côté, l'ordre dans lequel les groupée de tubes sont soudés ensemble est l'inverse du premier. En soudant les tu- ' bes dans cet ordre, on réduit au minimum la déformation générale du panneau produite par l'opération de soudure..
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Dans l'appareil décrit avec référence au dessin annexé, de l'anhydride carbonique est débita comme gaz de protection et est amené à la zone de soudure de derrière l'électrode de soudure, D'au- tres raz tels que de l'argon peuvent cependant être utilisés, De plus, le gaz peut être amené à la zone de soudure par l'avant ou bien le tube qui l'amené à la zone de soudure peut encercler le tube 42a dans lequel passe l'électrode de soudure, Ce montage est cepen- dant assez volumineux et pour cette raison il n'est en général pas utilisée te dispositif de support 1 représenté dans le dessin peut également être modifié en n'utilisant qu'une seule électrode de retour pour les deux électrodes de roudure montées sur le dis- positif de support.
Avec un tel agencement, les deux électrodes de soudure doivent être placées aussi près que possible l'une de l'autre et l'électrode de retour est remorquée juste derrière l'é- lectrode de soudure arrière.
L'appareil représenté dans les dessine convient pour souder simultanément trois entretoises aux tubes qui les flanquent. La formation dr plusieurs soudures en une seule passe non seulement permet de gagner du temps, mais limite la déformation des tubes soudas; toutefois, il est à remarquer que chaque soudure peut être effectuée séparément par un montage simple d'une seule électrode de soudure et d'une électrode de retour qui la suit de près.
De plus, les entretoiser peuvent être éliminées et les tubes peuvent être soudés l'un à l'autre. Pour faciliter cette opération, de* ailettes peuvent alors être formées sur les tubes.
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Prrreâiarulaar1 $ relating to the lO8 "re
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Dan. the construction of the boilers, it 4n1.¯t 'n ptam zum rather common to build the walls of the boilers W8r T e << t M. firing of prefabricated tube panels at the ulimh Lwf puamm V' "! will be formed of tubes touds à do <t "t'4Il." 1111. \ "11 or dribbling them to each other and, 'd *' h'a ele * 98> i! .e watt advantageously formed on the tubes for taellltw Y <# 4ïA% ta weld metal between them, It was proposed to form these panels of tt'be'o m 'i', I1 the tubes and any spacers ni - 1 \ '1: uses welding electrodes s1m \ 1) tanlIt! J \ t nlvanting the 1-emwr * tth' bot to form tontlirets welds by the pzwdb% 1 iutmerg4 WHAT the submerged arc process produced n g4nén1L an RtU2 tàainarte it offers 1neonv1t8 ql1 "'6a -uni pfOodant by welding to 3. are protested.
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by arc welding protected to form a long weld, 1. louf. t1ag. arc often causes difficulty.
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The object of the present invention is to provide a process which makes it possible to form a long weld by proceeding by welding.
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arc protected with less or by less risk * of blowing the arc * The invention aims really to provide an apparatus suitable for a
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such method According to the present invention, there is provided a method
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pmr connect a tube to another tube or to a band forming a spacer arranged along the tube by a weld carried out by a weld which moves it pJf orren1 ytnlent along the tubes to be witched, or vice versa during the welding operation., in which weld bed is carried out by means of an arc all the protection of a gag and the return electrode Pe moves in contact with the
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welding tube just behind the welding electrode * According to the present invention)
a method is also provided for connecting a tube to an between tube or 1 a bnnde forming
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entetoine placed along the tube, by a weld effected by a welding electrode which moves further.! 1 '... nt 14 along the tubes
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bes to be welded, or vice versa, during the welding operation., in
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in which the welding is effected by means of an arc all the protection of the ion from a gas and the return electrode is located behind the welding electrode in contact with the tube at a distance from the 'welding electrode which is less than that at 1.qu.110 a
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arc blowing could occur *
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The invention provides 4atarertt a support device for use in a soldering apparatus, this device being provided with a support for a port.
and can be used to produce a weld between a trott'tr and Mi adjacent tube or an adjacent spacer, by a relative displacement between the positive support di and the tube to be welded according to It lOttt-- da tubt, the support device being also provided 4 'with a return electrode mounted so as to come into contact with the tvif To be welded near the welding electrode and derrick eelie-ai 4aMs the
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direction of relative movement, and a device for supplying shielding gas to the weld area.
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One advantage of using a Itaro Mud shielding gas weld rather than a submerged arc weld is that any misalignment of the weld electrode can be detected more quickly and corrected immediately while in the weld.
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In submerged arc misalignment can only be detected after the welding electrode has traveled several feet (30 cm) and the slag has been removed.
Slag removal is also difficult in shielded arc welding because there is
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less slag and in addition, the 1iAl fit of the elements of a pineau panel of tubes can be carried out with wider tolerances * In addition, the contraction forces are lower in the protest arc process which is particularly advantageous for form panels comprising openings because the dimensions of the openings can be more strictly regulated * by way of example, one embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawings, in
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lesnufitt the freeze 1 is a rear view,
partly ripped off next
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line 1-1 of fig. 3, of a device by which six welding electrodes can be moved simultaneously longitudinal with respect to the elements of a panel of tubes) the pin 2 is a longitudinal section along the line
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11-11 of figt 1 a detail being shown in section along the line Iln-Ila of fig 1 | and, fig * 3 is a cross section along the line 111-III of fig 2.
The <arl3 shown in the drawings comprises three support devices, each indicated as a whole by the number 1, The support devices 1 are understood side by side in the longitudinal direction of the apparatus and the position of each
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device can be adjusted separately in a vertical plane.
The app
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such as shown in the drawings are suitable for forming a panel of tubes by welding together a row of tubes and alternating spacers (indicated for example at 2 and 3 on fig 1), the tubes and the spacers being arranged on a bed in the positions which they must occupy in the panel and the welds between the tubes and the spacers being carried out in groups of six, a group of welds being carried out at each pass of the apparatus.
The apparatus shown in the drawings comprises a base plate 5 to which are welded two parallel flanges 6 which extend downward. Axes 7 and S relax between the front and rear ends respectively of the flanges 6.
Three rods 9 are each articulated at one end to the front axis 7 and three rods 10 are each articulated at one end to the rear axis 8. Each rod 9 and 10 is formed (as can be seen clearly for the rods 9 on the rod 1) by a bar welded at each end to a cylinder whose axes are not
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aligned with each other and perpendicular to the length of the bar *
Each support device 1 comprises a member comprising
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posite 11 Pt a bar 12 which is welded * to the frame 11 and which stands on a front end.
The upper end of each bar 12 is forked and is articulated to one of the links 9 by a pivot 13 which passes through the forked end of the bar 12 and the cylindrical end of the link 9. The rear end of
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4% linjuft member 11 is forked and is connected to one of the rods 10 by means of a pivot 14 which passes through the end
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forked in the membrane 11 made the cylindrical end of the rod 10.
The relative positions of the pins around the ends of the y and 10 links can pivot are such that the
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rods 9 and 10 are parallel to each other so that the support can move vertically with the membrane 11 which moves parallel to itself.
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To cowaander the vertical position of the chords XI aha That chord is associated with a device designated by 15 which urges the chord 11 downwards and each chord 11 is 8880014e r to a device designated by 16 which adjustably limits the die - placing the frame 11 downwards.
A bar 17 is welded at each of its ends to
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rear ends of the r18, ues 6 # Each device 15 includes a cylinder 18 which is welded to the bar 17 and which extends towards the arch of el1-o14 A cylindrical cap 19 can slide easily over the cylinder 18 and a type 2, comprising an eyelet 21 at an articulated end gas In connecting rod 10 to which the device 15 is 8eoQ1d, extends axially through the cylinder 18 and the cap 19. The end of the fixed 20 remote from the 21% eyelet # 4 extends beyond the cap 19 and is subsequently threaded at 22 to receive an eyelet 23 which comes against the extract of the cap 19. We reinforce 25 encircling the titi 20 comes at one end against the hrre 17 and, . the other end, against the end of ohe- skin 19.
The spring 25 therefore biases the cap 19 in a direction away from the bar 17 and, as the cap 19 bears against the nut 23, the pull 20 eet axially biased in a direction tending to lower the associated rod 10. , The compression of the
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spell 25 can be moderated by adjusting the position of the oror 2) along the threaded part 22.
Each device 16 is ansmeté to another bar 26 'bent 1 its ends to the rear ends of the flanges 6 and comprises a rear extension 10a of the rod 10. The outer end of the extension 10a is articulated by a pivot 27 to the eye:! and 28 with a piton 29. The piton 29 extends rearwardly through the bar 26 and its rear end is threaded at 30.
A nut 31 is screwed onto the threaded part 30 and comes into contact with a flange of a nozzle 32 lining the opening made in
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the bolt 26 through which the eyebolt 29 passes. To ensure that the nut
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11 cannot be separated from the screw thread 30, a washer 34 is fixed to the end of the eyebolt 29 by means of a via 35. By adjusting
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the position of the nut 31 along the thread 30 ,, we can 80d1- trust the lower position extrca of the support device 1 R.'IIq (, H'1.
The composite tnenthruf II of each support device 1 contains three rectangular blocks 11a separated by machined parts to form journals 11b (see fig 1). A block of
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port support "3 ftrotle 40 ert mounted on thrque trunnion llb and can tilt around the axo of trunnion 1 b. Each bloo 40 #fit in m" t1,. ,,. i so3 ïit and breaks a part 40A of section in 0 which rnevftuche li trunnion ill pt a 40b wing windif'IH which 'adjusts (il'nE! l' "'ppcp 1" é! \ erllZ'lt branchen of part 40a and which is held 9 m in place by screws indicated at 41 in fig. 1 which cross 1: ears of 10éclisse 40b to be visited in In parti * Oa.
The block 40 was thus captive on the journal llb but can nevertheless tilt around the latter.
An electrode holder 42 is aimed in each support block.
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port 40 and includes a tube 42a ending just below the solder tubes * Electrode holder 42 is held in place by a set of bolts indicated at 43 <Ïi * orler.t8tion of the port support block .. 41..trod. 40 is determined by a device associated with a bracket 44 bolted at its ends to the charm blocks 11a side of the block 40 to which
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he is associated. A rHlana screw 45 crosses the tranov * r * tale part 44a of the caliper 44 and carries at its lower end a swivel 46 mounted in such a way that the regulating wine 49 pulses * to turn in the threaded transverse part 44t of the stirrup to rotate. swivel 46.
A link 47 is articulated at one end to the merl11or 46 and crosses its other end to the block 40, this other end being placed in a recess made in the block 40 and being connected to the latter by a pivot 48 passing through the link. 47 and parts of bloe 40 located on either side
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on the other side of this recesses Thus, by turning the adjustment screw 451, the inclination of the block t0 can be modified and thus the inclination of the tip of an electrode (not shown) which passes through the electrode holder welding 42 with respect to the vertical,
Each of the two blocks 40 provided on each support member 11 is provided with a welding electrode holder 42 and a disc.
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positive serve to colorless block 40. As clearly shown in the shot. 3, the arrangement of the electrode holder 42 and of the tilting device on one block 40 is reversed with respect to this arrangement on the other block. Similar electrode holders 42, inclined relative to each other, can therefore be used to weld the two edges of a spacer 3 simultaneously.
For welding tubes having an outside diameter of 2.5 inches (6.35 in) and spaced apart 3 inches (7.6 cm) on centers by inter-
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calnires, the inclination of the tube 42 a is such that the 80U electrode (: hard is oriented towards the roughness zone forming an angle of 12.5 * with the vertical in a plane perpendicular to the direction of advance ,
The middle and rear blocks 11 the bridge each provided with means 50 by which shielding gas can be supplied to the weld zone and with a return electrode as a whole desired by 51.
The device 50 by which the shielding gas can
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to be brought to the grinding zone comprises a tube 52 screwed, by turning at 53, in an opening made in the block 11a until its collar 54 comes to bear against the block 11a, The upper end of the tube 52 is attached at 55 to an extension tube 56 communicating with a source of carbon dioxide. The opening
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in the block 13 a <. in which the tube 52 is screwed is inclined downwards and varnished 3 'before the door that the lower end of the tube 52 is very close to the lower extract of the eloetro-holder: of 42 The lower end of tube 52 is cut obliquely in a plane which slopes downward and backward.
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The return electrode 51 comprises, as 16 clearly shown in fig 1, a roller 60 forced, during the welding operation, to roll along two adjacent tubes 2 and its periphery is shaped so as to conform to the surfaces. on which it rolls * The roller 60 is mounted on an axis 61 which is itself mounted on insulating nozzles 62 supported by the lower ends of the arms 63a of a caliper 63. The axis 61 is offset by approximately 3 inches (7.6 cm) to the back of the previous weld electrode.
The maximum distance between the return electrode and the welding electrode that can be obtained without blowing the arc depends on the conditions under which the welding is performed, but it is preferable that this distance is kept as short as possible. . The cross member 63b of the caliper is welded to the lower end of a tube 64 which extends upward in an insulating nozzle 65 lining an opening made in the block 11a.
One spring 71 encircling the tube 64 is compressed between the lower surface of the block 11a and the yoke 63, the compression of the spring being adjusted by a nut 66 screwed onto the upper end of the tube 64 and reacting against the upper surface of the tube. block 11a to limit the movement of the upper end of the tube 64 downwards.
The bore and the lower end of the tube 64 are lined internally with insulating material 67 providing a nozzle in which a rod 68 of conductive material can slide, A collecting brush 69 in phosphor bronze comprising a groove (see fig. 1) which cooperates with a peripheral rib of the roller 60 is mounted at the lower end of the rod 68 and is biased against the periphery of the roller 60 by a spring 70 compressed between the brush 69 and the insulating material 67. A connecting screw 73 is screwed into the upper end of the rod 68.
A caliper 80 is bolted below the front block 11a and carries at its lower end an axis 81 on which the guide puck 82 rotates. The guide roller 82 is intended to roll.
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along adjacent tubes 2 to guide the device called support 11 on which 11 is mounted The periphery of the guide roller 82 is shaped so as to match the tubes on which it rolls, Chrome guards 83 are associated with each roller 60 and 82 to protect them from splashing during welding.
The apparatus shown in the drawings may be mounted in a construction (not shown) allowing it to be moved over a row of tubes 2 and spacers 3 forming a panel of tubes *
Such a construction can comprise a bed formed of several joists mounted parallel to each other: The upper edges of the joists are provided with rounded notches, so that the tubes 2 which form the panel can rest in the notches transversely. to the joists, in their normal juxtaposition in the panel. The spacers 3 can rest on the upper edges of the beams, between the curved notches.
Rails can be placed on each side of the joist bed parallel to the tubes placed on the latter and two electrically synchronized carriages so as to operate simultaneously Ment can roll, one on each of the rails.
One supported gantry! by the carriages straddles the bed and a walking carriage can move along the gantry * It can therefore be moved along the gantry transversely to the bed so as to bring it above any group of tubes,
longitudinally with respect to the group of tubes by moving the rolling carriages forward or backward along the rails *
The base plate 5 of the apparatus shown in the drawings is attached to the lower end of a column which extends downward from the traveling trolley and which can pull closer and apart from the bed hydraulically. Another column also movable in the two directions can be mounted on the traveling trolley and carries pressure lanterns capable of rolling in contact with
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the tubes to be welded in front of the device in order to ensure that the weld is correctly placed.
The column to which the apparatus shown in the drawings is attached also carries spools of electrode wire and a device of a known kind for unwinding the wire from the spools and feeding it into the welding electrode holders 42.
A reservoir of liquid carbon dioxide may be good on or supported by this construction and the anhydride
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carbonic ent brought to the tubme 52 by flexible pipes.
The simplicity of the shielding gas supply constitutes a significant improvement in the more complex requirements of the supply.
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tion and recovery of the flux in the submerged arc welding,
To force the panel, the elements can be assembled by welding on both sides of the panel by a process described and claimed for example in the patent of the same date by the Applicant.
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titled "Welding improvements" #
In this process, the welds on one side are performed by arc welding protected in short circuit.
We use this
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arcing currents of about 200 amps at 13 to 20 volta, for example, and welds are obtained which are not very penetrating. The protruding part of the electrode is between 1/2 and 3/4 inch (1.27 and 1.9 cm). The forward speed along
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row of tubes is on the order of 36 inches (91 "08) per minute and the tolerances to which the tubes and struts are adjusted for operation are relatively loose.
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They are wider eg than those permitted in submerged arc welding so that the welds take less time and require less qualified personnel., The contraction forces are also lower! than those driven by the submerged arc process, the fitting spacing of the 2.5 inch (6.35 cm) OD, 3 inch (7.6 in) tube centerline tubes being approximately 3/64 inch (1.2 cam) greater than spread-
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ment of! tubes in the panel welded by the are process
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submerged.
To weld the first side of the panel, we start by making the welds between the four tubes located in the middle of the row, Three tubes, forming a second group, on one side of this first group and separated from this second group by three others tubes are then welded together and three tubes located on the other side of the first group and forming a third group and separated from the first by three other tubes are also welded together, We continue this process until we reach the edges. - panels and the groups of tubes not welded together and to the adjacent groups are then welded.
When the welds on one side of the panel are complete, the panel is turned over and the welds on the other side are completed by a gas shielded spray transfer technique. More penetrating welds are thus obtained at a speed of about 60 inches (1.5 m) per minute and using currents in the range of 400 to 500 amps at 24 to 27 arc volta.
The output of the electrode is in substance Identical to that of the short circuit bending technique.
In other ways of forming a tube panel, the welds can only be made on one side of the panel. Alternatively, a spray transfer welding technique can be used on both sides but mounting initial must then be performed with tighter tolerances. Short-circuit soldering can also be used on both sides. It is particularly suitable when the tubes have a small wall thickness but it is then necessary to take precautions to avoid drilling them; tubes.
On the other hand, the order in which the groups of tubes are welded together is the reverse of the first. By welding the tubes in this order, the general deformation of the panel produced by the welding operation is minimized.
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In the apparatus described with reference to the accompanying drawing, carbon dioxide is flowed as shielding gas and is supplied to the weld area from behind the weld electrode, other gases such as argon. can however be used, In addition, the gas can be brought to the weld zone from the front or the tube which brings it to the weld zone can encircle the tube 42a through which the welding electrode passes, This assembly is however quite bulky and for this reason it is generally not used the support device 1 shown in the drawing can also be modified by using only one return electrode for the two weld electrodes mounted. on the support device.
With such an arrangement, the two welding electrodes should be placed as close to each other as possible and the return electrode is towed just behind the rear welding electrode.
The apparatus shown in the drawings is suitable for simultaneously welding three spacers to the tubes which flank them. The formation of several welds in a single pass not only saves time, but limits the deformation of the welded tubes; however, it should be noted that each weld can be performed separately by a simple assembly of a single weld electrode and a return electrode which follows it closely.
In addition, the braces can be eliminated and the tubes can be welded to each other. To facilitate this operation, fins can then be formed on the tubes.