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Appareil pour souder par résistance.
Cette invention concerne un appareil pour souder par résistance et, en particulier, une électrode perfectionnée à mettre en contact avec une pièce à souder.
On a déjà proposé des appareils à souder par résis- tance, que l'on trouve dans le commerce et qui utilisent des électrodes à mettre en contact avec une pièce à souder par lesquelles le courant est amené à la pièce qui est chauffée de façon que la soudure fonde et s'y répande. L'opportunité d'utiliser ces appareils est principalement déterminée par les caractéristiques des électrodes mises en contact avec la pièce d'oeuvre. On estime que les électrodes connues présentent un certain nombre de caractéristiques indésirables, différentes ou communes, selon leur type de construction.
Ainsi, certaines
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électrodes sont fragiles, 'se brisent facilement et doivent être fréquement remplacées ou encore leur manipulation exige un soin extrême; certaines s'échauffent dans chaque.cas d'emploi dans une mesure suffisante pour provoquer des brûlures au soudeur ou la fusion de l'isolement électrique; d'autres sont relativement inefficaces et exigent une consommation d'énergie accrue et/ou un temps de chauffage prolongé ; certaines ; . sont difficiles à utiliser; certaines s'oxydent dans une mesure telle que leur surface doit fréquemment être nettoyée et/ou qu'elles doivent être remplacées pour que leur contact avec la pièce d'oeuvre soit assuré, et d'autres enfin fléchissent ou se déforment facilement.
Le but principal de la présente invention est de procurer une électrode perfectionnée pour le soudage par résistance.
Cela étant, l'invention réside principalement en une , électrode de soudage comprenant une partie allongée, en baguette, dont la pointe est en forme de lame, l'électrode étant en une matière présentant une résistivité électrique spécifique inférieure à vingt fois celle du cuivre, et la pointe présentant de minces surfaces marginales de contact avec la pièce à souder qui ont une largeur moyenne équivalent à au moins deux fois l'épaisseur moyenne de la pointe et une valeur de mérite thermique (rapport de la surface de la section trans- versale moyenne de la pointe à sa longueur) de moins de 1,25 mm,.
L'invention procure donc une électrode comprenant une pointe perfectionnée, en une matière présentant une conductivité relativement élevés, sous la forme d'une mince lame pouvant être mise en contact électrique marginal avec la pièce à souder. Grâce à cette forme en lame mince, le contact électrique avec la pièce à souder s'établit facilement du fait de l'aptitude de cette lame à pénétrer les oxydes et films superficiels: Le bord mince en contact avec la pièce à souder crée une petite surface de
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contact qui assure une forte densité de courant et un effet de chauffage élevé à cet endroit.
La configuration de la pointe en lame mince assure la capacité de résistance margihale, un minimum de masse d'électrode susceptible de s'échauffer avoisinant ; les bords minces où le chauffage principal se produit.. ;
L'invention se comprendra bien à la lecture de la description détaillée de quelques formes d'exécution préférées donnée ci-après à titre d'exemple' avec référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels : les Fig. 1 à 3 sont respectivement des vues de dessus, de coté et en bout d'une électrode de soudage conforme ' à l'invention; les Fig. 4 et 5 sont des vues de coté de deux autres formes d'électrodes; la Fig. 6 est une vue en perspective représentant un montage à double électrode conforme à l'invention;
la Fig. 7 est une vue en perspective du montage représenté à la Fig. 6 coopérant avec un dispositif de guidage pour la soudure; la Fig. 8 représente le porte-électrodes avec deux électrodes, monté dans un outil à main, et la Fig. 9 est une vue fragmentaire du montage représentée la Fig. 7, vu des extrémités des pointes des électrodes. '
Les dessins représentent une électrode nouvelle 10 qui a été construite et qui a été utilisée avec succès. Cette électrode se présente dans l'ensemble sous la forme d'une baguette et est faite de tungstène, qui a une faible résistance spécifique par rapport au carbone par exemple, qui ne peut être mouillée par la soudure et qui résiste à la flexion et à l'usure.
Pour fabriquer cette électrode, on a utilisé du tungstène contenant 2 % de thorium, que l'on trouve dans le commerce sous forne de baguettes pour électrodes de soudage. Pour souder des fils de 0,9 mm de diamètre par exemple, à des broches de laiton d'un
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diamètre de 3,2 mm, on a utilisé une électrode 10 de 2,4 mm de. diamètre.
Avec cette dimension, ôn obtient'un haut degré de résis- tance et de rigidité en même temps qu'une vole de faible résis tance pour le passage du courant vers la pointe de l'électrode, si bien que le chauffage interne de la baguette d'électrode est réduit au minimum pour les taux de rendement de soudage habituels et dans des conditions de chauffage qui correspondent par exemple au passage d'un courant périodique de 60 ampères par seconde.
La voie de faible résistance obtenue au moyen des baguettes d'électrodes est un facteur qui permet d'utiliser une source de tension relativement faible, par exemple de 0,75 volt à
2 volts, pouvant être fournie par un transformateur ou une batterie, et elle permet une utilisation très efficiente du courant de chauffage. Pour des travaux de soudage moins impor- tants, on peut utiliser des électrodes de tungstène 10 de moins de 2,4 mm. D'autre part, on peut utiliser des baguettes d'électrodes d'un diamètre plus important pour souder de grandes masses de métal exigeant un courant de chauffage supérieur à celui du câblage habituel.
Suivant les caractéristiques principales de , l'invention, et indépendamment de la matière dont l'électrode ,- se compose, la pointe 11 de celle-ci, c'est-à-dire la partie venant en contact avec la pièce d'oeuvre, se présente sous la forme d'une mince lame avec des bords à section transversale 'étroite pour un contact en surface limité à travers la couche d'oxyde, avec les pièces à chauffer pour les souder. La pointe présente un haut degré de rigidité dans le sens ses bords et, avec cette rigidité, elle ne comporte, au voisinage de ces bords,. qu'une masse minime susceptible de s'échauffer. Dans les exemples .représentés, la pointe 11 venant en contact avec la pièce à souder , fait corps avec la baguette d'électrode 10.
Ceci est avantageux en ce sens que l'o@ peut obtenir la configuration en lame mince en meulant de part et d'autre l'extrémité d'une baguette de longueur convenable, par exemple une baguette au tungstène de
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2,4 mm de diamètre et de 57 mm de,long. Dans l'exemple représenté, on a donné à la pointe une longueur de 7,2 mm, soit trois fois le diamètre de la baguette. Comme le montrent clairement les Fig. 1 à 3, la minceur de la lame, dans cette forme d'exécution particulière, était de 0,25 mm à son extrême pointe et de 1 mm à son intersection avec la baguette propre- ment dite, l'effilement contribuant à augmenter la résistance en empêchant la rupture de la pointe lors d'une manipulation rude.
La largeur de la pointe est égale au diamètre de la baguette saut à son extrémité antérieure, qui représente la partie la plus mince, de forme effilée, à mettre en contact avec la pièce à souder,et qui a une épaisseur moyenne d'environ 0,38 mm. Sur les Fig. 1-3, 6 et 7, l'extrémité de la pointe a des bords 13 et 14 faisant des angles externes (Fig. 2) de 30 par exemple avec l'axe de la baguette, ces bords, lorsqu'ils sont disposés c8té à côte avec ceux d'une pointe d'électrode semblable, comme le montrent les Fig. 6 et 7, formant un V convenant bien pour le contact à cheval sur une broche à souder telle que celle qui est représentée en 15 à la Fig. 6.
L'inter- section des deux bords 13 et 14 est décentrée par rapport à l'axe de la baguette, si bien que lorsau'on fait tourner les :. électrodes 10 sur leurs axes respectifs, l'un ou l'autre des bords 13 et 14 de l'une des pointes 11 peut se trouver en regard d'un.bord'13 ou 14 d'une pointe voisine, ce qui modifie la 'dimension et la forme du V formé par les pointes 11 lorsque les électrodes sont montées dans un porte-électrodes 16, comme le montrent les Fig. 6 et 7.
En montant les électrodes 10 dans les alésages allongés 17 et 18 de parties 19 et 20, isolées l'une par rapport à l'autre, du porte-électrodes 16 et en les fixant dans une position réglée, par exemple au moyen des vis de réglage 21 et 22, les alésages ayant des axes convergents, on peut régler le degré d'écartement des pointes 11 des électrodes
10 selon la position d'insertion de celles-ci, les pointes étant d'autant plus rapprochées que la partie de l'électrode dépassant .
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du, porte-électrodes 16 est grande*
Il est souhaitable de prévoir la pointe de lame 11 de l'électrode aussi mince que possible sans nuire à sa résistance.
L'effilement donné, aux pointes de la forme d'exécution représen- tée joue en faveur d'une résistance accrue sans rupture pour. la lame en tungstène relativement fragile, sans qu'il faille s'écarter de sa condition d'épaisseur minimum.
D'autres formes de lames sont également avantageuses; on peut les choisir selon les places à souder; il en est ainsi de la forme à encoche en V 24 représentée à la Fig. 4, ou 'de la forme en pointe de couteau 25 représentée à la Fig. 5.
Lorsqu'on utilise des électrodes du type décrit ici à titre d'exemple, les p8les opposés d'une source de courant, qui peut être du courant.continu ou du courant alternatif, à
0,75 volt, sont connectés aux électrodes 10 par deux conducteurs à forte densité de courant, tels que ceux qui sont représentés en 26 à la Fig. 7 et qui n'apparaissent pas à la Fig. 6.
Lorsque les bords 13 ou 14 de la pointe antérieure étroite, d'une épaisseur d'environ 0,25 à 0,38 mm, sont mis en contact avec une pièce à chauffer pour le soudage, telle que la broche 15 représentée à la Fig. 6, du fait de la minceur des bords des pointes 11, toute accumulation de fondant durci sur ces bords ou tout oxyde recouvrant la surface de la pièce à souder sont facilement pénétrés et un contact électrique entre les pointes.11 et la pièce à souder 15 s'établit rapidement pour provoquer un passage du courant par les électrodes 10 et entre leurs pointes dans la pièce à souder.
La pièce 15 à chauffer pour le soudage , ainsi que les conducteurs et les fils enroulés sur elle, sont généralement en une matière telle que du cuivre ¯ou du laiton présentant une haute conductivité et n'ayant qu'une tendance relativement faible à s'échauffer intérieurement par le passage du courant. Aux points de contact entre les bords minces des pointes 11 des.électrodes et la pièce à souder,
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la densité du courant et la résistance de contact sont toute- fois extrêmement élevées et le chauffage se produit rapidement.
La chaleur est absorbée par la pièce à souder qui atteint rapidement une température à laquelle la soudure fond, tandis que la forme mince des pointes 11, oui représentent une faible ' masse, détermine une barrière thermique qui réduit au minimum la quantité de chaleur absorbée par les électrodes à partir de la zone de contact marginale rapidement chauffée.
En même temps, le chauffage interne des électrodes 10 est faible en raison de leur dimension et de la matière dont elles sont faites, si bien que le chauffage à la température de fusion de la soudure, lorsqu'on utilise les électrodes conformes à la présente invention,
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lorsqu'on utilise les éleetrodes conformes prêsente inventiçn, assure un rendement qui permet, si on le désire, d'effectuer une pleine journée de soudage à partir d'une batterie de 34 ampères-heure ou moins, c'est-à-dire une batterie relativement petite et de poids peu important.
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On remarquera complémental-rement que grâce à la configu- ration de la pointe 11 en lame mince, lorsque de telles pointes sont disposées côte à c8te comme l'indiquent les Fig. 6 et 7, c'est-à-dire en V, vues des extrémités de ces pointes à la Fig. 9, elles forment un canal qui, incliné vers le bas, peut . conduire la soudure fondue vers la pièce à souder. La soudure, qui reçoit de la chaleur de la pièce à souder, ou qui reçoit du courant du fait qu'elle forme un pont couvrant l'intervalle étroit entre les pointes 11, descend, lorsqu'elle fond, vers la pièce à souder, entre les extrémités des pointes.
La forme en V entre les extrémités des pointes voisines peut également facili- ter l'amenée. de la soudure à la pièce à souder 15 si l'on fait . avancer le fil de soudure 34 entre les pointes 11 par le canal formé entre elles. Ceci permet de faire coopérer un dispositif d'amenée.de soudure, par exemple un tube d'amenée de soudure 35, avec les électrodes 10'et leur support 16, comme le montrent les Fig. 7 et 8.
Le porte-électrodes 16 peut être réuni à un
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montage àpoignée comprenant un dispositif d'amenée de soudure, connu en soi, et une boite 40, formant poignée et contenant une bobine de fil de soudure (non représentée) à partir de laquelle on fait avancer le fil à souder, en actionnant du pouce un curseur moleté 41, vers une extrémité antérieure rétrécie 42 de l'outil sur laquelle est monté le porte-électrodes 16, avec le tube d'amenée de soudure 35, ce tube 35 étant disposé pour recevoir le fil de soudure que l'on fait avancer en actionnant l'élément 41 et pour le conduire entre les pointes 11 des électrodes 10 dépassant du porte-électrodes 16.
Répondant au principe général et aux caractéristiques: de la pointe en lame mince de l'électrode nouvelle représentée et décrite en détail ci-dessus, la pointe d'électrode conforme à l'invention présente toutes les caractéristiques générales suivantes : elle.est faite en une matière présentant une résistivité spécifique'relativement faible comparativement à celle du carbone, par exemple, et au moins non supérieure à vingt fois celle du cuivre, si bien qu'elle amène le courant électrique à la pièce à souder avec un chauffage par résistance minimum à l'intérieur de la pointe ;
elle présente des surfaces marginales de contact avec la pièce à souder qui sont minces et qui, de préférence, ne ' dépassent pas 0,75 mm d'épaisseur, pour faciliter leur pénétration à travers la couche d'oxyde ou le film recouvrant la pièce et créer facilement un contact électrique avec celle-ci, tout en assurant une surface de contact limitée mais suffisante pour donner une forte densité de courant au point de contact;
sur une partie importante de sa longueur, elle a une largeur, prise dans le sens transversal entre les surfaces des bords, qui excède l'épaisseur . de ces bords et en représente le double ou un autre multiple, cette largeur et la longueur de la pointe étant telles que la pointe soit rigide à ses bords de contact, pour éviter qu'elle ne soit endommagée par une mise en contact brutale de ces bords avec la pièce à souder;
elle n'absorbe que dans une faible mesure la chaleur engendrée à ses bords de contact, c'est-à-dire qu'elle a
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une faible surface de section transversale moyenne pour une longueur de pointe donnée, par laquelle la chaleur doit se transmettre depuis ses bords de contact pour atteindre une ' masse relativement grande absorbant la!chaleur, par exemple la partie baguette de l'électrode, ce qui signifie que la pointe a une va,leur de. mérite thermique, c'est-à-dire un rapport de surface de la section transversale moyenne à sa longueur, qui, mesurée en mm, doit être intérieure à 1,25 mm et est d'environ 0,25 mm dans la forme d'exécution décrite à titre d'exemple avec référence aux Fig. 1 à 3.
REVENDICATIONS.
1.) Electrode de soudage comprenant une partie en forme de baguette pourvue d'une pointe en forme de lame, l'électrode étant en une matière présentant une résistivité spécifique inférieure à vingt fois celle du cuivre et la pointe présentant de minces surfaces marginales à mettre en contact avec la pièce à souder, ayant une largeurmoyenne égale à au moins deux fois son éppisseur moyenne 'et ayant une valeur de mérite thermique (rapport de la surface de la section transversale moyenne de la pointe à sa longueur) de moins de
1,25 mm.