Machine à souder électrique.
La présente invention a pour objet une machine à souder électrique, notamment pour souder le joint longitudinal de tubes métalliques, cette machine comportant une paire d'électrodes de soudage en forme de cylindres creux, disposées de manière à-venir en contact par leur tranche avec la pièce soumise au soudage.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation laté rale d'une première forme d'exécution ;
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-IT de la fig. 1 ;
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-1'II de la fig. 2 ;
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 2, en regardant vers le haut ;
La fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la fig. 2, en regardant vers le bas ;
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne
VI-VI de la fig. 2 ;
Les fig. 7,8 et 9 sont respectivement une
vue en plan de dessus, une vue en élévation la
térale et une vue en plan de dessous d'un
tourillon employé pour supporter et régler en
position les électrodes de soudage ;
La fig. 10 est une coupe de détail, à plus
grande échelle, suivant la ligne X-X de la
rig. 2 ;
La fig. 11 est une coupe, correspondant à
celle de la fig 2, à travers une autre forme
d'exécution, la coupe étant faite par un plan sem, blable au plan de coupe suivant la ligne
II-II de la fig. 1.
Dans les machines électriques à souder les tubes, d'un type bien connu, le tube qui
doit être soudé est façonné à partir d'une
bande plate de métat en un tube à bords se
rejoignant suivant un joint dirigé dans le sens
longitudinal du tube. Les opérations habi
tueldes à réaliser sur la bande de métal pour produire un tube soudé électriquement sont : le
façonnage de la bande de métal en un tube à joint par rapprochement des bords longitu-
dinaux ; le soudage du joint ; l'enlèvement des barbes ou bavures de soudure sur le joint de soudure, opération connue sous le nom d'ébar- bage ; le refroidissement du tube soude ; le dressage du tube, et le découpage.
Dans certains modes de réalisation en pratique, ces différentes opérations sont effectuées dans des machines distinctes, tandis que dans d'autres modes de réalisation les différentes op#- rations sont effectuées dans une seule et même machine. Comme la présente invention se rapporte particulièrement à l'opération de soudage et aux moyens pour la réaliser, il n'est représenté aux dessins et décrit ci-après en détail que les parties de la, machine qui se rapportent à cette opération.
Dans le dessin. 1 représente la base on socle de la machine à souder qui, comme représenté. comporte une paire de rouleaux 2,2 commandés mécaniquement, pour 1'introduc- tion du tube à souder, et une paire de rouleaux 3, 3 également commandés mécanique- ment, pour la sortie du tube soudé, ces rouleaux étant supportés par des arbres 5 montés de manière à pouvoir tourner dans des paliers, de position réglable, 4. Sur les arbres 5 des rouleaux d'entrée et de sortie du tube sont montées des roues dentées. de même diamètre primitif que le diamètre effectif des rouleaux, et ces arbres peuvent être actionnés par les roues dentées de commande 6, qui peuvent être reliées à une source appropriée de force motrice.
Ln socle ou base 1 porte un bâti vertical à coulisse qui consiste en quatre montants de guidage verticaux 7. fixés dans des douilles 8, m#na- gées dans la base ou socle 1 de la machine'.
Les montants verticaux de guidage 7 sont assemblés à leurs extrémités supérieures à une tête supérieure 9. Un transformateur électrique a souder 10. de type et de construc- tion connus, est monté de façon a. pouvoir coulisser verticalement le long des montants de guidage 7. au moyen de paliers à coulisse lle le poids du transformateur étant supporté par la tête supérieure 9 par un palan de levage 12.
La position du transformateur. et, par conséquent, la. pression des électrodes sur le tube, peuvent être réglées au moyen de vis-vérins 19a, qui sont vissées dans des colliers 12, fixés sur les montants 7 et qui limitent la course du transformateur vers le bas. Le transformateur comporte le primaire 13. recevant le courant d'une source appropriée quelconque par les conducteurs 14. 15, ainsi que le secondaire 16 qui est ici constitué par un cadre en euivre formant boite pour renfermer le primaire dont il est isolé.
Le cadre formant le secondaire du transformateur présente une solution de continuité et des pattes 17,18, formant les bornes du secon daire, lesquelles sont isolées l'une de l'autre par une plaque 19 en matière isolante, remplissant ladite solution de continuité. 20 représente le noyau en fer lamelle du trans formateur, qui est Isolé du secondaire 16 par l'intermédiaire de garnitures en matière isolante, représentées en 21,22,23 et 24. Il est prévu des plaques 25 et 26 pour le serrage des lamelles du noyau, et ces plaques sont isolées du noyau par une garniture en matière isolante représenté en 27.
Dans le transformateur représenté au dessin, les plaques 25 et 26 de. serrage du noyau. ainsi que les boulons de serrage 28. consti- tuent le bâti mécanique du transformateur.
Le secondaire 16 est assemblé à la plaque 26 au moyen de boulons isolés 29.
Direetement au-dessous du transformateur 10, et supportés par la base ou socle 1, sont disposés les rouleaux de support du tube. à pression latérale. 30 qui peuvent tourner au- tour d'axes verticaux 31, portés par des cha- riots ajustables 32 ; reux-ci peuvent coulisser dans le sens transversal de la, machine entre des guides 33. 34 sur la base ou socle 1 et sont réglables en position dans le sens trans ve. rsal de Ia mrline et perpendiculairement au tube soumis à la soudure, au moyen d'une tige filetée, à pas a gauche et à droite, 35. et de vis de réglage 36.
Chacun des chariots 32 est taraudé ou comporte un écrou taraudé. l'un avec pas à droite et l'autre avec pas a gauche, de sorte que. lorsqu'on fait tourner la tige filetée 35. les chariots 32. et. par conséquent, les rouleaux 30 qu'ils supportent, se ront rapproches ou écartés l'un de l'autre.
Les vis de réglage 36, qui sont vissés à travers des consoles 37 assemblées à la base de la machine, sont munies de pointes coniques disposées de manière à pénétrer dans des trous de centrage ménagés dans les extrémités de la tige filetée 35 ; en dévissant l'une des vis 36 et en vissant l'autre, on peut régler la position des deux chariots 32 et des rouleaux 30, simultanément, dans la même direction, transversalement par rapport à la machine et au tube soumis à la soudure. La fente de joint du tube devant être placée à mi-distance entre les électrodes de soudage, le ré go. age en position dans le sens transversal des rouleaux 30, Åa pression latérale, permet de réaliser cette mise en place exacte de la fente de joint.
Les électrodes de soudage 38 se présentent en forme de cylindre creux de longueur axiale convenable, ayant leurs axes parallèles l'un à l'autre et comportant, chacun, une paroi cylindrique 38a, une âme 39 et un moyen 40, la paroi cylindrique 38a venant nit en contact, par sa tranche, avec le tube à souder à proximité immédiate de la fento rle joint du tube. Il est à remarquer que les parties de paroi adjacentes des électrodes, qui sont situées au-dessus de la pièce a, souder, sont presque tangentes au plan passant par la fente de joint du tube, et que des déplacements verticaux des électrodes ne changeront pas la distance entre ces parties de paroi ou entre l'une d'elles et la fente de joint.
De plus, la distance entre les électrodes ne sera pas modifiée par leur usure ou par le fait que leurs tranches sont rectifiées. Les électrodes cylindriques sont disposées pour pouvoir tourner librement autour de leurs axes, et à cet effet, elles sont supportées par l'inter- médiaire de paliers à billes 41 sur des tourillons 42.
Ces tourillons 42 sont portés en position excentrée par des têtes cylindriques 42a (fig. 7, 8 et 9) logées dans des ouverturs des pattes 17 et 18 du secondaire du transformateur, de sorte qu'en faisant tourner les têtes 42a, on peut régler en position les électrodes en les rapprochant ou les écartant l'nne de l'autre Pour effectuer ce réglage en position, les têtes 42a des tourillons sont filetées exté- rieurement et comportent des extrémités a six pans 42b. On peut ainsi faire tourner l'une ou l'autre tête 42a a tourillon 42 dans son logement dans l'une des pattes du secondaire du transformateur,
au moyen d'une clé appliquée sur l'extrémité 42b de ladite tête, et, lorsque celle-ci est amenée à la position convena, ble, on peut la fixer dans cette position en serrant l'écrou 43 vissé sur sa partie filetée.
Pour amener le courant à partir du secondaire du transformateur jusqu'aux électrodes rotatives, celles-ci sont combinées avec les balais 44, montés dans des porte-balais 45, de position réglable, et amenant le courant à la paroi cylindrique des électrodes 38. Pour retenir les électrodes 38 sur les tourillons 42, il y a des écrous 46 vissés sur les extrémités filetées des tourillons 42 et qui appuient contre les cuvettes intérieures des paliers à billes inférieure 41.
Pour enlever les électrodes 38 de leurs tourillons 42, il faudra soulever le transformateur assez haut pour permettre de retirer les électrodes par en bas des tourillons, après que les écrous 46 auront été dévissés ; dans cette même position élevée, les électrodes 38 peuvent de nouveau être enfilées sur les tourillons et être'bloquées par les écrous 46.
Pour lubrifier les paliers de support des électrodes, des ouvertures 47 sont ménagées dans les tourillons 42, ouvertures à travers lesquelles de l'huile peut être introduite di rectement dans les paliers 41. 11 est à remarquer que tout excès d'huile s'écoulant vers le bas à travers le palier inférieur des électrodes peut tomber sur la base ou socle de la machine sans venir toucher le tube qui est soumis au soudage.
Pour refroidir les électrodes, des conduites à eau 48 sont raccordées à une source d'a. limentation d'eau appropriée quelconque et disposées de façon à amener de l'eau aux parties supérieures des électrodes, qui comportent des évi, diements 49, formant godets, pro pres à contenir une certaine quantité d'eau, et qui sont ouverts vers le haut pour permettre Åa l'eau de refroidissement de déborder et de s'écouler vers le bas le long des parois la térales des électrodes, en refroidissement celles-ci ainsi que les balais collecteurs de cou- rant.
La tranche inférieure de contact des parois latérales des électrodes cylindriques présente une rainure 50 profilée cle façon à établir un contact intime avec'le tube qui est soumis à la soudure, et les rouleaux de support 30, à pression latérale, présentent égale- ment une rainure s'adaptant au profil du tube. Les rainures dans les rouleaux de. support à pression latérale et dans les tranches des parois latérales des électrodes, constituent ensemble une sorte de chambre soudage, dont la, section transversale est : circulaire si l'on ne tient pas compte des solutions de continuité existant entre les parties adjacentes.
Il est à remarquer que la rainure dans la tranche de chaque électrode est formée au bord inférieur extérieur de la paroi cylindrique de l'électrode, de façon a empiéter en partie sur la face latérale et en partie sur la face de bout de l'électrode.
Le tube qui constitue la pièce à souder est représenté en 51, sa fente de joint se trouvant à la. partie supérieure du tube. et. a midistance entre les électrodes de soudage. Les électrodes viennent en contact avec les bords opposés de la fente de joint, mais il est à remarquer qu'elles sont toutes deux disposés du même côté de la pièce à souder, de sorte qu'on peut les déplacer toutes deux à la fois vers le bas, de façon à les rapprocher de la. pièce à souder, ou vers le haut pour les éloigner de la pièce à souder.
Elles sont de préférence éear- tées l'une de l'autre de trois a, quatre millimètres, de sorte qu'elles ne peuvent pas empiéter sur la fente de joint du tube, lequel peut être exactement guidé par des moyens connus de façon que sa fente de joint soit toujours maintenue à mi-distance entre les électrodes.
Pour souder un tube, celui-ci est introduit dans la. machine par les rouleaux 2, avec son joint à souder forme par rapprochement des bords longitudinaux, et lorsqu'il passe Åa travers la chambre de soudage, le courant passe d'une électrode à l'autre à travers le joint.
Simultanément, les roulaux 30 à pression la- térale rapprochent les bords de la fente de joint l'un de l'autre, de sorte que sous l'effet combiné de la chaleur de soudage développée par le passage du courant à travers la fente de joint et de la pression des rouleaux 30, les bords du tube sont soudés entre eux. Le tube, après son passage à travers la. chambre de soudage, passe entre les rouleaux de sortie 3, ces rouleaux étant disposés de manière à con- tinuer à faire avancer ou passer le tubeà travers la, chambre de soudage après que l'extrémité du tube est passée entre les rouleaux d'entrée 2 et a cessé d'être en contact avec ceux-ci.
On pourrait employer d'autres moyens que les rouleaux d'entrée 2 et les rouleaux de sortie 3 pour faire passer le tube à travers la chambre de soudage. Dans les cas où le tube est façonné par des rouleaux combinés avec la machine à, souder, on peut utiliser les rouleaux de façonnage du tube pour faire passer celui-ci à travers la chambre de soudage.
Lorsque le tube passe à travers. la chambre de soudage, le métal sur les bords do la fente de joint est ehauffé jusqu'à un eom- mencement de fusion, de sorte que la surface du tube, sur une distance limitée de part et d'autre de la fente de joint, peut rapidement s'oxyder et en réalité s'oxyde parfois et adhère aux surfaces de contact des électrodes avec le tube.
Lorsque des particules de métal, des particules d'oxyde de métal, ou autres particules étrangères, adhèrent ainsi aux surfaces de contact des électrodes, elles ten- dent à détruire le contact électrique entre les électrodes et le tube on, au moins, à augmen- ter la résistance électrique du contact et a nuire ainsi à la qualité de la soudure, ou a brûler ou érailler la surface du tube. en dondans lieu dans l'un ou l'autre cas à un produit défectueux.
Pour enlever ces particules adhérentes, il est prévu des outils de raclage de l'électrode, représentés en 52 (fig. 2 et 5), ces outils comporta. nt des arêtes coupantes du profil convenable pour s'adapter au profil de la tranche de contact de l'électrode. Ces outils sont disposés de manière à appuyer conti- nuellement contre ces tranches de contact, à racler toutes les particules y adhérant et a. dresser ou rectifier continuellement : les tranchea do contact des électrodes pour con- server leur profil convenable et les maintenir de façon i se présenter toujours nettes et ; propres au tube avec lequel elles viennent en contact.
En raison de la possibilité de réglage de la pression verticale des électrodes sur le tube en réglant la position en hauteur du transformateur, dans la monture duquel les électrodes sont tourillonnées, les outils de raclage 52 sont'montés dans des porte-outils 53 et dans des chariots d'avancement horizontal 1 et-vertical, a. coalisse, 54 et 55, portés par la monture du transformateur. Dans ces conditions, les réglages en position des électrodes dans le sens vertical n'affectent pas les réglages en position des outils 52, étant donné
que ces outils sont soulevés et abaissés avec
les électrodes.
Après que les outils ont été
une fois ajustés dans une position relative
convenable transversalement par rapport au
tube, il est rarement nécessaire de modifier
leur réglage en position dans le sens transver-
sal, mais il est fréquemment nécessaire de
modifier le réglage en position des outils dans
le sens vertical pour compenser l'usure des
électrodes par leur frottement avec le tube,
le brûlage des électrodes par la chaleur in
tense dégagée dans la chambre de soudage, et
la rectification ou dressage continuel des élee
trodes par les outils de raclage. Il est bon que le réglage de la position des outils dans le sens vertical puisse être effectué simultanément pour les deux outils, mais on devra aussi pouvoir le faire pour les deux outils indé pendamment l'un de l'autre.
A cet effet, l'une des vis, 56, servant au réglage des outils
dans le sens vertical, est pourvue d'une roue
à chaîne 57 y fixée, tandis que l'autre vis de réglage, 58, est pourvue d'une roue à chaîne 59, qui peut tourner librement sur la tige 60 de la vis 58 (fig.-10), mais qui peut être amenée en prise avec un élément d'accouplement à friction 61, faisant partie du moyen du volant de manoeuvre 62, qui est calé à cla- vette longue sur la tige 60, de manière à ne pouvoir tourner, mais à pouvoir coulisser librement sur celle-ci.
La roue à chaine 59 est munie d'un élément d'accouplement à friction correspondant tel qu'une surface conique intérieure ou femelle, s'adaptant sur l'élément mâle 61, de sorte que le volant 62 peut être amené en liaison avec la vis de réglage 58, en repoussant le volant 62 en prise d'accou plement avec la roue à chaîne 59. Ceci peut être effectué au moyen d'un écrou moleté 63, vissé sur l'extrémité filetée de la tige 60 de la vis 58. Une chaîne de Galle de transmission 64 relie les roues à chaîne 57 et 59. Elle renferme des sections en matière isolante de manière à ne pas mettre en court-circuit les électrodes par l'intermédiaire des outils de raclage, de leurs supports, des vis de réglage et de la chaîne de transmission 64. Ces sections en matière isolante sont indiquées en 65.
Les supports des chariots à coulisse dans le sens vertical, 66 et 67, pour les outils de raclage sont représentés comme étant boulonnés directement aux pattes 17,18 du secondaire du transformateur. Il est bien entendu qu'au lieu d'être boulonnés aux pattes 17, 18 du secondaire du transformateur, ces supports 66 et 67 pourraient être assemblés, avec interposition d'une isolation, à la plaque 26 du transformateur. Ou bien encore, dans ce dernier cas, les supports 66 et 67 peuvent ne pas être isolés de la plaque 26 du transformateur, mais les outils eux-mêmes être isolés dans leurs porte-outils, de la manière bien connue.
Les fig. 3, 4 et 5, qui sont respectivement des coupes suivant les lignes III-III, IV-IV et V-V de la fig. 2, sont suffisantes pour bien faire comprendre la construction détaillée de la machine ; la fig. 6 qui est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 2, montre la position relative des rou leaux 30 à pression latérale par rapport au tube et aux électrodes, La lubrification des rouleaux à pression latérale peut être effeetuée par des ouvertures appropriées ména- gées dans les axes 31, et par des godets. huile 68, montés sur les axes 31.
La fig. 11 est une coupe à travers une machine comportant une variante du dispo- sitif collecteur de courant associé aux 61ce- trodes. Dans cette variante, les électrocles cy lindriques 69 comportent à leur partie supe- rieure des évidements annulaires {(s, constituant des cuvettes contenant du mercure, comme représente en 71.
Des rebords annulaires 72 et 73, dirigés vers le bas a partir des pattes 74, 75 du secondaire du transformateur, sont immergés dans le mercure con' tenu dans les cuvettes 70, et le courant est conduit à partir des pattes 74, 75 jusqu'aux électrodes par l'intermédiaire de ces contacts 'L mercure. A tous autres points de vue, la machine représentée à la fig. 11 est semblable i'L celle représentée dans les autres des dessins.
Pour le soudage de tubes de diamètres différents, il est nécessaire de prévoir des électrodes et des rouleaux de support, à pression latérale, présentant des rainures cle di- mensions convenables pour les tubes à souder.
Lorsqu'on désire passer d'une opération de soudage de tubes d'un diamètre donné a l'opé- ration de soudage de tubes d'un autre diamètre, les électrodes et les rouleaux de support, à pression latérale, seront échangées.
La construction suivant l'invention permet t d'effectuer rapidement et facilement le remplacement de ces parties. La forme des éleetrodes en cylindre creux permet d'employer une quantité de matière à usure plus grande qu'il n'est possible dans d'autres types d'électrodes utilisées dans des machines à souder à joint par rapprochement. Ce fait constitue un avantage marqué ; étant donné que les électrodes sont généralement faites en cuivre et sont d'une fabricationdifficile et coû teuse.
L'un des avantages principaux de la construction des électrodes en forme de cylindre creux est dû au fait que le diamètre effectif da 17électrode reste constant pendant toute la durée d'utilisation, de sorte que les éleetrodes peuvent, si on le désire, être amenées à tourner par des moyens de commande autres que le contact de frottement eIltre les élee- trodes et la pièce à souder. Pour le soudage de tubes à paroi très mince,. il est désirable d'actionner les électrodes par des moyens autres que le contact de frottement avec le tube, étant donne qu'il a été constaté que le tube tend à se bosseler, s'il est soumis à une poussée en bout trop forte, comme eelle résultant de l'effort de rotation des électrodes.
Dans les dispositions actuelles où l'on em- ploie des électrodes en forme de disque, 1 usure s'exerçant sur les électrodes réduit constamment leur diamètre effectif de sorte qu'il est impossible de leur communiquer un mouvement de rotation par une liaison impé- rative telle que leur vitesse périphérique cor- responde à la vitesse de déplacement du tube a. travers la.
machine'. La forme et la disposi- tion des électrodes dans la présente invention permet d'aetionller les eleetrodes par tiiie liaison imp#rative, #tant donn# que les dia- mètres de leurs surfaces de contact avee le tube e restent constants, malgr# l'usure pen- dant ; leur emploi.
Il apparaîtra à tout homme du métier que la paroi cylindrique des électrodes soumise a l'usure peut être faite d'une pièce distincte de la partie constituant l'âme et le moyeu, et peut être assemblée de façon amovible à celle- ci, comme représenté en iCi à la ri > 11. Avec une telle construction, la partie constituant le moyeu et l'âme ne doit pas être jetée au rebut lorsque la partie venant en contact ave@ le tube est usée. mais cette dernière peut être remplacée par d'autres parties de contact avec le tube, appropriées au soudage de tubes, du même diamètre ou de diamètres différents.
Electric welding machine.
The present invention relates to an electric welding machine, in particular for welding the longitudinal joint of metal tubes, this machine comprising a pair of welding electrodes in the form of hollow cylinders, arranged so as to come into contact by their edge with the part subjected to welding.
The accompanying drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a side elevational view of a first embodiment;
Fig. 2 is a section taken along the line II-IT of FIG. 1;
Fig. 3 is a section taken along line III-1'II of FIG. 2;
Fig. 4 is a section taken along line IV-IV of FIG. 2, looking up;
Fig. 5 is a section taken along the line V-V of FIG. 2, looking down;
Fig. 6 is a cut along the line
VI-VI of fig. 2;
Figs. 7.8 and 9 are respectively a
top plan view, top elevation view
side and a bottom plan view of a
journal used to support and adjust in
position the welding electrodes;
Fig. 10 is a detail cut, to more
large scale, following line X-X of the
rig. 2;
Fig. 11 is a section, corresponding to
that of fig 2, through another form
execution, the cut being made by a sem plane, blable to the cutting plane along the line
II-II of fig. 1.
In electric tube welding machines, of a well-known type, the tube which
to be welded is shaped from a
flat strip of metat in a tube with edges
joining along a joint directed in the direction
longitudinal tube. Habi operations
tueldes to perform on the metal strip to produce an electrically welded tube are: the
shaping the metal strip into a joint tube by bringing the longitudinal edges together
dinals; welding of the joint; removing solder barbs or burrs from the solder joint, an operation known as deburring; cooling of the weld tube; the straightening of the tube, and the cutting.
In some embodiments in practice, these different operations are performed in separate machines, while in other embodiments the different operations are performed in one and the same machine. As the present invention relates particularly to the welding operation and to the means for carrying it out, only the parts of the machine which relate to this operation are shown in the drawings and described in detail below.
In the drawing. 1 shows the base or plinth of the welding machine which, as shown. comprises a pair of mechanically controlled rollers 2, 2, for the insertion of the tube to be welded, and a pair of rollers 3, 3 also mechanically controlled, for the exit of the welded tube, these rollers being supported by shafts 5 mounted so as to be able to rotate in bearings, of adjustable position, 4. On the shafts 5 of the input and output rollers of the tube are mounted toothed wheels. of the same pitch diameter as the effective diameter of the rollers, and these shafts can be actuated by the control gear wheels 6, which can be connected to a suitable source of motive force.
The plinth or base 1 carries a vertical sliding frame which consists of four vertical guide posts 7. fixed in sockets 8, m # embedded in the base or plinth 1 of the machine.
The vertical guide posts 7 are assembled at their upper ends to an upper head 9. An electric welding transformer 10 of known type and construction is mounted so as to. be able to slide vertically along the guide uprights 7 by means of sliding bearings lle the weight of the transformer being supported by the upper head 9 by a lifting hoist 12.
The position of the transformer. and, therefore, the. pressure of the electrodes on the tube, can be adjusted by means of screw-jacks 19a, which are screwed into collars 12, fixed on the uprights 7 and which limit the downward travel of the transformer. The transformer comprises the primary 13. receiving the current from any suitable source through the conductors 14. 15, as well as the secondary 16 which is here constituted by a euivre frame forming a box to enclose the primary from which it is isolated.
The frame forming the secondary of the transformer has a solution of continuity and tabs 17,18, forming the terminals of the secondary, which are isolated from each other by a plate 19 of insulating material, filling said solution of continuity. 20 shows the lamellar iron core of the transformer, which is isolated from the secondary 16 by means of insulating gaskets, shown at 21, 22, 23 and 24. Plates 25 and 26 are provided for clamping the lamellae. of the core, and these plates are isolated from the core by a lining of insulating material shown at 27.
In the transformer shown in the drawing, the plates 25 and 26 of. tightening the core. as well as the clamping bolts 28. form the mechanical frame of the transformer.
The secondary 16 is assembled to the plate 26 by means of insulated bolts 29.
Direetement below the transformer 10, and supported by the base or plinth 1, are arranged the support rollers of the tube. with lateral pressure. 30 which can rotate around vertical axes 31, carried by adjustable carriages 32; These can slide in the transverse direction of the machine between guides 33. 34 on the base or plinth 1 and are adjustable in position in the transverse direction. rsal Ia mrline and perpendicular to the tube being welded, by means of a threaded rod, left and right pitch, 35. and adjustment screws 36.
Each of the carriages 32 is threaded or has a threaded nut. one with step to the right and the other with step to the left, so that. when rotating the threaded rod 35. the carriages 32. and. consequently, the rollers 30 which they support, will move closer or apart from each other.
The adjustment screws 36, which are screwed through consoles 37 assembled at the base of the machine, are provided with conical tips arranged so as to penetrate into centering holes made in the ends of the threaded rod 35; by unscrewing one of the screws 36 and by screwing the other, it is possible to adjust the position of the two carriages 32 and of the rollers 30, simultaneously, in the same direction, transversely with respect to the machine and to the tube subjected to the welding. The joint slot of the tube to be placed halfway between the welding electrodes, the re go. age in position in the transverse direction of the rollers 30, at lateral pressure, makes it possible to achieve this exact positioning of the seal slot.
The welding electrodes 38 are in the form of a hollow cylinder of suitable axial length, having their axes parallel to one another and each comprising a cylindrical wall 38a, a core 39 and a means 40, the cylindrical wall 38a. coming into contact, by its edge, with the tube to be welded in the immediate vicinity of the slot rle joint of the tube. Note that the adjacent wall portions of the electrodes, which are located above the workpiece, are almost tangent to the plane passing through the joint slot of the tube, and vertical displacements of the electrodes will not change. the distance between these wall parts or between one of them and the joint slot.
In addition, the distance between the electrodes will not be modified by their wear or by the fact that their edges are ground. The cylindrical electrodes are arranged so as to be able to rotate freely around their axes, and for this purpose they are supported by means of ball bearings 41 on journals 42.
These journals 42 are carried in an eccentric position by cylindrical heads 42a (fig. 7, 8 and 9) housed in openings in the legs 17 and 18 of the transformer secondary, so that by rotating the heads 42a, it is possible to adjust in position the electrodes by bringing them closer or apart from each other To carry out this adjustment in position, the heads 42a of the journals are threaded on the outside and have hexagonal ends 42b. It is thus possible to rotate one or the other head 42a with a journal 42 in its housing in one of the legs of the secondary of the transformer,
by means of a key applied to the end 42b of said head, and, when the latter is brought to the suitable position, it can be fixed in this position by tightening the nut 43 screwed onto its threaded part.
To bring the current from the secondary of the transformer to the rotating electrodes, these are combined with the brushes 44, mounted in brush holders 45, of adjustable position, and bringing the current to the cylindrical wall of the electrodes 38. To retain the electrodes 38 on the journals 42, there are nuts 46 screwed onto the threaded ends of the journals 42 and which press against the inner cups of the lower ball bearings 41.
To remove the electrodes 38 from their journals 42, it will be necessary to lift the transformer high enough to allow the electrodes to be removed from the bottom of the journals, after the nuts 46 have been unscrewed; in this same elevated position, the electrodes 38 can again be threaded onto the journals and be locked by the nuts 46.
To lubricate the electrode support bearings, openings 47 are made in the journals 42, openings through which oil can be introduced directly into the bearings 41. It should be noted that any excess oil flowing out down through the lower bearing of the electrodes can fall on the base or plinth of the machine without coming into contact with the tube which is subjected to welding.
To cool the electrodes, water lines 48 are connected to an a source. any suitable water supply and arranged so as to supply water to the upper parts of the electrodes, which have recesses 49, forming cups, capable of containing a certain quantity of water, and which are open towards the side. high to allow the cooling water to overflow and flow downward along the sidewalls of the electrodes, cooling them and the current collector brushes.
The lower contact edge of the side walls of the cylindrical electrodes has a contoured groove 50 so as to establish intimate contact with the tube which is subjected to the weld, and the supporting rollers 30, at lateral pressure, also have a lateral pressure. groove adapting to the profile of the tube. The grooves in the rollers. side pressure support and in the edges of the side walls of the electrodes, together constitute a kind of welding chamber, the cross section of which is: circular if one does not take into account the solutions of continuity existing between the adjacent parts.
It should be noted that the groove in the edge of each electrode is formed at the outer lower edge of the cylindrical wall of the electrode, so as to encroach partly on the side face and partly on the end face of the electrode. .
The tube which constitutes the part to be welded is shown at 51, its joint slot located at. upper part of the tube. and. midway between the welding electrodes. The electrodes come into contact with the opposite edges of the seal slot, but it should be noted that they are both arranged on the same side of the workpiece, so that they can both be moved at the same time towards down, so as to bring them closer to the. workpiece, or upwards away from the workpiece.
They are preferably torn from each other by three to four millimeters, so that they cannot encroach on the joint slot of the tube, which can be exactly guided by known means so that its seal slot is always kept halfway between the electrodes.
To weld a tube, it is introduced into the. machine by the rollers 2, with its weld joint formed by approximation of the longitudinal edges, and when it passes through the welding chamber, the current passes from one electrode to the other through the joint.
At the same time, the side pressure rollers 30 bring the edges of the seal slot closer together, so that under the combined effect of the welding heat developed by the current passing through the seal slot. seal and the pressure of the rollers 30, the edges of the tube are welded together. The tube, after passing through the. welding chamber, passes between the output rollers 3, these rollers being arranged so as to continue to advance or pass the tube through the welding chamber after the end of the tube has passed between the input rollers 2 and ceased to be in contact with them.
Other means than the input rollers 2 and the output rollers 3 could be used to pass the tube through the welding chamber. In cases where the tube is shaped by rollers combined with the welding machine, the tube forming rollers can be used to pass the tube through the welding chamber.
When the tube passes through. the welding chamber, the metal at the edges of the joint slot is heated to the onset of melting, so that the surface of the tube, over a limited distance on either side of the joint slot , can quickly oxidize and in fact sometimes oxidizes and adheres to the contact surfaces of the electrodes with the tube.
When metal particles, metal oxide particles, or other foreign particles thus adhere to the contact surfaces of the electrodes, they tend to destroy the electrical contact between the electrodes and the tube or at least to increase. - remove the electrical resistance of the contact and thus harm the quality of the weld, or burn or scuff the surface of the tube. in either case to a defective product.
To remove these adherent particles, tools are provided for scraping the electrode, shown at 52 (fig. 2 and 5), these tools comprise. nt cutting edges of the suitable profile to match the profile of the contact edge of the electrode. These tools are arranged so as to continuously press against these contact edges, to scrape all the particles adhering to them and a. straighten or rectify continuously: the contact edges of the electrodes to keep their suitable profile and to maintain them in such a way that they are always clean and; specific to the tube with which they come into contact.
Due to the possibility of adjusting the vertical pressure of the electrodes on the tube by adjusting the height position of the transformer, in the frame of which the electrodes are journaled, the scraping tools 52 are mounted in tool holders 53 and in horizontal 1 and vertical advancement carriages, a. coalisse, 54 and 55, carried by the transformer mount. Under these conditions, the adjustments in the position of the electrodes in the vertical direction do not affect the adjustments in the position of the tools 52, given
that these tools are raised and lowered with
the electrodes.
After the tools have been
when adjusted in a relative position
suitable transversely to the
tube, it is seldom necessary to modify
their adjustment in position in the transverse direction
sal, but it is frequently necessary to
change the setting in the position of the tools in
the vertical direction to compensate for the wear of
electrodes by their friction with the tube,
the burning of the electrodes by heat in
tense released in the welding chamber, and
the continual rectification or training of the wings
trodes by the scraping tools. It is good that the adjustment of the position of the tools in the vertical direction can be carried out simultaneously for the two tools, but it should also be possible to do it for the two tools independently of one another.
To this end, one of the screws, 56, used to adjust the tools
vertically, is fitted with a wheel
chain 57 attached to it, while the other adjusting screw, 58, is provided with a chain wheel 59, which can turn freely on the rod 60 of the screw 58 (fig.-10), but which can be brought into engagement with a friction coupling element 61, forming part of the means of the handwheel 62, which is wedged with a long key on the rod 60, so as not to be able to turn, but to be able to slide freely on it -this.
The chain wheel 59 is provided with a corresponding friction coupling member such as an inner or female tapered surface, mating on the male member 61, so that the flywheel 62 can be brought into connection with the adjusting screw 58, by pushing the flywheel 62 back into coupling with the chain wheel 59. This can be done by means of a knurled nut 63, screwed onto the threaded end of the rod 60 of the screw 58 A transmission Galle chain 64 connects the chain wheels 57 and 59. It contains sections of insulating material so as not to short-circuit the electrodes by means of the scraping tools, their supports, adjusting screw and transmission chain 64. These insulating material sections are indicated at 65.
The supports of the vertical slide carriages, 66 and 67, for the scraping tools are shown as being bolted directly to the legs 17,18 of the transformer secondary. It is understood that instead of being bolted to the lugs 17, 18 of the transformer secondary, these supports 66 and 67 could be assembled, with the interposition of an insulation, to the plate 26 of the transformer. Or again, in the latter case, the supports 66 and 67 may not be isolated from the plate 26 of the transformer, but the tools themselves be isolated in their tool holders, in the well known manner.
Figs. 3, 4 and 5, which are sections along the lines III-III, IV-IV and V-V of FIG. 2, are sufficient to fully understand the detailed construction of the machine; fig. 6 which is a section taken along line VI-VI of FIG. 2, shows the relative position of the side pressure rollers 30 with respect to the tube and the electrodes. Lubrication of the side pressure rollers can be effected by suitable openings in the pins 31, and by buckets. oil 68, mounted on the pins 31.
Fig. 11 is a section through a machine incorporating a variation of the current collecting device associated with the 61 electrodes. In this variant, the cylindrical electrocles 69 comprise in their upper part annular recesses {(s, constituting cuvettes containing mercury, as represented at 71.
Annular flanges 72 and 73, directed downward from legs 74, 75 of the transformer secondary, are submerged in the mercury held in cuvettes 70, and current is conducted from legs 74, 75 to to the electrodes through these contacts' L mercury. From all other points of view, the machine shown in FIG. It is similar to that shown in the others of the drawings.
For the welding of tubes of different diameters, it is necessary to provide electrodes and support rollers, with lateral pressure, having grooves of dimensions suitable for the tubes to be welded.
When it is desired to pass from an operation of welding tubes of a given diameter to the operation of welding of tubes of another diameter, the electrodes and the support rollers, at lateral pressure, will be exchanged.
The construction according to the invention makes it possible to quickly and easily replace these parts. The shape of the hollow cylinder electrodes allows a greater amount of wear material to be employed than is possible in other types of electrodes used in close seam welding machines. This fact constitutes a marked advantage; since the electrodes are generally made of copper and are difficult and expensive to manufacture.
One of the main advantages of the construction of the electrodes in the form of a hollow cylinder is due to the fact that the effective diameter of the electrode remains constant throughout the period of use, so that the electrodes can, if desired, be brought to be rotated by control means other than the friction contact between the electrodes and the workpiece. For welding very thin-walled tubes ,. it is desirable to actuate the electrodes by means other than frictional contact with the tube, since it has been found that the tube tends to dent, if subjected to too great an end thrust, like that resulting from the force of rotation of the electrodes.
In the present arrangements where disc-shaped electrodes are employed, the wear on the electrodes constantly reduces their effective diameter so that it is impossible to impart to them a rotational movement by an impermeable connection. rative such that their peripheral speed corresponds to the speed of displacement of the tube a. through the.
machine'. The shape and arrangement of the electrodes in the present invention allows the electrodes to be tightly bonded, since the diameters of their contact surfaces with the tube remain constant, despite this. wear during; their jobs.
It will appear to any person skilled in the art that the cylindrical wall of the electrodes subjected to wear can be made from a separate part from the part constituting the core and the hub, and can be removably assembled therewith, such as shown in iCi at ri> 11. With such a construction, the part constituting the hub and the core must not be discarded when the part coming into contact with the tube is worn. but the latter can be replaced by other parts in contact with the tube, suitable for welding tubes, of the same diameter or of different diameters.