Pince porte-électrode pour la soudure ou le découpage manuel à Parc électrique. L'invention a. pour objet une pince porte- électrode pour la soudure ou le découpage manuel à l'arc, électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'avancement automatique vers l'ouvrage de l'électrode en- #crrée entre deux mâchoires, dont l'une assure le contact électrique avec l'électrode.
Le dessin représente, à titre d'exemples, trois formes d'exécution de l'objet. de l'in vention.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe d'un détail. suivant la ligne II-II de la, fi-,. 1.
La fi-,. ô est t salement une vue en éléva tion de cette même forme d'exécution, mais vue- d'un autre côté.
La fig. 4 est un schéma. des connexions cale c triques.
La fig. 5 montre, vue du même côté que lai fi-. .';, une autre forme d'exécution.
La fi-. 6 est une vue en coupe d'un détail d'une troisième forme d'exécution.
Les fig 7 à 11 montrent, en coupe trans versale, diverses formes d'électrodes.
Dans ces différentes figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques.
La pince représentée aux fig. 1 à 3 com prend un bouclier 1 formant pare-étincelle. Sur ce bouclier est montée une mâchoire fixe de la, pince, sur laquelle est pivotée en une mâchoire mobile 4, Cette mâchoire mobile 4 peut être écartée de la mâchoire fixe 2 par un levier coudé 5, pivoté en 6, pourvu @à une extrémité d'une touche 7 et à l'autre extrémité d'un bec 8 ogissant sur la face intérieure de la mâchoire mobile 4 contre l'action d'une lame de ressort courbée 9.
Les extrémités de celle-ci sont fixées, d'une part, en 10, à une des extré mités du pare-étincelle 1 et, d'autre part, en 11,à l'extrémité de la mâchoire mobile 4 de la pince près de laquelle l'électrode sort de la pince, comme il sera décrit plus loin.
La mâclhoire fixe 2 est prolongée par un manche tubulaire 12 qui sert au passage du câble d'amenée du courant de soudure et est entouré d'une gaine isolante 13 servant de poignée.
Ce manche 12 est terminé par une patte 14 qui peut pivoter en 15 autour de l''axe d'un boulon sur lequel est vissé un écrou à ailettes 16 servant au serrage de la mâchoire fixe 2 contre ladite patte 14, ce qui permet de régler l'inclinaison du manche 12 par rapport au plan du bouclier 1.
A l'extrémité de la mâchoire mobile 4, opposée à Belle par laquelle l'électrode sort de la pince, se trouve un plateau 17 sur lequel est monté un petit moteur électrique 18, par l'intermédiaire d'entretoises 19. Ce plateau 17 et le boîtier du moteur 18, ainsi que toutes les parties qui viennent d'être décrites, sauf le ressort 9 et les organes de pivotement en 3, e n 6 et en 15, peuvent être constitués en me- tal léger, dans le but d$ réduire au minimum la poids de la- pince.
L'arbre 20 du moteur 18 porte un pignon 21 (fig. 3) qui entraîne une roue dentée 22 calée sur un arbre 23. Celui-ci traverse un coussinet 24 dans le plateau 17 et un coussi net 25 monté sur la mâchoire mobile 4. L'ar bre 23 porte aussi un pignon conique 26 qui entraîne une roue conique 27 dont l'axe de rotation 28 (fig. 1) est supporté, d'une part, dans la mâchoire mobile 4 et, d'autre part, dans une console 29 (fig. 3) fixée sur cette dernière.
L'axe de rotation 28 est rendu soli daire d'une molette 30 (fig. 1 et 2) destinée à entraîner l'électrode. Entre cette molette 30 et l'extrémité de la mâchoire 4 par laquelle l'électrode sort de la pince, se trouve une roue folle à gorge 31, dont la fonction apparaîtra dans la suite de la description.
D'autre part, en face de la molette 30 et de la roue à, gorge 31 de la mâchoire mo bile 4, se trouve monté, sur la mâchoire fixe 2, un frotteur 32 en bronze, pour la prise de courant de l'électrode. Ce frotteur est relati vement long.
Dans le but d'avoir un couple de démar rage convenable, le moteur 18 est, de- préfé rence, à courant continu et à. basse tension. La source de courant de ce moteur peut être indé pendante ou être, par exemple, dérivée du courant continu de soudure, par l'intermé diaire d'une résistance appropriée. Elle peut aussi être dérivée à partir du courant alter natif de soudure, par ('intermédiaire d'un re dresseur de courant.
Aux fig. 1 et 3, les connexions du moteur 18 à la source de courant sont schématisées et sont constituées par des conducteurs souples, dont l'un, 33, relie directement la source de courant à une des bornes 34 du moteur, tan dis que l'autre conducteur, 35, relie une borne 36 à la source de courant, en passant par une résistance 37, dont le boîtier est rendu soli daire de la mâchoire fixe 2, et par un inter rupteur 38 sur la poignée de la pince de telle sorte que le bouton de contact 39 de cet inter rupteur puisse subir la pression du pouce de la main droite du soudeur.
Les extrémités libres des conducteurs 33 et 35, schématisées au dessin, peuvent du reste être pratiquement engagées dans le manche de la. pince avec le câble d'amenée du courant de soudure, non représenté.
La pince représentée aux fig. 1 et 3 est ouverte par une action qu'on suppose :exercée sur la touche 7 du levier 5, en appuyant du pouce de la main droite, les doigts serrant le manche 12-13 de la pince.
Pour la clarté du dessin, on n'a représenté qu'à la fig. 2 une électrode 40 engagée dans la pince. Cette électrode 40, montrée, d'autre part, à plus grande échelle et en coupe trans versale à la fig. 7, comprend un noyau mé tallique 41 et un enrobage 42. Elle peut avoir une longueur quelconque et être, par exem ple, enroulée sur un touret non représenté.
L'enrobage 42 présente une rainure 4 3 suivant une génératrice, qui s'étend sur toute la longueur de l'électrode.
La pince décrite fonctionne comme suit: Supposons que l'extrémité libre de l'élec trode soit introduite dans la pince, qui a été ouverte en appuyant sur la touche 7 du levier 5, de manière que la tranche 44 du frotteur 32 sait engagée dans la rainure 43 et vienne sur toute sa longueur, en contact avec 1e noyau métallique 41 de l'électrode. En re lâchant la touche 7, le -bec 8 de ce levier cesse son action contre la mâchoire 4 qui, en se fermant, sous l'action du ressort 9, serre l'électrode contre la. molette 30 et contre la gorge de la roue folle 31.
La vitesse de ro tation du moteur 18 ayant été préalablement réglée par la résistance variable 37, le mo teur est mis en marche par simple pression du pouce sur le bouton 39 de l'interrupteur 38 monté sur le manche 12-13 de la pince.. Par la mise en rotation du mécanisme 21, 22, 23, 26, 27, 28, 30, la molette 30, en contact avec l'enrobage de l'électrode 40, déplace celle-ci le long du frotteur 32 qui est engagé dans la rainure de l''enrobage et sert de rail à l'électrode, tandis que la roue 31 lui sert de guide.
L'avancement de l'électrode peut être maintenu sensiblement constant par 1P sou- deur lui-même, qui peut corriger les petites différences de vitesse d'avancement par le ré- qu'il effectue à l'aide de la résistance variable 37 en fonction de la longueur d'are q ii' il veut obtenir.
Pour éviter la production d'un arc intem pestif en fin de course, la. roue 31 maintient le bout terminal de l'électrode et retient ce lui-ci dans la pince dès qu'il échappe à l'ac tion de la molette motrice 30. Elle empêche ainsi le bout de l'électrode de tomber sur l'ou- orage. La.
mâchoire mobile 4 supporte le moteur 18 et les mécanismes d'avancement et de re tenue de l'électrode, de sorte que le poids de ces organes est compensé par celui des or- ,-,.ailes de contact, de réglage, de commande et d'amenée du courant supportés par l'autre mâchoire 2 solidaire du manche de la pince.
Le schéma de la fig. 4 montre l'utilisation d'une commande automatique à distance pour la mise en marche du moteur actionnant l'avancement de l'électrode. Dans cette forme d'exécution, la mise en marche et l'arrêt du violeur 1.8 dépendent. uniquement de la. fer meture et de la rupture du courant de l'arc <B>(lu</B> soudure. 45 désigne un transformateur dont le primaire est relié à des bornes 46 et 4 7 d'un.
réseau d'alimentation de courant alternatif, et 49 désigne un transformateur auxiliaire alimentant un redresseur 50, le cir cuit extérieur de celui-ci est formé par des conducteurs 5] et 52 et est raccordé au mo- leur 18 de la pince.
Celle-ci porte également une résistance va riable 37 dan:, le circuit d'alimentation du moteur 18.
L'une des bornes du secondaire du trans formateur 45 est reliée à la terre par un con ducteur 53. L'autre borne du secondaire du transformateur de soudure est reliée, par un conducteur 54, à la bobine d'excitation<B>55</B> d'un relais 56 intercalé dans le circuit d'ali mentation du moteur 18.
La bobine 55 est connectée, d'autre part, par un conducteur<B>57,</B> au frotteur 32 établissant dans les mâchoires de la. pince le contact électrique avec l'élec trode rliiiuré e 40 dont le guidage et l'avance- ment sont assurés, comme décrit plus haut, respectivement @iar la roue à gorge 31 et par la molette 30 actionnée par le moteur 18.
Dans cette forme d'exécution, l'amorçage de l'arc sur l'ouvrage, représenté en 58, pro voque la fermeture du relais 56, par la fer ineture du circuit d'arc 53, 54, 55, 57, 32, 40, 58 et le moteur 18 de la pince se met en mar che, faisant avancer l'électrode vers l'ou vrage, au fur et à, mesure de sa fusion. L'élec trode de longueur indéfinie provient d'un touret 59, sur lequel' elle est enroulée.
Il va c de soi que les conducteurs 51. et 52 du mo teur 18 et le conducteur 57 du circuit de sou dure peuvent hêtre réunis dans le même câble, pour être engagés dans le manche de la pince.
Dans une autre forme d'exécution repré sentée à la fig. 5; la pince présente deux man ches 12-13 et 12'-13' dirigés en sens oppo sés f'un de l'autre. Dans ce cas, le ressort agissant sur la mâchoire mobile 4 pour assu rer la fermeture et le serrage des mâchoires est un ressort à boudin 60 engagé dans le deuxième manche 1.2'-13'. Ce, ressort à bou din 60 agit, par exemple, par l'intermédiaire d'un pointeau 61 engagé devant lui dans le manche 12'-13' fixé sur 1'e pare-étincelle l', l'autre manche 12,
13 pouvant contenir le ou les câbles d'amenée et de distribution du cou rant. Cette forme d'exécution permet non seu lement l'usage des deux mains dans le manie ment de la pince, mais également le dépôt à l'endroit désiré du laitier provenant de la fusion de l'enrobage, soit principalement en avant, soit principalement en arrière, du mé tal en cours de dépôt, suivant que la rainure 43 (fig. 7) dans l'enrobage est disposée en arrière ou en avant du noyau de l'électrode par rapport au sens d'avancement de la sou dure.
La fig. 6 représente une troisième forme d'exécution d'une pince dans laquelle les mâ choires 2' -et 3' sont constituées par deux pièces tubulaires pouvant coulisser l'une dans l'autre. La mâchoire 2' de l'a pince est le prolongement d'un tube 12" formant le manche de la pince, dans lequel peuvent passer les câbles d'amenée du épurant.<U>Ce</U> tube 12" est entouré d'une gaine isolante 13" servant de poignée et comporte une butée cir culaire 62 qui bloque le manche 12" contre la paroi transversale 63 de la pièce tubulaire 3', lorsque les mâchoires de la pince se ferment sous l'action d'un ressort 60',
serré à l'inté rieur de la. pièce 3', entre ladite paroi trans- versaIe 63 -et le frotteur de contact 32, soli daire de la pièce tubulaire 2'. La pièce tubu laire 3' comporte deux ouvertures 64-64' diamétralement opposées, au travers desquel les l'électrode 40 passe, pour être appuyée par le frotteur 32 contre la molette motrice 30 et dans la gorge de la roue folle 31.
Ici, également, la molette 30 est action née par un moteur non .représenté, tel que le moteur 18 des figures précédentes, et par l'in termédiaire d'un mécanisme équivalent de ce lui désigné précédemment par 21, 22, 23, 26, 27, 28.
Dans la pince schématisée qui vient d'être décrite, le manche de la pince prolonge la mâ choire mobile 2' par rapport à l'a mâchoire fixe 3' supportant les mécanismes. Inverse ment; le manche de la pince pourrait prolon ger la branche fixe 3' supportant les méca nismes ou bien, comme déjà décrit, la pince pourrait comporter deux manches.
On peut utiliser, dans la pince décrite, des électrodes enrobées dont la forme est diffé rente de celle représentée à la fig. 7.
La fig. 8 montre la section droite d'une forme d'électrode enrobée, présentant deux rainures 43 et 43', diamétralement opposées, le long de deux génératrices du cylindre formé par le noyau métallique 41. Dans ce cas; la pince peut comporter deux frotteurs diamétralement opposés venant en contact avec l'électrode, ainsi qu'un mécanisme de guidage et d'avancement analogue ou équiva lent à celui déjà décrit, mais dont la roue folle et la molette d'entraînement se trouvent dans un plan formant un angle de 90 par rapport au plan passant par les:
deux tranches des frotteurs.
La fig. 9 montre une autre forme d'élec trode dans laquelle le noyau métallique 41 présente une section ovale ou elliptique, Ven- robage extérieur 42, 42' enveloppant latéra lement les deux portions opposées de l'ellipse situées de part et d'autre du petit axe de celle-ci.
Comme le montrent les fi-.<B>10</B> et<B>11,</B> on peut utiliser également des .électrodes à, enro bage excentré, dénudant en 62 une généra trice du cylindre formé par le noyau métalli que de l'électrode. A la fig. 10, cette généra trice dénudée passe par le point où le cercle correspondant à la section droite du noyau métallique 41 est tangent au cercle corres pondant à la section droite de l'enrobage 42.
A la fig. 11, cette génératrice dénudée fait partie d'une surface dénudée par le fait que le cercle qui limite la :section droite du noyau 41 sort du cercle qui limite l'enro bage 42.
Dans ce dernier cas, tout comme dans celui d'une électrode nue, la tranche ou sur face de frottement du frotteur 32 de la mâ choire fixe 2 de la pince peut présenter une section légèrement concave dans laquelle s'en gage la partie convexe dénudée de l'électrode à enrobage excentrique.
Dans tous les cas d'électrode enrobée avec partie dénudée, on a. observé que la rainure ou l'excentricité de l'enrobage par rapport au noyau remédie aux inconvénients connus, lorsque cette rainure ou cette excentricité est convenablement orientée par rapport au sens d'avancement de l'électrode. Le réglage de l'angle que forme le manche par rapport au pare-étincelle du dispositif et/ou la disposi tion de deux manches opposés facilitent cette orientation.
La disposition, à proximité de l'ouvrage, du frotteur de contact pour la prise du cou rant sur le noyau de l'électrode permet, par suite de la diminution de la résistance ohmi- que, une augmentation notable de l'intensité du courant appliqué, tout en supprimant l'inconvénient résultant de l'effet Joule qui, lorsque la longueur de l'électrode entre les mâchoires et l'arc devient faible, porte d'ha bitude le métal d'apport au rouge.
Cette faculté d'augmenter l'intensité du courant en évitant ce dernier inconvénient permet en outre d'assurer un apport, de cha leur supplémentaire, indépendamment de l'exothermie pouvant résulter de la combus tion ou de la réaction des matières d'enro bage.
La pince décrite permet en outre d'obte nir comparativement aux dispositifs connus une :soudure manuelle plus rapide, non seule- irient: par l'augmentation de la vitesse de soudure, mais aussi par la diminution ou la suppression du nombre de reprises, en utili sant dos électrodes de longueur plus grande que la longueur habituelle ou une électrode de longueur indéfinie, débitée en rouleau. Au lieu d'un moteur électrique, on pourrait également prévoir n'importe quel autre mo teur mécanique, pneumatique ou autre pour l'avancement de l'électrode.