Appareil à souder à l'arc dans un gaz inerte. Cette invention se rapporte à un appareil à souder à l'arc dans lequel un gaz inerte est répandu autour de l'are et au-dessus de la zone de soudure.
Dans les appareils de ce type, il est sou vent utile d'augmenter le courant de soudure, afin d'augmenter la vitesse de la soudure, ou pour permettre à l'appareil de souder une pièce de plus grande épaisseur, ou pour aug menter la quantité de métal à déposer. Ce pendant, la chaleur produite par l'arc est proportionnelle au carré du courant, et peut devenir excessive avec une augmentation pourtant petite du courant de soudure. Si l'on augmente la masse métallique de l'appa reil, afin de dissiper l'excès de chaleur, on obtient un appareil trop lourd, donc d'un maniement difficile, et qui dégage une grande quantité de chaleur, ce qui incommode le sou deur.
Si l'on augmente le courant sans aug menter le poids de l'appareil, l'excès de cha leur crée une augmentation de la tempéra ture qui provoque la destruction rapide de certaines parties de l'appareil, par exemple le dispositif de serrage de l'électrode, la tuyère, ou l'isolant.
La présente invention tend à éliminer ces inconvénients par un refroidissement de la tête de l'appareil. L'appareil à souder à l'arc dans un gaz inerte selon cette invention est caractérisé en ce qu'il comprend un manche et une tête, fixée à ce manche, ladite tête com prenant un dispositif de serrage de l'élec- trode, une tuyère réfractaire entourant ledit dispositif de serrage, espacée de celui-ci et disposée pour amener du gaz inerte autour de l'extrémité de l'électrode maintenue par ledit dispositif de serrage, ladite tête présentant une chambre de refroidissement et ledit man che étant raccordé à un conducteur pour ame ner le courant électrique de soudure audit dispositif de serrage, à un conduit pour ame ner le gaz à ladite tuyère,
et à des conduits pour amener un fluide réfrigérant à ladite chambre et pour l'évacuer.
Un autre problème lié à l'emploi d'un fort courant de soudure est la tendance à la for mation d'un arc entre l'électrode et la tuyère métallique même si la tuyère métallique est isolée du dispositif de serrage de l'électrode, particulièrement quand un courant. électrique alternatif à haute fréquence et à haute ten sion est superposé au courant de soudure. En rapport avec ce problème, on peut prévoir la construction de la tuyère de l'appareil en un matériel non conducteur qui peut prévenir la formation d'un tel arc. Quand l'intensité du courant de soudure est augmentée, la dimension du conducteur pour ce courant doit être augmentée, de sorte que l'on atteint un point où le poids et la rigidité nécessaires du conducteur ne convien nent pas pour la manipulation.
On peut pré voir de refroidir le conducteur qui amène le courant de soudure, grâce à quoi un conduc- teur phis petit et phis flexible peut être em ployé malgré l'augmentation de courant.
On peut aussi prévoir un dispositif de pro tection tel qu'un fusible, et refroidir ce fusi ble au moyen du milieu réfrigérant pour pro téger l'appareil et le câble du dommage dû à un défaut du système de refroidissement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil objet de l'invention.
Fig. 1 est une coupe transversale de l'ap pareil et de l'ensemble du fusible selon une forme d'exécution préférée.
Fig. 2 est -une coupe transversale du man che de l'appareil selon la ligne 2-2 de la fig. 1.
Fig. 3 est une coupe transversale de l'en semble du fusible selon la ligne 3-3 de la fig. 1.
Fig. 4 est une coupe transversale de l'en semble du fusible selon la ligne 4-4 de la fig. 1.
Fig. 5 est une vue développée du montage du fusible, et fig. 6 est une coupe transversale d'un ca puchon allongé pour de longues électrodes. L'appareil à souder à arc à couverture de gaz inerte à refroidissement à eau représenté comprend lui corps tubulaire isolé T pourvu d'un manche H constitué par,un tube rigide en une matière isolante telle que fibre, ma tière plastique ou autres, et d'une tête D qui supporte l'électrode E et la tuyère N. La tuyère N est en matière réfractaire, de pré férence .en céramique telle que la porcelaine pour bougies d'allumage, ou la stéatite cuite.
L'électrode E est formée d'un métal diffici lement fusible tel que le tungstène, le molyb dène, ou autres. L'électrode E est montée à coulisse dans un support d'électrode B fixé dans la tête D et maintenue dans la position voulue par -un dispositif de serrage G. Le support B et le corps de l'appareil sont re froidis à l'eau, le support B ayant une che mise d'eau J qui envoie l'eau de refroidisse ment à travers le corps creux T. Le tuyau d'évacuation d'eau K contient un câble élec trique<B>0</B> qui amène le courant électrique de soudure à travers le corps T, le support B et le dispositif de serrage G à l'électrode E.
Le câble C est monté en série avec un fusible F qui est monté dans un ensemble refroidi par eau logé dans un étui isolé de construction semblable à celle du manche H.
Le corps de l'appareil T comprend un tube métallique 10 avec un prolongement tubu laire 12 formant la tête D. Le prolongement 12 a de préférence une ouverture 13 placée entre ses extrémités, et la partie ouverte est soudée à l'extrémité ouverte du tube 10 qui est de préférence coupé selon un angle obtus. La surface extérieure de cet assemblage est complètement recouverte d'une couche conti nue dune matière isolante 14, de préférence en caoutchouc moulé ou en une autre matière plastique.
Le support d'électrode B est monté dans le prolongement tubulaire 12, et il est pour#,li d'un trou axial recevant à coulisse l'électrode E. L'extrémité intérieure du support B est filetée en 15 pour recevoir un capuchon ou couvercle 16 en une matière isolante de faon à assurer partout la continuité de l'isolation de l'appareil. L'extrémité extérieure 17 du support B est élargie d'une quantité égale à l'épaisseur de l'isolant 12, et est filetée pour recevoir la tuyère de céramique N. L'extré mité extérieure du trou du support de l'élec trode est élargie et filetée intérieurement pour recevoir le dispositif de serrage G de l'électrode, dont l'extrémité extérieure est fen due de manière à former des doigts à ressort 20.
Le dispositif de serrage de l'électrode G est de préférence amovible et remplaçable par une série de dispositifs analogues, mais dont les doigts à ressort 20 ont des dimensions telles qu'ils puissent recevoir des électrodes de diamètre plus petit ou phis grand appro priées à l'intensité de courant utilisée.
Pour amener le gaz inerte à la tuyère de céramique N, un tube 21 est monté à l'inté rieur du tube 10, et l'extrémité de sortie du gaz du tube 21 est soudée dans une ouverture du support B. Il faut noter que le trou prévu dans le support, au-dessous du filet 15, est d'un diamètre plus grand que celui de l'élec- trode, formant ainsi une chambre annulaire 22 autour de l'électrode E et recevant le gaz du tube 21. Le trou pratiqué dans le dispositif de serrage G est également d'un diamètre plus grand que celui de l'électrode de façon à continuer la chambre annulaire, et des trous radiaux 23 sont percés dans le dispositif de serrage G pour le passage du gaz de la cham bre annulaire 22 à l'intérieur de la tuyère N.
La chemise d'eau pour le support B de l'électrode est formée par une partie de sa surface extérieure entre le filet 15 et l'élar gissement 17, cette partie étant d'un diamètre réduit de façon à ménager un espace entre elle et le prolongement 1.2 pour former une chambre annulaire 24 communiquant par l'ouverture 13 avec l'intérieur du tube 10. L'eau de refroidissement est amenée à cette chemise par un petit tube 25 qui se prolonge en avant à l'intérieur du tube principal 10. L'extrémité de sortie du tube d'eau 25 est courbée vers le bas pour diriger le courant de ce point vers le bas à travers l'ouverture 13 près du fond de la chemise d'eau. Après son passage dans la chemise d'eau et autour du support de l'électrode, l'eau de refroidisse ment s'échappe par l'ouverture 13 et remplit l'intérieur du tube principal 10.
Pour assurer la liaison avec le manche H, une douille 26 de fibre ou d'une autre ma tière isolante est montée sur le tube 10, assu rant la continuité de l'isolation sur tout l'ap pareil. Le manche H est vissé à l'extérieur de la douille 26. L'extrémité arrière du tube 10 est soudée à un ajutage 27 qui reçoit les tubes d'alimentation de l'appareil, un manchon intérieur 28 étant prévu pour renforcer le tube 10.
L'intérieur du tube principal 10 commu nique avec un passage désaxé dans l'ajutage 27, dans l'extrémité arrière duquel est soudé un raccord d'eau 30. Le raccord 30 est de préférence coupé obliquement et un câble 31, exécuté de préférence en fils de cuivre to- ronnés, est soudé sur lui. Le tuyau flexible de sortie d'eau K est de préférence en caout chouc, et il est adapté sur le câble 31 et le raccord 30 et il les entoure tous les deux, sa fixation sur le raccord formant un joint étanche à l'eau.
Au-dessous du raccord d'eau 30 se trou vent deux raccords plus petits 33 et 34, comme représenté sur la fig. 2. Ces raccords sont soudés aux extrémités des passages qui traversent l'ajutage 27 en dehors du passage désaxé. Le raccord 33 communique avec le tube 21 pour le gaz, dont l'extrémité est sou dée à l'extrémité opposée du passage corres pondant. Le raccord 34 communique avec l'extrémité arrière du tube 25 qui amène l'eau de refroidissement à la chemise d'eau 24.
Pour amener le gaz au raccord 33, un tuyau flexible 36 de caoutchouc ou d'une autre matière semblable est adapté sur l'ex trémité du raccord 33. Un accouplement ap proprié 37 relie l'autre extrémité du tuyau 36 à une source de gaz, tel que de l'hélium ou de l'argon ou un autre gaz inerte, de préfé rence monoatomique.
Pour amener l'eau au raccord 34, un tuyau flexible 38 de caoutchouc ou d'une autre matière semblable est adapté de façon étanche sur l'extrémité du raccord d'eau et est relié par un accouplement 39 à une source d'eau froide, de préférence sous une pression de 0,7 à 5,3 kilogrammes par centimètre carré.
Les trois tuyaux K, 36 et 38 qui sortent par l'extrémité arrière du manche tubulaire H sont protégés par une gaine flexible 32 qui peut être formée par une certaine lon gueur d'un tuyau de caoutchouc de grand diamètre.
Le tuyau de sortie d'eau K conduit à l'en semble du fusible placé. dans l'étui S. Comme représenté sur la fig. 5, chaque extrémité du fusible 1' passe à travers une fente 40 prévue dans un disque de centrage 42 qui s'appuie contre un épaulement 43 d'un support 44 et qui est serré contre ce dernier par une vis d'arrêt 45, la rotation du disque étant em pêchée par une languette 46 s'engageant dans une fente 47 prévue dans l'épaulement 43. L'extrémité du fusible est pliée vers le haut contre le côté extérieur du disque de centrage 42 et serrée contre ce dernier par la pointe 48, formant contact, de la vis d'arrêt 45. La vis 45 comprend des passages longitudinaux 49 pour l'eau de refroidissement.
Le fusible F est logé dans un raccord cen tral 50 ayant un support 44 à chaque extré mité. Le tuyau de sortie d'eau K est adapté sur un raccord d'eau 51, l'extrémité exté rieure du raccord 51 étant coupée en biseau, et le conducteur 31 étant brasé en cet endroit, comme représenté. Un accouplement 52 relie le raccord 51- au support adjacent 44. Un accouplement similaire fixe à l'autre support 44 un raccord 55 soudé dans un ajutage 56 comportant un passage 57 et conduisant à un raccord de sortie d'eau 59 relié par un tuyau flexible 60 à une prise d'eau extérieure 62.
Un conducteur 63 est soudé dans une cavité de l'ajutage 56, il est formé de gros fils de cuivre toronnés et recouvert d'un iso lant approprié 64, il reçoit, le courant élec trique de soudure à partir d'une source de courant appropriée. .
Lors du fonctionnement, le courant élec trique de soudure passe par le conducteur 63, à travers l'ajutage 56, le raccord 55, l'accou plement 52, le support 44, la vis 45, le contact 48, au fusible<B>P</B>; et de même en sens inverse par le raccord 51, le conducteur 31, le rac cord 30, l'ajutage 27, le tube 10, le support 12, les doigts 20, et par l'électrode E pour amorcer l'arc.
En même temps, le gaz passe, depuis l'accouplement<B>37,</B> à travers le tuyau 36, le raccord 33, le tube 21 et le support B, et par les trous 23, dans l'intérieur de la tuyère N, pour s'écouler à l'extérieur autour de l'arc.
Au même instant, l'eau de refroidissement passe, depuis l'accouplement 39, à travers le tuyau 38, le raccord 34, le tube 25 et l'ouver ture 13 dans la chemise d'eau et retourne à travers l'ouverture 13 à l'intérieur du tube 10, à travers le passage désaxé de l'ajutage 27, le raccord 30, le tuyau K, le raccord 51, l'accouplement 52, les trous 49, la fente 40, dans le raccord 50; et de même en retour par le raccord 55, le passage 57, le tuyau 60 dans J.'aecouplemeut de sortie 62.
Le fusible I' est de section trop faible pour le courant de soudure, mais il fonctionne en surcharge grâce à l'action réfrigérante de l'eau. Ainsi, en cas de défaut du système ré frigérant, le fusible saute et rompt le circuit de soudure, même s'il n'y a pas augmentation du courant dans le circuit.
Quand on désire utiliser une électrode plus longue, un capuchon tel que celui qui est représenté sur la fig. 6 peut être employé. Ce capuchon a une douille filetée 65, qui s'engage avec le filet<B>1.5</B> du support d'électrode, et un étui allongé 66 en matière isolante ayant un trou axial. L'étui 66 est vissé sur la douille 65 et forme une boîte à étoupe pour tasser la ma tière<B>67,</B> qui s'appuie contre l'électrode pour assurer une action supplémentaire de serrage sur les électrodes de plus grandes dimensions, afin de les empêcher de glisser lors de sou dures à grandes intensités de courant.