Appareil à souder à l'arc sous protection de gaz inerte. La présente invention se rapporte à un appareil à souder à l'arc sous protection de gaz inerte du type comprenant une enveloppe isolée au point de vue électrique, une buse et une électrode disposée à l'intérieur de cette buse et se prolongeant à l'intérieur de ladite enveloppe.
Dans les appareils de ce type, on emploie une électrode en matière réfractaire, mais qui tend à s'user lentement pendant l'emploi. L'électrode est serrée dans l'appareil et, afin d'avancer l'électrode pour en compenser l'usure et pour la maintenir dans la position désirée par rapport aux autres parties de l'appareil, il est nécessaire d'arrêter périodi quement l'opération de soudure et de démon ter l'appareil, afin de desserrer et d'avancer l'électrode, et de le remonter avant de re prendre l'opération de soudure.
L'appareil à souder à l'arc objet de l'inven tion comprend trois tubes coaxiaux entourant l'électrode, l'espace compris entre le tube extérieur, qui constitue ladite enveloppe, et le tube intermédiaire étant rempli d'une ma tière isolante au point de vue électrique, l'es pace compris entre le tube intermédiaire et le tube intérieur étant destiné à recevoir un fluide de refroidissement et l'espace annulaire compris entre le tube intérieur et l'électrode constituant un passage pour ledit gaz inerte qui s'échappe de la buse de faon à former un courant annulaire entourant l'extrémité de ladite électrode. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil objet de l'invention.
Les fig. 1 et la constituent ensemble une coupe longitudinale de cette forme d'exécu tion, adaptée pour l'utilisation d'une électrode de dimension moyenne.
Fig. 1 est une coupe longitudinale de la partie supérieure de l'appareil.
Fig. la est une coupe longitudinale de la partie inférieure de l'appareil.
Fig. 2 est une coupe transversale par la ligne 2-2 de la fig. 1.
Fig. 3 est une vue similaire à la fig. 1a, représentant l'appareil adapté pour l'emploi d'une électrode de plus petite dimension.
Fig. 4 est une vue similaire aux fig. la et 3 montrant l'appareil adapté pour l'utilisa tion d'une électrode de plus grande dimen sion.
Fig. 5 est une coupe transversale par la ligne 5-5 de la fig. 4, et fig. 6 est une vue en perspective du sup port d'électrode interchangeable représenté à la fig. 4.
L'appareil comprend un corps cylindrique B, pourvu à l'une de ses extrémités d'un dis positif de serrage flexible Y destiné à main tenir une électrode E en la serrant ferme ment tout en lui permettant de coulisser à frottement.
Une buse N, faite d'une matière résistant à la chaleur, par exemple de nickel ou d'une matière réfractaire ne conduisant pas l'élec tricité, est également montée à l'extrémité inférieure du corps cylindrique B, de façon à entourer l'extrémité inférieure de l'électrode E maintenue par le dispositif de serrage Y. Un espace annulaire J destiné à recevoir un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau, est disposé autour de l'électrode E et s'étend longitudinalement à l'intérieur de la phis grande partie du corps cylindrique B.
L'extrémité supérieure du corps cylindri que<I>B</I> est pourvue d'un distributeur <I>D,</I> des tiné à amener du gaz inerte à la buse N, un fluide réfrigérant à l'espace J et du courant de soudure au dispositif de serrage Y. Le distributeur D porte un dispositif d'avance ment F, destiné à faire avancer l'électrode E à travers le dispositif de serrage Y et la buse N. Une enveloppe isolante H entoure et sur monte le distributeur D et renferme des tuyaux d'alimentation, un câble sous plomb et le dispositif d'avancement F.
Dans la forme représentée à la fig. 1, le corps cylindrique B comprend plusieurs tubes disposés les uns autour des autres. Ces tubes sont coaxiaux, un tube intérieur 10 entou rant l'électrode E et constituant la paroi in térieure de l'espace annulaire J. Un tube in termédiaire 12 constitue la paroi extérieure de cet espace. Un tube extérieur 13 constitue une enveloppe extérieure protectrice, l'espace compris entre les tubes 12 et 13 étant rempli d'une matière isolante pour l'électricité, 14. Une crémaillère 15 est disposée longitudinale ment et fixée de façon rigide sur l'enveloppe extérieure 13. Cette crémaillère est prévue pour s'adapter à un support de chalumeau ordinaire et pour s'engager avec l'engrenage de commande de ce support.
A l'extrémité inférieure du corps cylin drique B, les tubes 10 et 12 sont fixés à une douille 18, adaptée à l'intérieur de l'extrémité inférieure du tube 12 comprenant un trou central conique constituant un siège conique 20. Le tube 10 qui enveloppe l'électrode est ajusté dans l'extrémité la plus étroite du siège conique 20, de façon que la douille 18 ferme hermétiquement l'extrémité inférieure de l'espace annulaire,/. Une partie 29, filetée intérieurement, entoure l'extrémité la plus large du siège conique 20. Cette partie pré sente un contour extérieur polygonal, prévu pour pouvoir y adapter une clé.
La douille 18 est prévue pour recevoir des bouchons ou supports d'électrode interchan geables 23 munis de trous centraux de diffé rentes dimensions destinés à entourer des électrodes de différents diamètres. Ces sup ports 23 sont par ailleurs identiques et l'ex trémité intérieure de chacun d'eux est coni que et fendue pour former des doigts élasti ques 24 qui s'engagent avec le siège conique ,20. Chaque support d'électrode 23 comprend .une partie intermédiaire polygonale 25, pré- @vue pour recevoir -une clé au moyen de la quelle il peut être bloqué pour serrer l'élec- 4rode E, tout en lui permettant de coulisser <B>41</B> frottement.
Chaque support 23 comporte aine extrémité inférieure filetée 26, prévue pour recevoir la buse N qui est également interchangeable, de façon qu'on puisse adap ter les dimensions de cette buse au diamètre de l'électrode. Ainsi, le trou<B>31</B> du support 23 :
représenté à la fig. la est plus grand que le trou 147 du support 23 représenté à la fig. 3 et plus petit que le trou L du support 23 re présenté à la fig. 4 et de même, le trou P de la buse N représentée à la fig. 11, est plus grand que le trou<I>Q</I> de la buse<I>N</I> représentée à la fig. 3 et plus petit que le trou R de la buse N représentée à la fig. 4.
Les trous des supports 23 présentent des canaux longitudi naux 27, communiquant à leurs extrémités intérieures avec les fentes comprises entre les doigts élastiques 24, et débouchant à leurs extrémités extérieures dans des perforations radiales 28 qui communiquent avec l'intérieur de la buse N. Pour prolonger l'isolation exté rieure de l'appareil autour du support 23, -Lui manchon rigide 29, fait d'une matière isolante similaire, est fixé au moyen d'un filetage à l'extrémité inférieure de la matière isolante 14.
L'extrémité supérieure du corps cylindri que B est fixée au distributeur D qui com prend un bloc conique 30 dont l'extrémité la plus étroite est ajustée à l'intérieur du tube 12. Ce bloc 30 comporte un trou central 31 dans lequel est ajusté le tube 10 entourant l'électrode, de faon à fermer hermétiquement l'extrémité supérieure de l'espace annulaire J. Le bloc 30 est percé, à son extrémité supé rieure élargie, de trois trous excentriques, comme représenté à la fig. 2.
Dans un des trous excentriques est soudé ou brasé un tube 33, à l'intérieur duquel est soudé ou brasé un câble sous plomb 34 et autour duquel est adapté un tuyau de sortie 35 pour le fluide réfrigérant, de façon à éta blir une communication, à travers des perfo rations appropriées 36 ménagées dans le bloc 30, avec l'intérieur du manchon Y.
L'entrée du fluide réfrigérant, qui peut être de l'eau, se fait à travers un raccord fileté 37, fixé dans un autre trou excentrique du bloc 30 et relié à un tuyau d'entrée 38. Le raccord 37 communique par des perfora tions appropriées 39, ménagées dans le bloc 30, avec un tube 40 qui se prolonge à travers l'espace J pour déboucher à son extrémité inférieure, comme représenté à la fig. 1a.
Le troisième trou excentrique 42 est pourvu d'un raccord le reliant à un tuyau 43, à travers lequel arrive un gaz inerte. Ce raccord communique, par des perforations appropriées 44, avec un trou central 31, dans lequel est fixé le tube 10 entourant l'élec trode.
Le sommet du trou central ménagé dans le bloc 30 est muni d'un écrou 45, à travers lequel passe une vis d'avancement 46 qui se prolonge vers le bas dans le tube 10 entou rant l'électrode E, pour s'engager avec l'extré mité supérieure de celle-ci. L'extrémité supé rieure de la vis d'avancement 46 est traver sée par une goupille transversale 47 qui s'en gage dans une fente longitudinale 48 d'un manchon d'entraînement 49, goupillé à un bouton de commande 50 logé dans un capu chon isolant 51. L'extrémité inférieure du manchon d'entraînement 49 s'appuie contre la face supérieure de l'écrou 45.
Le bloc 30 est entouré d'une enveloppe en matière isolante 52, vissée sur l'isolant 14 du corps cylindrique B. Le bord supérieur de plus grand diamètre de l'enveloppe 52 est ajusté dans l'extrémité inférieure d'un tube 53, en matière isolante rigide, pourvu d'une ouverture de sortie 54 pour les trois tuyaux 35, 38 et 43. L'extrémité supérieure du tube 53 est ajustée autour du capuchon 51, en ma tière isolante similaire, les parties 30, 51 et 53 étant. maintenues assemblées par deux longues vis 55, traversant le capuchon 51, passant à l'intérieur du tube 53 et vissées dans le bloc 30, tandis que l'enveloppe 52 est fixée au bloc 30 par trois petites vis radiales.
Pour se servir de l'appareil, on tourne tout d'abord le bouton de commande 50 de façon à retirer la vis d'avancement 46 et à amener la goupille 47 à l'extrémité supé rieure de la fente 48. On choisit le support 23 selon le diamètre de l'électrode qu'on dé sire employer et une buse N de dimension cor respondante, de façon à obtenir une gorge annulaire, entre la buse et l'électrode, de dimensions appropriées. L'électrode choisie est engagée à travers le support 23, dans le tube 10 entourant l'électrode, jusqu'à ce qu'elle bute contre l'extrémité inférieure de la vis d'avancement 46. Le support 23 est alors serré de façon à permettre à l'électrode de coulisser à frottement et d'être poussée par la vis d'avancement.
L'électrode étant en place, et l'enveloppe extérieure 13 et la crémaillère 15 étant mon tées dans un support de chalumeau, sur un dispositif moteur approprié à ce support, le tuyau d'entrée 38 est relié à une source ap propriée de fluide réfrigérant, par exemple d'eau propre sous pression, le tuyau de sortie 35 est raccordé à une canalisation d'évacua tion, le câble sous plomb est connecté à une source appropriée de courant de soudage, et le tuyau 43 est relié à une source de gaz inerte sous pression, tel que de l'hélium, de l'argon ou qu'un autre gaz inerte.
Pour effectuer une soudure, on pousse l'en veloppe 13 vers la pièce à souder, à l'aide d'un bouton de commande du support de chalumeau qui fait tourner un pignon engre nant avec la crémaillère dentée 15, jusqu'à ce que l'arc s'amorce entre l'électrode E et la pièce à soucier. te dispositif moteur est actionné à la vitesse de soudure pour faire avancer l'appareil le long de la ligne de sou dure désirée. Le courant électrique de sou dage passe par le câble sous plomb 34, le tube 10 entourant l'électrode et le tube inter médiaire 12, par la douille 18 et le support 23 jusqu'à l'électrode et enfin à travers l'arc jusqu'à la pièce à souder.
Depuis le tuyau 43, le gaz inerte passe à travers le trou 42 et les perforations 44 mé nagées dans le bloc 30 jusqu'au trou central 31 et, à travers l'espace compris entre le tube 10 et l'électrode, dans le siège conique 20. Depuis ce siège conique, le gaz inerte passe entre les doigts élastiques 24 et, à travers les canaux 27 et les perforations 28, dans l'intérieur de la buse N par laquelle il s'écoule à l'extérieur en un courant annulaire entourant l'arc.
Le fluide réfrigérant passe, à partir du tuyau 38, à travers le raccord 37 et les per forations 39 ménagées dans le bloc 30, dans le tuyau 40 d'entrée qui débouche à l'extré mité inférieure de l'espace annulaire J et cir cule en sens inverse à travers l'espace J jus qu'aux perforations 36 ménagées dans le bloc 30 et au raccord 33 et, de là, autour du câble sous plomb 34, pour sortir à travers le tuyau 35.
Quand l'électrode est usée, on tourne le bouton 50, sans même arrêter le dispositif moteur. On actionne ainsi le manchon 49 qui, par l'intermédiaire de la goupille 47 engagée dans sa fente 48, fait tourner la vis d'avan cement 46 dans l'écrou 45 et fait ainsi avan cer l'électrode pour en compenser l'usure. Quand l'électrode descend, la cheville 47 descend dans la fente 48; le bouton 50 étant maintenu vers le haut, de façon à faire saillie à l'extérieur du capuchon 51, par le man chon 49 qui s'appuie contre l'écrou 45. Ainsi, la longueur totale de l'appareil est indépen dante de la longueur de l'électrode qu'il con tient.