CH267743A - Electric arc work method and machine for implementing this method. - Google Patents

Electric arc work method and machine for implementing this method.

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CH267743A
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Zack Michel
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Zack Michel
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/32Accessories
    • B23K9/324Devices for supplying or evacuating a shielding or a welding powder, e.g. a magnetic powder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

  

  Procédé de travail à l'arc électrique et machine pour la mise en ouvre de ce procédé.    La présente invention se rapporte au  travail, c'est-à-dire à la soudure et/ou à la  coupe de métaux au moyen d'un arc élec  trique.  



  Selon une méthode et des dispositions con  nues, on envoie de la vapeur d'eau, de préfé  rence sous pression, dans une électrode de sou  dure spéciale qui comporte     lui    canal inté  rieur. La pression de cette vapeur peut être  relativement faible pour le travail de soudure  et relativement forte pour la coupe. Dans sa  forme d'exécution la plus simple, cette élec  trode est cylindrique et creuse, en charbon  ou, de préférence, en un métal facilement oxy  dable, par exemple en aluminium. La vapeur  d'eau circule     axialement    dans l'électrode et  sort de celle-ci du côté adjacent à la pièce à  traiter. La chaleur produite simultanément  par l'arc électrique et par l'oxydation du mé  tal ou du charbon constituant l'électrode est  suffisante pour provoquer la soudure.

   L'eau  cède son oxygène au métal ou au charbon qui  s'oxyde et l'hydrogène est ainsi libéré. Si la  pression de la vapeur d'eau est suffisante,  l'action calorifique ainsi obtenue est capable  d'éloigner le métal fondu de la pièce à traiter,  de sorte     due    la coupe s'effectue dans de  bonnes conditions.  



       !Afin    d'assurer la continuité de la soudure  ou de la coupe, il est, désirable d'éviter l'usure  par     oxydation    de     l'ajutage    constitué par  l'électrode. Dans ce but, selon le procédé ob  jet de l'invention, on projette     dans    la région    de l'arc, au travers d'un ajutage, une matière  pulvérulente capable d'entretenir une réac  tion chimique exothermique.  



       Cette    matière peut être notamment un  métal oxydable, tel que de l'aluminium ou un  mélange d'un ou de plusieurs métaux,  ou de métaux et d'autres substances,     telles,     due des oxydes métalliques, du char  bon, du soufre ou du phosphore pul  vérisés, etc., c'est-à-dire un mélange de  substances pulvérisées dont une au moins,     fa-          eilement    oxydable, est choisie de façon à pro  duire l'effet voulu, c'est-à-dire     uln    fort déga  gement de chaleur. Elle peut également être  un mélange contenant du métal d'apport.  



  L'invention comprend également une ma  chine pour la mise en     oeuvre    dut procédé. Cette  machine comprend un ajutage et des moyens       pour    projeter une matière pulvérulente à tra  vers cet ajutage. Ces moyens peuvent com  prendre une vis sans fin ou une roue spéciale  à aubes.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution de la ma  chine pour la soudure     et/ou    la coupe, objet de  l'invention.  



  La     fig.    1 en est une élévation, vue de de  vant. c'est-à-dire du côté de l'électrode.  



  La<U>fi-.</U> 2 en est une élévation latérale en  coupe partielle suivant la ligne 2-2 de la       fig.    1.  



  La fi-. 3 est. une coupe horizontale sui  vant la ligne 3--3 de la     fig.    2.      La fig. 4 est un développement de la péri  phérie d'une     partie    de la jante de la roue.  



  La fig. 5 est une coupe longitudinale de  l'électrode.  



  Les fig. 6 et 7 sont des schémas montrant  respectivement l'alimentation de l'électrode et  d'électrodes auxiliaires que peut comprendre  la machine, en courant électrique     biphasé    et  triphasé.  



  Dans la forme d'exécution -représentée aux  fig. 1 à 5, la machine comporte une table 1  destinée à recevoir les pièces à souder ou à  couper. Ces pièces sont représentées par deux       lame;,    métalliques 2 et 3 devant être     réunies     par une ligne de soudure 4. Elles se dépla  cent sur la table 1 dans le     sens    de la flèche<B>f</B>     l.     La table     I.    peut être en matière isolante ou  métallique, auquel cas les pièces en sont sé  parées par une     garniture    isolante 5.  



  Les pièces 2 et 3 sont reliées à l'un des  pôles de la source de courant électrique, par  exemple par une pince 6 (fig. 2).  



  L'autre pôle de cette source est relié en 7       (fig.    1, 2, 5) à     lute    électrode 8. Celle-ci est  métallique et elle est traversée de bout en  bout par un canal longitudinal 9     (fig.    5).  Elle est terminée par un embout 10, vissé sur  sa tige et très résistant, notamment à la cha  leur, de préférence, en tungstène.

   Cet embout  10 est percé d'un petit orifice 11, de forme  quelconque présentant une surface de l'ordre  d'un ou de quelques millimètres carrés, et qui  est raccordé sans saillies ou redents     pâr    un  trou lisse 12 au canal longitudinal lisse 9 de  l'électrode, de manière qu'une particule de  matière parcourant cette électrode dans le  sens de la flèche     f2        (fig.    5) ne puisse venir  buter contre une     surface    d'arrêt quelconque.  



  L'électrode 8 est reliée, par une tubulure  13, en caoutchouc ou en matière     analogue,     permettant notamment un déplacement longi  tudinal, à un raccord 14 qui porte un cafter  cylindrique 15 dans lequel ce raccord dé  bouche tangentiellement     (fig.    2).  



  Le carter cylindrique 15 est fixé à demeure  à la table 1. Il porte une trémie 16 conte  nant de la matière pulvérulente 17, destinée  à être éjectée par l'orifice 11 de l'embout 10    de l'électrode 8. Cette trémie 16 présente à  son extrémité supérieure une ouverture pré  vue pour le remplissage. Cette ouverture est.  munie d'un couvercle 18. Les parois de la  trémie 16 sont suffisamment inclinées pour  permettre à la matière     pulvérulente    de descen  dre par gravité. Un dispositif de brassage 19,  comprenant une rampe hélicoïdale actionnée  par une manivelle 20, permet, de désagréger  les ponts ou autres obstructions qui pour  raient se former.  



  Le fond de la trémie débouche dans le  carter 15 par une ouverture rectangulaire  <I>a b c d</I>     (fig.    4), de     longueur   <I>a b</I>     (fig.    2 et 4)  de l'ordre d'un ou de quelques centimètres  et dont la largeur     h,    également de l'ordre  d'un ou de quelques centimètres, est légère  ment inférieure à celle 12 de la jante     21a     d'une roue 21, montée pour tourner dans le  carter 15. La surface de cette ouverture est  donc de l'ordre d'un ou de quelques centi  mètres carrés., c'est-à-dire suffisante pour assu  rer une alimentation régulière par gravité de  la roue 21 en matière pulvérulente contenue  dans la trémie 16.  



  La roue 21 comprend un moyeu 22,     cla-          veté    sur un arbre rotatif 23, monté dans des  paliers 24, portés par les flasques du carter.  Cet arbre 23 est entraîné à une     grande    vi  tesse, adaptée à la matière pulvérulente utili  sée, par un moteur électrique 25, porté par la.  table 1 et couplé à l'arbre     2").    Lorsqu'une très       grande    vitesse de la roue 21 est, nécessaire.  on peut prévoir un train     d'engrenages    multi  plicateur, intercalé entre le moteur 25 et l'ar  bre 23.  



  La largeur 12 de la jante 20 de la. roue 21  est telle que cette roue tourne dans le carter  15 avec un jeu approprié à. la matière pul  vérulente utilisée. Une première rainure 26,  de profondeur x     (fig.    3) est ménagée dans  cette jante. Les parois latérales de cette rai  nure sont dentées suivant les lignes<I>e f g</I>     lc,   <I>i</I>  <I>... e'<B>f</B> g' A' i'</I>     (fig.    4).

   Les sommets     extérieurs     <I>f h</I>     j   <I>... f'</I>     lz'   <I>j'</I> de ces dentures sont situés au  voisinage des faces latérales de la, jante et  leurs sommets intérieurs<I>e g i ... e' g'</I>     i'    sont si  tués sur deux cercles parallèles et     coaxiaux,         espacés d'une distance     J        (fig.    3 et 4), corres  pondant sensiblement aux dimensions inté  rieures du raccord 14 auquel est branchée  l'électrode 8.

   En outre, les faces très obliques  <I>e f,</I>     g   <I>h, c' f',</I>     g'    h' ... font face au sens de ro  tation de la roue, indiqué par les flèches f 3  <B>(f</B> il-. 2 et     -1).     



  Entre les deux cercles limitant les den  tures à l'intérieur, la rainure 26 est appro  fondie par de petits alvéoles 27, séparés par  des cloisons radiales 28     (fig.    3 et     4-)    formant  des palettes.  



  Le carter<B>15</B> est muni d'un orifice de sor  tie d'air     15a    disposé en amont de la trémie  et il est. prolongé à sa partie inférieure par  une     goulotte    29. Cette boulotte présente un  fond incliné 30 et comporte une     ouverture    de       vidange    fermée par un volet 31.  



  De préférence, en vue d'éviter le passage  du courant à partir de l'électrode 8, par la  matière pulvérulente parcourant cette élec  trode et par la roue 21 et le carter 15 à la  table 1. les surfaces de cette roue, notamment  celles de sa jante 20 et celles du carter 1.5,  sont revêtues d'un vernis ou d'une     autre    cou  che isolante ou faites en matière isolante. Ce  pendant, la mise sous tension, au potentiel de  l'électrode 8, de ces     organes,    et même de la  table 1 serait sans inconvénient sérieux, ce  potentiel étant généralement faible, à condi  tion qu'aucun court-circuit ne     puisse    se pro  duire entre la table 1 et les pièces à travail  ler 2 et 3.  



  Le circuit d'alimentation du moteur 25  est     asservi    au circuit de soudure ou de dé  coupage, muni d'un interrupteur 32 (fi-. 3).  Un enroulement 33, shunté par une résistance  appropriée     33r1    est disposé dans ce circuit de  soudure ou de coupe et actionne un interrup  teur 35, placé dans     1e    circuit 36 d'alimenta  tion du moteur 25 et qui est maintenu ouvert  au repos par un dispositif élastique de rap  pel     3-1.    Ainsi, le moteur n'est. alimenté et la  roue 21 entraînée qu'autant que le courant  circule     entre    l'électrode 8 et les pièce; 2 et 3.  



  lia machine est complétée par un     ajutage     37, muni d'un robinet ou d'un organe ana  logue 38, qui petit être     commandé    par un    relais analogue à celui décrit. Cet     ajutage,          qui    débouche au-dessus des pièces, jute der  rière l'électrode 8, permet d'amener au point  de soudure, si on le désire, de la vapeur d'eau,  de préférence à basse pression (par exemple  1,7 atm.) pour la soudure et à plus haute pres  sion (par exemple 1,2 à 1,5 atm.) pour la  coupe.  



  Le fonctionnement est le suivant: Dès  qu'on ferme l'interrupteur 32 du circuit d'ali  mentation de l'électrode 8, cette électrode est  sous tension par rapport aux pièces 2-3. A  l'aide, par exemple, d'une pièce conductrice,  on établit un court-circuit entre l'électrode  8 et ces pièces, ce qui a pour effet de fermer  aussitôt le circuit d'alimentation du mo  teur 25.  



  La roue 21 est entraînée dans le sens de  la flèche f3     (fig.    2). Cependant, par l'ouver  ture<I>a b c d,</I> la trémie 16 déverse de la ma  tière pulvérulente sur la jante 20. Une partie  de cette matière tombe directement dans les  alvéoles 27, une autre partie tombe au droit  des triangles tels que<I>e f</I>     g,   <I>e' f'</I>     g'.    Par suite  de la rotation très rapide de la roue, les  facettes obliques<I>e f,</I>     g   <I>h ... e' f', g' h' ...</I> ren  contrent les particules en cours de chute et  les projettent vers l'avant et vers le plan mé  dian de la jante, c'est-à-dire vers les alvéoles  27, qui sont ainsi     entièrement    remplis lors  qu'ils franchissent l'arête b c de l'ouverture  do la trémie.

   Le reste des particules tombées  remplit plus ou moins les alvéoles     trianu-          laires   <I>e f</I>     cg   <I>... e' f' g' ...</I> La roue continuant à  tourner, les particules très fines entraînées  sont soumises à une force centrifuge très im  portante en raison de la très grande vitesse  de rotation. de la roue.

   Les particules restées  dans les alvéoles     triangulaires   <I>e f</I>     g   <I>... e' f' g' ... ,</I>  et qui accomplissent d'ailleurs un trajet sans  utilité, y sont retenues contre cette force cen  trifuge par la paroi du carter 15, jusqu'à ce  qu'elles viennent au droit de la     goulotte    29,  où elles sont alors recueillies pour être rever  sées, de temps à autre, dans la trémie 16.

   Par  contre, les particules très fines qui sont tom  bées directement ou qui ont été projetées     dans     les alvéoles 27, passent devant l'entrée tan-      gentielle du raccord 14 et y sont projetées,  à très grande vitesse,     sorts    les actions combi  nées de la force centrifuge qui les décolle du  fond des alvéoles et de la force d'inertie tan  gentielle. La vitesse communiquée à ces fines  poussières est telle qu'elles forment un véri  table jet éjecté avec force, et sans     possibilité     d'accrochage, par l'orifice 11 de l'électrode.

   Il  faut d'ailleurs noter que, dans certains cas,  au cours du fonctionnement de la machine, la  température de l'embout 10 peut devenir telle  que, à certaines vitesses, un véritable jet  liquide de particules fondues est éjecté par  cet embout.  



  Dès le démarrage et par suite de la tem  pérature déjà élevée produite par l'arc électri  que, il se produit une réaction exothermique.  entre les particules oxydables d'aluminium ou  autres contenues dans le jet pulvérulent qui  afflue à grande vitesse et le ou les oxydes  mélangés à ces particules, ou l'oxygène de la  vapeur d'eau admise par     l'ajutage    37. La for  mation d'alumine, par exemple, entraîne une  élévation considérable de la température et  contribue ainsi puissamment à assurer une  grande rapidité de soudure ou de coupe et la  continuité de la réaction exothermique après  démarrage, tout en     permettant    d'abaisser l'in  tensité du courant électrique.

   Il s'agit donc  d'une véritable opération     électro-aluminother-          mique,    sans usure appréciable de l'ajutage.  



  Comme on vient de le dire, dans le cas  d'admission de vapeur d'eau par l'ajutage<B>37,</B>  l'oxygène de cette vapeur d'eau se combine  immédiatement aux poudres oxydables et l'hy  drogène qui reste s'élève au-dessus du point  de soudure, formant une couche protectrice  autour de celui-ci et brûlant finalement à une  petite distance de ce point. Dans le cas de  la coupe, l'hydrogène aide, par sa pression, à  produire la fente.  



  Comme on l'a vu, l'ajutage peut être uti  lisé conjointement avec une arrivée de vapeur  d'eau sous pression. Par exemple, la vapeur  d'eau est amenée sur la pièce à traiter par  un tube creux relié au récipient où elle est  produite, au voisinage du bout de l'ajutage,  de préférence, en arrière de celui-ci par rap-    port au sens du mouvement.

       11    cet effet, le  tuyau amenant la vapeur d'eau peut     être    re  lié, d'une façon fixe ou réglable, au dispositif  (pince à électrode)     servant    à     gi1ider        l'ajutage,     de façon à former un angle aigu avec     celui-          ci.    Cet agencement est particulièrement in  téressant pour la coupe, le métal à haute tem  pérature étant non seulement fondu par l'arc  et la réaction exothermique, mais encore  brûlé, au moins en partie, par combinaison  avec l'oxygène de la vapeur d'eau, puis éloi  gné par la vapeur d'eau sous     pression.    L'ad  mission de la vapeur peut être réglée par un  relais,

   de sorte qu'elle ne soit admise que lors  que la machine est en action. On peut égale  ment agencer le tuyau     d'amenée    de     vapeur          d'eau    de telle façon que la vapeur même en  traîne la matière pulvérisée et, dans ce cas,  on peut supprimer les moyens mécaniques dé  crits et prévus pour projeter cette matière.  



  Le dispositif décrit     permet    de réduire pra  tiquement autant qu'on le désire l'orifice  d'éjection et, par     conséquent,    d'obtenir une  ligne de travail très fine, malgré un débit. de  matière pulvérulente important. Il     permet     également d'éjecter cette matière     pulvérulente     (qui peut éventuellement. fondre dès sa sortie  de l'électrode) avec une force considérable, ce  qui a pour effet une pénétration puis pro  fonde dans les pièces en travail et une liaison  phis intime des pièces     réunie#    dans le cas de  la soudure, et, dans le cas de la coupe, une  vitesse et une finesse de coupe accrues.

   De  plus, la vitesse d'éjection     obtenue        e,#,t    supé  rieure à la vitesse de     propagation    vers l'ar  rière de la réaction exothermique, et tout  danger d'explosion dans l'appareil est ainsi  supprimé.  



  Dans certains cas, notamment avec     du     courant     biphaçs    ou triphasé,     l'électrode    8  peut être combinée avec une     deuxième    élec  trode 39, de préférence en tungstène     (fig.    6).  



  Or, peut également faire arriver la. ma  tière pulvérulente par un     ajutage    Sri, ne ser  vant pas d'électrode et de préférence relié à.  la masse, et combiné avec une seule électrode  oui avec deux électrodes 40 et 41 (fi-.<B>7),</B> de  préférence en tungstène.      Les électrodes peuvent être fiées dans un  bloc en matière réfractaire qu'elles traversent,  l'ajutage étant alors constitué par le bloc lui  même qui comporte une ouverture pour l'éjec  tion de la matière pulvérulente, ou par un  petit tuyau ajusté dans ce bloc.  



  Les parois latérales de la rainure 26 peu  vent avoir un autre tracé que celui en zigzag  décrit et représenté. Selon une variante, les  dentures en zigzag de la rainure 26 peuvent  être     supprimées,    la jante ne comportant alors  (lue les     alvéoles    séparés par des palettes. Pour  la soudure à la main, l'électrode 3 peut être  prolongée par un tube     flexible.  



  Electric arc working process and machine for implementing this process. The present invention relates to work, that is to say to welding and / or cutting of metals by means of an electric arc.



  According to a known method and arrangements, steam is sent, preferably under pressure, into a special hard solder electrode which has its internal channel. The pressure of this vapor can be relatively low for welding work and relatively high for cutting. In its simplest embodiment, this electrode is cylindrical and hollow, made of carbon or, preferably, of an easily oxidizable metal, for example aluminum. The water vapor circulates axially in the electrode and leaves the latter on the side adjacent to the part to be treated. The heat produced simultaneously by the electric arc and by the oxidation of the metal or carbon constituting the electrode is sufficient to cause the weld.

   The water gives up its oxygen to the metal or the carbon which oxidizes and the hydrogen is thus released. If the pressure of the water vapor is sufficient, the calorific action thus obtained is able to move the molten metal away from the part to be treated, so due to the cutting is carried out under good conditions.



       In order to ensure the continuity of the weld or of the cut, it is desirable to avoid wear by oxidation of the nozzle formed by the electrode. For this purpose, according to the object process of the invention, is projected into the region of the arc, through a nozzle, a pulverulent material capable of sustaining an exothermic chemical reaction.



       This material may in particular be an oxidizable metal, such as aluminum or a mixture of one or more metals, or of metals and other substances, such, due to metal oxides, carbon, sulfur or carbon. pulverized phosphorus, etc., that is to say a mixture of pulverized substances of which at least one, easily oxidizable, is chosen so as to produce the desired effect, that is to say a strong exotherm. It can also be a mixture containing filler metal.



  The invention also comprises a machine for implementing the method. This machine comprises a nozzle and means for projecting a pulverulent material through this nozzle. These means may include an endless screw or a special paddle wheel.



  The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine for welding and / or cutting, object of the invention.



  Fig. 1 is an elevation, seen from the front. that is to say on the side of the electrode.



  The <U> fi-. </U> 2 is a side elevation in partial section taken along line 2-2 of FIG. 1.



  The fi-. 3 is. a horizontal section along line 3--3 of fig. 2. FIG. 4 is a development of the periphery of part of the rim of the wheel.



  Fig. 5 is a longitudinal section of the electrode.



  Figs. 6 and 7 are diagrams showing respectively the supply of the electrode and of auxiliary electrodes which the machine can comprise, in two-phase and three-phase electric current.



  In the embodiment -represented in FIGS. 1 to 5, the machine comprises a table 1 intended to receive the parts to be welded or cut. These parts are represented by two blades ;, metal 2 and 3 to be joined by a weld line 4. They move on the table 1 in the direction of the arrow <B> f </B> l. Table I. can be made of insulating or metallic material, in which case the parts are separated from it by an insulating gasket 5.



  Parts 2 and 3 are connected to one of the poles of the electric current source, for example by a clamp 6 (fig. 2).



  The other pole of this source is connected at 7 (fig. 1, 2, 5) to the electrode 8. This is metallic and is crossed from end to end by a longitudinal channel 9 (fig. 5). It ends with a tip 10, screwed onto its rod and very resistant, in particular to heat, preferably made of tungsten.

   This end piece 10 is pierced with a small orifice 11, of any shape having a surface area of the order of one or a few square millimeters, and which is connected without protrusions or cusps by a smooth hole 12 to the smooth longitudinal channel 9 of the electrode, so that a particle of material passing through this electrode in the direction of arrow f2 (fig. 5) cannot come up against any stop surface.



  The electrode 8 is connected, by a tubing 13, made of rubber or similar material, allowing in particular a longitudinal displacement, to a connector 14 which carries a cylindrical cafter 15 in which this connector opens tangentially (FIG. 2).



  The cylindrical casing 15 is permanently fixed to the table 1. It carries a hopper 16 containing the pulverulent material 17, intended to be ejected through the orifice 11 of the tip 10 of the electrode 8. This hopper 16 has at its upper end a pre-seen opening for filling. This opening is. provided with a cover 18. The walls of the hopper 16 are sufficiently inclined to allow the pulverulent material to descend by gravity. A stirring device 19, comprising a helical ramp actuated by a crank 20, makes it possible to break up bridges or other obstructions which could form.



  The bottom of the hopper opens into the housing 15 through a rectangular opening <I> abcd </I> (fig. 4), of length <I> ab </I> (fig. 2 and 4) of the order of d 'one or a few centimeters and the width h, also of the order of one or a few centimeters, is slightly less than that 12 of the rim 21a of a wheel 21, mounted to rotate in the housing 15. The area of this opening is therefore of the order of one or a few hundred square meters, that is to say sufficient to ensure a regular supply by gravity of the wheel 21 of powdered material contained in the hopper 16. .



  The wheel 21 comprises a hub 22, keyed on a rotary shaft 23, mounted in bearings 24, carried by the flanges of the housing. This shaft 23 is driven at a high speed, adapted to the pulverulent material used, by an electric motor 25, carried by the. table 1 and coupled to the shaft 2 "). When a very high speed of the wheel 21 is required, a multi-folding gear train can be provided, interposed between the motor 25 and the shaft 23.



  The width 12 of the rim 20 of the. wheel 21 is such that this wheel rotates in the housing 15 with a clearance appropriate to. the pulverulent material used. A first groove 26, of depth x (FIG. 3) is formed in this rim. The side walls of this groove are toothed along the lines <I> efg </I> lc, <I> i </I> <I> ... e '<B> f </B> g' A ' i '</I> (fig. 4).

   The outer vertices <I> fh </I> j <I> ... f '</I> lz' <I> j '</I> of these toothings are located in the vicinity of the side faces of the rim and their interior vertices <I> egi ... e 'g' </I> i 'are if killed on two parallel and coaxial circles, spaced by a distance J (fig. 3 and 4), substantially corresponding to the internal dimensions of the connector 14 to which the electrode 8 is connected.

   In addition, the very oblique faces <I> ef, </I> g <I> h, c 'f', </I> g 'h' ... face the direction of rotation of the wheel, indicated using the arrows f 3 <B> (f </B> il-. 2 and -1).



  Between the two circles limiting the den tures inside, the groove 26 is deepened by small cells 27, separated by radial partitions 28 (Fig. 3 and 4-) forming pallets.



  The housing <B> 15 </B> is provided with an air outlet orifice 15a disposed upstream of the hopper and it is. extended at its lower part by a chute 29. This bowl has an inclined bottom 30 and has a drain opening closed by a flap 31.



  Preferably, in order to prevent the passage of current from the electrode 8, by the pulverulent material passing through this electrode and by the wheel 21 and the casing 15 to the table 1. the surfaces of this wheel, in particular those of its rim 20 and those of the casing 1.5, are coated with a varnish or another insulating layer or made of insulating material. However, the energization, at the potential of the electrode 8, of these components, and even of the table 1 would be without serious inconvenience, this potential being generally low, on condition that no short-circuit can occur. between table 1 and workpieces 2 and 3.



  The motor power supply circuit 25 is slaved to the welding or cutting circuit, provided with a switch 32 (fig. 3). A winding 33, shunted by an appropriate resistor 33r1 is arranged in this welding or cutting circuit and actuates a switch 35, placed in the circuit 36 for supplying the motor 25 and which is kept open at rest by an elastic device. rap pel 3-1. So the engine is. powered and the wheel 21 driven as long as the current flows between the electrode 8 and the parts; 2 and 3.



  The machine is completed by a nozzle 37, provided with a valve or a similar member 38, which can be controlled by a relay similar to that described. This nozzle, which opens above the parts, jute behind the electrode 8, makes it possible to bring to the welding point, if desired, water vapor, preferably at low pressure (for example 1, 7 atm.) For welding and at higher pressure (eg 1.2 to 1.5 atm.) For cutting.



  The operation is as follows: As soon as the switch 32 of the supply circuit for the electrode 8 is closed, this electrode is under voltage with respect to parts 2-3. Using, for example, a conductive part, a short-circuit is established between the electrode 8 and these parts, which has the effect of immediately closing the supply circuit of the motor 25.



  The wheel 21 is driven in the direction of arrow f3 (fig. 2). However, through the opening <I> abcd, </I> the hopper 16 pours powdered material onto the rim 20. A part of this material falls directly into the cells 27, another part falls in line with the triangles such as <I> ef </I> g, <I> e 'f' </I> g '. As a result of the very rapid rotation of the wheel, the oblique facets <I> ef, </I> g <I> h ... e 'f', g 'h' ... </I> meet the particles in the course of fall and project them forwards and towards the median plane of the rim, that is to say towards the cells 27, which are thus completely filled when they cross the edge bc of the opening of the hopper.

   The rest of the fallen particles more or less fill the trianular alveoli <I> ef </I> cg <I> ... e 'f' g '... </I> As the wheel continues to turn, the particles very fine driven are subjected to a very large centrifugal force due to the very high speed of rotation. of the wheel.

   The particles which have remained in the triangular cells <I> ef </I> g <I> ... e 'f' g '..., </I> and which, moreover, accomplish a path of no use, are retained there against this cen trifuge force by the wall of the housing 15, until they come to the right of the chute 29, where they are then collected to be seen, from time to time, in the hopper 16.

   On the other hand, the very fine particles which are dropped directly or which have been projected into the cells 27, pass in front of the tangential inlet of the fitting 14 and are projected there at very high speed, sorting out the combined actions of the centrifugal force which detaches them from the bottom of the cells and the tangential inertia force. The speed communicated to these fine dusts is such that they form a real jet ejected with force, and without the possibility of catching, through the orifice 11 of the electrode.

   It should also be noted that, in certain cases, during operation of the machine, the temperature of the nozzle 10 may become such that, at certain speeds, a real liquid jet of molten particles is ejected by this nozzle.



  Upon start-up and as a result of the already high temperature produced by the electric arc, an exothermic reaction takes place. between the oxidizable particles of aluminum or others contained in the pulverulent jet which flows at high speed and the oxide (s) mixed with these particles, or the oxygen of the water vapor admitted through the nozzle 37. The formation of alumina, for example, causes a considerable rise in temperature and thus contributes powerfully to ensuring a high speed of welding or cutting and the continuity of the exothermic reaction after start-up, while making it possible to lower the intensity of the electric current .

   It is therefore a true electro-aluminothermic operation, without appreciable wear of the nozzle.



  As we have just said, in the case of admission of water vapor through the nozzle <B> 37, </B> the oxygen of this water vapor combines immediately with the oxidizable powders and the hy The remaining drogen rises above the weld point, forming a protective layer around it and eventually burning a small distance from that point. In the case of cutting, hydrogen helps, by its pressure, to produce the slit.



  As we have seen, the nozzle can be used in conjunction with an inlet of pressurized steam. For example, the water vapor is brought to the part to be treated by a hollow tube connected to the container where it is produced, near the end of the nozzle, preferably behind the latter with respect to the nozzle. sense of movement.

       For this purpose, the pipe carrying the water vapor can be connected, in a fixed or adjustable manner, to the device (electrode clamp) serving to guide the nozzle, so as to form an acute angle with it. . This arrangement is particularly interesting for cutting, the metal at high temperature being not only melted by the arc and the exothermic reaction, but also burnt, at least in part, by combination with the oxygen of the water vapor. , then removed by pressurized water vapor. The steam supply can be regulated by a relay,

   so that it is only admitted when the machine is in action. It is also possible to arrange the water vapor supply pipe in such a way that the vapor itself drags the pulverized material therefrom and, in this case, the mechanical means described and provided for spraying this material can be omitted.



  The device described makes it possible to reduce the ejection orifice practically as much as desired and, consequently, to obtain a very fine working line, despite a flow rate. of important powdery material. It also makes it possible to eject this pulverulent material (which may possibly melt as soon as it leaves the electrode) with considerable force, which has the effect of penetrating then deep into the working parts and a tight bond between the parts. combined # in the case of welding, and, in the case of cutting, increased speed and smoothness of cut.

   In addition, the ejection speed obtained e, #, t greater than the speed of rearward propagation of the exothermic reaction, and any danger of explosion in the device is thus eliminated.



  In certain cases, in particular with two-phase or three-phase current, the electrode 8 can be combined with a second electrode 39, preferably made of tungsten (fig. 6).



  Or, can also cause the. powdery material by a Sri nozzle, not serving as an electrode and preferably connected to. ground, and combined with a single electrode yes with two electrodes 40 and 41 (fi-. <B> 7), </B> preferably made of tungsten. The electrodes can be placed in a block of refractory material which they pass through, the nozzle then being formed by the block itself which has an opening for the ejection of the pulverulent material, or by a small pipe fitted in this block. .



  The side walls of the groove 26 may have a different path than the zigzag one described and shown. According to a variant, the zigzag teeth of the groove 26 can be omitted, the rim then not comprising (read the cells separated by pallets. For hand welding, the electrode 3 can be extended by a flexible tube.

 

Claims (1)

REVENDICATION I: Procédé de travail à l'arc électrique, ca ractérisé en ce qu'on projette dans la région de cet arc, au travers d'un ajutage, une ma tière pulvérulente capable d'entretenir une réaction chimique exothermique. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé de soudure selon la revendica tion I, caractérisé en ce que ladite matière est utilisée conjointement avec un courant de vapeur d'eau. 2. Procédé (le coupe selon la revendica tion 1, caractérisé en ce que ladite matière est utilisée conjointement avec un courant de va peur d'eau. 3. CLAIM I: Method of working with an electric arc, ca ractérisé in that one projects in the region of this arc, through a nozzle, a powdery material capable of sustaining an exothermic chemical reaction. SUB-CLAIMS: 1. Welding process according to claim I, characterized in that said material is used in conjunction with a stream of water vapor. 2. A method (the cutting according to claim 1, characterized in that said material is used in conjunction with a vapor stream of water. Procédé de soudure selon la revendica tion I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière fournit, par une réac tion chimique exothermique, de la chaleur .supplémentaire en quantité plus grande que ne le fait la vapeur d'eau. 4. Procédé de coupe selon la revendication 1 et la sous-revendication 2, caractérisé en ce quo ladite matière fournit, par une réaction chimique exothermique, de la chaleur supplé mentaire en quantité phis grande que ne le fait la vapeur d'eau. 5. Procédé de soudure selon la revendica tion I et les sous-revendications 1 et 3, carac térisé en ce que ladite matière pulvérulente fournit, en outre, du métal d'apport. 6. Welding process according to claim I and sub-claim 1, characterized in that said material provides, by an exothermic chemical reaction, additional heat in a quantity greater than does water vapor. 4. Cutting method according to claim 1 and sub-claim 2, characterized in that said material provides, by an exothermic chemical reaction, additional heat in a greater amount than does water vapor. 5. Welding process according to claim I and sub-claims 1 and 3, charac terized in that said pulverulent material further provides filler metal. 6. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on utilise ledit ajutage comme électrode. 7. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise ledit ajutage comme électrode, en com binaison avec au moins une électrode supplé mentaire. S. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on. utilise ledit ajutage et au moins une électrode. REVENDICATION II: Machine pour la mise en ouvre du pro cédé selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comprend un ajutage et des. moyens pour éjecter une matière pulvérulente à tra vers, cet ajutage. SOUS-REVENDICATIONS: 9. A method according to claim I, characterized in that said nozzle is used as an electrode. 7. Method according to claim I and sub-claim 6, characterized in that said nozzle is used as an electrode, in combination with at least one additional electrode. S. The method of claim I, characterized in that. uses said nozzle and at least one electrode. CLAIM II: Machine for implementing the process according to claim I, characterized in that it comprises a nozzle and. means for ejecting a pulverulent material through this nozzle. SUB-CLAIMS: 9. Machine selon la revendication II, ca ractérisée en ce que lesdits moyens compren nent une roue disposée pour tourner dans un carter cylindrique fixe qui l'entoure et au quel est raccordé l'ajutage, et un dispositif prévu pour amener ladite matière pulvéru lente sur la jante de cette roue. 1.0. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une trémie d'alimentation disposée au-dessus de la roue et de laquelle la matière pulvérulente s'écoule sur la jante de celle-ci. 11. Machine selon la revendication II et les sous-revendications 9 et 10, caractérisée en ce que la section de l'orifice de sortie de la trémie est supérieure à celle du trou de l'ajutage. 12. Machine according to Claim II, characterized in that said means comprise a wheel arranged to rotate in a fixed cylindrical casing which surrounds it and to which the nozzle is connected, and a device provided for supplying said slow powdered material onto the nozzle. rim of this wheel. 1.0. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that it comprises a feed hopper disposed above the wheel and from which the pulverulent material flows over the rim of the latter. 11. Machine according to claim II and sub-claims 9 and 10, characterized in that the section of the outlet of the hopper is greater than that of the hole of the nozzle. 12. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce que la roue est munie de palettes. 13. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce que la jante de ladite roue présente des alvéoles médians disposés de façon à passer devant une embouchure d'alimentation de l'ajutage et des moyens de guidage pour ramener vers ces alvéoles tout ou partie de la matière pul- vérulente tombant de la trémie sur la jante, en dehors de ces alvéoles,. 14. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that the wheel is provided with pallets. 13. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that the rim of said wheel has median cells arranged so as to pass in front of a supply mouth of the nozzle and guide means for returning towards these cells all or part of the pulverulent material falling from the hopper onto the rim, outside these cells ,. 14. Machine selon la revendication II et les sous-revendications 9 et 13, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage sont cons titués par des alvéoles latéraux présentant des faces inclinées par rapport au plan de la roue, tournées vers l'avant dans le sens de rotation de celle-ci, et destinées à projeter vers lesdits alvéoles médians les particules tombant de la trémie. 15. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce qu'un orifice de sortie d'air est ménagé dans la paroi dudit carter. 16. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une goulotte disposée sous le carter pour recevoir la matière tombée sur la roue et n'ayant pas pénétré dans l'ajutage. 17. Machine according to Claim II and sub-claims 9 and 13, characterized in that said guide means are constituted by lateral cells having faces inclined with respect to the plane of the wheel, facing forward in the direction of rotation thereof, and intended to project the particles falling from the hopper towards said median cells. 15. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that an air outlet orifice is formed in the wall of said housing. 16. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that it comprises a chute arranged under the casing to receive the material which has fallen on the wheel and which has not entered the nozzle. 17. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce que la roue est entrainée par un moteur électrique alimenté par l'intermédiaire d'un interrup teur actionné par un relais électromagnétique, contrôlé par le circuit électrique aboutissant à au moins une électrode que comprend la ma chine, de manière que ce moteur soit toujours alimenté lorsque du courant passe par au moins une desdites électrodes et alors seule ment. 18. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce que ledit carter est isolé d'une table de travail que comprend cette machine. 19. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that the wheel is driven by an electric motor supplied via a switch actuated by an electromagnetic relay, controlled by the electric circuit leading to at least one electrode which the machine comprises, so that this motor is always supplied when current passes through at least one of said electrodes and then only. 18. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that said housing is isolated from a work table that this machine comprises. 19. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 9, caractérisée en ce qu'une partie au moins de la roue et du car ter est recouverte d'un revêtement, isolant. 20. Machine selon la revendication II, ca ractérisée en ce que ledit ajutage est consti tué par une électrode tubulaire que comprend la machine. 21. Machine selon la revendication II et la sous-revendication 20, caractérisée en ce que ladite électrode comprend un embout fixé à son extrémité de travail. 22. Machine selon la revendication II, ca ractérisée en ce que ledit ajutage est relié à au moins une électrode que comprend la ma chine. 23. Machine according to claim II and sub-claim 9, characterized in that at least part of the wheel and of the housing is covered with an insulating coating. 20. Machine according to claim II, characterized in that said nozzle is constituted by a tubular electrode which the machine comprises. 21. Machine according to claim II and sub-claim 20, characterized in that said electrode comprises a tip fixed to its working end. 22. Machine according to claim II, ca acterized in that said nozzle is connected to at least one electrode that comprises the machine. 23. Machine selon la revendication II, ca ractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un ajutage auxiliaire, des moyens d'alimenta tion de cet ajutage en vapeur d'eau sous pres sion et des moyens de commande prévins pour interrompre l'alimentation de cet ajutage en vapeur d'eau. Machine according to Claim II, characterized in that it further comprises an auxiliary nozzle, means for supplying this nozzle with pressurized water vapor and control means for interrupting the supply. of this nozzle in water vapor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE962029C (en) * 1953-05-31 1957-04-18 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Safety coupling
FR2536515A1 (en) * 1982-11-19 1984-05-25 Neuvonen Kai INSTALLATION FOR DRYING AND / OR STORING SOLDERING POWDER OR SIMILAR PRODUCT

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