<B>Appareil à souder.</B> La présente invention a pour objet un appareil à souder, à arc électrique protégé par un gaz inerte.
Le procédé de soudure électrique utili sant une électrode ne se consommant pas pen dant le travail et un gaz protecteur tel que l'argon ou l'hélium est bien connu. Il est parfois désirable d'utiliser des électrodes d'apport et, jusqu'ici, on ne disposait d'au cun appareil satisfaisant comprenant une électrode d'apport susceptible d'être avancée d'une manière continue et permettant d'obte nir un arc protégé par un gaz inerte.
Un but de l'invention est. de prévoir un tel appareil, qui soit. maniable et d'une com mande facile.
Un autre but est, de prévoir un tel appa reil dans lequel une électrode est amenée d'une manière continue depuis l'extérieur jusqu'au point d'utilisation, un gaz protec teur étant amené également au point. d'uti lisation.
L'appareil à souder selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un corps présentant une cavité cylindrique, une pièce d'amenée du courant montée dans ladite ca vité et à une certaine distance de la paroi de celle-ci, ladite pièce amenant. le courant à l'électrode et constituant un.
guide pour cette dernière, et formant, dans la cavité -Lui passage annulaire pour le gaz inerte, et une tuyère constituant un prolongement dudit passage et dont la longueur est, égale à plu- sieurs fois le diamètre de l'électrode, le dia mètre intérieur de la tuyère étant tel que la tuyère détermine avec l'électrode un pas sage pour un courant gazeux annulaire dont l'épaisseur à la, sortie de la tuyère est au moins égale à deux fois le diamètre de l'élec trode.
Cet appareil assure le maintien d'une couche protectrice de gaz inerte efficace pour l'arc, le gaz sortant. par un grand orifice simple entourant l'électrode. Le :courant de gaz est canalisé de manière à assurer une protection adéquate en évitant l'entraînement d'air dans le courant. gazeux à la sortie de l'orifice, et de manière à envelopper l'arc.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil objet. de l'invention.
La fig. 1 ;est une vue schématique d'une installation de soudure comprenant l'appareil. La fig. 2 est une coupe longitudinale de l'appareil.
La fig. 3 est une coupe par la. ligne 3 de la. fig. 2.
La fig. -I est une coupe par la ligne -1-.-1 de la fig. 2.
L'installation représentée f fig. 11 com prend une électrode métallique .5 constituée par un fil nu ou recouvert qui se déroule d'un dévidoir 6 monté à. rotation sur un sup port 7, sous l'action de rouleaux 8 entraînés par un moteur 9. La vitesse du moteur est réglée par un régulateur centrifuge 7.0.
L'électrode passe dans un raccord 11 .qui est relié à un conduit flexible 12, de préfé rence un tube constitué par un ruban d'acier enroulé en hélice et recouvert de caoutchouc, et dont le diamètre intérieur est un peu plus grand que le diamètre de l'électrode. Un rac cord 13 prévu sur le raccord 11 constitue un orifice d'admission pour le gaz protecteur, de l'argon ou de l'hélium, provenant d'une source appropriée comme il sera -dit plus loin.
Le conduit flexible 12 est relié à une extrémité de l'appareil à souder 14 compor tant une crosse 15. L'électrode 5 est ainsi amenée d'une manière continue dans l'appa reil à souder jusqu'au point où l'arc s'éta blit. L'arc est produit par le courant prove nant d'un groupe de soudure 16, tel qu'un générateur ou un transformateur de soudure, et amené par un conducteur 17 entouré d'une gaine isolante 18.
Un interrupteur 19 comprenant les con tacts 20 et 21 est prévu dans la crosse 15, et il est relié :à un poussoir 22. Le contact. 20 est relié par un conducteur 23 et, un solé noïde 24 à un conducteur 25 relié à un ré seau d'alimentation. Le contact 21 est relié par un conducteur 26 à un conducteur<B>27</B> relié également au réseau d'alimentation. Un conducteur 28 connecte le conducteur 25 au régulateur 10 et de là, par un conducteur 29, au moteur 9. L'autre pôle du moteur 9 est relié par un conducteur 30 à un inter rupteur 31 qui peut, fermer un -contact. 32 relié au conducteur 27.
Un contact 33 relié au conducteur 25 coopère avec un interrup teur 34 qui est relié par un conducteur 35 à un solénoïde 36. Le :conducteur 37 connecte le solénoïde 36 au conducteur 27. Les inter rupteurs 31 et 34 sont actionnés par le solé noïde 24. Quand ce dernier est excité, par fermeture de l'interrupteur 19, les circuits du moteur 9 et du solénoïde 36 sont fermés.
Le solénoïde 36 actionne une soupape 38 qui con ditionne le courant de gaz protecteur prove nant d'un cylindre 39 et passant. dans un détendeur 40, le gaz arrivant alors au raccord 13 et s'écoulant jusqu'à l'appareil à souder, au point où l'arc s'établit. <B>En</B> actionnant le poussoir 22, l'opérateur peut ainsi comman der l'avance de l'électrode et l'alimentation de gaz.
L'appareil à souder 14 (fig. 2 à 4) com prend un corps 41 en matière isolante, par exemple moulée à la. forme voulue et présen tant une cavité cylindrique. Le conduit 12 pé nètre dans l'ouverture arrière de 1-'appareil à souder et se visse sur un bloc conducteur 4'?. Une pièce conductrice 43 est fixée sur le bloc 42 par une soudure à l'argent ou par tout autre moyen présentant une faible résistance au courant qui est amené par le conducteur 17 maintenu par une vis 44 dans la. pièce conductrice 43.
L'interrupteur 19 est monté dans la crosse 15, et les conducteurs 23 et 26 sont connectés audit interrupteur. Les con ducteurs 23 et 26 sont contenus dans une gaine isolante 45 qui est. placée avec le con ducteur 17 et sa gaine 18 dans une gaine iso lante 46, de manière à faciliter le maniement de l'appareil à souder. La crosse 15 est, fer mée par une plaque 47 fixée par des vis 48 et 49. Une douille isolante 50 est prévue autour de la gaine 46. Un écran 51 est prévu pour protéger la. main de l'opérateur de la chaleur intense dégagée par l'arc..
L'appareil comprend un prolongement 52 en matière isolante vissé en 53 sur le corps 41 et comprenant une tuyère 54 en métal, du cuivre par exemple, comportant. des ailettes 55 pour dissiper la chaleur.
Une pièce 56 d'amenée du courant est vissée dans le bloc 42, le filet étant inter rompu pour former .des canaux 57 à travers lesquels le gaz amené par le conduit 12 entre dans l'espace entourant, la pièce 56. Le pro longement 52 porte une pièce d'écartement :58 qui maintient la pièce 56 dans la. position voulue et qui comporte des canaux 59 pour laisser passer le gaz jusqu'à la tuyère 54.
Le passage pour le gaz s'étendant. de la pièce 58 à la sortie de la. tuyère 54 est uni et a une longueur considérable et, comme le montre la fi-. 2, l'épaisseur de ce passage (c'est-à-dire la distance radiale entre la. pièce 56 et, la paroi extérieure du passage, et la -distance radiale entre l'électrode et cette paroi exté rieure là où la tuyère 54 se prolonge au-delà de l'extrémité de la pièce 56) est supérieure à deux fois le diamètre de l'électrode. Comme il a été dit plus haut, l'appareil comprend comme électrode un fil métallique nu ou re- couvert., d'un type ordinaire.
De telles élec trodes peuvent avoir un diamètre de 1,2<B>à</B> 3,2 mm, et. un orifice de tuyère ayant un dia mètre de 12 nim environ est approprié et as sure la faible vitesse recherchée pour le cou rant gazeux entourant l'électrode à ].'orifice de sortie de la tuyère.
Les canaux 59 prévus dans la pièce d'écartement 58 dirigent le gaz axialement vers la tuyère prolongeant le passage pour le gaz et éliminent ainsi toute rotation ou per turbation dans le courant gazeux qui avait pu se produire dans le passage entre l'extré mité du conduit 12 et la pièce d'écartement 58. Il faut noter que ces canaux 59 se trou vent à la périphérie du passage pour le gaz à l'intérieur du prolongement 52 et. que, par conséquent, le gaz est dirigé axialement. par ces canaux tout au long de la partie périphé rique du passage, de sorte que le courant ga zeux a un régime normal à travers la tuyère.
La longueur du passage pour le gaz compris depuis la pièce d'écartement 58 et l'orifice de sortie de la tuyère est égale à plu sieurs .fois le diamètre de l'électrode et, par sa longueur, ce passage tend à supprimer toute perturbation ou toute rotation du cou rant gazeux avant qu'il atteigne l'orifice de sortie.
Il faut noter aussi que la tuyère 5.1 constitue un prolongement dudit. passage pour le gaz, et que sa longueur est égale à plusieurs fois le diamètre de l'électrode, le diamètre intérieur de la tuyère ayant une va leur telle qu'il assure un courant annulaire du gaz inerte dont l'épaisseur à la sortie de la tuyère est. au moins égale à deux fois le diamètre de l'électrode.
Au point d'entrée de l'électrode 5, le rac- s tord <B>Il</B> (fig. 2) .comprend une douille 60 en caoutehoue tendre et maintenue par un bou chon 61, pour réaliser une connexion étanche aux gaz. Un connecteur 62 sur le conduit 15 est maintenu sur le raccord 11 par un capu chon 63 assurant une connexion étanche aux gaz.
Le diamètre -intérieur du raccord 11, comme celui du conduit 12, est tel qu'il per met le passage du gaz autour de l'électrode quand cette dernière avance et, comme in diqué plus haut, le gaz s'écoule autour de la pièce d'amenée du courant 56 et débouche dans la tuyère 54 entourant. l'électrode pour assurer la. protection. de l'are. Comme il a été dit, le gaz inerte sort de l'appareil à souder par un orifice simple de grande dimension relativement au diamètre de l'électrode. Ce point est essentiel pour que le gaz assure une protection satisfaisante, et le gaz doit être amené à l'orifice de manière à s'écouler avec un régime normal.
Il a été proposé précé demment d'utiliser une tuyère convergente assurant autour de l'électrode un passage pour le gaz dont l'épaisseur n'est pas plus grande que le -diamètre de l'électrode, mais bien qu'une telle tuyère puisse être avanta geuse pour produire un jet. à grande vitesse d'hydrogène ou d'un. autre gaz ou mélange gazeux réducteur, les tuyères à grande vi tesse ne sont pas satisfaisantes quand on veut avoir .une enveloppe de gaz inerte non tour billonnante dans le but d'éviter une amenée d'air dans la zone ,de soudure.
Quand on uti lise un gaz réducteur, l'air entraîné dans le courant gazeux à grande vitesse peut être to léré par suite de l'effet réducteur du gaz amené dans la tuyère. Dans le cas d'une pro tection par gaz inerte cependant, il est né cessaire d'éviter l'entraînement de quantités notables d'air dans le courant gazeux sor tant de la tuyère, et ].'appareil selon l'inven tion donne le résultat désiré en assurant à la sortie de la tuyère un courant gazeux d'une grande section et. ayant -Lui régime normal et une faible vitesse.
L'appareil décrit est relativement léger, il peut. être manié facilement par l'opérateur, et il peut être utilisé dans toutes les posi tions.
<B> Welding apparatus. </B> The present invention relates to a welding apparatus, electric arc protected by an inert gas.
The process of electric welding using an electrode which does not consume during work and a protective gas such as argon or helium is well known. It is sometimes desirable to use filler electrodes and heretofore no satisfactory apparatus has been available which includes a filler electrode capable of being continuously advanced and allowing a steady flow to be obtained. arc protected by inert gas.
An object of the invention is. to provide such a device, which is. handy and easy to control.
Another object is to provide such an apparatus in which an electrode is supplied continuously from the outside to the point of use, a shielding gas also being supplied to the point. of use.
The welding apparatus according to the invention is characterized in that it comprises a body having a cylindrical cavity, a part for supplying the current mounted in said cavity and at a certain distance from the wall thereof, said bringing room. current at the electrode and constituting a.
guide for the latter, and forming, in the cavity - the annular passage for the inert gas, and a nozzle constituting an extension of said passage and the length of which is, equal to several times the diameter of the electrode, the diameter interior of the nozzle being such that the nozzle determines with the electrode a step wise for an annular gas stream whose thickness at the outlet of the nozzle is at least equal to twice the diameter of the electrode.
This apparatus ensures the maintenance of a protective layer of inert gas effective for the arc, the outgoing gas. by a large single hole surrounding the electrode. The: gas stream is channeled in such a way as to ensure adequate protection by preventing the entrainment of air in the stream. gas at the outlet of the orifice, and so as to envelop the arc.
The appended drawing represents, by way of example, one embodiment of the object apparatus. of the invention.
Fig. 1; is a schematic view of a welding installation comprising the apparatus. Fig. 2 is a longitudinal section of the device.
Fig. 3 is a section through the. line 3 of the. fig. 2.
Fig. -I is a section through the line -1 -.- 1 of fig. 2.
The installation shown in fig. 11 com takes a metal electrode .5 formed by a bare or covered wire which unwinds from a reel 6 mounted at. rotation on a support 7, under the action of rollers 8 driven by a motor 9. The speed of the motor is regulated by a centrifugal governor 7.0.
The electrode passes through a connector 11 which is connected to a flexible conduit 12, preferably a tube consisting of a steel tape wound helically and covered with rubber, and whose inside diameter is a little larger than the tube. electrode diameter. A connector 13 provided on the connector 11 constitutes an inlet orifice for the protective gas, argon or helium, coming from a suitable source as will be described below.
The flexible conduit 12 is connected to one end of the welding apparatus 14 comprising a stick 15. The electrode 5 is thus fed continuously into the welding apparatus to the point where the arc s 'was established. The arc is produced by the current coming from a welding group 16, such as a generator or a welding transformer, and brought by a conductor 17 surrounded by an insulating sheath 18.
A switch 19 comprising the contacts 20 and 21 is provided in the stick 15, and it is connected: to a push button 22. The contact. 20 is connected by a conductor 23 and a solenoid 24 to a conductor 25 connected to a supply network. Contact 21 is connected by a conductor 26 to a conductor <B> 27 </B> also connected to the supply network. A conductor 28 connects the conductor 25 to the regulator 10 and from there, through a conductor 29, to the motor 9. The other pole of the motor 9 is connected by a conductor 30 to a switch 31 which can close a -contact. 32 connected to conductor 27.
A contact 33 connected to the conductor 25 cooperates with a switch 34 which is connected by a conductor 35 to a solenoid 36. The: conductor 37 connects the solenoid 36 to the conductor 27. The switches 31 and 34 are actuated by the solenoid 24 When the latter is energized, by closing the switch 19, the circuits of the motor 9 and of the solenoid 36 are closed.
Solenoid 36 actuates a valve 38 which conditions the flow of protective gas from a cylinder 39 and passing. in a regulator 40, the gas then arriving at connection 13 and flowing to the welding device, at the point where the arc is established. <B> By </B> actuating the push-button 22, the operator can thus control the advance of the electrode and the gas supply.
The welding device 14 (Fig. 2 to 4) com takes a body 41 of insulating material, for example molded in the. desired shape and having a cylindrical cavity. The conduit 12 enters the rear opening of the welding device and screws onto a conductor block 4 ′. A conductive part 43 is fixed on the block 42 by a silver solder or by any other means having a low resistance to the current which is brought by the conductor 17 held by a screw 44 in the. conductive part 43.
The switch 19 is mounted in the stick 15, and the conductors 23 and 26 are connected to said switch. The conductors 23 and 26 are contained in an insulating sheath 45 which is. placed with the conductor 17 and its sheath 18 in an insulating sheath 46, so as to facilitate handling of the welding device. The stick 15 is iron mée by a plate 47 fixed by screws 48 and 49. An insulating sleeve 50 is provided around the sheath 46. A screen 51 is provided to protect the. operator's hand from the intense heat given off by the arc.
The apparatus comprises an extension 52 made of insulating material screwed at 53 onto the body 41 and comprising a nozzle 54 made of metal, for example copper, comprising. fins 55 to dissipate heat.
A part 56 for supplying the current is screwed into the block 42, the thread being interrupted to form channels 57 through which the gas supplied by the conduit 12 enters the space surrounding the part 56. The protrusion 52 carries a spacer: 58 which holds the part 56 in the. desired position and which includes channels 59 to allow the gas to pass to the nozzle 54.
Passage for gas extending. from room 58 to the exit of. nozzle 54 is united and has a considerable length and, as shown in fi-. 2, the thickness of this passage (that is to say the radial distance between the part 56 and the outer wall of the passage, and the radial distance between the electrode and this outer wall where the nozzle 54 extends beyond the end of part 56) is greater than twice the diameter of the electrode. As stated above, the apparatus comprises as electrode a bare or covered metal wire, of an ordinary type.
Such electrodes can have a diameter of 1.2 <B> to </B> 3.2 mm, and. a nozzle orifice having a diameter of about 12 nm is suitable and provides the desired low velocity for the gas stream surrounding the electrode at the outlet of the nozzle.
The channels 59 provided in the spacer 58 direct the gas axially towards the nozzle extending the passage for the gas and thus eliminate any rotation or disturbance in the gas stream which may have occurred in the passage between the end of the gas. conduit 12 and the spacer 58. It should be noted that these channels 59 are vented at the periphery of the passage for the gas inside the extension 52 and. that, therefore, the gas is directed axially. through these channels all along the peripheral part of the passage, so that the gas current has a normal regime through the nozzle.
The length of the passage for the gas included from the spacer 58 and the outlet of the nozzle is equal to several times the diameter of the electrode and, by its length, this passage tends to eliminate any disturbance. or any rotation of the gas stream before it reaches the outlet.
It should also be noted that the nozzle 5.1 constitutes an extension of said nozzle. passage for the gas, and that its length is equal to several times the diameter of the electrode, the internal diameter of the nozzle having a value such that it ensures an annular current of the inert gas, the thickness of which at the outlet of the nozzle is. at least equal to twice the diameter of the electrode.
At the entry point of the electrode 5, the connector twists <B> Il </B> (fig. 2). Includes a socket 60 in soft rubber and held by a plug 61, to make a watertight connection. gas. A connector 62 on the conduit 15 is held on the connector 11 by a cap 63 providing a gas-tight connection.
The internal diameter of the connector 11, like that of the conduit 12, is such that it allows the passage of gas around the electrode when the latter advances and, as indicated above, the gas flows around the electrode. current feed part 56 and opens into the surrounding nozzle 54. the electrode to ensure the. protection. of are. As has been said, the inert gas leaves the welding apparatus through a single orifice of large size relative to the diameter of the electrode. This point is essential for the gas to provide satisfactory protection, and the gas must be supplied to the orifice so as to flow at normal speed.
It has been proposed previously to use a converging nozzle providing around the electrode a passage for the gas, the thickness of which is not greater than the -diameter of the electrode, but although such a nozzle can be advantageous to produce a jet. high speed hydrogen or a. other reducing gas or gaseous mixture, the high speed nozzles are not satisfactory when it is desired to have a non-round inert gas envelope of bubbling tower in order to prevent air from being brought into the weld zone.
When a reducing gas is used, the air entrained in the high velocity gas stream can be swirled due to the reducing effect of the gas supplied to the nozzle. In the case of protection by inert gas, however, it is necessary to avoid the entrainment of appreciable quantities of air in the gas stream leaving the nozzle, and the apparatus according to the invention gives the desired result by ensuring at the outlet of the nozzle a gas stream of a large section and. having him normal speed and low speed.
The apparatus described is relatively light, it can. be easily handled by the operator, and it can be used in any position.