Appareil pour souder un tube à une plaque La présente invention a pour objet un appareil pour souder un tube à une plaque, notamment pour souder automatiquement un tube à une plaque tubulaire.
Jusqu'à présent, les appareils à souder automa tiques utilisés dans ce but sont relativement grands, encombrants et, par conséquent, difficiles à manier. De plus, ces appareils connus ne conviennent pas pour former un joint soudé entre un tube de paroi relativement mince et une plaque tubulaire relative ment épaisse, de résistance et de sécurité élevée.
La nécessité de fournir une soudure de résistance élevée et sans défaut est d'une importance particulière dans des échangeurs de chaleur recevant des fluides à haute pression ou des fluides qui sont dangereux lorsqu'ils coulent dans d'autres fluides. Le problème principal rencontré dans la production d'une sou dure de résistance élevée entre un tube à paroi rela tivement mince et une plaque tubulaire relativement épaisse, est l'application d'une chaleur suffisante pour effectuer la fusion de la matière du tube et de la matière de la plaque tubulaire sans traverser la paroi du tube adjacente au point de soudure.
Un autre problème dans la production d'une soudure à haute résistance apparaît du fait du film d'oxydation qui se forme sur le métal de soudure en fusion lors du contact avec l'air, cette action oxydante con duisant à une porosité de la soudure et, par là, à un joint de soudure peu résistant.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et l'appareil à souder qui en fait l'objet comprend un tube conducteur de l'électricité supporté dans une enveloppe et portant une électrode, située à l'exté rieur de cette enveloppe, de manière qu'elle soit dé- calée par rapport à l'axe longitudinal du tube, un dispositif de connexion pour l'amenée de courant électrique audit tube conducteur, un arbre de sup port monté dans l'enveloppe et traversant le tube conducteur dont il est isolé électriquement, et un mécanisme pour faire tourner le tube conducteur autour dudit arbre de manière à déplacer l'électrode suivant un parcours circulaire autour du tube à sou der, et est caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble de guidage porté par l'arbre de support,
cet ensemble étant agencé de manière à venir en prise avec le tube à souder et à supporter l'appareil de façon que l'électrode soit convenablement espacée de la plaque et du tube à souder.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'un appareil à souder en position de soudure et présentant des parties brisées pour faire apparaître certains détails.
La fig. 2 est une coupe longitudinale à travers la partie supérieure de cet appareil à souder.
La fig. 2A est une coupe longitudinale à travers la partie médiane de cet appareil à souder.
La fig. 2B est une coupe longitudinale à travers la partie inférieure de cet appareil à souder.
La fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 2A.
La fig. 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la fig. 2A. La fig. 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la fig. 2A.
La fig. 6 est une coupe par la ligne 6-6 de la fig. 2B.
La fig. 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la fig. 2B. L'appareil à souder représenté comprend une enveloppe 10 comportant une partie supérieure 11, une partie intermédiaire 12 et une partie inférieure 13. La partie supérieure 11 est un organe cylindrique creux conducteur de l'électricité, ouvert à son extré mité inférieure et fermé à son extrémité supérieure par une paroi 14. La paroi 14 est percée centrale- ment d'un orifice fileté 15 agencé de manière à rece voir une vis de réglage 16.
L'extrémité inférieure 17 de la partie 11 a un diamètre intérieur plus grand que le diamètre intérieur du reste de la partie 11 pour former un épaulement annulaire intérieur 18. L'extrémité 17 est filetée intérieurement jusqu'en un point espacé de l'épaulement 18. La partie inter médiaire 12 est un organe cylindrique creux, ouvert aux deux extrémités et de mêmes diamètres intérieur et extérieur que la partie 11. La partie 12 présente une extrémité supérieure 19 de diamètre extérieur réduit pour former un épaulement extérieur 20, l'extrémité 19 étant filetée extérieurement. L'extré mité inférieure 21 de la partie 12 est filetée intérieu rement.
Comme représenté aux fig. 2A et 2B, la partie inférieure 13 est un organe cylindrique creux, ouvert aux deux extrémités et de diamètres extérieur et intérieur légèrement plus petits que les parties 11 et 12. L'extrémité supérieure 22 (fig. 2A) de la par tie 13 est filetée extérieurement tandis que l'extré mité inférieure 23 (fig. 2B) est de diamètre réduit et filetée extérieurement pour recevoir un écran déflecteur de gaz 24.
La partie intermédiaire 12 et la partie inférieure 13 sont constituées en une ma tière diélectrique appropriée telle que, par exemple, de la bakélite (marque déposée) renforcée, dont le but sera expliqué ci-après.
La partie supérieure 11 et la partie intermédiaire 12 sont assemblées en faisant tourner l'extrémité filetée 19 de la partie intermédiaire 12 dans l'extré mité filetée 17 de la partie 11 jusqu'à ce que l'extré mité inférieure de cette partie 11 bute contre l'épau lement 20 de la partie 12.
La partie inférieure 13 est jointe à la partie intermédiaire 12 en faisant tour ner l'extrémité filetée 22 de la partie inférieure 13 dans l'extrémité 21 de la partie intermédiaire 12 jus qu'à ce que l'extrémité inférieure de la partie 12 bute contre une bride extérieure 26 qui est disposée au voisinage immédiat de l'extrémité filetée supé rieure de la partie inférieure 13.
Un organe tubulaire 27 en une matière conduc trice de l'électricité, par exemple en cuivre, et que l'on désignera par la suite par tube conducteur , est disposé coaxialement dans l'enveloppe 10. Le tube conducteur 27 présente un diamètre extérieur sensiblement plus petit que le diamètre intérieur de l'enveloppe 10 et est relié à son extrémité supérieure à un bloc d'espacement 28 (fig. 2A) qui est en ma tière diélectrique, par exemple en bakélite ren forcée.
Le bloc d'espacement 28 présente un alésage 29 dont une partie 30 de plus grand diamètre est desti née à recevoir l'extrémité du tube conducteur 27. Le bloc d'espacement 28 s'adapte de façon étroite mais librement dans l'extrémité supérieure de la partie 12 de l'enveloppe 10, ce bloc présentant une extrémité inférieure 31 de diamètre réduit qui s'adapte étroite ment mais librement dans une ouverture circulaire formée par une bride annulaire inférieure 32 de la partie 12.
Un palier cylindrique 33 (fig. 2A) présentant un alésage central 34 et une extrémité 35 à bride s'éten dant vers l'extérieur, est fixé par cette extrémité 35 au bloc d'espacement 28 par des vis 36 réparties sur la périphérie. Un roulement à billes 37 est dis posé sur le palier 33 ; il est adjacent à la bride 35 et bute par sa bague extérieure contre l'épaulement 18 de la partie 11. Immédiatement au-dessus du rou lement à billes 37, un engrenage conique 38 est fixé au palier 33 par une cheville ou goupille 39. L'extré mité supérieure du palier 33 est filetée pour recevoir un écrou de retenue 40 qui bute contre l'engrenage conique 38. Un pignon conique 41 est disposé dans la partie 11 de l'enveloppe 10 en position d'engrè nement avec l'engrenage conique 38.
Comme repré senté à la fig. 3, le pignon 41 est fixé à l'extrémité d'un arbre d'entraînement 42 qui est supporté dans un palier 43. Ce palier 43 présente une partie filetée 44 destinée à tourner dans une ouverture filetée mé nagée dans la paroi de la partie 11. Une rondelle de butée 45 est intercalée entre le pignon 41 et le palier 43. L'extrémité de l'arbre d'entraînement 42 opposée à l'extrémité portant le pignon 41 est reliée, par exemple au moyen d'un câble flexible, à un mo teur non représenté.
Comme représenté à la fig. 2A, la tige 46 de la vis de réglage 16 est partiellement filetée pour four nir une extrémité lisse 47 qui s'étend dans l'alésage 34 du palier 33. La vis 16 présente un alésage cen tral 48 qui s'étend à travers la tige 46 et la tête moletée 49 de celle-ci.
Le tube conducteur 27 a une longueur telle qu'il s'étend à partir du bloc d'espacement 28 à travers l'enveloppe jusqu'en un point situé légèrement au- delà de l'extrémité inférieure 23 de la partie 13. Comme représenté à la fig. 2B, l'extrémité inférieure du tube conducteur 27 est filetée extérieurement en 50 pour recevoir et supporter un support d'élec trode 51.
Le support d'électrode 51 comprend un organe cylindrique 52 présentant un alésage axial 53 qui le traverse et une extrémité 54 de diamètre réduit qui est formée excentriquement par rapport à l'axe lon gitudinal de l'organe 52, comme représenté à la fig. 6. L'organe 52 présente un filet intérieur et est fixé au tube conducteur 27 par vissage sur son extrémité filetée jusqu'à ce que l'extrémité de ce tube bute contre une douille 56 qui est ajustée à la presse concentriquement dans l'organe 52 avec l'extrémité inférieure contre un épaulement annulaire intérieur 57. Un collier fendu 58 est monté sur l'extrémité 54 de diamètre réduit de l'organe 52.
Comme représenté à la fig. 6, le collier 58 est fendu en 59 et muni d'une paire d'oreilles adjacentes 60, 61. Les oreilles 60 et 61 présentent chacune un trou 62 et 63 respective ment qui coïncident l'un avec l'autre et sont destinés à recevoir un boulon 64. Le trou 62 est fileté de sorte que lorsque le boulon 64 est vissé, les oreilles 60 et 61 sont serrées ensemble fixant par là le collier 58 à l'extrémité excentrique 54 de l'organe 52. Le collier 58 est, en outre, muni d'un bras 65 s'étendant vers le bas et diamétralement opposé aux oreilles 60 et 61, ce bras faisant saillie vers le bas et vers l'inté rieur vers un prolongement de l'axe longitudinal du tube conducteur 27. Le bras 65 présente un alésage longitudinal 66 qui contient une électrode 67.
Cette électrode 67 s'étend au-delà de l'extrémité inférieure du bras 65 et est fixée dans une position prédéter minée par une vis de réglage 68 disposée dans la partie supérieure du bras 65.
Un arbre de support ayant la forme d'un tube 70 est disposé coaxialement à l'intérieur du tube con ducteur 27 et s'étend dans l'alésage 34 du palier 33, l'alésage 48 de la vis 16 et à travers la douille 56 logée dans le trou axial 53 de l'organe 52. Le tube de support 70 présente un diamètre extérieur tel qu'il est étroitement ajusté dans l'alésage 48 mais librement, et la longueur de ce tube est telle qu'il fait saillie vers le haut jusqu'à un point situé sensi blement au-delà de la tête 49 de la vis 16 et vers le bas jusqu'à un point situé légèrement au-delà de l'organe 52 de chaque support d'électrode 51.
La surface des alésages 29 et 34 du bloc d'espacement 28 et du palier 33 respectivement et la surface inté rieure du tube conducteur 27 étant de même diamè tre, la surface extérieure du tube 70 est espacée des- dites surfaces. Un manchon extérieur 71 en une ma tière diélectrique est ajusté à la presse sur le tube de support 70 comme représenté à la fig. 2A, de sorte qu'il bute à son extrémité supérieure contre l'extré mité inférieure de la tige 46 de la vis 16 et à son extrémité inférieure (fig. 2B) se termine près de l'ex trémité inférieure du tube 70.
Le manchon 71 sert à isoler complètement le tube 70 du tube conducteur 27 et du support d'électrode 51. A l'extrémité infé rieure du tube 70 est fixé un organe adapteur 72.
L'organe adapteur 72 (fig. 2B) présente une extrémité élargie 73 destinée à fournir un épaulement annulaire 74 et un corps fileté extérieurement 75. L'organe adapteur présente un alésage axial 76 qui présente une partie élargie 77 dans laquelle est enga gée l'extrémité inférieure du tube de support 70 située au-dessous du manchon 71. L'alésage axial 76 a un diamètre égal au diamètre de l'alésage du tube 70. Comme représenté, l'organe adapteur 72 peut être fixé par soudure à l'argent en 78 au tube 71. Un ensemble de guidage 79 est vissé sur l'organe adapteur 72, cet ensemble de guidage étant destiné, comme représenté, à être inséré dans un tube 80 à souder à une plaque tubulaire 81.
L'ensemble de guidage 79 comprend une tige 82 présentant une tête cylindrique 83, une partie tron conique 84 et un partie cylindrique 85 venue de fa= brication, filetée au voisinage de son extrémité. La tige 82 présente un alésage 86 axial présentant une partie élargie et filetée en 87 pour recevoir l'organe adapteur 72. Une garniture 89 est intercalée entre l'épaulement 74 de l'organe adapteur 72 et un épau lement annulaire intérieur 88 formé dans l'alésage 86, cette garniture 89 étant de préférence annulaire et en forme de C.
La garniture 89 fournit, lorsque la tige 82 est vissée de façon serrée sur l'extrémité filetée 75 de l'organe adapteur 72 et est comprimée, un joint étanche au fluide entre la tige 82 et l'organe adapteur 72. Un organe de guidage 90 est fixé sur la tige 82. Cet organe de guidage 90 comprend plu sieurs segments 91 (fig. 7) s'étendant longitudinale ment et fixés ensemble à leur extrémité supérieure par une paire d'anneaux de retenue élastique 92, et à leur extrémité inférieure par un anneau de rete nue élastique 93.
Les anneaux 92 sont logés dans un canal annulaire défini par les paires espacées de nervures 94 sur chaque segment 91, tandis que l'an neau 93 est logé dans des rainures alignées formées dans chacune des extrémités 95 de diamètre réduit des segments 91.
Les segments 91 de l'organe de gui dage 90 sont conformés de telle manière que lors qu'ils sont assemblés, une ouverture 96 s'étendant axialement est définie par les segments, cette ouver ture présentant une partie supérieure à surface coni que complémentaire de la surface tronconique 84 de la tige 82 et une partie inférieure cylindrique corres pondant à la surface de la partie cylindrique 85 de la tige 82.
La surface extérieure des segments 91, lorsqu'ils sont assemblés, forme une paroi cylindri que droite d'un diamètre légèrement plus petit que le diamètre intérieur du tube 80, de telle sorte qu'elle peut être facilement introduite dans ce dernier. L'or gane 90 est disposé par-dessus la tige 82,et maintenu sur celle-ci par un collier 97 en forme de cuvette qui est glissé sur l'extrémité de la partie 85 de la tige 82 et sur l'extrémité cylindrique formée par des par ties 95 de diamètre réduit des segments 91. Un écrou de blocage 98 est vissé sur l'extrémité filetée 85 de la tige 82 et contre le collier 97 pour fixer par là l'organe 90 à la tige 82.
Du courant électrique est fourni à l'appareil dé crit au moyen de balais 99 en forme d'anneaux seg mentés (fig. 2A et 4) dimensionnés de manière à entourer le tube conducteur 27 et à s'ajuster dans l'espace compris entre le tube 27 et la surface inté rieure de la partie intermédiaire 12 de l'enveloppe 10. Les balais 99 sont maintenus dans la partie 12 entre un bloc de retenue 100 et un anneau de rete nue 101.
Le bloc 100 présente une extrémité de di- mension réduite 102 qui forme un épaulement 103 de sorte que le bloc 100 s'appuie dans l'extrémité supérieure de la partie 13 avec son épaulement 103 butant contre l'extrémité supérieure de ladite partie 13. L'anneau de retenue 101 est disposé dans la partie 12 au-dessus des balais 99 et est sollicité con tre la surface supérieure des balais 99 par un ressort 104.
Ce ressort 104 est disposé entre l'anneau de retenue 101 et une paire de rondelles plates 105 et <B>106,</B> qui sont disposées avec la rondelle 105 contre la bride 32 et l'extrémité inférieure du bloc d'espace ment 28. Les segments de balais 99 sont maintenus ensemble et en engagement avec le tube conducteur 27 au moyen d'un ressort 107 placé dans une rainure annulaire 108 formée par des rainures alignées mé nagées dans chacun des segments de balais.
Pour assurer en outre un contact électrique entre les balais 99 et le tube conducteur 27, lorsque les balais s'usent, les surfaces supérieure et inférieure des seg ments des balais 99 sont coniques et la surface supé rieure du bloc de retenue 100 et de la surface infé rieure de l'anneau de retenue 101 présentent des surfaces coniques complémentaires aux surfaces su périeure et inférieure des segments de balais 99. Les surfaces coniques de contact entre le bloc 100 et les balais 99 et l'anneau 101 et ces balais produisent une action de came qui pousse les segments de balais 99 vers l'intérieur contre le tube 27. Les balais 99 sont reliés de façon appropriée par l'intermédiaire de la partie 12 de l'enveloppe 10 à une source d'énergie électrique non représentée.
Un dispositif de raccordement d'entrée de gaz inerte 109 est fixé à la partie intermédiaire 12 de l'enveloppe au voisinage des balais 99. Le dispositif 109 est constitué par une enveloppe 110 en une ma tière diélectrique appropriée, par exemple en Baké lite renforcée, dans laquelle est disposé un coude 111. Le coude 111 comprend un élément horizontal 112 et un élément vertical 113 qui est fixé par vis sage dans l'élément 112. L'élément 112 présente un alésage axial 114 qui communique à son extrémité extérieure avec un alésage axial 115 traversant l'élé ment 113.
L'élément 112 présente une extrémité 116 filetée faisant saillie à travers une ouverture 117 mé nagée dans la paroi de la partie intermédiaire 12 et est vissé dans un trou fileté 118 pratiqué dans le bloc de retenue 100. Ce bloc 100 présente une ou verture pour recevoir le tube conducteur 27 qui pré sente une partie élargie 119 pour fournir un passage de gaz annulaire 120 entre la surface extérieure du tube conducteur 27 et cette partie élargie 119, le passage 120 communiquant avec l'alésage 114 de l'élément horizontal du coude 112 pour recevoir du gaz inerte à partir de ce dernier.
Une ouverture <B>117</B> pratiquée dans la paroi de la partie 12 présente une partie élargie 121 pour recevoir une garniture 122 d'étanchéité qui est disposée autour de l'élément 112. Un anneau d'étanchéité 123 est disposé adjacent au manchon 122 et autour de l'élément 112, de sorte que lorsque l'élément 112 est serré dans le trou ta- raudé <B>118</B> du bloc 100, l'anneau 123 est comprimé entre un épaulement 124 de l'élément 112 et la paroi de la partie 12 et assure ainsi une liaison étanche au fluide. L'élément 113 est fileté à son extrémité supérieure 125 pour être relié à une conduite de gaz 126A (représentée à la fig. 1 seulement).
Un tube de protection 126 est relié à l'élément 113 en 127, ce tube 126 s'étendant coaxialement au conduit de gaz 126A et par-dessus celui-ci.
Pour prévoir l'élimination de la chaleur engen drée par le passage du courant à travers le tube con ducteur 27 et de la chaleur engendrée pendant l'opé ration de soudage, au point de soudure, un conduit d'admission de fluide de refroidissement 128 est dis posé coaxialement dans le tube de support 70. Le conduit d'admission 128 s'étend à travers le tube 70 dans l'alésage 86 de la tige 82 et dans une position relative espacée par rapport au fond de l'alésage 86. Le conduit 128 a un diamètre extérieur plus petit que le diamètre intérieur du tube 70 de sorte qu'un passage de retour annulaire 129 pour le fluide est défini entre la surface extérieure du conduit 128 et la surface intérieure du tube 70, le but du passage de retour étant décrit ci-après.
Comme représenté à la fig. 2, un raccord 130 est disposé à l'extrémité supérieure du tube 70. Le raccord 130 présente une ouverture centrale 131 qui est filetée en<B>132</B> pour recevoir l'extrémité filetée 133 du tube 70 et élargie en 134 pour recevoir la tige 135 d'un écrou de blocage 136 qui est vissé sur l'extrémité filetée 133 du tube 70. Une garniture 137 est disposée entre l'extrémité de la tige 135 de l'écrou 136 et un épaulement 138 qui est formé par la partie élargie 134. En vissant l'écrou 136 sur le tube 70 et dans le raccord 130, la garniture 137 est comprimée entre l'extrémité de l'écrou de blocage et l'épaulement 138 pour fournir par là une con nexion étanche entre le raccord 130 et le tube de support 70.
Le raccord 130 présente une autre ou verture centrale 138A qui s'étend coaxialement à l'ouverture 131 et qui présente un diamètre sensible ment égal à celui du conduit 128 de fluide réfrigé rant pour recevoir ce conduit de façon serrée. Le raccord 130 présente en outre un passage latéral 140 qui communique à une extrémité avec le passage de retour annulaire 129 et à l'extrémité opposée avec un conduit de retour ou de sortie du fluide de re froidissement 141 qui est fixé dans un orifice 142 pratiqué dans le raccord. Le conduit d'entrée 128 et le conduit de retour 141 sont fixés dans leurs orifices respectifs 138A et 142 d'une manière étanche, par exemple par une soudure à l'argent.
L'extrémité op posée du conduit d'entrée 128 est connectée à une source de fluide de refroidissement (non représentée) par l'intermédiaire de moyens de circulation (non représentés) tels que, par exemple, une pompe pour recevoir du fluide de refroidissement. Le fluide s'écoule à travers le conduit<B>128</B> (fig. 2A) et se décharge à partir de l'extrémité inférieure du conduit 128 (fig. 2B) et par l'intermédiaire de plusieurs ori- fices espacés 139 pratiqués dans la paroi de ce con duit dans le fond de la cavité 86. Ensuite, le fluide s'écoule vers le haut dans le passage de retour 129 jusqu'au passage latéral 140 (fig. 2).
A partir du passage 140, le fluide de refroidissement chauffé s'écoule dans le conduit de retour 141 et, de là, est déchargé pour être refroidi et remis en circulation par l'intermédiaire du conduit 128.
Un second dispositif pour éliminer la chaleur indésirable de l'appareil est monté dans la partie in férieure 13 (fig. 2A et 2B) de l'enveloppe 10. Ce dis positif comprend une chemise de fluide de refroidis sement 143 constituée par une enveloppe étanche 144 à travers laquelle circule du fluide de refroidis sement. L'enveloppe 144 est disposée autour de la; surface périphérique extérieure du tube conducteur 27 et est espacée de la surface intérieure de la par tie 13 pour fournir un passage de gaz annulaire 145 communiquant à son extrémité supérieure avec le passage de gaz 120.
Comme représenté à la fig. 2B, l'enveloppe 144 est supportée par un manchon 146 qui est disposé autour du tube conducteur 27 au- dessous de la chemise 143. Le manchon 146 est sup porté à son tour par une plaque déflectrice de gaz 147 qui est fixée contre l'extrémité inférieure du manchon 146 par l'organe 52 cylindrique du support d'électrode 51. La plaque déflectrice 147 a des di mensions telles qu'elle s'adapte dans l'écran déflec teur 24 avec lequel elle est dans une position relative espacée.
La surface du bord périphérique supérieur de la plaque 147 présente une configuration corres pondant à la surface adjacente de l'écran 24, de sorte que lorsque la plaque 147 est maintenue contre l'extrémité inférieure du manchon 146, un passage annulaire 148 pour le gaz est formé entre les sur faces adjacentes de la plaque déflectrice et l'écran 24. Le manchon 146 a des dimensions telles que sa surface extérieure est espacée par rapport à la sur face intérieure de la partie inférieure 12 pour définir par là un passage de gaz 149 qui communique à une extrémité avec le passage 145 et à l'autre extrémité avec le passage 148.
Comme représenté aux fig. 2A et 5, un tube d'admission de fluide de refroidissement 150 et un tube de retour ou de sortie de fluide de refroidisse ment 151 sont chacun fixés de manière étanche dans des orifices 152 pratiqués dans la paroi de la partie inférieure 13 à la bride 26. Le tube d'entrée 150 s'étend à travers l'ouverture 152 et est incurvé en 154 de manière à s'étendre partiellement autour de la surface extérieure du tube conducteur 27. De fa çon semblable le tube de retour 151 est incurvé en 155 pour s'étendre partiellement autour du côté opposé du tube conducteur 27.
Le tube d'entrée 150 et le tube de retour 151 sont chacun munis d'un tube de prolongement incurvé 156 et 157 respectivement. Ces tubes 156 et 157 sont chacun de diamètre réduit et sont fixés à une extrémité dans des tubes respectifs 150 et 151. Les tubes 156 et 157 s'étendent à partir des tubes 150 et 151 autour du tube conducteur 27 jusqu'en des points rapprochés l'un de l'autre. Le tube 156 présente une partie d'extrémité 157 s'éten dant vers le bas et de section transversale ovale, qui s'étend, comme représenté à la fig. 2B, dans l'enve loppe 144 de la chemise de refroidissement 143 jus qu'en un point relativement rapproché par rapport au fond de l'enveloppe.
Le prolongement de tube 156 du tube de retour 151 présente une extrémité pendante de section transversale ovale qui est reliée à la paroi supérieure de l'enveloppe 144 et commu nique avec l'intérieur de l'enveloppe au sommet de celle-ci.
Comme représenté à la fig. 1, le tube 150 d'ali mentation de fluide réfrigérant est relié de manière à recevoir du fluide réfrigérant à partir de la même source (non représentée) et du même dispositif de circulation (non représenté) que le conduit d'admis sion 128, par l'intermédiaire d'un raccord en T 158 qui est intercalé dans le conduit 128 en amont du raccord 130. Le tube de retour 151 est relié de façon à fournir du fluide de refroidissement chauffé au conduit de retour 141 à travers un raccord en T 159 qui est relié au conduit de retour 141 en aval du raccord 130.
Le tube 150 et le tube de retour 151 de la chemise 143 de fluide réfrigérant pourraient être reliés à une source séparée de fluide réfrigérant et à un dispositif de décharge séparé.
Un écran cylindrique creux 160 pour le gaz est monté sur la partie inférieure 13 de l'enveloppe 10, comme représenté à la fig. 2B, cet écran 160 étant fixé à l'extrémité supérieure dans un anneau 161 formé en matière élastique ou souple telle que du caoutchouc tendre susceptible d'être usiné. L'ann.eau 161 est fixé à la surface extérieure de la partie infé rieure 13 de l'enveloppe 10 de telle sorte que l'extré mité inférieure de l'écran 160 s'étend dans un plan situé légèrement au-dessus du plan des sommets du tube à souder.
Le diamètre intérieur de l'écran 160 est légèrement plus grand que le diamètre de l'écran déflecteur 24 et est suffisamment grand pour per mettre la rotation libre du support d'électrode 51 et de l'électrode 67 dans la chambre formée par l'écran 160. Cet écran 160 est constitué de préfé rence en une matière transparente résistant à la cha leur, par exemple en verre spécial, pour permettre à un opérateur d'observer la soudure en formation.
Pendant le fonctionnement de l'appareil à souder décrit, l'ensemble de guidage 79 qui comprend la tige 82 et l'organe de guidage 90 est inséré comme représenté aux fig. 1 et 2B, dans le tube 80 qui doit être soudé à la plaque tubulaire 81. Comme représenté à la fig. 2B, l'organe 90 est poussé dans le tube 80 jusqu'à ce que les nervures inférieures 94 des segments 91 de l'organe de guidage butent contre l'extrémité du tube 80. Les segments 91 de l'organe 90 sont forcés vers l'extérieur en prise serrée avec la surface intérieure du tube 80 par l'action de coincement de la partie tronconique 84 de la tige 82 sur les surfaces intérieures complémentaires coni ques des segments 91.
L'ensemble de guidage 79 qui s'appuie fermement dans le tube 80, comme décrit ci-dessus, supporte l'appareil dans le prolongement coaxial par rapport au tube 80. Le poids de l'appa reil est transmis par la partie 11 de l'enveloppe 10 à la vis de réglage 16 (fig. 2A) et par la vis de réglage 16 au manchon isolant 71, au tube de sup port 70 et à la tige 82 de l'ensemble de guidage 79. La poussée vers le bas exercée par le poids de l'ap pareil est transmise par la tige 82 à l'organe 90 et une partie de la poussée vers le bas est transformée en une composante horizontale par l'action de coin cement de la tige 82 contre les segments 91 de l'or gane 90.
Ainsi, une partie du poids de l'appareil aide à maintenir l'ensemble de guidage serré dans le tube 80 tandis que la partie restante du poids est suppor tée par le tube 80 par l'intermédiaire des nervures 94 des segments 91.
Alors que l'ensemble de guidage 79 détermine automatiquement la position de l'appareil et de son électrode 67, dans la position relative correcte de soudage par rapport à la pièce à travailler (le tube 80 et la plaque tubulaire 81), un ajustage plus fin de l'électrode peut être effectué. La position verticale de l'électrode 67, par rapport à la zone de soudure, est réalisée en faisant tourner la vis de réglage 16 dans la partie supérieure 11 de l'enveloppe.
En fai sant tourner la vis 16 celle-ci provoque des mou vements axiaux relatifs entre le tube de support 70 et son manchon 71, d'une part, et les autres parties de l'appareil à travers lequel s'étendent le tube 70 et son manchon 71, d'autre part. Ces deux organes étant maintenus fixes en position par l'ensemble de guidage 79, tout le reste de l'appareil est soulevé ou abaissé sur le tube 70 et le manchon 71 suivant le sens de rotation de la vis 16, en se rapprochant et en s'écartant du tube 80 et de la plaque tubulaire 81.
Ainsi, l'électrode 67 qui est portée par le support d'électrode 51 et le tube conducteur 27, est posi tionnée de façon précise verticalement par rapport à la zone de soudure en faisant tourner la vis de réglage 16.
Le réglage horizontal de l'électrode 67 est effec tué en dégageant le boulon 64 dans les oreilles 60 et 61 du collier 58 et en faisant tourner celui-ci sur l'extrémité excentrique 54 de l'organe 52. En faisant tourner par exemple le collier 58 sur l'excentrique 64 dans le sens des aiguilles d'une montre à la fig. 6, le bras 65 et l'électrode 67 sont déplacés vers le tube 78 et une rotation dans le sens inverse des ai guilles d'une montre du collier 58 à partir d'une position autre que celle représentée -à la fig. 6, pro voque le déplacement du bras 65 et de l'électrode 67 qui s'écarte du tube 78. De la même manière, l'élec trode peut être correctement placée pour des tubes de différentes dimensions.
Un mouvement de rotation est imparti à l'élec trode 67 au moyen d'une source d'énergie (non re présentée) qui est reliée à l'arbre 42. Cet arbre 42 (fig. 2A) fait tourner le pignon 41 qui impartit une o rotation à la roue dentée 3 8 avec laquelle il engrène. Cette roue 38 étant clavetée au palier 133, celui-ci est entraîné en rotation autour du tube 70 et de son manchon 71. Une rotation du palier 133 fait tourner le bloc d'espacement 28, auquel le palier est fixé par des vis 36, et l'extrémité supérieure du tube con ducteur 27 étant fixée au bloc 28, le tube conduc teur 27 est entraîné en rotation autour du tube 70 et de son manchon 71.
La rotation du tube 27 se transmet au support d'électrode 51 (fig. 2B) qui est fixé à l'extrémité du tube 27, et la rotation du sup port 51 déplace l'électrode 67 suivant un parcours circulaire autour du tube 80.
L'écoulement du courant électrique jusqu'à l'élec trode 67 est réalisé à partir d'une source d'énergie électrique (non représentée) par l'intermédiaire d'un conducteur électrique (non représenté) jusqu'au ba lai 99, de sorte qu'une circulation continue de cou rant électrique est réalisée jusqu'au tube 27 lorsque celui-ci tourne. Le courant circule vers le bas à travers le tube 27 jusqu'à l'organe cylindrique 52 du support d'électrode 51 et de là à travers l'organe 52 et le collier 58 jusqu'à l'électrode 67. Les pièces à souder (le tube 80 et la plaque tubulaire 81) sont meulées de façon appropriée de sorte que le courant forme un arc à travers le jeu compris entre l'extré mité de l'électrode 67 et la pièce à travailler.
La cha leur engendrée par l'arc électrique à travers ledit jeu fond la partie extérieure de la paroi du tube et de la plaque tubulaire au point de soudure soudant ainsi le tube et la plaque tubulaire ensemble. Le bloc 28 étant en une matière diélectrique de même que les parties d'enveloppe 12 et 13 et l'enveloppe de liaison 110, l'extérieur de l'appareil est isolé électriquement.
Pour fournir une atmosphère inerte entourant les pièces à souder dans la zone de soudure, du gaz inerte provenant d'une source de gaz appropriée (non représentée), est amené à travers le conduit de gaz 126A (fig. 1) à l'organe<B>11.3</B> en 125 (fig. 2A). Le gaz s'écoule ensuite à travers l'alésage 115 de l'organe 113 dans l'alésage 114 de l'organe 112 et à travers cet alésage. A partir de celui-ci, le gaz s'écoule dans le passage annulaire 120 et de là des cend dans le passage annulaire 145 qui est compris entre l'enveloppe 144 de la chemise d'eau 143 et la surface intérieure de la partie 13.
Le gaz s'écoule ensuite à travers le passage annulaire 145 dans et à travers le passage annulaire 149 (fig. 2B) et de là dans le passage de gaz 148. Le gaz, après avoir quitté le passage 149, frappe la plaque déflectrice 147 et est dévié dans le passage 148 qui provoque une réduction de la vitesse du gaz. Le gaz se dé charge à partir du passage 148 dans la chambre for mée par l'écran 160. Puisque le gaz pénètre dans ladite chambre à une vitesse réduite, un écoulement non turbulent de gaz à travers la chambre et hors de celle-ci sous l'extrémité inférieure de l'écran 160 est fourni.
Le gaz en circulant à travers les passages 120, 145 et 149 est chauffé par la chaleur provenant du tube conducteur 27 et de la chemise de fluide de refroidissement 143 de sorte que le gaz, lors du con- tact avec la pièce à travailler, ne refroidit pas le métal fondu.
Pour permettre de produire suffisamment de cha leur pour fondre la plaque tubulaire 81 à une pro fondeur nécessaire pour fournir une soudure de haute résistance et en même temps pour fondre la paroi du tube 78 sans la traverser par brûlure, du fluide réfrigérant, par exemple de l'eau, s'écoule à partir d'une source (non représentée) à travers un conduit d'admission 128 et vers le bas (fig. 1 et 2) et de là dans le fond de la cavité 86 de la tige 82 (fig. 2B). Le fluide passe ensuite vers le haut dans le passage annulaire 129 et dans le passage latéral 140, de là dans le conduit de retour 141 et par ce dernier jus qu'en un point de décharge ou vers un refroidisseur pour être remis en circulation par le conduit 128.
La circulation continue du fluide réfrigérant à tra vers la cavité 86 de la tige 82 pendant l'opération de soudage absorbe de la chaleur à partir de la paroi du tube 80 par l'intermédiaire des segments 91 de l'organe de guidage 90. Cette absorption de chaleur à partir du tube 80 permet l'application, par l'arc électrique à partir de l'électrode 67, d'une chaleur suffisante pour effectuer la fusion de la plaque tubu laire jusqu'à une profondeur désirée et la fusion d'une partie de la paroi du tube sans la traverser par brûlure, fournissant par là une soudure de résis tance élevée.
Un refroidissement supplémentaire de l'appareil à souder décrit est réalisé par l'écoulement d'une partie du fluide réfrigérant traversant le conduit 128 dans le tube d'alimentation 150 par le raccord en T 158 disposé dans le conduit 128 (fig. 1). Le fluide réfrigérant traverse le tube 150, passe dans le tube de prolongement 156 et se décharge à l'extrémité 157A dans la chambre 143 de fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant chauffé s'écoule de la chemise 143 par l'intermédiaire du tube 156 et de là dans le tube de retour 151, comme représenté aux fig. 2A et 5.
A partir du tube 151 le fluide réfrigérant passe dans le conduit de retour 141 à travers le raccord en T 159 (fig. 1) où il rejoint le fluide réfrigérant chauffé s'écoulant à travers le conduit 141. L'écoulement continu de fluide réfrigérant à travers la chemise 143 absorbe de la chaleur à partir du tube conduc teur 27, cette chaleur étant engendrée par le passage du courant électrique à travers ledit tube 27, empê chant par là un surchauffage de ce tube conducteur.
Le fonctionnement automatique de l'appareil à souder décrit est réalisé par un dispositif de com mande non représenté de construction connue. Ce dispositif de commande coordonne la rotation de l'électrode 67 avec l'écoulement de fluide réfrigérant à travers les conduits 128 et la cavité 86 de l'ensem ble de guidage 79, l'écoulement de fluide réfrigérant à travers la chemise 143, la circulation de courant électrique à l'électrode 67 et l'écoulement de gaz inerte vers la chambre formée par l'écran 160.
Si on désire souder un tube d'un diamètre diffé- rent que le tube 80 à une plaque tubulaire, l'ensem- ble de guidage 79 est tout d'abord enlevé de l'extré mité du tube 70 en tournant la tige 82 pour la dévis ser de l'extrémité filetée 87 de l'organe adapteur 72. Un autre ensemble de guidage 79 est ensuite choisi à une dimension appropriée pour correspondre au diamètre intérieur du tube à souder et est vissé puis fixé à l'organe adapteur 72. L'électrode 67 est ensuite déplacée horizontalement par rapport au nou veau tube en faisant tourner le collier 58 sur l'extré mité excentrique 54 de l'organe 52 (fig. 2B) de la manière décrite ci-dessus.
En procédant ainsi, l'appa reil à souder décrit peut être adapté rapidement et facilement pour souder des tubes de diamètres différents.