CH361872A - Torche de soudure à l'arc électrique - Google Patents

Description

  Torche de soudure à     l'arc        électrique       L'invention a pour objet une torche de soudure  à l'arc électrique qui est destinée à être     utilisée    pour       raccorder    des tuyaux bout à bout en soudant leurs  extrémités au moyen d'un arc électrique protégé par  un gaz inerte et amorcé entre les surfaces intérieures  des tuyaux et une électrode incombustible placée à  l'intérieur des tuyaux et tournant     dans    ces     tuyaux     de façon à     effectuer    progressivement la soudure.  



  Une torche de soudure à l'arc électrique de ce  type a déjà été décrite dans le brevet suisse       N     352755.  



  Dans cette torche, le seul refroidissement pour  l'électrode et la pièce tubulaire en matière réfractaire  dans laquelle l'électrode est     disposée    consiste dans  le flux du gaz     inerte    utilisé pour protéger l'arc. Cette  torche a rempli le but qu'on s'était proposé, notam  ment pour la construction d'échangeurs de chaleur       comportant    des     collecteurs    en tôles tubulaires épais  ses (p. ex. de 2,54 cm ou plus) auxquels sont soudés  un grand nombre de tubes, à parois minces (p. ex. de  0,317 cm) et de petit diamètre (p. ex. de 2,54 cm à  l'extérieur).  



  On a constaté cependant une tendance à un  échauffement exagéré de l'électrode et de la     pièce    tu  bulaire réfractaire qui est nécessairement     formée     d'une matière céramique qui puisse     fournir    l'isola  tion électrique et résister à la chaleur de l'arc. Les  matières céramiques, que l'on peut se procurer faci  lement dans ce but ont     tendance    à mal supporter les  effets de chocs thermiques répétés.  



  Un autre inconvénient d'une telle torche à refroi  dissement gazeux provient de la forme de l'électrode  qui est imposée par la nécessité de laisser un passage  aussi grand que possible au     flux    du gaz inerte de  refroidissement et de protection. Il s'est     avéré        diffi-          cile    de fabriquer des torches ayant exactement les  mêmes caractéristiques à cause de la nécessité de    couder les électrodes de tungstène et     d'affûter    la  pointe exactement avec le même     profil.     



  La présente     invention    a pour but d'éviter ces in  convénients. La torche qui en     fait    l'objet comprend  des moyens pour amener un gaz inerte dans le voisi  nage     immédiat    de la pointe d'une électrode     incom-          bustible    qui est disposée de manière à faire saillie hors  d'une poignée et qui est montée de manière à pouvoir  tourner autour de l'axe de la poignée de telle sorte que  sa pointe décrive un parcours circulaire,     l'électrode     étant constituée par une aiguille tenue dans une mon  ture et faisant saillie perpendiculairement audit axe  hors d'un support tubulaire portant ladite monture  et monté     axialement    dans la poignée,

   et est caracté  risée en ce que ledit support     tubulaire    fait     partie    d'un  circuit par lequel un fluide refroidisseur est suscep  tible d'être amené au voisinage de l'électrode.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  une     forme    d'exécution de la torche faisant l'objet de  l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en élévation, principale  ment en coupe; de cette forme d'exécution ;  la     fig.    2 est une coupe suivant la ligne     II-II    de la       fig.    1, et  la     fig.    3 est une coupe suivant la ligne     III-III    de  la     fig.    1.  



  Dans la torche représentée dans le dessin, une  courte électrode de tungstène 10 est tenue dans une  monture formée d'un     court    bloc     cylindrique    de cui  vre 12, par     l'intermédiaire    d'une vis sans tête 14, de  façon à     faire    saillie à angle droit par rapport à l'axe  d'un     support    tubulaire 16, avec sa pointe placée à  une certaine distance du tuyau à souder.

   Le     support     tubulaire 16 qui est un tube de cuivre est entouré  d'une gaine 18 en céramique     présentant    la forme  d'un manchon étroitement ajusté qui est monté à l'in  térieur et sort d'une douille 20 de laiton ayant un      diamètre extérieur égal au diamètre intérieur des  tuyaux à souder, le bloc de montage 12 de l'électrode  étant ajusté dans l'extrémité extérieure du tube de  cuivre 16. La gaine 18 en     céramique    renferme aussi  le bloc de cuivre 12 et     l'électrode    10 fait     saillie    à  travers une     ouverture    latérale 22 ménagée dans la  gaine en     céramique.     



  La douille de laiton 20 est vissée dans; la     partie     frontale     d'un,    carter     cylindrique    26 de plus grand  diamètre appartenant à une poignée indiquée d'une  façon générale en 24, dans laquelle sont montés un       dispositif    d'entraînement mécanique     formé    d'une vis  sans fin logée dans un couvercle saillant 28 repré  senté     dans    la     fig.    2,

   et     d'une    roue à denture hélicoï  dale 30 qui peut faire tourner le tube de cuivre 16  et     l'électrode    10 par     l'intermédiaire        d'un    organe  d'entraînement extérieur dont une partie est repré  sentée en 31 ; la poignée contient aussi les con  nexions pour l'alimentation en courant électrique,  pour     l'admission    de gaz tel que l'argon et pour l'en  trée et la     sortie    d'eau de refroidissement.  



  L'argon ou un autre gaz     inerte    est amené à tra  vers     un    tube 32, qui contient aussi un câble d'alimen  tation en     courant    34 ; ce gaz     parvient    dans la région  de l'électrode 10 en passant le long de     l'extérieur    du  support tubulaire rotatif 16 et du bloc de montage  de l'électrode 12, qui sont munis dé méplats de façon  à laisser un espace adéquat, par exemple de  0,0127     cm,    entre la paroi extérieure du tube 16 et  la     surface    intérieure de la gaine de céramique 18.

    L'extrémité de la     gaine    18 est fermée de telle sorte  que le gaz     inerte    ne puisse sortir que par l'ouverture  22 et soit ainsi     dirigé    sur la     région        d'amorçage    de  l'arc sur     l'électrode    10.  



  L'extrémité intérieure du support tubulaire 16  porte un distributeur en laiton 36 qui est monté de  façon à pouvoir     tourner    dans le     carter    26 dont il  est isolé par des douilles 38 et 40 en matière isolante       telle    que le       fluon      (marque déposée), ou une cé  ramique. La douille 40 est fraisée de façon à lais  ser un     espace    d'admission     annulaire    41 dans la poi  gnée 24, et quatre fentes radiales 43 sont percées       dans    le distributeur 36 pour l'admission du gaz     dans     l'espace laissé     libre    autour du tube 16 dans le dis  tributeur.  



  Un contact de cuivre 42 poussé     par    un ressort  appuie sur le distributeur 36 et il est monté à l'inté  rieur du tube 32     d'alimentation    en argon, ensemble  avec le câble d'alimentation électrique 34. Le tube  32     porte    une garniture     intérieure        électriquement    iso  lante 44.  



       Immédiatement    derrière le contact     électrique    42,  le distributeur 36 est monté sans jeu dans la douille  40 et porte une paire de joints d'étanchéité annulaires  46 et 48, un de chaque côté d'une fente circulaire 50  qui     communique    avec     un        orifice    52 percé dans la  douille 40 et le     carter    extérieur 26. Ces     joints    46 et  48 sont prévus pour empêcher l'eau de passer de la  partie postérieure du     distributeur    36 dans la partie  antérieure du     carter    26.

      Le     dispositif    de distribution d'eau comprend  deux cavités annulaires 54 et 56 ménagées dans la  partie postérieure du distributeur 36. La cavité ar  rière 56 communique par des     ouvertures    perforées       radialement    58 avec un tube central de cuivre 60  qui passe le long d'un alésage axial dans le distribu  teur et dans l'alésage du     support    tubulaire 16 et  s'étend jusqu'en un point voisin du bloc 12 de mon  tage de l'électrode.

       Cette    cavité arrière 56 communi  que également avec un tube extérieur 62     fixé    dans le       carter    26 par l'intermédiaire d'un trou radial 64  percé dans, la douille 40 et     sert    à l'admission d'eau  de refroidissement.  



  L'eau de refroidissement revenant le long du  tube-support 16 et de l'alésage central du distributeur  36, dans     l'espace    annulaire autour du tube central  d'admission d'eau 60, passe, par     l'intermédiaire    de  quatre     ouvertures.    radiales 66     percées    dans la partie  postérieure du distributeur, dans la cavité annulaire  antérieure 54 et passe dans une conduite extérieure  d'échappement 68 par     l'intermédiaire    d'une ouver  ture radiale 70 ménagée dans la douille 40     (fig.    3).  



  Un joint d'étanchéité annulaire 72 est placé entre  les deux cavités annulaires 54 et 56 dans la partie  arrière du     distributeur    36.  



  La rainure annulaire 50 entre les deux joints  d'étanchéité 46 et 48, qui est     destinée    à     empêcher          l'entrée    d'eau dans la partie antérieure de la     poignée     24,     sert    à     collecter    toute quantité d'eau que pour  rait laisser passer le joint postérieur 48, et     donne          ainsi    une     indication    visible au sujet de toute     défectuo-          sité    de     ce    joint.

   Ceci réduit au minimum le risque  que l'eau contamine le gaz sec destiné à protéger       efficacement    l'arc.  



  La précaution d'un refroidissement par eau pré  sente l'avantage     important    que la gaine de céramique  d'une torche connue refroidie au gaz peut être rem  placée par un manchon de céramique 18 qui n'est  jamais exposé aux températures élevées qui rendent  fragiles les matières céramiques, et de plus     ce    man  chon est solidement tenu entre le tube-support en  cuivre 16 et la douille de laiton 20, et protégé aussi  bien des chocs mécaniques que     thermiques.     



  En outre, en remplaçant     l'aiguille    en tungstène  des torches connues par la     courte    électrode 10, on  fait ainsi une substantielle économie de ce métal coû  teux, parce que     l'électrode    peut n'avoir que quelque  0,635 cm de long et peut être facilement démontée  si un     réaffûtage    est nécessaire.  



  La distribution d'eau de refroidissement rend  également possible l'usage du maximum d'intensité  du courant de soudure qui peut être employé avec les  tuyaux spéciaux destinés à être soudés à l'aide de  cette torche. A titre d'exemple, les données de sou  dure pour les tuyaux de 1,429 cm de diamètre     exté-          rieur,    en acier de 1,83 mm d'épaisseur sont les sui  vantes : intensité de soudage : 65 ampères ; tension  en circuit ouvert : 70 volts ; tension en     circuit     fermé: 12 volts ; flux     d'argon    : 2 litres/minute ; cou  rant d'eau froide: 1,163 litre/minute.

        La torche décrite à refroidissement par eau peut  être employée avec les techniques de soudure décri  tes dans les brevets Nos 352755 et 354107 du     même          titulaire.    La faculté d'employer une intensité de cou  rant de soudure maximum rend possible la soudure  de sections de paroi plus épaisses que celles qui pou  vaient être soudées, avec les techniques décrites dans  ces brevets.

Claims (1)

1. REVENDICATION Torche de soudure à l'arc électrique, comprenant des moyens pour amener un gaz inerte dans le voi sinage immédiat de la pointe d'une électrode incom bustible qui est disposée de manière à faire saillie hors d'une poignée et qui est montée de manière à pouvoir tourner autour de l'axe de la poignée de telle sorte que sa pointe décrive un parcours circulaire, l'électrode étant constituée par une aiguille tenue dans une monture et faisant saillie perpendiculaire ment audit axe hors d'un support tubulaire portant ladite monture et monté axialement dans la poignée, caractérisée en ce que ledit support tubulaire (16)

   fait partie d'un circuit par lequel un fluide refroidis seur est susceptible d'être amené au voisinage de l'électrode (10). SOUS-REVENDICATIONS 1. Torche selon la revendication, caractérisée en ce que la monture de l'électrode est formée d'un bloc métallique (12) emboîté dans l'extrémité exté rieure du support tubulaire (16). 2.

   Torche selon la revendication, caractérisée en ce que ledit support (16) est monté coaxialement dans une douille (20) et se prolonge hors de cette douille quia un diamètre extérieur égal au diamètre intérieur d'un tuyau à souder. 3. Torche selon la sous-revendication 2, caracté risée en ce que ledit support (16) est isolé électri quement et thermiquement de ladite douille (20) par une gaine (18) en céramique ayant la forme d'un manchon ajusté sans jeu dans ladite douille. 4.

   Torche selon la sous-revendication 3, caracté- risée en ce que la gaine en céramique (18) recouvre la totalité de la partie du support tubulaire (16) qui fait saillie hors de la poignée et en ce que l'électrode en forme d'aiguille (10) sort à travers une ouverture latérale (22) ménagée dans la gaine, le passage du gaz inerte depuis la poignée (24) jusqu'à l'ouverture latérale (22) étant rendu possible par des méplats que présente le support (16)

   de façon à ménager des espaces entre ce dernier et la gaine (18). 5. Torche selon la revendication, caractérisée en ce qu'un tube central (60) passe dans l'alésage du support tubulaire (16) et s'étend jusqu'en un point voisin de la monture d'électrode (12). 6.

   Torche selon la sous-revendication 5, caracté- risée en ce que le support tubulaire (16) porte, sur son extrémité intérieure, un distributeur (36) pour un liquide refroidisseur monté de façon à pouvoir tourner dans la poignée (24), ce distributeur (36) présentant deux rainures annulaires dont l'une (56), fait communiquer une conduite extérieure (62) avec ledit tube central (60), et l'autre (54),

   fait communi- quer une autre conduite extérieure (68) avec l'espace annulaire situé autour du tube central (60). 7. Torche selon la sous-revendication 6, carac térisée en ce que le distributeur est isolé électrique- ment de la poignée (24) par une douille (40) dans laquelle il est ajusté sans jeu, et en ce que le cou rant de soudure est amené au support tubulaire (16), et à l'électrode (10) au moyen d'un contact (42) poussé par un ressort et appuyant sur le distribu teur (36). 8.

   Torche selon la sous-revendication 7, carac térisée en ce qu'elle comporte deux joints d'étan chéité annulaires (46), (48) portés par le distributeur (36) et disposés un de chaque côté d'une rainure cir culaire (50) ménagée dans le distributeur et qui com munique avec un orifice (52) percé dans la douille (40) et dans un carter extérieur (26) de la poi gnée (24).