FR2514280A1 - Procede de soudage a l'arc a faible ecartement entre les pieces a souder et appareil permettant d'appliquer ledit procede - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONSISTE EN: A.UN PROCEDE DE SOUDAGE QUI COMPREND LES STADES: -DE DEFINITION D'UN FAIBLE ECARTEMENT 2 ENTRE UNE PAIRE DE PIECES A SOUDER 1; -D'ALIMENTATION D'UNE ELECTRODE CONSOMMABLE 4 DANS UN CYLINDRE GUIDE 3; ET DE FORMATION D'UN ARC ELECTRIQUE 5 ENTRE LE BOUT DE L'ELECTRODE CONSOMMABLE 4 ET LES PIECES A SOUDER 1,PROCEDE DANS LEQUEL L'ELECTRODE CONSOMMABLE 4, ALORS QU'ELLE EST DEFORMEE POUR PRESENTER UN PROFIL ONDULE AVEC UN PAS D'ENVIRON 10 A 30MM ET UNE AMPLITUDE DE FACONNAGE D'ENVIRON 2 A 5MM DEPENDANT DES CONDITIONS DE SOUDAGE, EST ALIMENTEE DANS LE FAIBLE ECARTEMENT 2, LE BOUT DE L'ELECTRODE CONSOMMABLE 4 ETANT MOBILE DE FACON A SE PRESENTER VERS L'UN PUIS L'AUTRE BORD DES PIECES A SOUDER 1 ALTERNATIVEMENT A UNE HAUTE FREQUENCE. B.UN APPAREIL POUR METTRE EN PRATIQUE LE PROCEDE. APPLICATION A LA SOUDURE DES TOLES EPAISSES.
Description
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La présente invention concerne un procédé de sou-
dage à l'arc à faible écartement entre les pièces à souder et un appareil permettant d'appliquer ledit procédé Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de soudage et un appareil capable d'éviter l'apparition
de défauts de soudage tel qu'un manque de fusion et similaire.
Récemment, un progrès rapide a été réalisé dans la technologie de soudage et il en est résulté un procéde de soudage qui s'est développé dans lequel l'écartement entre les pièces à souder est plus étroit que précédemment dans le but de minimiser la durée pendant laquelle l'opération de soudage est réalisée dans le cas o des constructions en grandes tôles épaisses doivent être soudées Ce procédé de soudage, qui est appelé "procédé de soudage à faible écartement", est utilisé principalement dans les procédés de soudage à l'arc tels que le procédé de soudage sous atmosphère inerte (MIG welding), le soudage à l'arc sous protection gazeuse de C 02 et le soudage à l'arc sous flux électro- conducteur Le principe du procédé de soudage à 2 U l'arc à faible écartement est tel que représenté à la figure 1 Cela signifie qu'une paire de tôles ou pièces épaisses ( 1) destinées à être soudées sont placées de façon à se faire face l'une l'autre pour définir entre elles un écartement étroit ( 2) le long duquel un cylindre guide ( 3) est déplacé, et à travers le cylindre guide ( 3) on alimente une électrode
consommable ( 4), tandis que l'arc électrique ( 5) est engen-
dré entre le bout de l'électrode consommable ( 4) et des -
pièces ( 1) à souder pour constituer une zone de métal déposé ( 6) grâce à laquelle une paire de pièces ( 1) est
3 o soudée l'une à l'autre.
Suivant le procédé de soudage à l'arc à faible écartement classique, l'opération de soudage peut être réalisée avec une efficacité élevée puisqu'il n'est pas nécessaire de former une rainure spéciale dans les pièces ( 1) à souder par usinage et l'usage d'un écartement étroit
réduit l'importance de la zone de métal déposé ( 6) à cons-
tituer. Cependant, dans un tel procédé de-soudage a l'arc à faible écartement classique, il est difficile de diriger le bout de l'électrode consommable ( 4) vers les coins formés par les pièces ( 1) à souder et vers la zone de métal déposé ( 6) puisque la largeur de l'écartement est faible, et par conséquent, il s'est présenté souvent, jusqu'ici, le cas qu'un manque de fusion survienne entre les pièces ( 1) à souder et la zone de métal déposé en couches multiples ( 6), formant ainsi une zone ( 7) o le métal n'est
pas déposé.
Par conséquent, c'est un objet de la présente invention de prévoir un procédé de soudage à l'arc à faible écartement et un appareil pour appliquer ledit procédé dans lequel l'apparition de zones de métal non déposé, dont souffrent les procédés de soudage à l'arc à faible
écartement classique, est évité.
Un autre objet de la présente invention est
_ de réaliser un dispositif d'alimentation de fil de soudage-
capable de déformer les fils de soudage plastiquement pour qu'ils possèdent un profil de façonnage spécial qui
est utile pour être utilisé dans le procédé ci-dessus.
Comme résultat d'une vaste investigation, la présente invention a été réalisée, ce qui détermine, dans
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un aspect, un procédé de soudage à l'arc à faible écartement des pièces à souder comprenant la définition d'un faible écartement entre une paire de pièces à souder disposées de façon à se faire face l'une l'autre à une distance prédéterminée, l'alimentation d'une électrode consommable
dans un cylindre guide qui est mobile le long du faible écar-
tement, la génération d'un arc électrique entre le bout de l'électrode consommable et les pièces à souder pour les unir l'une à l'autre, dans lequel, l'électrode consommable, îO alors qu'elle est déformée plastiquement pour posséder un profil ondulé avec un pas d'environ 10 à 30 mm et une largeur de façonnage ou amplitude d'environ 2 à 5 mm dépendant des conditions de soudage, est alimentée dans le faible écartement avec la direction du plan de la largeur ou onde de façonnage se trouvant alignée avec la direction de la largeur du faible écartement des pièces à souder et la direction du bout de l'électrode consommable qui est mobile; de façon à se tourner alternativement à fréquence élevée vers l'un puis vers l'autre bord des pièces destinées à
être soudées.
Dans un autre aspect, la présente invention
réalise un appareil de soudage à l'arc à faible écarte-
ment des pièces à souder qui se compose d'une tete de soudage comprenant un cylindre guide qui est mobile le long d'un faible écartement défini par une paire de pièces à souder et à travers laquelle on alimente une électrode consommable, un moyen pour engendrer l'arc électrique entre l'électrode consommable et les pièces à souder et un moyen de façonnage
comprenant une paire d'engrenages capable de déformer plas-
tiquement l'électrode consommable pour posséder un profil
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en forme d'onde avec un pas d'environ 10 à 30 mm et une largeur de façonnage (amplitude) de 2 à 5 mm dépendant des conditions de soudage et capable d'introduire l'électrode
consommable dans le cylindre guide.
En outre, la présente invention prévoit un dispositif d'alimentation de fil de soudure comprenant une paire d'engrenages s'engrenant avec un Jeu qui permet le serrage d'un fil de soudage entre eux et étant disposés de telle façon qu'ils puissent tourner en synchronisme, 1 oavec les pointes de dents d'un engrenage se trouvant en contact des creux de l'autre engrenage, paire dans laquelle une partie plate est prévue sur chacune des pointes de dents et des creux dans les engrenages, les deux ayant une forme similaire à un coin triangulaire et servant à
courber et à alimenter le fil de soudage.
Ci-après, le procédé de soudage à l'arc à faible écartement des pièces à souder et l'appareil permettant
d'appliquer ledit procédé comprenant le dispositif d'alimen-
tation de fil de soudage en accord avec l'invention sera 2 Oexpliqué en plus de détail en référence à ses réalisations préférées appliquées au soudage sous atmosphère inerte
(MIG welding).
D'autres objets et avantages de la présente
invention apparaîtront dans la description suivantese
référant aux dessins Joints.
La figure 1 est une vue schématique d'un appareil de soudage à l'arc à faible écartement des pièces à souder classique en coupe représentant l'état d'un soudage à
l'arc à faible écartement classique.
La figure 2 est une vue en élévation d'un
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appareil de soudage à l'arc à faible écartement en accord avec une réalisation de la présente invention, en coupe partielle.
La figure 3 est une coupe transversale de ltap-
pareil représenté à la figure 2 suivant la ligne A-AI. La figure 4 est une vue en plan de l'appareil
représenté à la figure 2.
La figure 5 est un graphe représentant la relation entre le courant de soudage et la vitesse d'alimentation
du fil de soudage.
La figure 6 est un graphe représentant la relation entre la largeur d'un écartement de pièces à souder et une largeur ou onde de façonnage appropriée d'un fil de soudage. Les figures 7 a et 7 b ont chacune une vue en élévation d'un dispositif d'alimentation de fil de soudage comprenant une paire d'engrenages de façon-nage et montrent
la courbure des fils de soudage.
Les figures 8 a, 8 b et 8 c sont chacune une vue en perspective d'un fil de soudage façonné possédant
une largeur ou onde de façonnage différente.
Les figures 9 a, 9 b, 9 c, 9 d et 9 e sont chacune
une vue schématique d'un autre type de fil de soudage façonné.
La figure 10 est une vue en élévation d'engre-
nages de façonnage ajustés pour produire un fil de soudage
façonné tel que représenté à la figure 9 c.
En se référant maintenant à la figure 2, représen-
tant suivant une vue en coupe partielle en élévation la disposition de l'appareil en accord à une réalisation de la présente invention relative aux pièces à souder, à la figure 3, représentant une vue en coupe de celle-ci prise suivant la ligne A-A' de la figure 2, et à la figure 4, représentant sa vue en plan, la référance ( 11) désigne une platine de base de la tête de soudage qui est reliée à une glissière mobile à la fois dans des directions verticale et horizontale dans la tête de soudage Sur la platine de base ( 11) est prévu un coulisseau ( 12) et un arbre de coulisseau ( 13) est prévu avec des parties filetées ( 13 a) et ( 13 b) possédant des sens de filetage différents (dans O cette réalisation, la partie filetée ( 13 a) est à un pas à droite, tandis que la partie filetée ( 13 b) est à un pas à gauche) Les parties filetées respectives ( 13 a) et ( 13 b) sont vissées dans des paliers ( 14 a) et ( 14 b), respectivement,
qui supportent des arbres tournant ( 15 a) et ( 15 b), respec-
tivement, chacun d'eux ayant à son extrémité un engrenage de façonnage ( 17 a) ou ( 17 b) pour déformer plastiquement un fil de soudage (électrode consommable) ( 16) possédant une configuration rectiligne et alimentant le fil de soudage
déformé ou façonné vers la zone de soudure.
Les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) sont capables de déformer plastiquement le fil de soudage ( 16) pour constituer un fil de soudage courbé ( 16 ') possédant une forme ou profil prédéterminé avec un pas d'environ à 30 mm et une largeur de façonnage (largeur de courbe
ou amplitude d'ondulation) d'environ 2 à 5 mm Les engre-
nages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) sont isolés complètement des paliers ( 14 a) et ( 14 b) et des parties similaires par un isolateur Les arbres tournants ( 15 a) et ( 15 b) ont à leur autre extrémité, des engrenages de commande ( 18 a) et ( 18 b)
respectivement.
D'un autre côté, un moteur ( 19) est placé sur la platine de base ( 11), dont un arbre de sortie ( 20) est prévu avec un engrenage de commande ( 21) qui est en prise avec l'engrenage d'entra nement ( 18 a) Avec cette construction, la rotation de l'arbre de sortie ( 20) du moteur ( 19) est transmise aux engrenages de façonnage respectifs ( 17 a) et ( 17 b) au moyen de l'engrenage de commande ( 21), les engrenages d'entraînement ( 18 a) et ( 18 b) et les arbres
tournants ( 15 a) et ( 15 b).
Puisque les paliers ( 14 a) et ( 14 b) sont con-
nectés avec les parties filetées ( 13 a) et ( 13 b) respective-
ment, qui sont situées sur l'arbre du coulisseau ( 13) possédant différents sens de filetage comme décrit ci-dessus, les positions des engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) ainsi que celles des paliers ( 14 a) et ( 14 b), à cause de cela, la distance entre les axes des engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) peut varier par la rotation manuelle d'une poignée ( 22) attachée à une extrémité de l'arbre de coulisseau ( 13) et il en résulte que la largeur de façonnage (ou largeur de courbe ou amplitude d'ondulation) W du fil de soudage
peut être modifiée.
Juste au-dessus de l'espace défini par les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b), il est prévu une
pièce guide ( 23) pour guider le fil de soudage ( 16) ali-
menté à partir d'une bobine (non représentée) dans l'espace entre les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) La pièce
guide ( 23) est supportée sur une plaque support ( 24) cons-
tituée en matériau isolant, qui est attachée à une console ( 25) fixée sur la platine de base ( 11) Le long des deux
extrémités latérales de l'espace défini par des engre-
nages ( 17 a), ( 17 b), sont prévues des pièces guides ( 26 a) et ( 26 b) pour éviter au fil de soudage de dévier de l'espace
défini par des engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b).
Les pièces guides ( 26 a) et ( 26 b) sont supportées au moyen de plaques isolantes ( 27 a) et ( 27 b), respectivement, sur
des attaches ( 28 a) et ( 28 b), respectivement.
En-dessous de l'espace défini par les engrenages
de façonnage ( 17 a) et ( 17 b), il est prévu une fente ( 29)-
sur la platine de base ( 11), dans laquelle fente une plaque de support supérieure ( 30) possédant pratiquement une forme en I, est introduite defaçon amovible par coulissement à partir de la direction àangle droit par rapport à la direction le long de laquelle les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) sont disposés En d'autres termes, la plaque de support supérieure ( 30) est montée de manière à se glisser
comme une cassette.
Dans le but d'éviter à la plaque support supérieure ( 30) de se détacher de la platine de base (il), on prévoit un taquet ( 31) pour maintenir le bord de la plaque support supérieure ( 30) sur la platine de base ( 11) Sur le support supérieur ( 30) est maintenu un cylindre guide supérieur ( 32) au moyen d'un matériau isolant ( 33) Juste en dessous de l'espace défini entre les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) Le fil de soudage courbé ( 16 ') reformé entre les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) est immédiatement
introduit dans le cylindre guide ( 32).
Sur la surface inférieure de la plaque de support supérieure ( 30) est fixée, avec des boulons, une plaque de support inférieure ( 34) au moyen de matériaux isolants ( 35) La plaque de support inférieure ( 30) sert aussi de
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connecteur à un câble secondaire venant d'une source de courant de soudage et, dans ce but, elle est prévue avec un organe de fixation ( 36) La plaque de support inférieure ( 34) est pourvue d'une fente ( 37) dans laquelle un bloc support ( 38) est disposé Le bloc support ( 38) est monté de façon détachable d'une manière similaire à une cassette détachable dans une direction horizontale et après mise en place, il peut
être fixé seulement légèrement par un boulon de serrage.
Le bloc support ( 38) porte, au moyen d'un cylindre de renforcement ( 40), un cylindre guide inférieur ( 39) qui est placé, lorsqu'il est monté sur la plaque support, de façon à être aligné avec un prolongement imaginaire du cylindre guide supérieur ( 32), et le fil de soudage courbé ( 16 ') est introduit à travers le cylindre guide inférieur ( 39) qui possède une longueur suffisante de façon qu'il puisse être inséré dans le faible écartement ( 2) entre les pièces à souder et guide le fil de soudage courbé ( 16 ') vers la zone de soudure En outre, le cylindre guide inférieur ( 39) possède une partie aplatie à mi-chemin sur sa longueur de façon que la torsion du fil de soudage
courbé ( 16 ') pendant l'alimentation puisse etre évitée.
Sur le sommet du cylindre guide inférieur, il est prévu à travers une pièce de fixation d'extrémité ( 41) un bout conducteur constitué en cuivre au chrome possédant une bonne conductivité ou en tungstène Le cylindre de renfor" cement ( 40) est aussi constitué en matériau possédant une bonne conductivité Il couvre le cylindre guide inférieur ( 39) sur la moitié de sa longueur et maintient un tuyau refroidi à l'eau ( 43) sur sa partie supérieure Le tuyau io 2514280 refroidi à l'eau ( 43) est en contact avec le cylindre guide inférieur ( 39) et se prolonge Jusque vers la pièce de fixation
d'extrémité ( 41) o il est soudé et courbé.
Le bloc support ( 38) est pourvu, en avant et à l'arrière du cylindre guide inférieur ( 59), etc, d'orifices de connexion d'a Jutage ( 45) et ( 46), chacun étant pourvu d'un Joint torique ( 44), et d'un a Jutage de gaz de protection avant ( 47) ainsi que d'un a Jutage de gaz de protection arrière C 48) qui sont insérés dans les
orifices de connexion &'a Jutage ( 45) et ( 46),respectivement.
Les a Jutages ( 47) et ( 48) ont une coupe circulaire à leurs extrémités qui sont inséréesdans les orifices mais leurs parties inférieures sont déformées de façon à posséder une surface plate (section elliptique) de façon qu'ils puissent être introduits dans le faible écartement ( 2)
entre les pièces à souder à une profondeur suffisante.
A travers l'a Jutage de gaz de protection arrière ( 48) est amené un a Jutage ( 49) formant la chenille (cordon de métal déposé) de soudage dont l'extrémité sort à proximité du bout conducteur ( 42) en venant du haut de l'a Jutage de gaz de protection arrière ( 48) Le gaz de protection qui passe à travers l'a Jutage formant la chenille de soudage ( 49) est soufflé vers la partie arrière du bain de fusion
et sert à contrôler la forme de la chenille de soudage.
Le bout supérieur de l'a Jutage ( 49) est conçu de telle façon qu'ilplisseetre inséré dans un orifice auxiliaire ( 50) lorsque l'a Jutage de gaz de protection arrière est inséré dans l'orifice de connexion d'a Jutage ( 46) Les orifices de connexion d'a Jutage ( 45) et ( 46) et l'orifice auxiliaire ( 50) sont connectés à des tuyaux d'alimentation
de gaz de protection ( 51), ( 52) et ( 53), respectivement.
La position ou la profondeur de l'insertion de l'un ou l'autre a Jutage de gaz de protection ( 47) ou ( 48) peut être réglée librement Jusqu'à ce qu'elle sorte des Joints toriques ( 44) sur le bloc support ( 38) Ce réglage est avantageux spécialement lorsque les pièces à souder sont des tuyaux de petits diamètres et similaires et lorsque la possibilité de protection peut être augmentée en réglant la position des a Jutages de gaz de protection ( 47) et ( 48)
pour devenir légèrement plus basse que celle du bout conduc-
teur ( 42).
D'un autre côté, un mécanisme de mise à niveau ( 54) pour la tête de soudure, est prévu sur la platine de base ( 11) Le mécanisme ( 54) se compose de flasques ( 55 a) et ( 55 b) qui sont prévus sur la platine de base ( 11)
et qui supportent une vis ( 56) au moyen d'un axe ( 57) solida-
risé à celle-ci, d'une roue tangente ( 59) articulée sur
un arbre ( 58), qui s'engrène sur la vis ( 56), et d'un cou-
lisseau qui est mobile verticalement et horizontalement dans la tête de soudage qui est reliée à la roue tangente ( 59) au moyen d'une plaque de liaison ( 60) -En faisant tourner l'axe ( 57) de la vis ( 56), l'angle formé par la plaque de liaison ( 60) et la platine de base ( 11) est modifié,
en changeant de cette façon la position de la tête de soudage.
Les références ( 61) et ( 62) désignent des boulons pour
éviter la vibration de l'appareil après réglage.
Dans l'appareil en accord à cette réalisation, la plaque de support supérieur ( 30) et le bloc support ( 3 U) sont assemblés à la manière d'une cassette, et les
a Jutages de gaz de protection ( 47) et ( 48) sont détachables.
Par conséquent, l'assemblage et l'échange des parties sont
très faciles.
L'opération de soudage dans le faible écarte-
ment ( 2) défini par une paire de pièces ( 1) à souder se faisant face l'une l'autre est réalisée en utilisant l'appareil
possédant la construction ci-dessus, comme suit.
Ainsi, le fil de soudage ( 16) possédant une configuration linéaire rectiligne alimentée à partir de la bobine est amené à travers la pièce guide ( 23) dans les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) qui sont commandés et mis en rotation De cette façon, le fil de soudage ( 16) est déformé plastiquement pour former un fil de soudage courbé ( 16 ') qui est alimenté à travers le cylindre guide supérieur ( 52) Le fil de soudage courbé ( 16 ') est introduit à partir du cylindre guide supérieur ( 32) dans le cylindre guide inférieur ( 39) Ensuite, le courant électrique est appliqué au bout conducteur ( 42) sur le sommet du cylindre guide ( 59) pour engendrerun arc électrique entre les pièces ( 1) à souder et le fil est déposé dans leur faible écartement
( 2).
Le fil de soudage ( 16) est alimenté à la meme vitesse que la vitesse à laquelle le fil de soudage courbé ( 16 ') est consommé D'un autre coté, pendant l'opération de soudage, le gaz de protection est alimenté à partir des ajutages de gaz de protection ( 47) et ( 48) sur l'avant et sur l'arrière de la zone de soudure De cette façon, on réalise le soudage d'une paire de pièces ( 1) au moyen
d'une zone de métal déposé.
En considérant la procédure de soudage de manière plus détaillée, puisqu'il est formé à un pas constant, comme un résultat de la déformation plastique complète, le fil de soudage ( 16) possède une forme ou profil qui reste le même non seulement pendant son passage à travers le cylindre guide ( 32) et ( 39) mais aussi après le passage à travers le bout conducteur ( 42) En outre, puisqu'il est courbé avec une valeur prédéterminée d'angle (angle
de courbure 0) un arc de soudage ( 64),avec une valeur prédé-
terminée correspondante de l'angle,est engendré qui oscille
horizontalement de long en large à une fréquence élevée.
1 o Il en résulte un bain de fusion ( 65) qui, lorsqu'il est
formé, est balancé dans une direction transversale à l'écar-
tement entre les pièces à souder vers l'une puis vers l'autre paroi se faisant face et les parois sont fondues par la chaleur engendrée de façon secondaire dans le bain de fusion
( 65).
Par conséquent, dans l'opération de soudage en accord avec la présente invention, il est suffisant de régler la position de l'arc électrique qui apparaît visuellement pour réaliser un simple mouvement ou semble être un arc unitaire simple, de façon à être placé au centre de la largeur du faible écartement entre les deux pièces; mais une opération aussi précise, telle que le réglage de la position de l'arc électrique de façon à l'orienter vers les coins constitués par des parois des pièces à souder, définissant l'écartement étroit et la chenille, n'est pas nécessaire Un autre avantage de l'opération de soudage en accord avec la présente invention se trouve dans le fait que des soufflures ne tendent pas à se former puisque le bain de fusion ( 65) est agité vigoureusement En outre, puisqu'1 l n'y a pas de changement dans la forme ou profil 1.j ah 14 2514280 du fil de soudage courbé ( 16 i') mme après le passage à travers le bout conducteur ( 42), l'opération de soudage n'a pas besoin d'être réalisée avec une haute sensibilité en ce qui concerne les changements de la distance entre le bout conducteur ( 42) et la chenille (c'est-à-dire la
longueur de la saillie) -
En outre, les raisons pour lesquelles le fil de soudage ( 16) devrait être façonné à un pas d'environ l O à 30 mm avec une largeur de raçonnage (amplitude de
O 10 l'onde) d'environ 2 à 5 mm vont être expliquées ci-après.
Tout d'abord, comme pour le pas du fil de soudage courbé ( 16 '), on doit noter que la relation entre le courant de soudage et la vitesse d'alimentation de fil de soudage est comme représentée à la figure 5 dans le cas o une opération de soudage est réalisée sous les conditions de soudage suivantes: Diamètre de fil de soudage: 1,2 mm Gaz protecteur: Ar + 20 % C 02 Source de courant de soudage: Courant continu (impulsion) Maintenant, en supposant que le pas auquel un fil de soudage est façonné est de 20 mm, et que le courant de soudage à utiliser est de 280 A, la vitesse de dépôt de fil de soudage est de 8,b m/mn Dans ce cas, puisqu'un pas unitaire est 20 mm, la fréquence à laquelle le bout du fil de soudage est dirigé pour se tourner vers
l'une et l'autre des parois définissant le faible écar-
tement est 440 cycles/mn En outre, quand un pas unitaire est de 10 mm, la fréquence est d'environ 880 cycle/mn, tandis qu'une fréquence d'environ 290 cycles/mn est obtenue avec un pas unitaire de 50 mm Puisque le pas de façonnage est pratiquement directement proportionnel au pas des dents des engrenages ( 17 a), ( 17 b), le diamètre des engrenages ( 17 a), ( 17 b) doit être plus grand lorsque le pas de façonnage est plus grand que 50 mm ce qui n'est pas désiré en vue de la difficulté dans la réduction de taille de l'appareil et de la réduction de la fréquence Au contraire, avec un pas unitaire de moins de l O mm, une force beaucoup plus grande est nécessaire pour la déformation plastique d'un fil de soudage car il dépend des propriétés du matériau constitutif Ceci est désavantageux en vue de la capacité du moteur d'alimentation ( 19) et d'une période de- temps plus courte dans laquelle le bout du fil de soudage est dirigé pour se tourner vers les parois définissant de
faibles écartements de pièces à souder.
En second lieu, comme pour la largeur de façonnage (ou amplituded'onde) W du fil de soudage courbé ( 16 '), il y a une largeur de façonnage propre correspondant à la largeur du faible écartement Dans le soudage à l'arc à faible écartement opéré avec une largeur d'écartement de 9 à 14 mm, une certaine gamme de largeurs de façonnage entre 2,0 mm et 5,0 mm engendre une bonne zone de soudure
qui est exempte de défauts de soudure.
La figure 6 représente un exemple de la relation entre la largeur de l Iécartement et la largeur de façonnage propre dans un procédé de soudage sous atmosphère inerte
à faible écartelient (MIG Welding) Dans ce cas, la péné-
tration de soudage satisfaisante est obtenue avec la meme largeur de façonnage du fil de soudage meme lorsque la o 30 largeur de l'écartement est changée d'une valeur de plusieurs
millimètres -
Dans le but de régler la largeur de façonnage W du fil de soudage ( 16) précisément, l'appareil suivant la présente invention est pourvu d'un mécanisme représenté aux figures 2, 3, 7 a et 7 b Comme indiqué ci-dessus, ce mécanisme est conçu de telle façon que les paliers ( 14 a) et ( 14 b) recevant dans leur filetage les parties filetées ( 13 a) et ( 13 b), respectivement, de l'arbre de coulisseau ( 13) possédant des sens de filetage opposés, sont déplacés en faisant tourner l'arbre de coulisseau ( 13) pour obliger les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) accompagnés des paliers ( 14 a) et ( 14 b) à venir plus près ou à s'éloigner
l'un de l'autre.
La figure 7 a représente l'état dans lequel
le façonnage d'un fil de soudage est réalisé avec la dis-
tance Ca entre les axes des engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) qui est légèrement plus grande que la distance Cb entre les axes représentés à la figure 7 b Entre les deux fils de soudage courbés ( 16 ') obtenus dans les deux situations ci-dessus, il existe la relation suivante Si Ca>Cb, alors, L e ma = mb, Pa> Pb, Wa<Wb, et 9 agb ea< )b o Ca, Cb sont les distances entre les axes des engrenages, Lest la longueur de la dent d'engrenage, ma, mb sont les longueurs des côtés du fil de soudage courbé Pa, Pb est le pas de façonnage Ga, Gb sont les angles de courbure des fils de soudage
17 2514280
courbés, et
Wa, Wb sont les largeurs de façonnage.
Les figures Sa, 8 b et oc représentent des exemples de fils de soudage courbés ( 168) avec des valeurs différentes de largeurs de façonnage W En outre, les fils de soudage ( 16) peuvent être déformés plastiquement pour posséder différents profils de façonnage spéciaux comme représenté aux figures 9 a, 9 b, 9 c, 9 d et 9 e par usage d'engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) avec différents profils de dents Par exemple, en utilisant les engrenages de façonnage ( 17 a) et ( 17 b) tels que représentés à la figure 10, le fil de soudage courbé ( 168) tel que représenté à la figure9 c peut être obtenu Ce type de fil de soudage ( 16 ') est prévu pour présenter le même effet que celui qui sera donné par une oscillation de soudure ordinaire, et dans ce but, une partie d'une longueur ne avec un pourcentage de pente extrêmement faible est prévue dans chaque pas unitaire d'une longueur Pc En prévoyant que cette partie d'arc de soudage puisses'arrêter aux deux extrémités du faible écartement, ce qui détermine une prolongation du temps de fusion aux deux parois d'extrémité définissant le faible écartement entre les pièces à souder pour améliorer
l'effet d'élimination d'apparition de manque de fusion.
L'angle 92 formé dans la partie ne est prévu pour donner, quoiqu'il soit faible, une aptitude à donner une direction vers les parois d'extrémité définissant l'écartement, au fil de soudage même lorsqu'il bute à chaque extrémité du
faible écartement.
Comme indiqué dans ce qui précède, en accord avec la présente invention, un fil de soudage peut être la, 2514280 déformé plastiquement à un pas prédéterminé et à une largeur de façonnage prédéterminée pour posséder un profil en forme d'onde et alimenter une zone de soudage par l'usage d'une paire d'engrenages de façonnage pour diriger le bout du fil de soudage pour qu'il se tourne alternativement vers l'une ou l'autre des parois se faisant face des pièces à souder de façon à obtenir qu'une bonne zone de métal soit déposée qui soit libre de défaut de soudage, tel qu'un thanque de liaison En plus, puisque pendant l'opération
de soudage en accord avec la présente invention l'arc élec-
trique oseille à une haute fréquence pour agiter un bain de fusion, des soufflures ne surviennent guère Un autre avantage de l'appareil de la présente invention se trouve dans le fait qu'à cause de la simplicité de la construction,
les incidents ne surviennent que rarement ou jamais, l'entre-
tien est facile et le coût de la production est économique.
Alors que l'invention a été décrite en détail
et s'est référée à ces réalisations spécifiques, il appa-
raitra évident à l'homme de l'art que des changements et modifications différents peuvent être faits à l'invention
sans sortir de son esprit et de son but.
1 9 Z 2514280
Claims (7)
1 Procédé de soudage à l'arc à faible écarte-
ment qui comprend des stades de la définition d'un faible écartement ( 2) entre une paire de pièces à souder ( 1) disposées de façon à se faire face l'une l'autre à une distance prédéterminée, l'alimentation d'une électrode consommable ( 4) dans un
cylindre guide ( 3) qui est mobile le long du faible écar-
tement ( 2), l O et la génération d'un arc électrique ( 5), ( 64) entre le bout de l'électrode consommable ( 4) et les pièces à souder ( 1) pour les assembler l'une à l'autre, c a r a c t é r i S é par le fait que ladite électrode consommable ( 4), alors qu'elle est déformée plastiquement pour avoir un profil en forme d'onde avec un pas d'environ l O à 50 mm et une largeur de façonnage (ou amplitude d'onde) d'environ 2 à 5 mm dépendant des conditions de soudage, est alimentée dans ledit faible écartement ( 2) avec la direction de ladite largeur de façonnage se trouvant alignée dans la direction dudit faible écartement ( 2) et la direction du bout ( 16) de ladite électrode consommable ( 4) étant mobile de façon à se présenter alternativement à fréquence élevée vers l'une puis vers l'autre des bords se faisant face desdites
pièces à souder ( 1).
2 Procédé, tel que défini dans la revendication l, c a r a c t é r i S é par le fait que ledit arc de soudage ( 5), ( 64) oscille à fréquence élevée dans la direction de ladite largeur de façonnage pour agiter vigoureusement un bain de fusion ( 65) formé dans la direction dudit faible écartement ( 2) entre les pièces à souder ( 1) de long en
2514280
large et fonde chaque paroi desdites pièces à souder ( 1) se faisant face, définissant ledit faible écartement ( 2), par la chaleur engendrée de façon secondaire dans ledit
bain de fusion ( 65) par agitation.
3 Appareil de soudage à l'arc à faible écarte- ment entre pièces à souder, destiné à mettre en oeuvre
le procédé défini dans l'une ou l'autre des revendications
1 ou 2, c a r a c t é r i S é par le fait qu'il se compose d'une tete de soudage comprenant un cylindre guide ( 32) qui est mobile le long d'un faible écartement ( 2) défini par une paire de pièces à souder ( 1) et à travers lequel est alimentée une électrode consommable ( 16), un moyen pour engendrer un arc, électrique entre ladite électrode consommable ( 16) et lesdites pièces à souder ( 1), et des moyens de façonnage comprenant une paire d'engrenages ( 17 a), ( 17 b) capables de déformer plastiquement ladite électrode consommable ( 16) pour lui conférer un profil en forme d'onde avec un pas d'environ 10 à 30 mm et une largeur de façonnage
ou amplitude d'onde d'environ 2 à 5 mm, dépendant des condi-
tions de soudage et capable d'alimenter ladite électrode
consommable ( 16) dans ledit cylindre guide ( 32).
4 Appareil, tel que défini dans la revendica-
tion 3, c a r a c t é r i S é par le fait que ledit appareil comprend en outre des moyens d'ajutage de soudage ( 47),
( 48) montés de façon détachable à la manière d'une cassette.
o Dispositif d'alimentation de fil de soudage
pour l'appareil tel que défini dans l'une des revendications
3 ou 4, c a r a c t é r is é par le fait qu'il comprend une paire d'engrenages synchronisés ( 17 a), ( 17 b) avec un Jeu qui permet de disposer entre eux un fil de soudage
21 2514280
( 16) et étant disposés de telle façon qu'ils puissent tourner en synchronisme avec les pointes des dents d'un engrenage qui sont en contact avec les creux de l'autre engrenage dans lequel une partie plate est prévue sur chacune des crêtes de dents et au fond de chaque creux possédant tous les deux une forme similaire à un coin triangulaire et servant à courber et à alimenter ledit fil de soudage ( 16)o
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