FR2535636A1 - Gas shielded arc welding torch - Google Patents
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Abstract
Description
" Chalu-meau de soudage sous gaz protecteur pour le soudage à l'arc "
L'invention concerne un chalumeau de soudage sous gaz protecteur pour le soudage à l'arc comportant un support de buse à gaz entourant la partie du chalumeau fournissant le courant de soudage, notamment des tubes de chalumeau et des pièces de réception, concentriques, et dans l'intervalle entre le support de buse à gaz et les pièces conduisant le courant de soudage il est prévu une isolation électrique."Welding gas shielded under protective gas for arc welding"
The invention relates to a protective gas welding torch for arc welding comprising a gas nozzle support surrounding the part of the torch supplying the welding current, in particular torch tubes and concentric receiving parts, and in the interval between the gas nozzle support and the parts conducting the welding current, an electrical insulation is provided.
Dans de tels chalumeaux de soudage sous gaz protecteur, il faut d'une part une isolation électrique des parties extérieures du chalumeau comme par exemple du support de la buse à gaz afin que ces pièces de chalumeau, accessibles de l'extérieur, ne soient pas dangereuses pour le personnel ; par ailleurs, il est souhaitable d'avoir un passage de chaleur suffisant entre le support de la buse à gaz ou le siège de la buse à gaz et le circuit d-'eau de refroidissement, pour améliorer la fiabilité de la buse à gaz protecteur ainsi que des pièces directement ou indirectement en liaison avec -celle-ci. In such welding torches under protective gas, on the one hand, electrical insulation of the external parts of the torch, such as the support of the gas nozzle, is necessary so that these parts of the torch, accessible from the outside, are not dangerous for personnel; moreover, it is desirable to have a sufficient heat passage between the support of the gas nozzle or the seat of the gas nozzle and the cooling water circuit, to improve the reliability of the protective gas nozzle. as well as parts directly or indirectly in connection with it.
Pour satisfaire a ces conditions, il est connu de prévoir une douille d'isolation entre le support de buse à gaz et le tube extérieur conducteur de courant et refroidi par de l'eau s cette douille d'isolation est en un métal bon conducteur de la chaleur avec un revêtement en forme de feuille très résistant à la chaleur et présentant une bonne conduction thermique. Pour arriver dans ce cas notamment à un meilleur échange de-la chaleur entre le support de la buse à gaz et le tube extérieur conducteur d'électricité et refroidi à l'eau, l'isolation formée par un métal revetu de feuille est pressée suivant une liaison de force sur le support de la buse à gaz et le tube conducteur de courant et refroidi par de l'eau. To satisfy these conditions, it is known to provide an insulating sleeve between the gas nozzle support and the external current-conducting tube and cooled by water s this insulating sleeve is made of a metal which is a good conductor of heat with a sheet-like coating that is very heat resistant and has good thermal conduction. To achieve in this case in particular a better exchange of heat between the support of the gas nozzle and the external electrically conductive and water-cooled tube, the insulation formed by a metal coated with sheet is pressed according to a force connection on the support of the gas nozzle and the current conducting tube and cooled by water.
(Demande de brevet allemande P 28 56 945-.1). (German patent application P 28 56 945-.1).
Toutefois pour cela, il faut une isolation d-ont la structure, la fabrication. et le montage sont couteux, isolation dans laquelle un intervalle d'air entre les différents composants s'oppose à un échange optimum de la chaleur. However, this requires insulation due to the structure, the manufacturing. and the assembly are expensive, insulation in which an air gap between the different components prevents optimum heat exchange.
La présente invention a pour but de créer de façon simple une isolation dont la fabrication et le montage sont peu couteux, et qui assure un échange de chaleur au moins aussi bon pendant un temps très court. De plus, le claquage électrique de l'isolation doit être impossible. The present invention aims to create a simple way of insulation whose manufacture and assembly are inexpensive, and which ensures an exchange of heat at least as good for a very short time. In addition, the electrical breakdown of the insulation must be impossible.
A cet effet, l'invention concerne un chalumeau du type ci-dessus, caractérisé en ce que.l'isolation est une matière synthétique de préférence une matière duroplastique, qui est injectée dans le volume creux entre le support de buse à gaz et les parties de chalumeau conductrices de courant. To this end, the invention relates to a torch of the above type, characterized in that the insulation is a synthetic material, preferably a duroplastic material, which is injected into the hollow volume between the gas nozzle support and the current conducting torch parts.
Pour injecter une telle isolation de la façon la plus simple dans le volume creux entre le support de la buse à gaz et les parties du chalumeau conductrices de courant, il est prévu suivant une autre caractéristique de l'invention,d'avoir au moins un orifice dans le support de la buse à gaz pour l'introduction de la matière synthétique
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'isolation présente un accrochage de surface qui assure la fixation du support de buse à gaz
Suivant une autre caractérrstlque de#l'inven- tion, le support de -buse à gaz est muni de cavités pour la fixation sur l'isolation
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, l'isolation est réalisée sous la forme d'un moyen de protection contre les projections au niveau de la face frontale correspondant au support de buse de contact.To inject such insulation in the simplest way into the hollow volume between the support of the gas nozzle and the parts of the current-carrying torch, provision is made, according to another characteristic of the invention, to have at least one hole in the gas nozzle holder for the introduction of synthetic material
According to another characteristic of the invention, the insulation has a surface attachment which ensures the fixing of the gas nozzle support
According to another characteristic of the invention, the gas nozzle support is provided with cavities for fixing to the insulation.
According to another characteristic of the invention, the insulation is produced in the form of a means of protection against projections at the level of the front face corresponding to the contact nozzle support.
Les avantages de l'invention résident essentiellement dans le fait que la structure, la fabrication et le montage de l'isolation sont- simples et peu couteux. The advantages of the invention lie essentially in the fact that the structure, manufacture and mounting of the insulation are simple and inexpensive.
On peut ainsi supprimer complètement la préfabrication de l'isolation Ainsi, à titre d'exemple, par le remplissage du volume creux entre le support de la buse à gaz et les parties de chalumeau conductrices de courant, sous une pression de 5 à 100 bars et une température comprise entre 100 et 2500C d'un isolant à consistance pateuse, on arrive à une épaisseur d'isolation, moyenne d'environ 0,5 - 2,5 mm qui évite d'une part avec sécurité tout claquage électrique et d'autre part permet une isolation sans intervalle d'air, ni chemin de courant de fuite. En pratique, on a obtenu des temps d'utilisation surprenants pour la buse à gaz ou les pièces du ehalumeau reliées directement ou indirectement à cette buse comme cela a été décrit à la demande de brevet allemande P 28 56 945.1.It is thus possible to completely eliminate the prefabrication of the insulation. Thus, for example, by filling the hollow volume between the support of the gas nozzle and the parts of the torch which conduct current, under a pressure of 5 to 100 bars. and a temperature between 100 and 2500C of an insulator with a pasty consistency, we arrive at an insulation thickness, average of about 0.5 - 2.5 mm which on the one hand safely avoids any electrical breakdown and d on the other hand allows insulation without air gap or leakage current path. In practice, surprising times of use have been obtained for the gas nozzle or the parts of the torch connected directly or indirectly to this nozzle as described in German patent application P 28 56 945.1.
Ce temps dfutilisation surprenant, qui résulte du passage de la chaleur entre la buse à gaz ou le support de buse à gaz et le ci- > cuit d'eau de refroidissement, provient de la liaison par la forme, sans intervalle d'air, réalisez entr-e le support de la buse à -gaz, l'isolation et les pièces du chalumeau qui sont conductrices du courant de soudage Par la forme et l'accrochage en surface ou le coulage de lXisolation sur le support de la buse à gaz et les pièces du chalumeau conductrices du courant de soudage, constituent d'autres moyens avantageux, on peut fixer de la façon la plus simple et la moins coûteuse le support de la buse à gaz.This surprising usage time, which results from the passage of heat between the gas nozzle or the gas nozzle support and the cooling water, results from the connection by form, without air gap, between the support of the gas nozzle, the insulation and the parts of the torch which are conductive of the welding current By the shape and the hanging on the surface or the casting of the insulation on the support of the gas nozzle and the parts of the torch which conduct the welding current, constitute other advantageous means, the support for the gas nozzle can be fixed in the simplest and least costly manner.
La présente in#ention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels
-# la figure unique est une vue en coupe schématique d'une tête de chalumeau avec une isolation selon l'invention et une protection de projections intégrée à l'isolation.The present in # ention will be described in more detail using an embodiment shown schematically in the accompanying drawings, in which
- # The single figure is a schematic sectional view of a torch head with insulation according to the invention and a projection protection integrated in the insulation.
La figure unique montre une tête de chalumeau d'un chalumeau de soudage sous gaz protecteur à électrode consommable (non représenté complètement) portant globalement la référence 10. Dans le bec non représenté du chalumeau de soudage à gaz, il y a deux tubes concentriques 11, 12 conducteurs de courant électrique de soudage. The single figure shows a torch head of a welding torch under protective gas with a consumable electrode (not shown completely) generally bearing the reference 10. In the not shown spout of the gas welding torch, there are two concentric tubes 11 , 12 welding electric current conductors.
Le tube intérieur 11 sert à l'alimentation en gaz et au passage du fi de l'électrode et il forme avec le tube 12 extérieur qui l'entoure, un circuit forcé 13 pour l'eau de refroidissement. Pour des raisons de simplification, on a représenté à la figure unique seulement le point de renvoi du circuit forcé 13 de l'eau de refroidissement, point de renvoi qui est réalisé en forme de canal annulaire. D'une part les conduites d'alimentation d'agent de refroidissement débouchent dans ce-canal et d'autre part les conduites d'évacuation d'agent de refroidissement y sont raccordées de façon connue. Les canaux d'alimentation et dgéacuation sont réalisés de la façon la plus simple par des ouvertures correspondantes dans le tube intérieur Il et qui sont rendues étanches par le tube extérieur 12. Les deux tubes 11, 12 débouchent dans une pièce de réception 14 d'eln support de buse de contact 15. Dans ce as, il est #éfér#le que la pièce de réception 14 soit reliée par brasage aux tubes ll, 12 et soit associée aux deux tubes pour que la gorge 17 prévue dans la périphérie 16 de la pièce de réception 14 forme la limite intérieure du canal annulair#e de circulation d'eau 13. Il en résulte un refroidissement intense de la buse de contact du courant par le support de buse de contact 15 et la pièce de #récep-tion 14.The inner tube 11 is used for the gas supply and the passage of the electrode fi and it forms with the outer tube 12 which surrounds it, a forced circuit 13 for the cooling water. For reasons of simplification, there is shown in the single figure only the point of return of the forced circuit 13 of the cooling water, return point which is produced in the form of an annular channel. On the one hand the coolant supply lines open into this channel and on the other hand the coolant discharge lines are connected to it in known manner. The supply and discharge channels are made in the simplest way by corresponding openings in the inner tube II and which are sealed by the outer tube 12. The two tubes 11, 12 open into a receiving room 14 of eln contact nozzle support 15. In this ace, it is # efer # the that the receiving part 14 is connected by brazing to the tubes ll, 12 and is associated with the two tubes so that the groove 17 provided in the periphery 16 of the receiving part 14 forms the internal limit of the annular channel # e of water circulation 13. This results in intense cooling of the current contact nozzle by the contact nozzle support 15 and the # receiving part 14.
Les deux tubes 11, 12 sont entourés par un tubeenveloppe 19 isolé électriquement par rapport aux deux tubes 11 et 12 par l'is-olatio-n 18 L'isolation 18 du tube-enveloppe 19 est de préfére#nce un tube de tissu de verre qui entoure avantageusement le tube extérieur 12 sur toute sa longueur 20. A l'extrémité du tube-enveloppe 19 associé au support de buse de contact 15, il est prévu un support de buse à gaz 21 Entre le support de buse à gaz 21, le tube 12 extérieur, conducteur de courant et la pièce de réception 14, on a fixé une isolation -22. The two tubes 11, 12 are surrounded by a casing tube 19 electrically insulated from the two tubes 11 and 12 by insulating material 18 The insulation 18 of the casing tube 19 is preferably # nce a fabric tube of glass which advantageously surrounds the outer tube 12 over its entire length 20. At the end of the envelope tube 19 associated with the contact nozzle support 15, there is provided a gas nozzle support 21 Between the gas nozzle support 21 , the outer tube 12, current conductor and the receiving part 14, an insulation -22 has been fixed.
L'isolation 22 est une matière synthétique de préférence un duroplast qui est injecté sous pression, pour un-e liaison par la forme dans le volume creux 23 entre le support de la buse à gaz 21 et les pièces #de chalumeau 12, 14 conductrices de courant. D'autres matières synthétiques telles que par exemple des élastomères, ou des matières thermoplastiques peuvent également s'utiliser.The insulation 22 is a synthetic material, preferably a duroplast which is injected under pressure, for a form connection in the hollow volume 23 between the support of the gas nozzle 21 and the parts #of the torch 12, 14 conductive current. Other synthetic materials such as for example elastomers, or thermoplastic materials can also be used.
L'injection selon le procédé d'injection.de cette matière synthétique à fluidité pâteuse sous une pre#ssion de 5 à 100 bars se fait après le montage final du chalumeau à gaz protecteur 10 a travers au moins un orifice 24 du support de buse à gaz 21. De façon avantageuse, on prévoit toutefois plusieurs orifices 24 dans le support de buse à gaz 21, orifices qui améliorent la tenue et le blocage en rotation du support de buse à gaz 21 et favorisent l'injection de la matière synthét#que en particulier dans le volume creux 25 du tube-enveloppe, d'une épaisseur de o,5 à 2,5 mm.A l'injection faite sous une pression de 5 à 100 bars et une température de 100 à 250su, la matière synthétique tout d'abord non durcie passe à l'état durci par la poursuite de la r.éaction de condensation. The injection according to the injection method of this pasty fluid synthetic material under a pressure of 5 to 100 bars is done after the final assembly of the protective gas torch 10 through at least one orifice 24 of the nozzle support advantageously, however, several orifices 24 are provided in the gas nozzle support 21, orifices which improve the resistance and the rotational locking of the gas nozzle support 21 and favor the injection of the synthetic material # than in particular in the hollow volume 25 of the tube-envelope, with a thickness of 0.5 to 2.5 mm. Upon injection made under a pressure of 5 to 100 bars and a temperature of 100 to 250 μm, the material synthetic, first of all, not hardened, goes to the hardened state by the continuation of the condensation reaction.
De cette façon, grace à la forme 36 du volume creux 23 ou de l'isolation 22 ainsi que par l'accrochage en surface de la matière synthétique, après durcissement, on obtient une fixation du support de buse à gaz 21 sur la matière synthétique de meme#qu'une fixation du support de buse à gaz 21/isolation 22 sur les surfaces extérieures 26, 27 du tube extérieur 12 conducteur de courant revetu du tube en tissu de verre 18 et de la pièce de réception 14. In this way, thanks to the shape 36 of the hollow volume 23 or of the insulation 22 as well as by the attachment to the surface of the synthetic material, after hardening, a fixing of the gas nozzle support 21 on the synthetic material is obtained. same as a fixing of the gas nozzle support 21 / insulation 22 on the external surfaces 26, 27 of the external tube 12 current conductor coated with the tube in glass fabric 18 and the receiving part 14.
Du coté frontal 28 correspondant au support de buse de contact 15, l'isolation 22 est réalisée avantageusement sous la forme d'un moyen de protection 29 contre les projections et est relié solidement à l'isolation 22. Le moyen de protection contre les projections 29 entoure avantageusement la. gorge 31 du support de buse de contact 15 vissé dans la pièce de réception 14 par l'intermédiaire de la surface d'appui 30 ; le support de buse de contact 15 s'appuie par sa face frontale 32 associée aux tubes concentriques conducteurs de courant 11, 12 contre une bague élastique 33. Par cette réalisation du moyen de protection contre les projections 29, on obtient lorsqu'on emmanche la buse à gaz protecteur 37 dans le support de buse à gaz 21, qu'il ne se forme aucun pont électrique par suite de projections. On the front side 28 corresponding to the contact nozzle support 15, the insulation 22 is advantageously produced in the form of a means of protection 29 against projections and is firmly connected to the insulation 22. The means of protection against projections 29 advantageously surrounds the. groove 31 of the contact nozzle support 15 screwed into the receiving part 14 via the bearing surface 30; the contact nozzle support 15 is supported by its front face 32 associated with the concentric current conducting tubes 11, 12 against an elastic ring 33. By this embodiment of the means of protection against projections 29, one obtains when the protective gas nozzle 37 in the gas nozzle support 21, so that no electric bridge forms due to projections.
De façon avantageuse, le moyen de protection contre les projections 29 est réalisé au cours d'une opération d'usinage avec l'isolation par injection de la matière synthétique dans le volume creux 23 à travers les orifices 24 du support de buse à gaz 21. Pour cela, avant l'injection sous pression de la matière synthétique dans le volume creux 23 entre le support de buse à gaz 21 et le tube extérieur 12 et la pièce de réception 14, on réalise un moule de forme correspondant à celle du moyen de protection contre les projections 29 sur la face frontale 28. Ce moule satisfait aux exigences constructives de la technique d'injeetionsous pression. Advantageously, the means of protection against projections 29 is produced during a machining operation with the insulation by injection of the synthetic material into the hollow volume 23 through the orifices 24 of the gas nozzle support 21 For this, before the injection under pressure of the synthetic material into the hollow volume 23 between the gas nozzle support 21 and the outer tube 12 and the receiving part 14, a mold is made of a shape corresponding to that of the means. of protection against projections 29 on the front face 28. This mold satisfies the constructive requirements of the pressure injection technique.
Selon un autre mode de réali-sation non représenté en détail, d'une tête de chalumeau 10 réalisée avec une isolation 22 selon l'invention, le moyen de protection contre les projections 29 est relié de façon amovible au support de buse a' gaz 21. Dans ce cas, le moyen de protection 2-9 comporte à sa périphérie un fileta#ge qui se visse dans un filetage intérieur réalisé dans le support de buse à gaz 21.Dans-ce cas, pour réaliser l'iso- lation 22 selon le procédé d'injection sous pression, on relie à la face frontale 28 du volume creux 23, un moule d'îhjection correspondant à la forme de la face frontale 28 De façon avantageuse dans ce mode de réalisation, on supprime la pièce de réception 14. According to another embodiment not shown in detail, of a torch head 10 produced with insulation 22 according to the invention, the means of protection against projections 29 is detachably connected to the gas nozzle support 21. In this case, the protection means 2-9 has at its periphery a thread # ge which is screwed into an internal thread made in the gas nozzle holder 21. In this case, to achieve the insulation 22 according to the pressure injection method, an ejection mold corresponding to the shape of the front face 28 is connected to the front face 28 of the hollow volume 23. Advantageously, in this embodiment, the part is removed. reception 14.
Les tubes concentriques conducteurs du Courant de soudage sont dans cet exemple de réalisation relié-s directement au support de buse de contact 15 par des brasures de façon que le canal de circulation d'eau 13 soit formé par la paroi intérieure du tube extérieur 12 et un décolletage dans le support de buse de contact 15. The concentric conductive tubes of the welding current are in this embodiment connected directly to the contact nozzle support 15 by brazing so that the water circulation channel 13 is formed by the inner wall of the outer tube 12 and a turning in the contact nozzle support 15.
Par l'injection d'une matière synthétique dans le volume creux 23, on obtient une isolation 22 sans intervalle d'air et qui assure un bon passage-thermique entre la buse à gaz 37 et le support de buse à gaz 21 et le circuit forcé 13 ainsi qu'une résistance au claquage d'au moins 1000 volts de tension alternative Des modifications dans la réalisation du support de buse à gaz 21 ou vautres pièces d#e chalumeau reliées à l'isolation 72 n'eyipent aucun frais supplémentaire comme par exem ple l'adaptation de l-'isolation 22 aux pièces de chalumeau conductrices de cour-ant. By injecting a synthetic material into the hollow volume 23, an insulation 22 is obtained without air gap and which ensures a good thermal passage between the gas nozzle 37 and the gas nozzle support 21 and the circuit forced 13 as well as a breakdown resistance of at least 1000 volts of alternating voltage Modifications in the production of the gas nozzle support 21 or other parts of the torch connected to the insulation 72 do not incur any additional costs as for example, the adaptation of the insulation 22 to the torch conductive parts of the current.
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