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à BRUXELLES, pour @
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rrrrw¯rwrrrrrrr-wr---rrwr------------------------------------------------------------------ PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET AUX APPAREILS DE SOUDURE AUTOMATIQUE A L'ARC.
-------------------------------------------------------------------------------- La priorité du brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique le 22 liai 1926
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sous le No 111048 par Verni J. OHAPbi9N, est revendiquée pour cette demande en vertu de la convention Internationale de 1883.- --------------------------------------------------------------------------------
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux procédés et aux appareils de soudure, du type à soudure par fusion, particulièrement ap- plicables lorsque des moyens sont prévus pour faire osciller la source de cha- leur, à travers la pièce d'ouvrage, notamment dans le cas de la soudure automa- tique à l'arc*
L'invention porte essentiellement sur un procédé et des moyens per- fectionnés pour faire osciller le bout d'une électrode,
la tuyère d'un cha- lumeau à gaz, ou l'extrémité d'une autre source quelconque de chaleur, dans
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un appareil de soudure automatique, pendant son déplacement le long de la cou- ture ou du joint qui est en cours de soudure, de façon à fabriquer ainsi un joint meilleur et plus robuste;
l'invention porte aussi sur un système perfectionné pour régler l'amplitude des oscillations. la description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fers bien comprendre la nature et les avantages de l'invention.
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la figes montre en perspective, une tête de soudure conforme à l'invention* ïis 1. et 3 en sont des vues de détail, les :
rig.4. ,t 5 représentent respectivement des types de soudure et des trajets dans le cas des appareils antérieurs et dans le cas des appareils
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Oont#oM' à l'invention, L'appareil de la igst, destiné particulièrement à la soudure métal- lique à Ilorai consiste essentiellement en une tête de soudure agencée pour pro- duire un mouvement relatif entre l'électrode 1 et la pièce d'ouvrage 2, le long de
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la ligne de soudure 3, 1 tête de soudure 4 est supportée par un pilier 5 monté sur le chariot mobile 6 d'un tour dans lequel est placée la pièce d'ouvrage.
.La tête de soudure comprend un moteur 7, dont le rôle est de faire tourner, par l'intermédiaire d'un changement de vitesse contenu dans un carter 8, des galets d'alimentation, non représentées qui amènent, vers la pièce d'ouvrage, l'électrode se déroulant d'une bobine non représentée, à travers des moyens de guidage consistant de préférence en des tubes 9 et 10, un bloo 11 formant borne,
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et tae tuyère 12, m tête de soudure est man1. aussi d'un volant à main 13, pour ajuster ou régler l'électrode dans une direction transversale à la ligne de sou- dure, en déplaçant la tête, dans son ensemble, sur son support ou pilier 5;
elle ont unie aussi d'un autre volant à main 14, pourrégler la pression exercée sur l'électrode, par les galets d'alimentation.
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Le tube de guidage 1Q est pivoté en 15, sur un bloc 16 fixé sur une plaque de support 17, qui est elle-fflêrae fixée sur le châssis de la tête de soudure, le tube 10, le bloc 11, et la tuyère lep peuvent osciller autour du pi- vvt 15, au noyai d'un mécanisme d'oscillation comprenant des éléments numérotés 19 à 34. Ce mécanisme est fixé sur le tube par des pincesou organes de serrage 18 et 19 reliée par une chaîne eu un anneau 20. Ces pinces sont fixées, respecti-
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vement, au tube 10 et à une tige gel, par des vis de réglage, de manière qu'elles
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peuvent être facilement ajustées sur la longueur de ces pièces la tige 21 est supportée par un bloc de serrage 22, qui est de même fixé; de manière réglable, par une vis de pression, sur un arbre 23.
Cet arbre est supporté dans un palier allongé 24 porté par la plaque 17. L'extrémité supé- rieure de cet arbre est rainurée pour s'ajuster avec un bras 25, qui est fixé sur l'arbre 23, par un goujon 26. L'arbre est maintenu en position par ce bras
25, qui repose sur uoe rondelle 27, et par un collet 28. Une portion 29, de l' arbre 23, dans le palier 24, est taillée de la manière représentée Fig.2, pour éliminer tout frottement excessif, et le palier allongé est prévu pour fournir un support rigide pour l'arbre 23.
Sur le bras 25 est boulonnée une bande de matière isolante 30, sur laquelle est fixée, par un boulon 31, une pièce cylindrique 32 d'accompagnement de came* cette pièce 32, ainsi qu'on le voit particulièrement bien sur la Fig.S, est munie d'une cuvette à huile 33, pour lubrifier la surface de came de la came 34. Cette came 34 est fixée sur. un arbre 35, qui sert aussi d'arbre pour un des galets d'alimentation.
La came présente une forme irrégulière (Fig.3) et produit un mouvement de l'électrode, du type représenté sur la Fig.5. la pièce d'accompagnement 32 est amenée et maintenue en contact avec la surface de la came 34, par un dispositif de rappel ou de "bias" constitué par un ressort 36 fixé au tube 10 et à une console 37, qui est supportée par la. tête - de soudure. La tension du ressort 36 peut être réglée par une vis 38. En fixant le ressort de cette manière, on élimine les jeux et les chocs dans le mécanisme d'oscillation.
Le courant est amené dans l'électrode 1 par la tuyère courbe la, qui est fixé-e sur le bloc 11. Le courant de soudure est fourni à ce bloc formant borne, par un conducteur 39.
On voit ainsi que, lorsque l'électrode se dirige à travers les tubes 9 et 10, le bloc 11, et la tuyère 12, vers la pièce d'ouvrage 2, par la rotation des galets d'alimentation, la came 34 tournant avec les galets d'alimentation transmet, au moyen de sa pièce d'accompagnement 32 et du mécanisme d'oscillation, son mouvement irrégulier à l'électrode 1, en déplaçant de manière correspondante, l'arc qui est, dans ce cas, la source de chaleur.
En outre, grâce au réglage des pinces 18, 19, et 22, il est possible de varier le point d'application du méca- nisme d'oscillation sur le tube 10; de plus, les organes étant mobiles autour
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du pivot 15 , l'amplitude des oscillations de l'électrode augmente vers la tuyère 12.
Cela fournit un réglage facile pour l'amplitude de la course du mé- canisme d'oscillation, la Fig.4 représente, en 40, le type de soudure et, en 41, les trajets de l'électrode et de l'arc obtenus avec les mécanismes d'oscillation antérieurement employer Dans son déplacement, l'électrode suit un parcours sinusoïdal traversant rapidement la ligne centrale 42 du joint, mais se dépla- gant lentement aux bords du joint,
Lorsque les plaques sont biseautées, comme représenté, il en ré- sulte une soudure concave au centre, et épaisse sur les bords. la même tendance se retrouve lorsque les plaques ne sont pas biseautées.
On constate aussi que de telles soudures sont fréquemment imparfaites, en raison de l'insuffisance de la pénétration,
Suivant l'invention, on obtient une soudure du type représenté en
43 car la Fig.5, grâce au fait que l'électrode et son arc se déplacent suivant un trajet irrégulier, par exemple celui qui est représenté en 44, Ce trajet main.
tient l'électrode et l'arc plus voisins de la ligne centrale 45 du joint, pendait une plus grande fraction du tempe, que dans le cas du déplacement sinusoïdal,
En d'autres termes, l'extrémité de l'électrode, qui supporte l'arc est déplacée de manière relativement lente à travers le centre du joint ou cou- ture, et de manière relativement rapide, aux points distants du centre de la cou- turc, par comparaison avec les autres déplacements comportant une oscillation sinusoïdale de 1'extrémité de 1'électrode, Cela fournit une soudure du type re- présenté en 43, et cela assure aussi une bonne pénétration, car la chaleur de soudure est appliquée pendant une plus grande fraction du temps, sur ou vers la couture,
On conçoit que l'invention fournit ainsi un procédé et un appareil perfectionnés pour faire osciller l'électrode, en vue de contrôler et de régler l'application de la chaleur, ainsi qu'un dispositif d'oscillation perfectionné, à came, pour déplacer, de manière désirée quelconque, l'électrode et son arc, le long de la couture qu'il s'agit de souder,
Dans la courbe de la Fig.5, représentant le trajet au-dessus de la pièce d'ouvrage, le trajet extérieur du mouvement, depuis le centre de la couture, est dissymétrique par rapport au trajet de retour; mais on peut aussi
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rendre ces trajets symétriques, par une conformation convenable de la surface de came.
En outre, l'application du mécanisme d'oscillation, objet de l'invention, n'est pas limitée aux appareils de soudure automatiques, et s'é- tend aussi aux autres machines de soudure, notamnent à celles dans lesquelles la fusion est réalisé-e par une flanme de gaz. Dans ce cas, le chalumeau de soudure doit être supporté par l'organe oscillant, Les bords peuvent être fondus ensemble sans métal ajouté, ou bien une tige de remplissage peut être disposée le long de la ligne du joint, ou amenée au joint de manière conve- nable quelconque.
D'une manière générale, il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitati@es ,et qu'on peut s'en écarter, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
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in BRUSSELS, for @
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rrrrw¯rwrrrrrrr-wr --- rrwr ----------------------------------------- ------------------------- IMPROVEMENTS IN AUTOMATIC ARC WELDING PROCESSES AND APPARATUS.
-------------------------------------------------- ------------------------------ The priority of the patent filed in the United States of America on 22 liai 1926
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under No. 111048 by Verni J. OHAPbi9N, is claimed for this application under the International Convention of 1883.- ------------------------- -------------------------------------------------- -----
The present invention relates to improvements in welding methods and apparatus, of the fusion welding type, particularly applicable when means are provided for oscillating the heat source, through the workpiece, especially in the case of automatic arc welding *
The invention essentially relates to an improved method and means for oscillating the tip of an electrode,
the nozzle of a gas torch, or the end of some other source of heat, in
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an automatic welding apparatus, as it travels along the seam or seam which is being welded, thereby making a better and more robust seam;
the invention also relates to an improved system for adjusting the amplitude of the oscillations. the following description, with reference to the appended drawing, given by way of example, makes it possible to clearly understand the nature and the advantages of the invention.
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Figs shows in perspective, a welding head according to the invention * ïis 1. and 3 are detail views, the:
rig. 4. , t 5 represent respectively types of welds and paths in the case of prior devices and in the case of devices
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In keeping with the invention, the igst apparatus, intended particularly for metal welding at Ilorai consists essentially of a welding head arranged to produce a relative movement between the electrode 1 and the part of 'book 2, along
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the welding line 3, 1 welding head 4 is supported by a pillar 5 mounted on the movable carriage 6 of a lathe in which the workpiece is placed.
.The welding head comprises a motor 7, the role of which is to turn, by means of a speed change contained in a housing 8, the feed rollers, not shown which lead to the part of. work, the electrode unwinding from a coil not shown, through guide means preferably consisting of tubes 9 and 10, a bloo 11 forming a terminal,
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and tae nozzle 12, m welding head is man1. also a handwheel 13, for adjusting or adjusting the electrode in a direction transverse to the weld line, by moving the head, as a whole, on its support or pillar 5;
they have also united another handwheel 14, to adjust the pressure exerted on the electrode by the feed rollers.
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The guide tube 1Q is pivoted at 15, on a block 16 fixed on a support plate 17, which is itself fixed on the frame of the welding head, the tube 10, the block 11, and the nozzle lep can oscillate around the pi- vvt 15, at the core of an oscillation mechanism comprising elements numbered 19 to 34. This mechanism is fixed on the tube by clamps or clamps 18 and 19 connected by a chain to a ring 20. These clamps are attached, respectively
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vement, to tube 10 and to a gel rod, by adjusting screws, so that they
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can be easily adjusted along the length of these parts the rod 21 is supported by a clamping block 22, which is likewise fixed; adjustable, by a pressure screw, on a shaft 23.
This shaft is supported in an elongated bearing 24 carried by the plate 17. The upper end of this shaft is grooved to fit with an arm 25, which is secured to the shaft 23 by a stud 26. L the tree is held in position by this arm
25, which rests on a washer 27, and by a collar 28. A portion 29, of the shaft 23, in the bearing 24, is trimmed as shown in Fig.2, to eliminate any excessive friction, and the elongated bearing is intended to provide a rigid support for the shaft 23.
On the arm 25 is bolted a strip of insulating material 30, to which is fixed, by a bolt 31, a cylindrical part 32 for accompanying the cam * this part 32, as can be seen particularly clearly in FIG. , is provided with an oil pan 33, to lubricate the cam surface of the cam 34. This cam 34 is fixed on. a shaft 35, which also serves as a shaft for one of the feed rollers.
The cam has an irregular shape (Fig. 3) and produces movement of the electrode, of the type shown in Fig. 5. the accompanying part 32 is brought and maintained in contact with the surface of the cam 34, by a return or "bias" device consisting of a spring 36 fixed to the tube 10 and to a bracket 37, which is supported by the . head - solder. The tension of the spring 36 can be adjusted by a screw 38. By securing the spring in this way, play and shock in the oscillation mechanism is eliminated.
The current is brought into the electrode 1 by the curved nozzle 1a, which is fixed to the block 11. The solder current is supplied to this terminal block, by a conductor 39.
It can thus be seen that, when the electrode moves through the tubes 9 and 10, the block 11, and the nozzle 12, towards the workpiece 2, by the rotation of the feed rollers, the cam 34 rotating with the feed rollers transmits, by means of its accompanying piece 32 and the oscillation mechanism, its irregular movement to the electrode 1, moving correspondingly, the arc which is, in this case, the source heat.
Furthermore, by adjusting the clamps 18, 19, and 22, it is possible to vary the point of application of the oscillation mechanism on the tube 10; moreover, the organs being movable around
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of the pivot 15, the amplitude of the oscillations of the electrode increases towards the nozzle 12.
This provides easy adjustment for the amplitude of the stroke of the oscillation mechanism, Fig. 4 shows, at 40, the type of weld and, at 41, the electrode and arc paths obtained. with the oscillation mechanisms previously employed In its movement, the electrode follows a sinusoidal path rapidly crossing the center line 42 of the joint, but moving slowly at the edges of the joint,
When the plates are bevelled, as shown, the result is a weld which is concave in the center, and thick at the edges. the same tendency is found when the plates are not bevelled.
It is also noted that such welds are frequently imperfect, due to insufficient penetration,
According to the invention, a weld of the type shown in
43 because in Fig.5, thanks to the fact that the electrode and its arc move along an irregular path, for example that shown at 44, this hand path.
holds the electrode and the arc closer to the center line 45 of the joint, hanging a larger fraction from the temple, than in the case of sinusoidal displacement,
In other words, the end of the electrode, which supports the arc, is moved relatively slowly through the center of the joint or seam, and relatively rapidly, at points distant from the center of the neck. - Turkish, compared to other displacements involving a sinusoidal oscillation of the electrode tip, This provides a weld of the type shown at 43, and it also ensures good penetration, since the weld heat is applied during a greater fraction of the time, on or towards the seam,
It will be appreciated that the invention thus provides an improved method and apparatus for oscillating the electrode, in order to control and regulate the application of heat, as well as an improved oscillating device, with cam, for moving the electrode. , in any desired manner, the electrode and its arc, along the seam to be welded,
In the curve of Fig.5, representing the path above the workpiece, the outer path of the movement, from the center of the seam, is asymmetrical with respect to the return path; but we can also
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make these paths symmetrical, by a suitable conformation of the cam surface.
In addition, the application of the oscillation mechanism, object of the invention, is not limited to automatic welding devices, and also extends to other welding machines, in particular to those in which fusion is carried out by a flanme of gas. In this case, the welding torch must be supported by the oscillating member, The edges can be melted together without added metal, or a filler rod can be arranged along the joint line, or brought to the joint so any suitable.
In general, it is understood that the provisions and applications which have been indicated above, by way of example, are in no way limited, and that one can deviate from them, without for that depart from the scope of the invention.