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"PROCEDE ET MACHINE POUR LA SOUDURE ELECTRIQUE"
Cette invention a trait à un procédé et à une machine pour la soudure électrique* Elle concerne plus particulièrement un procédé et une machine permettant de souder électriquement deux feuilles adjacentes faisant partie de trois ou plus de trois feuilles métalliques super- posées ou disposées à recouvrement, comme par exemple de souder le rebord replié du panneau externe d'une porte d'au- tomobile à l'aile de recouvrement du montant de la porte.
Bien entendus il existe de nombreux autres cas dans lesquels
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il est désirable d'appliquer l'invention en addition à celui qui vient d'être mentionné à titre d'exemple,,.
Ordinairement, lorsqu'on soude deux feuilles adjacentes faisant partie de trois ou plus de trois feuilles métalliques superposées par une soudure par points, il reste sur la surface externe de la troisième ou autre feuil- le une marque de soudure. Il est facile de se rendre compte que ceci est bien le cas parce que, lorsqu'on exécu- te une soudure de ce genre, il est nécessaire d'appliquer une des électrodes, sur la surface externe de cette feuille externe au de pratiquer des ouvertures à travers cette feuille pour permettre à l'électrode de passer à la feuille interne.
Dans le premier cas, on a trouvé- que les soudures ne sont pas satisfaisantes en raison de la résistance élevée occasionnée par l'épaisseur de trois ou plus de trois feuilles de métal; et il est évident que dans le second cas il n'est souvent pas possible de pratiquer des ouvertures: dans les feuilles extérieures. Ceci est parti- culièrement le cas lorsque le panneau externe d'une porte d'automobile est replié autour d'une aile du poteau de por- te et que cette partie repliée du panneau est soudée à l'aile du poteau pour former un recouvrement de porte, Par conséquent, il est de pratique courante de substituer la soudure par l'arc à la soudure par rapprochement, ou sou- dure par résistance.
Cette façon d'opérer présente des inconvénients, tant du point de vue de la qualité des sou- dures que du fait que cette méthode ne se prête pas à la fabrication de pièces en grande série. Les montants de porte sont faits d'une tôle plus épaisse que les panneaux, et il en résulte que ces derniers sont influencés plus rapidement par la. chaleur de l'arc, de sorte que le dépôt du fil de soudure est soudé au panneau au lieu d'être soudé
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au panneau et au montant. Il est clair que les soudures de ce genre ne résistent pasà l'usage.. Une opération supplé- mentaire est aussi nécessaire lorsqu'on fait usage de la soudure par l'arc. en ce sens qu'il est nécessaire de meuler et polir les saillies résultant de la soudure.
L'invention a principalement pour objet un pro- cédé et une machine pour souder par points deux feuilles adjacentes de trois ou plus de trois feuilles métalliques superposées ou disposées à recouvrement sans laisser une marque 'de soudure sur les autres feuilles ou sans qu'il soit nécessaire de prévoir des ouvertures dans ces feuil- les pour le passade d'une électrode.
D'autres buts et avantages de l'invention seront mis en évidence au cours de la description donnée ci- après .
Suivant l'invention, on se propose de réaliser le but principal en connectant une des deux feuilles ad- jacentes faisant partie de trois ou plus de trois feuilles métalliques supérposées à l'un des côtés d'un circuit de soudure indépendamment des autres feuilles, et en fer- mant alors le circuit de soudure, par une pression locale directe, entre l'autre côté de ce circuit et la seconde des feuilles adjacentes.
Dans la mise en pratique de l'invention, on fait usae d'une machine à souder dans laquelle une des électrodes est constituée par une pince agencée pour être connectée électriquement, directement au indirectement, avec l'une des feuilles adjacentes à souder, une autre électrode peut se mouvoir suivant une ligne droite pour être pressée contre la seconde des feuilles adjacentes, et des moyens sont prévus pour résister à cette pression de l'électrode.
D'autres caractéristiques de l'invention rési- dent dans certains détails de construction et ressortiront
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de la description donnée ci-après en se référant aux formes de réalisation représentées sur les dessins annexés dans lesquels : Fig.1 est une vue de côté d'une machine à souder établie suivant l'invention .
Fig. 2 est une vue de face de la machine .
Fig.3 est une coupe verticale montrant une des électrodes fixées directement par serrage au montant d'une porte d'automobile et une autre électrode appliquée contre le rebord replié intérieurement du panneau externe de la porte et pressée contre ce rebord de façon à le souder à l'aile de recouvrement du montant de porte .
Fig.4 est une autre vue montrant le montant de porte relié indirectement à l'électrode par l'intermédiai- re du panneau à serrure de la porte .
La machine à souder représentée dans les fig.1 et 2 est analogue, à beaucoup d'égards, à la machine du type usuel. Elle comprend un socle 1 , des montants de support 2 et un bras de support horizontal 3 disposé au sommet de la machine, ainsi qu' il est usuel dans la plupart des machines à souder par points. Ces éléments de charpente sont fixés les unsaux autres et entretoisés par des goussets 4. La machine est munie de l'interrupteur usuel 5 et du transformateur usuel 6. Toutefois, on remar- quera que le transformateur est monté dans une position inusitée au sommet de la charpente, afin que les fils du circuit secondaire puissent être conduits aussi directe- ment que possible aux électrodes de la machine.
Les fils 7 et 8 du circuit primaire vont de la manière usuelle de l'interrupteur au transformateur . Ces divers éléments de la machine n'ont pas été décrits d'une façon détaillée parce qu'ils peuvent être de tout type bien connu sans s'é- carter de l'esprit de l'invention .
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L'extrémité externe du bras supérieur 3 est munie du cylindre usuel 9 à travers lequel coulisse le poinçon
10 portant celle des électrodes qui est agencée pour se mouvoir en ligne droite. Le mouvement du poinçon est déter- miné par un levier de commande 11 monté pour pivoter dans des paliers 12 et contrebalancé par le contrepoids usuel
13.
Un interrupteur à poussoir 14 servant à commander le circuit primaire est monté sur la poignée du levier 11, mais il est bien entendu qu'on pourrait employer si on le désire, l'interrupteur Thompson usuel .
L'électrode mobile est reliée au secondaire du transformateur par un conducteur 15 et comprend la cons- truction usuelle composée des barres conductrices 16 et 17.
L'électrode proprement dite ou pointe à souder 18 est fixée à l'extrémité externe de la barre 17.L'électrode
18 est reliée par des tuyaux 19 et 20 à une source d'a- menée d'eau permettant son refroidissement .
L'autre électrode (fig.l, 2 et 3) comprend une barre plate 21 en cuivre étiré dur ou autre métal, cette barre étant à son tour reliée à une plaque 22,qui est elle-même reliée de façon détachable à une boîte de conne- xion 23 refroidie par de l'eau. La plaque 22 est en contact par trois points avec la plaque 21 par un disposi- tif d'attache 21a et la tête de l'organe d'attache 22a.
L'organe 22a traverse une ouverture de la plaque 22 et se visse dans une ouverture taraudée de la botte 23 . Une vis de blocage ou autre moyen peut être employé pour ver- rouiller la pièce 22a en position . La boîte 23 présente une ouverture centrale destinée à recevoir le conducteur du circuit de soudure, tandis que la partie enveloppante constitue une enveloppe de circulation d'eau. L'électrode 21 est reliée par un conducteur souple 24 au secondaire
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du transformateur 6. Au conducteur 24 est relié par un col- lier de serrage 25 un câble 26 qui est muni d'un contre- poids de façon à maintenir normalement l'électrode dans une position élevée.
Dans la boîte 23 est destinée à cir- culer de l'eau, grâce à des tuyaux 27, 28 reliés à cette boîte par des raccords 27a et 28a. Des ferrures d'attache 29 et 30 sont disposées sur la surface supérieure de l'électrode 21 et supportent de façon pivotante des pinces à biellette 31 et 32 . On n'a représenté que deux pinces, mais il est évident qu'on pourrait en employer tout nom- bre désiré et qu'elles peuvent être de toute forme appro- priée ,les pinces représentées n'ayant pas été décrites d'une façon détaillée pour cette raison. En raison de sa suspension flexible, on peut aisément faire mouvoir l'électrode 21 dans toutes les directions, ce qui facilite son montage sur l' ouvrage .
On voit que la présente machine se distingue considérablement de la machine du type usuel en ce sens que-le bras inférieur portant ordinairement l'électrode fixe n'existe pas .
Un piédestal est prévu pour supporter l'ouvrage de façon que l'électrode mobile puisse exercer une pression sur cet ouvrage. Ce piédestal comprend un socle 33 fixé à l'aide de vis ou autrement sur le plancher et une colonne verticale sensiblement tubulaire 34. A l'extrémité supé- rieure de la colonne 34 se trouve un collier plus large présentant une ouverture à travers laquelle se visse une vis de blocage 35. Une tige 36 est disposée pour coulisser dans le tube 34 et peut être fixée dans diverses positions.
L'extrémité supérieure de la tige 36 est munie d'une chape 37 dans laquelle un bloc de support 38 est monté de façon pivotante. Ce bloc est destiné à être placé sous l'ouvrage sensiblement à l'alignement de l'électrode mobile, et comme
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ce bloc est monté de façon pivotante, il s'adapte de lui-même aux petites irrégularités de sa surface. Comme la tige 36 est réglable verticalement et peut en outre tourner à l'intérieur de la colonne tubulaire 34, le bloc de support 38 possède un mouvement universel par rapport à l'ouvrage.
Pour permettre à une grande quantité de cha- leur d'être dissipée par la partie de l'ouvrage supportée par le bloc et maintenir ainsi cette partie à une tempé- rature inférieure à la température de soudure, le bloc est préférablement fait d'une matière telle que le cuivre dont la conductibilité thermique est très grande. Au refroidissement de cette partie de l'ouvrage contribue en outre une circulation d'eau arrivant et partant par les tuyaux 19 et 20 .
La fig.3 représente la façon dont la machine peut être employée pour souder une aile repliée d'un panneau externe d'une porte d'automobile à l'aile de re- couvrement du montant de porte .
On place l'électrode 21 entre les montants 40 et 41 de la porte et l'on actionne alors les pinces 31 et 32 pour fixer l'électrode et les montants entre eux.
On dispose alors le piédestal de support au- dessous de l'aile de recouvrement de la porte et l'on presse l'électrode mobile 18 contre l'aile repliée 42 du panneau externe 43. Le circuit de soudure est ainsi établi, le courant passant par l'électrode 18 , l'aile 42, le montant de porte 40 et l'électrode 21. L'aile 42 est ainsi soudée à l'aile de recouvrement du montant sans lais- ser de marque de soudure sur la surface externe du panneau externe.
La fig.4 représente une forme de réalisation légèrement modifiée. Dans ce cas, l'électrode 21 destinée à être fixée à l'ouvrage est agenvée pour être reliée indi-
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réclament au montant par l'entremise du panneau à serrure 44 de la porte. Dans cette construction, l'électrode 21 est munie d'une extrémité courbe 45 agencée pour serrer un des bords du panneau à serrure, tandis que les pinces serrent l'autre bord. La soudure s'effectue de la même façon qu'avec la forme de réalisationprécédemment décrite.
Toutefois, le circuit de soudure diffère, étant donné que le courant arrivant par l'électrode 18 passe par le rebord 42, le montant 40,le panneau à serrure 44 et l'électrode 21. Le panneau à serrure est soudé au montant et il est évident qu'une bonne connexion électri- que est effectuée par les soudures.
On a trouvé que les soudures effectuées par les procédés décrits sont plus parfaites dans toutes les parties de la porte ci l'on augmente le voltage du circuit secondaire de 7,3 à 18 volts. Ce voltage augmenté porte- ra le courant au point de soudure sans projection exagérée.
La connexion de terre sera étendue, afin que le courant puisse atteindre les zones des soudures par un chemin qui est aussi court que cela est compatible avec la con- nexion simple. Cette augmentation de voltage est très importantet donne des effets très avantageux en ce sens, que non seulement chaque soudure est ainsi rendue plus parfaite, mais la vitesse de chaque opération de soudure est considérablement augmentée, ce qui augmente la pro- duction @
Bien entendu, l'invention est susceptible de rece- voir d'autres formes de réalisation et de nombreuses modi- fications sans s'écarter de son esprit .
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"PROCESS AND MACHINE FOR ELECTRIC WELDING"
This invention relates to a method and a machine for electric welding * It relates more particularly to a method and a machine for electrically welding two adjacent sheets forming part of three or more than three metal sheets superimposed or arranged overlap, For example, welding the folded edge of the outer panel of an automobile door to the cover flange of the door jamb.
Of course there are many other cases in which
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it is desirable to apply the invention in addition to that which has just been mentioned by way of example ,,.
Ordinarily, when welding two adjacent sheets forming part of three or more superimposed metal sheets by spot welding, a weld mark remains on the outer surface of the third or other sheet. It is easy to realize that this is indeed the case because, when performing a weld of this kind, it is necessary to apply one of the electrodes, on the external surface of this external sheet in order to practice openings through this foil to allow the electrode to pass to the inner foil.
In the first case, it has been found that the welds are unsatisfactory because of the high strength caused by the thickness of three or more than three sheets of metal; and it is obvious that in the second case it is often not possible to make openings: in the outer sheets. This is particularly the case when the outer panel of an automobile door is folded around a wing of the door post and this folded part of the panel is welded to the wing of the post to form an overlap. Therefore, it is common practice to substitute arc welding for bridging, or resistance welding.
This way of operating has drawbacks, both from the point of view of the quality of the welds and from the fact that this method is not suitable for mass production of parts. The door jambs are made of a sheet which is thicker than the panels, and as a result the latter are influenced more quickly by the. heat of the arc, so that the weld wire deposit is welded to the panel instead of being welded
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to the panel and the upright. It is clear that welds of this kind do not withstand wear. Additional operation is also required when arc welding is used. in that it is necessary to grind and polish the protrusions resulting from the welding.
The main object of the invention is a method and a machine for spot welding two adjacent sheets of three or more metal sheets superimposed or arranged overlapping without leaving a weld mark on the other sheets or without it. it is necessary to provide openings in these sheets for the passage of an electrode.
Other objects and advantages of the invention will be demonstrated in the course of the description given below.
According to the invention, it is proposed to achieve the main object by connecting one of the two adjacent sheets forming part of three or more than three metal sheets superimposed on one of the sides of a welding circuit independently of the other sheets, and then closing the welding circuit, by direct local pressure, between the other side of this circuit and the second of the adjacent sheets.
In the practice of the invention, use is made of a welding machine in which one of the electrodes consists of a clamp arranged to be electrically connected, directly or indirectly, with one of the adjacent sheets to be welded, a another electrode can move in a straight line to be pressed against the second of the adjacent sheets, and means are provided to resist this pressure from the electrode.
Other features of the invention reside in certain construction details and will become apparent.
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of the description given below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings in which: Fig.1 is a side view of a welding machine established according to the invention.
Fig. 2 is a front view of the machine.
Fig. 3 is a vertical section showing one of the electrodes fixed directly by clamping to the upright of an automobile door and another electrode applied against the rim folded inside the outer panel of the door and pressed against this rim so as to weld it to the cover wing of the door jamb.
Fig.4 is another view showing the door jamb indirectly connected to the electrode through the door lock panel.
The welding machine shown in Figs. 1 and 2 is similar, in many respects, to the machine of the usual type. It comprises a base 1, support posts 2 and a horizontal support arm 3 arranged at the top of the machine, as is usual in most spot welding machines. These frame elements are fixed to each other and braced by gussets 4. The machine is fitted with the usual switch 5 and the usual transformer 6. However, it will be noted that the transformer is mounted in an unusual position at the top of the machine. the frame, so that the secondary circuit wires can be routed as directly as possible to the machine electrodes.
The wires 7 and 8 of the primary circuit go in the usual way from the switch to the transformer. These various elements of the machine have not been described in detail because they can be of any well known type without departing from the spirit of the invention.
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The outer end of the upper arm 3 is provided with the usual cylinder 9 through which the punch slides
10 bearing that of the electrodes which is arranged to move in a straight line. The movement of the punch is determined by a control lever 11 mounted to pivot in bearings 12 and counterbalanced by the usual counterweight.
13.
A push-button switch 14 serving to control the primary circuit is mounted on the handle of the lever 11, but it is understood that the usual Thompson switch could be used if desired.
The mobile electrode is connected to the secondary of the transformer by a conductor 15 and comprises the usual construction made up of conductive bars 16 and 17.
The actual electrode or soldering tip 18 is attached to the outer end of the bar 17. The electrode
18 is connected by pipes 19 and 20 to a water supply source allowing its cooling.
The other electrode (fig. 1, 2 and 3) comprises a flat bar 21 of hard drawn copper or other metal, this bar in turn being connected to a plate 22, which is itself detachably connected to a box. connection 23 cooled by water. The plate 22 is in contact at three points with the plate 21 by a fastening device 21a and the head of the fastening member 22a.
The member 22a passes through an opening in the plate 22 and screws into a threaded opening in the boot 23. A locking screw or other means may be employed to lock the part 22a in position. The box 23 has a central opening intended to receive the conductor of the soldering circuit, while the enveloping part constitutes a water circulation envelope. The electrode 21 is connected by a flexible conductor 24 to the secondary
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of the transformer 6. To the conductor 24 is connected by a clamp 25 a cable 26 which is provided with a counterweight so as to normally maintain the electrode in an elevated position.
In the box 23 is intended to circulate water, thanks to pipes 27, 28 connected to this box by connectors 27a and 28a. Tie brackets 29 and 30 are disposed on the upper surface of electrode 21 and pivotally support link clamps 31 and 32. Only two pliers have been shown, but it is obvious that any number of pliers could be used and that they can be of any suitable shape, the pliers shown not having been described in a manner detailed for this reason. Due to its flexible suspension, the electrode 21 can easily be moved in all directions, which facilitates its mounting on the structure.
It can be seen that the present machine differs considerably from the machine of the usual type in that the lower arm usually carrying the fixed electrode does not exist.
A pedestal is provided to support the work so that the movable electrode can exert pressure on this work. This pedestal comprises a plinth 33 fixed by screws or otherwise to the floor and a substantially tubular vertical column 34. At the upper end of the column 34 is a wider collar having an opening through which is located. screws a set screw 35. A rod 36 is arranged to slide in the tube 34 and can be fixed in various positions.
The upper end of the rod 36 is provided with a yoke 37 in which a support block 38 is pivotally mounted. This block is intended to be placed under the structure substantially in alignment with the mobile electrode, and as
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this block is pivotally mounted, it adapts itself to small irregularities in its surface. As the rod 36 is vertically adjustable and further rotates within the tubular column 34, the support block 38 has universal movement relative to the work.
In order to allow a large amount of heat to be dissipated by the part of the work supported by the block and thus maintain this part at a temperature below the solder temperature, the block is preferably made of a block. material such as copper, the thermal conductivity of which is very high. The cooling of this part of the structure also contributes to a circulation of water arriving and leaving via the pipes 19 and 20.
Fig. 3 shows how the machine can be used to weld a folded wing of an outer panel of an automobile door to the cover wing of the door jamb.
The electrode 21 is placed between the uprights 40 and 41 of the door and the clamps 31 and 32 are then actuated to fix the electrode and the uprights together.
The support pedestal is then placed below the cover wing of the door and the movable electrode 18 is pressed against the folded wing 42 of the external panel 43. The soldering circuit is thus established, the current passing through electrode 18, flange 42, door pillar 40 and electrode 21. Flange 42 is thus welded to the cover flange of the pillar without leaving a weld mark on the outer surface. from the outer panel.
Fig. 4 shows a slightly modified embodiment. In this case, the electrode 21 intended to be fixed to the work is arranged to be connected indi-
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claim the upright through the lock panel 44 of the door. In this construction, the electrode 21 is provided with a curved end 45 arranged to clamp one of the edges of the lock panel, while the pliers clamp the other edge. Welding is carried out in the same way as with the embodiment described above.
However, the solder circuit differs, as the current to the electrode 18 passes through the flange 42, the post 40, the lock panel 44 and the electrode 21. The lock panel is welded to the post and it is It is obvious that a good electrical connection is made by the welds.
It has been found that the welds made by the methods described are more perfect in all parts of the door when the voltage of the secondary circuit is increased from 7.3 to 18 volts. This increased voltage will carry the current to the solder point without exaggerated projection.
The earth connection will be extended, so that the current can reach the weld areas by a path which is as short as is compatible with the simple connection. This voltage increase is very important and gives very advantageous effects in that not only is each weld thus made more perfect, but the speed of each welding operation is considerably increased, which increases the production.
Of course, the invention is capable of receiving other embodiments and numerous modifications without departing from its spirit.