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" Perfectionnements aux procédés et aux appareils pour la soudure électrique des tubes ". .
La présente invention concerna des tubes ou tuyaux soudés électriquement par rapprochement. La soudure par rap- prochement de tubes à parois minces au moyen d'un courant électrique de 10.000 ampères ou davantage appliqué à l'aide de galets en cuivre refroidis par de l'eau et montés près du joint de soudure a. été utilisée sur une très grande échel- le, mais dans une telle opération la variation périodique du courant alternatif a pour conséquence que la soudure est plus parfaite aux points où le courant qui passe est maximum, et moins parfaite aux points où le courant est nul. Ceci produit une soudure ressemblant à la soudure par points et interrompue, qui fait que le tube ne convient pas pour résister à des pressions internes.
Suivant la présente inven- tion, on évite ces inconv néents pt on obtient une soudure .continueen utilisant au courant continu produit par une
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génératrice à bas voltage commandée de façon particulière.
On décrira maintenant l'invention en détail en se référant au dessin annexé, dont
La figure 1 est une vue schématique d'un appareil et des circuits électriques qui peuvent être utilisés pour la mise en pratique de l'invention.
La figure 2 est un plan montrant la combinaison des galets de soudure avec des galets d'alimentation et d'au- tres accessoires.
La figure 3 est une élévation.
La figure 4 est un détail du mécanisme servant à border et à guider.
La figure 5 est une coupe des galets de soudure et de guidage et de leurs montures, et
La figure 6 est, à une plus grande échelle, une conpe de détail des galets de soudure et de guidage.
Le coura.nt continu de soudure est fourni par une génératrice 2 à excitation séparée, entraînée par un moteur approprié quelconque 3 qui, en l'espèce, est un moteur à courant continu. Le moteur 3 entraîne également une exci- tatrice 4reliée, dans le circuit 5,au champ 6 de la géné- ratrice 2 et au rhéostat de réglage 6a de ce champ, rhéostat dont le fonctionnement est commandé par un relais 7 qui in- sère et supprime une résistance 8 de façon que l'excitation de la génératrice de soudure puisse varier entre un maximum déterminé d'avance et un minimum.
Le fonctionnement du re- lais 7 est commandé par le courant continu venant de la gé- nératrice 2 et allant aux galets de soudure 9 en passant par les conducteurs 10 du circuit principal, et il peut être réglé par tout moyen connu de façon que le relais en- tre en action lorsque le courant passant dans le circuit de
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soudure atteint une valeur déterminée d'avance.
Lorsque la résistance 8 est montée dans le circuit d'excitation 5 dans des conditions stables, le courant qui passe à travers les galets de soudure 9 est inférieur à la valeur voulue, et lorsque la résistance est supprimée, le courant qui passe à travers les galets de soudure est supé- rieur à la valeur voulue. En conséquence, lorsque le relais 7 est convenablement réglé, il insère et court-circuite la résistance 8 aux moments voulus pour maintenir sensiblement à la valeur édsirée le courant arrivant aux palets de sou- dure 9. Comme le courant engendré dans l'induit de la géné- ratrice de soudure 2 ne suit pas immédiatement les varia- tions du courant d'excitation, à cause de l'inertie magnétique du champ de la génératrice, un tel relais permet de mainte- nir dans le circuit de l'induit un courant ne s'écartant que peu d'une valeur constante.
La fréquence avec laquelle la résistance 8 est insérée dans le circuit d'exeitalion 5 et mise hors circuit, varie avec le voltage nécessaire entre les galets de soudure 9 pour maintenir le courant voulu. Si un voltage élevé est nécessaire, la résistance sera retirée du circuit d'excita- tion plus souvent que si c'est un voltage peu élevé qui est nécessaire.
La résistance 8 est également réglable, de façon qu'on puisse mettre hors circuit la quantité de résistance voulue suivant le voltage qu'on désire utiliser. Normalement on peut faire varier le voltage entre 3 et 6 volts suivant l'épaisseur des parois de la matière à souder.
Le groupe de soudure, qui est le mieux représenté dans les figures 5 et 6, comporte les galets de soudure 9 et un galet de support ou de guidage 11. Les deux galets guides
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représentés sont des galets creux refroidis par de l'eau, inclinés de préférence et faisant un angle de 45 avec l'axe de la machine passant par les tubes à souder, de façon que la pression des galets-9 agisse en travers du joint et aussi verticalement sur le galet-guide 11 qui se trouve sous le tube, pour maintenir solidement celui-ci et empêcher toute déformation.
Le galet-guide 11 comporte des paliers isolés 13 et on peut régler ces paliers au moyen de ressorts 14 dont on peut faire varier la pression au moyen de boulons 15 pour que le galet-guide puisse s'adapter aux variations de pression et aux différences de.grandeur des tuyaux, ainsi que pour compenser l'usure,etc.
Les axes 16 des galets de soudure 9 sont montés dans des paliers 17 isolés du bâti 18 de la machine et chaque galet est entraîné par les roues dentées 19 et 20 dont l'une (en l'espèce la roue dentée 19) est en "micarta" ou autre matière isolante analogue, afin d'éviter toute fuite de courant entre Les roues dentées et les autres par- ties de la machine. L'axe 16 de chaque galet de soudure 9 est creux de façon à permettre le passage d'un fluide réfri- gérant tel que de l'eau arrivant par le raccord 21 et par le tuyau 22, dont l'extrémité inférieure est supportée par le support fixe à manchon 23, et entrant dans la chambre de refroidissement 24 du galet 9, le trop-plein sortant par un canal 25 ménagé entre le tuyau 22 et la paroi inté- rieure de l'axe 16 pour se déverser dans une gouttière d'é- vacuation 26, comme le montre le dessin.
Le courant des conducteurs 10 est conduit aux ga- lets de soudure 9 au moyen d'une bague de contact fixe 27 sur laquelle frottent des balais 28 qui amènent le courant à une bague collectrice 29 fixée sur l'axe du galet de soudure.
Pour souder des tubes au moyen de l'ensemble qui vient d'être d6crlt, on fait avancer le tube @bauché ou non
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terminé A, qu'on a préparé d'avance en laissant un joint ouvert a, au moyen des galets entraînés 30 et de façon qu'une pièce fixe 31, racloir ou râpe, s'engage dans le joint a pour en nettoyer et roder @@@ borda. Cette râpe 31 est montée de façon à placer simultanément le joint a sur le trajet par lequel le courant de soudure doit passer entre les galets 9.
Le tube ébauché A est ensuite entraîné à travers l'intervalle ménagé entre les galcts 9 et 11, au moyen des galets horizontaux 32, qui rapprochent les bords du joint a et donnent au tube une forme exactement circulaire. Comme les galets de soudure font un angle d'environ 45 avec l'axe vertical du tube, une pression est appliquée non seulement pour serrer fortement les bords du joint l'un sur l'autre, mais aussi pour maintenir le tube solidement dans le galet- guide à gorge 11 qui se trouve au dessous. Bien que cette pression exercée sur les galets de soudure ne soit pas telle qu'elle puisse provoquer un décalage des bords du tube ébauché lorsque celui-ci est froid, il y aura une tendance à produire un léger décalage des bords du joint lorsque des bords seront chauffés pendant l'opération de soudure.
On peut toutefois régler cette action en faisant varier la po- sition des galets de soudure et le montage à ressort du galet-guide. Le courant est maintenu automatiquement constant et le voltage varie pour surmonter la résistance entre les galets de soudure. Lorsque le tube ébauché entre dans l'in- tervalle ménagé entre les galets de soudure et le galet-guide les galets reçoivent un courant continu fourni par la géné- ratrice à excitation séparée et réglé de la façon décrite plus haut, ce qui a pour résultat que le tube est continuel- lement soudé d'un bout à l'autre sur ses bords qui se rejoignent.
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Pour empêcher une usure inégale des surfaces de contact des galets de soudure, on peut changer la polarité de la génératrice 2 au moyen d'un inverseur 33 monté dans le circuit d'excitation.On peut ainsi changer le sens du courant pour des longueurs de tuyau alternant entre elles, mais il ne faut pas le changer au cours de la soudure d'une même longueur de tuyau.
On conçoit qu'un ouvrier n'ayant qu'une habileté ordinaire pourra régler le relais sans difficulté suivant l'épaisseur de la matière et la vitesse des galets de sou- dure, de façon à assurer le passage d'un courant continu sensiblement constant à travers le joint à souder, ce qui assure une continuité de soudure qui n'a été obtenue par aucun des procédés utilisés jusqu'à présent.
Le procédé qui vient d'être décrit permet de souder des tubes ou tuyaux à une grande vitesse et on cons- tatera que ces tubes ou tuyaux sont soudés uniformément et que l'épaisseur de leurs parois à l'endroit de la soudure est sensiblement uniforme, car s'il y a parfois une petite bavure cette bavure est généralement uniforme et en tout cas, dans le voisinage du joint, le métal soudé a sensiblement la même épaisseur, la même uniformité et la même texture que dans les parties du tube sur lesquelles la soudure est restée sans action.
Les termes et expressions utilisés sont descrip- tifs et non limitatifs et il est bien entendu que l'emploi de ces termes et expressions n'exclut en aucune façon les équi- valents des caractéristiques décrites et représentées, ou de leurs parties.