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Méthode de soudure électrique à l'arc de tôles ou de viroles avec compression des bords de l'assemblage
La présente invention concerne l'assemblage de tôles ou de viroles soudées à l'arc électrique suivant le principe décrit ci-dessous:
Une tôle d'un métal quelconque soudable par l'arc élec- trique doit avoir été préalablement mise à largeur convena- ble, ensuite les bords qui doivent être ultérieurement rap- prochés sont taillés ou chanfreinés suivant les formes indiquées sur la figure 20
La tôle passe alors éventuellement par des machines appropriées de principe quelconque qui lui donnent la forme désirée.
Les bords chanfreinés ainsi que cela a été mentionné ci-dessus sont amenés et maintenus dans des positions rap- prochées l'un par rapport à l'autre de façon que l'ouverture .duchanfrein soit présentée à l'extérieur de l'assemblage et constitue le joint longitudinal fig. 1
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ce chanfrein peut se présenter comme il est indiqué suivant les profils de la fig. 2 ou avoir toute autre forme appropriée- La lettre C représente l'intérieur et la lettre B représente l'extérieur de l'assemblage. On remarque que la caractéristique de ces différentes formes est que vers la partie inférieure du chanfrein en B fig. 2 la. paroi de l'as- semblage est fortement amincie.
Tous les procédés de soudure à l'arc de tôles chanfrei- nées 'consistent dans le dépôt dans l'ouverture V du chanfrein d'un métal fondu similaire à ou différent ce celui des tôles et appelé métal d'apport.
Ce dépôt peut être réalisé en une ou plusieurs opéra- tions donnant éventuellement des couches successives de mé- tal.
D'autres procédés, particulièrement le procédé où l'eléc trode est en carbone ou les procédés de soudure par l'hydro- gène atomique, où les électrodes sont en tungstène, sont ap- pliqués fréquemment à la soudure des tôles,non chanfreinées préalablement, comme il est indiqué fig. 3. Cette soudure se fait soit par la fusion simple des bords en contact, soit également aussi avec apport de métal qui est fondu en même temps que le métal des bords de la tôle.
La nouvelle méthode que nous allons décrire est basée sur la subdivision du travail de soudure en.deux opérations.
Dans la première opération les bords en regard de l'as- semblage sont fortement comprimés l'un contre l'autre pendant qu'un arc électrique jaillissant de l'électrode dans l'ou- verture du chanfrein en échauffe les parois jusqu'à la fusion fig. 4 et fig. 5. Les flèches F indiquent le sens de l'effort de compression.
Ainsi que nous l'avons fait remarquer ci-dessus, la par- tie inférieure du chanfrein est plu.s mince que la partie supé rieure,voir fig.4 et 5.Cette partie inférieure plus mince
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ou lèvre, s'échauffe plus rapidement que la partie supé- rieure et comme les 2 lèvres sont appuyées fortement l'une contre l'autre, le metal ramolli par la chaleur s'écrase et forme un bourrelet comme il est indiqué fige 6.
En général, dans tout procédé de soudure à l'arc, la tête à souder d'une part et l'assemblage d'autre part sont animés d'un mouvement l'un par rapport à l'autre dans le sens de la ligne de soudure.
Après que l'arc s'est déplacé par rapport à l'assembla- ge, le bourrelet comme indiqué fig. 6 se refroidit et se so- lidifie de façon à former une attache solide et continue en- tre les lèvres du chanfrein. Là se termine la première opération.
Dans la seconde opération on procède au remplissage du chanfrein déjà fermé à sa partie inférieure comme il est in- diqué fige 6. Cette opération peut se faire par un procédé quelconque de soudure à l'arc,de façon à obtenir une liai- son convenable du métal d'apport avec les parois et le fond des chanfreins.
Il n'est pas difficile de concevoir la réalisation des machines permettant d'effectuer la première opération, c'est-à-dire de souder avec refoulement les levres du chan- frein et cela sans apport de métal, il suffit qu'à l'endroit où l'arc est produit il soit exercé un effort de compression suffisant sur les lèvres en contact.
Nous décrivons deux dispositifs permettant entre beau- coup d'autres d'atteindre au but recherché: 1 Machine à cylindres entraîneurs et presseurs avec tête de soudure fixe par rapport à l'assemblage ou tête de soudure animée d'un mouvement de balancement transversal fig. 7.
20 Presse avec mâchoires multiples ou simples serrant forte- ment les tôles pendant que l'arc soudeur se déplace le long de la soudure longitudinale avec ou sans balancement trans- versal fig. 8.
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MACHINE A CYLINDRES ENTRAINEURS ET PRESSEURS COMMANDES
ET TETE A SOUDER FIXE.
Dans cette construction les tôles à souder sont enga- gées dans une machine possédant un certain nombre de paires de cylindres commandés et non commandés. Ces cylindres à axe vertical ont un profil déterminé par les dimensions des tôles traitées.
Dans la figure schématique n 7 les tôles passent d'abord dans une paire de cylindres G non commandés, ensuite dans une paire de cylindres H munis d'engrenages J et comman- dés par un pignon moteur K.
Les cylindres H actionnés par leurs engrenages exercent sur l'assemblage un effort de serrage et par l'effet de leur rotation un effort tangentiel tendant à faire avancer les tôles.
L'électrode L faisant partie de la tête à souder M se trouve à une certaine distance en avant de l'axe transver- sal des cylindres H, c'est-à-dire du côté des cylindres d'en trée G de façon à ce que pendant et immédiatement après l'opération de fusion du chanfrein, il soit procédé à un refoulement du métal des lèvres par suite de l'effort de compression exercé par les cylindres H.
Il est facile de voir en effet que si la distance d'axe en axe des cylindres H est convenablement choisie on pourra déterminer un effort de serrage suffisant pour obte- nir l'effet recherché.
Si cela est jugé nécessaire pour l'obtention d'une bonne soudure il pourra être placé en dessous de l'assem- blage un tas 0 supporté par un bras P. Ce tas se trouvant dans l'axe de la tête à souder, il peut être appliqué contre la paroi inférieure des tôles soit par un effort mécanique soit par un électro-aimant provoquant une adhé- rence magnétique.
Les cylindres Q ont été figurés comme pouvant être néces
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saires pour guider les tôles dans leur progression. Le bras P peut être supporté par une plaque R intercalée dans la fente de l'assemblage et maintenant celle-ci dans le plan vertical de soudure.
MACHINE A MACHOIRES PRESSEUSES POUR TOLE FIXE ET TETE A SOUDER
MOBILE.
Dans cette machine, fig. 8, les tôles T sont serrées entre une série de mâchoires S qui, par un serrage mécanique, hydraulique ou pneumatique, exercent sur les tôles T un effort de compression tendant à comprimer fortement les lèvres de chanfrein, tel que cela a été expliqué précédemment.
La tête à souder U portant l'électrode X est animée d'un mouvement régulier. le long de la soudure de façon à effectuer la première opération décrite au début de cette note.
Il est prévu qu'un tas Y destiné à s'appuyer sur les tôles, en regard et tout le long de la soudure peut être monté sur la machine.
Les machines décrites ci-dessus permettent encore de procéder en une seule opération à la soudure électrique des tôles sans apport de métal. pour cela, il convient d'utili- ser, soit des têtes à souder basées sur l'emploi des pro- cédés par hydrogène atomique, soit de @@les à souder avec électrode de carbone.
Pour ces dernières on peut faire jaillir l'arc dans l'air ambiant dans une atmosphère gazeuse appropriée.
Les bords des tôles à souder peuvent être taillés sans chanfrein comme il est indiqué fig. 3 ou ils peuvent être taillés avec un chanfrein d'inclinaison appropriée fig. 9.
Ainsi que cela se fait pour la première opération dé- crite précédemment les dispositifs soéciaux des machines à souder permettent de provoquer une forte compression des pa- rois en contact de manière à produire un bourrelet décrit fig. 10 obtenu par refoulement du métal fondu.
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Dans le cas de chanfrein du bord ces tôles, réalisé comme il est indiqué fig. 9 les fonds de chanfrein se trouve- ront, pendant l'opération de soudure, être réchauffés et ramollis les premiers. L'effort graduel de compression pro- voque le refoulement de ces parties de façon à ce que de proche en proche les parois du chanfrein soient amenées en contact l'une avec l'autre et soudées.
Cette méthode a l'avantage de remédier à u n défaut qui apparaît parfois lorsque l'on soude sans chanfrein par les procédés de soudure électrique où il n'y a pas dépôt de métal d'apport.
Ces défauts consistent dans l'apparition de criques et de porosités dans la zone inférieure de la soudure.
La compression des bords des tôles pendant la soudure a également pour effet de remédier au susdit inconvénient par l'expulsion des impuretés et porosités qui sont refoulées dans le bourrelet.
REVENDICATIONS.
1.- Une méthode pour la soudure à l'arc électrique de tôles ou de viroles chanfreinées suivant figures 1 et 2 consistant à subdiviser le travail en 2 opérations.
La première opération est la soudure au moyen de dispo- sitifs ne déposant pas de métal d'apport avec, simultané- ment, application d'un effort de compression transversale destiné à provoquer un refoulement des lèvres du chanfrein, la seconde opération consistant à procéder à la soudure à l'arc comme cela se fait habituellement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.