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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET AUX MACHINEB POUR LA SOUDURE à l'ARC-
La présente invention visa des perfectionnements aux procédés et aux machines pour la soudure à l'arc
Elle concerne, notamment, les procédés et les machines cemportant un arc de soudure maintenu antre une tige ou un fil constituant une électrode, et la pièce en coure de soudure constituant l'autre électrode* L'électrode de soudure peut être constituée par un métal ou un alliage fusible,, ou du carbone, etc'.'. dans le premier cas, il s'agit de la soudure à l'arc métallique, et dans le second cas, de la soulure àu l'arc au carbone,,
A moins que le métal fondu de la soudure ne soit protégé de ma-
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niera appropriée au coure de l'opération à l'égard de l'atmosphère ambiante, il se combine avec celle-ci en formant des composée qui affectent sensiblement sa
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ducti bi 11 té- En vue d'écarter cet inconvénient, an a déjà proposé de cr4er, autour de l'arc et du métal fendu de la soudure, une atmosphère appropriée, par
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l'usage de fondante qui ne décomposent par la chaleur de l'arc en libérant l'a- gent gazeux que 1'on désire; on a proposé aussi de prévoir des enveloppes on manchon. autour des pièces soudées, de façon à éviter l'approche de l'air; on
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a encore fait appel à des fendants produisant des revêtements sur le métal de soudure, pour protéger le métal fendu.
Ceci posé, la présente Invention prévoie la combinaison de ces divers procédés et mayens de protection du métal de soudure, en vue de produi- re une soudure de bon aspect extérieur uniforme qui est, en marna temps, souple et ductile, tout en augmentant sensiblement l'efficacité et le rendement de l'arc au cours de l'opération de soudure* L'invention offre un procédé de soudure perfectionné suivant le-
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quel les parties de la pièce destinées à âtre soudées sont abritées et protl- gées de latmsophè re ambiante par une chambre mve1o9pen%e dmt une partie est oanssaaméa, au cours de l'opération de soudure,
en dégageant un agent proteotsur à l'intérieur de cette chambre et immédiatement au-dessus du métal fondu* Le dispositif perfectionné conforme à l'invention permet d'exécuter facilement la procédé de soudure proposé, à l'aide d'une pièce de protection allongée qui est
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agencée de façon à venir engager les parti et de la pièce en cours de soudure# de part et d'autre de la couture, et à former avec la pièce une chambra 8I1"8lop.
pante à l'intérieur de laquelle peut titre exécutée l'opération de soudure
Suivant unevariante, l'invention prévoit des moyens pour avança? automatiquement une feuille de matière protectrice convenablement éloignée de l'arc de soudure, pour former une enveloppe autour de celui-ci et dea parties fondues du métal de soudure se trouvant dans le voisinage*
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Ce comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avanta- ges de l'invention en te référant è, la description suivante et aux dessina qui l'accompagnent, donnés simplement à titra d'exemple non limitatif, et dans les- quels .
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La Fig- 1 est une vue perspective d'une partie d'uae machine de
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soudure comprenant un ôrgme protecteur du genre vigie @
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La Fig.2 est Une coupe du dispositif de la Fig.1
La Fig.3 est une vue perspective analogue à la Fig.1 et concer- nant une variante dans laquelle la feuille de matière protectrice est amenée sous forme de tube autour de l'électrode de soudure et de l'arc, en engagement avec les parties de la pièce en cours de soudure:
, pour former une enveloppe au- tour de l'arc*
La Fig.4 est une vue analogue concernant une autre variante, dans laquelle la feuille de matière protectrice est repliée de façon à former un é- cran protecteur dont la partie centrale est espacée des parties de la pièce en coure de soudure, pour former une enveloppe à 1'intérieur de laquelle est exé- outée l'opération de soudure} dans cette variante sont aussi prévus des moyens permettant d'appliquer une matière-fondant sur la feuille de matière protectri- ca,
pour améliorer l'opération de soudure*
La Fige est une vue de détail d'un rouleau de matière protectri- ce dans lequel le fondant de soudure est logé antre les couches de matière cons- tituant la feuille*
La Fig*6 est une vue perspective, avec parties en coupe, d'une machine conforme à l'invention dans laquelle la feuille de matière protectrice est appliquée sur deux pièces de montage et de fixation s'étendant le long de la couture, et avec lesquelles elle forme l'enveloppe à l'intérieur de laquelle est exécutée l'opération d@e soudure*
La Fige? enfin, est une vue de détail relative à une variante des pièces de maintien représentées Fig.4 & 6,
et dans laquelle plusieurs res- sorte sont utilisée pour maintenir 1'organe protecteur en engagement avec la pièce en cours de soudure, au lieu des rouleaux ou galets représentés sur les figures précédentes.
Dans la machine de soudure représentée Fig.1 et 2, on observe tout d'abord les pièces 1 et 2 en cours de soudure, un organe protecteur 3, des barres de serrage ou de fixation 4,5 et 6 destinées à maintenir le protecteur 3 en position et à serrer les pièces 1 et 2 aur un support 7, ce support 7 peut former la partie supérieure d'unetable de soudure, le chariot d'une machine, ou encore un autre dispositif approprié de support de piéce Les diverses par- ties de la machine et des pièces soudées sont fixées sur le support 7 au moyen de pincée 8
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Dans l'exenple choisi et représenté, l'électrode de soudure 9 est amenée vers la pièce, à travers le protecteur 3,
par une tête de soudure à l'arc automatique 10 dont la partie inférieure est seule représenté sur le de*' sin; on peut aussi débiter l'électrode par des moyens manuels ou semi-auteme- tique* Le supportest muni d'un dossier 11'diaposµ directement sur la surfa- ce supérieure entre les parties juxtaposées 1 et 2 de la pièce*
L'organe de protection 3 est destiné à former une enveloppe dent laquelle est exécutée l'opération de soudure;
cet organe est de préférence con- fectionné en une matière combustible, par exemple du papier% En présence de la chaleur de l'arc ou en raison du contact avec l'électrode, qui devient très chaude au court de l'opération de soudure, une partie de ce papier est brûlée en produisant une atmosphère gazeuse d'oxyde de carbone et de gaz carbonique à l'intérieur de l'enveloppe définie par le protecteur* L'atmosphère est consti- tuée principalement par de l'oxyde de carbone, en raison de la petite quantité d'oxygène qui est présente pour alimenter la combustion à l'intérieur de la chambre limitée par le protecteur* Ce protecteur doit être confectionne en pa- pier qui ne brûle pas facilement,
et on a obtenu de bons résultats avec au papier chargé de kaolin ou d'argile- Un papier quelconque peut être rendu ap- proprié au but visé par saturation dans une solution de silicate de soude ou de potasse* Au cours de l'opération de soudure, une partie de l'argile ou du silicate contenu dans le papier est déposée sur le métal de soudure fondu où cette matière agit comme protecteur supplémentaire pour le métal de soudure
Un procédé approprié pour fabriquer le protecteur 3, consista à replier plusieurs fois sur elle-même une feuille de papier, ou à faire appel à plusieurs feuilles de papier, à placer la feuille ainsi confectionnée sur les parties de la pièce en cours de soudure, au-dessus de la couture, entre ces parties,
à dresser en ogive sa partie centrale directement au-dessus de la couture, pour former une enveloppe telle que celle représentée sur le dessin, puis à serrer les parties du bord du papier, pour maintenir le papier avec sa partie centrale espacée de la soudure, de façon à constituer une enveloppa qui s'étend le long de la Couture que l'en se propose de souder* Les meilleurs ré- sutats sont obtenue lorsqu'une extrémité de ce protecteur allongé est fermé% sur le dessin, cela est réalisé au moyen d'une barre 6 maintenue par des ,tara:
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Au lieu de faire appel à un protecteur confectionné an papier re-
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plié, comme représenté sur le dessin, on peut aussi faire appel à d'autres protecteurs* C'est ainsi que, par exemple, le protecteur peut être constitué par une pièce en forme d'auge, préparée à l'avance, qui peut être pléoée dais une position renversée au-dessus de la couture, et serrée et place de maniè- re appropriée* Le protecteur ou écran peut aussi 'être confectionné an plu- sieurs parties, par exemple par un châssis, une couverture de papier ou ans-
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logue et des moyens pour serrer le papier sur le châssis* La partie supérieiz.
re de la pièce formant écran, immédiatement au-dessus de la couture, peut être rendue facilement séparable, par exemple en la iqunissant d'une fente ou d'une partie de section réduite, en vue de permettre à l'électrode de goudu- re de traverser librement* Au cours de l'opération de soudure, si le protecteur ou écran est
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confectionné am papier ou matière équivalente, sa partie supérieure se oar- bonise et est partlellwat brûlée par l'action de l'arc,, et l'électrode chai± fés taille facilement une fente dans cet éléments l'état de l'écran protec-
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teur, après une opération de soudure, est représentée sur la Fig7,,
dans la- quelle la partie ombrée du protecteur représente la portion qui en a été partiellement brûlée*
Au cours de l'opération de soudure, une certaine quantité de car-
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bone est précipitée sur la petite macse de métal fondu dans les pièces en cours de soudure vers la couture tonnant une borne de l'arc de soudure;
ce oàrbone es combine avec tout l'oxygène occlus dans le métal, avec dégagement de chaleur* Cette quantité de chaleur supplémentaire tend à maintenir la sur face du métal fondu, chauffée pendant une période plus longue, et le métal peut se libérer de lui-même des gaz occlus, d'une manière très facile* Le
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carbone précipité se combine aussi avec le métal, ce qui entra1ne un aooroie- @amant de la teneur en carbone de ce demiere
Lors de l'exécution d'une soudure conforme à l'invention, l'arc de soudure, pour un courant déterminés, fond l'électrode d'une manière plus rapide et forme une plus grande masse de métal fondu à la couture que si l'e- pération de soudure était exécutée dans l'air;
le protecteur agit ainsi pour augmenter la chaleur effective de l'arc? de ceci résultant une plus grande
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pénétration et un surchauffage du métal qui, en conséquence, demeure fondu
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plus longtp8.
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Le métal fondu peut ainsi plus facilement se libérer des gaz occlus ou dissous; en raison de la disposition du protecteur, le métal fondu es refroidit aussi moins rapidement, et le refroidissement lent détermine autel une contexture améliorée du joint soudée La soudure ainsi produite est souple et ductile, et elle est très supérieure aux soudures exécutées à l'air*
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L'arc de soudure est très calme;
le bourrelet de métal de soudure dans la couture est lisse et bien fusionné sur les bord* des pièces* La surfa- ce du bourrelet de métal, au lieu de présenter plusieurs couture* de refroidis-
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semant Irrégulières, ainsi que c'est généralement le ces, présente un aspect régulier et plaisant résultant des coutures à refroidissement rationnel et =il.
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forcément espacées- Dans une variante rapraentëe'ig3, la feuille de matière p"tea- trioe 12 est avancée en passant sur un rouleau 13 à travers une pièce 14 de pliage et de guidage d'où elle sort autour de l'électrode sous forme d'un cy- lindre 15 espacé de l'arc, mais l'enveloppant complètement*
La matière protectrice en cylindre 16 peut ètre amenée vers la pièce 1-2 au moyen de galets d'avance 16 entraînés de manière appropriée;
ces derniers sont représentés comme étant placés dans la partie cylindrique inti- rieure de la pièce 14 et montés sur des arbres 17 sur lesquels sant aussi mon-
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têes des roues hélicoïdales 18; ces dernières sont entraînées par des vis eme fin 19 reliées par l'intermédiaire d'un arbre d'entrainement flexible 20, avec l'arbre d'un des galets d'avance 31 de la tête de soudure 10- Les surfaces des rouleaux ou galets d'avance 16 pouvant être moletées, dentelées ou rendues ru- gueuses de toute autre manière appropriée, pour assurer un bon engagement avec la feuille de matière protectrice-
La pièce de guidage ou de pliage 14, les galets 16 et la trans-
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mission destinée à entraîner ceux-ci,sont supportés de manière approprude dur la tuyère 22,
à travers laquelle l'électrode de soudure 9 est avancée vers les
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pièces à souder* Le joint entre la tuyère 22 et la pièce 14 complète l'envelop- pe de soudure dent les parois latérales sont formées par le tube de matière protectrice*
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On peut se représenter comme suit le fonctionnement du système décrit t Lorsque l'électrode de soudure 9 est amenée vers la pièce par la tête de soudure en fonction de sa consommation dans l'arc, les galets 16, reliés avec son mécanisme d'alimentation,
tarent la feuille (le matière protectrice 12
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au-dessus du rouleau 13 et à travers la pièce 14 de guidage d'au elle sort sous tonne d'un cylindre creux entourant l'arc et immédiatement au.-dessus des pièces
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1 ot 2 La vitesse à laquelle la matière protectrice est avancée est telle que son extrémité se trouve oonatasment en contact avec les pièces for- ment aveoT'oelles-oi une enveloppe dont la partie supérieure est fennec par la joint entre la partie cylindrique de la pièce 14 et la tuyère 22 sur laquelle elle est attachée*
Lorsqu'on utilise, comme matière protectrice, le papier,
celui-ci est de préférence rendu Ininflammable par imprégnation avec du kaolin, du sill- cate de soude, etc-*; comme indiqué précédemment des fondants appropriés tels
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que la chaux, le carbonate de chaux, le titane, le forro-titene et analogue, peuvent aussi être appliquée ou incorporés au papier;
ces matières peuvent étre à l'état pulvérulent et maintenues en place par le silicate de souder au toute
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autre matière similaire servant à rendra le papier ininflaumaolee
En présagea de l'arc, une partie de l'écran de papier est brûlée, en créant à l'intérieur de la chambre formée de cette faqon une atmosphère d'o- xyde da carbone et de gaz carbonique qui protège le métal de soudure de l'atmos-
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perse ambiante et constitue un agent réducteur actif dans lequel est exécutée l'opération de soudure- L'argile, le silicate ou toute autre matière dans le papier,
est précipité sur le métal de soudure soue tome de dépôt formant un revêt amant des-
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tiné à empêcher l'approche de l'atmosphère ambiante,, après que la chambre de soudure à découvert le métal de Boudure,? Ce dépôt a aussi pour effet de retar- der le refroidissement du métal de soudure et d'améliorer ainsi sa oontexture. an obtient ainsi des soudures saines, ductiles et de bel aspect*
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Dans la variante représemtée Fig-4, la matière protectrice 23 est avancée depuis un rouleau 24, à travers une pièce de cintrage ou pligge 25 en engagement avec les pièces en cours de traitement;
la feuille 23 est défor- mée et repliée de façon que sa partie centrale soit espacée des pièces, en vue de former une chambre au-dessus de la couture et autour de l'électrode 9'
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Losubords de l'écran sont maintenus en engagement avec la pièce en cours de soudure par des dispositifs 26 placés de part et d'autre de la cou- ture qu'on se propose de aoudar;
ces dispositifs 26 peuvent aussi servir à
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maintenir les parties 1 et 2 de la pièce en court de soudure, en position ajus- tée, mais il est généralement préférable de prévoir des moyens de serrage sépa- rés à cet effet* Les dispositif)* de maintien 26 et la pièce de.%pliage 25 tant supporté* sur la fête de soudure 10 au moyen d'une console 27; ces dispositifs comprennent plusieurs rouleaux ou galets 28 monté* dans des châssis 29 qui scat reliés à la console 27 par des ressorts de suspension 30.
Une matière 31, tonnent fondant, peut btra appliquée à la matière protectrice 23, avant que celle-ci ne traverse la pièce de pliage 25; cette ma- tière peut être soit un silicate pour rendre l'écran ininflammable et pour for- mer fondant sur la soudure, soit imehautre matière de fondant, par exemple de la chaux pulvérulente, du carbonate de chaux, de l'oxyde de titane, du ferre- titane, etc- - - Ces fendants peuvent être incorporée dans la matière protectrice par la pression exercée sur celle-ci lors de son passage à travers la pièce de pliage 25;
ou encore ils peuvent être appliqués sur la feuille de matière pro- tectrice, après l'application du silicate de soude mentionné ci-dessus et ser- vant alors de liant pour maintenir cette matièra en place- Dans certaine cas, les fondante peuvent être mélangés avec le silicate de soude et appliquée en même temps que celui-ci sur la feuille de matière protectrice*
Dans la Fig.4, les moyens pour appliquer cette matière sont re- présentés tous forme d'un pulvérisateur comportant un récipient 32 pour le fon- dent, d'où. la matière est chassée à travers une tuyère 33 contre la feuille de matière protectrice 23 par de l'air qui est amené par un conduit 34.
L'appareil représenté Fig.4 produit un écran similaire à celui de la Fige 1 et 2. On peut se représenter came suit son fonctionnement $lors- que la tête de soudure es déplace vers la droite, au-dessus de la couture que l'on se propoae de souder, la feuille 23 est avancée depuis son rouleau 24, à travers la pièce de pliage 25, vers les pièces à souder, au-dessus de la cou- ture, par les dispositifs 26 de maintien et de support;
ces dernières maintien- nant le bord de la feuille pliée en contact avec les pièces, de part et d'autre de la couture, tandis que l'électrode 9 taille une encoche à travers la parti* repliée de la couture st exécuta l'opération de soudure désirée* L'arc cet enve loppé par l'écran protecteur, ainsi que le métal fondu autour de lui;
l'écran protecteur à rainure, bien que partiellement détruit, tome un revêtement suf- fisant autour de la couture soudée! il retarde le refroidissement du métal de soudure et semble retenir les gaz protecteurs créée autour de l'arc, an contact avec le métal chauffé de la couture*
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Au lieu d'appliquer le fondant sur la feuille de matière protec- trice, comme représenté Fig.4, cette matière formant fondant peut être appli- quée sur la feuille avant qu'elle soit enroulée sur le rouleau d'alimentation
241;
dans la Fige est représenté un rouleau de matière protectrice dans lequel la feuille complète est composée de deux feuilles 35 et 36 entre lesquelles est insérée une bande de fondant 37.
Conformément à une autre variante de l'invention, la matière pro- tectrice peut constituer seulement une partie de l'enveloppe de soudure* Par exemple, dans le paterne représenté Fig.6, la feuille 38 peut être amenée en contact avec les surfaces supérieures des pièces de serrage 39, pour former l' enveloppe de soudure; dens la construction particulière représentée,, la feuille
38 est maintenue en position sur les pièces de serrage 39, au moyen d'un rou- leau440 et de dispositifs de maintien 41 dont la construction est similaire à celle des dispositifs utilisés dans le système de la Fig.4.
Le rouleau 40 et les dispositifs sent supportés,, de manière appre priée, par une console 42 qui peut être fixée sur la tête de soudure ou une au- tre partie de la machine de soudure dont la position est fixe par rapport à la tète de soudure*
Dans la construction représentée Fig.6, les parties 1 et 2 sont ' maintenues contre les pièces de serrage 39, par une barra souple 43 qui sup- porte le côté inférieur de la couture, entre bill parties de la pièce à soude au moyen de plongeurs 44 reposant sur un tuyau souple 45.
En amenant un agent fluide approprié au tuyau souple 45, les plongeurs 44 sont refoulés vers le hait et serrant ainsi les parties de la pièce Entre les pièces de serrage 39 et la barre souple 43 supportée sur ces plongeurs-
L'opération de soudure est similaire à celle qui a été décrite fin regard de la Fig*4 et il suffit donc de se reporte? à ce qui a été dit à ce au- jet pour comprendre facilement la présente invention-
Au lieu d'utiliser des dispositifs de support tels que ceux re- présentés an 26 et 41 sur les Fige 4 et 6. on peut aussi faire appel à des dis- positifs de support construite gomme représenté Fig.7;
un tel dispositif com- prend un châssis 46 relié à une consoie 47 correspondant aux consoles 27 et 42 des Fig.4 et 6, par l'intermédiaire d'un ressort 48 Des pièces élastiques 49 sont utilisées, au lieu des rouleaux ou galets des Fig.4 et 6, pour maintenir la pièce protectrice formant écran en contact avec les pièces;
ces ressorts
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sont de préférence placé au vüainaga les une des autres, conme représente Cette construction permet de maintenir la protection contre les pièces à des Intervalles plus courts que dana le cas où les rouleaux eu galets sont utillade et il est ainsi possible de former, entra la protecteur et la pièce, un joint présentant une meilleure étanchéité aux gaz*
Suivent une autre variante,
an peut faire appel à un patin sup- porté par un ressort allonge ou à plusieurs rouleaux et ressorts coopérants pour obtenir le résultat désirée
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Les moyens décrite permettant dtatourer l'aranoe d'une fouille de matière protectrice de composition désirée quelconque*
Comme matière protectrice, on utilise de préférence une fouille
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da papier traité, mais on peut aussi faire appel à d'autre* matièreer par ah- ple l'amiante, du tissu imprégné et màna, dans certaine eu, des feuilles de métal* Au cas où l'on utilité du papier, la chaleur de 1éleatrol,aombia6e avec celle de l'arc de soudure,
permet à l'électrode de tailler facilement va* tante à travers la matière protectrice, lorsque celle-ci est amenée comme représenté Fige 4 et 6.
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Dans certains cas, il peut êtrs déalrable ou nécessaire te randxs la feuille de matière protectrice facilement opérable pour le passage de hi- lectrode de soudure à travers 0110-m%B, ce qui est réalisé par réduction de sa section par perforation, par fente, sta Dans dtautres cas, im dispositif ap- pporié pour tailler ou fmdr* la bande peut btre constitué aamne une partie te l'appareil de eoudure Loraqu'au lieu d'utiliaer un protecteur la matière combuatibleu telle que le papier, on fait appel aomme indique ci-dessus, à d'autraa matières par eranpia de l'amiante, des feuilles de Terra *tue*# etcoose l'atmoaphart ré- duotrioe d'oxyde de carbone obtenue avec les substances :
fait alon défautt mais les autrab avantages, savoir l'effet protecteur mécanique# Iteffi- cacité accrue de l'arob le refroidissement retarda du métal déposé et la 4na%iw bilitè améliorée du métal de %=dure sont néanmoins obtenue# Tant que la couture entre les pièaea à souder est logis dsas tma chambre comportant du fondant à l'intérieur de laquelle l'arc est loge, la qualité de la soudure est notablement améliorée et 1'efficacité de l'arc est
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accrue* Mai* les meilleurs résultats sont obtenue lorsqu' = utilise tm protec-,
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tour de papier, pour les a1l#l indiquées ci-doi3sume
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.Les cUlJpOl1Ucm.1III et lee ;ppl:
!.ti<ml!l 4armé# c1"ùlJl1J8 à titre 4' exemple ne limitant m au4s gagen la poséo du présent brevet*
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