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"PROCEDE ET DISPOSITIFS 'POUR LA FABRICATION
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DtEL'EC#RCDES POUR LA SOUDURE A L'ARon
La soudure électrique à l'arc emploie des ba tes dont la fusion constitue l'apport de métal, ces be tes appelées "électrodes" comportent une âme d'acier r verte d'un enrobage de produits désoxydants.
L'enrobage doit présenter diverses caractéri tiques essentielles ; en particulier, il doit être unit mément réparti, homogène, d'une épaisseur contante et concentrique à l'âme de métal.
En pratique courante, la fabrication des êle trodes exige un dressage du fil, livré en couronnes pa
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l'Aciérie, et un tronçonnage en baguettes de longueur uniforme. Chaque baguette est ensuite assemblée générale- ment avec d'autres de même dimension et trempée une ou plusieurs fois dans un bain constitué généralement par des produits minéraux et un agglomérant.
Le trempage donne satisfaction pour des couches minces, par contre pour les éle ctrodes de haute qualité qui, généralement, ont un enrobage épais, il est très déli- cat d'obtenir une épaisseur régulière et une parfaite con- centricité de l'enrobage par rapport à l'âme .
Les électrodes trempées sont ensuite séchées dans des fours ou des étuves dont l'atmosphère est à une température assez élevée et le séchage doit être complet entre chaque couche pour que la fabrication soit régulière.
On a essayé d'utiliser, pour cette application, les procédés de refoulement analogues à ceux qui ont ser- vi à la fabrication des produits par filage sous pies- sion, mais les résultats atteints jusqu'ici n'avaient pas donné .satisfaction.
En effet, la conoentricité de l'enrobage n'était pas parfaitement assurée car la baguette n'est pas abso- lument droite et ne sort pas de la presse à tous moments dans l'axe de la matrice qui évacue l'enrobage.
En outre, l'introduction de chaque baguette et en tout cas la fabrication, baguette par baguette, ralen- tissent considérablement la production et, finalement, la machine produit à peine plus que des.hommes travaillant à la main .
La présente invention a pour objet un procédé à haut rendement, permettant de fabriquer, par filage ou
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trempage des électrodes possédai un enrobage d'épaisses parfaitement régulière et concentrique à l'âme d'acier.
L'une des caractéristiques essentielles par le quelle ce procédé marque sa supériorité sur les technique connues de ce genre, réside dans le fait que l'âme méta: lique de l'électrode est maintenue constamment sous ten- sion pendant que s'opère le filage sous pression de la i éventuellement tière d'enrobage e t, ensuite, pendant toute la durée du séchage.
Cette caractéristique est appliquée - soit à un procédé de fabrication absolument continu, c'est-à-dire assurant, sans interruptions ni reprises, la transformation intégrale de couronnes de fi d'acier en électrodes revêtues d'un enrobage homogène , d'épaisseur rigoureusement constante et concentrique à l'âme de métal ; - soit à un procédé permettant d'exécuter , sans interruption, de grandes longueurs de fil enrobé, correspondant de préférence à un multiple de la longueur unitaire de chaque électrode.
Le procédé de fabrication continue qui peut s'appliquer à la production du tous produits d'usages divers, constitués par une âme métallique, ou autre , régulièrement enrobée dans une matière possédant une certaine plasticité initiale,- consista, sous son aspect le plus général, à souder., bout à bout, au départ, les couronnes de fil devant être utilisées en fabrication, de façon à constituer un élément ininterrompu, suscep- tible d'alimenter, sans discontinuité, la machine aussi longtemps que celle...ci demeure en action, PUIS à faire
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passer ce fil continu et, de préférence, sous tension, successivement dans un dispositif dresseur, dans une cuve de trempage ou dans une presse de filage, ou autre dispo- sitif assurant son enrobage,
finalement dans des appa- reils de séchage, de débitage et d'empaquetage.
' Au cours de ce cycle continu, il est nécessaire d'avoir sur le fil une ou plusieurs prises, pour exercer, sur celui-ci, le tirage propre à le faire progresser sous tension. Dans ce but, il est prévu, selon l'invention, que l'action de tirage régulier sera exercée sur le fil en des points situés à des intervalles correspondant, soit à la longueur d'une électrode, soit à un multiple de cet- te longueur.
Pour l'exécution mécanique de ce tirage régulier, l'invention se caractérise en particulier par l'interven- tion de dispositifs à roues, lisses ou aménagées, sur lesquelles le fil passe et par lesquelles il est tendu et entraîné, soit par effet de frottement en des points déterminés, espacés comme il vient d'être dit, soit par l'action de pinces appropriées montées à la périphérie des dites roues, ou organes analogues, par exemple des chaînes s ans fin .
L'invention peut, d'autre part, faire interve- nir soit le trempage, soit le filage, pour l'opération d'enrobage, selon la qualité du produit à obtenir.
D'autres particularités caractéristiques de l'invention et des dispositifs utilisables pour son exé- cution pratique apparaîtront dans la description ci-après avec référence au dessin annexé .
Sur ce dessin
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Le groupe des figures 1 à 6 représente des di positifs pour la fabrication continue sous tension.
La fig. 1 représente un dispositif dans leque le fil est entraîné par une roue à couteaux, l' enrobage s'effectuant par filage sous pression .
La fig. 2 représente, en coupe partielle diamé trale par rapport à la roue d'entraînement, un disposit pour le tirage du fil .
La fig. 3 montre un dispositif dans lequel le fil est tiré par une chaîne , l'enrobage s'effectuant, ici encore, dans une presse à filer .
La fig. 4 représente un dispositif d'entraîné ment du fil dans le cas précédent.
Les figs. 5 et 6 montrent des dispositifs dan lesquels le fil, entraîné par des roues, est enrobé par trempage.
Les figs. 7 et 8 donnent l'exemple de dispos: tifs destinés à la fabrication discontinue mais aussi sous tension .
Avec référence à la figure 1 le fil mét allique 1, qui constituera l'âme de l'électrode, est tiré d'un touret 2, alimenté en conti! par des couronnes de fil soudées bout à bout.
Le fil est entraîné par une roue 3 tournant autour d'un axe 3a d'un mouvement continu.
Dans le cas où, après passage dans la presse filer ou dans la cuve de trempage, le fil emporte un e bage fait d'une pâte demi-sèche se prêtant à des manip' tions sans risque d'être dégradée, la roue d'entraînem
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peut étrse zizpamen% .â.ssa et .1?.aw 4'un is sap plastique .
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Dans l'exemple de la fig.l, on a représenté une roue pourvue, sur sa périphérie, d'une série de couteaux 4, réguliè- rement espacés sur lesquels le fil repose et est momentanément maintenu au cours de la rotation par des moyens dont il sera donné ci-après un exemple.
L'arc qui sépare deux couteaux correspond, soit à la longueur unitaire d'une électrode, soit, et de préférence, à un multiple de cette longueur unitaire.
La roue 3 sera, de préférence, de grandes dimensions (plusieurs mètres de diamètre), afin que les angles de la figu- re polygonale que constitue le fil passant sur les couteaux soient aussi ouverts que possible, de telle sorte qu'en aucun cas le fil enrobé ne soit soumis, par son passage sur la roue, à un effort de flexion qui dépasserait sa limite élastique et qui pourrait, par suite, être la cause de déformations permanen- tes du fil quittant la roue.
L'opération d'enrobage s'effectue entre le touret 2 et la roue d'entraînement 3 : -le fil passe d'abord dans un cadre dresseur 5, de tout type approprié, d'où il sort parfaitement droit pour pénétrer ensuite dans le dispositif d'enrobage, lequel, dans l'exemple de la fig.l, est constitué par une presse à filer 6 renfermant la matière d'enrobage 7, laquelle peut être refoulée, par un piston 8, vers l'orifice d'une buse de filage 9 traversé par le fil.
Un exemple de construction d'une telle presse sera donné dans la suite .
On observera que, dans l'exemple représenté sur la ' fig.l ci-annexée, la presse à filer est inclinée par rapport à la direction du fil. Cette disposition inclinée a pour avantage-
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par rapport aux systèmes dans lesquels la pression sur la pâ s'exerce perpendiculairement au fil- de favoriser la symjétrie des efforts auxquels est soumise la matière d'enrobage 7 dan la zone avoisinant la buse de filage 9,{fin que la résultent, de ses efforts soit dirigée, autant que possible, dans l'axe du fil 1 On observera également que, grâce à la disposition représentée, la pâte d'enrobage 7 se trouve pressée contre le fil dans un col qui favorise également l'effet de répartitio:
des efforts de poussée et, par suite, l'homogénéité de la ga denrobage selon tous les plans passant par l'axe de l'élect: de enrobée.
La mise sous tension du fil sera effectuée par tout moyen approprié, par exemple à l'aide d'un frein 10, situé à l'entrée de la presse à filer et coopérant avec la roue d'entraînement, pour imposer au fil la rigidité nécessaire pendant et après l'enrobage.
La pression qu'exerce la pâte comprimée sur le fil concourt d'ailleurs au freinage du fil et favorise ainsi la mise sous tension de ce dernier. Dans certains oas, cette pression sera suffisamment élevée pour dispenser de l'emploi d'afrein.
Après avoir quitté la roue de tirage 3, le fil est tronçonné an tout dispositif approprié, par exemple une scie sans dents 11, qui le débite en éléments de lon- gueur déterminée correspondant à une électrode ou à un mul- tiple de la longueur d'une électrode. Ces éléments 12 tombent sur une courroie sans fin 13 sur laquelle, par un choix convenable de la vitesse de progression de cette courroie, ils se trouvent automatiquement classés par quan- tités déterminées.
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Pour le séchage, la courroie, portant les élé- ments enrobés, est conduite à travers une étuve, l'empa- quetage des électrodes étant enfin effectué aoit manuelle- ment, soit d'une manière automatique, par exemple à l'ai- de d'une mâchoire spéciale de type bien connu.
Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, le séchage peut être réalisé de l'intérieur, par passage du courant électrique dans le fil, ce mode de séchage pouvant d'ailleurs être conjugué avec le chauf- fage des couches externes de l'enrobage dans une étuve.
La fig. 2 représente, à titre d'exemple, un dispositif pour solidariser momentanément le fil au pas- sage des couteaux'4 avec la roue d'entraînement 3.
Ces couteaux 4, découpés sous la forme d'un V au fond duquel repose le fil 1, sont fixés eux-mêmes sur la jante 3b de la roue 3. A l'aplomb du fond du V de chaque couteau se présente l'extrémité d'un levier 14 qui est articulé sur un axe 15 et qu'un ressort 16 tend constamment à rappeler hors du couteau. L'application de l'extrémité du levier sur le fil 1 est provoquée par le passage d'un galet 17 sur une surface d'appui 18, qui constitué une sorte de rail s'étendant en regard de la périphérie supérieure de la roue 3, selon l'arc d'entrai- nement prévu sur cette roue.
Sur l'exemple de la fig.2, on a prévu deux sé- ries de couteaux 4 juxtaposés, afin de tirer simultané- ment deux fils-électrodes. L'invention peut, en effet, s'appliquer au tirage simultané de plusieurs fils.
Dans l'exemple de la fig.3, le fil, après avoir traversé le cadre dresseur 5, le frein 10 et la presse à
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filer 6, est saisi par les mâchoires 19 d'une chaîne sans fin 20 entrainée par des tambours 21-21. L'organe de sectionnement 11 du fil enrobé est situé en un point àhattteur convenable de 1 chaîne .
Les mâchoires 19 qui saisissent le fil sont associées par deux, de part et d'autre d'un rail médian 22 (fig.4). Elles peuvent osciller respectivement autour d'axes 23-23 et sont constamment sous l'action d'un ressort 24 qui tend à les écart Le rapprochement des mâchoires pour enserrer le fil 1 est provoqué par le passage de galets 25-25 sur les deux faces du rail d'appui 22, lequel rène sur une hauteur convenable de 1 'chaîne.
Certaines de ces mâchoires 19 peuvent posséder des mo coupants, actionnés par le rail d'appui 22 pourvu, en des poi déterminés, d'un bossage tel que-ces mors puissent provoquer sectionnement du fil : ledispositif 11 sera alors superflu.
La fig. 5 vise l'exemple d'une fabrication plus simple selon laquelle le fil, ayant traversé le cadre dresseur 5,et, éventuellement, un dispositif de freinage 10, est enrobé par] sage au sein d'un bain fluide de matière d'enrobage contenue dans un bac 26, le fil passant ensuite sur une roue de tirag< dont la constitution pourra être analogue à celle qui a été orite à l'occasion de la fig.l, le sectionnement des éleotro< s'effectuant, finalement, en 11.
Dans le cas de la fige 6, le principe de fabrication e analogue au précédent, à celaprèsque lefil, ayatn subi un premier trempa dans un bac 26, est entraîné par la roue 3 sur laquelle il e séché une première fois,passe ensuite sur une roue de renvoi traverse un second bain d'enrobage 27, passe ensuite sur une roue 3d qui le renvoie au dispositif de coupage 11.
Dans le cas des figures 5 et 6 , les bacs de
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trempage pourront être surmontés de buses traversées par le fil enrobé à sa sortie des dits bacs et assurant l'uni- formité d'épaisseur de l'enrobage .
Dans ces deux exemples de fabrication, l'enro- bage s'effectue sans pression, par simple passage à tra- . vers un ou plusieurs bains fluides : ceprocédé convient pour l'obtention de produits de qualité moyenne, dans lesquels il n'est pas nécessaire que le diamètre de l'en- robage soit parfaitement régulier et précis.
Il convient d'observer que, dans le cas où l'intervalle qui sépare deux couteaux, ou deux mâchoires, successifs correspond à la longueur d'une électrode, ou à un multiple de cette longueur, la légère dégradation que peuvent exercer ces éléments de serrage sur l'enroba- ge n'entraîne pas d'inconvénient, étant donné que les points lésés correspondent aux extrémités d'une électrode après découpage.
A ce point de vue, le procédé de fabri- cation pourra d'ailleurs être utilement complété en ad- joignant, aux dispositifs qui viennent d'être décrits, des moyens permettant de dégarnir de son enrobage le fil continu, à des intervalles correspondant à la lon- gueur d'une électrode, ce résultat pouvant, par exemple, être obtenu par un outil tournant autour du fil et com- portant un petit couteau dont la rotation a pour effet d'entamer l'enrobage de l'électrode par copeaux sur une petite longueur.
Avec référence à la figure 7, qui vise une fabrication non plus continue comme la précédente, mais permettant néanmoins d'exécuter de grandes longueurs de fil enrobé
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La couronne de fil 31 est montée sur un touret 32 pla à proximité d'un cadre tournant 33, du type connu, utilisé no malement pour le dressage des fils.
Le fil sollicité sous différents angles sort sous la forme d'un élément droit, sans bosses ou cassures.
Le fil 32 passe ensuite à travers un système de frein ge 4, constitué soit par deux coussinets 35 et 36, serrés l'u contre l'autre, en matière dure comme de..la fibre vulcanisée du bois do gaiac. Entre le frein et le cadre tournant, on pou ra, si nécessaire, faire un nettoyage ou un avivage de la suri extérieure par.':le contre desbrossaàpolir d'un modèle bien conr
Le fil propre, maintenu rigidement par le frein 34,ps ensuite dans une presse à filer à l'intérieur du tube guide 3 d'un piston 38, ces organes possédant des segments du modèle habituel pour ce type de matériel. Une arrivée d'eau ou d'hui sous pression, contrôlée par le robinet 39 permet de soulever le piston à l'intérieur du cylindre 40.
Bien entendu, le piston 38 pourra être actionné part( agent approprié hydraulique, pneumatique, mécanique ou autre
Le piston 38 porte une garniture étanche 41 qui empêc la pâte d'enrobage 42 de sortir par le tube 37.
La partie supérieure du cylindre 40 est fermée par ur gros écrou 43 dont le fond est alésé en ogive pour facilita l'écoulement de la pâte et renvoyer les efforts de poussée ve le fil.
Sous l'écrou 43 est placée une rondelle 44, percée de trous, pour laisser passer la pâte et d'un trou central pour guider de façon précise le fil 31 qui passe ensuite dans la 1 de filage 45.
On voit que, sous la pression considérable de
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l'eau, la pâte est filée au travers de la buse 45 et passe entre le fil 31 et l'intérieur de l'alésage de la buse 15.
C'est l'alésage de la buse 45 qui détermine le diamètre extérieur de l'électrode enrobée. Cette pièce doit donc résister parfaitement à l'usure; il y aura avan- tage à l'exécuter totalement ou partiellement en carbure de tungstène par exemple .
Sur le côté de la presse 40 eat représentée une cuve auxiliaire 46 remplie de pâte préparée qui est refoulée après chaque arrêt de la presse principale au moyen d'un petit piston auxiliaire 47 mû par levier 48 ou autre moyen mécanique .
Ce système auxiliaire permet de garnir la pres- se principale sans la démonter , ce qui évite toute perte de temps préjudiciable à la bonne production.
Le fil sort de la buse 45 revêtu de sa couche d'enrobage oalibré; il est tenu sous tension par la mâ- choire 49 à serrage rapide qui est solidaire d'un système de déplaoement vertical commandé par un dispositif méca- nique à vis ou à chaîne. Ce dispositif tire le fil 31 sans vibration, ni aucun jeu, en le laissant parfaitement en- tré par rapport à l'axe de la buse; l'alignement parfait est respecté par suite de la tension introduite par la ré- sistance qu'offre le système de freinage 4. Un même pot de presse pourra recevoir plusieurs orifices de filage comportant chacun un guide du fil, un dispositif de frei- nage de celui-ci, une matrice d'évacuation de la pâte et un système de traction du fil combiné avec une transla- tion à vitesse convenable.
Afin d'éviter toute variation, la mâchoire 49
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est guidée parfaitement par un jeu de glissières 50, 1 fil est tiré par grande longueur ou pour la longueur d'une électrode et le fil est ensuite coupé à quelques centimètres au-dessus de la buse .
Il peutyavoirintérêt à sécher le fil dans la posit verticale .La figure 8 montre une installation conçue dans ce but .
Les longueurs de fil coupées , 51 et 52, etc sortant de la machine à enrober sont pendues à une cha' sans fin 53, d'un modèle courant dans l'industrie. Pour grandes longueurs, il est prévu un dispositif destiné conserver la tension, soit un poids 54 monté rapidemen au moyen d'une clef de serrage à excentrique .
La chaîne sans fin ou tout autre dispositif @ même genre conduit les fils dans une étuve de séchage @ il est prévu que le procédé de fabrication par grandes longueurs permet d'utiliser également un séchage électr que en faisant passer un courant électrique dans l'âme @ fil ,
Dans ce cas particulier, la chaîne est isolé( électriquement et réunie à un pôle d'une source électr: convenable, le courant passe dans les fils et sort à 1 tre extrémité, vers le poids 54 Lequel seraraccordé, p exemple, par une connexion volante, à l'autre pôle de : source .
Après séchage, les électrodes seront coupées préférence en groupe, par exemple au moyen d'une soie sans dents à grande vitesse, les baguettes enrobées ét, serrées dans une mâchoire souple .
-On doit remarquer que le procédé de coupe pe : mettra d'obtenir en une opération le nettoyage de la
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partie de la baguette prise dans la pince du soudeur et l' avivage de l'extrémité libre que l'on fait générale- ment à la meule dans la technique actuelle .
Pour certaines applications de la soudure, il est désirable de placer sur l'électrode des enrobages très épais; dans ces conditions, il est prévu que si le passage dans une seule presse ne donne pas un diamètre suffisant, deux presses ou plusieurs presses pourront être montées les unes à. la suite des autres ; ce cas, il est entendu que le séchage sera fait entre chaque passage dans une presse ; ledispositif redresseur sera placé à une extrémité du fil et, il ne pourra y avoir qu'un seul freinage et un seul dispositif de translation car le pro- duit d'enrobage ne se prêtepas à recevoir des efforts mé- caniques, à moins de fabrication spéciale.
REVENDICATIONS :
1.)Un procédé pour la fabrication d'électrodes pour la soudure à l' arc ou autres objets comportant une âme longitudinale ,caractérisé en ce que , pour l'exécu- tion d'un enrobage d'épaisseur parfaitement régulière et concentrique à l'âme d'acier, celle-ci est maintenue cons- tamment sous tension pendant l'enrobage.
2.)Un procédé selon 1.), caractérisé en ce que l'enrobage est exécuté par filage sous pression de la matière d'enrobage.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.