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Procédé et dispositif pour la. soudure automatique à l'arc électrique-avec électrodes enrobées.
Il est connu., au lieu- d'amener à la main des élec- trodes enrobées au-dessus du cordon de soudure, de les poser di- rectement sur le cordon de soudure, d'allumer l'arc électrique au commencement de l'électrode et de le laisser brûler au-dessus du cordon de soudure sans autre- intervention.
Ce procédé correspond à une soudure automatique, mais n'a toutefois pas atteint la moindre importance par rapport à une soudure automatique, faisant appel à des installations à ma-
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chines et des dispositifs correspondants (soudure complètsnait automatique) et n'est même pas pratiquement applicable, étant donné que, par suite de diverses influences thermiques, l'élec- trode se déplace automatiquement, sans interruption, pendant ce processus de soudure. En raison des influences thermiques, il se produit des courbures de l'âme des électrodes, de sorte que le filet de soudure vient également se placer à côté du joint de soudure, ce qui, naturellement, a pour conséquence une soudure. complètement inutilisable.
En outre-, l'extrémité des électrodes se recourbe fréquemment vers le haut, de sorte que l'arc électrique est allongé par accroissement de l'éloignement de l'extrémité de l'élèctrode de l'endroit de soudure et, le cas échéant, s'éteint ou, pour le moins,provoque de fortes ir- régularités dans le cordon de soudure, etc.. Le flux de sco- ries irrégulier; non contrôlé, influence aussi défavorablement l'arc électrique et conduit à des soudures irrégulières, pra- tiquement inutilisables.
Ces inconvénients., qui rendent pratiquement impossible la soudure automatique simple à l'aide d'une électrode enrobée sans l'intervention d'une machine, sont évités, conformément à l'invention, grâce au fait qu'on pose sur toute l'électrode et l'arc électrique,-ou au moins sur celui-ci et la partie d'élec- trode en cours de combustion-, un corps qui est adapté à la for- me de l'électrode dans une mesure telle que l'électrode elle-mê- me est maintenue en sa position le long de l'endroit de soudure et que l'arc électrique et le flux de scories sont dirigés et contrôlés par le canal fermé, ou presque fermé, qui est formé par le corps de recouvrement, d'une part, et la pièce en travail, d'autre part. Toutefois, il suffit aussi que le corps de recouvre ment touche la surface de l'électrode seulement en des points sé- parés ou le long d'une ligne.
L'électrode,est,de préférence,main- tenue,par exemple au moyen du corps derecouvrement,de manière à. dé-
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passer quelque peu par rapport à la pièce en travail, de sorte que la position exacte de l'électrode et, en conséquence, de l'arc électrique, est assurée ,jusqu'au bord extrême de la piè- ce en travail.
Pour une soudure habituelle bord à bord, on pose, par exemple, simplement une plaque pourvue d'une'rigole sur toute la longueur de l'électrode utilisée-, au-dessus de celle-ci et de l'intervalle de soudure. Si ce corps de recouvrement est en métal, en charbon ou en une autre matière conductrice du cou- rant, ou bien encore en une matière formable, ïl- est avantageux d'intercaler- une couche isolante, comme on papier ou en une substance quelconque, en tant que bande, entre l'électrode et le corps de recouvrement, ou entre la pièce et le corps de re- couvrement, ou bien encore entre la pièce et l'électrode, d'une part, et le corps de recouvrement, d'autre part.
L'intercala- tion de la couche intermédiaire en papier ou en une autre subs- tance, éventuellement isolante au point de vue thermique ou électrique, a pour but d'isoler de la pièce le corps de recou- vfement éventuellement d.onducteur de l'électricité et d'empê- cher ainsi, d'une manière certaine, que l'électrode allume éventuellement l'arc électrique également vis à vis du corps de recouvrement et puisse ainsi fondre contre celui-ci et cette interealation remplit en outre la fonction de protéger le corps de recouvrement, dans une certaine mesure, de l'influence di- recte de la chaleur de l'arc éLectrique.
Si la couche intercalée selon l'invention est en pa- pier- ou en une autre matière combustible, elle remplit encore, en outre de ce qui a été mentionné ci-dessus, la fonction d'attirer à elle l'oxygène qui, dans certaines conditions, se- trouve encore dans le canal de soudure, grâces à sa combustion propre, et de rendre ainsi parfaitement neutre l'atmosphère dans le canal de soudure, donc d'améliorer encore les qualités métallurgiques de la pièce soudée. Dans certaines circonstances,
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cette couche intercalaire peut être additionnée par un agent quelconque ou par des agents quelconques tout particulièrement désoxydante, ou bien encore consister directement en de tels agents chimiques.
Le corps de recouvrement lui-même peut aussi être mu- ni d'une couche isolante, le cas échéant désoxydante, du côté tourné vers 'électrode et vers la pièce.
Le corps de recouvrement peut aussi consister en plu- sieurs parties de forme correspondante, qui sont raccordées l'u- ne à l'autre suivant le parcours du joint de soudure. Le corps de recouvrement peut également recevoir la forme d'un cylindre, dont la périphérie est constituée en correspondance de la gran- deur et de la forme de l'électrode. L'électrode est guidée et suffisamment recouverte grâce à la forme qu'on donne à la péri- phérie du cylindre. Le cylindre, ou galet, est roulé le long du cordon de soudure à la vitesse à laquelle brûle l'électrode, de sorte que l'arc électrique et l'extrémité d'électrode en cours de fusion sont toujours, sous le galet, approximativement a l'endroit de contact entre celui-ci et la pièce.
Pour cette soudure automatique au moyen d'un galet, on peut obtenir le mê- me résultat en faisant avancer' le cordon de soudure sous le galet en même temps que l'électrode à la vitesse de combustion de l'électrode, le galet étant entraîné en rotation à la même vitesse périphérique.
De la même manière que pour d'autres corps de recou- vrement, le galet peut également être muni sur sa périphérie d'une couche isolante, ou bien une telle couche peut être in- troduite, par exemple sous forme d'une bande de papier.
Dans certains cas, il peut être approprié de laisser subsister un intervalle entre le corps de recouvrement, par exemple le galet de recouvrement, et la pièce. Dans ce cas, on peut avantageusement rapporter les deux cotés de l'endroit de soudure,-et parallèlement à celui-ci, une couche isolante ou un
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revêtement isolant, sur les pièces en travail. Dans le procédé selon l'invention, dans certains cas, les pièces en travail et le corps de recouvrement sont de préférence amenés dans une po- sition telle que la matière- fondue prenne la place souhaitée, prévue pour le filet de soudure, sous l'influence de la pesan- teur.
Dans de nombreux cas, la position la plus favorable des pièces en travail est atteinte lorsque la ligne de symétrie de l'angle formé par- les deux pièces à réunir l'une à l'autre par soudure tombe approximativement suivant la verticale.
Dans. certains cas, il est également avantageux, en vue de raccourcir- les longueurs d'arc électrique et en vue d'une répartition exacte de la matière fondue, d'utiliser des élec- trodes dont la section transversale diffère de la forme circu- laire habituelle. On utilisealors de préférence des électrodes à. section transversale de forme triangulaire ou quadrangulaire. Dans le premier- cas, c'est à dire d'électrode dont la section trans- versale est de forme triangulaire, il se produit une réparti- tion favorable de la matière- fondue, en particulier lorsque la dimension de la section transversale d'électrode est plus gran- de suivant la direction.verticale que suivant la direction ho@i- zontale.
Les dessins annexés représentent quelques exemples de l'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une section transversale d'un dispositif pour des pièces disposées à plat l'une. à côté de l'autre ;
La fig. 2 est une coupe le long du joint de soudure- de la figure- 1 ;
La fige '3 est une coupe transversale correspondant à des pièces à souder placées à angle droit:
La :tige 4 est une côupe longitudinale correspondante.
Les fig. 5 et 6 montrent la section transversale et la section longidutinale d'une liaison par cordon circulaire.
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La fig. 7 est une section transversale d'un dispositif, dans lequel deux pièces plates formant un angle de 90 sont sou- dées l'une a l'autre, la droite de symétrie de l'angle tombant sur la verticale.
La fig. 8 montre également la section transversale d'un tel dispositif, dans lequel, toutefois, on utilise une électro- de triangulaire.
Sur les figures,! et 2 sont les pièces à souder, 3 est l'électrode enrobée, 4 le corps de protection recouvrant l'électrode, et 5 la couche, avantageusement isolante dans le cas d'un corps de protection conducteur, une feuille d'interca- lation isolante dans le cas représenté*
Les figures 1 et 2 représentent une plaque rectiligne et son application sur un cordon de soudure rectiligne. On peut également adapter la plaque de recouvrement ou le corps de re- couvrement pourvu d'une rigole, conformément à l'invention, à un bord de soudure cintré à volonté.
On peut également, avec le même avantage, obtenir, non seulement des lignes de soudure bord à bord, mais également des lignes de soudure en gorge de forme appropriée, suivant ce procédé, par utilisation de corps de recouvrement de formes cor- respondantes. Par application de l'invention, il est directe- ment possible d'effectuer simultanément les deux cordons de soudure en gorge d'une liaison en forme de T, comme le montrent les figures 3 et 4, le corps de liaison en T étant vertical et la barre horizontale, les deux arcs électriques brûlant donc inclinés à 45 sur l'horizontale et déposant la matière de sou- dure exactement suivant cette direction.
Grâce a la simultanéité des deux processus de soudure,à gauche et a droite du corps du T en évite complètement, lors de la soudure-, une déformation de la pièce dans la direction horizontale.
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Il se comprend qu'on peut également faire, 8'accomplir automatiquement deux ou plusieurs processus de soudure simul- tanés sur un seul et même joint de soudure. Lorsque, pour toute la longueur de la soudure, deux: électrodes suffisent, les- deux processus de soudure commencent de préférence au milieu, au mê- me endroit, ou presque au même endroit, étant donné que, dans ce cas, l'amenée de courant aux électrodes peut être effectuée de manière: commode aux deux extrémités. Dans ce cas, et égale- ment dans d'autres cas, on peut, le cas échéant, monter deux arcs électriques en série.
Lors de l'exécution de cordons-de soudure par plusieurs électrodes brûlant l'une après l'autre, le dispositif peut être tel que chaque électrode puisse être allumée par l'arc de celle qui la précède et qui vient de se consumer.
L'efficacité du procédé, extrêmement simple, selon l'invention, est étonnante. L'électrode fond avec une exacti- tude et une régularité; -et fournit en conséquence un corps de soudure-, qui. ne peuvent être atteints ni par la soudure à la main, même par l'ouvrier soudeur, le plus expérimenté,ni par- la meilleure conduite automatique. En tenant.l'arc électrique complètement à l'abri des influences, de l'oxygène et- de l'azo- te pendant la combustion à l'intérieur de l'espace formé par la pièce à souder' et le corps de- recouvrement, la bonne qualité normale du cordon. de! soudure obtenue par-des électrodes, enrobées est encore fortement accrue.
La solidité, l'extension et la du- reté à l'entaille ne diffèrent pas de celle de la meilleure ma- tière de base.
Pour la soudure, on peut utiliser les électrodes enro- bées de longueurs désirées et la soudure a lieu avec une vites- se considérablement plus grande que par la soudure à la main normale avec utilisation des. mêmes électrodes. Le processus de soudure se développe d'une manière complètement automatique, l'électrode fond, allumée à une extrémité, sans aucune inter- vention, jusqu'à l'extrémité d'amenée da courant, de sorte que
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l'homme de service est, pendant le temps de soudure, libre pour un autre travail, par exemple la disposition du prochain endroit de soudure.