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Perfectionnements apportés aux machines à souder
La présente invention se rapporte à des machines à souder appelées à être utilisées pour Inexécution de tubes, tuyaux ou éléments. analogues,, à joint longitudinal en par- tant de tôleset cela à. 1-'aide- de machines. du type pourvu. d'un dispositif de soudage comprenant une paire d'électrodes.
de soudage rotatives reliées chacune à l'une des bornes du circuit secondaire d'un transformateur d'alimentation, les liaisons électriques entre ce circuit secondaire et ces élec- trodes comportant des éléments de contact rotatifs qui plon- gent dans des récipients contenant un liquide conducteur, du- mercure par exemple, susceptible d'assurer la continuité du contact électrique, tout en permettant la.
rotation' de ces électrodes et de ces éléments de contact, le tube ou le tuyau appelé à. être soudé le long de son joint étant avancé
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au-dessous des électrodes le -.mt o-n contact avec
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ce tube ou ce tuyau respectivement de part et d'autre du joint et qui sont entraînées en rotation par le mouvement d'avancement du tube ou du tuyau, de telle sorte que les points successifs des périphéries des électrodes intervien- nent à tour de rôle dans l'exécution de la soudure.
Dans les machines à souder du type précité, on emploie d'habitude le mercure comme fluide conducteur. Or, dans les conditions déterminées par 1'intensité et la, ten- sion appliquées dans de telles machines, le mercure s'avère un conducteur électrique assez médiocre* La présente invention vise . établir une construction capable de tirer le meilleur parti du fluide conducteur, grce à la. combinaison d'une grande surface de contact avec la plus petite longueur possible du trajet à travers le fluide conducteur.
Selon la présente invention, une machine à souder du type spécifié plus haut est caractérisée en ce que chque élément de contact présente, sur sa- surface appelée à plonger dans le récipient de liquide conducteur, une ou plusieurs gorges annulaires concentriques par r-.pport à l'axe de rota- tion de l'élément, de façon à augmenter la surface de contact effective sons accroître les dimensions globales de cet élé- ment de contact, ce récipient présentant une forme adaptée à- la surface cannelée de l'élément de contact, en déterminent entre le récipient et Isolément de contact un intervalle étroit destiné à recevoir le liquide conducteur,
cet interval- le présnet une largeur sensiblement uniforme dans les di- rections normales à la surface de contact..
La présente invention vise en outre à établir une machine à souder du type défini plus haut, machine comportant des bagues de contact dont chacune présente sur sa périphérie extérieure un cannelage annulaire, concentrique par rapport /
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à l'axe de rotation de la bague de contact, de manière à augmenter la surface de contact effective sans accroître les dimensions globales de l'élément de contact, la surface interne de chaque récipient étant conformée; ou nervurée de façon à correspondre au cannelage de l'élément de contact respectif, en déterminant entre l'élément de contact et le récipient un intervalle étroit d'épaisseur sensiblement uniforme-,, destiné à recevoir le liquide conducteur.
La présente invention vise en outre à établir une machine à souder comportant: deux électrodes plates en forme de disques.,, disposées face à face et légèrement écar- tées l'une de l'autre; une paire d' éléments de contact fixé chacun à la face externe de l'un des disques qui cons- tituent les électrodes, chaque élément de contact compor- tant une bride fixée au disque d'électrode correspondant et en liaison électrique avec celui-ci; une bague de contact en liaison électrique avec cette bride; ces électrodes et ces éléments de contact formant un ensemble monté à rotation autour d'un axe sensiblement horizontal;
et une paire d'augets à mercure reliés directement aux bornes de l'en- roulement secondaire du transformateur par des rubans au câble. conducteurs et flexibles, ces bagues de contact plon- geant chacune dans un des augets à mercure,, la surface péri- phérique externe de chaque bague de contact présentant un cannelage annulaire, concentrique par rapport à 1-*axe de rotation de la bague,, chaque auget à mercure étant nervuré intérieurement d'une manière: correspondant au cannelage de la bague: de contact respective, et de manière- à laisser entre la bague de contact et l'auget un intervalle- étroit d'une épaisseur sensiblement uniforme, destiné à recevoir le. mercure.
Afin que la présente invention puisse être mieux
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comprise et plus facilement mise en oeuvre, on a annexé à la présente description des dessins explicatifs,dans lesquels:
La fig. I est une vue d'élévation d'une machine com- portant l'application de la présente invention.
La fig.2 est une vue d'élévation en bout de cette machine.
La fig.3 est une vue d'élévation partiellement en coupe.
La fig.4 est une vue d'élévation en bout, partiellement en coupe.
La fig.5 montre, à plus grande échelle, une vue d'é- lévation en coupe d'une partie de la machine.
Suiv-nt le mode de réalisation montré dans les dessins annexés, une ne.chine pour exécuter des tubes ou tuyaux à joints longitudinaux comprend un système de soudage constitué par un bâtifixe avec une base d'où s'élèvent quatre montants 9 qui supportent à leur tour une paire de socles parallèles II dont les extrémités supérieures portent le transformateur 12 destiné à fournir le cour nt de soudage.
Cette construction assure à l'opérateur une vue com- plète sur le tube et le meilleur accès à celui-ci, pendant l'opération de soudage.
Des mâchoires de serrage 10 portent des rouleaux ou galets 13, destinés à guider le passage, à travers le système de soudage, d'un tube ou d'un tuyau façonné 14, appelé à être soudé le long de son joint longitudinal. De préférence, le système de soudage est monté ou incorporé à une extrémité d'une machine complète à façonner les tubes, appelée à débiter des tubes finis en partant d'une bande en lame métallique con- t inue .
La partie principale (non montrée aux dessins) d'une telle machine, comporte des cylindres de profilage et de faconnage, destinés à cintrer la bande ou la lame métallique
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en vue de lui donner une forme cylindrique, et à donner une forme appropriée aux bords en regard du joint longitu- dinal., dans le but de faciliter l'opération de soudage.
Ce tube façonné est avancé à travers la machine à souder à l'aide de rouleaux ou de galets d'entraînement (non montrés dans les dessins) et est reçu par la paire de galets 12, ces derniers étant munis d'une gorge 15 destinée à recevoir le tube et à le maintenir dans une position fixe et précise lors de l'opération de soudage.
Le tube 14 traverse le système de soudage avec son joint au-dessus. On peut engager dans ce joint un guide @ approprié de façon que le tube soit maintenu avec certitude avec le joint au-dessus lors de son passage à travers le système de.soudage et de manière à éviter,une torsion du tube, autour' de son axe, ce qui serait de nature à déplacer le joint ou à empêcher une soudure uniforme et précise.
Le soudage est effectué par une paire d'électrodes 16 en forme de disque, montées cote à cote, mais légèrement écartées l'une de l'autre, ces électrodes étant appelées à s'engager sur le tube respectivement de part et d'autre du joint, comme montré clairement dans la fig.5.
Les électrodes 16 sont montées à rotation autour de l'axe, sensiblement horizontal, d'un arbre 17 supporté par des blocs 18 montés de manière à pouvoir coulisser dans des guides verticaux 20 prévus dans les socles II, la disposi- tion étant telle que les électrodes peuvent être rapprochées ou éloignées du tube maintenu par les galets de guidage 13.
Les blocs 18 sont supportés par les extrémités infé- rieures des branches d'un¯étrier 21 en "V" renversé, dont le sommet est muni d'une tige filetée 22 orientée vers le haut et qui s'engage dans un écrou supporté dans le bossage médian 23 d'une poutre horizontale 24 supportée entre les
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socles verticaux II, près des extrémités supérieures de ceux-ci.
L'écrou est relié rigidement à un pignon conique 25, avec lequel engrène un autre pignon 26, calé sur un arbre de manoeuvre 27 monté dans des paliers 28 solidaires de la poutre 24.
L'extrémité inférieure de l'arbre de manoeuvre 27 est munie d'un volant de commande 29, au moyen duquel cet arbre peut être tourné dans les paliers 28, de manière à provoquer la rotation de l'écrou par l'intermédiaire des pignons 25 et 26, ce qui permet d'élever et d'abaisser la vis 22, en vue de régler la position des électrodes en rap- prochant ou en éloignant celles-ci du tube à souder.
Comme on le voit dans la fig.5, chaque électrode de soudage est constituée par un disque plat, relativement mince,, ayant un diamètre relativement important, ces disques étant placés face à face avec interposition d'un disque 30 en matière isolante appropriée, l'épaisseur de ce dernier disque étant calculée de façon que les électrodes se trou- vent écartées l'une de l'autre, d'une distance telle qu'elles puissent être appliquées respectivement de part et d'autre du joint à souder.
Le disque isolant 30 possède un diamètre extérieur sensiblement inférieur à celui des électrodes de soudage, de manière à se terminer à une distance appréciable de la périphérie des disques-électrodes, de sorte que ces derniers se trouvent séparés, sur la majeure partie de leur étendue radiale, par un espace d'air dont l'épaisseur est égale celle du disque isolant.
Sur la fce externe de chaque disque-électrode se trouve fixé une pièce moulée en cuivre, qui comprend une
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bague de contact relativement épaisse 31, dont un coté est muni d'une bride annulaire 32 destinée à s'appliquer contre la face correspondante du disque-électrode. Chaque moulage présente une partie cylindrique 33, de faible longueur, qui pénètre dans l'orifice central du disque-électrode, de manière à fixer la position de ce dernier par rapport à la. bride 32.
Les disques-électrodes et les brides 32 des deux moulages sont fixés les uns aux autres à l'aide de boulons de serrage 34, qui traversent des orifices pratiqués dans les bridesles disques-électrodes et le disque isolante et coïncidant entre eux, ces boulons étant sait convenable- ment isolés, soit établis en une matière isolante,
Après avoir été ainsi réunis les uns aux autres, les deux disques-électrodes et les bagues, de contact possèdent un axe commun qui coïncide avec l'axe de rotation des disques et des bagues.
Le système ainsi établi est monté sur l'arbre 17 formé en matière isolante, chaque moulage étant muni d'un manchon 35 en.bronze phosphoreux ou autre matière appro- priée, destiné à s'engager sur l'arbre 17. Les manchons 35 peuvent comporter des paliers à billes ou peuvent être remplacés par de tels paliers..
L'ensemble constitué par les disques 16 et les moulages fixés à ceux-ci est assujetti sur l'arbre 17 au moyen d'écrous 36 qui s'engagent sur des parties filetées 37 de l'arbre:, lequel est monté dans les coussinets 38 supportés par les blocs 18, l'arbre 17 étant maintenu fixe pendant que les disques-électrodes et les moulages tour- nent sur cet arbre lors du fonctionnement de la machine, nemme il sera. décrit dans la suite.
Afin de réaliser une circulation d'eau de refroi-
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dissement à travers les électrodes, l'arbre 17 est pourvu d'un alésage axial 39 et d'une série d'orifices radiaux 40 qui mettent cet alésage en communication avec l'espace 41 compris entre les moulages,chacun de ces derniers étant pourvu de canaux 42 qui traversent les brides 32, de sorte que l'eau de refroidissement peut s'écouler de l'espace 41 en s'étendant sur la totalité ou sur une partie de la face externe de chaque disque-électrodede manière à faciliter le refroidissement de ces disques et des brides des moulages.
L'eau de refroidissement est amenée dans l'alésage 39 à travers des tuyaux 43, reliés par des connexions fle- xibles à une pompe- ou autre source de fluide sous pression..
Un blindage annulaire 51 en tôle, de section plus ou moins en ange, est fixé à la face externe de chaque disque- électrode, en vue de constituer un pare-eau ou organe de retenue pour l'eau de refroidissement en provenance des ca- naux 42, qui tendrait à s'ébouler vers l'extérieur sur la face du disque, de sorteque l'eau est empêchée de se ré- pandre d'une façon. incontrôlée sur la machine et sur le tube à souder.
Ce blindage, ou écran est disposé de manière à retenir l'eau de refroidissement à la partie inférieure du disque, à- proximité du point de soudage,et à permettre l'évacuation de cette eau, en un point plus élevé, vers une rigole 52 qui ramené cette eau vers le réservoir d'alimenta.- tion principal.
La partie inférieure de chaque bague de contact 31 plonge dans un auget 44 contenant du mercure, ces augets étant supportés par des consoles 45 solidaires des blocs 18, avec interposition d'éléments isolants appropriés 46 entre les augets et les consoles.
Les deux augets 44 sont reliés chacun à l'une des bornes 47 de 1'enroulement secondaire du transformateur au /
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moyen de rubans ou câbles conducteurs et flexibles 48, lese quels complètent le circuit constitué par cet enroulement secondaire, les bagues de- contact 31 et les disques-électro- des 16.
Chaque bague de contact 31 présente sur sa périphérie une paire de gorges annulaires à section en "V", comme montré en 49 dans la fig.5. D'autre part, le fond de chaque auget 44 est muni de nervures montantes 50 en "V", qui pénè- trent dans les gorges précitées, sans entrer en contact avec la surface de la bague de contact.
Les nervures 50 et les gorges complémentaires 49 @ peuvent présenter un profil en demi-cercle' ou tout autre profil susceptible d'assurer une surface de contact maximum pour une 'masse donnée.
Dans 1; espace compris entre la surface interne de l'auget et la surface externe de la partie de la bague de contact engagée à l'intérieur de celui-ci,.se trouve le mer- cure destiné à compléter la liaison électrique entre l'auget et la bague de contact, sans qu'il y ait effectivement un contact à frottement entre ces deux organes.
Les bagues de contact peuvent être plaquées de nickel ou d'un autre métal approprié afin d'éviter la corrosion de la surface des bagues de contact ou la formation de piqûres sur celle-ci, et dans le but de maintenir un contact électrique efficace entre les bagues et le mercure..
La partie supérieure ou exposée de chaque bague de contact 31 peut être enfermée dans un blindage ou écran 53 pourvu d'une arrivée d'eau de refroidissement afin d'éviter la surchauffe de la bague de contact, cette eau pouvant être introduite à l'aide d'un tuyau 54 qui débouche à la partie supérieure du blindage ou de l'écran et venant d'un réservoir
7- ou de toute autre source appropriée d'eau de refroidissement.
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L'eau de refroidissement peut être dirigée dans l'intérieur du blindage et tout autour de le partie supé- Tieure de la. bague de contact; toutefois, l'eau qui serait parvenus ders l'auget 44 ou jusqu'au mereure contenu dans celui-ci peut êtreévacuée vers le récipient ou réservoir d'alimentation.
Chaque auget à mercure peut être muni d'une jauge ou d'un verre indicateur de niveau, en communication avec l'intérieur de l'auget et servant à indiquer la profondeur de la colonne de mercure dans celui-ci, l'extrémité supé- rieure de ce verre 'de jauge pouvant être munie d'un bou- chon amovible permettant d'ajouter du mercure dans l'auget.
On peut en outre prévoir un robinet de vidange, afin de permettre l'évacuation du mercure de l'auget.
Lorsque la machine est en marche, le tube ou le tuyau, devant être soudé est guidé par les galets 13 dis- posés au-dessous des électrodes 16, ces dernières ayant été amenées,par l'actionnement du volant à maion 29 à s'engager sur le tube chacune d'un: côté du joint longitudinal!.
Le circuit primaire du transformateur 12 est excité en vue de fournir du courant de soudage aux disques élec- trodes par 1'intermédiaire des augets à mercure et des bagues de contact 31, le tube étant soudé transversalement au joint, le soudage s'effectuant à l'endroit soumis à l'action des électrodes.
Le tube est avancé à travers lesystème de soudage et provoque la rotation des disques-électrodes sur l'arbre 17, de sorte que les points de la périphérie de ces disques sont amenés successivement dans la position de soudage, de facon à réaliser l'opération du soudage progressif sur .toute la longueur dujoint.
L'avancement progressif du tube a pour effet une
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rotation correspondante des disques de soudage de sorte que,chaque point de la périphérie des électrodes de soudage a la possibilité de se refroidir complètement après avoir accompli l'opération de soudage et avant d'être appelé à par- ticiper de nouveau à. une telle opération.
Grâce à cette rotation des électrodes, ainsi que grâce à l'emploi du refroidissement à eau de la tête sou- deuse; tout risque de surchauffe ou de brûlure des disques- électrodes se trouve éliminé et la durée utile des disques de soudage est augmentée.
L'enroulement secondaire du transformateur est conçu en vue d'alimenter les disques-électrodes en un courant de tension relativement réduite mais d'intensité élevée ; grâce à la présence des bagues de contact et des autels à mercure, on peut maintenir indéfiniment -une alimentation continue sans le risque d'un jaillissement d'étincelles et sans qu'une résistance s'établisse dans une partie quelconque du circuit secondaire.
Lés gorges des bagues de contact et les nervures des augets à mercure permettent d'obtenur une surface,de contact maximum entre ces organes pour une masse et une largeur données des bagues de contact.
. Le courant de soudage est fourni aux disques élec- trodes à travers un circuit qui n'est pas sujet à l'usure en des parties susceptibles de donner lieu à des jaillisse- ments d'étincelles ou pouvant devenir le siège d'une résis- tance, de sorte que le rendement de la tête soudeuse peut être maintenu pendant des périodes d'utilisation prolongées.
La. Hilison venant de chaque borne de l'enroulement secondaire du transformanteur aboutit directement à l'auget à mercure correspondant, d'où le courant parvient directe- ment à la bague de contact montée mobile dans cet auget, la bague de contact transmettant à son tour le courant au disque-
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électrode correspondant, lequel est en liaison électrique directe avec la. bague de contact,par l'intermédiaire de la hride 32 qui fait corps avec le moulue précité.
La combinaison de bagues de contact et d'angets à mercure assure une liaison électrique très efficace qui pari-.'.et la rotation des disques de soudage sans donner lieu des difficultés dues au frottement entre organes animés de mouvements relatifs, difficultés pouvant se traduire par des jaillissements d'étincelles ou par l'établissement d'une résistance.
Au lieu de fixer les deux moulues et les deux disques- électrodes les uns aux autres par une série unique de boulons, chaque disque-électrode peut être fixé 21, la bride de son moulage au moyen de goujons qui se vissent dans la bride et dont les têtes sont noyées dans des évidements prévus dans le disque-électrode,les deux disques-él ec trodes étant ensuite réunis à l'aide de boulons ou de goujons insérés à travers des trous coïncidants pratiqués dans les disques-électrodes et dans le disque en matière isolante intercalé entre ceux-ci.
L'eau de refroidissement peut être introduite par les deux extrémités de l'alésage de l'arbre creux 17; elle peut se diriger à l'intérieur de cet alésage dans le sens axial et suivant des directions opposées,pour parvenir dans l'es- pace central 41, d'où elle ressort radialement à travers les passages 42.
Il est préférable que la tête soudeuse soit montée à rotation sur un arbre fixe, comme décrit ci-dessus. Cependant, la tête soudeuse peut éventuellement être montée de manière à tourner avec son arbre, lequel sera dans ce cas monté dans des paliers appropriés prévus dans les blocs 18.
En outrel'arbre 17 peut éventuellement être construit en métal, les deux moulages pouvant dans ce cas être isolés
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de cet arbre par des manchons au fourreaux en matière isolante.,
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I.- Machine à souder dans laquelle chaque élément de contact présente sur sa surface qui plonge dans le récipient pour liquide conducteur, une ou plusieurs gorges annulaires concentriques par rapport à l'axe de rotation de cet élément de contact,, de manière à augmenter la surface de contact effective, sans augmenter les dimensions totales de l'élément de contact, ce récipient étant formé de manière à coopérer avec la surface cannelée de l'élément de contact, en vue de déterminer, pour le liquide conducteur entre le récipient et Isolément de contact,, un intervalle étroit, ce dernier pré- sentant une épaisseur sensiblement uniforme dans les direc- tions normales à la surface de contact.
2.- Machine à souder comprenant des bagues de contact dont chacune présente sur sa surface périphérique extérieure un cannelage annulaire, concentrique par rapport à l'axe de rotation de la bague de contact,, de manière à augmenter la surface de contact effective sans augmenter les dimensions globales de la bague de contact, chaque récipient présentant intérieurement un profil ou un cannelage correspondant à celui de la bague de contact coopérant avec ce récipient, en laissant entre ces deux organes, un intervalle étroit d'épaisseur sensi- blement uniforme,, destiné à. contenir le liquide conducteur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.