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Il Procédé et appareil perfectionné pour l'établissement de cordons de soudure par résistances électriques, appli- cables aux gaines des câbles électriques ".
La présente invention est relative à l'établissement de cordons de soudure par la méthode de la soudure par résistance électrique, dans le cas des tôles présentant une faible résistance spécifique, notamment dans le cas de l'aluminium et de ses alliages, ses tôles étant minces, de sorte que la résistance des deux pièces à souder entre- les électrodes est faible . Dans une machine à souder par cordons de soudure, les deux pièces à assembler passent ensemble entre des électrodes constituées par des disques rotatifs, généralement en cuivre, qui sont fermement appli- qués l'un contre l'autre, de manière à assurer un con-
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tact intime entre les parties à souder d'une part, entre les électrodes et ces parties, d'autre part. Le courant de soudure peut être envoyé d'une manière continue ou par intermittences .
Dans ce dernier cas, l'opération de sou- dure consiste à établir une série de zones de soudure,peu écartées les unes des autres et se recouvrant entre elles.
Dans les conditions auxquelles l'invention s'appli- que plus particulièrement, l'établissement d'un cordon satisfaisant est très difficile à réaliser, car il n'est pas facile d'obtenir un faible écartèrent entre les sou- dures . Par exemple, si l'on régle la machine de '.Tanière à fournir huit soudures au centimètre, avec une matière du genre sus-visé, on constate que l'on n'obtient pas, en réalité, ces huit soudures au centimètre, mais un chiffre plus bas, en général de l'ordre de la moitié du nombre dé- siré .
Ceci est dû au fait que, lorsqu'on essaye d'établir une deuxième soudure, tout près d'une soudure que l'on vient d'achever, le trajet résistant pour la nouvelle sou- dure est court-circuitée par le trajet voisin comprenant la soudure, le courant étant dévié dans une talle mesure qu'on n'atteint pas la température de soudure pour la rosi- tion désirée .
Conformément à l'invention, le nouveau procédé d'établissement de cordons de soudure surmonte ces diffi- cultés et présente d'autres avantages, @enformément à l'invention , on applique une résistance externe entre les électrodes en disques en série avec l'ouvrage et, :
le part et d'autre de celui-ci, en contact étroit lui, de sorte que la chaleur nécessaire à la soudure est en-1-on- drée , pour une grande partie, à l'extérieur des nièces à souder et est acheminée vers l'intérieur, depuis le noint où elle prend naissance . @@@ résistances sont constituées
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par une bande de métal prévue de part et:
d'autre de la pièce à souder, la résistance spécifique de ce métal ainsi que son point de fusion étant sensiblement supé- rieure à ceux du métal à souder, La résistance spécifi- que du métal dont est formée la bande est plus élevée que celle du métal soudé et la dépasse d'une quantité suffisante pour'.assurer une notable amélioration de la soudure . On peut se rendre compte de l'obtention ou de la non obtention de cet effet au moyen d'une expérience simple . Le fer ou l'acier constituent des matières appropriées pour les bandes . Les bandes sont introdui- tes entre les disques-électrodes en même temps que les pièces à souder et avancent en même temps que celles- ci . Les bandes peuvent être fixées à la pièce à souder et en être solidaires, ou bien elles peuvent être montées à part.
Après avoir établi un cordon de soudure, on enlève les bandes de la pièce à souder, ce qui est facile parce qu'elles ne s'incorporent pas à la soudure .
Grâce au procédé perfectionné, le courant.appliqué aux électrodes sera plus faible que si l'on soudait les pièces à faible résistance sans faire appel à des résistances extérieures . Il y a là un nouvel avanta- ge du procédé , car on peut ainsi utiliser, pour les métaux à faible résistivité, des machines de faible puissance apparente, notamment des machines pour la soudure du fer et de l'acier doux, tout en obtenant un résultat efficace sur ces métaux.
Ce procédé assure, d'autre part, une utilisation plus efficace de l'énergie électrique, car la chaleur prend naissance au voisinage immédiat des électrodes et il y a moins de pertes par dissipation d'énergie thermique et électrique vers les zones de métal éloignées
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de la soudure . Dans les bandes résistantes, la chaleur est principalement engendrée et se dissipe surtout vers l'avant, c'est-à-dire en avant des électrodes où elle est utilisée efficacement pour préchauffer les bandes, en vue de la soudure suivante .
Le procédé et l'appareillage servant à mettreen oeuvre ce procédé sont intéressants lorsqu'il s'agit de les appliquer au montage d'une gaîne en matière peu résistante, par exemple en aluminium ou en un alliage d'aluminium, sur un câble électrique dans lequel une bande est repliée autour du corps du câble et porte des lèvres verticales qu'il s'agit ensuite de souder l'une à l'autre sur toute la longueur du câble, sur une longueur égale à celle du câble, atteignant par exemple plusieurs centaines de mètres.
Lors de la mise en oeuvre du procédé perfectionné, on obtient encore, notamment dans le cas de métaux tels que l'aluminium et ses alliages, l'avantage de ne pas avoir à prendre des mesures spéciales pour enlever les oxydes ou autres impuretés de la surface des métaux à souder . Ce point est d'une importance particulière lors de l'application d'une gaîne à un corps de câble électrique, car la matière utilisée pour effectuer un tel décapage pourrait effectuer des détériorations sur le diélectrique, au cas où cette matière pénétrerait dans l'intérieur de la gaîne.
On va maintenant décrire deux formes d'appareils, dont l'un convient à l'établissement de cordons de soudu- re sur les gaines de câbles en aluminium, et l'autre, à l'établissement de cordons de soudure sur les tôles métalliques par le procédé conforme à l'invention , cette description étant faite en référence au dessin annexé sur lequel :
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La figure 1 est une vue en plan de l'appareil servant à l'établissement de cordons de soudure sur les gaines de cables,
La figure 2 est une élévation coupe suivant la ligne II-11 de la figure 1;
La figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2 ;
La figure 4 est une élévation partielle d'une machine servant à l'établissement de cordons de soudure sur les tôles ; La figure 5 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 4.
Sur les figures 1, 2 et 3, la machine à souder
1 comporte deux électrodes 2 et 3 formées'par des dis- ques de cuivre, l'électrode 2 étant montée sur une console 4 fixée sur le bâti de la machine 1 et l'élec- trode 3 étant montée sur un bras 5 articulé sur un axe porté par le corps de la machine 1. La rotation du bras
5 est commandée par un cylindre à fluide sous pression de la manière usuelle, en vue de régler la pression exercée par l'électrode 3 sur la pièce. L'appareil est représenté en cours d'utilisation pour l'applica- tion d'une gaîne en aluminium sur un corps de câble 6.
La gaîne est constituée par une bande d'aluminium 7 repliée autour du corps 6 du câble et présentant deux lèvres verticales 8 et 9. Ces deux lèvres passent entre les électrodes 2 et 3, en même temps que deux bandes d'acier 10 et 11.
Les bandes 10 et 11 avancent dans le sens des flèches , en partant des bobines 12 et 13 et en pas- sant sur des noulies guides 14 et 1$, montées sur un? plate-forme 16; ces bandes sont appliquées contre les lèvres 8 et 9 par des bras de guidage réglables 17
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et 18, montés également sur la plate-forme 16. vendant l'opération de soudure les bandes 10 et Il adhèrent légé- rement aux lévres 8 et 9. Elles ne sont arrachées anrès l'achèvement de la soudure au moyen de deux bras de guidag pointus 19 et 20, montés en position réglable sur une plate-forme 21. Les bandes passent alors sur de nou- velles poulies-guides 22, 23 pour s'enrouler enfin sur des bobines 24 et 25.
Les bobines enrouleuses 24 et 25 sont entraînées à une vitesse telle que lcs bandes passent entre les électrodes 2 et 3. à la même vitesse que le corps du câble 6. Les deux électrodes 2 et 3 toure nent librement sur leurs axes 26, 27, la vitesse de pas- sage du câble à travers la machine à souder étant commandée par la vitesse d'entraînement d'un tambour enrouleur du câble.
Sur les figures 4 et 5 , la machine à souder 31 est du type dans lequel l'électrodes supérieure 32 est entraînée par un moteur électrique . L'électrode.
32 reçoit son mouvement par l'intermédiaire de l'arbre 33, des boîtes de vitesse 34, 35 et d'un arbre vertical traversant un carter 36. Ce farter 36 peut coulisser verticalement dans la tête 37 de la machine à souder sous l'action d'un levier 38, ce mouvement étant fourni par un dispositif de pression hydraulique commandé par une nédale 39 d'une manière connue, afin de contrôler la pression appliquée aux piècesà souder par l'élec- trode 32. L'électrode inférieure 40 tourne librement dans son support 41.
Deux tôles métalliques 42 et 43 sont soudées au moyen d'un cordon de soudure entre les électrodes 32 et 40, la tôle supérieure 42 recouvrant la tôle infé- rieure 43 afin d'établir un joint à recouvrement.
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Une bande d'acier 4 passe entre la tôle 42 et l'élec- trode 32 et, une bande analogue 45 passe entre la tôle 43 @ inférieure et l'électrode 40. Les bandes 44 et 45 sont appliquées au joint entre les tôles 42 et 43 au moyen d'un système comprenant des poulies et des bras de guidage semblable au système représenté sur la figu- re 1. Cependant, dans ce cas, lesbobines enrouleuses pour les deux bandes sont entraînées par intermittences sous la commande du dispositif d'entraînement de l'é- lectrode 32, de sorte que les bandes passent par les électrodes 32 et 40 à la même vitesse que les bandes 42 et 43.
On va maintenant donner quelques exemples d'opéra- tions de soudure effectuées au moyen de l'appareil représen- té sur les figures 4 et 5.
Dans un premier exemple, le métal soudé était un al- liage d'aluminium D.T.D.213A et la puissance apparente absorbée était de 16. K.V.A.
Dans le second exemple , le métal soudé était un alu- minium commerciallement pur et la puissance apparente ab- . sorbée était de 22 K.V.A.; les valeurs de la puissance ap- parente ont été obtenues en multipliant les valeurs lues. sur le voltmètre et sur l'ampèremètre dans le circuit pri- maire du transformateur de la machine à souder. Ce courant était intermittent, de sorte qu'il ne passait que lors des périodes alternées du courant d'alimentation à 50 pério- des.
Dans chaque cas, les cordons de soudure étaient éta- blis à une vitesse de 3,96 mètres par minute, sous un cou- rant alternatif, èntre deux tôles de 0,91 mm d'épaisseur,les résistances étant constituées par"deux bandes d'acier d'une teneur de 1 % en carbone recuit et poli, ayant également 0,91 mm d'épaisseur. On a obtenu, dans les deux cas, des cordons réguliers et résistants. Les essais de traction effectués sur les soudures obtenues indiquent une résistance égale aux 93 11, le de celle du métal.
Bien
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que, dans ces deux exemples, on ait utilisé des bandes en acier de même épaisseur que le métal soudé, on a constaté pouvoir varier les épaisseurs relatives entre les bandes et les pièces soudées suivant les conditions électriques, Par exemple, si, dans le procède ci.-dessus décrit, le courant nasse pendant une période et est interrompu pendant une demi-rémode seulement du courant alternatif à 50 périodes, il est possible de réduire l'épaisseur des bandes à. 0,40 mm. Il est facile de déter- miner par l'expérience l'épaisseur de bande convenant à tout ensemble de conditions données.