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" Perfectionnements apportés ou relatifs à la soudure de goujons métalliques et analogues à des plaques métalli- ques et analogues ".
La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour la soudure à l'arc électrique de goujons métalliques, tubes et analogues à des plaques métalliques, pièces métalliques et analogues, et plus spécialement à la soudure de goujons en acier ou en alliage d'acier à des surfaces d'acier ou en alliage d'acier.
La soudure à l'arc de goujons en acier à des plaques en acier est une opération difficile parce que, à cause de la grande densité de courant qui est nécessaire pour
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faire fondre de façon satisfaisante le goujon d'acier, la partie opposée chauffée de la plaque ou cratère acquiert un état s'approchant de très près de l'état fondu de sorte que, avec l'augmentation de la densité du courant de soudure produite consécutive au raccourcissement de l'arc dû au mouvement du goujon vers la plaque, un cratère fondu est formé dans le but de recevoir le goujon avec le résultat que le métal fondu est dispersé par la percussion du goujon et une soudure poreuse et fréquemment partielle du goujon à la plaque est produite, surtout en raison de la dispersion du métal fondu en globules sous le choc du goujon.
Dans le cas de soudure de goujons d'acier, la durée entre l'amorce de l'arc et l'application du goujon sur la plaque est relativement réduite.Elle peut être par exemple dans le cas d'un goujon d'un diamètre d'un quart de poue; seulement, d'environ un quart de seconde. Ainsi une réponse extrêmement rapide de la source de courant est essentielle.
En outre , il est nécessaire que les conditions, en ce qui concerne le contrôle du courant au moment de la percussion, puissent subir des variations considérables. Ainsi, lorsque des goujons en acier de diamètre relativement faible doivent être soudés, le contrôle exact des conditions de chaleur à l'instant de l'application du 'goujon sur la plaque est d'une grande importance et il est difficile, en raison de la zone périphérique de refroidissement relativement grande par rapport à la surface chauffée de la plaque, et la chaleur totale qui est apportée à l'aide de l'arc.
Dans le cas de grands goujons, les conditions d'amorce de l'arc comprenant la diminution de la longueur de l'arc, sont d'une importance relativement plus grande car,au moment de l'achèvement de la soudure, les exigences de contrôle de la chaleur sont différentes, à cause de la chaleur nécessairement plus grande qui est fournie, par rapport à la zone de refroidissement environnante.
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Un des objets de la présente invention est de permettre la soudure à l'arc de goujons métalliques à des plaques métalliques d'une façon simple et efficace, et de permettre qu'une telle soudure soit réalisée avec du courant alternatif, de créer un appareil portatif destiné à la soudure de goujons en acier à des plaques en acier et des surfaces analo- gues pour assurer une soudure homogène sans dispersion du mé- tal fondu du cratère de la plaque ; pour la soudure sous eau de goujons, d'assurer des conditions favorables à une soudure satisfaisante, d'empêcher la dispersion du métal fondu par la vapeur produite, de limiter la production de vapeur dans le voisinage de la soudure et de forcer la vapeur de s'éloigner du voisinage de la soudure sans provoquer des remous ou des tourbillons.
L'invention consiste en un procédé de soudure de goujons, tubes et analogues,métalliques ou en alliage à des plaques, pièces ou analogues, métalliques ou en alliage, et plus spécialement de goujons en acier ou en alliage d'acier à des plaques et analogues en acier ou en alliage d'acier, ce procédé consistant à réaliser la formation instantanée et uniforme d'un arc entre le goujon et la plaque, à maintenir l'arc pendant une période prédéterminée, à appliquer ensuite le goujon sur la plaque tout en ralentissant le mouvement du goujon pour diminuer la percussion et à un moment qui n'est pas postérieur à l'instant où le goujon vient en contact avec la plaque, de sorte que le courant qui traverse le goujon est modéré, pour assurer qu'au moment du contact entre le goujon chauffé et la plaque chauffée,
la chaleur du cratère de l'arc dans la plaque seulement soit suffisante pour maintenir la plaque à l'endroit du cratère en un état approprié de plasticité et de fluidité, bien que l'extrémité en contact du goujon soit relativement fondue, et pour maintenir le passage du courant à travers le goujon pendant la durée nécessaire pour effectuer une soudure efficace.
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Le terme "instantané" est utilisé dans la signi- fication que l'arc soit amorcé instantanément, sans hésitation et de façon continue, afin qu'il n'y ait pas d'amorce laborieu- se et incertaine comme q'est habituellement le cas pour les ment opérations de soudure de l'espèce, plus particulière/lors de l'emploi d'une source de courant alternatif, et les répétitions des amorces sont habituellement nécessaires.
Les dessins schématiques ci-annexés et les sché- mas représentent, à titre d'exemple, des constructions d'appa- reils de sludure pour l'application du procédé de soudure suivant la présente invention et les circuits de contrôle cor- respondants.
La figure 1 est une élévation, en partie en coupe, d'un appareil de soudure portatif à courant continu.
La figure 2 est une élévation en coupe d'un ap- pareil de soudure portatif à courant alternatif.
La figure 3 est une élévation transversale en coupe de l'appareil de soudure représenté par la figure 2.
La figure est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2.
La figure 5 est une élévation en coupe d'un ap- pareil de soudure à courant alternatif, pour l'emploi à un endroit fixe, sur l'arbre d'une machine-outil, telle qu'une foreuse.
La figure 6 est une vue en plan partielle de l'appareil représenté par la figure 5.
La figure 7 est un schéma d'un exemple de cir- cuit électrique pour un appareil tel que celui: représenté par la figure 1, tandis que les figures 8 et 9 sont des sché- mas correspondants pour les appareils représentés respective- ment par les figures 2 à 4 et les figures 5 et 6.
La figure 10 représente, en partie en élévation et en partie en coupe, un élément accessoire sous forme.de
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manchon ou d'écran protecteur pour le goujon, pour. ,l'emploi dans la soudure sous eau.
Un outil dé soudure portatif à fonctionnement- à courant continu pour l'application.du procédé, suivant la pré. sente invention,est représentera titre d'exemple, par la figu- re 1 des dessins ci-annexés. Une enveloppe cylindrique de . solénoïde 1, qui peut être en acier doux, est ferméeà son extrémité supérieure par une plaque d'obturation 2, également/en acier doux, portant des supports de poignée 3 pour une poignée 4 dans laquelle est monté un interrupteur à pression 5 enfermé dans un manchon 6.
L'enveloppe 1 est entourée par un collet 7 qui peut être en laiton, et qui est réglable axialement, et qui peut être fixé dans n'importe quelle position de réglage à l'aide d'une vis de blocage 8 s'engageant de préférence dans un évidement en forme de canal dans l'enveloppe. Le collet 7 supporte trois guides cylindriques 9, également en laiton, dans lesquels sont montés par glissement des jambes ou supports 10, en acier doux, qui peuvent être bloqués dans des positions de réglage déterminées par des vis de fixation correspondantes 11, chaque jambe ou support étant empêché de tourner dans le guide correspondant 9 par une cheville de fixation 12 s'engageant dans un canal longitudinal dans la jambe ou le support.
L'enveloppe 1 contient un gabarit 13 pour solé- noide en matière non magnétique, telle que du laiton, ayant une ouverture centrale 14 et supportant l'enroulement solénoï- de 15 et son isolant. Le gabarit 13 est retenu dans l'enveloppe à l'aide d'une plaque de gorge annulaire bridée 16, en acier doux, supportant l'anneau de guidage coaxial bridé 17, en lai-, ton, qui prolonge l'ouverture du gabarit 13.
Le noyau 18 du solénoïde, qui est aussi en acier doux, est monté par glisse-
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ment à l'intérieur du gabarit 13 et supporte à son extrémité inférieure, à l'aide d'un isolateur cylindrique bridé 19, le mandrin fendu 20 du goujon, qui est destiné à tenir le goujon à l'aide d'une vis de serrage 21, le mandrin étant fixé à l'isolateur de préférence à l'aide d'une bague de raccordement bridée 22. Le noyau du solénoïde est empêché de tourner dans le gabarit par une cheville de fixation s'engageant dans un canal longitudinal dans l'isolateur. Un ressort en spirale 23 entourant l'isolateur 19 aboutit par une extrémité à la bride de l'anneau de guidage 17.
Le ressort sert donc à déplacer le noyau du solénoïde et le mandrin dans une direction, dans le but d'appliquer le goujon 24 maintenu dans le mandrin 20 sur la plaque 25.
Le noyau du solénoïde 18 est muni d'une vis de contact 26 réglable axialement, qui est destinée à venir en contact avec le piston plongeur indicateur 27 contenu dans le bouchon réglable 28 qui est monté dans la plaque d'obturation 2, le plongeur 27 étant déplacé contre l'action du ressort en spirale 29 pour indiquer quand le noyau du solénoide se trouve dans la position correcte pour la longueur d'arc désirée, telle qu'elle a été déterminée par la fixation du bouchon 28.
Le noyau 18 du solénoide est muni d'un manchon 30, en cuivre ou en métal analogue non magnétique, et de bonne conductivité, qui est monté par glissement dans le gabarit pour assurer la liberté de mouvement du noyau, et pour que le goujon 24 puisse être appliqué sur la plaque 25 avec un minimum de percussion.le manchon 30 est de préférence rainuré com- me en 31 pour contenir de l'huile ou de la graisse dans le but d'aider à la production par aspiration d'un effet d'amortissement sur le mouvement dirigé vers le bas du noyau du solénoïde sous l'action du ressort 23, le bouchon 28 et le plongeur 27 étant on engagement substantiellement étanche à l'air.
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Le manchon 30 sert aussi à amortir ou à réduire-le mouvement dirigé vers le bas de façon électro-magnétique.
Les câbles de¯courant et de contrôle 32 et 33 sont fixés par serre-fils 34 à un prolongement d'un des supports de poignée 3. Les fils du câble de courant sont raccordés à la plaque de raccordement 22, de préférence à plusieurs endroits, dans le but d'assurer une distribution satisfaisante du courant.
L'extrémité du goujon 24 devant être soudée est de préférence en pointe, avec un angle de 120 , par exemple, et présente une surface cylindrique sur une distance d' de pouce par exemple. L'extrémité pointue, et, si c'est nécessaire,la surface cylindrique,est ou sont métallisées avec de l'aluminium pour faciliter l'amorce de l'arc.
Il est préférable d'employer un revêtement mince d'aluminium appliqué sur le goujon à l'aide de chaleur par un procédé de métallisation connu. Une telle métallisation du goujon présente l'avantage de faciliter l'amorce de l'arc pour tout procédé de¯soudure à l'arc électrique du goujon et,,plus spécialement.lorsque le goujon est écarté.de la surface métallique à laquelle il doit être soudé pour amorcer l'arc.
Un circuit électrique approprié pour l'appareil représenté par la figure 1 et pour l'application du procé&é suivant la présente invention est représenté par la figure 7 du dessin ci-annexé, donné à titre d'exemple. Le générateur de courant continu ayant une armature 35 est,muni de bobines de champ en série et en dérivation 36,37,et le primaire 38 d'un transformateur peut être inclu dans le circuit principal ou de soudure avec le secondaire 39 du transformateur,en série avec la bobine de champ en dérivation 37. La bobine de champ en série' peut être munie d'un circuit en dérivation 40 qui est
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réglé automatiquement avec l'appareil en général.
Dans ce but, on a prévu un appareil de réglage comprenant un arbre à cames qui tourne à une vitesse constante à l'aide du rotor 42 d'un moteur synchrone à courant alternatif, l'arbre étant muni d'une section 43 non conductrice,de sorte qu'il peut être indu dans deux circuits de réglage distincts. L'arbre porte une came circulaire 44 qui est fendue ou présente un évidement à un endroit de la circonférence, et qui est montéetravers le rotor 42 à l'aide d'un contact glissant 45, en parallèle avec le circuit de contrôle de l'interrupteur à pression 5'.
Ainsi, lorsque l'interrupteur à pression est actionné, le rotor du moteur 'commence à tourner et la came 44 tourne donc et engage le contadt glissant 45 et maintient le circuit du moteur fermé pour le cycle complet des opérations, malgré la suppression de la pression sur 1{interrupteur 5. La seconde partie de l'arbre 41, isolée de celle qui porte la came 44, est destinée à porter trois cames 46,47 et 48.
La came 46 a de préférence une forme telle qu'elle provoque un mouvement uniforme pour un angle de rotation déterminé,' et elle est destinée à coopérer avec un contact glissant 49, ayant un mouvement de pivotement autour d'un axe 50 et dont la position initiale est déterminée par le bras 51 à l'aide d'une came de réglage 52 d'une forme semblable à celle de la came 46, et qui peut être réglée manuellement pour la fixation de la longueur de l'arc. Ainsi, suivant la fixation de la came de réglage 52, le contact 49 est rapproché ou écarté de la came 46,de sorte que cette dernière vient en engagement avec le contact à un moment antérieur ou postérieur au cours de la rotation de l'arbre 41.
Le contact 49 est monté dans le circuit de la bobine 53 d'un contacteur 54 destiné à fermer le circuit de soudure principal et aussi le circuit d'alimentation de la bobine 15 du solénoïde de l'appareil.
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Ces circuits sont alimentés en courant continu, par une source de courant continu. La came 47 sert à coopérer avec trois contacts 55,56 et 57, dont deux, 55',56, sont normalement en contact pour court-circuiter une résistance limitative 561 de petite valeur, destinée à réduire la demande de courant pour le circuit de contrôle lorsque la bobine de solénolde 15 est court-circuitée pour le mouvement du goujon en direction de la plaque.
Les contacts 55,56 sont séparés par la came 47 qui engage et amène le contact 56 en engagement avec le troisième contact 57. Grâce à cela, le circuit de la bobine de solénoîde 15, fermé par le contacteur 54, comporte d'abord la résistance 561 et est ensuite court-circuité lorsque le goujon 24 est rapproché de la plaque 25 à l'aide du ressort 23. La came 48 coopère avec un contact glissant 58 qui est monté dans le circuit de la bobine 59 d'un contacteur ou interrupteur 60, contrôlant un circuit en dérivation ayant pour/effet de réduire la densité du courant au moment qui précède juste le contact entre le goujon et la plaque.
Le schéma représente aussi une résistance 61 devant être montée dans le circuit de soudure principal,dans le but de réduire la densité du courant après le retour du goujon 24 sur la plaque 5. Cette résistance peut être normalement courtcircuitée par l'interrupteur ou le contacteur 62, qui peut être contrôlé- de façon analogue à celle qui vient d'être décrite, à l'aide d'une came sur l'arbre de contrôle 41 et d'un contact correspondant. Lorsque l'on soude de petits goujons en utilisant un générateur de grande capacité, on peut aussi employer une résistance limitant et contrôlant le courant.
Un outil de soudure tel qu'il a été représenté par la figure 1 peut être transformé pour l'emploi avec du courant alternatif si on a prévu un système éliminant la difficulté d'amorcer l'arc en écartant le goujon de la plaque, tel qu'il sera décrit ci-dessous.
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Un outil de soudure portatif, plus spécialement pour fonctionnement au courant alternatif,et pour lequel il ne faut pas écarter le goujon de la plaque pour amorcer l'arc, est représenté par les figures 2 à 4 des dessins ci-annexés.
Dans le but de rapprocher le goujon de la plaque pour effectuer la soudure, l'appareil est muni d'un solénotde au lieu d'un ressort. L'appareil comprend un châssis ou enveloppe de solénoîde 63, qui peut être en un métal ou alliage non magnétique, tel que le laiton, et dont la forme, vue en plan,est un losange dont on a enlevé les angles. D'un coté, il est muni d'une plaque ou porte amovible 64. A son extrémité supérieure, l'enveloppe peut recevoir des supports de poignée 65 qui peuvent être constitués intégralement par la poignée 4, à l'intérieur de laquelle se trouve le manchon 6 formant l'enveloppe ou le châssis pour un interrupteur à pression 5.
L'enveloppe 63 est en outre destinée à être entourée par un châssis de support ou collet 7, avec vis de serrage 8, guides 9 et jambes ou supports 10, fixés dans les positions de réglage nécessaires par les vis Il.
A l'intérieur de l'enveloppe 63, à son extrémité inférieure, on a monté un noyau de solénoîde fixe 66, consistant en lamelles en alliage d'acier rivées les unes aux autres et munies de fentes pour former des évidements 67,dans lesquelles on peut fixer la bobine de solénoîde 68 et un gabarit 69 qui peut consister en une substance thermoduroîs- sante, soit un produit de condensation de phénol-formaldéhyde, soit une substance analogue.
Le noyau 66 est maintenu en place dans l'enveloppe 63 par engagement des fentes transversales de la section teotangulaire formée dans les faces extrêmes du noyau avec des cotes correspondantes 70, formées sur les surfaces intérieures des parais terminales de l'en- veloppe, à l'aide de vis de fixation 71 dans la base de l'en- veloppe.
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Un noyau de solénotde mobile 72, dont la construetion est semblable à celle du noyau 66, est supporté à l'intérieur de la partie supérieure de l'enveloppe 63 sur une plaque de pont 73 dont la forme peut correspondre à la forme de la section de l'enveloppe, et qui est fendue au milieu dans le but de permettre la formation d'oreilles 74, dirigées vers le dessous, auxquelles le noyau 72 est rivé. Le noyau 72 et la plaque de pont 73 sont supportés élastiquement par des ressorts 75 enroulés autour de montants 76 qui sont montés sur la plaque de pont et qui traversent librement des ouvertures dans la plaque supérieure de l'enveloppe 63.
Les ressorts 75 butent contre des rondelles 77 et des chevilles de retenue 78 @ portés par les montants 76, et sont donc comprimés sous le poids et le mouvement dirigé vers le dessous du noyau 72, qu' ils supportent et auquel ils font contrepoids.
Les noyaux 66 et 72 peuvent être munis d'anneaux de proteotion, qui peuvent être en laiton , sur les organes extérieurs des deux noyaux, à des positions opposées ou diagonalement apposées.
La plaque de pont 73 supporte en outre deux tiges 79, retenues par des collets 80 munis de goupilles, qui traversent des ouvertures dans les plaques supérieures et inférieures de l'enveloppe 63 et qui supportent les extrémités inférieures d'une tête de raccordement 81 en laiton ou en un autre alliage ou métal de bonne conductivité, dans laquelle est monté le mandrin 20 du goujon . La tête 81 est isolée des tiges 79 à l'aide d'une plaque-couvercle ou rondelle 82 et de manchons bridés 83 en matière isolante, telle qu'un produit de condensation phénol-formaldéhyde. Oes manchons 83 sont fixés à l'aide de rondelles 84 et d'écrous 85 sur les extrémités filetées des tiges 79. Les conducteurs 86 du câble d'alimentation sont raccordés respectivement aux ouvertures 87 de la tête 81.
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La fixation du mandrin 20 suivant la longueur de l'arc nécessaire est déterminée par le réglage de la vis de fixation 88,montée dans la plaque supérieure de l'enveloppe 63 et destinée à s'appliquer sur la surface supérieure du noya,u 72 à l'encontre de l'action des ressorts 75. Lorsque le mandrin 20 supportant le goujon 24 est fixé exactement, la distance séparant le goujon de la plaque 25 est celle qui est nécessaire pour la longueur demandée de l'arc. Pour amorcer l'arc lorsque le circuit de soudure est fermé, la distance est, de préférence, comblée par une boulette 89 en matière métallique fibreuse, telle que de la laine d'acier.
La boulette ou pelota peut être introduite dans un évidement dans l'extrémité du goujon ou bien peut être fixée de toute façon appropriée,par exemple à, l'aide d'une petite pointe.Lorsque le circuit de soudure est fermé, le métal fibreux inséré fond rapidement à cause de sa résistance relativement élevée et un aro est formé dans l'intervalle entre le goujon et la plaque dans des conditions qui produisent une formation d'arc satisfaisante et uniforme.
L'emploi d'un outil fonctionnant au courant alter- natif simplifie le réglage de l'opération et n'exige généralement qu'un transformateur pour le courant du circuit de soudure, L'emploi d'un transformateur offre aussi un dispositif pour le réglage de la chaleur du cratère de l'arc de la plaque,en raison des caractéristiques d'abaissement de tension inhérentes.caraetéristiques provenant de la construction du transformateur et/ou du régulateur accessoire et des conditions de fonctionnement.
Le réglage est de préférence effectué comme le représenta la figure 8 des dessins ci-annexés, en employant un mécanisme de réglage semblable à celui qui a été décrit avec référence à la figure 7. Il n'est cependant pas nécessaire que l'arbre 41 soit divisé en sections isolées l'une ¯- de l'autre, car labourant du circuit de réglage provient de
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..du la même source que le courant du moteur 42. Les. cames
44,46 et 52 et les contacts 45 et 49 ont les mêmes fonctions que les cames et contacts correspondants représentés par la figure 7.
Le contaoteur 5Çsert uniquement à fermer le circuit de soudura principal par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire 90 d'un transformateur dont l'enroulement primaire
91 est raccordé à la source principale ou à une autre source.
La came 47 a la fonction modifiée de fermer le circuit du solénoîde à l'aide du contact 92 lorsque le goujon 24 doit être appliqué sur la plaque 25. Le réglage ou la limitation du courant de soudure au moment de l'application du goujon sur la plaque peut être effectué en introduisant une impédance dans les circuits primaire ou secondaire du transformateur de courant, sous le contrôle et à un moment déterminé par une oame et un contact supplémentaires contrôlant un circuit qui effectuent l'introduction de 'l'impédance dans le circuit.
Dans le cas d'un appareil à courant alternatif qui n'est pas portatif, mais qui est destiné, par'exemple, à être monté sur une foreuse ou bien qui doit occuper une autre position fixe, il est possible d'utiliser la pression exercée par un fluide pour effectuer le mouvement du goujon en direo- tion de la plaque pour la soudure. Un appareil de ce genre est représenté par les figures 5 et 6 des dessins oi-annexés.
Un raccord bridé 93, devant être monté dans l'arbre d'une foreuse ou dans un montant d'outil,est prévu dans le but de supporter un cylindre 94,à pression exercée par un fluidequi peut être constitué par des parties soudées les unes aux au- tres, et qui est fermé par une plaque-couvercle 95, muni d'une boite à étoupe 96 et d'une couronne de presse-étoupe 97 pour une tige de piston 98 qui supporte le mandrin de goujon 20.
La tige de piston 98 présente une partie rentrante d'isola- tion ou section 99 qui est munie de parties coaxiales analogues à des bouchons, qui doivent être contenues dans des évidements
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..correspondants formés dans l'extrémité inférieure de la tige
98 et l'extrémité supérieure du prolongement de tige 100, dans laquelle est monté le mandrin 20. Le piston 101, muni de bagues de piston 102, est fixé à l'extrémité supérieure de la tige de piston par l'écrou 103.
La plaque-couvercle est munie d'une ouverture d'aérage 104 et supporte une plaque terminale 105, dans laquelle sont montés, dans des douilles d'isolation 106, les boulons terminaux 107, d'ou le courant est amené du mandrin
20,à l'aide de fils tressés 108,à un bloc de raccordement
109, qui est en liaison électrique, par exemple par soudure, avec le prolongement de piston 100. Dans le but de pouvoir indiquer à tout moment la position du piston 101 dans le cylindre 94, la plaque-couvercle 95 peut porter un montant d'indication 110, portant une échelle graduée 111 sur laquelle est appliquée une aiguille 112,supportée par le bloc de raccordement 109.
Le réglage de l'admission au cylindre 94 du fluide exerçant la pression, de préférence de l'air compri- mé, est effectué de façon connue à l'aide d'un piston-tiroir commandé par un soléoîde Dans ce but, le prolongement latéral 113 de la plaque terminale du cylindre 94 supporte un cylindre de soupape 114 qui porte à son extrémité supé- rieure un organe de support 115, auquel sont fixées les lamelles 116 du solénoîde qui sont rivées les unes aux autres. La forme des lamelles est telle qu'elle fournit un siège pour un gabarit de bobine 117 sur lequel est enroulé le solénoîde 118 et un court noyau fixe dirigé vers le des- sous 119 , tout en laissant des ouvertures pour un noyau mobile 120 , qui. est guidé par l'organe de support 115.
Le noyau 120 est relié à un piston-tirour double 121,dans le cylindre 114, et est destiné à le soulever. Un ressort héli- coîdal 122 a pour fonction de faire retourner le piston-
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tiroir 121 à sa position la plus basse déterminée par la bague d'arrêt 123. Une bague de protection 124, en laiton ou en une autre matière non magnétique, est de préférence montée dans un évidement-dans l'extrémité supérieure du noyau 120 et peut limiter le mouvement en direction du dessus en venant en contact avec le noyau 119.
De l'air comprimé est admis dans le cylindre 114 à l'aide d'un raccord ou d'une liaison 125, qui est obturé par le piston supérieur de la soupape 121 lorsqu'il est dans sa position la plus basse, et l'air est admis dans le cylindre 94 à l'aide d'un passage 126 situé en-dessous dudit piston supérieur et communiquant avec une garniture d'admission d'air 127 sur le cylindre 94 par le tuyau 128 et les raccords 129,130.
La vitesse avec laquelle le piston 101 est déplacé, et ainsi la rapidité avec laquelle le goujon est rapproché de la plaque, peut être déterminée par une plaque d'admission interchangeable 131, qui peut être montée dans l'évidement dans lequel est contenu le raccord ou la liaison 125. Une ouverture 132 est prévue dans la paroi du cylindre 114, dans une position qui est recouverte par le piston inférieur du piston-tiroir 121 lorsqu'il occupe sa position supérieure, tandis qu'une ouverture 135 libère l'air au-dessus du piston-tiroir 121?
Au cours du'fonctionnement de l'appareil, le piston 101 ayant été placé dans une position telle que le goujon est maintenu à la distance déterminée de la plaque nécessaire pour la longueur de l'arc;
le circuit de soudure est fermé pour l'amorce de l'arc par une des opérations décrites ci-. dessua et au moment approprié, le circuit du solémoîde 118 est fermé .pour aimanter le noyau 120 et soulever le pistontiroir 121. De l'air comprimé est ensuite admis à travers le cylindre à soupape 114 au cylindre 94,de sorte que le piston 101 est déplacé vers le dessous pour appliquée le goujon sur la plaque. Ses opérations peuvent être facilement contrôlées,
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comme le représente la figure 9, par un appareil de réglage en substance semblable à celui qui a été décrit avec référence à la figure 8, exception faite que la came 47 et le contact 92 contr8lent maintenant le circuit de la bobine 118 déterminant le mouvement du piston-tiroir 121 au lieu du circuit du solénoïde principal.
Au cours de la soudure de goujons d'acier à des plaques d'acier sous eau, par les procédés décrits ci-dessus, on a constaté que la production de vapeur due à la chaleur intense de l'arc,,dans ou près de la zone de soudure,provoque des tourbillons et des femous qui ont tendance à disperser les particules d'acier fondu formées par l'arc, de manière à empêcher une soudure d'une homogénéité satisfaisante qui est bien obturée ou étanche.
En appliquant des appareils à souder de l'espèce décrite ci-dessus à la soudure sous eau, on doit pour cette raison prévoir un manchon tubulaire qui glisse librement au-dessus de l'extrémité à souder du goujon voisine de la plaque, et le manchon peut être maintenu en contact avec la plaque pendant l'opération de soudure à l'aide d'un ressort faible.
Comme le représente la figure 10 des dessins ci-annexés. à titre d'exemple, le manchon 134 a une longueur telle qu'il entoure le goujon 24 quand le goujon est écarté de la plaque pendant le maintien de l'arc .A l'extrémité qui vient en contact avec la plaque, le manchon peut avoir un diamètre plus grand pour former un petit évidement annulaire ou chambre 135 qui ne limite pas seulement la production de vapeur et empêche des remous et des tourbillons excessifs dans la région de soudure, mais qui sert aussi à retenir le métal fondu dans et autour de la zone de soudure pendant la période de maintien de l'arc de sorte que la dispersion est ainsi empêchée par un moyen supplémentaire et qu'une soudure obturée où étanche est obtenue avec un bourrelet satisfaisant.
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Le manchon ou organe de protection peut être en grès, lave, porcelaine ou une autre matière isolante appropriée de préférence de nature réfractaire.
Le manchon ou organe de protection 134 peut être maintenu en contact avec la plaque à l'aide d'un ressort hélicoïdal 136 qui peut entourer l'extrémité du support 20 du goujon et peut s'engager dans une rainure ou un canal périphérique qui y est prévu. L'extrémité du manchon ou organe de protection 134 contre laquelle est appliqué le ressort peut être épaulée extérieurement, tel qu'en 137, pour faciliter le placement du ressort qui peut aussi être fixé et maintenu en place à l'aide d'une petite ouverture radiale 138 dans laquelle peut s'engager un bout 139 de l'extrémité du ressort replié radialement vers l'intérieur., Le manchon est ainsi retenu par le ressort et empêché de se détacher pendant que l'outil de soudure est mis en place pour la soudure, le goujon et le manchon étant en contact avec la plaque.
Le manchon peut êgre retenu d'une autre manière en engagement avec le ressort, comme, par exemple,.par la formation d'une rainure périphérique 140 dans laquelle peut être retenu le premier enroulement du ressort.
Dans le but d'empêcher une élévation excessive de la,pression de la vapeur dans la zone d'évidement 135 voisine de la soudure et d'éviter le basculement ou le soulèvement du manchon 134 de la plaque, avec comme suite un échappement de' métal fondu, provoquant une soudure irrégulière et/ou incomplètement obturée, le bord ou la surface du manchon qui est appliqué à la plaque peut présenter @ deux ou @ plusieurs fentes 141 ou évidements à créneeux à travers lesquels peut s'échapper de façon satisfaisante tout excès de vapeur qui peut être produit pendant la durée de l'arc au cours de la soudure.
Ces fentes d'échappement peuvent être au nombre de deux, prévues à des endroits diamétralement opposés, ou bien peuvent être deux paires disposées à angles droits, ou bien au nombre
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de trois,écartées de préférence uniformément.La prévision de quatre de ces fentes est satisfaisante dans le cas de soudure par le dessous de goujons à des surfaces horizontales sous eau, mais l'emploi de deux fentes seulement est préférable dans le cas de soudure de goujons sous eau à des surfaces verticales
Dans le cas d'outils de capacité relativement grande tels que ceux qui ont été représentés à la figure 1, il est préférable de prévoir une soupape de sûreté en communi- cation avec la cavité dans laquelle le noyau du solénolde est contenu et qui peut être remplie d'eau, afin de faciliter l'amorce de.l'arc.
La présente invention, telle qu'elle est définie par les revendications qui vont suivre, n'est pas limitée aux moyens particuliers permettant de mettre en évidence les caractéristiques principales des procédés de soudure décrits ci-dessus.Ainsi, par exemple,comme on l'a déclaré ci-dessus, le freinage ou l'amortissement du mouvement du goujon en direction de la plaque)dans des appareils dans lesquels un tel mouvement est réalisé par l'action de ressorts,peut être assuré par un amortisseur pneumatique ou a pression de fluide ou par l'emploi d'un train d'engrenages dont l'un est en prise avec une crémaillère qui prend part au mouvement du support du goujon.
Ainsi, la crémaillère peut être reliée au noyau du solénoïde par un fil rigide en laiton ou en une autre matière non magnétique qui passe axialement à travers une ouverture au centre dû dispositif limitant la longueur de l'arc.
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