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"Perfectionnements aux dispositifs d' arnenée de courant et de fluides dans les porte-électrodes de soudage a l'arc en gaz protecteur"
La présente invention a trait aux porte-électrodes pour le soudage à l'arc en gaz protecteur au moyen d'une électrode non consommable* Le gaz employé est habituellement un gaz inerte, tel que l'hélium ou l'argon, et l'électrode est généralement constituée par une baguette de tungstène nue.
En raison des intensités de courant importantes entrant en jeu, il est indispensable de prévoir un refroidissement énergique du porte-électrode par une circulation d'eau, avec conduite d'al 1er et de retour, et ceci, joint à la nécessité d'amener le cou-
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rant de soudage, l'eau et le gaz protecteur près de l'extrémité de l'électrode où jaillit l'arc, fait que les porte-électrodes de ce genre connus jusqu'ici sont encombrants) lourds et peu maniables. De plus, des fuites ayant des conséquences graves, peuvent laisser passer de l'eau dans le gaz protecteur. De même, les câbles qui alimentent ces porte-électrodes et qui doivent comprendre un conducteur de grande section pour l'amenée du courant, un conduit de gaz protecteur, un conduit d'aller et un conduit de retour pour l'eau, sont lourds et manquent de flexibilité.
Suivant la présente invention, on remédie à ces inconvé- nients en prévoyant dans l'axe du porte-électrode un tube de section circulaire ayant deux méplats et conduisant le gaz pro- tecteur à l'extrémité de l'électrode où jaillit l'arc autour du dispositif de prise de courant par l' électrode, et en ajustant ce tube dans un tube extérieur de section circulaire, les es- paces laissés libres entre les méplats du premier tube et la paroi intérieure du second servant respectivement à l'amenée et à la sortie de l'eau, les deux tubes servant en outre à l'amenée du courant à l'électrode.
Le dispositif de prise de cour ant par l'électrode, qui vient d'être mentionné, consiste en une pince formée par une pièce cir- culaire munie en son centre d'un trou pour le passage de l'élec- trode, à son extrémité inférieure d'une partie extérieure conique et de plusieurs fentes pratiquées sur une partie de sa hauteur, de façon à former des mors élastiques qui se serrent sur l'élec- trode lorsqu'on visse à l'extrémité filetée du tube extérieur mentionné plus haut une douille taraudée munie intérieurement d'une partie conique en prise avec la partie extérieure conique de la pince, la dite douille étant pourvue extérieurement d'une partie isolante moletée pour sa manoeuvre à la main.
Le tube à deux méplats est pourvu à son extrémité inférieure d'un bloc de fond muni d'évidements pour laisser passer le gaz
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protecteur amené par ce tube dans une buse en matière réfrac- taire non conductrice d'où émerge l'extrémité de l'électrode où jaillit l'arc.
La douille taraudée mentionnée plus haut est munie, à des niveaux différents, de fentes horizontales semi-circulaires qui laissent passer le gaz protecteur du bloc de fond dans la buse et en même temps procurent de l'élasticité au serrage de la pince.
La buse a son extrémité inférieure en forme de cône inté- rieur et elle est réglable en hauteur au moyen d'un manchon taraudé terminé extérieurement en cône et vissé à l'extrémité de la douille taraudée mentionnée plus haut, le cône intérieur de la buse étant en prise avec le cône extérieur du manchon, la liaison entre la buse et le manchon étant assurée par friction au moyen d'un anneau de retenue extensible logé dans une gorge circulaire pratiquée à l'extérieur du manchon, celui-ci étant muni en outre . d'une partie extérieure isolante moletée pour sa manoeuvre à la main.
Le conducteur amenant le courant de soudage au porte-élec- trode,ainsi que les tubes pour l'amenée du gaz protecteur et du liquide de refroidissement et pour la sortie de ce dernier, sont raccordés à un bloc de jonction qui est placé à l'extrémité supé- rieure du porte-électrode et qui contient une pièce insérée ayant des méplats correspondant aux méplats du tube d'amenée de gaz protecteur.
Dans le porte-électrode pour soudage à la machine, le tube circulaire mentionné plus haut est entouré d'une gaine isolante en tourée elle-même d'un tube métallique muni suivant une généra- trice d'une crémaillère.
Dans le porte-électrode pour soudage à la main, le bloc de jonction est situé à l'intersection du manche et du corps du porte-électrode proprement dit, tous les deux entièrement isolés extérieurement et inclinés l'un par rapport à l'autre, le manche
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contenant le conducteur de courant de soudage ainsi que les tubes à gaz protecteur et à liquide de refroidissement, tandis que le corps du porte-électrode est muni à son extrémité supé- rieure d'un bouchon fileté isolant ou d'une rallonge isolée ex- térieurement, ces deux pièces étant démontables et étant uti- lisées suivant que l'on soude avec une électrode courte ou longue.
Le câble flexible servant à l'amenée du courant de soudage, du gaz protecteur et du liquide de refroidissement au porte- électrode, ainsi qu'au retour de ce liquide, est constitué par deux tubes flexibles torsadés en hélice l'un sur l'autre, l'un amenant le gaz protecteur, l'autre le liquide de refroidissement, ces deux tubes étant entourés par une tresse de fils métalli- ques bons conducteurs de l'électricité, de préférence en cuivre, pour l'amenée du courant de soudage, le tout étant entouré d'un tube flexible en matière isolante, l'espace laissé entre la paroi intérieure de ce tube et les deux tubes torsadés servant au retour du liquide de refroidissement qui, en même temps, ser@ au refroidissement de la tresse métallique constituant le conduc teur de courant.
fans les dessins annexés, qui représentent à titre d'exem- ple diverses formes d'exécution de l'invention, la figure 1 est une vue en élévation, partiellement brisée, d'un porte-électrode destiné à être monté sur une machine à souder; la figure 2 est une coupe verticale à plus grande échelle de la partie inférieur: du porte-électrode de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe horizontale par la ligne A-A de la figure 2; la figure 4 est une coupe horizontale par la ligne B-B de la figure 2; la figure 5 est une coupe horizontale à plus grande échelle par la ligne C-C de la figure 1 ; la figure 6 est une vue en plan de l'écrou ou' douille de serrage de la figure 2;
la figure 7 est une coupe verticale de la partie inférieure d'une variante du porte-élec- trode précédent, cette figure étant dessinée à la même échelle
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que.la figure 2; la figure 8 est une vue d'ensemble en éléva- tion d'un porte-électrode destiné au soudage manuel; la figure 9 est une coupe verticale du porte-électrode de la figure 8; la figure 10 est une coupe verticale partielle montrant une rallonge montés sur le porte-électrode des figures 8 et 9 dans le cas où l'on soude avec des électrodes de grande longueur; la figure 11 est une coupe verticale à plus grande échelle du porte-électrode des figures 8 et 9; la figure 12 est une vue en élévation, avec coupe partielle suivant la ligne D-D de la figure 13, du bloc de jonction faisant partie du porte-électrode;
la figure 13 est une vue en plan du bloc de jonction de la figure 12; la figure 14 est une coupe transversale par la ligne E-E des figures 9 et 11; la figure 15 est une coupe transversale par la ligne F-F de la figure 9 ; lafigure 16 est une coupe transversale par la ligne G-G de la figure 9; la figure 17 est une coupe transversale par la ligne H-H de la figure 11; la figure 18 est une coupe transversale par la ligne J-J de la figure 11; la figure 19 est une vue en élévation du câble d'alimentation avec arrachements partiels; enfin, la figure 20 est une coupe transversale de ce câble.
En se référant au porte-électrode destiné à être monté sur une machine à souder, et d'abord aux figures 1 et 5, on voit le bloc de jonction 10 qui a d'un côté un orifice taraudé d'entrée d' eau de refroidissement 11 et sur le même côté un orifice ta- raudé de sortie d'eau de refroidissement 12, mais décalé vertica- lement et horizontalement par rapport à l'orifice précédent. Les deux orifices se terminent près de l'axe du bloc de jonction 10 et communiquent avec un trou axial 10' percé perpendiculairement aux orifices d'eau de refroidissement (figure 5). Une pièce inté- rieure 13 insérée dans le bloc de jonction et ayant deux méplats est brasée à l'intérieur du trou axial 10', laissant ainsi deux passages séparés 14 et 15 pour l'arrivée et la sortie de l'eau de refroidissement.
Le passage 14 est alimenté par l'orifice 11
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tandis que la passage 15 alimente l'orifice 12. Une partie de la pièce insérée 13 dépasse au sommet du bloc de jonction et est filetée, comme le montre la figure 1, pour recevoir un écrou 16 et un raccord avec la tuyauterie d'amenée de gaz protecteur.
Un trou axial 17 (figure 5) conduit le gaz protecteur à travers la pièce insérée 13 vers le corps du porte-électrode ou barillet.
Le câble 18 figure 1) d'amenée du courant de soudage se termine par une cosse 19 qui est serrée sur le bloc de jonction 10 et sur la pièce insérée 13 au moyen de l'écrou 16. Le bloc de jonc- insérée tion et la pièce/se trouvent sous tension pendant le soudage, mais ne constituent aucun danger particulier d'électrocution, en raison de leur position éloignée.
Le barillet est fixé à l'ensemble formé par le bloc de jonction et la pièce qui y est insérée. Un tube métallique 20 (figures 1 et 2) ayant deux méplats, comme montré sur la figure 4, constitue la partie centrale du barillet et sert aussi bien de conduit pour le gaz inerte que de conducteur pour le courant de soudage. Le tube 20 a la même forme et la même dimension trans- versales que la pièce 13 insérée dans le bloc de jonction et il est brasé ou soudé à la pièce 13 de façon à former un joint étan- che au gaz. Entourant le tube 20, se trouve un tube 21 (figures 1, 2 et 4) de section circulaire qui est ajusté à force Jour for- mer deux passages séparés 22 et 23 (figure 4) entre les méplats du tube intérieur 20 et le tube extérieur 21.
Ces passages corres- pondent en position avec les passages similaires 14 et 15 (figure 5) laissés dans le bloc de jonction pour conduire l'eau de re- froidissement à travers le barillet. Avec cette construction, les seules fuites possibles ne peuvent se produire que d'un con- duit d'eau à l'autre, mais jamais dans le courant gazeux. L'ex- trémité supérieure du tube 21 forme joint métal sur métal avec le bloc de jonction 10 pour fermer hermétiquement les passages d'eau de refroidissement. Comme le tube 21 est relié au bloc de jonction 10 et au tube intérieur 20 du barillet, il est également
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sous tension et sert de conducteur pour le courant de soudage.
Entourant le tube 21, se trouve une couche de matière isolante, telle que du polyéthylène, qui a une épaisseur suffisante pour prévenir le claquage, mené avec les courants ayant la haute fré- quence de la radio, utilisés pour stabiliser l'arc de soudage.
A .l'extérieur de la couche isolante est prévue une enveloppe ex- térieure tubulaire 25 qui porte une crémaillère 26. Le tube 25 et sa crémaillère sont prévus-pour s'ajuster dans le porte- torche du type usuel à douille pourvu d'un pignon de réglage pour la torche, et quand il est ainsi placé dans le porte-torche, la crémaillère 26 engrène avec le pignon de réglage, en. sorte que le porte-électrode peut être réglé axialement dans le porte- torche en faisant tourner le pignon. L'extrémité inférieure du tube 21 est filetée pour recevoir un écrou ou douille de serrage 27 ayant à son extrémité inférieure une partie intérieurement conique 27a.
Un bloc de fond 28 (figure 2) qui est alésé dans son centre et qui est ajusté dans l'extrémité du tube 2l forme joint métal sur métal avec les extrémités inférieures .des tubes 20 et 21 du barillet. Ce bloc porte deux méplats qui règnent tout le long d'une entaille 29 fraisée sur la moitié de sa périphérie pour permettre le passage de l'eau de refroidissement du conduit d'en- trée 22 au conduit de sortie 23 (voir aussi la figure 3). Le bloc de fond 28 sert aussi à canaliser le gaz inerte de l'inté- rieur du tube 20 vers le capot à gaz, ou buse, décrit ci-après.
Ce résultat est obtenu en chanfreinant le bord et en fraisant un côté du bloc pour former le passage de communication 30. Un épaulement conique ou siège 31, formé par l'évasement de la par- tie inférieure de l'alésage central du bloc, reçoit la partie supérieure conique d'une pince 32 à électrode. Ce siège est usiné pour former un bon contact avec la pince à électrode, afin de conduire le courant de soudage à l'électrode, aussi bien que pour. conduire la chaleur à l'eau de refroidissement.
La pince
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elle-même est usinée pour s'ajuster dans la partie évasée de l'alésage central du bloc 28; elle porte en son centre un alé- sage axial d'un diamètre convenable pour recevoir l'électrode 33 et elle est munie près de son extrémité inférieure d'une partie conique 34 disposée pour s'engager dans la partie inté- rieurement conique 27a de l'écrou ou douille de serrage 27. Des fentes 35 (figure 3) sont sciées à 90 dans la pince pour lui donner de l'élasticité et permettre à l'électrode d'être main- tenue en place par la pince et la douille de serrage qui fonc- tionnent comme un mandrin de centrage. Les pinces peuvent être changées pour permettre l'emploi d'électrodes de différents diamètres, toutes les pinces ayant les mêmes dimensions exté- rieures, mais des diamètres intérieurs différents.
L'écrou de serrage 27, de préférence en métal non magnéti- que, porte une partie moletée 27' qui sert à la manoeuvre à la main et qui est en matière isolante pour la sécurité de l'opé- rateur. Cette partie est emmanchée à force sur la partie métal- lique. En faisant tourner la partie moletée 27', l'écrou ou douille de serrage 27 peut être vissé sur l'extrémité filetée du tube 21 pour que sa partie conique 27a force les mors de la pince à se serrer contre l'électrode. Des fentes semi-circulaires et horizontales 36, 36', pratiquées dans des plans à différentes hauteurs dans la partie conique 27a de l'écrou de serrage servent de sorties de gaz pour permettre l'écoulement du gaz protecteur inerte dans la buse.
Cette disposition des fentes est montrée le plus clairement sur la figure 6 qui est une vue en plan de l'é- crou de serrage seul. En plus d'agir comme sorties de gaz, les fentes donnent à l'écr@u de serrage l'élasticité qui permet la dilatation et la contraction causées par les énormes changements de température auxquels il est soumis pendant le fonctionnement, sans qu'il en résulte un coincement ou un desserrage de la pince et de l'électrode.
La surface cylindrique extérieure de l'écrou de serrage 27
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est filetée, et un manchon 37 (figure 2) de forme cylindro- conique correspondant à la forme de l'écrou de serrage est vissé sur lui. Une gorge pratiquée dans la surface cylindrique exté- rieure du manchon reçoit un anneau de retenue 38 en matière élastique, qui est fendu pour former un anneau brisé qu'on voit le mieux dans la figure 3. Il est plié pour prendre une forme légèrement ovale afin qu'il se serre dans la gorge du manchon 37, tout en exerçant dans son action d'expansion une pression suffisante sur l'intérieur de la buse à gaz 39 qu'il retient.
La partie supérieure 37' du manchon est en matière isolante et est moletée pour pouvoir faire tourner à la main et visser le manchon sur la partie extérieure de l'écrou de serrage 27. Les surfaces de contact entre le manchon et la buse à gaz, et entre le manchon et l'écrou de serrage, sont prévues suffisamment grandes pour transmettre la quantité voulue de chaleur à l'eau de refroidissement. Une autre fonction du manchon consiste à maintenir la buse à gaz 39 exactement centrée par rapport à la pince d'électrode 32, et en conséquence par rapport à l'électrode 33. Du fait du montage par filetage du manchon sur l'écrou de serrage, le manchon et la buse à gaz sont réglables axialement l'un par rapport à l'autre dans de certaines limites.
La buse à gaz 39 est de forme cylindro-conique et est faite en matière céramique ou rêfractaire non conductrice résistant à la chaleur, telle que le carbure de silicium. Le diamètre inté- rieur de la partie cylindrique procure une surface de portée à friction sur l'anneau de retenue extensible 38. La partie conique dirige le gaz protecteur vers l'arc et est prévue pour former une gaine uniforme de gaz autour de la surface de l'arc et du bain fondu du métal de la pièce soudée. L'orifice de la buse à gaz est cylindrique sur une courte longueur, comme montré en 39' sur la figure 2, ce qui permet une certaine usure du bas de la buse avant que le diamètre de l'orifice ne s'agrandisse.
Une variante du porte-électrode suivant l'invention, et tou-
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jours pour soudage à la machine, est représentée dans la figure
7 dans laquelle le manchon 37, l'anneau de retenue 38 et la buse à gaz 39 sont remplacés par une buse magnétique. Un tronçon cy- lindrique 40 en matière isolante est taraudé intérieurement pour . se visser sur la partie extérieure filetée de l'écrou de serrage
27. Un aimant permanent 41 de forme conique est fixé au tronçon isolant 40 par sertissage sur les deux pièces d'un tube d'alumi- nium doux 42. Un bec en fer doux 43 est maintenu en place par l'attraction de l'aimant permanent 41 et est centré par un épaule- ment 44 qui s'étend sur une courte distance à l'intérieur de l'aimant.
Le bec de fer doux 43 est facilement remplaçable et sert à protéger l'aimant permanent contre une détérioration par la chaleur de l'arc, et en même temps il agit comme conducteur efficace du flux magnétique vers la région de l'arc. Le champ magnétique empêche la migration, le glissement et le soufflage de l'arc, en sorte que la position de celui-ci sur la pièce à souder est toujours la même par rapport à l'électrode. La buse magnétique à gaz est un accessoire du porte-électrode et elle est décrite interchangeable avec la buse à gaz en céramique/plushaut.
Le porte-électrode pour le soudage manuel représenté sur les figures 8 à 18 comprend deux parties principales, à savoir le manche et le barillet. Le manche, en plus de servir de prise pour la main, sert au raccordement avec le câble qui amène le courant de soudage, le gaz protecteur et l'eau de refroidissement; il sert aussi à conduire ces trois éléments dans le baril let.. Celui-ci, de son coté, comprend les dispositifs pour serrer l'électrode, dis- tribuer le gaz protecteur et transférer la chaleur des parties surchauffées à l'eau de refroidissement.
Le câble conducteur 20 (figure 9) comprend un tube d'amenée de gaz 21 et un tube d'amenée d'eau 22 formant tous les deux un ensemble torsadé en hélice et entouré par une tresse de fils de cuivre 23 servant de conducteur du courant, cette tresse étant à son tour entourée par un tube extérieur 24 qui sert de conduit de
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retour pour l'eau de refroidissement. Ce câble, qui est repré- senté plus clairement sur les figures 19 et 20 et qui sera décrit en détail plus loin, se termine dans le bloc d'extrémité 25 re- présenté en coupe transversale dans la figure 16. Ce bloc est de section circulaire et est percé de quatre trous longitudinaux*.
L'un de ces trous, 26, est percé seulement partiellement à tra- vers le bloc et reçoit l'extrémité 23' de la tresse conductrice
25 en cuivre dans le câble (figure 9). Le bloc/est en matière con- ductrice, de préférence en laiton, et l'extrémité de la tresse de cuivre est soudée dans le trou 26. Les trous 27 et 28 reçoi- vent respectivement les tubes 29 et 30 (figures 9 et 11). Ces tubes dépassent les deux extrémités du bloc 25 (figure 9), ce qui permet de glisser sur eux les extrémités des tubes flexibles 22 et 21 du câble et de les y cimenter pour former un joint étanche. Le quatrième trou 31 (figure 16) est-percé à travers le bloc et sert de passage pour le retour de l'eau de refroidissement.
Le tube extérieur 24 du câble est glissé sur le bloc d'extrémité 25 et scellé en place comme montré dans la figure 9 pour former un joint étanche destiné à conduire l'eau de refroidissement en retour.
L'extrémité inférieure du bloc d'extrémité 25 possède un épaulement 32 usiné sur sa circonférence pour recevoir l'extrémi- té d'un tube-manche 33 auquel elle est brasée (figure 9). L'extré- mité opposée de ce tube 33 se termine dans un bloc de jonction 34 qui forme la liaison entre le manche et le barillet. Les tubes 29 et 30 mentionnés plus haut et amenant respectivement l-'eau de re- froidissement et le gaz inerte de protection, passent à l'inté- rieur du tube-manche 33 et se terminent également dans le bloc de jonction 34.
Le bloc 34 est montré en section axiale dans les figures 9 et 11, tandis que dans la figure 12 il est montré en coupe par- tielle faite par le plan D-D de la figure 13. Ce bloc est de sec- tion circulaire et est percé de trois trous longitudinaux. Un
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trou, désigné par 35, est percé de part en part axialement. Un trou radial 36 communique avec le trou axial 35 et est élargi à son extrémité extérieure pour recevoir l'extrémité du tube à gaz protecteur 30 qui est brasé dans la partie élargie. Une ou- verture auxiliaire 37-(figure 11 et 13) contiguë au trou axial 35 est prévue pour fournir un passage convenable au gaz de pro- tection lorsque le trou 35 est obstrué par une électrode de grand diamètre.
Le trou longitudinal 38 (figures 12 et 13), percé partiellement sur la longueur du bloc, communique par une ouver- ture 39 avec l'extrémité d'un court tronçon de tube 40 (figure 15).
Ce tube 40 est brasé dans un élargissement 40' pratiqué dans le bloc 34 à l'extrémité de l'ouverture 39 (figure 12). Le tube 39 débouche directement à l'intérieur du tube-manche 33. En plus de conduire l'eau de refroidissement en retour, il sert de guide pour aider à l'assemblage du porte-électrode. Un autre trou lon- gitudinal 41 et une ouverture de communication 42 (figure 13) conduisent l'eau de refroidissement du. tube 29 situé dans le man- che, au barillet. Toutefois le trou longitudinal 41 ne s'étend pas sur toute la longueur du bloc.
Le trou axial 35 recevant l'électrode est élargi et taraudé à son extrémité supérieure pour recevoir un bouchon fileté 43 en matière non conductrice de l'électricité, ou pour recevoir une rallonge 44 du barillet (figure 10). Cette rallonge est utilisée dans le cas où l'électrode est si longue qu'elle s'étend au-delà de l'intersection du corps et du manche lorsque l'électrode est tenue en position normale de fonctionnement dans le porte-électro- de. La rallonge comprend une partie intérieure tubulaire 45 ayant un filetage taillé à une de ses extrémités pour se visser dans un élargissement taraudé à l'extrémité supérieure du trou axial 35 dans le bloc 34, et une enveloppe extérieure 46 en matière élec- triquement isolante.
La base du bloc de jonction 34 possède un épaulement 47 mé- nagé autour de sa circonférence pour recevoir l'extrémité du
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tube principal 48 du corps du porte-électrode ou barillet (figure 11). Un autre épaulement 49 ayant deux côtés rectilignes et deux côtés en arc de cercle reçoit l'extrémité du tube intérieur 50 du barillet, lequel tube a une section de même forme. Le trou axial 35 et son ouverture auxiliaire 37 débouchent à l'intérieur du tube intérieur 50. Les côtés en arc de cercle du tube 50 sont ajustés à force dans le tube principal 48 du corps (figure 14) de façon à former deux passages distincts et séparés 51 et 52 entre les côtés plats du tube intérieur-50 et l'intérieur du corps principal. L'eau de refroidissement entre le passage 51 venant du trou longitudinal 41 pratiqué dans le bloc 34.
Le retour de l'eau de refroidissement a lieu parle passage 52 dans le trou longitu- dinal 38 pratiqué dans le bloc 34. Une fuite quelconque qui pourrai- se produire entre le passage 51 et le passage 52 serait sans impor- tance, puisque ce sont des passages pour l'eau. Avec cette construc aille tion, il n'y a pas dedanger que de l'eau/dans le gaz de protection.
Le manche, le bloc de jonction 34 et les parties du barillet sont isolés et protégés par une enveloppe 53 en matière non conduc- trice, telle que l'éthylcellulose (figures 8, 9 et 14). Cette en- veloppe procure l'isolement électrique et thermique. Un tube 54 (figure 9) en matière isolante se visse sur un filetage de l'extré- mité de l'enveloppe isolante 53 du côté du manche. Ce tube recouvre le bloc d'extrémité 25 et une partie du câble conducteur 20, sans être en contact avec eux.
Le tube intérieur 50 du corps du porte-électrode est relié par son extrémité inférieure à un bloc 55 désigné plus loin sous le nom de porte-pince (figure 11). La partie supérieure de ce porte-pince a deux côtés plats comme le tube 50 et il est circulaire à son extrémité inférieure. Une entaille 56 est fraisée sur la longueur de l'un des côtés en arc de cercle. Les deux côtés plats sont relies ensemble par une gorge 57 entaillée autour de l'autre côté en arc de cercle (voir aussi figure 17). Une douille cylindrique 58 est
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fixée à l'extrémité inférieure du tube principal 48 du corps du porte-électrode et s'ajuste sur une grande partie du porte- pince 55, en sorte que les entailles 56 et 57 forment respecti- vement des passages pour le gaz et pour l'eau.
Un trou 59, dont le diamètre au sommet ne doit pas excéder la dimension minima du tube intérieur 50, est percé axialement dans le porte-pince 55. Ce trou est élargi sur la partie inférieure de sa longueur à un diamètre plus grand et son bord inférieur est chanfreiné de façon à former un siège conique 60 sur une pince 61. Le chan- frein a pour but de donner une surface de contact plus grande et d'aider, plutôt que de gêner, le serrage de la pince lorsqu'on serre son manchon. Ce siège doit former un bon contact avec la pince afin de conduire le courant de soudage à l'électrode et aussi'afin de conduire la chaleur à l'eau de refroidissement.
La pince 61 est usinée pour s'ajuster dans la partie élargie du trou axial dans le porte-pince 55. Elle possède un trou axial ayant un diamètre convenable pour recevoir l'électrode 62 (figure 9) et elle est munie de fentes 63 (figure 11 et 17) disposées à 90 pour former des mors aptes à serrer l'électrode. La pince peut être changée pour permettre l'emploi d'électrodes de diamè- tres différents, toutes les pinces ayant les mêmes dimensions extérieures mais des diamètres intérieurs différents.
Un manchon de pince 64 (figure 11) possède une partie supé- rieure cylindrique taraudée intérieurement pour se visser sur le filetage extérieur de la douille 58. Son extrémité inférieure est usinée pour former une surface conique intérieure 65 qui est en prise avec les surfaces coniques 66 des extrémités inférieures des mors de la pince, en sorte que ces mors se serrent sur l'élec- trode lorsqu'on visse le manchon de pince sur la douille 58. Le manchon de pince et la pince fonctionnent donc comme un mandrin de centrage pour serrer l'électrode. Un certain nombre d'ouver- tures 67 pour le gaz (voir aussi figure 18) sont percées à travers la partie inférieure du manchon de pince pour laisser
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passer le gaz protecteur dans un capot à gaz ou buse 68.
Une gorge 69 entaillée à l'extérieur du manchon de pince contient un anneau de retenue constitué par un anneau brisé en matière élastique qui est déformé pour n'être pas tout à fait rond.
Une bague 71 en matière isolante est fixée au manchon de pince et donne le moyen de faire tourner ce manchon à la main.
La buse 68, en matière réfractaire non conductrice, telle que le carbure de silicium, a une forme cylindro-conique et porte sur le siège conique 72 de l'extrémité inférieure du manchon de pince 64. L'anneau de retenue 70 est comprimé et déformé pour pouvoir être introduit dans la buse 68, après quoi sa tendance à se dilater retient la buse par friction.
Le bloc d'extrémité 25, les tubes 29, 30 et 33, le bloc de jonction 34, les tubes 48 et 50, le porte-pince 55, la douille 58, le manchon de pince 64 et la pince 61 constituent le chemin parcouru par le courant électrique de soudage. Le gaz de protec- tion est amené par le tube 30, les passages 36, 35 et 37 pra- tiqués dans le bloc de jonction 34, le tube 50, le passage 56, les ouvertures 67 du manchon de pince et la buse 68. L'eau de refroidissement entre par le tube 29, les passages 42 et 41 pratiqués dans le bloc de jonction 34 et le passage 51 pratiqué dans le corps du porte-électrode. Le retour du courant d'eau se fait par le passage 52 pratiqué dans le barillet, les passages 38 et 39 pratiqués dans le bloc 34, le tube 40, le tube-manche 33 et l'ouverture 31 du bloc de jonction.
Le câble flexible pour l'alimentation du porte-électrode en courant de soudage, en gaz protecteur et en eau de refroidis- sement est représenté sur les figures 19 et 20. Il comprend deux tubes 21 et 22 qui sont torsadés en hélice l'un sur l'autre pour former l'âme du câble. Ces tubes constituent les conduits respectifs du gaz protecteur et de l'eau de refroisissement; eur torsion l'un sur l'autre augmente la flexibilité du câble dans toutes les directions.
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Les tubes 21 et 22 peuvent être faits en toute matière légère, flexible et imperméable. Les matières convenant le mieux sont les résines synthétiques, qui sont légères, flexibles non conductrices et durables. Il existe de nombreuses matières convenables, telles que le caoutchouc, le néoprène, le polystyrène, etc.
Une couche de fils métalliques tressés, en cuivre de préférence, analogues à ceux utilisés habituellement dans le blindage électrique, est disposée autour des tubes 21 et 22 et s'étend longitudinalement sur eux. Ces fils tressés forment un conducteur 23 pour le murant électrique. Une enveloppe isoalnte 24 entoure les fils métalliques tressés. Elle est, de préférence, faite de la même matière que celle utilisée pour les tubes 21 et 22, bien que d'autres matières analo- gues puissent être utilisées. Elle laisse un espace libre 25 à tra- vers lequel s'effectue le retour de l'eau de refroidissement envoyée au porte-électrode. Cette eau s'écoule à travers l'espace 25 et dans l'espace 26 sous la tresse métallique 23, refroidissant ainsi complè- tement le conducteur.
En raison de l'action réfrigérante de l'eau de retour, il est possible d'utiliser le minimum de poids de métal pour le conducteur 23, tout en fonctionnant à pleine charge, c'est-à-dire avec les 300 ampères environ employés dans le soudage à l'arc en gaz protecteur.
Le poids du câble est ainsi notablement réduit et son maniement s'en trouve facilité. Par exemple, on a constaté qu'un câble capable de fournir 300 ampères à l'électrode de soudage, ainsi que le gaz de protection et l'eau de refroidissement, n'a pas besoin d'avoir un diamètre extérieur supérieur à 16 mm. Les tubes 21 et 22 sont pro- portionné s d'une façon convenable au diamètre du tube 24.
Pour connecter le fil tressé du conducteur 23 au porte-électrode, il est simplement nécessaire de le détresser sur une certaine dis- tance et de le retresser, comme cela est indiqué en 27, pour former une extrémité qui peut être fixée par un moyen convenable, non représenté sur la figure 19. Les extrémités 28 et 29 des tubes 21 et 22 peuvent être enfilées sur les tubes correspondants 29 et 30
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du porte-électrode (figure 9) et y être fixées au 'moyen de ciment ou de colliers de serrage. Un collier de serrage 30 peut être disposé autour de l'extrémité adjacente du tube 24.
REVENDICATIONS
Perfectionnements aux dispositifs d'amenée de courant et de fluides dans les porte-électrodes de soudage à l'arc en gaz protecteur, de préférence inerte, tel que l'hélium ou l'argon, avec une électrode non consommable, de préférence en tungstène, consistant dans les points suivants pris ensemble ou séparément :
1 ) Un tube de section circulaire ayant deux méplats et conduisant le gaz protecteur à l'extrémité de l'électrode où jaillit l'arc autour du dispositif de prise de courant par l'électrode est disposé dans l'axe du porte-électrodeeet ajusté dans un tube extérieur de section circulaire, les espaces laissés libres entre les méplats du premier tube et la paroi intérieure du second servant respectivement à l'amenée et à la sortie du liquide de refroidissement, les deux tubes servant en outre à l'amenée du courant à l'électrode.
2 ) Le dispositif de prise de courant par l'électrode mentionné en 1 ) consiste en une pince formée d'une pièce cir- culaire munie en son centre d'un trou pour le passage de l'élec- trode, à son extrémité inférieure d'une partie extérieure co- nique et de plusieurs fentes pratiquées sur une partie de sa hauteur de façon à former des sors élastiques qui se serrent sur l'électrode lorsqu'on visse à l'extrémité filetée du tube extérieur mentionné en 1 ) une douille taraudée munie inté- rieurement d'une partie conique en prise avec la partie exté- rieure conique de la pince, la dite douille étant pourvue ex- térieurement d'une partie isolante moletée pour sa manoeuvre à la main.
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