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"Procédé de dépôt de métal par fusion sous flux par voie électrique."
La présente invention est relative au procédé connu de dépôt de métal par fusion sous flux granulé ou en poudre, suivant une ligne, sur une ou des pièces, c'est-à- dire selon lequel on fait passer du courant électrique entre la ou les pièces et une électrode dont l'extrémité, légèrement écartée de la pièce, est immergée dans une composition ou flux, en grains ou en poudre.
Elle vise en particulier la constitution d'appareils semi-automatiques qui, par conséquent, prennent place entre les machines automatiques actuelles, qui sont relativement importantes, et les appareils manuels existants, avec lesquels il n'est pas très aisé de déposer le métal exactement à l'endroit désiré.
La présente invention apporte des perfectionnements
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aux appareils manuels, notamment sur ce dernier point. Elle est relative au procédé de dépôt de métal par fusion, suivant une ligne sur une ou des pièces par voie électrique dans lequel on fait passer un courant électrique entre la ou les pièces et une baguette électrode tenue obliquement par rapport à la ligne à suivre, alimentée en courant électrique par une amenée de courant qui l'enserre, et dont la distance à l'extrémité en fusion est suffisamment faible pour que l'échauffement de l'électrode par effet Joule soit suffisamment faible pour ne pas nuire à la bonne tenue de celle-ci, par exemple soit inférieur à 300 C., cette extrémité de l'élec- trode étant immergée dans une couche de composition ou flux en poudre ou en grains,
le dépôt se faisant sans mouvement sensible de translation de l'électrode par rapport à la pièce. Ce procédé est caractérisé en ce que :
1 ) on utilise un support d'électrode qui guide l'extrémité de celle-ci au cours de sa fusion selon la ligne désirée.
2 ) au cours de la fusion de l'électrode, on change par coulissement la position de l'amenée de courant sur l'électrode pour tenir compte de son raccourcissement par suite de cette fusion.
3 ) on règle la tension entre la ou les pièces et l'électrode au cours d'une même opération par l'un ou l'autre des moyens suivants pris séparément ou ensemble : a) l'amenée de courant est munie d'au moins une butée qui en est isolée électriquement, qui touche la pièce et limite le rapprochement de l'électrode de la pièce, la position de la butée par rapport à l'amenée de courant étant éventuellement réglable. b) l'amenée de courant est soumise à une force réglable, commandée par l'opérateur.
L'électrode, par exemple une baguette cylindrique
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droite en acier pour soudage suivant un chanfrein rectiligne, est placée dans un support de façon à se trouver dans le même plan que la ligne de soudage et qu'elle y reste. Pendant la fusion de l'électrode, son extrémité suit la ligne de soudage, à peu de distance au-dessus. D'autre part, pour éviter l'échauffement de l'électrode, l'amenée de courant est proche de l'extrémité en fusion et on la déplace de temps en temps le long de l'électrode pour éviter qu'elle ne vienne à toucher les pièces à souder.
En outre, on règle la tension dans les limites nécessaires en se basant, par exemple, sur les indications d'un voltmètre branché entre l'électrode et les pièces et en utilisant les moyens ci-dessus.
Le premier de ces deux moyens de réglage de la tension est utilisé de préférence lorsque l'électrode fait un angle faible avec la ligne de soudage, par exemple inférieur à 10 , et que l'amenée de courant ne risque pas de toucher la pièce par suite de la flexibilité de l'électrode; le réglage par coulissement de l'amenée de courant suffit alors, car des déplacements relativement importants de celle-ci font peu varier la hauteur de l'électrode au-dessus de la ligne à souder. Le second mode opératoire peut être utilisé lorsque l'électrode fait un angle plus fort avec la ligne à souder.
Le réglage par variation de la position de la butée par rapport à l'amenée de courant peut être utilisé seul lorsque l'électrode fait un angle quelconque avec la pièce.
Les figures ci-jointes représentent, à titre d'exemple, divers modes de réalisation de l'invention appli- quée au soudage horizontal de deux pièces au moyen d'une baguette électrode métallique nue dont l'extrémité en fusion est immergée dans du flux en grains conducteur à chaud.
La figure 1 représente une forme de réalisation
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dans laquelle l'opérateur règle la tension de soudage en faisant varier la force avec laquelle il appuie sur l'amenée de courant ; figures 2 et 3 représentent une variante de l'amenée de courant de la figure 1, permettant le réglage par les deux moyens indiqués ci-dessus simultanément ou séparément.
La figure 1 représente une forme simple de réalisation utilisée pour souder les pièces 2, 3 selon leur chanfrein 4. L'électrode métallique nue 1 est fixée dans un bloc 5 muni d'un axe 6 perpendiculaire à l'axe du trou 16 dans lequel passe l'électrode et pouvant tourner dans les flasques 7, 8 d'un bâti 9 formant, avec le bloc 5, le support de l'électrode. Ce bâti repose sur les pièces à souder 2, 3 disposées horizontalement, auxquelles il pourrait être éventuellement fixé et dont il est séparé par une plaque isolante 31 ; est orienté de sorte que l'axe 6 soit horizontal et perpendiculaire à la direction du chanfrein 4, et que l'électrode 1 soit dans le plan vertical de ce chanfrein.
Ces conditions géométriques ont pour conséquence que l'élec- trode reste dans ce plan lorsque le bloc 5 tourne par rapport aux flasques 7, 8 ; l'extrémité libre de l'électrode ne peut donc aller ni d'un côté ni de l'autre du chanfrein 4.
Les pièces à souder sont reliées à une borne de la source de courant de soudage par le câble 10 et l'électrode à l'autre borne par la pince d'amenée de oourant 11 et le câble 13. La pince d'amenée de courant 11 est montée à frottement doux sur l'électrode ; est munie d'une poignée 12 qui permet de la rapprocher du support 5. Un voltmètre 14 connecté aux pièces et à l'électrode, indique à chaque instant la tension de soudage. Le flux en grains 15, qui doit constamment recouvrir l'extrémité en fusion de l'électrode, est versé sur les pièces en temps opportun, au moyen d'une pelle, par exemple.
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Pour utiliser l'appareil on pose, avant l'amorçage, l'extrémité libre de l'électrode sur un tampon d'amorçage, en laine de fer par exemple, lui-même disposé dans le chanfrein puis on répand uniformément le long de la ligne à souder la quantité de flux suffisante pour toute l'opération de soudage; on peut également ne recouvrir avant l'amorçage que le début de la ligne à souder, l'électrode étant mise en position d'amorçage sur le tampon, puis distribuer du flux pendant la progression du soudage.
Lors de cette mise en place, on rapproche l'amenée 11 le plus possible de l'extrémité libre de l'électrode sans toutefois risquer son contact avec les pièces à souder.
L'électrode et le flux étant disposés ainsi, on branche les câbles 10, 13 sur la source de courant. Le courant fond le tampon d'amorçage, puis les portions du flux et de l'électrode voisines du tampon. Au fur et à mesure que l'électrode se consume, la fusion du flux suit le déplacement de l'extrémité libre de l'électrode, qui est alors en fusion ; l'électrodefait tourner avec elle le bloc 5 autour de l'axe 6. Son extrémité en fusion ne peut aller sur une des pièces 2 ou 3 parce que le bloc 5 la maintient dans le plan vertical passant par la ligne de soudage. Comme il y a toujours du flux non fondu sous l'électrode au moins au voisinage de l'extrémité libre, celle-ci est séparée des pièces à souder par une couche de flux.
L'opérateur, auquel le voltmètre indique la tension de soudage, agit sur l'épaisseur de cette couche en faisant varier la force avec laquelle il appuie sur la poignée 12; il règle cette force de façon à maintenir la tension de soudage au voisinage de sa valeur optimum, et, en tous cas, entre les limites convenables.
Comme la longueur de l'électrode diminue, l'opérateur doit, de temps en temps, rapprocher l'arrivée de courant 11 du bloc 5, de façon à éviter le passage du courant entre cette
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arrivée et les pièces sans passer par l'électrode et à ramener la tension de soudage à une valeur convenable.
Ainsi que cela est usuel dans le soudage sous flux électro-conducteur, l'opérateur maintient courte la distance entre la pince 11 et l'extrémité en fusion de l'électrode, afin de réduire réchauffement de l'électrode à une valeur telle que celle-ci ne subisse ni une déformation permanente sous la force avec laquelle on appuie sur la poignée 12, ni une action chimique due à l'atmosphère ambiante.
Lorsque la longueur d'électrode entre son extrémité en fusion et le bloc 5 devient trop faible, on .constate qu'un réglage correct de la tension de soudage devient très délicat à maintenir ; on coupe alors l'arrivée du courant. Ce moment est généralement atteint lorsque l'angle de l'électrode avec la ligne à souder atteint environ 30 , ce qui correspond à une longueur d'électrode double de la hauteur du trou 16 au- dessus des pièces 2, 3 ; cette longueur peut être rendue faible par une construction appropriée du support 5, 9, par exemple en diminuant la hauteur du trou 16 au-dessus des pièces ; cependant une certaine longueur est nécessaire pour que l'on puisse placer une arrivée de courant 11 enserrant convenablement l'électrode.
On peut également utiliser pour l'amorçage d'autres moyens que le tampon de laine de fer ci-dessus, par exemple un crayon en graphite ou en toute autre matière conductrice et non métallique : l'extrémité de l'électrode étant placée à peu de distance au-dessus de la pièce et recouverte de flux, on la branche, ainsi que la pièce, sur la source de courant de soudage puis on court-circuite l'extrémité de l'électrode et la pièce avec ce crayon, que l'on retire aussitôt.
Les figures 2 et 3 représentent en élévation une variante de l'ensemble poignée 12 pince 11, vue suivant deux
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directions perpendiculaires ; la figure 3 on n'a dessiné que la partie de l'électrode 1 voisine de l'arrivée de courant, le support 9 et le bloc 5 étant supposés être placés à droite sur la figure 2.
Cet ensemble, que l'on appellera dans la suite "chariot", comporte deux galets 17, 18 formant la butée ; galets sont portés par un levier fourchu 20 dont l'axe de rotation 19 tourne dans un trou percé dans la pince amehée de courant 11 et dont la branche non fourchue 30 appuie sur une extrémité de la vis de réglage 21 traversant la poignée 12 du chariot. A l'autre extrémité de la vis 21 est fixé un bouton moleté 22 qui se trouve à proximité du pouce de l'opérateur.
La poignée 11 porte également le voltmètre 14 et le dispositif de distribution du flux en grains : avec ce mode de réalisation, en effet, le flux est déversé sur les pièces au fur et à mesure de l'avancement de la pince 11.
Ce dispositif distributeur comporte une trémie à flux 23 et deux joues 24, 25 entre lesquelles la trémie verse le flux jusqu'à ce que le haut du tas de flux affleure l'extrémité inférieure de cette trémie, et qui limitent latéralement le tas déversé. Il comporte également un racleur 26 limitant en hauteur ce même tas de flux et dont l'inclinaison est réglable par le bouton 27, ainsi qu'un volet 28, manoeuvrable par le bouton 29 et qui sert, lorsque c'est nécessaire, à empêcher la descente du flux.
Lorsqu'on utilise ce mode de réalisation, on règle la hauteur de l'électrode à l'aide du bouton 22 avant d'amorcer l'arc : en faisant tourner le bouton 22, on fait tourner la vis 21 ce qui fait varier la différence de hauteur entre les galets 17, 18 et l'électrode 1, donc la hauteur de celle-ci au-dessus des pièces à souder 2, 3, lorsque les galets sont au contact de ces pièces. Une fois le soudage commencé, @
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l'opérateur, guidé par les indications -du voltmètre, maintient une distance correcte entre les pièces et l'électrode en faisant coulisser la pince 11 sur l'électrode.
Lorsque, la pente de l'électrode ayant pris une valeur notable, il est amené à trop rapprocher la pince 11 de l'endroit en soudage, pour avoir une tension de soudage correcte, il éloigne l'électrode de la pièce en faisant baisser les galets par rapport au chariot, donc en tournant le bouton
22 pour repousser la branche 30 par la vis 21.
Les galets 17,18 peuvent être remplacés par des pièces ne tournant pas ; est avantageux, dans ce cas, de donner à la périphérie de ces pièces une forme telle que la distance de l'électrode au-dessus des pièces varie peu lorsque le chariot est déplacé pour suivre l'usure de l'élec- trode.
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