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PROCEDE .DE .SOUDURE EIECTRIQUE .PAR ..RESISTANCE.
La présente invention se rapporte à la soudure électrique par résistance et a pour objet un procédé perfectionné de soudure électrique par résistance présentant certaines des particularités du procédé connu de soudure à l'arc par rapprochement, mais permettant de réaliser des soudures en moins de temps que par ce procédé, particulièrement dans le cas où les pièces à souder ont une section importante.
Dans le procédé de soudure à l'arc par rapprochement tel qu'il est pratiqué actuellement, les pièces sont maintenues à la distance de jail- lissement de l'arc jusqu'à ce qu'elles soient amenées à une température suf- fiante, puis elles sont appliquées rapidement l'une contre l'autre sous u- ne pression élevée, le courant de soudure étant coupé au moment où les piè- ces ont été amenées en contact ou immédiatement après.' Le chauffage des par- ties à souder est effectué principalement par conduction de la chaleur à par- tir des faces extrêmes, portées à une température extrêmement élevée au fur et à mesure que les surfaces terminales sont volatilisées par l'arc électri- que, l'épaisseur de métal chauffé étant ainsi, dans certaines limites, une fonction du temps.
Ainsi, plus la durée de l'arc est courte, plus l'épais- seur de métal qui est amené à l'état plastique est mince.
On a constaté qu'à moins que la couche de métal plastique ait une certaine épaisseur minimum, qui augmente avec la section transversale des parties à souder, on éprouve des difficultés pour réunir, à l'aide d'u- ne pression, les surfaces de soudure, de sorte que l'on ne peut obtenir une soudure satisfaisante.
Ainsi, par exemple, tandis qu'il peut suffire d'une durée de deux secondes de jaillissement de l'arc pour des pièces dont l'é- paisseur est de l'ordre de 0,88 mm (N 20 s.w.g. britannique), il peut être nécessaire de prolonger pendant quinze secondes la durée de jaillissement pour des pièces ayant une épaisseur de 8 mm, pour lesquelles il est néces- saire d'obtenir une couche plus épaisse de métal à l'état plastiquée Le procédé
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selon l'invention permet d'obtenir, en un temps beaucoup plus court, une couche de métal plastique suffisamment épaisse.
Le procédé de soudure électrique selon l'invention consiste à monter les pièces à souder dans les mâchoires usuelles d'une soudeuse, à les rapprocher à la distance normale de jaillissement de l'arc, à faire passer un courant électrique entre lesdites pièces tout en les maintenant à la dis- tance de jaillissement de l'arc, à appliquer et à presser les pièces l'une contre l'autre, à supprimer la pression ou à la ramener à une valeur peu élevée, à maintenir les pièces ainsi en contact pendant qu'on fait passer entre elles un courant électrique pendant un temps d'une durée prédétermi- née,puis à les soumettre à une forte pression de manière à réunir les piè- ces l'une à l'autre et enfin à couper le courant électrique au moment où les pièces sont appliquées l'une contre l'autre sous forte pression,
ou au voisinage de ce moment.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure unique du dessin annexé représente le schéma d'une machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ainsi que les connexions électriques de ladite machine.
En se reportant au dessin, la machine à souder comprend un bâti 1, une tête fixe 2 et une tête mobile 3 présentant chacune une mâchoire 4 destinée à maintenir une pièce à souder 5. La tête mobile 3 est déplacée vers la tête fixe 2 par un mécanisme pneumatique 6, un deuxième mécanisme pneuma- tique 7 assurant le déplacement dans le sens opposé, les deux mécanismes é- tant reliés à la tête 3 par l'intermédiaire d'un levier 8 à trois bras et d'une bielle 8a.
Le mécanisme 6 comprend un piston fixe 9 et un cylindre mobile 10, sur lequel est monté le cylindre 11 d'un dispositif d'amortissement à huile ou "dashpot" 12 dans lequel coulisse un piston 13 immobile par rapport au piston 9. Une conduite de dérivation 14, commandée par un dispositif d'é- tranglement variable 15, règle le passage de l'huile entre les extrémités dashpot pendant la première partie de la course de fonctionnement du mécanis- me 6, tandis qu'une deuxième conduite de dérivation 16, ne comportant pas de dispositif d'étranglement, est découverte par le piston après que le mé- canisme a effectué une partie prédéterminée de sa course.
Un distributeur principal d'air 17 relie, dans la position re- présentée au dessin, le mécanisme 7 à une conduite principale 18 d'alimen- tation en air et le mécanisme 6 à l'échappement, le mouvement vers le haut du tiroir du distributeur 17 reliant le mécanisme 6 à la conduite 18 et met- tant le mécanisme'7 à l'échappemento Un conduit 19 relie le distributeur 17 au mécanisme 6 ; un distributeur d'air auxiliaire 20, interposé dans ce con- duit, relie, dans la position représentée, ledit mécanisme au distributeur principal 17 mais, lorsque son tiroir est déplacé vers le haut, il met le mécanisme à l'échappement, à travers une soupape de décharge réglable 21.
Les circuits électriques de commande de la machine sont connec- tés en 22 à la ligne d'alimentation en courant électrique, un interrupteur principal 23 étant actionné par une poignée 24 qui commande également le distributeur principal 17. L'interrupteur 23 est fermé lorsque ce distribu- teur est placé de façon à connecter le mécanisme 6 à la source d'alimen- tation en air sous pression et il ferme un circuit, à travers les contacts 25, vers un relais 26, lequel ferme un autre circuit mettant sous tension le transformateur de soudure connecté aux pièces à souder.
Un autre circuit de commande, comprenant une bobine 27 commandant le distributeur auxiliaire 20 et un relais à temps 28, est fermé par des contacts 29, lesquels sont fermés après que la tête mobile 3 a effectué un déplacement d'une amplitude prédéterminée. Les contacts 25 sont ouverts après un mouvement prédéterminé de la tête 3, de manière à couper le courant de soudure.
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Pour mettre en oeuvre le procédé de soudure selon l'invention, on fixe d'abord les pièces à souder dans les mâchoires, puis on manoeuvre la poignée 24 de manière à relier le mécanisme 6 à la conduite d'alimenta- tion en air sous pression et à fermer l'interrupteur 23, ce qui actionne le relais 26 qui ferme le circuit du transformateur de soudure. L'air a- gissant dans le mécanisme 6 déplace la tête mobile 3 vers l'avant, provo- quant le rapprochement des pièces 5-5 à souderà une vitesse commandée par le réglage du dispositif d'étranglement 15 du dashpot 12, ce rapproche- ment étant tel qu'en raison de la volatilisation des surfaces terminales des pièces par l'arc électrique, ces extrémités restent constamment écartées l'une de l'autre de la distance de jaillissement de l'arc.
Après une pério- de prédéterminée, le piston 13 découvre la conduite de dérivation 16,ce qui permet à la tête 3 de se déplacer rapidement vers l'avant et d'amener les pièces 5-5 au contact l'une de l'autre. Ce mouvement de la tête 3 ferme les contacts 29, ce qui actionne la bobine 27 dans le sens de la mise à l'échappement du distributeur auxiliaire 20; celui-ci supprime alors la pression exercée sur la tête mobile 3. Le relais 28 est également excité mais n'ouvre pas toutefois ses contacts immédiatement du fait de l'action du dispositif à temps qui lui est associé.
Après expiration du délai déter- miné par ce dispositif, le distributeur auxiliaire 20 est déplacé de maniè- re à relier à nouveau le mécanisme 6 à la conduite d'alimentation en air sous pression et la tête 3 est poussée vers la tête fixe 2 sous l'action d'une pression élevée, de manière à réunir les pièces 5-5 l'une à l'autre.
Les contacts 25 s'ouvrent au cours de ce mouvement de la tête 3, coupant ainsi le courant de soudure.
La période de jaillissement de l'arc est courte en comparaison de celle qui est utilisée habituellement dans la soudure à l'arc par rappro- chement; elle n'est, par exemple, que de deux secondes pour des pièces dont l'épaisseur est telle que la période de jaillissement de l'arc selon le procédé normal serait de quinze secondes. Cette courte période, bien que suffisante pour niveler les extrémités des pièces de fagon telle que, lors- qu'elles sont rapprochées, elles viennent en contact sur une plus grande partie de leurs surfaces, est toutefois trop courte pour produire une cou- che plastique notable sur lesdites pièces.
Pendant la période au cours de laquelle les pièces sont en contact sans qu'il soit exercé sur elles une pression, ou seulement une très faible pression, tendant à les amener l'une vers l'autre, il se forme sur les parties à souder une couche plastique suffisamment épaisse pour une union satisfaisante, la chaleur étant engendrée par le courant élec- trique intense qui circule à travers la résistance élevée offerte par le joint, ce qui provoque une concentration de la chaleur sur le métal, au voisinage immédiat des faces du joint. Le-fait que les pièces ne sont pas maintenues l'une contre l'autre sous une forte pression augmente notable- ment la résistance du joint.
La durée de cette période de chauffage est très courte, par exemple de l'ordre de deux secondes, de sorte que la cha- leur n'a pas le temps d'être évacuée sensiblement par conduction le long des pièces, vers les mâchoires.
L'application de la pression-après que le chauffage est terminé presse les extrémités des pièces fermement l'une contre l'autre et les cou- ches plastiques de métal desdites extrémités s'unissent pour former la sou- dure.
Il est nécessaire de régler avec grande précision le moment et l'importance des changements de pression, ainsi que le moment de la coupu- re du courant de soudure. On peut obtenir facilement la précision voulue au moyen des dispositifs de synchronisation connus, électroniques ou autres.
Les différences essentielles qui existent entre le procédé se- lon l'invention et le procédé courant de soudure par rapprochement consis- tent en l'inclusion de la courte période de jaillissement de l'arc avant que les pièces ne soient amenées au contact et le fait que le chauffage a lieu seulement lorsque les pièces sont appliquées l'une contre l'autre avec une pression très peu élevée.
La période de jaillissement de l'arc nivelle les extrémités des pièces dans une mesure qu'on ne peut obtenir en ayant
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recours à l'un quelconque des procédés habituels de préparation, assurant ainsi une transmission à peu près uniforme du courant sur toute la surface des extrémités en contact, un chauffage uniforme et la formation d'une cou- che régulière de métal à l'état plastique, ce qui est essentiel pour obtenir une bonne soudure.
On a constaté par des essais faits en vue d'obtenir une soudure en un temps très court que le procédé par simple rapprochement né- cessite l'emploi d'un courant de très forte intensité qui, en raison de l'in- égalité des surfaces à réunir, produit habituellement une surchauffe locale et une répartition inégale de la couche de métal plastique.,
Le procédé selon l'invention permet de réduire le temps nécessai- re à la soudure de pièces de 8 mm environ d'épaisseur de quinze secondes à quatre secondes.
Il peut être mis en oeuvre à l'aide de toute machine convenant à la soudure normale à l'arc par rapprochement, la machine décrite ci-dessus ne constituant seulement qu'une forme convenable de réalisation. La seule modification qu'il est nécessaire d'apporter à ces machines consiste à agen- cer les commandes et à les régler, de manière à obtenir la suite désirée des phases de l'opération.
L'interruption du courant de soudure peut avoir lieu au moment même où l'on applique la pression entre les pièces, ou juste avant ou juste après cet instant.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de soudure électrique par résistance caractérisé en ce que l'on monte les pièces à souder dans les mâchoires usuelles d'une soudeuse, on les rapproche à la distance normale de jaillissement de l'arc, on fait passer un courant électrique entre elles tout en les maintenant à la distance de jaillissement de l'arc, on applique et on presse les pièces l'une contre l'autre, on annule la presse ou on la réduit à une valeur peu élevée, on maintient les pièces en contact pendant qu'on fait passer entre elles un courant électrique pendant un temps d'une durée prédéterminée, puis on les soumet à une forte pression de manière à les réunir l'une à l'autre et on coupe le courant électrique au moment où les pièces sont ap- pliquées l'une contre l'autre sous forte pression, ou au voisinage de ce moment.