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PERFECTIONNEMENTS AUX .-DISPOSITIFS DE SOUDAGE ELECTRIQUE.A L'AIDE .D'UN -FIL ELECTRODE CONSOMMABLE.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux dispositifs de soudage électrique à l'aide d'un fil électrode nu et consom- mable, avancé vers la pièce à souder à travers un tuyau flexibles., puis à travers une tête de soudage disposée en bout de ce tuyauo
Les appareils connus de ce type ont divers inconvénients, notam- tent celui quele tuyau flexible guidant le fil électrode et le câble amenant le courant de soudage à la tête constituent deux éléments distincts, ce qui conduite lorsqu'ils sont placés l'un à coté de l'autre et entourés d'un tuyau extérieur commun, à un ensemble relativement lourd d'un maniement peu aiséo D'autre part., le bouton ou interrupteur électrique de commande,
à dis- tance du moteur assurant l'avancement du fil électrode et des électro-vannes éventuelles et autres dispositifs analogues est séparé de la tête., ce qui oblige le soudeur à lâcher la tête de soudage d'une main lorsqu'il veut ac- tionner Ce bouton ou interrupteur, manoeuvre embarrassante surtout quand le tuyau flexible contient à la fois le conduit d'amenée du fil électrode et le conducteur d'amenée du courant de soudageo
Les appareils connus du type précité dans lesquels on fait ar- river une poudre de soudage à l'emplacement de soudage pour recouvrir ce der- nier pendant l'opération de soudage ont comme inconvénients notamment que la buse de la tête est en une matière isolante résistant à la chaleur et en gé- néral fragile, notamment en une matière céramique, que l'arrêt du courant de poudre ne,
peut s'obtenir qu'en couchant la tête sur le côté., solution malcom- mode, et que l'arrivée de la poudre se fait de manière irrégulière. La com- mande de l'arrêt du courant de poudre par arrêt de l'arrivée de l'air com- primé remédie mal à ce défaut, parce que son effet n'est pas instantanée
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On évite ces inconvénients par la présente invention qui consis- te en ce que le tuyau flexible de guidage du fil électrode est constitué par un conducteur électrique tabulaire flexible par lequel on fait arriver le cou- rant de soudage à la tête de soudage.
Cette disposition offre l'avantage de réduire considérablement 1-'encombrement de l'ensemble formé par le conduit de guidage du fil électrode et par le conducteur électrique d'amenée du cou- rant de soudage à la tête, et de la rendre de ce fait plus souple et plus ma- niable
Dans les dispositifs de ce type dans lesquels on fait arriver une poudre de soudage à 1-'emplacement de la soudure pour recouvrir ce dernier pendant le soudage, on prévoit, d'après la présente invention., une chambre de distribution de la poudre, dans la tête, et partant, de cette chambre,,un conduit par lequel la poudre descend par son propre poids à l'emplacement de soudage, ce conduit n'entourant pas celui à l'intérieur duquel passe le fil électrode Ceci offre l'avantage que la buse de la tête,
au lieu d'être en une matière isolante, généralement céramique, c'est-à-dire fragile, peut être en métalo On peut., en outre, disposer dans. la chambre de distribution un ob- turateur qui permet d'obtenir l'arrêt du courant de poudre sans avoir à cou- cher la tête sur le côté
Selon une forme de réalisation avantageuse de la présente in- vention, on monte en outre sur la tête, entre la chambre de distribution de la poudre et le conduit de guidage de l'électrode, un interrupteur ou bou- ton électrique relié par un câble aux organes commandant la mise en marche et 1-'arrêt du moteur assurant l'avancement du fil électrode, d'une électro- vanne et d'éléments analogues, afin de pouvoir les commander à distance.
Cela permet au soudeur une manoeuvre beaucoup plus aisée de l'interrupteur de commande à distance que lorsque cet interrupteur est séparé de la tête, comme dans les dispositifs connus.
Lorsque le transport de la poudre, pour faire arriver celle-ci dans la chambre ménagée dans la tête, se fait à l'aide d'air comprimé à tra- vers un conduit flexible, on dispose l'obturateur de façon que, dans la posi- tion d'ouverture,du conduit de descente de la poudre, il ferme partielle- ment l'orifice par lequel le conduit d'arrivée débouche dans la chambrée Cette disposition offre l'avantage de briser les masses compactes de poudre formées par l'air comprimé de transport, et de régulariser le débit de pou- dreo
D'autres caractéristiques avantageuses de la présente invention vont ressortir de la description de formes de réalisation données à titre d'exemples, qui va être faite ci-après,
Sur les dessins Joints,
la figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle d'une tête de soudage et des conduits d'alimentation de cette tête qui font l'objet de la présente invention., dans le cas de l'utilisation d'une poudre de soudage.
La figure 2 est une coupe transversale de cette tête le long de la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe transversale de la tête le long de la ligne III-III de la figure 2.
La figure 4 est une vue de côté avec coupe partielle de l'ensem- ble flexible qui relie la tête de soudage aux dispositifs d'alimentation en fil électrode.!) en courant et en poudre de soudageo
La figure 5 est une coupe transversale de 1-'ensemble flexible suivant la ligne V-V de la figure 4.
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La figure 6 est une coupe verticale longitudinale le long de la
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ligne VI-VI de la figure 7,, d-une autre forme de réalisation de la tête de soudageo
La figure 7 est une coupe transversale le long de la ligne VII-VII de la figure 60
La figure 8 est une coupe verticale longitudinale d'une troi- sime forme de réalisation de la tête de soudageo
La figure 9 est une vue en élévation latérale avec coupe partiel- le d'une quatrième forme de réalisation de la tête de soudage., et du câble flexible d'alimentationo
La figure 10 est une vue en élévation latérale schématique de cette même forme de réalisation pour le cas où le flux en poudre est amené par transport, à travers un tuyau flexible, à l'aide d'air comprimé.
Dans le dispositif de soudage représenté dans les figures 1 et 2, le fil de soudage 1 est avancé en direction de la pièce à souder 2 par un dispositif d'avancement connu quelconque non représentée formé par exemple par des galets d'avancement commandés par un moteur. Entre ce dispositif devancement et la tête de soudage 3, le fil 1 est guidé à l'intérieur d'un tuyau flexible 4 ayant, conformément à la,présente invention, la composition suivante le-corps de ce tuyau 4 est constitué par un conducteur électrique tubulaire flexible, exécuté dans le cas représenté sous la forme d'un conduc-
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teur tubàlaira tressé 5 en cuivre ou autre métal bon conducteur du courante Ce conducteur tubulaire 5 est revêtu extérieurement d'un isolant 6'constitué
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par exemple d'un tuyau de caoutchouc toiié,
tandis qu'à l'intérieur il compor- te un revêtement destiné à la protéger contre 1-usure que provoquerait le frottement du fil 1 contre le conducteur 5 au cours de son mouvement d'avan- cement à travers ledit conducteur Dans la forme de réalisation représen- tée, ce revêtement intérieur se compose de deux éléments, à savoir d'un
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tuyau métallique flexible 7 du type connu à spires sgembo1:
tant les unes dans les autres sur leurs bords, ne comportant pas de jeu par rapport au conduc- teur tubulaire 5, et d-une gaine 8 à spires jointives en fil de bronze à ressorts placée à l'intérieur du tuyau flexible 7 et ayant par rapport à ce
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tuyau 7 un jeu suffisant pour pouvoir coulisser lngitxdinalemeat à l'inté= rieur du tuyau 7 de telle sorte qu'on puisse 1-9en extraire.pour la rempla- cer quand elle est détériorée par l'usure due au frottement du fil 1 contre cette gaineo
L'utilisation du bronze à ressorts pour la gaine intérieure est avantageuse parce que ce métal donne lieu à une résistance au frottement par-
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ticulièrement faible avec le fîl-éleçtrode.
Quand au tuyau métallique flexible 7p il offre l'avantage J'une grande souplesse., mais aussi de né pouvoir se courber au-delà d'une certaine limite.\) et de limiter ainsi dans la même mesure la courbure du conducteur tu-
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bulaire et de l'électrode et, de ce fait,mmeJ) l'accroissement du frottement dans les courbes.
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Pratiquement., c'est le conducteur tubulaire qu'on applique sur le tuyau métallique flexible, et non l'inverseo
Outre le rôle qui vient d'être indiquée le tuyau métallique flexible a ceui de permettre le remplacement facile de la gaine intérieure
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en bronze à ressorts
Du côté du dispositif d'alimentation, le conducteur tubulaire 5 est fixé dans une douille 9 sur l'oreille 10 de laquelle on branche le con- ducteur non représenté par lequel le courant de soudage passe de l'une des bornes de la source de courant au dispositif de soudageo
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Dans la tête 3,à l'intérieur de laquelle il est incurvé de fa- gon à être incliné, à son extrémités sous un certain angle par rapport à l'horizontale,
le conducteur tubulaire est fixé à son extrémité dans une piè- ce 11 formant douille dont la partie avant 12 est d'une section réduite de façon à laisser passer la gaine 8 avec le jeu juste suffisant pour que cel- le-ci puisse coulisser librement dans cette partie 12. Une bagae 13 soudée en 14 sur l'extrémité de la gaine 8 empêche? en butant contre la face en bout de la partie 12 précitée, le recul de la gaines et, en butant contre un épaulement 15 ménagé à l'intérieur du support 16 de la buse 17, l'entraîne- ment de la gaine 8 en direction de la soudure, par le fil 1 qui frotte con- tre cette gaine, principalement dans les courbes.
18 désigne une rondelle en matière isolante et 19 une bague également isolante qui isolent le circuit de soudage et la buse 17 du corps de la tête 3o Cet isolement est complété par un tube isolant 34 qui coiffe la douille 11 en chevauchant au moins partiellement la bague 19 et l'iso- lement extérieur 6 du conducteur tubulaire. Cet isolement permet d'exécuter la buse 17 en métal, en particulier en cuivre ou alliage de cuivre résistant aux températures élevées développées par l'opération de soudage.
Dans la forme de réalisation représentée dans les figures 1 et 2, la tête 3 comporte une chambre 20 pour une poudre de soudage De cette chambre se détacha un conduit 21 qui se termine à proximité de la buse 17 et par lequel la poudre de soudage descend par son propre poids du réservoir jusqu'à 1-'emplacement du soudage pour recouvrir ce dernier pendant l'opéra- tion de soudage.
L'orifice d'entrée du conduit 21 peut être fermé par un obturateur 22 qu'on peut actionner de l'extérieur grâce à une poignée 23 pla- cée sur le coté.de la tête et solidaire de l'axe 24 de pivotement de l'ob- turateur 220
En disposant le conduit 21 de descente de la poudre, conformé- ment à une caractéristique essentielle de la présente invention, séparément du conduit de guidage de l'électrode, c'est-à-dire sans qu'il entoure lui- même l'électrode comme dans certains dispositifs connus, on a l'avantage que l'électrode reste visible dans l'intervalle compris entre l'extrémité de la buse 17 et la surface de la masse de poudre de soudage déposée sur la ligne de soudage, et que l'opérateur se rend mieux compte de ce qu'il fait que lorsque l'électrode est entièrement cachée à la vue.
D'autre part, la disposition adoptée permet de faire arriver le fil électrode sous un angle beaucoup plus faible par rapport à 1 'horizon= talece qui oblige à courber beaucoup moins le conduit de guidage de l'élec= trode dans la tête de soudage et réduit d'autant le frottement de l'électro- de dans cette partie courbée de son conduit de guidage.
La réduction de la cambrure du conduit de guidage de l'électro- dé offre enfin l'avantage pratique non négligeable de permettre l'emploi d'un fil électrode d'un plus gros diamètre.
La poudre de soudage arrive dans la chambre 20 par un tuyau fle- xible 25 qui peut être accouplé par un raccord 26 à un dispositif approprié d'alimentation en poudre. Le transport de la poudre se fait à l'aide d'air comprimé. Dans la chambre 20, l'air comprimé s'échappe à travers une grille ou toile métallique 27 qui ferme la chambre 20 à son sommet où elle est main- tenue en, place par exemple par un couvercle perforé 28 fixé par une vis 290
Dans sa position d'ouverture, l'obturateur 22 ferme partielle- ment 1-'ouverture 30 par laquelle la tubulure 31 qui prolonge le tuyau flexi- ble 25 à l'intérieur de la tête 3 débouche dans le chambre 20.
Quand il est dans cette position de fermeture partielle, les aggomérations de poudre, comme il s'en forme sous Inaction de l'air comprimé de transport, se brisent et la poudre pénètre dans la chambre 20 avec plus de régularité.
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Entre la chambre 20 et le conducteur électrique tubulaire 4, la tête 3 porte un interrupteur électrique 32 relié par un câble souple bifilai- re 33 aux organes, non représentés, de commande à distance du moteur d'avan= cement du fil électrode 1.
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Dans le plan de la coupe suivant la ligne III-III, le câble bifilaire 33, le conducteur tubulaire 4 et la tubulure 31 sont écartés les
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uns des autres, comme le montre la figure 3 tandis qu'à la sortie arrière de la tête, ils sont accolés les uns aux autres comme le montre la.figure schématique 5
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Dans la partie située entre la tête et les dispositifs d5ali- mentation en poudre en courant et en fil électrode ces conduits et conduc- teurs ou câbles peuvent rester groupés et au contact les uns des autres de cette même manières agencement qui convient lorsque les divers dispositifs d'alimentation sont tous groupés en un même emplacement. Dans ce cas, on peut les maintenir assemblés par des ligatures placées par exemple de distance en distance.
Ils peuvent aussi suivre deux itinéraires différents comme le
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montre la figure l9 09est=à-dire que le conduit 25 d'amenée de la poudre peut être séparé au moins dans sa partie la plus voisine des dispositifs d'alimentations de l'ensemble formé par le conducteur tubulaire 4 et le câ- ble bifilaire 33. Enfin on peut aussi faire suivre aux trois éléments flexibles 4, 25 et 33 trois itinéraires tous différents les uns des autres.
Ces possibilités qu'offre le dispositif qui fait l'objet de la présente invention présentent l'avantage pratique très sensible quelles permettent l'emploi de dispositifs d'alimentation de divers types comme il est néces- saire d'en prévoir suivant la nature des travaux de soudure à effectuer.
Pour obtenir un raccordement aisé et rapide du câble bifilaire 33 aux organes de commande à distance du moteur d'avancement, on peut le ter-
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miner, du côté de ces derniers$ par une f1rq 35 qui peut-être fixée avec avantage au raccord d'extrémité 9 du conducteur tubulaire 5. En effets le moteur de commande de l'avancement du fil électrode 1 sera généralement dis- posé à proximité du raccord 9.
0-'est pour cette même raison que le câble bi- filaire 25 suivra, le plus souvent, le même itinéraire que le conducteur
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tabulaire 4s 5a comme le montre le dessine
Les figures 6 et 7 représentent une tête de soudage semblable à celle des figures 1 à 3, et dont les éléments analogues sont désignée par les mêmes signes de référencemais dans laquelle l'obturateur est réalisé
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différemment. Cet obturateur, désigné par 36, est percé sur toute sa par- geur d'une ouverture 37s quia dans la position de la figure 6, est en regard de l'orifice 30 par lequel le conduit 31 dearrîvéë de la poudre de soudage débouche dans la chambre 20.
Cette ouverture 37 est placée de façon que, d dans la position des figures 6 et 7, centrée du conduit de descente 21 soit également ouverte et$ d'autre part., qu'une partie supérieure 38 de 1-'obtura- teur 36 empêche au moins en partie la poudre de soudage d'être projetée, par l'air comprimé qui se détend dans la chambre 20, vers le tamis 27 et passe à travers ce dernier sous la violence de la projection. Le voile 39 qui relie entre elles la partie supérieure 38 et la partie inférieure 40 de l'obturateur ainsi que le moyeu 41 contribuent également à briser les pa- quets de poudre de soudage apportés par Pair comprimée
Dans la figure 6 a été représentée en pointillé la position de
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fermeture de 19obturateur.
On voit que, dans cette position il ferme aussi bien le conduit d'arrivée 31 que le conduit de descente 210
La figure 8 représente une forme de réalisation de la tête dans laquelle le conducteur tubulaire de guidage de l'électrode et d'amenée
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du courant est utilisé seul, c'est-à-dire sans conduit d'amenée d'une poudre
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de soudage. Celle-ci se place dans une trémie 41 qui surmonte la chambre 20 contenant l'obturateur 22. Il va de soi que, bien que cela ne soit pas repré- senté sur le dessin, cette tête, désignée par 42, peut également être munie d'un interrupteur de commande à distance, comme celui qui est représenté en 32 dans la figure 1.
Les figures 9 et 10, enfin, représentent une forme de réalisa- tion dont le but est de parvenir à un dispositif de soudage particulièrement léger et maniable;, et d'un prix de revient réduit.
Elle consiste en ce que, dans le cas où le dispositif de sou- dage comprend une tête formée d'un tube métallique courbe, portant à son ex- trémité une buse métallique, le raccordement du tuyau flexible à la tête se fait dans une poignée isolanteo
D'autre part, l'invention consiste dans le cas de l'application au soudage sous un flux en poudre amené par la tête de soudage sur l'empla- cement de la soudure en ce que la chambre pour le flux en poudre est dispo- sée en avant de la tête avec son axe dans le plan axial de celle-ci, et en ce que le conduit de transport de la poudre dans cette chambre à l'aide d'air comprimé est amovibleo
La tête 44, formée d'un tube métallique courbe, porte à son extrémité avant la buse métallique 45,
tandis qu'à son autre extrémité elle 'est vissée dans une douille cylindrique 46 qui est soudée l'extrémité du conducteur électrique tubulaire flexible 47, et qui forme ainsi cosse pour ce conducteur Le conducteur flexible tubulaire 47 est tressé. et est en- touré d'une enveloppe isolante 48 qui se prolonge jusque sur une partie de la longueur de la douille 46 qui, pour mieux retenir cette enveloppe en place, est munie d'un renflement 49. De part et d'autre de ce renflement, l'enveloppe isolante 48 est serrée sur le conducteur flexible 47 et la douille 46 par des ligatures 50.
Le conducteur flexible tubulaire 47 est appliqué sans jeu sur le tuyau flexible 51 dans lequel est disposée une gaine 52 en fil mé- tallique à spires jointives, par exemple en fil de bronze à ressorts. Cet- te gaine possède par rapport au tuyau métallique flexible 51 un jeu suffi- sant pour pouvoir se déplacer par rapport à ce dernier dans le sens de leur longueurnotamment pour pouvoir en être extraite lorsque¯, par suite de son usure, son remplacement par une gaine neuve devient nécessaire.
A son extrémité située du côté de la tête de soudage, la gai- ne 52 est soudée en 54 dans une bague 53 qui est serrée entre une butée 55 de la douille 46 et l'extrémité de la tête 44. Cette disposition a pour effet de bloquer la position de la gaine 52 de façon immuable du côté de cette extrémitéo
A l'extrémité opposée, où le fil électrode est introduit dans le câble flexible, un petit tube 56 est emmanché dans la gaine 52 pour pro- téger les premières spires de cette gaine contre les détériorations et con- tre l'entraînement par le fil-électrode.
Ce tube 56 est solidaire d'un épa- nouissement 57 qui vient buter contre l'épaulement 58 prévu dans la douille- cosse 72 semblable à la douille 46 de l'autre extrémité du câble flexibleo Dans la cavité de la douille 58 est enfin vissé un bouchon 59 percé d'un conduit axial non représenté, servant au passage du fil-électrode.
Entre ce bouchon 59 et l'épanouissement 57 subsiste un certain jeu qui permet à la gaine 52 de s'allonger en repoussant le tube 56 jusqu'à ce que son épa- nouissement 57 bute contre le bouchon 590 Mais comme la gaine 52 coulisse librement sur le tube 56, elle peut aussi se déplacer sur ce tube en sens contraire, par exemple lorsqu'elle est comprimée longitudinalement par l'en- traînement des spires par le fil-électrode, ou lorsque le conducteur tubu- laire 47 S'allonge sous un effort de traction ou parce qu'on le courbe Cet
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agencement permet aussi le rapide retrait de la gaine 52 pour son remplacement en cas d'usure.
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Une poignée 60 en matière isolante recouvre l'extrémité avant du sable flexible et la partie arrière de la tête 44, et par conséquent 1-'en- droit où se fait la jonction de ces deux éléments. Cette poignée 60 est fixée en place par une vis 61 qui se visse dans la douille 460
Pour amener de la poudre de soudage sur remplacement de la soudure, on a fixé sur la tête 44, à !S'aide d'une bride 62, un entonnoir 63 servant de réservoir à poudre.
A son extrémité inférieure, cet entonnoir
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se prolonge par un tube 64 servant à 19écoulement de la poudre vers 1-"em- placement de la soudureo A cet effet, 1-lentô=oîr et ce tube sont placés à l'avant de la tête et de façon que leur 'axe se trouve dans le plan verti- cal contenant 13 axe de la poignée 60 et de la tête 44.
Le déversement de la poudre peut être arrêté par un obturateur
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65 qui coiffe le tube 6,9 et qu'on commande par une poignée 66 qui éûbrge de rentonnoirc Un dispositif à ressort 67 maintient la poignée et par conséquent l'obturateur dans la position decuverture.
Lorsque la provision de poudre contenue dans 19entonnoir 63 est trop faible, par exemple dans les travaux de longue durée. on peut faire arriver la poudre dans l'entonnoir de façon continue, A cet effets on re- tire le bouchon 68, qui obture une ouverture latérale de l'entonnoir, et on fait passer dans cette ouverture (voir figure 10)
un tuyau 69 par lequel on fait arriver de la poudre de soudage à l'aide d'air comprimé'. Ce tuyau
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69 est emmanché librement dans l'ouverture de Pentonnoiro Il peut être fi- xé sur la poignée 60 à 1-'aide d'un collier de serrage 70 à visa 71 désigne le raccord de fixation du tuyau 69 Sur le dispositif d'alimentation en pou-
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dreo Avec l'agqnaement décrit, le tuyau 69 est dons aisément amovible, per- mettant ainsi de passer facilement et rapidement du soudage avec le seul entonnoir au soudage avec alimentation centime par le tuyau,,
et inversemento
Il va de soi qu'un conducteur électrique tubulaire comme celui qui vient d'être décrit peut également être utilisé notamment pour la con-
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ductionn par sa cavité, dans leîntervalle vide qui subsiste autour du fil électrodes d'un courant de gaz., tel qu'un gaz inerte destiné à mettre l'em-
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placement de soudage à iL'abri des actions de 1atmosphèreo