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PIRELLI-GENERAL CABLE WORKS LIMITED, résidant à LONDRES.
SOUDAGE DE GAINE?DE CABLES ELECTRIQUES.
La présente invention est relative à un appareil et un procédé de soudure à l'arc électrique d'un joint dans une gaine métallique pour câbles électriques. On a proposé de gainer un câble au moyen d'un recou- vrement métallique fait d'une bande d'aluminium ou autre métal en recour- bant la bande progressivement de manière à former un tube ouvert entourant un ou plusieurs noyaux constitués par des câbles, les bords de la bande étant ensuite soudés l'un à l'autre de manière à former une gaine fermée entourant le ou les noyaux.
On a décrit un procédé de fabrication d'un câ- ble de ce genre dans la demande de brevet français déposée par la même de- manderesse le 9 février 1953 et ayant pour titre:"Fabrication de câbles électriques armés d'une gaine métallique" Conformément à ce procédé, on soude un joint longitudinal s'étendant sur toute la longueur du câble, et la présente invention a trait spécialement à la soudure de ces joints,mais elle est applicable aussi, si on le désire, à la soudure d'un joint héli- coïdal s'étendant le long et autour d'une gaine de câble, celle-ci étant faite, en ce cas, en enroulant une bande de matière en hélice autour d'un ou de plusieurs noyaux de câble.
Comme il est décrit dans la demande ci-dessus, on incurve la bande de métal de manière à former une gaine avec joint longitudinal autour du ou des noyaux en faisant passer l'ensemble de la bande et des noyaux dans une série de paires de galets de forme progressive, dont certains ou tous peuvent être actionnés mécaniquement de manière à donner à l'ensemble le mouvement voulu ; nécessaire, les côtés de la bande sont ébarbés au préa- lable et cette bande est grattée à la brosse de manière à pouvoir présenter à la soudure des surfaces propres.
En sortant de la dernière paire de ga- lets d'incurvation, le joint longitudinal est soudé au moyen d'un chalumeau
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électrique, de façon appropriée du type à arc dans de l'argon, fonctionnant normalement à une petite distance au-delà de ces galets, dite position nor- male du chalumeau. La gaine passe alors entre deux galets de guidage, pla- cés et conformés de manière à maintenir les bords de la bande en contact étroit au début du soudage.
Si, pour une raison quelconque, il est nécessaire d'interrompre le soudage, du fait de l'inertie mécanique des parties mobiles, le déplace- ment de la gaine peut se poursuivre quelque peu après que le courant de soudure a été coupé ou au moins réduite de sorte qu'un tronçon correspon- dant de joint reste non soudé ou que la soudure n'est pas faite de façon satisfaisante. De plus, on a rencontré des dfficultés pour mettre en route au début la soudure du joint du fait de la tendance qu'ont les bords du joint à s'écarter et à laisser un léger intervalle qui gène le début de la soudure.
La présente invention se propose notamment de remédier à ces in- convénientso
Selon l'invention, dans l'appareil servant à souder l'un sur l'autre les bords d'une bande de métal conformée de manière à constituer une gaine pour un câble électrique, par déplacement de cette bande devant un chalumeau électrique normalement fixe, il est prévu un dispositif grâce auquel le bec du chalumeau peut se déplacer en bloc dans le sens du joint suivant lequel les bords de la bande sont réunis. Par suite, en remettant en route l'opération de soudage après une interruption, on peut faire avan- cer le bec de soudure à partir de sa position normale (c'est-à-dire dans le sens du déplacement de la gaine) de sorte qu'un court tronçon du joint est ressoudé, en assurant ainsi la continuité convenable de la soudure.
De même, en commençant au début la soudure du joint, on peut amener le bec au voisinage de la paire de galets de guidage servant à maintenir les bords de la bande en contact intime, en évitant la difficulté due à la présence d'un intervalleo Par solidification et contraction du métal qui vient d'être soudé, les bords sont tirés l'un vers l'autre de sorte qu'il n'est plus né- cessaire de continuer à faire la soudure au voisinage des galets de guidage.
En conséquence, après démarrage ou redémarrage, suivant le cas, le bec de soudure est ramené à sa position normale ci-dessus; ce déplace- ment peut se faire à la main, mais, selon l'invention, il est prévu des dispositifs pour le ramener automatiquement à une vitesse déterminée et aussi pour augmenter le courant de soudure pendant la période de retour, ce qui est à souhaiter, puisque pendant cette période la vitesse de passa- ge de la gaine par rapport au bec est supérieure à la normale. Ce dépla- cement de retour doit être relativement lent afin que l'apport de chaleur par unité de longueur du joint pendant la soudure, alors que le bec se déplace, ne doit pas être de beaucoup inférieur à l'apport de cha- leur dans des conditions normales, lorsque le bec est fixe.
Afin de bien faire comprendre l'invention et de permettre faci- lement sa mise en oeuvre, on va maintenant décrire plus en détail, à titre d'exemple, un appareil de soudure convenant pour traiter une gaine de câble ayant un joint longitudinal, en se référant aux dessins annexés, dans les- quels :
Les figures 1 et 2 sont respectivement des vues en élévation et en plan de l'appareil de soudure avec le bec de soudure en position normale ci-dessus mentionnéo
Les figures 3 et 4 sont des vues en plan de l'appareil de soudu- re représentant respectivement le bec dans ses positions de démarrage et de redémarrageo
La figure 5 est un schéma des connexions représentant un mode de réalisation du déplacement désiré du bec et du réglage du courant de soudure.
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Sur les figso 1 et 2, la bande 1 en aluminium ou autre métal est représentée comme ayant été incurvée, par passage dans une série de galets de conformation, de manière à constituer une gaine 2 entourant un ou plusieurs noyaux constitués par des câbles. Ce mode de formation d'une gaine est bien connu et ne fait pas partie de la présente invention; on n'a représenté en conséquence que la paire finale de galets de conformation 3 et 4 qui servent à amener très près l'un de l'autre les bords de la ban- de 1 pour former la gaine 2. Les galets 3. et 4 et (ou) l'une quelconque des paires de galets précédentes sont mis en rotation par un moteur dans un sens tel que la bande 1 se déplace vers la gauche en regardant les figs.
1 et 2 et qu'elle passe entre deux galets de guidage 2 et 6.
Le bec de soudure 8, de préférence du type à arc électrique au sein d'une atmosphère d'argon, est porté par un chariot 2. reposant, au moyen de roues 10, sur des rails 11 placés parallèlement au sens du dépla- cement de la gaine 2. Le bec 8 est porté par un bras 12 fixé à une bro- che 13 réglable verticalement, à l'aide d'un mécanisme à crémaillère et pignon, au moyen d'un bouton 14. La pièce 15, dans laquelle la broche 13 est montée, est elle-même portée par une crémaillère 16 se déplaçant trans- versalement sur le chariot 2 au moyen d'un pignon actionné par un bouton 17. On peut ainsi régler verticalement et transversalement la position du bec 8 sur le chariot 2. afin de l'amener en position correcte par rapport à la gaine 2.
Le chariot¯2 peut se déplacer le long des rails 11 sous la commande d'un moteur électrique 18 à vitesse variable, appelé ci-dessous le moteur tracteur, monté dans le chariot et actionnant les roues 10.
On comprend que l'appareillage comporte des fils pour l'amenée du courant de soudure, des tuyaux d'arrivée d'eau de refroidissement et d'argon ou autre gaz et toutes autres liaisons d'alimentation qui pourraient être nécessaires; attendu que tous ces qrganes sont de pratique courante et ne font pas partie de la présente invention, ils n'ont pas été représen- tés sur les dessins afin de ne pas les surcharger inutilement. Pour la même raison, les sources d'alimentation des noyaux et de la bande de métal, les dispositifs de traitement préliminaire de cette bande, les paires de galets d'incurvation la conformant graduellement pour en faire une gaine, ainsi que les dispositifs de bobinage du câble gainé, n'ont pas été repré- sentés.
Après que le soudage du joint 7 a commencé et afin de pouvoir le poursuivre de façon continue, le bec de soudure 8 occupe la position normale représentée sur les figs. 1 et 2, c'est-à-dire à une petite distan- ce au delà des galets 2 et 4.
Le joint terminé 2 et le serrage exercé sur la bande incurvée 1 par les galets 3. et ¯4 s'opposent à toute tendance à l'écartement des bords de la bande sur le tronçon compris entre ces galets et le bec, de sorte que l'on peut faire une soudure satisfaisante.
Toutefois, lorsqu'on commence à souder l'un à l'autre les bords de la bande 1, il n'y a pas de soudure terminée 7, de sorte qu'il y aurait un intervalle entre ces bords devant le bec en position normale. Aussi, lorsqu'on désire commencer une soudure, on amène le chariot 9, par exemple à la main, le long des rails 11, à la position indiquée sur la fig. 3, de manière à amener le bec 8 tout près des galets .2 et 6 qui suppriment cet intervalle. Ce déplacement peut se faire à la main ou à l'aide du moteur tracteur 18.
Le soudage ayant ainsi commencé, on fait reculer le chariot 2. graduellement sous la commande du moteur 18, jusqu'à ce que le bec 8 occupe sa position normale, dans laquelle le soudage se poursuit. En arrivant dans cette position, le chariot 2 rencontre un organe fixe servant à ac- tionner un disjoncteur 19 qui arrête le moteur 18. La vitesse de ce dépla- cement de retour est de façon commode 10% ou moins de celle de la gaine 2
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dans la machine et, pendant cette période de retour, on peut augmenter le courant de soudure d'une quantité suffisante pour compenser l'effet du taux daugmentation temporaire du déplacement relatif de la gaine 2 devant le bec 8.
On décrira plus loin le dispositif provoquant automati- quement le retour du chariot et l'augmentation du courant de soudure pen- dant cette périodeo
On peut procéder de façon analogue dans le cas, mentionné plus haut, où il est nécessaire d'interrompre le soudage après avoir effectué une certaine longueur du joint 7; en ce cas, pour assurer une parfaite continuité de la soudure, il est bon de ressouder un court tronçon du joint 7 et, dans ce but, on peut faire avancer partiellement le chariot 2- de manière à amener le bec 8 en regard d'un point du joint 7 où la soudure a été terminée de manière satisfaisante, comme le montre la figo 4.
L'opé- rateur détermine la quantité d'avance suivant les conditions existantes: par exemple, si la gaine 2 passe devant le bec à une vitesse de l'ordre de 0,9 à 1,8 m par minute, on peut amener le bec de façon qu'il recouvre de 2,5 à 5 cm l'extrémité du joint 7 déjà fait. Dès que le soudage a re- commencé, on met en action le retour graduel du bec 8 à sa position nor- male, avec augmentation temporaire du courant de soudure, comme il a été dit ci-dessus.
On voit, sur la figo 5 que la force est fournie par la ligne triphasée 20, bien qu'on puisse utiliser toute autre source d'alimentation appropriée. Le moteur d'entraînement 21, effectuant le déplacement de la gaine 2 et des noyaux que celle-ci entoure, est relié à la ligne 20 par un contacteur triphasé 22 muni d'une bobine de manoeuvre 23 qui est excitée lorsqu'ont été mis en action les appareils nécessaires au fonctionnement approprié de la machine, tels que la brosse de grattage, le dispositif de mise en circulation de l'eau de refroidissement et de l'argon, etco Il n'est pas nécessaire de les décrire puisqu'ils sont courants dans la tech- nique du soudage et qu'ils ne font pas partie de la présente inventiono
Le courant passe de la ligne 20 au bec de soudure 8 par un transformateur tournant,
un contacteur tripolaire 25 muni d'une bobine de commande 26 un transformateur 27 de courant triphasé en biphasé qui est envoyé au bec par des bobines de réactance 44, la gaine étant mise à la terre, comme représenté. En ce cas également, la bobine 26 est excitée en vue de fermer le contacteur 25 au moment voulu au moyen d'une combinaison d'appareils couramment utilisée dans les opérations de soudage du type ac- tuelo
Le moteur tracteur 18 est monté sur une phase de la ligne 20, par l'intermédiaire d'un régulateur de vitesse 28 d'un type connu, d'un in- terrupteur de limitation 19 et d'un contacteur 29 commandé par une bobine 30. Pour exciter celle-ci, une liaison neutre de mise à la terre 31, venant du secondaire du transformateur 27, constitue le primaire d'un transforma- teur 32 dont le secondaire alimente la bobine 30 par un redresseur en pont 33.
Ainsi, lorsqu'on établit le courant de soudure entre le bec 8 et la gaine 2, le contacteur 29 se ferme. Toutefois, si le bec est en position normale, l'interrupteur 19 est ouvert, de sorte que le moteur 18 ne se met pas en marcheo Le déplacement du bec pour venir en position de démarrage ou de redémarrage permet la fermeture de l'interrupteur 19 (avec un retard approprié si on le désire) de sorte que le moteur 18 se met en route pour ramener le bec à sa position normale (dans l'appareil représenté, le dépla- cement à partir de cette position se fait à la main)o Le moteur 18 peut en outre être commandé par un interrupteur bipolaire 34 actionné 7-la main.
Le transformateur tournant 24 règle le courant de soudure sous la commande d'un moteur réversible 35. Au moyen des contacteurs tripolai- res 36 et 37, le moteur 35 peut être relié alternativement à la ligne 20 pour provoquer sa rotation dans un sens ou dans l'autre, en provoquant ain- si une augmentation ou une diminution du courant de soudure Ces contac-
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teurs sont actionnés respectivement par des bobines 38 et 39 branchées dans une des phases de l'alimentation au moyen de boutons 40 et 41 et de disjoncteurs de sécurité 42 et 43. Il peut être prévu des moyens appro- priés assurant le fonctionnement alternatif d'un seul de ces boutons 40 et 41 à la fois.
Pour obtenir l'augmentation voulue du courant de soudure pen- dant le retour du bec à sa position normale, on appuie sur le bouton 40 jusqu'à ce que l'on ait obtenu l'augmentation désirée. Lorsque la position normale est atteinte, le courant est ramené à sa valeur primitive en agis- sant sur le boîtier 41. L'utilisation de ces boutons de commande 40 et 4.1 n'est évidemment pas limitée aux périodes de retour du bec à sa position normale ; on peut les utiliser, de manière générale, pour tout réglage du courant de soudure jugé nécessaire par le conducteur de la machine. Si aucun bouton n'est actionné, le transformateur tournant 24 reste au repos.
Il est bien entendu qu'en ce qui concerne les différants contac- teurs actionnés par relais utilisés, on peut prévoir les dispositifs ha- bituels d'attraction et de retombée; ils n'ont pas été représentés sur les dessins pour plus de clarté. De même, il n'a pas été fait mention, dans la description et sur les dessins, des dispositifs mécaniques et électri- ques normalement utilisés dans la technique du soudage afin d'assurer le fonctionnement dans l'ordre correct, des différentes opérations, ainsi que du mécanisme d'arrêt automatique, tout étant bien connu dans la partie.
REVENDICATIONS.
1. Dans un appareil servant à souder l'un à l'autre les bords d'une bande de métal conformée de manière à constituer une gaine pour un câble électrique par déplacement de cette bande devant un bec de soudure normalement fixe, un système de montage permettant de déplacer en bloc le bec de soudure dans le sens du joint suivant lequel les bords de la bande sont réunis.
2. Dans un appareil servant à souder l'un à l'autre, suivant un joint longitudinal, les bords d'une bande de métal repliée pour former une gaine pour un câble électrique par déplacement de cette bande devant un bec de soudure normalement fixe, un système de montage permettant de déplacer en bloc le bec de soudure dans le sens du joint longitudinal unis- sant les bords de la bande.