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La présente invention concerne la soudure, par arc électrique submergé, de joints de grande longueur entre des pièces à surface latérale, principalement dans le cas où ces joints s'étendent suivant une direction sensiblement verticale. On désignera donc ces joints dans ce qui va suivré par l'expression "joint vertical". La présente invention est un perfection- nement des inventions décrites dans les demandes de brevets déposées aux
Etats-Unis d'Amérique respectivement par MEYER sous le n 354.119 et par
MEYER et autres sous le n 358.314.
Comme on l'a expliqué dans ces demandes de brevets MEYER men- tionnées ci-dessus, on a découvert que l'opération difficile de la soudure par arc submergé sur des joints verticaux pouvait être exécutée avec suc- ces, avec un dépôt rapide de lignes de soudure saines, en moulant et supportant la matière fondue résultante au moyen d'unebande élastique, compres- sible, résistant à la chaleur et isolante au point de vue calorifique, cette bande étant pressée contre la matière fondue de manière à être partiellement comprimée.
L'arc électrique submergé forme par lui-même une enveloppe de scorie et de fondant ou flux autour du métal fondu; dans le nouveau procédé conforme à la présente invention, on superpose en outre à cette enveloppe, dans la zone de soudure se trouvant en-dessous de l'arc électrique, une enveloppe extérieure pouvant être constituée par la dite bande, formée par exemple par une feuille légère de laine de verre.
On a constaté d'autre part, comme on l'a expliqué dans la demande de brevet n 358.314 mentionnée plus haut, qu'une zone de pression rédui- te devait être formée de préférence sur les bords latéraux de la zone du fondant et dans la partie supérieure de la zone de soudure, y compris la. partie inférieure du cratère de l'arc électrique, et qu'un certain déplacement commandé du fondant et de la scorie devait être produit à travers cette zone de pression réduite, tandis que le métal fondu devait être laissé naturellement en place.
Conformément aux deux demandes de brevets citées plus haut, la bande depression ou courroie de laine de verre, au voisinage de la zone de soudure, était emprisonnée entre l'enveloppe à souder d'une part, et d'autre part des organes rigides orientés verticalement et transversalement par rapport à cette enveloppe avec laquelle ils étaient en contact par leurs bords, Conformément à la demande de brevet n 358.314 précitée, la zone de fondant était limitée latéralement par ces organes rigides, dans lesquels étaient prévues des ouvertures pour permettre au fondant et à la scorie de s'échapper latéralement.
On a découvert maintenant qu'on pouvait obtenir des résultats nettement meilleurs grâce à des modifications en apparence insignifiantes de la zone du fondant et de la bande de pression et en apportant certaines modifications judicieuses de détail dans les différentes opérations. Ces modifications consistent principalement à supprimer les organes rigides mentionnés plus haut, et à les remplacer partiellement par des rebords flexibles, orientés différemment et constitués de préférence par des parties efficaces de la bande de pression. Géométriquement, ces modifications ont tendance à produire une limite flexible et plutôt indéterminée de la zone du fondant.
Physiquement, on a constaté qu'elles fournissaient une répartition plus uniforme de la pression dans la zone de soudure se trouvant endessous de l'arc électrique; d'autre part, en raison du déplacement vers l'avant et du remplacement de la 'bande de pression à l'endroit de l'ouverture d'échappement, le nouveau dispositif conforme à l'invention élimine le problème de l'obstruction de cette ouverture, en assurant ainsi pratiquement l'uniformité de la répartition de la pression dans les différentes parties de la zone de soudure. Les détails seront décrits plus loin en se référant au dessin annexé, qui représente schématiquement des modes de réalisation caractéristiques de la présente invention et de celle décrite dans la daman- de de brevet 354.119 précitée.
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Sur le dessin : la figure 1 est une vue latérale du dispositif conforme à la demande de brevet 354.119 précitée, avec l'une des parois rigides enlevée pour montrer les parties intérieures, cette figure étant identique à la figure 3 de la dite demande de brevet;
Les figures 2 et 3 sont des coupes partielles faites respectivement suivant les lignes 2-2 et 3-3 de la figure 1, ces figures étant identiques respectivement aux figures 5 et 6 de la demande de brevet n 354.119 ; la figure 4 est une vue latérale d'un mode de réalisation préféré de la présente invention; les figures 5 et 6 sont des vues prises respectivement suivant les lignes 5-5 et 6-6 de la figure 4;
la figure 7 est une coupe faite suivant la ligne 7-7 de la figure 5, les parties rigides du dispositif n'étant pas représentées de ma- nière à montrer plus clairement la pièce à souder, la zone de soudure, la zone du fondant et la bande de pression:
Les figures 8, 9, 10 et 11 sont des coupes faites respectivement suivant les lignes 8-8, 9-9, 10-10, et 11-11 de lafigure 7. la figure 12 est une vue de détail à grande échelle extraite de la figure 7.
FIGURES 1 à 3.
Une enveloppe S est constituée de plaques verticales P2 et P3, qui doivent être réunies par une ligne de soudure verticale et de grande longueur V. A cet effet, on utilise un outil de soudure T comportant une paroi supérieure 10 munie d'une trémie 11 de réception du fondant, une paroi arrière 12 munie d'un ajutage 13 de réception d'électrode, et une paroi inférieure sensiblement fermée 14. L'outil T comporte également deux parois latérales 15 et 16 qui sont rigides, de sorte que l'outil se présente sous la forme d'un caisson, Ces parois latérales sont maintenues solidaires des autres parois au moyen de boulons appropriés 17. Une face de 1?,outil T, tournée vers les plaques P2 et P3 et désignée par l'expression "face avant", est au moins partiellement ouverte.
L'outil T est suspendu à un dispositif de levage approprié (non représenté) au moyen de deux chaînes ou câbles C; de plus, il est. équilibré par un contrepoids, Il comporte,en outre, une poignée 18, qui est fixée sur la paroi arrière 12 et permet d'élever à la main l'outil le long de la ligne de soudure V à une vitesse prédéterminée. On peut abais- ser l'outil avec cette même poignée à la fin d'une course vers le haut et avant de commencer la course suivante vers le haut.
Un rouleau 19 formé d'une bande 20 longue et étroite, constituée par une feuille légère de laine de verre,est disposé à l'intérieur de l'outil T et repose sur la paroi inférieure 14 de celui-ci. On a trouvé pour constituer cette 'hande une matière tout à fait appropriée; c'est celle qui est fabriquée et vendue sous la marque "AIRCORE" par la "Fiber Glass Division of Libbey", Owens, Ford Glass Co. Les propriétés intéressantes des matières "AIRCORE" sont indiquées sur le tableau ci-dessus :
EMI2.1
<tb>
<tb> N <SEP> du <SEP> type <SEP> Poids <SEP> en <SEP> Kg/m3 <SEP> Une <SEP> bande <SEP> d'une <SEP> épaisseur <SEP> de
<tb> 25,4mm <SEP> est <SEP> compressible <SEP> élas-
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> tiquement <SEP> jusqu'à <SEP> ....
<tb>
315 <SEP> 12 <SEP> 3,17 <SEP> mm <SEP> ou <SEP> moins
<tb> 316 <SEP> 16 <SEP> 4,76 <SEP> mm <SEP> ou <SEP> moins
<tb> 318 <SEP> 24 <SEP> 6,35 <SEP> mm <SEP> ou <SEP> moins.
<tb>
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L'extrémité libre 21 de cette bande 20 passe sur un dispositif de guidage, tel qu'un rouleau 22 pouvant tourillonner horizontalement entre les parois latérales 15 et 16, au voisinage de la face avant de l'outil.
Les dispositions sont telles que la bande 20 partant du rouleau 19 monte pour passer sur le rouleau 22, puis redescend le long des plaques P2, P3.
L'outil T comporte une pointe ou palpeur 23, fixé à la partie supérieure de l'outil; ce palpeur permet de maintenir-l'outil aligné avec le joint vertical V; le rouleau 22 est disposé de manière à maintenir la bande 20 alignée d'une manière analogue, symétriquement par rapport à la ligne V.
La partie verticale, en contact avec les plaques, de la bande 20 en laine de verre est pressée contre la zone de soudure des plaques P2, P3 par le rouleau à gorge 22. Dans le présent mode de réalisation, les joues de ce rouleau peuvent être en contact avec les plaques à souder, ou se trouver -presque en contact avec celles-ci comma on le voit sur la figure 2. L'extrémité inférieure de l'outil T est écartée convenablement des plaques P2, P3 sur des galets extérieurs 24 montés sur l'outil et maintenus en contact avec les plaques P2, P3, en-dessous du rouleau intérieur 22, par exemple au moyen d'une pression convenable appliquée par l'opérateur à l'aide de la poignée 18.
La pression appliquée à la bande 20 par le rouleau 22 est complétée par une pression supplémentaire appliquée à une partie intérieure de la bande, en-dessous du rouleau 22, par une paroi d'appui 25. Cette paroi est fixée rigidement sur une ou sur les deux parois latérales 15, 16.
Elle s'étend vers le bas, à partir du dessous du rouleau 22, au voisinage de celui-ci, jusqu'à la paroi inférieure 14, suivant une direction parallèle aux plaques P2, P3.
Au-dessus du rouleau 22, la paroi 25 se prolonge vers le haut par une paroi analogue 26 constituant une paroi d'appui pour la trémie 11 du fondant. Cette paroi 26 guide le fondant vers l'ouverture avant du récipient 10; cette ouverture est prévue entre le rouleau 22 et l'extrémité inférieure superposée de la paroi avant 27 de la trémie du fondant.
Pendant le fonctionnement, la pression du rouleau 22 et de la paroi d'appui 25 comprime assez fortement la bande 20. La section transversale de cette bande est principalement diminuée par la compression de la bande entre le rouleau 22 et les plaques P2, P3, comme on le voit en 20B sur la figure 2. Cette section transversale est d'ailleurs réduite légèrement mime avant cette compression, comme on le voit en 20A.
Trois matières différentes sont dirigées vers l'avant à travers l'ouverture de la paroi avant de l'outil T; le fil d'électrode E, le fondant F et la bande 20.
Le fil d'électrode E est converti à peu près complètement par l'arc électrique X en un des constituants métalliques de la zone de soudure Y et de la ligne de soudure Z. Des parties du flux F, d'un volume pouvant varier légèrement formant en fondant une enveloppe de scorie SE s'étendant au-dessus et au contact de la zone de soudure Y et de la ligne de soudure Z. La bande 20 forme une enveloppe superposée à l'enveloppe de scorie SE.
Une couche intermédiaire IL de flux F, non fondu par l'arc, est intercalée entre la bande 20 et la scorie fondue SE.
Pendant que la masse fondue Y et les couches SE, IL se formant en avant de la bande 20, l'électrode E et l'arc électrique X formé par celle-ci se déplacent d'une manière continue vers le haut; le fondant F progresse continuellement vers le bas pour pénétrer dans l'arc électrique X, et la bande 20 avance continuellement sur le rouleau 22,vers l'arc X et la zone de soudure Y, en interceptant ainsi la couche IL de fondant solide. Ainsi, les parties avant de la couche de fondant IL sont en contact avec les plaques P2, P3, ainsi qu'avec la zone de soudure Y, et sont sensi-
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blement fixes par rapport à celles-ci.
Les parties successives de la hande atteignant la surface extérieure exposée de l'enveloppe de scorie SE et de la zone de soudure Y, surface isolée thermiquement par la couche de iondant IL, servent à compléter la tension superficielle de cette enveloppe SE et à supporter ainsi cette dernière, ainsi que le métal fondu se trouvant derrière elle, pour les empêcher de descendre par gravité. Ce support est absolument vital pour la formation d'une ligne de soudure correcte-, et saine.
Des quantités variables de fondant entraîné'IL et de fondant liquide SE risquent de se présenter aux endroits successifs auxquels se superpose l'outil. La compressibilité élastique .de la 'bande est importante à ce point de vue. Elle permet de déposer la matière métallique fondue suivant un contour correcte et avec une uniformité satisfaisante, principalement quand des précautions appropriées sont prises dans la partie supérieure de la zone de soudure, comme on l'expliquera en se référant aux figures 4 à 12.
La chaleur de la zone de soudure Y est capable de détruire partiellement la bande 20. On peut empêcher cette destruction grâce à l'interposition d'une couche isolante IL de fondant et à l'utilisation d'une matière appropriée pour la bande de pression, comme on l'a expliqué. La bande, tout en étant extensible, peut être maintenue dans sa forme correcte pendant la durée et à l'endroit du dépôt de la ligne de soudure.
D'autre part, la chaleur de lazone de soudure Y est également affectée par l'application de la bande 20 et de lacouche isolante IL en avant d'elle. Un effet important de refroidissement est produit par la couche intercalée IL de fondant froid.
On a observé à ce sujet 'plusieurs faits indiquant que le procédé le plus efficace de chauffage a tendance à différer dans le présent procédé de celui utilisé généralement dans la soudure normale par arc submergé dite "à plat et sous la main", toutes choses égales par ailleurs.
Il semble que les meilleurs résultats sont obtenus par une combinaison d'une électrode relativement mince, et d'une vitesse d'électrode relativement faible, par rapport au chauffage total et normal par unité de longueur de la ligne de soudure. En utilisant des électrodes de faibles dimensions se déplaçant à faible vitesse, on concentre: la quantité de chaleur ainsi appliquée sur une zone étroite des plaques; on comhat ainsi partiellement le refroidissement de la zone de soudure dont on vient de parler.
En déposant simultanément ou presque simultanément deux lignes de soudure opposées.on peut encore réaliser une vitesse globale et effective de fonctionnement très rapide par comparaison avec le procédé courant d'atelier de soudure "à plat et sous la main".
FIGURES 4 à 12.
Dansle mode de réalisation préféré, l'outil de soudure, tel qu'il est représenté sur les figures 4 et 5, est constitué par un petit chariot susceptible de se déplacer verticalement le long de l'enveloppe S.
Ce chariot comprend un corps à quatre roues constituant la partie avant et supérieure 40 et destiné principalement à supporter le dispositif 41 d'alimentation en fondant. Le chariot comprend aussi une superstructure arrière 42 reliée rigidement, mais d'une manière réglable, au corps 40 par un goujon 43 vissé dans le corps et engageant la superstructure au moyen d'écrous 44. Cette superstructure 42 sert à supporter le dispositif 45 d'alimentation en électrode et un châssis 46 destiné au dispositif 47 de support de la matière fondue. Le châssis 46 est réglable angulairement dans un plan vertical perpendiculaire à l'enveloppe S; à cet effet,il est articulé et fixé normalement sur la superstructure 42 par l'un de deux 1)oulons parallèles 48, qui servent aussi à fixer le dispositif 45 d'alimentation en électrode sur la structure 42.
L'amplitude du réglage angulaire du châssis 46 autour du boulon 48 est définie par une fente arrondie 49 prévue
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dans le châssis 46 et susceptible de recevoir un boulon 50 fixé à la struc- ture 42. De cette manière, il est facile de régler la position exacte du dispositif 45 par rapport au dispositif 47 et aux parties adjacentes de la ligne de soudure S. Ce réglage devient nécessaire principalement quand l'outil est utilisé sur des plaques ayant des épaisseurs différentes et/ou des bords préparés différemment.
Le corps 40 du chariot comprend deux plaques verticales 60,61 maintenues écartées l'une de l'autre rigidement par un 'bloc 62. Ce bloc peut être soudé entre ces deux plaques; il sert également à fournir une douille pour le goujon 43. Deux axes 63 sont ajustés dans les parties su- périeures avant des plaques 60, 61 au moyen de filetages 64; ces axes 63 portent respectivement des roues 65 et 66. Des axes analogues 67 sont mon- tés dans les parties inférieures avant des plaques 60', 61 et portant respec- tivement des roues 68, 69.
Dans le mode de réalisation représenté, les roues 65,66, 68 et 69 tournent sur des paliers 70.-
Un axe de support 71 traverse la superstructure 42, près de la partie supérieure de l'outil, et sert à la fixation sur un.dispositif approprié de levage et une tringlerie de commande (non représentés). 'Des différents boulons et axes 48, 63,67 et 71, sont horizontaux ; ils sont parallèles entre eux et parallèles à la surface S, de sorte que l'outil peut être maintenu contre cette surface et déplacé à la main le long de celle-ci avec une pression égalisée correctement sur les quatre roues 65,66, 68, 69.
Si l'on considère maintenant les figures 4 et 6, on voit que b dispositif 45 d'alimentation en électrode comprend un ajutage d'électrode 72, dont l'extrémité arrière est maintenue sur la superstructure 42 et est isolée électriquement de celle-ci par deux manchons isolants 73, ajustés transversalement et horizontalement dans l'ajutage, et par des rondelles isolantes 74 ajustées sur les faces latérales de l'ajutage; ces organes 73, 74 entourent les deux 'boulons 48.
Si l'on considère de nouveaux les figures 4 et 5 on voit qu'une pointe d'ajutage 75 se prolonge vers l'avant et légèrement vers le bas à partir de l'avant de l'ajutage d'électrode 72, pour fournir l'électrode E directement au voisinage de l'enveloppe S et de la zone Xode l'arc électrique.
Directement au-dessus de cette zone se trouve l'ouverture de décharge 76 d'un ajutage de fondant 77 faisant partie du disposât 41 d'alimentation en fondant. Directement en-dessous de la zone X de l'arc et de la pointe d'ajutage 75, la bande 78 de support de matière fondue se déplace sur un rouleau 79 tournant librement sur un axe horizontal 80. Cet axe s'étend à partir du châssis 46 d'alimentation en matière fondue, parallèlement aux axes et boulons 48 etc.. Ainsi, un amas de fondant F est déchargé sur la bande 78, près de la zone X de l'arc, et submerge celle-ci.
Le galet 79 est représenté comme possédant, dans toutes ses sections transversales, un contour doucement incurvé et concave du côté extérieur. Sur les côtés du corps du galet 79, ce contour se raccorde avec des joues Du rebords étroits et saillants 81, 82. La distance horizontale entre ces deux joues 81, 82 est supérieure à la largeur de la soudure à former, tout en étant inférieure à la largeur de labande 78.
Le rayon des joues 81, 82 et du galet tout entier est légèrement plus petit que la distance de l'axe 80 à la surface S. Cette dernière distance est maintenue d'une manière positive pendant le fonctionnement, mais elle peut être réglée occasionnellement en 49, 50 quand on veut souder des plaques différentes, on peut lui faire subir un réglage de plus grande amplitude en 43, 44 quand on utilise une bande 78 et un galet 79 différents.
La distance entre la surface du galet 79 et la surface des plaques est petite par comparaison avec le diamètre du galet et l'épaisseur de la bande. Cependant, elle est notablement plus grande que l'amplitude des légères déviations qui peuvent se produire pratiquement sur une surface pla-
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ne à souder, même avec des pièces à souder correctement préparées. Par exemple, le diamètre des joues dugalet peut être égal à peu près à 76,2 mm, l'épaisseur de la bande à 25,4 mm, et la distance entre les joues du galet et l'enveloppe à souder à 4,7 mm environ.
La bande 78, guidée par le galet 79 mais 'non encore soumise à la pression de celui-ci, peut avoir de préféren- ce une section transversale sensiblement rectangulaire comme on le voit sur la figure 8. Une largeur typique de cette section est par exemple voisine de 63,5 mm, tandis que la distance entreles joues du galet peut être égale à 25,4 mm environ, quand on veut souder des plaques d'une épaisseur comprise à peu près entre 6,35 mm et 19 mm. La bande est maintenue symétrique par rapport à un plan vertical passant par la pointe d'ajutage 75, au moyen de petites plaques latérales 83, 84 montées rigidement sur le châssis 46 au moyen d'un boulon 85.
L'ajutage de fondant 77, fournissant le fondant F pour suhmer- ger l'arc électrique X, s'étend vers le bas entre les parties avant des plaques 60, 61. Il est articulé sur celles-ci par des axes 86 et l'extrémité inférieure ou l'ouverture de décharge 76 de cet ajutage 77 est sollicitée vers les plaques S par des renvois de sonnette convenables 87, qui sont articulés en b8 et soumis à des ressorts en 89. Une conduite souple 90 fournit le fondant à l'extrémité supérieure de l'ajutage 77, à partir d'une trémie convenablement surélevée ou d'un organe analogue (non représenté).
L'extrémité inférieure 76 de cet ajutage est écartée à une très courte distance au-dessus de la surface supérieure de la bande 78 et de la pointe d'ajutage 75; cette distance est égale de préférence à moins de 25 mm, pour des raisons que l'on va expliquer à présent.
Les plaques latérales 83, 84 de la bande ou courroie comportent des bords supérieurs 91 et des bords avant 92 identiques, qui laissent ouvertes et sans cloison de limitation, des zones verticales importantes et qui exposent latéralement les parties supérieures et avant des joues 81, 82 et les parties adjacentes de la bande 78. En d'autres termes, aucune eu-,. vette ou trémie de fondant n'est formée par des parois latérales rigides quelconques. Il en résulte que le fondant tend à s'écouler latéralement du dessus de la bande 78, .soit par gravité, soit sous l'influence du vent etc..
Ce fondant peut être récupéré d'une manière bien- connue par un dispositif de succion, dont les ajutages d'admission sont représentés schématiquement en 94.
Pendant le fonctionnement, la bande 78 roule continuellement et uniformément sur les plaques P2, P3 en passant sur le galet 79. Par suite de ce procédé,les joues ol, 82 du galet s'enfoncent vers le haut et vers l'avant dans des parties parallèles et symétriques de la surface inférieure et arrière de la hande 78, comme on le voit sur les figures 9 et 10. Le corps tout entier de la bande est ainsi comprimé et moulé élastiquement. De véritables coupures 101,102, s'étendant jusque dans la partie arrière 100 de la bande, peuvent se former dans certains cas, comme on le voit sur la figure 11, si les joues 81, 82 présentent des arêtes étroites et coupantes. Il est préférable d'arrondir légèrement ces arêtes.
En même temps, les faces inférieures de l'ajutage d'électrode 72 et de la pointe 75 pressent vers le bas sur la surface supérieure et avant 103 de la bande 78, au-dessus et entre les joues 81, 82, en contribuant ainsi àun moulage de la bande, comme on le voit sur les figures 5,7, 9 et 12. Il en résulte une configuration en cuvette, vers le haut et vers l'avant, de la surface supérieure et avant 103 de la bande, en-dessous et en avant de la pointe d'électrode 75, c'est-à-dire sensiblement près et endessous de l'arc électrique X.
La partie centrale déprimée 104 de cette surface peut se trouver par exemple à une distance comprise entre 4,7 mm et 6,35 nu en-dessous des bords élevés 105,106 de la même surface, en avant de la pointe d'ajutage. Entre la partie centrale 104 et chaque bord latéral 105, 106, une partie intermédiaire d'étanchéité 107, 108 est fournie¯par la surface 103 de la bande, en avant des joues 81, 82 du-galet.
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Le fonctionnement implique la formation d'une flaque liquide
Y, supportée par une colonne Z de soudure solidifiée, se trouvant toutes les deux en avant de la surface centrale avant 104 de la bande. Cette sur- face présente généralement une dépression 109 concave vers l'avant,qui est produite par le renf orcement 110 de la ligne de soudure et dont la foras cor- respond à celle de celui-ci.
La section de profil du galet 79 et son écarte- ment par rapport aux plaques S sont tels qu'on obtient, dans des zones ar- rondies et grossièrement concentriques autour de la racine 111 de la ligne de soudure, et se succédant vers l'arrière à partir de cette racine : la flaque de matière fondue Y, une mince couche de scorie fondue SL, une mince couche de fondant solide FL, une fraction de hande comprimée élastiquement 112 et le galet rigide 79
Ces matières ou structures successives se supportent mutuelle- ment, généralement suivant la succession vers l'arrière indiquée ci-dessus.
Le rôle de support ou d'enveloppe confié à une couche de scorie fondue est bien connu. Il est insuffisant par lui-même pour supporter la tête hydrostatique d'une flaque Y d'une hauteur assez grande. Une couche de fondant so-' lide est encore plus insuffisante comme moyen de support. Cependant, la mince couche de fondant FL est utile, non seulement pour transmettre les pressions et les réactions entre l'enveloppe de scorie et la bande, mais aussi pour isoler thermiquement la bande de la scorie .
Par suite de la forme ronde du galet 79 et de la forme générale plane des plaques P2, P3, la bande 78 est comprimée progressivement, principalement dans sa partie centrale 112, entre les joues 81, 82 du galet, en produisant ainsi une pression horizontale contre la flaque Y et contre l'enveloppe SL de scorie fondue, cette pression augmentant en allant vers le bas à partir de la partie supérieure de la flaque Y et de l'enveloppe SL. Cette augmentation de pression a tendance à produire un écoulement des liquides de cette flaque et de cette enveloppe vers le haut; en écartant correctement le galet en commandant convenablement la pression, on peut limiter cet écoulement vers le haut aux constituants les plus légers,c'est- à-dire à la scorie liquide. Sur la figure 12, cet écoulement de la scorie vers le haut est représenté par la flèche D.
Au voisinage de l'arc X, cet écoulement est limité en avant par les gaz de l'arc X qui se dilatent, et en arrière par le fondant F et la bande 78. Latéralement, cet écoulement D est moins contenu dans ses parties supérieures, à l'endroit où la surface avant 104 de la bande, puis les zones d'étanchéité 107, 108 de la bande et les bords 105, 106 de celle-ci s'éloignent des plaques P2, P3. Ici, la scorie, liquide s'échappe donc autour des bords 105, 106 et par dessus ceuxci.
La scorie ¯qui s'échappe est mélangée et continue à se mélanger avec du fondant solide qui s'échappe en 93 comme on l'a indiqué et qui est entraîné par la scorie. Les mélangea évacués,ou les constituants de ces mélanges, ont alors tendance à couler par gravité dans les coins, entre les bords 105, 106 de la bande et les plaques à souder, jusqu'au moment où les particules de la scorie se solidifient. Il en résulte que les parties marginales 113 de la bande s'étendant vers le bas, en-dessous de l'arc X, risquent d'être détruites par la fusion des fibres de verre, ceci n'a pas d'importance, la bande restant toujours efficace. Les fractions positives des différentes parties de la bande ne sont pas affectées par une telle destruction de certaines parties de cette dernière.
On va résumer et expliquer maintenant plus en détail ces fonctions conformes à la présenta invention.
1. - La partie généralement plane de lasurface supérieure et avant 103 de la bande, directement en-dessous de la pointe71 d'ajutage d'é-
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lectrode, supporte un amas de fondant F arrivant par l'ajutage 77 (figure 9). les parties supérieures et extérieures FO de cet amas s'échappent en 93, comme on l'a indiqué et sont presque entièrement récupéréesparles ajutages de succion 94. Un amas FF formant un noyau central est retenu et supporté par la surface 103 de la bande. Le relèvement des bords 105-106 de la bande vers le haut, formant une cuvette près de l'arc électrique X, contribue à retenir ce noyau FF, tandis qu'on peut donner à la courroie 78 une faille largeur comme on le désire. Ainsi, le cratère X de l'axe électrique est directement submergé par le fondant FF, qui ne peut pas s'écouler par gravité.
La partie avant du noyau FF est maintenue temporairement fixe par rapport aux plaques S et à l'arc électrique.
Les parties inférieures suivantes du noyau FF sont évacuées par fusion et par le déplacement latéral et final de la scorie, tandis que les parties supérieures suivantes du noyau FF sont ramenées à travers la partie supérieure et moins stable F du fondant.
2. - La partie, inclinée vers l'avant et vers lebas, de la surface 103, directement en-dessous de l'arc X, sert de zone d'échappement de la scorie, conformément à la demande de brevet n 358.314 mentionnée précédemment (figure 12). En réalité, des ouvertures latérales en forme d'encoches en V se forment entre les plaques S et les bords 105,106 de la courroie, tout près de l'arc X.
La scorie venant du courant D et le fondant F entraîné s'échappent latéralement à travers ces ouvertures à partir du voisinage de la ligne de soudure. On évite une accumulation excessive de la scorie liquide perturbant l'arc X et la flaque Y, en partie grâce à la forme de base en V des ouvertures d'échappement, et en partie grâce à la flexibilité de la courroie 78 qui peut fléchir comme on le voit schématiquement en 106A.
Ainsi, la relation de position, dans le sens vertical, entre l'arc et les zones d'échappement effectif de la scorie reste sensiblement uniforme, bien qu'un peu plus de scorie puisse s'échapper de temps en temps sur l'un ou l'autre coté,suivant le mélange imprévisible de la scorie et du fondante On a constaté que cette uniformité verticale de la décharge de la scorie était une caractéristique de grande importance pour la production d'une bonne ligne de soudure.
En Semé temps, la flexion, le déplacement progressif vers l'avant et le renouvellement des parties marginales 105, 106 de la courroie combattent effectivement toutes les tendances de la scorie à obs- truer par des particules solidifiées les ouvertures d'échappement.
3. - La partie verticale de la surface 103, le long des plaques P2, P3, sert d'enveloppe d'étanchéité et de moulage, retenant le métal fondu et déplaçant la scorie fondue (figure 10). La partie centrale 104 de cette surface, en contact avec le métal fondu et la flaque de scorie Y, SL, par l'intermédiaire de la couche de fondant FL isolante de lachaleur, appli que une pression horizontale à la face exposée de cette flaque, cette pression augmentant en allant vers le bas jusqu'à un maximum obtenu au voisinage du niveau de l'arbre 80. Ce niveau de pression maxima peut se trouver près et en-dessous du fond de la flaque liquide, grâce à une conception appropriée du galet 79 et de ses parties associées.
Les valeurs de la pression appliquée dépendent du degré de compression de labande, et celui-ci peut être réglé en 49, 50 de manière à assurer un déplacement positif vers le haut de la plus grande partie de la scorie liquide, en ne laissant en place qu'une couche mince qui est retenue par la cohésion superficielle avec le métal et le fondant, et à éviter en même temps un déplacement de la partie métallique fondue la plus lourde vers le-haut ou dans une autre direction,.. Les parties extérieures 107, 108 de cette surface 103 de la bande, comme la partie intérieure 104, ont entraîné une couche de fondant granuleux FL quand elles ont franchi les-parties supérieures de leur trajet en se déplaçant vers l'avant. Cette couche de fondant FL est maintenue momentanément fixe sur les plaques P2, P3.
Une pression élevée, bien répartie et dirigée vers l'avant est appliquée à la couche FL par la surface de la courroie; on évite ainsi en toute sécurité la formation dans cette couche FL de fentes irrégulières, à travers lesquelles une scorie quelconque pourrait s'échapper partiel-
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lement ou totalement sur l'un ou l'autre cote. Ainsi,, l'échappement de la scorie et du fondant par gravité, sur les deux côtés de la ligne de soudure, est maintenu sensiblement uniforme d'une manière simple et automatique.
Il faut remarquer que la bande porteuse et son mécanisme d'en- traïnement, qui ont été représentés dans la demande de brevet n 358.314, mentionnée plus haut, peuvent être supprimés en raison de l'application présente de la courroie de pression roulante comme on l'a expliqué dans le paragraphe 2 ) ci¯-dessus. Malgré cette simplification, on peut produire des lignes de soudure d'une qualité supérieure, sûrement et économiquement avec le nouveau dispositif conforme à la présente invention. Le perfection- nement réalisé ainsi est dû en grande partie à l'emploi d'une bande relati-' vement large et à la compression relativement élevée de la partie centra- le et principalement des parties parallèles et symétriques de cette courroie.
C'est ce genre de compression qui fournit une étanchéité satisfaisante, tout en évitant un entraînement indésirable de métal fondu, et qui supprime en même temps d'une manière surprenante les perturbations dues à l'obstruction des orifices déchappement de la scorie et à l'écoulement irrégulier de cel- le-ci.
Procédé de base conforme aux figures 1 à 3 ou 4 à 12.
Un certain nombre de caractéristiques du nouveau procédé ont été suffisamment expliquées ci-dessus. Cependant, il est bien entendu que des modifications peuvent être apportées au dispositif utilisé, par exemple aux éléments efficaces de la courroie, etc... Le nouveau procédé consiste essentiellement en uns façon spéciale de manipuler le fondant et la scorie le long de la surface verticale de la pièce à souder..
Dans -les deux modes de réalisation représentés, on prévoit la formation et le maintien d'un amas de fondant ayant une face sensiblement verticale et fixe, qui s'appuie contre la surface exposée de la pièce à sou- der et qui entoure la pointe d'une électrode de soudure, en même temps que l'arc produit par celle-ci. Les parties inférieures de cet amas de flux sont fondues par l'arc électrique. La totalité ou une partie du flux fon- du forme l'enveloppe de scorie bien connue, pour la ligne de soudure, et remplit les autres fonctions bien connues d'un fondant, par exemple la purification du métal liquide. Pendant que ces opérations de fusion et les opérations associées se produisant, une surface généralement plane, inclinée vers l'avant, à fond arrondi, de l'amas de flux est déplacée vers l'avant en un courant ininterrompu.
Il en résulte la formation de couches de métal fondu, de scorie fondue, et de fondant, qui sont généralement concen- triques, se succèdent vers l'extérieur et sont comprimées vers l'avant.
Le fondant arrive de nouveau à la partie supérieure de l'amas déjà mentionné, de manière à compenser les pertes volumétriques qui se sont produites par suite des opérations de coulée par fusion vers le bas et des opérations associées. En même temps que tout ceci, l'électrode et l'arc se déplacent progressivement vers le haut le long de lasurface dela pièce à souder, à travers l'amas de flux momentanément fixe.
L'amas de fondant tout entier peut être maintenu fixe momenta- nément, comme on l'a expliqué en se référant aux figures 1 à 3. Ce procédéa l'avantage de n'exiger aucun système de succion pour récupérer le fondant Cependant, les accumulations de scorie risquent de varier de temps en temps.
Des précautions considérables sont souvent nécessaires pour compenser de telles variations, par exemple au moyen d'instruments sensibles, sauf dans le cas ou on peut se contenter d'une ligne de soudure à profil variable ou à faible uniformité.
Au contraire, les variations de l'accumulation de scorie peuvent être pratiquement éliminées conformément aux figures 4 à 12, sans utiliser aucun instrument sensible spécial. Cette simplification est obtenue par l'emploi de caractéristiques spécialeJ et peu courantes relatives à la mani- pulation du fondant. Le noyau relativement fixe de fondant est maintenu
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sous la couche superficielle d'un amas plus volumineux de fondante qui peut s'écouler continuellement et se mélanger partiellement avec la scorie déplacée latéralement et vers le haut. Le flux froid et non mélangé est récupéré de préférence par un dispositif de succion ou un dispositif analogue.
Les techniciens comprendront, après étude de la présente invention, que le procédé et le dispositif conformes à celle-ci peuvent être mo- difiés de différentes manières.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé de soudure destiné à être appliqué à une surface verticale et caractérisé par le fait qu'on supporte en avant de lasurface à. souder un corps flexible, compressihle élastiquement, résistant à la chaleur, isolant au point de vue calorifique, qu'on fait rouler des parties successives de ce corps sur des parties successivés de la surface en allant vers le haut, de manière à comprimer partiellement le corps, et qu'on fait arriver le fil de soudure et le fondant sur la surface, directement au-dessus du corps.