BE536473A

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Publication number: BE536473A
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Description


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   Il est connu que le soudage manuel à l'arc électrique avec utili- sation d'électrodes enrobées nécessite des interruptions périodiques de tra- vail pour remplacer l'électrode consumée. 



   On sait aussi qu'un déchet d'électrodes plus ou moins important est lié à la nécessité d'établir un contact entre l'électrode proprement di- te et la pince porte-électrodes. 



   D'autre part, les intensités de courant maxima utilisable sont li- mitées par suite de la détérioration ou de l'altération, par excès d'échauf- fement, des constituants inclus dans l'enrobage de l'électrode, cet échauf- fement étant produit principalement par le temps de circulation plus ou moins long du courant de soudage à travers l'électrode jusqu'à la fusion totale de celle-ci. 



   La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de faire en sorte qu'aucune interruption de travail ne soit rendue né-- cessaire par le changement d'électrodes, que les portes et déchets d'élec- trodes soient pratiquement inexistants et que l'utilisation de densités de courant élevées soit possible. 



   Ce procédé est caractérisé essentiellement en ce qu'une file d'é- lectrodes placées bout-à-bout est déplacée à une vitesse appropriée corres- pondant aux conditions de soudage et en ce que pendant ce déplacement cha- que électrode est mise en contact avec une pièce conductrice d'alimentation en courant disposée de telle manière que lorsque l'extrémité de l'électrode n'est plus en contact avec cette pièce, le courant de soudage soit conduit uniquement par les surfaces de jonction entre deux électrodes successives et sous l'effet de la densité du courant ces surfaces de jonction s'échauf- fent rapidement jusqu'à formation d'arcs momentanés,

   la première électrode restant immobilisés pendant une fraction de temps très courte jusqu'à ce que l'électrode suivante vienne à nouveau   court-circuiter   l'arc jaillissant entre les extrémités des électrodes tout en assurant une liaison de section suffisante pour permettre la continuité de l'opération de soudage. 



   Ce procédé sera décrit en se référant aux dessins ci-annexés qui représentent, également à titre d'exemple de réalisation non limitatif, des installations conçues en vue de la mise en pratique du procédé. 



   La figure 1 est une vue schématique montrant les éléments essen- tiels d'une installation conçue d'après l'invention. 



   Les figures 2, 3 et 4 montrent également d'une manière schémati- que,comment les électrodes peuvent être modifiées en vue de l'application du procédé. 



   Les figures 5 et 6 sont relatives à des variantes de réalisation de l'installation. 



   Sur la figure 1 des dessins ci-joints, on a représenté en la une pièce à souder et en A, B et C les différentes électrodes placées les unes à la suite des autres. 



   L'appareillage comprend dans un bâti isolant 2 un manchon élasti- que 3 maintenu dans un position fixe par rapport à son axe longitudinal et isolé électriquement vis-à-vis des autres éléments de l'appareillage ; sa fonction est de guider et de freiner les électrodes afin d'empêcher leur chute libre sous la poussée exercée par un dispositif propulseur constitué par exemple par un jeu de galets d'entraînement 4 et d'assurer le contact entre les extrémités des électrodes. 



   Une pièce conductrice de contact 5 est en liaison par un fil 6 avec une source S de courant elle-même en liaison par un fil 7 avec la piè- 

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 co Cette pièce 5 isolée électriquement par rapport aux autres éléments de l'installation sert à transférer le courant de soudage aux électrodeso 
La source S peut être à courant continu ou alternatif. 



   Des galets de roulement 8 en un matériau isolant soumis à l'action de ressorts 9 assurent la mise en contact entre les électrodes et la pièce 5. 



   Une gaine 10 assure le guidage axial des électrodes propulsées par le dispositif 4 à une vitesse appropriée aux nécessités du soudage. 



   Le fonctionnement est le-suivant : 
Lorsque l'arc de soudage est amorcé entre la pièce 1 et   l'extrémi-   té a de l'électrode A, le dispositif de propulsion 4 entre en action et pro- voque le déplacement des électrodes à une vitesse appropriée aux conditions de soudage afin de compenser l'usure de l'électrode A. 



   Lorsque l'extrémité d'une électrode, par exemple celle de l'élec- trode A n'est plus en contact avec la pièce 5, le courant de soudage est amené à cette électrode A, uniquement par l'intermédiaire de l'électrode suivante èt à travers les points de jonction   al   et b de deux électrodes successives. 



   Sous l'effet de la densité de courant, les points de contact   al,   b s'échauffent rapidement par l'effet Joule jusqu'à - formation d'arcs mo- mentanés ; à ce moment, l'électrode A reste immobilisée pendant une frac- tion de temps très courte jusqu'à ce que l'électrode B vienne à nouveau court-circuiter l'arc jaillissant entre les éxtrémités   al-b   tout en assurant une liaison de section suffisante pour permettre la continuité de l'opéra- tion de soudage. 



   On peut également prévoir l'exécution du raboutissage successif des électrodes à l'aide d'une source S1 de courant continu ou alternatif in- dépendant de la source du circuit de soudage S, cette source d'énergie étant branchée entre le contact auxiliaire   51   et le contact 5, le courant de sou- dage des électrodes étant appliqué périodiquement par des moyens appropri- és lors de chaque passage des jonctions d'électrodes entre les contacts 5 et   51.   



   Les électrodes utilisés pourront être nues ou enrobées de formes et de dimensions extérieures telles qu'elles puissent être propulsées à la -suite- les unes des autres et éventuellement dans une gaine flexible tout en conservant à la torche la maniabilité requise pour les opérations de sou- dage manuel. 



   La distance D (fig. 1) entre le contact d'amenée de l'énergie élec- trique 5 et l'extrémité de l'électrode en cours de fusion sera aussi faible que possible pour permettre l'utilisation de densités de courant élevées. 



   Les électrodes (fig. 2) auront une âme métallique de forme et de section appropriées aux différentes densités de courant de soudage nécessai- res aux travaux à réaliser. 



   Les extrémités de l'âme des électrodes peuvent subir une opération de formage en'vue d'assurer leur centrage longitudinal et d'obtenir une surface de contact (référence 24) conformée pour provoquer le soudage entre électrodes pendant le temps de transfert entre le contact d'amenée 5 et le manchon élastique de guidage 3 sous les densités de courant de soudage mini- mum et maximum en fonction de la section minima de l'âme conductrice et du comportement opérationnel de l'électrode. 



   Afin de¯permettre l'utilisation de densités de courant de soudage 

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 élevées, les électrodes seront d'une longueur aussi faible que possible. 



   Suivant les nécessités   électrométallurgiques,   l'enrobage pourra être d'un diamètre maximum supérieur ou inférieur aux diamètres des extré- mités formées ; il pourra être réalisé avec des éléments isolants ou encore rendus conducteurs par adjonction d'une poudre métallique. 



   L'enrobage des électrodes conventionnelles pour le soudage à l'arc électrique est généralement cylindrique ou concentrique à l'âme métallique ; toutefois, on pourrait lui donner à dessein une section ovale (référence 
121 fig. 3) ou toute autre section mieux appropriée à certaines opérations de soudage à l'arc. 



   Cette modification de la section pourrait aussi être envisagée pour faciliter la tâche de l'opérateur par exemple en lui permettant de laisser reposer l'électrode sur la pièce et en automatisant ainsi la constance de la longueur d'arc. 



   Lorsque l'enrobage est insuffisamment conducteur, une rainure 14 (fig. 4) peut être ménagée dans celui-ci jusqu'à l'âme 13 de l'électrode afin d'assurer le contactage entre l'âme 13 et la pièce de contactage 5. 



   Dans ce cas, un dispositif de guidage (par exemple un fil 15 fig.4) peut être prévu pour assurer le positionnement de la rainure 14 par rapport à la pièce de contactage 5 ; ce guide est fixé d'une part à proximité immé- diate de la pièce de contactage 5 et d'autre part au dispositif d'entraîne- ment en passant à travers la gaine flexible 10. 



   Un ruban de matière fibreuse, ou une pâte appropriée, peut être utilisé pour combler la rainure au fur et à mesure de la propulsion et après le passage de l'électrode sur le contact 5. 



   Comme le montrent les figures 5 et 6, deux ou plusieurs dispositifs du genre représenté par la figure 1 peuvent être utilisés simultanément afin de réaliser simultanément un joint ou alimenter simultanément un bain de fusion. 



   Dans la réalisation suivant cette figure   5,   la pièce de contactage présente la forme d'un manchon 16 muni de nervures radiales 17 solidaires d'un noyau longitudinal' 18 dont sont solidaires entre des nervures successi- ves des saillies 19 avec lesquelles viennent en contact les électrodes A soumises à l'action de galets 81fixés sur des axes 20 soumis à l'action de ressorts   91.   



   Plusieurs dispositifs tels que ceux de la figure 1 peuvent être ré- unis sous forme d'une tête de soudage unique destinée à alimenter simultané- ment un ou plusieurs bains de fusion. 



   L'alimentation en énergie électrique peut avoir lieu soit en série à partir d'une même source de courant monophasé ou par deux sources monopha- sées indépendantes de courant de soudage soit en parallèle sur une source de courant monophasé. 



   Dans le dispositif (figure 6) on fait usage d'une pièce de contac- tage   5   permettant l'alimentation électrique simultanée de deux files d'élec- trodes soumises à l'action de galets 82 dont les axes 22 sont soumis à l'ac- tion des ressorts 92. 



   Les deux files d'électrodes se déplacent simultanément et conver- gent .vers un point de rencontre situé à l'extérieur du dispositif de maniè- re à ne présenter à l'endroit où l'arc sera amorcé qu'une seule extrémité de forme ovale formée par les deux électrodes. 



   Une tête de soudage comportant deux ou trois dispositifs élémentai- res indépendants peut être alimentée par une source de courant de soudage

Claims

triphasé.

REVENDICATIONS. la- Procédé en vue d'effectuer d'une manière continue des opéra- tions de soudage à l'arc électrique caractérisé en ce qu'une file d'électro- des placées bout-à-bout est déplacé à une vitesse appropriée correspondant aux conditions de soudage et en ce que pendant ce déplacement chaque électro- de est mise en contact avec une pièce conductrice (5) d'alimentation en cou- rant disposée de telle manière que lorsque l'extrémité de l'électrode n'est plus en contact avec cette pièce, le courant de soudage soit conduit unique- ment par les surfaces de jonction entre deux électrodes successives et sous l'effet de la densité du courant ces surfaces de jonction s'échauffent rapi- dement jusqu'à formation d'arcs momentanés,

la première électrode restant immobilisée pendant une fraction de temps très courte jusqu'à ce que l'élec- trode suivante vienne à nouveau court-circuiter l'arc jaillissant entre les extrémités des électrodes tout en assurant une liaison de section suffisante pour permettre la continuité de l'opération de soudage.

20- Installation pour la mise en pratique du procédé suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'elle comprend un manchon élastique (3) maintenu dans une position fixe par rapport à son axe longitudinal et isolé électriquement vis-à-vis des autres éléments de l'appareillage, sa fonction étant de guider et de freiner les électrodes afin d'empêcher leur chute libre sous la poussée exercée par un dispositif propulseur et d'assurer le contact entre les extrémités des électrodes.

30- Installation pour la mise en pratique du procédé suivant la revendication 1, caractérisée en c qu'elle comprend une pièce de contacta- ge (5) d'alimentation en courant située à proximité de l'extrémité de l'élec- trode alimentant l'arc et en ce que, des moyens sont prévus (tels que galets soumis à l'action de ressorts) pour assurer le contact entre les électrodes et la pièce de contactage.

4.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la pièce de contactage (5) est en liaison avec la source de courant de soudage.

5.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une pièce de contactage (5) d'alimentation en courant de soudage à l'arc et une pièce de contactage auxiliaire (51) qui est reliée en même temps que la pièce de contactage (5) à une source de courant auxiliai- re intervenant pour l'opération de raboutissage qui a lieu durant le passage des extrémités des électrodes entre ces deux pièces (5 et 5) 6.- Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la pièce de contactage (51) est en liaison avec une source de courant auxi- liaire (si).

7.- Procédé suivant la revendicationl, caractérisé en ce que les extrémités de l'âme des électrodes subissent une opération de formage en vue d'assurer leur centrage longitudinal et d'obtenir une surface de contact conformée pour provoquer le soudage entre électrodes pendant le temps d'immo- bilisation de la première électrode sous les densités de courant de soudage minimum et maximum en fonction de la section minima de l'âme conductrice et du comportement opérationnel de l'électrode.

8. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance (D) entre le contact d'amenée de l'énergie et l'éxtrémité de l'élec- trode en fusion sera aussi faible que possible afin de permettre l'utilisa- tion de densités de courant élevées.

9.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les <Desc/Clms Page number 5> extrémités de l'âme des électrodes peuvent subir une opération, de formage en vue d'assurer leur centrage longitudinal et d'obtenir une surface de contact conformée pour provoquer le soudage entre électrodes endéans le temps requis.

10.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la section de l'électrode peut être modifiée afin de tenir compte des nécessi- tés électrométallurgiques et en ce que par exemple l'électrode peut récevoir une forme ovale permettant de laisser déposer l'électrode sur la pièce. llo- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rainure peut être ménagée dans l'enrobage de l'électrode et s'étendre jusqu'à l'âme afin d'assurer le contactage avec la pièce (5) d'amenée du courant en ce qu'un moyen de guidage (fil, par exemple) peut être prévu pour assurer le positionnement de la rainure (14) par rapport à la pièce de contaotage.

12.- Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que deux ou plusieurs dispositifs peuvent être utilisés simultanément et peuvent être conçus de manière à réaliser une tête de soudage.

130- Des installations de soudage continu en substance telles que décrites et telles que représentées par les dessins annexés (fig. 1, 5, 6).

14.- Des électrodes de soudure modifiées quant à leurs dimensions et leur conformation en substance comme décrit et aussi comme représenté aux figures 2, 3 et 4.