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La présente invention a trait à un appareil d'érosion par arc électrique. Dans ce procédé, un arc électrique est établi en- tre une électrode non consumable, par exemple une électrode de tungstène, et une pièce d'oeuvre, tandis que l'électrode, l'arc et le métal coupé sont protégés par une atmosphère qui peut con- sister en un gaz inerte ou en un mélange de gaz inerte et réduc- teur, selon la nature du métal coupé.
Etant donné l'extension de l'emploi de l'érosion par l'arc électrique en tant que moyen de coupe à grande vitesse des -métaux, la construction d'un assemolage de tête convenaole desti-
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née à ce procédé a une grande importance. Du fait de la nature du procédé de coupe, les assemblages de tête employés pour le soudage à l'arc électrique, en faisant usage d'électrodes non consumables, ne conviennent pas par suite de la chaleur intense et de la nature corrosive des fumées produites penaant la mise en oeuvre du procédé.
Selon la présente invention, un assemblage de tête.de coupeuse par érosion par arc électrique comprend un bottier ayant un bec protecteur remplaçable, fait d'une matière réfractaire résistant à l'érosion, délimitant un passage autour d'une élec- trode non consumable supportée dans le boîtier de manière que son bout s'engage dans ledit bec, ou passe par ce dernier, des raccords destinés à fournir un gaz protecteur au boïfier de ma- nière qu'il s'écoule autour de l'électrode, une électrode secon- daire, destinée à soumettre le gaz protecteur à l'ionisation avant qu'il ne quitte ledit bec, et des raccords destinés à ali- menter les électrodes non consumable et secondaire en courant électrique.
Le bec protecteur est fait d'une matière réfractaire et résistant à l'érosion, telle, par exemple, que le carbone ou le carborundum ou de tout métal ou de toute matière céramique conve. nable; ou encore, il peut avoir une construction composée de cé- ramique et de métal . L'électrode non consumable est agencée de manière à s'engager dans ledit bac et le bout de l'électrode peut s'étendre au-delà de l'extrémité du bec. Comme le bec de l'élec- trode devient extrêmement chaud pendant le fonctionnement, l'élec- trode est supportée à quelque distance de son bout par un organe de support apte à résister à la haute température.
De préférence, l'organe de support comporte un passage ou des pores par les - quelles le gaz protecteur peut passer, de manière à s'écouler au- tour de l'électrode pour pénétrer dans le bec protecteur.
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Une construction d'assemblage de tête pour coupeuse par érosion par arc électrique va maintenant être décrite à titre d'exemple en se référant aux deux figures des dessins annexés.
La figure 1 représente une seccion de l'assemblage, prise le long de l'axe de l'électrode.
La figure 2 représente un schéma des circuits des raccord de la coupeuse.
Il est maintenant fait référence à la figure 1 des des- sins ; l'assemblage de tête consiste en un bottier tubulaire ayant, à son extrémité destinée à se disposer, pendant le fonc- tionnement du dispositif, près de la pièce d'oeuvre, un bec annu- laire 1, fait principalement de cuivre, comportant un passage périphérique à fluide de refroidissement 2, communiquant avec les conduits d'entrée et de sortie 3 et 4. Le bec comprend une pièce rapportée de bec remplaçable 5 d'électrographite, ayant un alésage 6, coaxial à l'assemblage.
Cet alésage a une section lé- gèrement plus grande que le bout de l'électrode non consummable
7, qui est montée coaxialement à l'assemblage En tant que va- riante de l'emploie d'une pièce rapportée de bec remplaçable 5, cette partie peut être d'une pièce avec le bec annulaire 1.
Le bec 1 est monté par des filets de vis sur un organe de corps 8 qui est pareillement monté sur une monture 9 qui per- met de fixer l'assemblage sur le corps isolant 10 d'une tête de soudure ordinaire employée pour la soudure à arc à protection de gaz inerte, par une électrode non consumable. La partie supérieu- re de la monture comprend une bague fendué 9a qui est agencée pour être bloquée sur le corps 10 par un boulon (non représenté) qui passe par des trous 9b de la bague fendue. Une bague est utilisée pour empêcher la pénétration de l'eau de refroidissement dans le bottier. Il faut observer que les intérieurs de l'organe de corps 8 et du bec 1 ont une section convergente dans la direc- tion du bec, pour diriger le gaz protecteur vers l'alésage 6 sans turbulence.
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L'électrode 7 est montée coaxialement dans le boîtier par un organe de support 11, agencé pour être porté par le corps 10.
Cet organe de support 11 comporte des passages 12 ou des pores par lesquels le gaz protecteur peut s'écouler vers l'intérieur du bottier et autour de l'électrode 7, et il peut être fait d'un oxyde ou d'oxydes d'alluminium, de zirconium, de sillicium ou de magnésium. Si l'organe de support 11 est d'une matière con- venable, le courant électrique destiné à l'électrode 7 peut être amené à l'électrode par cet organe. Dans une variante, des rac- cords électriques ordinaires, disposés dans le corps 10, peuvent être utilisés pour amener.le courant électrique à l'électrode 7.
Ces raccords électriques peuvent permettre un déplacement de réglage axial de l'électrode 7, en vue de la régler initialement et pour compenser l'usure de l'électrode en service, qui peut se produire pendant un travail intensif, bien que l'électrode fût sensiblement non consumable.
Il faut observer que, dans la construction représentée figure 1, le bout de l'électrode 7 est disposé dans l'alésage 6 de la pièce rapportée de bec 5. Un passage annulaire destiné à l'écoulement du gaz protecteur autour de l'électrode est ainsi formé dans le bec 1 et sa pièce rapportée 5. En fonctionnement, un arc électrique s'établit entre le bout de l'électrode 7 et une pièce d'oeuvre 14 (voir figure 2) par l'alésage 6, et le gaz protecteur s'écoule depuis le passage annulaire autour de l'élec- trode, à grande vitesse, par l'alésage, vers la pièce d'oeuvre.
Pour ioniser le gaz protecteur, on établit une décharge électrique entre l'électrode 7 et une électrode secondaire. Dans le présent assemblage, le bec 1 et la pièce ra.pportée de bec 5 servent d'électrode secondaire, un courant électrique à haute fréquence étant fourni au bec 1 par le conduit 4 qui est fait de matière conductrice électrique ou comporte un conducteur. Dans
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certaines applications, le courant électrique de haute fréquence peut être interrompu après l'établissement de l'arc de coupe.
La figure 2 montre la manière dont le courant électrique est pris à une source de courant continu 13 et alimente un arn électrique établi entre l'électrode 7 et une pièce d'oeuvre 14, un courant de haute fréquence, provenant d'une source 15, tel qu'un oscillateur du type à intervalle disruptif, étant amené à un arc pilote établi entre l'électrode 7 et le bec 1. Une résis- tance 16 est nécessaire dans le circuit de l'arc pilote. La va- leur optimum pour la partie de cette résistance, connectée entre le bec 1 et la pièce d'oeuvre 14, varie selon le gaz protecteur employé ; pour l'argon, la valeur est d'environ 15 ohms, pour l'azote, elle est d'environ 3 ohms.
En employant un assemblage de tête comme celui qui est décrit ci-dessus, avec le courant continu, il a été trouvé pos- sible de couper des tôles métalliques dans les conditions décri- tes dans les exemples qui suivent': EXEMPLE 1
Une tôle d'aluminium d'un demi pouce fut coupée à la vi..
-fesse de 80 à 100 pouces par minuet en faisant usage d'un courant de 250 à 350 ampères dans un courant gazeux consistant en argon apporté avec un débit de 50 à 60 pieds cubes par minute et en hydrogène apporté avec un débit de 40 à 50 pieds cubes par minu- tes. Une tension de 50 à 70 volts fut établie dans l'arc, et une électrode d'un diamètre de 1/8 de pouce fut employée.
EXEMPLE 2
A l'aide du même appareil, on coupa une tôle d'acier ino- xydable de 3/8 de pouce à une vitesse de 55 pouces par minute, en faisant usage d'un courant d'environ 350 ampères. Le mélange gazeux, dans ce cas, consistait en azote apporté avec un débit de 80 pieds cubes par minute, et en hydrogène apporté avec un dé-
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bit de 40 à 50 pieds cubes par minute.
Au lieu du courant continu, on peut employer le courant alternatif à une fréquence telle que 50 ou 60 cycles par seconde ou le courant continu pulsé ou le courant alternatif à une fré- quence relativement élevée, par exemple quelques 100 ou 1000 cy- cles par seconde, co à haute fréquence.
Dans certains cas, il peut être désiraole d'isoler l'élec trode secondaire du restant du boîtier.
REVENDICATIONS
1. Assemblage de tête pour coupeuse par érosion par arc é/lectrique, comprenant un boîtier ayant un bec gprot teur rem- plaçable, fait d'une matière réfractaire résistant à l'érosion, délimitant un passage autour d'une électrode non consumaole sup- portée dans le boîtier de manière que son bout s'engage dans le- dit bec, ou passe par ce derier, des raccords destinés à fournir un gaz protecteur de manière qu'il s'écoule autour de l'électro- de et par le passage, une électrode secondaire, destinée à sou- mettre le gaz protecteur à l'ionisation avant qu'il ne quitte ledit bec, et des raccords destinés à alimenter les électrodes non consumable et secondaire en courant électrique.