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La présente invention concerne un appareil de soudage à l'arc, et plus particulièrement un ajutage d'électrode refroi- di à l'eau et destiné au soudage à l'arc en atmosphère gazeuse.
Dans le soudage à l'arc en atmosphère gazeuse, un courant annulaire d'un gaz est envoyé à l'arc coaxialement à l'électrode de soudage par un ajutage de soudage, en vue d'em- pêcher la contamination de la soudure. Du fait que l'ajutage est maintenu au voisinage étroit de la soudure, on le refroidit
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normalement avec de l'eau pour empêcher la chaleur de l'arc de l'endommager ainsi que pour réduire une adhérence des éclabous- sures de 'la soudure.
Dans le soudage manuel, l'ouvrier tient un pistolet de soudage comportant l'ajutage de soudage, et il manie le pis- tolet de manière à disposer l'électrode le long de la ligne de soudure. Il faut donc que le pistolet soit léger, qu'on puisse le manier facilement et qu'il ait, de préférence, la forme d'un crayon, de manière à assurer une visibilité maximum de la soudu- re à l'ouvrier.
La tête ou pistolet de soudage, conforme à la présen- te invention, comporte dans son ensemble une chemise annulaire d'eau supportée coaxialement avec un tube en contact avec l'élec- trode, à partir d'un boîtier et d'un support isolants. Un bec rem plaçable d'ajutage est fixé, en relation d'échange de chaleur, à l'obturateur terminal avant de la chemise.d'eau servant à refroi- dir le bec d'ajutage. Un manchon tubulaire isolant est disposé entre la chemise d'eau et le tube de contact en vue d'empêcher des décharges d'étincelles entre la chemise et le tube, ce qui percerait la chemise d'eau. On retient le manchon dans le pisto- let, de préférence en le bloquant entraxe bec de l'ajutage et une surface intérieure du pistolet.
Les connexions électriques nécessaires et les raccords nécessaires pour l'eau et le gaz sont tous disposés dans le boîtier de manière à être électriquement isolés de l'ouvrier.
On a conçu dans la présente invention un pistolet de soudage robuste, peu coûteux, dont la légèreté facilite le manie- ment et qui comporte un ajutage à refroidissement et à gaz ayant la forme d'un crayon en vue d'assurer une bonne visibilité de 1' arc.
Sur le dessin annexé, qui illustre le meilleur mode de réalisation actuellement envisagé pour la mise en oeuvre de l'invention :
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La figure 1 est une vue en élévation latérale du pistolet de soudage.
La figure 2 est une vue en élévation latérale à plus grande échelle et en coupe partielle.
La figure 3 est une coupe verticale faite par 3-3 de la figure 2..
La figure 4, est une coupe fragmentaire agrandie, faite par 4-4 de la figure 3.
La figure 5 est une coupe'faite par 5-5 de la figure 4.
La figure 6 est une coupe faite par.6-6 de la figure 4.
En examinant le dessin, et particulièrement les figu- res 1 et 2, on voit que le pistolet représenté comprend un bot- tier isolant. 1, muni d'un ensemble 2 d'ajutage pour le gaz pro- tecteur, qui s'étend à partir de l'extrémité avant du bottier, et d'un tube flexible d'entrée 3 fixé à l'extrémité arrière du bottier. Le tube 3 est fixé en alignement avec 1' .ajutage en vue de constituer un passage de guidage pour une électrode 4 qui est amenée d'une source éloignée (non représentée) à tra- vers le pistolet,jusqu'à un arc (non illustré).
Un conduit d'amenée d'eau 5, un conduit 6 de sortie d'eau et d'amenée de courant, un conduit de gaz 7 et un câble de commande 8 s'éten- dent dans le bottier 1 au voisinage du tube flexible 3 et sont reliés à l'ajutage 2 de manière à enfermer compléement dans le bottier 1 les diverses connexions des éléments constitutifs pé- nétrant dans le boîtier.
Le boîtier 1 est une pièce moulée en une matière non conductrice et il comprend un corps rectangulaire creux 9 et une poignée creuse 10 orientée vers le bas, analogue à la crosse d'un pistolet de tir. Comme on le voit.sur les figures 1 à 3, le boîtier 1 est divisé verticalement en deux moitiés similaires
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correspondantes, qui sont maintenues ensemble par plusieurs pe- tites vis transversales 11 munies d'écrous 12 et disposées sur le bord extérieur du boîtier. La paroi avant 13 du boïtier 1 est relativement haute, et elle comporte une ouverture cylin- drique qui est partiellement obturée par un rebord 14 et dans laquelle une partie agrandie de l'ensemble d'ajutage 2 est dis- posée, de manière que l'ensemble 2 soit supporté sur le boîtier
1.
En examinant particulièrement les figures 2 et 4, on voit que l'ensemble d'ajutage 2 comprend un bloc terminal métal- lique ou bloc de support 15, qui est disposé dans l'ouverture de la paroi avant 13 et qui est percé à sa partie centrale pour re-- cevoir un tube de contact 16 en cuivre'ou en une autre matière conductrice appropriée. Une vis de blocage 17, vissée dans un alésage latéral taraudé approprié du bloc 15,porte contre le tube 16 afin de l'immobiliser parfaitement. Un alésage 18, qui est pratiqué dans la paroi supérieure du boîtier 1 et qui est aligné avec la vis de blocage, permet de remplacer le tube de. contact 16 sans qu'on ait à séparer les deux moitiés du bottier 1.
Un guide 19, prévour le fil de soudure et fait d'un métal ri- gide, est fixé dans un évidement ménagé dans la partie arrière du bloc de support 15, ce guide étant aligné dans le sens longi- tudinal avec le tube de contact 16 et stétendant vers l'arrière jusqu'à unbossage cylindrique percé 20, ménagé dans le boîtier et dans lequel un raccod 21 supporte l'extrémité du tube d'entrée 3 de l'électrode.
Le guide 19 du fil de soudure est fixé à demeure dans le bossage 20 au moyen d'un rebord annulaire 22 ménagé sur l'extrémité du guide 19 et logé dans un évidement annulaire cor- respondant pratiqué dans l'extrémité avant du bossage, grâce à quoi le guide 19 empêche ainsi l'ensemble d'ajutage 2 de se dé- placer longitudinalement dans le boîtier 1. L'extrémité ayant du guide 19 du fil de soudure, qui est fixée au bloc 15. est évidée en
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vue de recevoir l'extrémité intérieure du tube de contact 16 et constitue une butée de mise en position servant à mettre le tube 16 en position dans le bloc 15.
Un obturateur annulaire terminal 23, ayant le même diamètre que le bloc 15, est disposé dans l'ouverture de la pa- roi avant 13 et bute contre le rebord 14' L'obturateur 23 est fixé au bloc de support 15, coaxialement au tube de contact 16 et à quelque distance de celui-ci, au moyen de quatre vis 24 ré- parties à.des distances égales sur une circonférence, comme il- lustré sur les figures 2 et 3. Les vis 24 traversent le bloc 15 et sont vissées dans des ouvertures convenablement taraudées usinées dans.l'obturateur terminal 23.
Une pièce isolante 25 ayant la forme d'un disque, faite de "Nylon" ou d'une autre ma- tière appropriée, est placée entre l'obturateur terminal 23 et le bloc 15, et une pièce isolante 26 en forme de cuvette, qui comporte un prolongement tubulaire'27,,sépare la vis de blocage 24 du bloc de support, de manière à isler électriquement l'obtu- rateur terminal 23 du bloc de support 15.
En examinant particulièrement les figures 2 et 4, on voit que l'extrémité avant de l'obturateur 23 est évidée, de ma- nière à constituer une surace annulaire intérieure 28 alignée avec l'ouverture délimitée par le rebord 14 ménagé dans le boi- tier 1. Un tube 29'est fixé par une extrémité à la surface annu- laire 28, et il s'étend vers l'extérieur en traversant l'ouvertu- re ménagée dans le bottier 1.
Un second tube 30, qui est fixé dans un évidement pratiqué dans la surface axiale intérieure extrême de l'obturateur annulaire 23, s'étend vers l'extérieur, coaxialement au tube 29 en traversant l'ouverture, de manière à former une chambre annulaire 31 de refroidissement par eau entre le tube 29 et le tube 30 dont les extrémités avant sont réunies par un obturateur annulaire 32.
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L'eau est introduite dans la chambre 31 par un passa- ge d'admission 33 clairement représenté sur la figure 4, et elle sort de la chambre par un passage de sortie 34,clairement illus- tré sur la figure 2. Les passages 33 et 34 sont constitués par des alésages longitudinaux alignés, qui sont circonférentielle- ment espacés l'un de l'autre de 90 dans le bloc.terminal 15, l'obturateur terminal 23 et le disque isolant de séparation 25 en "Nylon". Des joints d'étanchéité convenablement percés 35 et 36 sont disposés de part et d'autre du disque de séparation 25 pour empêcher le liquide de fuir quand les vis 24 sont dévissées.
Des tubes 37 et 38, ayant sensiblement la forme d'un S, sont fixés dans les extrémités arrière des passages respectifs 33 et 34/du bloc 15 et s'étendent versl'arriérew et vers le bas. Des raccords filetés 39 et 40 relient de manière libérable le conduit d'amenée d'eau 5 et le conduit de sortie d'eau 6 aux tubes respec.. tifs 37 et 38 s'étendant dans une. chambre 41 à évidements qui est ménagée-dans le boîtier 1, immédiatement en dessous et en avant du bossage 20. Les conduits 5 et 6 pénètrent dans la cham- bre 41 par une ouverture 42 prévue à l'arrière du bottier 1.
L'eau introduite par le conduit d'entrée d'eau 5 parvient par le tube 37 et le passage 33 dans la chambre d'eau 31, et sort ensuite par le passage de sortie 34, le tube 38 et le conduit 6.
En circulant dans la chambre 31, l'eau refroidit un bec massif en cuivre 43 de l'ajutage, qui est vissé dans l'obturateur ter- minal avant 32 et qui est, de ce fait, en relation d'échange de chaleur avec ce dernier. L'obturateur terminal.32 est, de préfé- rence, en cuivre, ou en un autre métal ayant une conduction ther- mique élevée, afin d'assurer un transfert efficace de chaleur à partir du bec d'ajutage 43. La surface de l'obturateur terminal 32 qui se trouve dans les tub . ' et 30 comporte deux évidements annulaires'44 formant des graains et servant à assurer un contact superficiel maximum avec l'eau circulant dans la chambre .
31 et
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à permettre 'un raccordement approprié 45, par filetage, du bec d'ajutage 43 et de l'obturateur 32, en vue de la résistance mécanique.'
Les tubes 29 et'30 s'étendent versl'avant un peu moins que le tube de contact 16, afin que le bec d'ajutage 43 soit disposé légèrement en avant du tube de contact. Un gaz protec- teur approprié 46 est envoyé par le bec d'ajutage'43 de manière à entourer le bout 47 de l'électrode 4 et, de ce fait, l'arc de soudage (non représenté).
Le gaz protecteur 46 s'écoule conti- nuellement par un passage de gaz 48 qui est délimité autour du tube de contact 16 par le tube intérieur 30 de la chambre de refroidissement 31 qui est concentriquement espacé du tube 16: Comme illustré sur la figure 4, le gaz'46 est introduit dans le passage 48 à partir d'un canal 49 ménagé dans le bloc de support 15. Ce canal s'étend vers l'arrière et radialement vers l'exté- rieur à partir du passage de gaz 48 jusqu'à un évidement longi- tudinal ménagé dans la surface arrière du'bloc 15 et dans lequel est fixée une extrémité d'un tube 50 ayant sensiblement la forme d'un S.
Le tube 50 s'étend vers l'arrière et vers le bas, et il se/hermine dans un raccord fileté 51..logé dans la chambre 41 du boîtier 1 et auquel le conduit d'amenée de gaz 7 est fixé de manière libérable. Le conduit de gaz 7 est raccordé à une source (non représentée) d'un gaz protecteur approprié,tel que l'anhy- dride carbonique ou un gaz inerte, en vue de fournir continuelle- ment du gaz protecteur 46 à un arc de soudage.
Un peut voir sur la figure 2 que le courant servant à entretenir l'arc est envoyé à l'électrode 4 par un câble d'ali- mentation 52 fixé dans le conduit de sortie d'eau 6. Ce câble est fixé dans le conduit 6 par une kaaguu bague élastique métallique 53 qui est ajustée étroitement dans le conduit. Un a prévu un prolongement 54, s'étendant vers l'arrière à partir de la bague élastique 53, qui est serti autour de l'extremite du câble 52 afin d'assurer une conexion électrique entre la bague 53 et le câble.
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Un tube métallique 55 est soudé, ou fixé d'une autre manière, dans la partie/avant de la bague élastique 53, et il constitue une partie,du raccord 40 destiné au conduit de sortie d'eau 6.
Par suite, le courant électrique provenant du câble 52 passe par la bague 53 et parvient au raccord 40, d'où il est amené par le tube de sortie 38 au bloc terminal ou de support 15. A partir du bloc 15, le courant passe par le tube de contact 16 qui y est fi- xé, et parvient à l'électrode 4 en vue d'entretenir un arc (non représenté).
Afin que le courant parvienne seulement à l'électrode
4 qui s'étend à tout moment dans le tube de contact 16, on a prévu une fourrure 56 en fibre qui s'étend sur toute la longueur du guide 19 du fil de soudure. Cette fourrure porte contre le tube de contact 16 qui obture partiellement en 57 l'alésage du guide-fil 19. La fourrure 56 s'étend à l'arrire de l'extrémité postériéure du guide-fil 19 et elle estévasée vers l'extérieur comme représenté en 58. L'extrémité évasée de la fourrure'est bloquée en place entre des surfaces chanfreinées correspondan- tes 59 ménagées sur le raccord 21 du tube flexible 3 et la portée ou évidement dans lequel le raccord 21 est disposé.
La partie 58 du guide 19 assure l'isolement/electrique du raccord d'entrée 21 vis-à-vis du guide-fil 19 et, de ce fait, vis-à-vis du bloc terminal 15 et, grâce à cette partie évasée, le courant d'entrée ne peut parvenir qu'à l'électrode 4 qui est au voisinage immé- diat du tube 16.
Pendant le soudage, le tube intérieur 30 de la chemise d'eau est normalement neutre. Toutefois, si l'ajutage 2 rencontre, pendant le soudage, un élément mis à la terre, il se produit une différence de potentiel entre, d'une part, le tube intérieur 30 et, d'autre part,, le tube de contact 16 et l'électrode 4. Cette différence de potentiel tend à créer un arc partant du tube de
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contact 16 et de l'électrode 4 et aboutissant au tube intérieur 30. Si des .éclaboussures de soudure pénètrent dans le passage du gaz et adhèrent soit au tube 30 soit au tube 16, la distance entre ces tubes est raccourcie et un arc peut s'amorcer plus faci- lement.
Une décharge ou une étincelle dis.-ruptive entre ces élé- ments percerait le tube 30. Pour empêcher cette étincelle dis- ruptive, on a prévu un manchon isolant 60 qui entoure étroite- ment la périphérie du tube 30 et y est fixé,. Ce manchon est immo- bilisé entre le bec d'ajutage 43 et le bloc terminal 15 quand le bec est vissé dans l'obturateur terminal'32. Le.manchon isolant 60 protège ainsi la totalité de la longueur du tube intérieur 30 et empêche celui-ci d'être percé. Le manchon est également de préférence tel que les éclaboussures n'y adhèrent pas facilement, ce qui empêche l'accumulation d'éclaboussures qui gêneraient la circulation du gaz et provoqueraient la turbulence de ce dernier.
Le raccord terminal 21, qui'est disposé dans le bos- sage de la paroi arrière, est traversé dans sa partie centrale par un alésage cylindrique comportant un évidement annulaire 61 ménagé dans sa surface extérieure. Cet évidement est aligné avec une ouverture transversale, qui est ménagée dans le bossage 20 et dans laquelle est vissé un boulon ou vis 62 qui bloque, de mainérelibérale, le raccord 21 dans le bossagè. Pour remplacer l'électrode 4, par une autre dont le diamètre ne lui permet pas de passer par le tube flexible 3, on libère le raccord 21 et l'on met en place un tube de guidage approprié 3 pour l'électro- de. On change également le tube de contact 16 de manière corres- pondante.
Pour faciliter le maintien de l'appareil de soudage à une distance constante entre l'électrode et la pièce à souder (non représentée) 'et, de ce fait, le maintien d'une longueur d'arc constante, on a fixé, dans la paroi avant 13 du boîtier 1,
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une tige de guidage 63 qui s'étend vers l'avant parallèlement à l'ensemble d'ajutage 2. Comme représenté sur/la figure 2, la tige
63 coulisse dans un alésage approprié ménagé dans la paroi avant
13, et elle est immobilisée de manière réglable par une petite vis transversale 64, qui traverse un alésage latéral ménagé dans la paroi et porte contre la tige 63 afin de l'immobiliser.
Une pièce métallique rapportée 65, fixée par exemple par emmanchement à force dans l'alésage latéral,comporte une ouverture/alignée avee l'alésage.recevant la tige,et un trou taraudée qui est perpendicu laire à l'alésage recevant la tige et qui est aligné avec l'alésa- ge de la vis ménagé dans la paroi avant en vue-de recevoir la vis 64. Un bouton moleté 66, illustré sur la.figure 1, permet de faire tourner à la main la vis 64 pour régler la tige 63.
La main de l'ouvrier est protégée de la chaleur inten- se de l'arc par un écran métallique 67 en forme d'L, qui est fixé à la partie inférieure de la crosse 10, par.exemple par une vis de réglage 68, et qui coulisse sur la tige 63'au voisinage immé- diat de l'extrémité avant du boîtier.
Une gâchette de commande 69, articulée dans un évide- ment ménagé dans la crosse 10 du pistolet, peut être actionnée à la main par l'ouvrier, et elle est reliée au câble de commande 8 qui s'étend vers l'extérieur en traversant l'arrière du boîtier 1.
Le câble de commande 8 est relié à des dispositifs d'actionne- ment (non représentés) en vue de déclencher simultanément l'en- voi du gaz, l'envoi de l'eau et la fermeture du circuit élec- trique de l'électrode 4.
On voit qu'on a conçu dans la présente invention un pistolet de soudage léger et facilexxxxxxxx à manier, qui est destin au soudage à l'arc en atmosphère gazeuse et qui comporte un sys- tème simple de refroidissement à l'eau.
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