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La présente invention est relative à un pistolet pour le soudage semi-automatique à l'arc électrique avec une électrode continue pleine ou com- posite présentant une surface extérieure métallique, comprenant un tube métalli- que fusible qui amène le courant de soudage à l'électrode qui le traverse.
On connaît des pistolets de ce genre dans lesquels le tube amenant le courant-à l'électrode qui y passe d'une façon continue est un tube en cuivre dont la détérioration sous l'effet de la chaleur rayonnée par l'arc et de celle résultant, du passage du 'courant électrique intense nécessaire au soudage est empêchée par la circulation intérieure d'un fluide refroidisseur, généralement de 1'eau: On constate;, quand on emploie un pistolet de ce genre, que des projec- tions de'métal provenant du bain de soudure se figent sur l'extrémité refroidie du tube et l'entourent rapidement d'une croûte épaisse.
Dans le cas du soudage semi-automatique sous atmosphère de gaz de protection le bout du tube d'où l'électrode sort est entouré d'une tuyère à gaz. Lorsque la croûte de projections devient importante, le passage du gaz se rétrécit et devient insuffisante Le soudeur doit alors interrompre son travail pour nettoyer;, ou remplacer le tube d'amenée du courant.
On connaît également des machines pour le soudage automatique dans lesquelles l'électrode est poussée d'une façon continue par des organes fai- sant partie de la tête de la machinequi lui amènent en même temps le courant de soudage à travers un manchon à base de matières formant, par leur réaction, une atmosphère gazeuse protectrice ou un laitier protecteur sur le bain de soudure, l'épaisseur de ce manchon étant suffisante pour que la vitesse de décomposition de son extrémité voisine de l'arc, sous l'effet de la chaleur rayonnée par celui- ci soit sensiblement inférieure à la vitesse de fusion de l'électrode continue.
Ce manchon est monté de manière amovible sur un support que l'on peut déplacer par rapport à la tête de la machine;, parallèlement à l'axe de l'électrode, afin de maintenir à peu près constante la distance entre les pièces à souder et ledit manchon malgrè le raccourcissement de celui-ci.,Ces manchons sont consti- tués principalement de carbone et peuvent contenir des matières formant laitier.
Le carbone a pour destination principale la formation, au contact de l'air, d' oxyde de carbone agissant comme gaz protecteur. Accessoirement, le carbone donne au manchon une certaine conductibilité électrique qui permet éventuellement de faire passer un courant de chauffage alimentant un arc auxiliaire destiné à ré- gulariser la décomposition du manchono
Lorsque l'on utilise les pistolets de ce type, l'alimentation de l'électrode doit avoir,lieu par des organes de contact situés en amont du man- chon, à une grande distance de l'arc électrique. Si le courant de soudage est intense;, il en résulte un chauffage, par effet Joule, du fil électrode avant son arrivée dans l'arc.
La pratique a montré que;, dans ces conditions, la fusion du fil se fait à grosses gouttes, et que l'arc de soudure n'a qu'une très faible pénétra- tion dans les pièces à souder. C'est pourquoi ces pistolets ne peuvent être utilisés qu'avec des courants de soudure peu importants.
D'autre part;, l'emploi d'un arc auxiliaire sur le manchon en carbone entraîne une carburation du métal de soudage et nuit aux propriétés mécaniques du jointe
La présente invention a comme objet un pistolet pour le soudage semi-automatique grâce auquel les pertes de métal par projections sont subs- tanciellement moindres et moins nuisibles que dans le cas où on emploie un pistolet à tube d'amenée de courant qui est refroidi pour empêcher sa détériora- tion et permettant l'emploi de courants beaucoup plus intenses que les pistolets à manchon consumable en carbone. Ce pistolet présente en outre l'avantage de ne pas nuire à la qualité du métal déposé.
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Le pistolet suivant l'invention est caractérisé en ce que le tube
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métallique d'amenée du courant ;"dé coucLage .; ,'à" 1! 'élèbt1\ode.\)(l.e continue est un tube amovible non refroidi, du même métal que celui de l'électrode, qui présente une épaisseur minimum de deux millimètres et qui est recouvert d'un enrobage, principalement constitué de matières minérales, convenant pour la forma-
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tion d'un laitier .liq u-ïèe- c,a,pà)J.e .#j;rotégèr le Dain ce métal liquide constitué pendant le soudage.
Ce tube non refroidi fond lentement à son extrémité sous l'effet de la chaleur rayonnée par l'arc.
L'emploi d'un tube-d'amenée de courant épais a comme effet d'éloigner de l'arc l'extrémité de l'enrobage voisine de cet arc, et de provoquer à ladite extrémité, la formation d'un calice plus volumineux que le léger cratère obtenu avec les manchons combustibles des machines pour le soudage automatique. La for- te épaisseur du tube damenée,de courant évite aussi un échauffement important par effet Joule dû à l'intense courant de soudage, ce qui contribue au maintien d'un profond calice. En outre, l'utilisation, pour ce tube fusible, du même métal que celui de l'électrode continue dont il doit assurer l'alimentation et guider les déplacements latéraux contribue à augmenter la vitesse de dépôt du bain de soudure.
Les projections de métal qui sont en grande partie captées par la paroi du profond calice retombent dans le bain de soudage pendant la fusion de l'enrobage de sorte que l'extrémité du pistolet où l'arc jaillit ne doit pas être nettoyée et que la plus grande partie du métal perdu par projection est récupéré.
De préférence,, l'épaisseur de la paroi métallique du tube susdit est supérieure aux six dixièmes du diamètre intérieur de ce tube.
L'invention a également comme objet un procédé de soudage sem-auto- matique à l'arc électrique avec pistolet guidant une électrode continue pleine ou composite présentant une surface extérieure métallique, caractérisé en ce que le rayonnement de l'arc électrique jaillissant entre la pièce à souder et l'électrode provoque la fusion d'un tube métallique constitué du même métal que l'électrode et servant à amener le courant de soudage à ladite électrode, ledit tube métallique étant enrobé de matières capables de former un laitier sur le bain de soudure.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront! au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution du pisto- let pour le soudage semi-automatique à l'arc électrique selon l'invention.
La figure 1 représente, en coupe longitudinale, un pistolet selon l'invention, ayant effectué une opération de soudage.
La figure 2 montre ce pistolet, en action sur une pièce à souder horizontale et représentée en coupe en même temps que l'extrémité du pistolet.
La figure 3 est, à plus grande échelle, une coupe longitudinale de la pièce de contact du pistolet, avant son emploi.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3 de la pièce de contact. @
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence dési- gnent des éléments identiques.
On a désigné par 1, un fil provenant d'une bobine non représentée et constituant l'électrode de soudage qui est poussa de façon continue dans le pistolet. Cette électrode est guidée dans un ressort hélicoïdal en acier 10 entouré d'un câble tressé en cuivre rouge 11 qui est lui-même entouré d'une gaine 12 en caoutchouc ou en néoprène.
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Le corps du pistolet est désigné par 70 Il est en cuivre rouge. Le courant de soudage y est amené par le câble en cuivre 11. Le corps-du pistolet 7 est recouvert d'un mandrin isolant 8 muni d'une poignée 14.
Une tubulure 9 amène le gaz protecteur à l'intérieur du corps 7.
Celui-ci porte une broche 4 que l'on peut engager dans une rainure à bayonnette 4' (figure 3) ménagée dans un tube en fer 2. Ce tube est maintenu fermement contre le corps par ce dispositif de fixation;, ce qui lui assure une bonne transmission du courant. Il sert lui-même d'organe d'amenée de courant au fil 1.
A l'endroit où le gaz protecteur arrive à l'intérieur du corps 7, les spires du ressort guide-fil 10 sont écartées, afin de faciliter le passage du gaz vers l'intérieur du tube 2.
3 est une couche d'enrobage du genre de ceux destinés à former un laitier sur le bain de soudure. L'extrémité 6 de cet enrobage a été fondue sous l'effet de la chaleur rayonnée par l'arc 5 (figure 2) . Comme représenté en 6, cette extrémité fondue a la forme d'un profond calice.
Lorsque l'électrode nue 1 est poussée à travers le guide-fil 10, le corps 7 du pistolet et le tube de contact 2, grâce à sa courbure naturelle, elle serpente dans le canal cylindrique qui la guide et frotte notamment contre le tube 2, en particulier à l'extrémité de ce dernier. La plus grande partie du courant êlectrique de soudage passe du corps 7 au tube de contact 2, et ensuite de celui-ci à l'électrode 1. L'arc jaillit de celle-ci à une distance très faible de l'extrémité métallique du tube de contact. La chaleur rayonnée par l'arc est en grande partie interceptée par l'extrémité du tube de contact et de son enrobage.
Le tube est accessoirement chauffé par l'effet ohmique du courant qui le traverse.
Au commencement du soudagel'extrémité du tube de contact s'échauffe d'abord lentement et atteint rapidement la température de fusion. L'enrobage 13 fond partiellement à son tour. Les gouttes d'enrobage liquide et de métal fondu qui se forment s'y déposent, tombent finalement dans le bain de fusion.
Le métal ainsi apporté augmente le volume du cordon de soudure réalisé, tandis que le laitier flotte sur le bain de fusion, contribuant ainsi à sa protection.
L'expérience a montré que la vitesse de consommation de la pièce de contact est raisonnablement faible lorsque le diamètre extérieur de l'enrobage est supérieur à cinq fois le diamètre intérieur du tube métallique.
L'expérience a montré que l'épaisseur de la paroi métallique du tube de contact devait être au moins de deux millimètres et, de préférence, être égale ou supérieure à 096 fois le diamètre intérieur dudit tube pour qu'il se forme un profond calice à partir d'une épaisse couche d'enrobage.
Le tube de contact diminue donc de longueur en cours de travail. Lors- qu'il est presqu'entièrement consumé, il y a lieu de le remplacer par un nouveau.
Pour éviter que ce remplacement soit trop fréquent il faut augmenter le volume et la capacité thermique de l'enrobage. On utilise donc pour celui-ci des matières possédant une grande chaleur spécifique et une grande chaleur de fu- sion.
En incorporant à l'enrobage une poudre métallique de composition voisi- ne de celle du métal à souder, on augmente sa capacité thermique tout en utilisant mieux la chaleur rayonnée de l'arc pour la fusion de métal destinée à constituer le cordon de soudure.
Dans le cas de soudage des aciers;, l'expérience a montré qu'il était utile que l'enrobage contienne, outre les métaux désoxydants usuels, au moins 25% en poids de poudre de fer, afin de limiter la vitesse de consommation de la pièce de contact.
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.Par sa fusion, l'enrobage apporte dans le bain de fusion des corps capables d'influencer la métallurgie du soudage ou les caractéristiques éléctri- ques de l'arc. Il peut donc jouer un rôle analogue à celui de l'enrobage des élec- trôdes de soudage manuel à l'arc. Il peut notamment contribuer à désoxyder le bain de fusionIl peut, en dégageant du gaz carbonique lors de son échauffement, protéger le métal fondu contre l'air atmosphérique. Ce dernier effet est sensible dès que l'enrobage contient au moins 5% en poids de carbonates minéraux.
Des résultats très satisfaisants ont été obtenus avec des tubes de
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contact'de 350 millimètres de longueur, formés d'un tube enfoe.de U mi2lim'ètre's à;l.dianè- treexténieur, de 4 millimètres de diamètre intérieur, portant un enrobage de 26 millimètres de diamètre.
L'enrobage avait la composition suivante, en poids
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poudre de f62'pgooooaoeoooooesooeooesoe0/'D JeniOn7.t8oos}neoooooesooooooeeoosoeeeseo-0.,'(o celluloseoooooooooooo.oooooohopoooooo9.1,7% OaOO3 oooo.ooooooooooo.0.oooooooo.oo 3,G kaolL,. ........................ o---.. 41% kaolo4ooo00..OOOOOOO.OOOQ..OOOOOOOO 4 ' % craie de Neubeurgooooooooooooooooooooo 8,4% rutile................................ 23,3% titanate de potassium................. 1,7% ferro-manganèse ordinaire............. 2,5%
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feIT Li-t7.taTleooooooobosoooaoeoomoosoooo silicate de potassium sec.............15%
On a utilisé pour le soudage un fil d'acier doux de 3 millimètres et un courant alternatif de 600 ampères. Le tube de contact a été consumé au bout de quinze minutes.
@ Dans le cas du soudage semi-automatique à l'arc sous gaz protecteur, il est possible de faire passer le gaz protecteur par l'intérieur du tube de contact. En effet, le diamètre intérieur du tube est généralement supérieur de 1 à 2 millimètres, au diamètre du fil constituant l'électrode. Il reste donc une section de passage suffisante pour le gaza
Si le calice formé par la fusion de l'enrobage est suffisamment large, le gaz protecteur remplissant le calice protège efficacement le bain de fusion.
Afin de tenir la main de l'opérateur suffisamment éloignée de la zone de soudage lorsque la longueur du tube de contact consommée est fortement réduite et diminue de plus en plus, on peut prévoir un dispositif tel que le corps du pistolet puisse coulisser vers l'avant dans une glissière portée par la poignée, le mouvement'relatif des deux parties étant commandé par un levier logé dans ladite poignée.
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