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La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour exécuter des joints de soudure continus entre éléments métalliques.
Lorsqu'on établit des assemblages en tôle, il arrive fréquemment que deux zones marginales se chevauchant mutuellement, qui doivent être soudées l'une à l'autre, sont situées de telle façon qu'il est impossible de les interposer en- tre deux électrodes de soudage complémentaires, en contact intime avec celles-ci.
Il peut arriver que l'on ait la possibilité d'appliquer une électrode à contact intime sur une face du joint alors que la face opposée de ce dernier est masquée, couverte ou rendue inaccessible par d'autres matières ou éléments faisant partie de'l'assemblage en question, de telle façon qu'il est impossible d'appliquer la seconde électrode à contact intime avec ladite face opposée.
Par conséquent, et en considérant la pression mécanique qui doit être appliquée à un joint, on éprou- vait à ce jour des difficultés lorsqu'il s'agissait d'établir un joint parfait en- tre les deux zones marginales précitées qui se chevauchent mutuellement, en parti- culier dans le cas de profilés très minces en acier inoxydable, ces difficultés étant dues au fait que la pression mécanique requise avait pour effet d'écraser les profils inaccessibles? ce qui pose un problème particulier là où il importe que tous les joints de l'assemblage soient parfaitement étanches et que cet assemblage conserve la forme requiseo
Ce problème se présente par exemple dans le cas d'éléments d'isole- ment thermique que l'on désigne par le terme de "matelas" ou "coquilles" et qui comportent une enveloppe de tôle et un remplissage de matière isolante.
Les éléments de cette espèce sont employés pour recouvrir des chambres ou des conduits traversés par des fluides chauds, par exemple la tuyère d'éjection d'un moteur d'avion, par laquelle passent des gaz chaudso
Un mode d'exécution d'un élément isolant du type spécifié ci-dessus comprend une enveloppe formée de minces feuilles d'acier inoxydable et d'un rem- plissage de fibres réfractaires. L'enveloppe présente une section transversale sensiblement rectangulaire et comporte des parois faciales - que l'on désignera pour la facilité par les termes de "paroi supérieure" et "paroi inférieure", et qui possèdent une .longueur et une largeur relativement importantes - et des parois périphériques, relativement étroites; d'autre part, l'enveloppe peut, dans cer- tains cas, être cintrée dans le sens longitudinal et (ou) transversal.
Lors de la construction de tels éléments isolants, les portions mar- ginales des tôles qui forment les parois supérieure et inférieure peuvent se chevaucher mutuellement et (ou) chevaucher d'autres éléments, de manière , former les parois périphériques précitées. Lorsqu'on exécute une telle construction, on a la possibilité, dans la plupart des oas, de fixer les parties chevauchantes l'une à l'autre par une soudure continue, en utilisant deux mâchoires ou élec- trodes d'un outil à produire une soudure continue, les parties chevauchantes étant serrées entre lesdites mâchoires ou électrodes.
Toutefois, pour achever la construction de l'élément, on doit généralement exécuter une soudure finale ou une série finale de soudures en appliquant une seule mâchoire ou une électrode d'un outil à souder à la face extérieure des parties réunies entre elles, étant donné qu'il est impossible d'appliquer une seconde mâchoire ou électrode à la face opposée, laquelle est dans ce cas généralement située à l'intérieur de l'enveloppe.
' Il a été suggéré d'effectuer cette soudure finale en établissant et (ou) en construisant l'enveloppe de telle façon que la soudure finale se place le long de la partie marginale d'une paroi supérieure ou inférieure, à l'endroit où cette partie marginale chevauche une aile d'un profilé en U ou en L, qui cons- titue la paroi périphérique du matelas, cette paroi périphérique étant disposée entre deux électrodes de soudage rotatives, constituées par des roulettes ou mo- lettes, de sorte qu'une de ces électrodes puisse rouler le long de ladite partie marginale de la paroi supérieure ou inférieure du matelas et que l'autre de ces électrodes puisse rouler le long de la marge de la paroi faciale opposée,
les
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deux électrodes en forme de roulettes ou molettes étant amenées à tourner de façon à rouler le long des parois précitées de l'enveloppe, une pression mécanique étant appliquée à une de ces électrodes ou à toutes les deux, de telle sorte que l'âme de l'élément formant ladite paroi périphérique soit en compression, dans le sens de sa largeur, entre lesdites électrodes, un courant électrique de soudage étant appliqué aux électrodeso Un tel procédé permet d'établir une soudure continue, mais n'est pas toujours entièrement efficace, étant donné que la pression mécani- que relativement élevée, appliquée aux électrodes (cette pression relativement élevée est nécessaire,
étant donné la zone de contact relativement étendue qui existe entre les deux électrodes9 d'une part et les parois faciales de l'envelop- pe d'autre part, cette zone de contact étendue étant déterminée par l'empreinte curviligne produite par la périphérie de la molette dans la paroi faciale de l'enveloppe) risque de provoquer l'écrasement de l'âme de l'élément de paroi périphérique. Ceci est particulièrement le cas lorsque l'âme en question est relativement mince, par exemple, lorsqu'elle possède une épaisseur de 0,015 pouce environ.
La présente invention a pour objet d'établir un procédé et un disposi- tif perfectionnés pour exécuter une soudure continue pour un joint dans un assem- blage où ledit joint comprend deux parties chevauchantes qui, dans cet assemblage, occupent des positions relatives telles qu'une face seulement du joint peut être mise en contact intime avec une électrode de soudage.
Un procédé établi suivant la présente invention et destiné à exécuter un joint de soudure continu entre éléments métalliques faisant partie d'un assem- blage, comporte les dispositions qui consistent : à placer ledit assemblage entre une électrode-molette montée folle et une électrode-baguette, de façon que ladite électrode-baguette soit mise en contact intime avec une face accessible du joint, l'assemblage précité étant amené à se déplacer entre les deux électrodes susdites, de telle sorte que 1 électro de molette montée folle soit entraînée en rotation, cependant que le contact intime susdit est maintenu entre 1'électrode-baguette et ladite face accessible du joint, sur toute la longueur de ce dernier;
à exeroer sur ladite' électrode-baguette une pression agissant dans le sens de 1'électrode- molette folle précitée; et à faire passer un courant électrique de soudage à tra- vers lesdites électrodes et ledit assemblage.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte; une élec- trode-molette montée folle ; une électrode-baguette; un porte-électrode pour ladite électrode-baguette, ce porte-électrode étant établi de façon qu'une pression mécanique s'exerce sur cette dernière électrode dans le sens de l'électrode-molette précitée;
un support mobile, auquel est appelé à se fixer l'assemblage susdit, ce support étant d'autre part conçu pour être disposé, par rapport auxdites électrodes de telle façon que, lorsque ce support et l'assemblage fixé à celui-ci se voient imprimer un mouvement, le joint susdit de cet assemblage est appelé à se déplacer entre lesdites électrodes, ladite face accessible du joint étant maintenue en con- tact avec l'électrode-baguette sur toute la longueur de ce jointo
Un mode de réalisation de l'invention, conçu en vue de l'exécution d'une soudure continue sur la face extérieure d'un matelas isolant cintré dit "coquille", est représenté dans les dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 est une vue perspective de l'appareil.
La figo 2 est une vue fragmentaire à plus grande échelle, en éléva- tion latérale, d'une partie de l'appareil, en regardant dans la direction de la flèche II de la fige 3 ; et
La figo 3 est une vue d'élévation frontale, en regardant dans la direction de la flèche III de la figo 20
L'appareil suivant l'invention comprend un coffret 11 qui contient un moteur électrique, des transformateurs, des relais, et un appareillage de manoeu- vre électrique, d'autres dispositifs auxiliaires requis pour un circuit de soudage
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électrique, de même qu'un système de distribution d'air comprimé et une pompe à eau, aucun de ces éléments ne faisant l'objet de la présente invention.
En dehors du coffret 11 est prévu un tambour cylindrique rotatif 12 qui constitue un support pour un matelas cintré 13. Le tambour 12 est supporté par des paliers appropriés et est entraîné en rotation à l'aide d'un moteur, par l'entremise d'un arbre 14. Le diamètre extérieur du tambour 12 est tel que le matelas cintré 13 peut reposer sur la face extérieure du tambour;, en contact inti- me avec ce dernier.
Des moyens sont prévus pour caler et assujettir le matelas sur le tambour; par exemple;, des butées d'extrémité 15 (dont une seule a été représentée dans la figo 1) sont fixées au tambour, de façon à servir d'appui aux extrémités du matelas et à empêcher ainsi la rotation de celui-ci par rapport au tambourtandis que des butées réglables 16 offrent un appui à un bord du matelas, afin d'empêcher ce dernier de se déplacer dans le sens axial, dans une direction déterminée, sur le tambouro Une sangle élastique 17 est appliquée autour du mate- las et fixée par ses extrémités aux butées d'extrémité 15,
dans le but de retenir le matelas sur la surface du tambouro
Le matelas 13 est monté sur le tambour 12 de telle façon que le bord de ce matelas distant par rapport aux butées 16 s'avance par-dessus de l'extrémité du tambour, comme montré dans la figo 20
L'appareil comporte une électrode à molette rotative 18 établie en cuivre et montée à rotation libre autour de l'axe de l'arbre de support 19, cet axe étant parallèle à celui du tambour 12. L'arbre 19 de l'électrode 18 est monté dans un porte-électrode inférieur 20, de manière à permettre la rotation de 1' électrode, tout en assurant une bonne conduction d'électricité entre la console et l'électrode.
On prévoit des moyens permettant de régler l'écartement entre l'électrode et le porte-électrode dans le sens axial, la position adoptée pouvant être garantie à l'aide d'un dispositif de blocage 21 (fig. 1). La console 20 est montée sur une plaque 22, elle-même montée à coulissement vertical dans des blocs ou guides conducteurs 23 fixés au coffret 11, mais isolés électriquement par rap- port à celui-ci.
La plaque 22 peut être ajustée dans le sens vertical dans les blocs 23, en vue de régler la position verticale de l'électrode à molette 18, la position fixée étant garantie à l'aide d'un manchon de serrage 240 Une liaison galvanique efficace est établie depuis les blocs 23 et l'électrode 18, en passant par la plaque 22, le porte-électrode 20 et l'arbre 19, ces blops 23 étant d'autre part reliés à un pôle de la source d'alimentation en courant prévue à l'intérieur du coffret.
Une console 25 est reliée par une barre horizontale 26 au second pâle de la source d'électricité contenue dans le coffret. La position de la con- sole 25 peut être réglée dans le plan horizontaldans le sens de son rapproche- ment ou de son éloignement par rapport au coffret, la position adoptée étant garantie à l'aide d'un dispositif de blocage 27. Une colonne 28, montée à coulissement vertical dans la console 25 porte à son extrémité inférieure une tête soudeuse supérieure 29. Un porte-électrode 30 est monté, à rotation autour d'un axe horizontal parallèle aux arbres 19 et 14, dans la tête soudeuse supé- rieure 29, ce porte-électrode supportant une électrode-baguette 31.
L'électrode 31 est montée à rotation autour de son axe dans le porte-électrode 30 de façon que de nouvelles parties de la pointe 32 de l'électrode soient amenées chaque fois en position de soudage. L'électrode 31 est fixée au porte-électrode 30 par un dispositif de serrage 33.
A l'intérieur de la colonne 28 est disposée verticalement une tige 34 (fige 3) dont l'extrémité inférieure est reliée à pivotement, en 35, à l'extré- mité extérieure d'un levier 36 disposé à l'intérieur de la tête soudeuse 29 (qui est creuse), l'extrémité intérieure du levier 36 étant fixée au porte-électrode 30. L'extrémité supérieure de la tige 34 est fixée à un plongeur disposé à l'intérieur d'un cylindre pneumatique 37 monté sur l'extrémité supérieure de la colonne 28.
En envoyant de l'air comprimé, à travers les canalisations 38 et 39,
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au cylindre penumatique 37, on peut faire tourner le porte-électrode 30 dans l'un ou dans l'autre sens dans la tête soudeuse 29, soit pour presser l'électrode-ba- guette 31 contre la pièce en travail (le matelas 13), avec une pression contrôlée par des dispositifs de réglage appropriés montés sur le coffret, soit pour écar- ter l'électrode de la pièce en travailo Une liaison galvanique efficace est éta- blie entre la barre 26 et l'électrode-baguette 31 par l'entremise de la console 25, de la colonne 28, de la tête soudeuse 29 et du porte-électrode 30.
L'ajuste- ment vertical de la tête soudeuse supérieure 29 est opéré par déplacement de la colonne 28 dans la console 25, la position adoptée étant garantie à l'aide d'un dispositif de blocage 400
Le matelas 13 comprend une paroi inférieure 41 (figso 2 et 3), aux parties marginales de laquelle sont soudées, en 42, les ailes inférieures 43 de parois périphériques 44 profilées en U (une seule paroi périphérique est repré- sentée)o Les soudures en 42 peuvent être effectuées de la manière normale, à l'aide d'électrodes de soudage, dont une disposée sur chacune des faces du joint, cela avant la mise en place du remplissage réfractaire 45 en fibres et de la paroi supérieure 46.
Après avoir opéré toutes les soudures 42, c'est-à-dire, autour de toutes les marges de la paroi inférieure 41, on met en place le remplissage 45, puis, la paroi supérieure 460 On devra ensuite opérer les soudures finales 47, afin,de souder les parties marginales de la paroi supérieure 46 aux ailes supé- rieures 48 des parois périphériques 44. Or, ces joints de soudure finale 47 ne peuvent pas être opérés de la manière courante, car il est impossible d'appliquer une électrode sur la face intérieure des ailes 48. Par conséquent, ces soudures finales 47 doivent être opérées à l'aide d'un appareil suivant la présente inventiono
Lors de l'exécution pratique, on place le matelas cintré 13 sur le pourtour du tambour 12 et on le cale sur celui-ci à l'aide des butées 15 et 16.
On fixe ensuite le matelas au tambour à l'aide de la sangle élastique 17 (le nombre des sangles pouvant être supérieur à un). La paroi supérieure 46 du mate- las, dont les parties marginales recouvrent les ailes 48 des parois périphériques 44, est appelée à constituer la face extérieure du matelaso Le matelas 13 est disposé sur le tambour 12 de telle façon que l'angle extérieur formé à la jonc- tion de l'aile inférieure 43 et de l'âme 49 de la paroi périphérique 44 en U en- tre en contact intime avec la périphérie et avec un boudin annulaire 50 de l'électrode-molette 18 (fige 2).
L'électrode-baguette 31 est disposée de telle façon que, lorsque l'é- lectrode est pressée contre la pièce en travail, la pointe 32 se situe au-dessus des axes respectifs du tambour 12 et de 1'électrode-molette 18, dans un plan vertical contenant ces axes, et..immédiatement au-dessus de l'âme 49 de la paroi périphérique 44. L'électrode-baguette 31 est disposée de façon que son axe soit incliné sur la verticale, dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'électro-molet- te 18, le sens de cette inclinaison étant tel que la pointe 32 de l'électrode 31 est située en avant par rapport à l'axe du porte-électrode 30, en considérant le sens de rotation du tambour;, indiqué par la flèche 51 dans la figo 3.
La pointe 32 de l'électro-baguette 31 est de forme sphérique, de sorte qu'il existe un contact essentiellement punctiforme entre l'électrode et la paroi supérieure 46 du matelasAfin d'éviter une usure excessive de la pointe, on peut faire tourner l'électrode autour de son axe dans le porte-électrode 30. La pointe 32 est prévue sur un élément de cuivre 52, fixé amoviblement, à vis par exemple, au corps de la baguette 31.
Lorsque le matelas 13 est convenablement calé et assujetti sur le tambour 12, on enclenche le courant de soudage, après quoi on met en circuit le moteur qui commande le tambour 12, de sorte que ce dernier tourne avec le matelas 31. De l'air est envoyé au.cylindre pneumatique 37 par l'actionnement d'une commande appropriée, prévue sur le coffret 11, de sorte que la tige 34 est refoulée vers le bas et, en agissant par l'entremise du levier 36 et du porte-
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électrode 30, presse la pointe 32 de l'électrode 31 en contact intime avec la paroi supérieure 46 du matelas:, à l'endroit où l'on désire produire la soudure finale 479 cela avec une pression déterminée d'avance et réglée convenablement à l'aide de dispositifs de réglage connus.
On exécute ainsi une soudure 47 tout le long du bord du matelas;, cela pendant que ce dernier tourne sur l'électrode-molette 18, montée à rotation libre et se déplace sous 1'électrode-baguette 31 essentielle- ment fixe, cette dernière électrode pouvant cependant osciller légèrement, tout en demeurant en contact avec le matelas, pendant la rotation de ce derniero L'électro-molette folle 18 est entraînée en rotation en raison de son contact avec la faceinférieurè de l'aile inférieure 43 de-la paroi périphérique 44 du matelaso
Le soudage peut être effectué en appliquant une pression mécanique relativement peu élevée, réglée par la pression pneumatique s'exerçant dans le cy- lindre 37,
étant donné la petitesse de la zone de contact entre la pointe 32 de l'électrode-baguette 31 et l'enveloppe du matelas. On réduit ainsi dans 'une grande mesure le risque d'un écrasement de l'âme 49 de l'élément profilé en U, qui constitue la paroi périphérique 44 de l'enveloppe du matelaso
Le fait que la pièce en travails c'est-à-dire, le tambour-12 et ? matelas 13, est entraînée de façon positive, contrairement à la disposition qui consiste..à entraîner positivement une électrode-molette, telle que l'électrode 18, assure un déplacement positif, exempt de glissement;, de la pièce en travail par rapport aux électrodes.
L'électro-molette 18, montée folle, offre une zone de contact positif relativement étendue avec l'enveloppe en un point distant par rapport à celui où doit être opéré le joint de soudure 47. La soudure continue ainsi établie a pour résultat un joint à l'épreuve des fuites.
Un courant d'eau ou d'un autre agent de refroidissement est dirigé sur les éléctrodes de soudage au moyen de l'ajutage 53 venant d'une pompe située à l'intérieur du coffret 11.L'agent de refroidissement tombe dans un puisard 54 d'où la pompe l'aspire à l'aide d'un tube 550
Un interrupteur 56 à commande au pied sert à enclencher et à déclen- cher le moteur qui commande le tambour 120
L'invention peut être adaptée en vue de l'exécution de soudures pla- niformes sur un matelas plan; on utilisera dans ce cas un support plan, qui sera établi de façon à se déplacer en regard des électrodes.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour exécuter un joint de soudure continue entre éléments métalliques faisant partie d'un assemblage;, ce procédé comportant les dispositions qui consistent : à placer ledit assemblage entre une électrode-molette montée fol- le et une électrode-baguettes, de façon que ladite électrode-baguette soit mise en contact intime avec une face accessible du joint, l'assemblage précité étant , amené à se déplacer entre les deux électrodes susdites9 de telle sorte que l'élec- trode-molette folle soit entraînée en rotation9 cependant que le contact intime susdit est maintenu entre l'électrode-baguette et ladite face accessible du joint, sur toute la longueur de ce dernier; à exercer sur ladite électrode-baguette une pression agissant dans le sens de l'électrode-molette folle précitée;
et à fai- re passer un courant électrique de soudage à travers lesdites électrodes et ledit assemblage.