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"Chalumeau pour la soudure à l'arc électrique sous un gaz de protec- tion et avec une électrode fusible.'µ
L'invention est relative à un chalumeau pour la soudure à l'arc électrique sous un gaz de protection et avec une électrode fusible et qui est muni d'une tête constituée essentiellement par une tuyère à gaz dont l'embouchure présente une paroi épaisse et par une pièce de guidage du fil de soudure, disposée concentriquement dans cette tuyè- re à gaz,
On connaît des chalumeaux pour la soudureà l'arc électrique sous un gaz de protection et avec une électrode fusible et dans lesquels la tête du chalumeau est constituée essentiellement par une tuyère à
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saz et par une pièce de guidage du fil, disposée concentriquement 4 l'intérieur de cette tuyère à gaz.
Lors de cette disposition et pen- dant la soudure, l'arc électrique est protégé au moyen d'une envelop- me de gaz de protection contre les effets nocifs de l'atmosphère am- ! bipntc au point de soudure. Pour la qualité des soudures à exécuter, ! il ost important que le courant de car. de protection enveloppe l'arc : ±3 métrique sans tourbillonner et que la longueur libre du fil, c'est- à-dire l'extrémité du fil de soudure, soit réduite au minimum entre l'entrémité aménuisée de la pièce de guidage, dénommée tuyère à fil, et l'arc électrique. En outre,pour des raisons d'économie, il est souhaitable que la consommation en gaz de protection soit aussi rédui- te que possible.
Généralement on tient compte de ces exigences du fait que la të- te du chalumeau est fortement rapprochée du point de soudure, De cette manière il est possible d'obtenir des résultats relativement bons, toutefois la partie avant, orientée vers le point de soudure, de la tête du chalumeau est fortement influencée par la chaleur. L'espace creux, ouver vers l'avant, de la tète du chalumeau et qui est soumis au rayonne ,lent calorifique, constitue un désavantage particulier étant donné que l'énergie du rayonnement est accumulée et ne peut qu'insuffisamment être à nouveau évacuée.
Cette chaleur accumulée né- cessite un refroidissement accru de la tête du chalumeau, refroidis- sement qui doit être intensifié au fur et à mesure que l'on travaille une puissance croissante du courant de soudure et ce refroidis- seront doit être particulièrement intense lorsqu'il s'agit d'arcs électriques chauds, c'est-à-dire ceux qui brûlent sous un gaz de pro- tection riche on argon.
Dans les constructions connues des chalumeaux on a essayé de se conformer à cette nécessité d'un refroidissement intense en rétrécis- sant la tuyère à gaz et en réduisant ainsi la section transversale permettant la pénétration des rayons calorifiques. Cependant, le dés- avantage de ces formes d'exécution réside dans le fait que l'arc électrique n'est entouré que d'une très mince couche de gaz de protec- tion qui laisse pénétrer l'air ambiant vers le point de soudure déjà. lors de très faibles perturbations, par exemple lors des déviations
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du gaz sur les angles et les bords.
On a également déjà essaye que la pièce de guidée du fil s'éten- de hors de la chambre de la tuyère à gaz, de manière qu'en ce qui concerne le rayonnement de l'arc électrique, l'ouverture de la tuyôre se situe à l'ombre de la pièce de guidage du fil. Cependant, dans de telles constructions du chalumeau, on a pu constater que le prolonge-
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ment de la pièce de guidage du fil perturbe considérablement 1' uni- formité du courant de gaz de protection et que l'air anbiant peut donc entrer en contact avec l'arc électrique.
Enfin, on connaît également des chalumeaux lesquels la tuyè-
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re à gaz est obturée par une coucha perméable au gaz qui sert il écar- ter le rayonnement calorifique. Dans cette forme d' exécution} il est possible d'empêcher jusqu' un certain degré l' inf1uenconlësirnblC' de la chialeur sur la tête du chalumeau, toutefois, lors de la soudure, la couche perméable au gaz est aisément bouches par des éclaboussures , de métal et, de ce fait, le courant de gaz de protection est forte- ment perturbé, Dans ce cas, un guidage sûr du gaz do protection, tout en réduisant l'influence de la chaleur sur la tète du chalumeau n' est donc plus possible.
L'invention vise à réaliser un chalumeau de soudure dont la tête est exécutée de manière qu'elle ne soit pas affectée par la chaleur et permette donc la soudure, même avec une puissance élevée du cou- rant, sans que l'uniformité du courant de gaz de protection ne soit perturbée.
Ce problème trouve sa solution du fait que l'intérieur de la tuyère à gaz du chalumeau est formé par plusieurs parois et qu'entre , deux parois voisines subsiste un espace creux, tandis que des doux parois entourant un tel espace creux, la paroi extérieure est essen- tiellement plus épaisse que la paroi intérieure,
De ce fait, les chalumeaux conformes à l'invention sont munis
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d'une tête dans laquelle la chaleur, absorbée par la tuyôrc à gaz dont l'embouchure présente une paroi épaisse, est évacuée, do préfé- rence par l'intermudinirc de ses parties extérieures, vers les pinças situées plus en arrière du chalumeau Par exemple, Jans une tttc tte chalumeau dont lu tuyère il mat est formoe pat une double paroi, la
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chaleur, dégagée par le rayonnement,
est absorbée pour la plus grande partie par l'embouchure à paroi épaisse de la tuyère à gaz et est en- suite transmise, en tant que courant de chaleur, de l'embouchure de la tuyère vers l'arrière jusqu'au point où débute la partie à double paroi de la tuyère à gaz. A cet endroit le courant de chaleur se di- vise en une plus grande partie qui est évacuée par l'intermédiaire de la paroi extérieure épaisse et en une très faible partie qui est éva- cuée par l'intermédiaire de la paroi intérieure mince.
Conformément à l'invention, ce refoulement vers l'extérieur du courant de chaleur est encore renforce du fait que la paroi extérieure, tout comme l'em- bouhure de la tuyère 2. gaz, est réalisée en une matière conduisant bien la chaleur, par exemple du cuivre, tandis que la mince paroi in- térieure est exécutée en une matière conduisant relativement mal la chaleur, par exemple un acier hautement allié.
Du fait que ce chalumeau conforme à l'invention est muni de plu- sieurs parois, on obtient que la chaleur, absorbée par la partie avant de la tête du chalumeau, soit essentiellement écartée de l'intérieur de la tuyère à gaz, tandis que les eipaces creux intermédiaires empé- chent que la chaleur ne soit transmise de la paroi extérieure à la paroi intérieure de la tuyère à gaz. Il en découle que la pièce de guidage du fil, sensible à la chaleur et -disposée à l'intérieur de la tuyère à gaz, est moins chauffée que dans les chalumeaux connus actuellement. Le courant de gaz de protection absorbe relativement peu de chaleur à l'intérieur de/la tuyère à gaz et, de cette manière, on obtient également une réduction de la température de la pièce de guidage du fil.
L'avantage particulier du chalumeau conforme à l'invention rési- de dans le fait que la pièce de guidage du fil est maintenue à une' température relativement basse, Il est connu qu'un surchauffage de cette pièce délicate donne aisément lieu à un grippage, et de ce fait,: une combustion en retour du fil de soudure, ce qui/peut entraîner un endommagement de toute la tête du chalumeau. Ces perturbations sont provoquées par les petites particules de métal, entraînées par le fil de soudure et qui s'agglomèrent dans la tuyère à fil en provo- quant ainsi un rétrécissement de la section transversale pour le pas-
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sage du fil de soudure. Ces perturbations ne se manifestent plus dans le chalumeau conforme à l'invention.
Au contraire, on a pu constater avec surprise qu'au moyen d'un tel chalumeau, même lors de l'utilisa- tion d'un mélange de gaz contenant de l'argon ou même de l'argon pur, on pouvait souder d'une manière continue avec des puissances de cou- rant de soudure beaucoup plus élevées que celles qui étaient considé- rées possibles jusqu'à présent. En outre, la tuyère à gaz peut être longue et elle peut être exécutée de la manière la plus avantageuse du point de vue technique des courants permettant de guider le courant de gaz dans un- sens essentiellement axial, étant donné que le gaz de protection du chalumeau conforme à l'invention ne s'échauffe pas trop fortement sur la paroi intérieure plus froide de la tuyère à gaz, même si son trajet est plus lon'g.
De cette manière on peut considéra- blement réduire la consommation, en.gaz de protection,
Conformément à l'invention, ue chalumeau à tuyère à gaz à double paroi dans lequel la paroi intérieure plus mince peut être remplacée ' est particulièrement avantageux. Le faible contact superficiel de cet-; te gaine insérée, agissant en tant que paroi intérieure de la tuyère à gaz, associé à la partie à paroi épaisse de l'embouchure. de la tuyè- re à gaz,.d'une part, et à la paroi extérieure épaisse, d'autre part, réduit davantage la transmission de la chaleur vers la paroi inté- rieure. En outre, des gaines insérées, éventuellement endommagées, peuvent être aisément remplacées.
Conformément à l'invention, on améliore davantage le refroidis- sement de l'espace intérieur de la tuyère à gaz du fait que la face extérieure de la paroi intérieure mince présente un pouvoir élevé de réfléchissement optique et réfléchit ainsi les rayons calorifiques depuis la paroi extérieure épaisse. Enfin, la sécurité de service du chalumeau conforme à l'invention peut être améliorée du fait que la pièce de guidage du fil est fendue longitudinalement dans la zone de la tuyère à fil et permet ainsi l'évacuation des particules de métal, entraînées par le fil, avant qu'elles ne puissent s'agglomérer sur la tuyère à fil. Afin que les propriétés de guidage de la tuyère à fil puissent être garanties malgré cette fente, la dite tuyère est excu- tée en une matière non-élastique.
En outre, la tuyère à fil peut pré-
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scnter une surface extérieure qui est accrue par des nervures ou des rainures longitudinales,
Deux formes d'exécution,données à titre d'exemple non limitatif, sont représentées aux dessins annexés dans lesquels les pièces identi- ques portent les mêmes repères,
La fig. 1 représente une coupe longitudinale de la ,tête refroidie au gaz, d'un chalumeau conforme à l'invention muni d'une tuyère à gaz à double paroi. Le fil de soudure qui se consomme et qui avance en continu, sort à travers le forage 13 de la tuyère à fil 14 de la pièce' de guidage 1 du fil. Le courant électrique est transmis au fil de sou- dure par l'intermédiaire du prolongement 16, de la pièce de raccord 15 et de la piègé- de guidage 1 du fil.
Le prolongement 16 est isolé par un corps isolant 17 par rapport aux parties extérieures de la tè- te de chalumeau.
La pièce de guidage 1 du fil est disposée concentriquement dans la tuyère à gaz 2. Conformément à l'invention, la tuyère à gaz 2 est constituée par une embouchure à paroi épaisse 3, par une paroi exté- rieure épaisve 4 et par/une paroi intérieure mince 5. Entre ces parois 4 et 5 subsite un espace creux 6. La paroi intérieure 5 est exécutée sous la forme d'une gaine insérée et elle peut être desserrée très simplement de l'embouchure 3 et de la paroi extérieure 4 de la tuyère à gaz 2.
Avantageusement, la paroi extérieure épaisse 4 et l'embouchure 3 dela tuyère à gaz 2 sont exécutées en une matière conduisant bien la chaleur, par exemple du cuivre. Conformément à l'invention, la paroi intérieure Mince 5 est exécutée en une matière conduisant mal la cha- leur, par exemple un acier hautement allié qui, en outre, doit résis- ter au calaminage et à la chaleur. Le refroidissement peut être inten- sifie du fait que la face extérieure, orientée vers l'espace creux 6, de la paroi intérieure 5 présente un bon pouvoir de réfléchissement optique.
A proximité de la tuyère à fil 14, la pièce de guidage 1 du fil est munie avantageusement d'une ou de plusieurs fentes longitudinales
12 à traverslesquelles les particules de métal, entraînées par le fil de soudure, meuvent être évacuées vers l'extérieur. f'\
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Dans la forme d'exécution de la fig.
1 de la tête J'un chalumeau conforme à l'invention, le gaz de protection est amené, de manière connue, depuis les conduits d'alimentation vers un espace annulaire 9 et pénètre ensuite par les forages 10 dans une chambre 11 depuis laquelle il pénètre dans l'espace intérieur 7 de la tuyère a gaz 2, Dans ce cas et ainsi qu'indiqué par les floches 8, le courant de gaz de protection circule d'abord parallèlement à l'axe de la tête de cha- lumeau, il est ensuite légèrement dévié vers l'extérieur, puis il est conduit vers l'intérieur et sort de la tuyère à gaz 2 à nouveau parl-. lèlement à la téte de chalumeau.
Ce guidage du gaz présente des avan- tages du point de vue de la construction, cependant son désavantage réside dans le fait que l'uniformité du courant de gaz est perturbée par cette déviation répétée.
La fig, 2 représente une autre forme d'exécution de la tète d'un chalumeau conforme à l'invention et qui sa distinague de la forme d' exécution représentée à la fig. 1 par un guidage plus avantageux du point de vue technique des courants du gaz de protection dans la tuyé- re à gaz 2, Ce guidage du gaz .dont le sens est indiqué par les flèches 8 et qui, généralement n'est pas possible dans les chalumeaux connus en raison de la chaleur trop intense influençant la pièce de guidage 1 du fil, est orienté dans tous les tronçons de la tête de chalumeau représentée, presque parallèlement à l'axe longitudinal de cette der- nière, de manière que la circulation soit d'une uniformité parfaite,
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Ici le gaz de protection pénètre de l'espace annulaire 9, à tra- vers le forage 18 du corps isolant 17, jusque dans l'espace intérieur ' 7de la tuyère à gaz 2. Enouvtre, dans cette exécution du chalumeau, la surface de la tuyère à fil 14 est munie de nervures longitudinales ; 19 qui refroidissent davantage la pièce de guidage 1 du fil et diri- gent additionnellement le flux de gaz de protection. Les autres pièces de la tête de chalumeau dans la forme d'exécution de la fig. 2 cor- respondent essentiellement à celles de la tète représentée à la fig. 1.
La présente invention n'est pas limitée à des chaluneaux pour la soudure à l'arc électrique avec une électrode fusible, mais elle peut avantageusement également être mise en oeuvre pour des chalumeaux à électrode non-fusible. Par exemple,lors de l'utilisation d'une tuyè-
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re à gaz à plusieurs parois conforme à l'invention, l'influence de la chaleur sur'le support d'une électrode en tungstène, disposée à l'in- térieur de la tuyère il gaz, est considérablement réduite, et de ce fait, il est possible d'accroître la puissance du courant de soudure,
REVENDICATIONS.
1.- Chalumeau pour la soudure à l'arc électrique sous un gaz de protection et avec une électrode fusible et qui est muni d'une tête constituée essentiellement par une tuyère à gaz dont l'embouchure présente une paroi épaisse et par une pièce de guiaage du fil de sou- dure disposée concentriquement dans la tuyère à gaz, caractérisé en ce que la tuyère à gaz est formée par plusieurs parois et qu'entre deux parois voisines subsiste un espace creux, tandis que des deux parois entourant un tel espace creux, la paroi extérieure est consi- . rablement plus épaisse que la paroi intérieure.