Porte-électrode pour soudure à l'arc. La présente invention a pour objet un porte-électrode pour la soudure à l'arc sous la protection de gaz, comportant un dispositif de refroidissement qui évacue du porte-élec trode l'excès de chaleur dû à l'arc et à l'opé ration de soudage, lequel détruirait sinon très rapidement le porte-électrode.
Les porte-électrodes de ce genre refroidis à l'eau comportaient jusqu'ici des chemises d'eau et des tuyaux de refroidissement encas trés qui remplissent parfaitement leur rôle de réfrigérant, mais qu'il n'est pas facile de net toyer pour enlever le tartre, la boue et autres matières .étrangères. A moins d'enlever celles-ci par un rinçage coûteux, il faut mettre au re but le porte-électrode entier.
En outre, cer tains porte-électrodes refroidis à l'eau sont munis d'une tuyauterie extérieure pour faire circuler de l'eau de refroidissement, par une chemise, dans l'ajutage qui dirige les gaz; cette tuyauterie extérieure est une source de difficultés et d'ennuis.
L'invention a pour but principal de pro curer un porte-électrode à fluide de refroidis sement qui se démonte facilement pour le net toyage, les réparations et le remplacement des parties endommagées. L'invention a aussi pour buts de supprimer les tuyauteries exté rieures d'eau de refroidissement dans le voi sinage de l'ajutage et de la poignée, de faci liter l'accès des joints, d'éviter la possibilité d'endommager les tubes d'écoulement, ce qui met le porte-électrode hors service, et de ren- dre le porte-électrode moins encombrant et moins gênant à manier.
L'invention a encore pour buts de réduire le nombre de pièces constitutives, de simpli fier ces pièces et de réduire leur prix de fa brication, de faciliter l'assemblage des pièces et de réduire au minimum le nombre de joints , soudés.
La présente invention se rapporte à un porte-électrode pour soudure à l'arc sous la protection de gaz, qui comprend. une tête creuse avec un tuyau d'entrée pour le gaz et des tuyaux d'entrée et d'évacuation pour le fluide réfrigérant, un serre-électrode monté dans la tête, un ajutage à gaz fixé à l'extré mité inférieure de la tête et électriquement isolé de celle-ci, des canalisations pour le gaz dans le serre-électrode; qui font communiquer le tuyau d'entrée du gaz et l'intérieur de l'ajutage;
et des canalisations pour le fluide réfrigérant logées dans la tête et faisant com- nnuniquer les tuyaux d'amenée et d'évacuation du réfrigérant avec une chambre de refroidis sement annulaire entourant le serre-électrode, caractérise en ce que la chambre de refroidis sement consiste en un espace annulaire déli mité par une partie de la paroi intérieure de la tête et une partie de la paroi extérieure du serre-électrode qui est monté de manière amovible dans la tête.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation, partiel lement en coupe, d'un porte-électrode pour soudure à l'arc sous la protection de gaz et refroidi par fluide.
La fig. 2 est une coupe d'une partie de la tête du porte-électrode montrant les tuyaux d'alimentation.
La fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, de la tête du porte-électrode.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3, et la fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 3.
Le porte-électrode T comprend une tête creuse H pour l'alimentation du courant élec trique et du gaz, rigidement fixée par son milieu et obliquement par rapport à un man che pouvant être pourvu d'une poignée G. Un cylindre serre-électrode B, fixé de façon amo vible à l'intérieur de la tête H, est associé à un mandrin C pour enserrer une électrode E. La tête et le serre-électrode, amovibles, sont scellés ensemble de façon à constituer une chambre de refroidissement W.
Un ajutage pour diriger les gaz N est monté près de l'ex trémité inférieure du cylindre serre-électrode B, et une communication directe est ménagée pour permettre le passage du gaz de l'inté rieur du serre-électrode à l'intérieur de l'ajutage N, ce dernier est isolé électrique ment de l'extrémité inférieure de la tête H.
Comme le montre la fig. 2, la tête con tient une pièce creuse 10 avec un alésage axial 12 et, faisant corps avec elle, un appendice latéral 14. L'extrémité supé- rieure de l'alésage 12 est élargie et taraudée en 16, et l'appendice 14 est percé d'une con duite d'entrée du gaz 17 donnant dans l'alé sage taraudé 16. Un tuyau d'amenée de gaz 18 est attaché de façon permanente à l'extré mité extérieure de la conduite 17.
L'alésage 12 de la -pièce rapportée 10 est fraisé de part et d'antre, de façon à consti tuer des rainures longitudinales 19 et 20. Le bas de la paroi extérieure de la pièce rappor tée 10 est fileté en 21, en dessous de quoi est découpée une partie annulaire de plus petit diamètre 23 constituant deux butées 25 dispo- sées entre les extrémités inférieures des rai nures 19 et 20.
Comme le montre la fig. 4, l'appendice 1-1 est percée, en dessous de la. conduite d'entrée de gaz 17, de conduites 22 et 24 donnant di rectement dans les rainures 19 et 20. Un tuyau d'amenée de fluide 26 est attaché de façon permanente à l'extrémité extérieure de la conduite 24, et un tuyau d'évacuation de fluide 27 est attaché de faon permanente à l'extrémité extérieure de la conduite 22. Les tuyaux 18, 26 et 27 sont de préférence en cuivre et fixés dans l'appendice 14 par de la soudure d'argent.
La pièce 10 et les tubes fixés dans son appendice sont entourés d'un moulage en ma tière plastique constituant un revêtement iso lant 30 pour la tête H et le manche S, les tuyaux passant dans une rondelle d'entretoi- sement 31 pour faciliter le moulage. La ma tière plastique est de préférence le nylon, et la pièce rapportée 10 est de préférence en bronze pour résister à la forte pression de moulage, tout en gardant de hautes conduc- tibilités électrique et thermique.
La poignée G consiste en un tube en ma tière plastique isolante glissé sur le manche S, et facilement amovible pour déconnecter sans difficultés le porte-6électrode des sources de courant de soudure, de gaz de protection et du réfrigérant. Les tuyaux 18, 26 et 27 sont de longueurs différentes pour étager les raccordements et faciliter leur connexion. Le tuyau à gaz 18 est couplé à un tuyau flexible d'alimentation en gaz de protection 28. Le tuyau d'entrée d'eau 26 est couplé à une con duite flexible d'amenée d'eau 29. Le tuyau d'évacuation d'eau 27 est couplé à une tuyau terie flexible d'évacuation de l'eau 32 qui con tient un conducteur électrique flexible 33.
Le conducteur 33 est automatiquement connecté au point de vue électrique au tuyau d'évacua tion d'eau 27 quand le raccordement est fait, de manière à amener le courant électrique de soudure à la pièce métallique 10 de la tête. Les tuyaux 28, 29 et 32 sont glissés dans la poignée G non montée avant de faire les rac cordements, et après le raccordement des tuyaux, la poignée est glissée en avant et vis sée sur le manche S, couvrant ainsi les rac cordements.
Le cylindre ou serre-électrode B est de préférence en cuivre et comprend un man chon cylindrique 35 qui s'adapte à frotte ment doux dans l'alésage 12 ainsi qu'une col lerette 36 qui appuie contre l'extrémité infé rieure de la pièce 10. L'extrémité supérieure du manchon 35 porte contre une bague com pressible 37 de section circulaire qui pose sur la face supérieure d'une rondelle métallique 38 sur le fond de la partie alésée et taraudée 1.6 et obture les extrémités supérieures des rainures 19 et 20.
Un écrou 40 fileté exté rieurement, avec tête polygonale intérieure, est vissé dans l'alésage taraudé 16, comprime la bague compressible 37 et bloque la cale 38 en position, pressant ainsi la face intérieure de la bague 37 contre le manchon 35 de ma nière à constituer un scellement hermétique démontable.
La partie inférieure du cylindre B, sous la collerette 36, a intérieurement la forme d'un siège conique sur lequel pose l'extrémité .conique fendue 44 d'un mandrin 45 s'adap tant dans le manchon 35. Le serre-électrode B est pourvu d'ouvertures radiales pour le gaz 43, au-dessus du siège 42 et en dessous de la collerette 36. Le mandrin 45 est de pré férence en acier; il dépasse le haut du man chon 35 et lu tête de l'écrou 40, et se termine en une tête élargie 46.
Un couvercle d'électrode 48 est vissé dans le haut de l'alésage 16 au-dessus de l'écrou 40 et vient en contact, par un siège annulaire 50, avec la tête du mandrin 46, forçant ce dernier vers le bas de manière à appliquer son extrémité fendue 44 sur le siège 42, la quelle, en se refermant, agrippe l'électrode E. Le couvercle d'électrode 48 se compose d'une pièce en cuivre avec un revêtement en matière plastique, la pièce en cuivre recevant, dans une encoche superficielle, un anneau presse étoupe 52 rendant hermétique le joint entre le couvercle 48 et la tête H.
La face inférieure de la collerette 36 du serre-électrode B porte contre un joint de scellement 54 composé de préférence d'épais- seurs de caoutchouc synthétique collées à de la matière plastique thermodurcissable.
Ce joint repose sur un épaulement annulaire intérieur 56 d'une chemise à eau en bronze 57 vissée sur un manchon en matière plastique isolante 58, vissé à son tour sur la partie filetée 21 de la tête du porte-électrode. L'extrémité su périeure du manchon isolant 58 porte contre <B>le</B> revêtement isolant 30 de la tête .du porte- électrode et est pourvue d'une encoche annu laire intérieure recevant une bague presse- étoupe 59 .faisant scellement contre la pièce rapportée 10 de la tête du porte-électrode. L'extrémité supérieure -de la
chemise 57 com porte une encoche annulaire intérieure rece vant une bague presse-étoupe 60 faisant scel lement contre le manchon isolant 58. L'aju- tage N est de préférence en cuivre pur, vissé sur l'extrémité inférieure de la chemise à eau 57.
Pour assembler le porte-électrode, on glisse le serre-électrode<I>B</I> dans la tête<I>H</I> avec, la partie en manchon 35 s'adaptant dans l'alé- sage 12 et allant au-delà dans l'alésage fileté 1.6. La rondelle métallique 38 est introduite dans l'alésage fileté 16 et glissée sur le man chon 35 dans le fond de l'alésage 16. L'anneau 37 est passé sur le manchon 35 et poussé con tre la rondelle 38. L'écrou à filetage exté rieur 40 est vissé dans l'alésage 16 de manière à comprimer l'anneau 37.
On passe l'anneau compressible 59 sur le nez fileté de la tête et on le fait suivre du manchon isolant 58 que l'on visse sur la par tie filetée 21. Le serre-électrode B peut être enlevé en retirant-le manchon 35 à travers l'anneau 37, les autres parties restant fixes.
Quand le serre-électrode B est placé dans la tâte H, le haut du manchon 35 est engagé dans l'anneau compressible 37 qu'il comprime de façon à faire scellement. L'anneau com pressible 60 est glisse, par-dessus les filets, sur le manchon isolant 58.
Le joint de scelle ment 54 est introduit dans la chemise à eau 57, de manière à poser sur l'épaulement .56, et l'a chemise 57 est vissée sur le manchon 58 de façon quo l'épaulement 56 com- prime l'anneau 54, et que le dessus de la collerette 36 soit appliqué contre les butées pendantes 25 de la pièce rapportée 10 de la tête du porte-électrode.
L'ajutage _N est visse sur la. chemise à eau 57, et le mandrin 45 est introduit par le haut de la tête du porte-électrode, à travers L'écrou à tête intérieure 40, dans le manchon 35 avec l'extrémité conique 44 appliquée sur le siège intérieur 42. Le couvercle 48 est vissé dans l'alésage taraudé 16 de la tête, jusqu'à ce que le bas 50 du couvercle vienne en con tact avec la tête du mandrin 46. L'électrode E est introduite par l'ajutage N, le siège co nique 42 du serre-électrode B et l'extrémité 44 du mandrin, et mise en place, après quoi on visse l'écrou 48 de façon que le mandrin agrippe l'électrode et la maintienne en place.
En fonctionnement, le courant électrique de soudure passe du câble 33, par le tuyau métallique d'évacuation d'eau 27,à la pièce métallique 1.0 de la tête du porte-électrode. Les butées 25 en bout de la pièce 10 font contact électrique avec la collerette 36 du serre-électrode B, de sorte que le courant de soudure circule de la pièce 10 par le serre- électrode B, le siège 42 et les mâchoires 44 dans l'électrode E.
Le gaz de protection va du tuyau flexible d'entrée des gaz 28 au tube d'entrée des gaz 1.8, par la canalisation 17 dans l'alésage ta raudé 16 dont le dessus est obturé par le cou vercle 48. De l'alésage 16, le gaz s'écoule par l'intérieur de l'écrou 40 dans l'espace annu laire entre le mandrin 45 et le manchon 35, et sort par les ouvertures radiales 43 pour pé nétrer à travers l'extrémité de la chemise à eau 57 à l'intérieur de l'ajutage N.
Le réfri gérant, de l'eau par exemple, passe de la tuyauterie d'amenée d'eau flexible 29, par le tube d'entrée d'eau 26 et la canalisation 24, dans la rainure longitudinale 20 d'où l'eau se répand dans la chambre d'eau annu laire 'W limitée par la partie annulaire 23 de la pièce métallique 10, le bas du manchon iso lant 58, l'extérieur de la collerette 36, le des sus du joint 54 et la paroi intérieure de la chemise 57. De la chambre W, l'eau s'écoule vers le haut par la rainure 19 et par le pas sage direct 22 et le tube d'évacuation d'eau 27 vers l'extérieur dans la tuyauterie flexible de décharge de l'eau 32.
La collerette 36 cons titue la plus grosse masse de cuivre du serre- électrode et est en contact .direct avec le ré frigérant dans la chambre W, de manière à permettre une meilleure conduction calorifi que et, par conséquent, un refroidissement efficace.
Le couvercle d'électrode 48 constitue un moyen rapide de dégager le mandrin 45. En tournant légèrement le couvercle 48, la pres sion est enlevée des mâchoires de mandrin 44 qui ne sont plus appliquées sur le siège 42 et l'électrode peut être réglée. En enlevant le couvercle 48, on peut enlever et remplacer le mandrin 45.
La chemise d'eau 57 permet un démontage rapide du système de refroidissement par eau. En enlevant la chemise 57, on peut enlever le serre-électrode B et ouvrir la chambre _W' pour la nettoyer. On a ainsi de plus accès à l'alésage 12 de la pièce 10, ce qui permet de nettoyer facilement les rainures 19 et 20. Les canalisations 22 et 24 donnent sur l'alésage et sont sensiblement alignées avec les tubes 26 et 27, de sorte qu'il y a moyen de faire passer des fils pour le curage.