Appareil de soudage. Cette invention a pour objet un appareil de soudage convenant particulièrement au soudage de petits articles et destiné à faire de petites soudures.
Cet appareil de soudage peut aussi être prévu pour être alimenté par une source de courant continu à basse tension, telle qu'un accumulateur ou une pile sèche, de capacité appropriée.
Diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention sont décrites ci-après, à titre d'exemples seulement, en se référant au des sin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une première forme d'exécution de l'ap pareil.
La fig. " est une coupe longitudinale d'une seconde forme d'exécution de l'appa reil, le mécanisme d'avancement de la sou dure étant représenté en élévation.
La fig. 3 est une coupe transversale sui vant. la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en élévation de côté d'une troisième forme d'exécution de l'ap pareil.
La fig.5 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du mécanisme d'avancement de la soudure de la fig.4, la coupe étant faite suivant la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue partiellement en coupe d'un détail, montrant. une électrode externe unique et un manchon isolant. La fig. 7 est une vue semblable à la fig. 6, où l'électrode externe est fendue.
La fig. 8 est une vue en élévation de côté d'une quatrième forme d'exécution de l'ap pareil.
La fig. 9 est cule vue fragmentaire en élé vation de l'extrémité de travail d'une cin quième forme d'exécution de l'appareil qui comprend deux électrodes, un guide et un élément fait de soudure.
La fig. 10 est une vue en coupe suivant la ligne X-X de la fig. 9à.
Les fig. 11 et 12 sont des vues semblables à la 6g.10, montrant deux variantes, et la fig.13 est une vue en coupe transver sale semblable à travers les électrodes d'une sixième forme d'exécution de l'appareil.
Sur toutes les figures, les mêmes pièces sont .désignées par les mêmes références. Dans la première forme d'exécution re présentée sur la fig.1 du dessin, l'appareil de soudage comprend une poignée isolante 1 portant à une extrémité une électrode ex terne tubulaire 2 composée de charbon dur. Dans l'alésage de cette électrode est logé un guide tubulaire constitué par un tube iso lant 3 en céramique ou autre matière rigide et résistant à la chaleur. Dans ce tube 3 passe une baguette de soudure 4 qui traverse la poignée 1.
L'électrode tubulaire de char bon 2 s'étend librement sur une courte dis tance au-delà de l'extrémité avant du guide 3; elle est pourvue à proximité de la poignée 1 d'une borne de raccordement 5 (représentée schématiquement sur le dessin), tandis que la baguette de soudure 4 est disposée de ma nière à venir en contact électrique avec une autre forme 6, montée sur la poignée. Les bornes 5 et 6 sont destinées toutes deux à être raccordées aux extrémités de l'enroule ment secondaire 7 d'un transformateur 3 établi dans la ligne de distribution,
la ten sion du secondaire étant -de l'ordre de 6 volts et le courant de charge de l'ordre de 11/2 à 4 ampères.
Le raccordement électrique à la baguette de soudure 4 pourrait être établi de toute autre manière, par exemple par une bagne métallique logée à l'intérieur du tube isolant 3 à proximité d11 bec de travail T de l'appa reil, et reliée par un conducteur approprié à une borne (telle que celle représentée en 6) sur la poignée de l'appareil. Suivant une autre variante, le tube isolant 3 pourrait présenter une mince couche conductrice sur sa surface interne, d'un bout à l'autre de sa longueur, cette couche étant reliée à son extrémité interne, du côté de la poignée, à une borne de raccordement.
La baguette de soudure 4 peut glisser à frottement doux dans l'alésage du tube iso lant 3, de telle sorte que, à mesure que la soudure -est consommée au bec de travail T de l'appareil, la baguette peut être avancée vers l'ouvrage pour alimenter celui-ci en sou dure soit par gravité, soit au moyen d'un mécanisme d'avancement tel que celui décrit ci-après en référence aux fig. 2 et 3 du dessin.
En service, on dirige l'appareil vers la ou les surfaces à souder; le bec de travail T de l'appareil est alors amené en contact avec la pièce, de sorte que la baguette de soudure 4 et l'électrode tubulaire 2 se trouvent toutes deux en contact avec celle-ci. L'appareil peut alors être écarté légèrement. de la pièce, de manière qu'un arc soit amorcé entre la ba guette de soudure 4 et l'électrode tubulaire 2. La chaleur de l'arc provoque la fusion de la soudure qui s'écoule alors sur la surface à, souder, l'opération continuant. jusqu'à ce que le courant soit coupé.
En variante, la ba guette de soudure 4 et l'électrode 2 peuvent être maintenues en contact avec la surface de la pièce, de telle sorte que le courant qui y circule provoque un chauffage local de la pièce à une température supérieure au point de fusion de la baguette de soudure 4. Dans chaque cas, on a trouvé que les joints sou dés peuvent être exécutés de manière à pré senter une résistance et une durabilité égales à celles des joints exécutés par les procédés usuels, suivant lesquels on frotte un fer à souder chaud garni d'étain sur les parties ou surfaces à souder, ou suivant lesquels on met le fer à souder en contact avec celles-ci.
Sur les fig. 2 et. 3 du dessin, la poignée 1 est représentée sous forme d'un boîtier creux qui est fendu longitudinalement en deux moi tiés approximativement similaires, fixées en semble, par exemple par des vis ou des bou lons 9 passant dans des oreilles 10 portées par les bords des deux moitiés. L'électrode tubu laire de charbon 2 s'étend librement sur une courte distance au-delà. de l'extrémité avant d'un guide isolant 3; elle est montée dans le nez du boîtier 1, au moyen d'une buse mé tallique 5 qui constitue la borne de raccorde ment à l'électrode.
Cette buse peut soit avoir un alésage légèrement conique qui permet de caler l'électrode 2 dans la, position voulue, soit être en métal et fendue longitudinale ment pour serrer l'électrode. La buse 5 est pourvue d'une bride 5a., qui est logée dans une rainure correspondante des deux moitiés du boîtier ou poignée 1.
A l'intérieur du boîtier creux 1 est monté un bloc métallique 11 dans lequel est pratiqué, d'un bout. à 1-'autre, un alésage 12 coaxial à l'alésage :de l'électrode tubulaire 2, l'extrémité antérieure de cet alésage 12 étant élargie pour recevoir l'extrémité du tube iso lant 3 qui s'étend dans l'électrode 2 et cons tituer ainsi un ancrage pour cette extrémité. Dans le bloc 1'1 est tourillonné un court manchon transversal 13 dont la surface externe est moletée ou cannelée, et ce man chon est disposé de manière à pénétrer dans l'alésage 12 et à venir en prise avec la bd- guette de soudure 4.
Cette dernière est main tenue en contact avec le manchon 13 au moyen d'une bille 15 (fig. 3) montée dans une emboîture sphérique, formée à l'extré mité interne d'une vis à tête noyée 16 vissée dans le bloc 11. Cette vis 16 peut être réglée pour des baguettes de soudure 4 de différents diamètres.
Au manchon 13 est fixée une roue moletée 17 qui dépasse suffisamment la surface du boîtier pour qu'on puisse la faire tourner à l'aide du pouce de la main qui tient l'appa reil. Une courte vis 18 présentant un tenon 1.9 à son extrémité est montée dans l'une des moitiés du boîtier, coaxialement à la roue moletée et du côté opposé à celui où se trouve le manchon moleté 13, de telle sorte que le tenon 19 pénètre dans un évidement de la face de la roue 17 et constitue un support pour celle-ci, comme c'est représenté sur la fig. 3.
On comprendra que le dispositif formé par le manchon moleté 13 et la roue 17 qu'on manoeuvre à l'aide du pouce, constitue un mé canisme pour faire avancer ou reculer la ba guette de soudure 4 dans l'électrode tubu laire 2.
L'extrémité avant du bloc 11 porte une borne isolée 20 pour relier un conducteur 21 d'une source de courant extérieure à un con ducteur 22 destiné à amener le courant à la buse 5. L'autre extrémité du bloc 11 est pourvue d'une vis de serrage 23 pour ancrer l'extrémité de l'autre conducteur 24 de la source de courant extérieure (qui peut être l'enroulement secondaire 7 du transformateur 8 représenté sur la fig.1), les deux conduc teurs 21, 24 étant logés dans un conduit ou url tube de guidage 25 fixé à l'une des pièces du boîtier.
Le bloc 11 et le mécanisme < l'avancement 13, 17 constituent donc l'équi valent de la borne de raccordement 6 de la forme d'exécution représentée sur la fig. 1 pour raccorder un pôle de la source de cou rant à la baguette de soudure 4.
L'extrémité arrière du boîtier creux 1 constitue un magasin pour un rouleau ou une bobine de fil de soudure indiquée en traits mixtes 26. Toutefois, dans certains cas, il se peut que l'appareil soit toujours employé au même endroit, tel qu'un établi ou un banc d'atelier, et dans ce cas le fil de soudure peut être enroulé sur une bobine supportée par une console fixe et tiré à travers un trou pra tiqué dans un couvercle 2:7 à l'extrémité du boîtier 1, comme c'est indiqué par les traits mixtes 4a. Dans chacune de ces dispositions, l'appareil est employé de la même manière que celui de la fig. 1.
Comme l'appareil ne consomme de l'éner gie électrique que pendant les périodes réelles de soudage, qui ne durent normalement que quelques secondes, et que le courant absorbé pendant ces périodes ne dépasse en général pas quelques ampères, on peut souvent faire travailler l'appareil sur une pile sèche.
Les fig. 4 et 5 montrent une troisième forme d'exécution dans laquelle l'appareil peut être très petit et avoir par exemple, ap proximativement les dimensions d'un porte- plume réservoir. Dans cette forme d'exécu tion, la poignée, indiquée d'une façon géné rale en 1, est formée de trois sections coaxiales la, 11, 1b. La section postérieure la est un tube dont l'extrémité interne présente un ta raudage vissé sur un filetage correspondant formé sur un tenon 11a de la section médiane ou bloc 11.
La troisième section 1b de la poignée 1 présente aussi une forme tubulaire et est vissée sur un tenon 11b du bloc 11. L'extrémité antérieure de la section lb qui constitue le nez est conformée de manière à enserrer l'électrode tubulaire 2, et à l'inté rieur de cette extrémité est fixée une colle rette métallique 5 qui forme l'ancrage de cette électrode. Une pièce d'écartement iso lante 5b est montée entre la collerette 5 et le bloc 11. Les sections 1a, 1b de la poignée 1 sont en matière isolante, tandis que la sec tion médiane 11 peut être en métal.
Le bloc 11, qui est de préférence métal lique, présente un alésage axial 12 qui con tient la baguette de soudure 4 dont la partie avant est guidée dans un tube isolant 3 (fig. 5). Une tige moletée 13, est placée dans un trou transversal du bloc, de manière que la surface moletée de la tige 13 occupe ime partie de la paroi de l'alésage axial 12. pour être en contact avec la baguette de soudure 4. Les extrémités de cette tige sont rivées, ou autrement calées, dans une paire de roues 17 susceptibles d'être manouvrées à l'aide du pouce et logées dans des encoches 17c usinées dans la surface externe du bloc 11.
Ce bloc (ou bien, si ce dernier est en matière iso lante, la tige moletée 13 constitue une borne pour le raccordement à une source de cou rant, tandis que la collerette 5 qui forme l'ancrage clé l'électrode tubulaire 2 constitue l'autre borne. Le fonctionnement de cet ap pareil est le même que celui décrit avec réfé rence aux fig. 1 à 3. L'électrode tubulaire 2 s'étend librement sur une courte distance au- delà de l'extrémité avant du tube 3. Les fig. 6 et 7 montrent deux variantes de construction de l'électrode tubulaire 2 de cette troisième forme d'exécution.
On a cons taté en pratique que la chaleur engendrée dans la décharge au bec T de l'appareil pen dant le soudage peut occasionner une éléva tion suffisante de la température à l'extré mité extérieure de l'électrode 2 pour provo quer le chauffage du tube isolant 3 à travers lequel la soudure passe au bec T et le porter à une température qui peut dépasser le point de fusion du matériau de soudure. Lorsque ceci se produit, l'action de l'appareil est moins efficace. En vue de réduire le risque d'une fusion prématurée de la soudure à l'in térieur du manchon, on a élargi l'alésage dans l'électrode tubulaire 2 sur une certaine dis tance à l'arrière du bec T, comme c'est indi qué en 2a sur le dessin.
La fig. 6 montre une variante où l'électrode tubulaire 2. est d'une pièce, tandis que la fig. 7 montre une va riante où l'électrode 2: est fendue longitudi nalement, de manière à présenter deux moitiés séparées par un intervalle isolant 30.
On a. trouvé en pratique qu'avec ces va riantes de construction, on réduit la tendance qu'a la soudure à entrer en fusion avant d'at teindre le bec T, ceci grâce à la diminution de la surface de contact entre l'électrode 2 et le tube 3. La fig. 8 montre une quatrième forme d'exécution de l'objet de l'invention, dans la quelle la poignée 1 est pourvue d'une crosse de pistolet 1e qui peut être agencée pour rece voir une bobine de fil de soudure. La figure montre également une gâchette 28 qui rem place la. roue 17 des fig. 4 et 5 pour faire avancer la baguette de soudure dans l'élec trode 2 à l'aide d'un mécanisme non repré senté.
La fig. 9 est une vue fragmentaire en plan d'une cinquième forme d'exécution compre nant deux éléments non fusibles 2a et 2b qui ont la forme de demi-tubes et qui constituent les électrodes de l'appareil. Ces électrodes sont montées sur un tube central 3 isolant et résistant à. la chaleur et s'étendent librement sur une courte distance au-delà de son extré mité avant.
Dans l'alésage central du tube 3 passe la baguette de soudure 4, les électrodes avant leurs bords longitudinaux en regard séparés par des entrefers indiqués par 30 (voir aussi fig.10). Des couebes conductrices sont déposées ou montées sur les extrémités internes des électrodes 2a et 2b dans le but d'assurer un bon contact électrique et de fa- @on à constituer des bornes de raccordement pour des conducteurs 21, 24 venant de la source de courant. Le dispositif entier est serré dans une buse isolante à l'extrémité avant du boîtier 1, ainsi qu'on le comprendra sans qu'il soit nécessaire de le montrer plus amplement sur le dessin.
Dans la, variante représentée sur la fig.11, le tube central 3 présente deux nervures lon gitudinales 3a, 3b diamétralement opposées qui servent à espacer les électrodes en occu pant l'espace formé par les entrefers 30 représentés sur les fig.9 et 10. Dans la va riante représentée sur la fig. 12, le tube 3 comporte en outre une partie extérieure tubu laire 3c montée sur les nervures longitudi nales<I>3a,</I> 3b et faisant corps avec le tube, qui encercle les électrodes 2a et 2b et sert à les protéger tant mécaniquement qu'électrique ment sur la plus grande partie de leurs lon gueurs dépassantes.
Cette variante présente l'avantage supplémentaire de permettre l'in- trodûction de l'appareil dans des espaces rela tivement étroits, entre des pièces métalliques, sans risque de court-circuiter les électrodes avant qu'elles n'atteignent la pièce à souder.
Dans la sixième forme d'exécution repré sentée par la fig. 13, les deux électrodes 2a et 2b sont, tubulaires et coaxiales et sont séparées l'une de l'autre par une pièce tubulaire iso lante 3, une baguette de soudure 4 étant placée dans le tube intérieur 2b dont elle est isolée par un tube en matière isolante consti tuant un guide tubulaire et représenté par un fort trait plein. Dans une variante, les posi tions de la baguette de soudure centrale 4 et de l'électrode intérieure 2.b peuvent être per mutées, l'électrode intérieure étant constituée par une tige massive, tandis que la soudure est introduite dans l'espace annulaire entre cette tige et l'alésage du tube isolant 3.
Dans ce dispositif, la soudure peut se présenter sous forme d'un ruban recourbe pour obtenir une forme cylindrique, ou d'un certain nom bre de baguettes ou d'étroits rubans séparés. Les électrodes non fusibles 2a et 2b s'étendent librement sur une courte distance au-delà de l'extrémité avant du guide tubulaire.
Bien que dans la description qui précède, l'électrode non fusible 2 ou les électrodes non fusibles \?a, 2b<B>...</B> soient en charbon, il est bien entendu que toute autre matière con ductrice qui ne fond pas à la température de travail peut être employée. Suivant une va riante, ces électrodes peuvent être en métal et pourvues de pointes en charbon ou en métal fritté, au bec T de l'appareil. .Suivant une autre variante encore, la plus grande partie de l'électrode peut être en matière isolante et la pointe seulement en matière conductrice.
L'emploi de charbon comme électrode non fusible ou comme matière pour la pointe de l'électrode est préféré pour des raisons de non oxydation dans les conditions de forma tion de l'arc et d'économie de fabrication. Une tige de charbon garnie de métal peut être employée comme électrode pour faciliter le raccordement à la source de courant et pour assurer une protection mécanique. L'appareil peut être pourvu d'une ou de plusieurs électrodes rétractiles ou extensibles, de manière que l'appareil puisse être réglé pour pouvoir travailler dans un endroit exigu ou relativement inaccessible. Suivant une autre variante, l'électrode ou les électrodes peuvent être montées de manière à pouvoir être enlevées facilement pour être remplacées par d'autres, de longueur différente.
La tension appliquée aux électrodes peut. être relativement basse, de telle sorte que l'épaisseur du tube isolant petit être réduite à un minimum. En outre, pour l'opérateur, les risques de chocs électriques dus à un défaut de l'isolation sont éliminés. Comme la chaleur nécessaire à la fusion de la soudure est engen drée par l'arc électrique dans la couche super ficielle de la pièce au travers de laquelle le courant circule entre les électrodes, elle est très localisée et les pertes dues à la conduc- tion et au rayonnement sont faibles.
Le transformateur d'alimentation 8 (fig.1) est normalement monté à l'extérieur du manche 1, qui est alors raccordé à son enroule ment secondaire 7 par l'intermédiaire d'un conducteur flexible. La poignée pourrait être pourvue d'un adaptateur universel pour rece voir une baguette de soudure et des élec trodes de différentes dimensions.
L'expérience a montré qu'il était possible de souder à l'aide d'un tel appareil dans n'importe quelle position, y compris celle où les électrodes sont pointées vers le haut, vers la face inférieure de la pièce. Toutefois, pour permettre à l'appareil de reposer sur une sur face métallique sans risque de court-circuiter les électrodes, il peut être désirable d'incor porer dans la poignée un interrupteur agis sant par gravité, tel qu'un interrupteur à mercure. Un tel interrupteur à gravité peut être dérivé sur un interrupteur que l'on peut actionner à la main et qui est normalement sollicité vers la position d'ouverture.
L'appareil peut être laisse sous tension pendant certaines périodes de temps, lorsqu'il n'est pas effectivement en service, mais la consommation de courant n'a lieu que lorsque les électrodes sont réellement amenées en con- tact avec la pièce. L'appareil possède donc im\0.......... rendement plus élevé en comparaison des appareils de soudage des types les plus usuels, employant des bouts chauffés dont la tempé rature est fréquemment maintenue à celle du fonctionnement pendant de longues périodes d'arrêt.
On a trouvé en,pratique qu'il existe une grande gamme d'alliages à point de fusion bas, que l'on peut utiliser comme matériau de soudure ou électrode fusible. On envisage même dans certaines applications l'emploi comme matériau de soudure, d'alliages n'ap partenant pas au groupe plomb-étain. Par conséquent, le terme soudure employé dans la présente description comprend tout métal ou alliage à point de fusion relativement bas, tels que le plomb pur ou l'alliage plomb-étain à faible teneur en étain.