FR2556635A1 - Procede et appareil de soudage a l'arc electrique et pieces soudees conformement audit procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE SOUDAGE. LE PROCEDE DU SOUDAGE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE NOTAMMENT EN CE QU'ON FORME L'ELECTRODE FUSIBLE TORSADEE 3 AU COURS DE SON AVANCE VERS LA ZONE DE L'ARC DE SOUDAGE 7, EN TORDANT ENSEMBLE LES FILS-ELECTRODES 2 AUTOUR DE L'AXE D'AVANCE DE L'ELECTRODE, LADITE ELECTRODE EFFECTUANT PENDANT LEDIT TORDAGE UN MOUVEMENT HELICOIDAL DE ROTATION ET DE TRANSLATION AUTOUR ET LE LONG DUDIT AXE D'AVANCE, CHACUN DES FILS 2 DE L'ELECTRODE FUSIBLE TORSADEE 3 SE DEPLACANT TOUJOURS SUIVANT UNE MEME TRAJECTOIRE EN ENTRANT DANS LA ZONE DE L'ARC DE SOUDAGE TOUJOURS EN UN MEME POINT. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE POUR LE SOUDAGE ET LE RECHARGEMENT SOUS FLUX, SOUS GAZ DE PROTECTION, AVEC DES ELECTRODES PLEINES FUSIBLES OU DES ELECTRODES EN POUDRE.

Description

La présente invention se rapporte au domaine du soudage électrique des métaux et a notamment pour objet un procédé de soudage eà l'arc électrique, un appareil de soudage pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi que les pièces soudées conformément audit procédé.

L'invention peut être utilisée dans la mise au point de matériels pour le soudage et le rechargement sous flux, sous gaz de protection ou leurs melangesavec des électrodes fusibles pleines et des électrodes en poudre, ainsi que pour le soudage avec des électrodes spéciales ne nécessitant pas l'utilisation de flux et de gaz de protection dans la zone de soudage.

L'invention s'applique particulièrement bien aux appareils de soudage mécanisé avec avance de l'électrode dans des canaux de guidage de longueur accrue
La tendance actuelle à augmenter les cotes d'encombrement des charpentes métalliques soudées, ainsi que le large emploi de tôles d'acier de haute qualité, déterminent la recherche permanente de moyens susceptibles d'augmenter l'efficacité des procédés de soudage et d'assurer une réduction du prix de revient des constructions soudées tout en conservant une haute qualité des soudures.L'un de ces procédés satisfaisant aux impératifs de l'industrie moderne est le soudage à l'arc électrique avec des électrodes fusibles composées, ou en faiseeau,constituées de deux ou plus de deux fils électrodes pleins nus (sans isolant), de même diamètre ou de diamètres différents, disposés l'un le long de l'autre. Le soudage à l'arc électrique avec des électrodes en faisceau assure un rendement plus élevé du procédé de soudage que celui des procédés traditionnels avec une seule électrode, ce qui est surtout important pour l'exécution des rechargements.

En outre, le soudage à l'arc électrique avec des électrodes en faisceau assure facilement la possibilité d'allier additionnellement le métal du cordon de soudure grâce au fait qu'au moins l'un des fils électrodes de l'électrode en faisceau peut être fabriqué en alliage fritté. Il est également à noter que, grâce à 'absence d'isolant sur les fils électrodes nus de l'électrode en faisceau et grâce au fait qu'ils se touchent, tous les fils électrodes peuvent être alimentés à partir d'une seule source de courant de soudage.

On connais un procédé de soudage à l'arc électrique (voir par exemple le brevet britannique NO 1280147 publié le 7 juillet 1972), selon lequel l'opération de soudage est exécutée avec une électrode en faisceau composée d'au moins deux fils électrodes séparés n'ayant pas de revêtement isolant et alimentés à partir d'une source commune de courant de soudage, lesdits fils électrodes étant disposés dans l'électrode en faisceau parallèlement l'un à l'autre sans être liés mécaniquement entre eux parun moyen spécial quelconque.

Toutefois, cette dernière circonstance fait que, en cas d'utilisation de ce procédé de soudage à l'arc électrique pour exécuter une opération de soudage mécanisée, quand l'électrode fusible est amenée à l'endroit du soudage le long du canal guide-fil de l'appareil de soudage à l'aide d'un mécanisme du type poussoir, il s'avère impossible d'assurer, avec un seul mécanisme de ce type, une même vitesse d'avancement vers la zone de soudage pour tous les fils électrodes.Cela trouve son explication dans le fait que pendant le déplacement des fils d'une telle électrode en faisceau dans le canal guide-fil, lesdits fils, n'étant liés entre eux en aucune façon, se disposent librement suivant toute la section interne de ce canal, ce qui a pour conséquence que les fils électrodes sont soumis, selon leurs dispositions mutuelles et leurs positions par rapport à la surface intérieure du canal guide-fil et de son embout, à des résistances de frottement différentes. La différence entre les résistances de frottement auxquelles sont soumis les différents fils électrodes augmente encore plus si les fils électrodes diffèrent entre eux par leur diamètre.Par suite de la différence des vitesses d'avancement des fils électrodes vers la zone de soudage, le cours normal du processus de soudage est perturbé , en particulier, en raison des déplacements désordonnés de l'arc de soudage amorcé, de sorte que la qualité du cordon de soudure obtenu s'altère fortement. C'est pourquoi il n'est pas aisé d'utiliser largement le procédé décrit ci-dessus pour exécuter le soudage mécanisé à l'arc électrique, qui s'effectue dans la plupart des cas avec des canaux guide-fils.

On connaît aussi un procédé de soudage à larc électrique, selon lequel le processus de soudage est exécuté avec une électrode en faisceau fusible (voir par exemple le certificat d'auteur URSS publié le 21 septembre 1971 sous le n0 314610). Selon ce procédé, l'électrode en faisceau, composée de plusieurs fils électrodes nus disposés parallèlement, est préalablement serrée de tous les côtés à l'aide de galets spéciaux, puis amenée vers la zone de soudage.

Bine que ce procédé possède un certain avantage sur le procédé décrit plus haut, avantage qui consiste en ce que le patinage des fils électrodes par rapport l'un à l'autre est supprimé, ce qui est obtenu par le serrage mentionné des fils formant l'électrode en faisceau, néanmoins, la résistance de frottement entre l'électrode en faisceau et les parois intérieures du guide-fil, en cas d'avancement d'une telle électrode en faisceau dans un canal guide-fil de grande longueur, reste relativement élevée et irrégulière dans le temps. Cela provoque des variations aléatoires de la vitesse de sortie de l'électrode en faisceau de l'embout du guide-fil, qui entraînent, dans ce cas aussi, des déplacements désordonnés de l'arc de soudage, qui ont lieu surtout au cours du soudage exécuté sous des régimes à intensités peu élevées du courant de soudage.

On connaît en outre un procédé de soudage à l'arc électrique, selon lequel l'opération de soudage est exécutée avec une électrode fusible en faisceau torsadée (voir par exemple le brevet japonais NO 53-118154). Selon ce procédé, l'électrode en faisceau torsadée, qui se présente sous la forme d'une vis à filets multiples avec un nombre d'en- trées déterminé par le nombre de fils électrodes nus qu'il contient, est amenée progressivement dans la zone d'amor çage de l'arc de soudage sous un angle de 5 à 10 degrés par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure.

Bien que ce procédé de soudage à l'arc électrique ait un certain nombre d'avantages, l'un desquels réside dans le fait que l'on obtient une rotation de l'arc de soudage au fur et à mesure de la fusion de l'électrode en faisceau composée de deux fils tordus ensemble, ce qui contribue à son tour à un meilleur brassage du bain de fusion et à un bon fusionnement des bords du joint à souder, il est toutefois très difficile, dans ce procédé également, d'assurer un avancement uniforme de- l'électrode vers la zone de soudage avec un seul mécanisme poussoir. Dans ce procédé, quand il faut faire avancer l'électrode torsadée dans un canal guide-fil de grande longueur, il s'avère nécessaire, soit d'accroître la force de poussée agissant sur l'électrode, soit d'utiliser des moyens intermédiaires supplémentaires de tension. Cependant, ces mesures n'assurent pas une vitesse constante de sortie de l'électrode torsadée de l'embout, du fait que, lors de l'avancement progressif de ladite électrode, la résistance de frottement entre les surfaces des fils de l'électrode et les parois intérieures du canal guide-fil est répartie irrégulièrement dans le temps et suivant la longueur du canal guide-fil.

En ce qui concerne la rotation de l'arc de soudage mentionnée précédemment, il faut noter qu'en présence de cet effet, il est impossible d'exécuter les opérations de soudage à grandes vitesses, du fait que la vitesse de ladite rotation est faible.

De plus, ce procédé de soudage à l'arc électrique ne peut être utilisé que pour une gamme relativement res treinte de régimes du processus de soudage, du fait que l'aire totale de la section transversale de l'électrode 2 ne peut pas dépasser 9,1 mut2, , le courant de soudage doit se trouver dans les limites de 450 à 500 A, et la vitesse de soudage doit être maintenue dans les limites de 15 à 23 centimètres par minute.

On connaît bien des appareils de soudage à l'arc
électrique utilisant le principe de l t avancement propres sifsoit d'une seule électrode fusible, soit d'une électrode fusible en faisceau dans un canal guide-fil pour les amener vers la zone de soudage. L'un de ces appareils (voir par exemple le brevet USA publiez le 6 mai 1958 sous le N 2 833 912) est composé d'une torche de soudage réalisée sous la forme d'un pistolet de soudages muni d'un embout amenant le courant à l'élecQrode, et reliée à l'aide d'une gaine flexible, jouant le rôle de canal guide-fil pour amener l'électrode vers la zone de soudage, à un mécanisme assu- rant l'avancement de l'électrode Ce mécanisme d'avancement comporte un réducteur installé dans un boîtier portatif et équipé d'un moteur d'entraînement et de galets d'amenée rotatifs reliés cinématîquement à l'arbre du moteur d'en traînement.

Cet appareil de soudage à l'arc électrique permet, lorsque le guide-fil flexible n'est pas trop long, d'amener l'électrode fusible utilisée vers la zone de soudage assez uniformément et avec une sureL suffisante. Cependant, cet appareil ne peut pas assurer un avancement sûr et régulier de l'électrode utilisée dans une gaine guide-fil de grande longueur avec un seul mécanisme avance du type poussoir.

Cela est dû au fait que, pour accomplir l'avancement de l'electrode dans une gaine guide-fil de grande longueur, il faut, comme on l'a dit plus haut, soit augmenter consi dérablement la force poussant l'électrode dans le guide-fil, soit utiliser des mécanismes intermédiaires de tension supplémentaires disposés à des intervalles détermines sur la longueur de ladite gaine guide-fil. L'accroisseemnt de la force poussant l'électrode peut être obtenu, dans cet appareil, soit en augmentant la force exercée sur l'électrode par les galets d'amenée faisant partie de l'appareil, soit en augmentant le nombre desdits galets.Dans le premier cas, cela se traduit par une déformation de l'électrode utilisée et notamment par la formation d'enfoncements sur sa surface, les dimensions de ces enfoncements augmentant au fur et à mesure qu'augmentent les forces exercées par les galets d'amenée; dans le second cas, cela conduit à une complication et à un accroissement des cotes d'encombrement de l'appareil. Ce dernier effet est également dû à l'utilisation des mécanismes -intermédiaires de tension. La formation d'enfoncements sur l'électrode de soudage utilisée provoque à son tour une augmentation des forces de frottement se traduisant par la nécessité d'accroître encore plus les forces poussant l'élec- trode.Il faut aussi indiquer que, lorsque l'avancement progressif d'une électrode est effectué par poussée de ladite électrode dans la gaine du guide-fil avec une force élevée, l'embout d'amenée de courant utilisé dans un tel appareil, embout qui est réalisé généralement en un métal relativement mou à faible résistance électrique, est soumis à une forte usure et possède une durée de service peu élevée, du fait que, pour assurer le contact nécessaire entre ledit embout et l'électrode, il est généralement pressé contre l'électrode par des forces dirigées perpendiculairement à l'axe d'avancement de l'éleetrode.

Ainsi, tous les procédés de soudage à l'arc électrique et tous les appareils pour effectuer ces procédés, qu'on connaît de nos jours, n'assurent pas un avancement uniforme de l'électrode fusible en faisceau vers la zone de soudage dans des canaux guide-fils de grande longueur, dans le cas où ledit avancement est effectué à l'aide d'un seul mécanisme d'avance, tandis que l'irrégularité de l'avancement de l'électrode diminue la fiabilité dudit avancement et, par conséquent, altère la qualité du cordon de soudure obtenu.

La présente invention vise donc un procédé de soudage à l'arc électrique et un appareil simple de soudage pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui assureraient, au moyen d'un seul mécanisme d'avance, l'avancement uniforme d'une électrode fusible torsadée, composée de plusieurs fils, vers la zone de soudage dans des canaux guide-fils de longueur plus grande que celle des guide-fils actuellement utilisés dans les matériels de soudage connus, et permettraient en même temps d'effectuer un tel soudage en conservant une haute qualité des joints, pouvant se trouver dans l'espace dans des positions diverses et ayant des bords chanfreinés de maniere analogue à celle de tous les procédés de soudage traditionnels, et de pouvoir accomplir le soudage à des vitesses, aires de section transversale de l'électrode et valeurs du courant de soudage ordinaires aussi bien qu'élevées.

Pour résoudre ce problème, l'invention propose un procédé de soudage à l'arc électrique avec avancement, vers la zone de l'arc électrique, d'une électrode fusible torsadée composée d'au moins deux fils électrodes sans isolant et se présentant sous la forme d'une vis à filets multiples et à nombre d'entrées déterminé par le nombre de fils électrodes externes formant le filet de ladite vis, ledit avancement s'effectuant avec possibilité de réglage des dimensions du cordon de soudure obtenu, ce procédé étant caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'on forme l'électrode fusible torsadée au cours de son avance vers la zone de l'arc électrique en tordant ensemble des fils électrodes autour de l'axe d'avance l'électrode fusible effectuant pendant ce tordage un mouvement hOllcoïdal de translation et de rotation autour et le long de l'axe d'avancement, tandis que chacun des fils de l'électrode fusible torsadée se déplace toujours selon une même trajectoire et entre dans la zone de l'arc de soudage toujours en un même point, la vitesse d'avancement de l'électrode fusible torsadée dans la zone de l'arc de soudage étant déterminée par l'expression::
V = p.r.n, où V est la vitesse d'avancement de l'électrode fusible
torsadée,
p est le pas de torsion des fils électrodes,
r est le nombre de tours effectués par l'électrode fusible
torsadée par unité de temps,
n est le nombre de fils électrodes externes à tordre.

Le procédé proposé de soudage à l'arc électrique exclut totalement, grâce à la torsion des fils électrodes en une électrode en faisceau torsadée, la différence des vitesses de mouvement des fils électrodes séparés, et assure, grâce au mouvement de translation et de rotation de l'électrode torsadée, la sortie régulière de ladite électrode de l'embout de la torche de soudage, en permettant ainsi un avancement sûr de l'électrode vers la zone de soudage.

Le procédé de soudage à l'arc électrique selon l'invention est caractérisé en outre par le fait qu'on effectue le réglage des dimensions du cordon de soudure, obtenu en utilisant une électrode fusible torsadée composée de deux fils électrodes, par changement, dans la zone de l'arc de soudage, de l'orientation de la face en bout de l'électrode fusible torsadée par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure dans un plan perpendiculaire à l'axe d'avance de ladite électrode.

Dans une variante d'un tel réglage, le changement, dans la zone de l'arc de soudage, de l'orientation de la face en bout de l'électrode fusible torsadée par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure dans le plan perpendiculaire à l'axe d'avance de ladite électrode fusible torsadée, est réalisé par variation de la longueur de portée de l'électrode fusible torsadée le long de son axe d'avancement dans les limites de f 0,5 du pas de torsion du profil longitudinal de ladite électrode.

Dans une autre variante du réglage, on effectue le changement, dans la zone de soudage, de l'orientation de la face en bout de l'électrode fusible torsadée par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure dans le plan perpendiculaire à l'axe d'avance de ladite électrode fusible torsadée, en tournant l'électrode en question autour de son axe d'avance d'un angle compris entre 0 et 90 degrés.

Le réglage des dimensions du cordon de soudure obtenu par les moyens précités est simple et assure, en cas de nécessité, la variation des dimensions dudit cordon dans des limites assez larges. La première des variantes mens tionnées du réglage, c 'est-à-dire celui qu'on effectue par variation de la longueur de portée de l'électrode, offre plus de commodité en cas de soudage manuel à l'arc électrique, surtout dans des endroits difficilement accessibles.

Pour le soudage automatique à l'arc electrique, les deux variantes de réglage citées conviennent, le choix de la variante étant déterminé par les conditions particulières d'exécution du procédé de soudage.

Le problème exposé plus haut est aussi résolu grace à un appareil de soudage pour la mise en oeuvre du procédé proposé de soudage à l'arc électrique, comportant une torche de soudage munie d'en embout d'amenée de courant et reliée au moyen d'un tuyau guide-fil flexible, servant à amener l'électrode fusible dans la zone de soudage, à un mécanisme d'avance composé d'un boîtier dans lequel sont contenus un réducteur équipé d'un moteur d'entraînement et des galets d'amenée rotatifs, servant à déplacer l'électrode fusible dans le sens de son axe d'avance et rigidement fixés sur des arbres reliés à l'arbre du moteur d'entraînement, ledit appareil étant caractérisé1 selon l'invention, en ce que chacun des galets d'amenée du mécanisme d'avance est réalisé en forme de cylindre ayant un filetage à plusieurs filets sur sa surface périphérique avec un pas égal à celui du filetage de l'électrode fusible torsadée en cours de formation, le réducteur du mécanisme d'avance comprend une première transmission qui assure la rotation des galets d'amenée autour de leurs axes dans un même sens et comporte deux organes entraînés, assujettis chacun sur les bouts des arbres et des galets d'amenée, d'un même côté desdits galets d'amenée, et un organe d'entraînement relié cinématiquement aux organes entraînés de ladite première transmission et à l'arbre du moteur d'entraînement, ainsi qu'une seconde transmission qui assure la rotation synchrone des deux galets d'amenée autour de l'axe d'avance de l'électrode fusible torsadée et comporte un organe entraîné, installé librement sur les extrémités des arbres des galets d'amenée, d'un même côté desdits galets d'amenée, et un organe d'entraînement relié cinématiquement à l'organe entraîné de ladite seconde transmission et à l'arbre du moteur d'entraînement, tandis que l'embout d'amenée de courant est composé d'une douille de contact avec un canal de contact intérieur, sur la surface duquel est réalisé un filetage à plusieurs filets avec un diamètre, un pas et un nombre d'entrées égaux respectivement au diamètre, au pas et au nombre d'entrées de 1' électrode fusible torsadée qui s'est formée et qui traverse l'embout d'amenée de courant.

L'appareil proposé pour effectuer le soudage à l'arc électrique assure en même temps la torsion de plusieurs fils électrodes en une électrode torsadée ayant la forme d'une vis et l'avancement de ladite électrode dans un tuyau guide-fil flexible dans la direction nécessaire à l'aide d'un seul mécanisme d'avance.Du fait que, pendant l'avancement de l'électrode torsadée, le mécanisme d'avance l'oblige à effectuer un mouvement de translation et de rotation, on peut appliquer à l'électrode des forces importantes pour la pousser dans le tuyau guidefil flexible sans aucune déformation sensible de sa surface, grâce à quoi il devient possible de faire passer l'électrode torsadée, et ce, avec une vitesse régulière, dans des tuyaux guide-fils ayant une longueur sensiblement supérieure à celle des tuyaux guide-fils qu'on utilise dans les dispositifs de soudage connus comportant un seul mécanisme d'avance.

Dans l'une des variantes de réalisation de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé proposé de soudage à l'arc électrique, l'embout d'amenée de courant de la torche de soudage peut comprendre un boîtier supplémentaire, embrassant la douille de contact, sur lequel boîtier est fixé un élément élastique en contact avec l'un des bouts de la douille de contact et produisant une force dirigee le long de l'axe d'avance de l'électrode fusible torsadée, force qui assure le serrage du filetage du canal de contact de la douille de contact contre la surface hélicoidale de ladite électrode.

L'utilisation, dans l'embout d'amenée de courant de la torche de soudage, d'un élément élastique qui crée une force dirigée le long de l'axe d'avance de l'électrode torsadée, donne la possibilité, en cas d'utilisation de tuyaux guide-fils de faible longueur, de rattraper le jeu entre les surfaces hélicoïdales de l'électrode torsadée et de la douille de contact dudit embout, jeu qui apparaît inévitablement du fait de l'usure de la douille de contact au cours de l'exploitation de l'appareil de soudage à l'arc électrique.

Dans une autre variante de réalisation de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé proposé de soudage à l'arc électrique, l'embout d'amenée de courant de la torche de soudage comporte un boîtier supplémentaire qui embrasse la douille de contact munie d'un filetage extérieur sur sa surface périphérique, la surface intérieure dudit boîtier possédant un filetage ayant un diamètre et un pas égaux respectivement au diamètre et au pas du file tage extérieur de la douille de contact et engrené avec le filetage extérieur de la douille de contact.

La présence d'un filet sur la surface périphérique de la douille de contact et d'un filet correspondant sur la sur
face intérieure du boîtier embrassant la douille de contact permet de varier à volonté, dans de larges limites, la va
leur de la force de pression du filet du canal de contact de cette douille contre la surface hélicoidale de l'électrode
torsadée, afin de rattraper le jeu précité. L'utilisation des moyens de serrage va être décrite dans la suite avec plus de
détails.

Le filetage extérieur de la douille de contact de l'embout
d'amenée de courant et le filetage réalisé sur la surface
intérieure du boîtier dudit embout d'amenée de courant, file
tage qui engrène avec le premier, peuvent avoir un pas moindre que celui du filetage du canal de contact intérieur de la douille de contact.

La réalisation du filetage extérieur de la douille de con
tact engrené avec le filetage du boîtier de l'embout d'amenée de courant avec un tel pas assure la possibilité de
sélectionner la force de pression de façon plus progressive
et précise.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemplesnon limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente, d'une façon simplifiée, une
installation de soudage illustrant le procédé de soudage à
l'arc électrique selon l'invention
- la figure 2 représente le schéma de disposition mutuelle de la partie travaillante d'une électrode fusible formée de deux fils tordus ensemble et des pièces à souder pour une longueur donnée de portée de ladite électrode, ce schéma illustrant l'un des modes de réglage des dimensions du cordon de soudure selon 1 'invention
- la figure 3 est une coupe transversale de 1 'électrode formée de deux fils tordus ensemble suivant la ligne III-III de la figure 2
- la figure 4 montre une coupe transversale du cordon de soudure obtenu quand l'électrode est dans la position indiquée sur la figure 2;
- la figure 5 représente le schéma de disposition mu- tuelle de la partie travaillante d'une électrode fusible formée de deux fils tordus ensemble et des pièces à souder pour une longueur de portée de ladite électrode diffreinte de la longueur montrée sur la figure 2;;
- la figure 6 est une coupe transversale de l'électrode représentée sur la figure 5 suivant la ligne VI-VI;
- la figure 7 représente une coupe transversale du cordon de soudure obtenu quand Zselecrode se trouve dans la position indiquée sur la figure 5;
- la figure 8 représente le schéma de disposition mutu elle de la partie travaillante d'une électrode fusible formée de deux fils tordus ensemble et des pièces à souder pour une orientation donnée de ladite électrode, ce schéma illustrant un autre mode de réglage des dimensions du cordon de soudure selon l'invention;;
- la figure 9 représente une coupe transversale de l2dle- ctrode de la figure 3 suivant la ligne IX-IXg
- la figure 10 est une coupe transversale du cordon de soudure obtenu quand l'électrode se trouve dans la position indiquée sur la figure 8;
- la figure Il représente le schéma de disposition mu- tuile de la partie travaillante d'une électrode fusible formée de deux fils tordus ensemble et des pièces à souder pour une autre orientation de ladite électrode, différente de l'orientation indiquée sur la figure 8;
- la figure 12 est une coupe transversale de l'électrode représentée sur la figure il selon la ligne XIIXXII;;
- la figure 13 est une coupe transversale du cordon de soudure obtenu quand l'électrode se trouve dans la position indiquée sur la figure il;
- la figure 14 est une vue en coupe de appareil de soudage à l'arc électrique réalisant le procédé proposé lors d'un tel soudage, selon l'invention;
- la figure 15 représente la première transmission du mécanisme d'avance, en coupe suivant-la ligne XV-XV de la figure 14;
- la figure 16 représente la seconde transmission du mécanisme d'avance, en coupe suivant la ligne XVI-XVI de la figure 14;
- la figure 17 représente une coupe transversale, suivant la ligne XVII-XI W de la figure 14, des galets d'amenée du mécanisme d'avance, avec arrachements partiels;;
- la figure 18 illustre la douille réceptrice du méca- nisme d'avance, en coupe suivant la ligne XVIII-XVIII de la figure 14;
- la figure 19 montre la ccupe transversale d'une autre variante de la douille réceptrice du mécanisme d'avance représentée sur la figure 14;
- la figure 20 représente la douille de contact de l'embout d'amenée de courant de la torche de soudage, vue en coupe par un plan passant par l'axe de ladite douille;
- la figure 21 est une vue correspondant à la figure 20, en coupe transversale suivant la ligne XXI-XXI de la figure 14;
- la figure 22 illustre les douilles de contact de l'embout d'amenée de courant de la torche de soudage, utilisées pour des électrodes torsadées composées d'un nombre divers de fils électrodes (vue en bout); et
- la figure 23 représente une autre conception de l'embout d'amenée de courant de la torche de soudage, vue en coupe par un plan traversant l'axe dudit embout.

Il va de soi que les dessins ci-joints ne sont que des représentations schématiques et servent seulement à il les trer la présente invention sans aucune limitation des dimensions des organes constitutifs de l'appareil proposé de soudage à l'arc électrique, des relations des dimensions de ces organes, etc. Les mêmes organes sur différents dessins sont marqués par les mêmes chiffres de référence.

Le procédé de soudage à l'arc électrique selon la présente invention consiste en ce qui suit
Avant l'exécution de l'opération de soudage, on introduit dans le mécanisme d'avance 1 (figure 1) d'un appareil de soudage, des fils électrodes 2 pleins sans isolant, par exemple trois fils, comme le montre la figure , et l'on met en marche ledit mécanisme 1. Sous l'action du mécanisme 1 s'accomplit l'avance de l'électrode fusible 3 dans un tuyau guide-fil flexible 4 et puis à travers l'embout 5 d'amenée de courant de la torche de soudage 6 vers la zone de l'arc de soudage 7.Celui-ci s'amorce au moment ou l'élec- trode fusible 3 effleure la surface des pièces 8 à souder après l'amenée d'une tension électrique appropriée à l'aide d'un conducteur 9 relié à l'embout 5 d'amenée de courant et d'un conducteur 10 relié aux pièces 8 à souder. Après l'amorçage de l'arc de soudage 7, l'électrode 3 et le métal des pièces 8 entrent en fusion, et, en déplaçant la torche de soudage 6 le long de la surface des pièces 8 à souder selon une trajectoire donnée, on élabore un cordon de soudure 11.

Selon la présente invention, l'avancement de l'électrode de 3 fusible vers la zone de l'arc de soudage 7 est associé, dans le procédé proposé, à la formation de ladite électrode, au cours de laquelle les fils électrodes 2 prennent la forme d'une électrode en faisceau torsadée. Ladite électrode en faisceau 3 torsadée est formée en tordant ensemble les fils électrodes 2 au cours de son avancement; pendant le tordage, l'électrode en faisceau 3 torsadée effectue un mouvement hélicoïdal de translation et de rotation le long et autour de son axe d'avance, chacun des fils 2 de ladite électrode se déplaçant toujours selon une même trajectoire et entrant toujours dans un même endroit de la zone de l'arc de soudage 7.Par suite de la torsion des fils électrodes 2 autour de l'axe d'avance, laquelle toi s ion est effectuée sans provoquer de déformation plastique dans lesdits fils électrodes 2, l'électrode fusible 3 torsadée se transforme en une longue vis à filets multiples avec un nombre d'entrées déterminé par le nombre de fils électrodes 2 externes utilisés, formant le filetage, ou la surface hélicoïdale, de ladite vis.La vitesse requise d'avancement de l'électrode fusible 3 torsadée vers la zone de l'arc de soudage 7 est déterminé selon le procédé par la relation suivante:
V = p.r.n où V est la vitesse d'avancement de l'électrode fusible 3
torsadée, exprimée en mètres par minute,
p est le pas de torsion des fils électrodes 2, en
mètres,
r est le nombre de tours qu'effectue l'électrode fusible
3 torsadée en une minute,
n est le nombre de fils électrodes 2 externes à tordre.

il est évident,pour un homme du métier, que le procédé proposé de soudage à l'arc électrique peut être mis en oeuvre avec une électrode fusible 3 torsadée composée d'un nombre quelconque raisonnable de fils électrodes 2. Dans le cas d'une électrode fusible torsadée 3 formée de plusieurs fils électrodes 2, par exemple de cinq fils ou plus, et quand ces fils sont disposés dans l'électrode 3 en couches (en considérant la section transversale de l'électrode 3), la surface hélicoïdale de ladite électrode ne peut être formée que par les fils 2 qui se trouvent dans la couche externe, et c'est pour cette raison qu'ils ont été appelés plus haut "fils externes".D'autre part, l'électrode fusible 3 torsadée peut être formée de fils électrodes 2 ayant aussi bien un même diamètre que des diamètres différents, mais dans ce dernier cas, il faut que, dans le faisceau de fils 2, les fils 2 externes formant la surface hélicoldale de l'électrode 3 torsadée aient tous un même diamètre.

On donne ci-dessous des exemples concrets mais non limitatifs de mise en oeuvre du procédé proposé de soudage à l'arc électrique, qui illustrent son aptidude à l'utilisation d'électrodes fusibles torsadées formées de différents nombres de fils électrodes, à l'application de divers régimes d'exécution du procédé de soudage et à l'utilisation de guide-fils 4 de différentes longueurs.

Exemple 1
On a amené une électrode fusible 3 (figure 1) composée de deux fils électrodes 2 d'acier à faible alliage de 1,0 mm de diamètre tordus ensemble, en utilisant le procédé de soudage à l'arc électrique décrit ci-dessus, vers la zone de soudage des pièces 8, également an acier à faible alliage, qui étaient les pièces de la superstructure d'un navire à cargaisons sèches. Comme source d'alimentation de l'arc de soudage 7, on a utilisé un redresseur de soudage ordinaire à caractéristique tension-courant externe rigide.

La protection de la zone de soudage a été effectuée à l'aide de gaz carbonique. Le soudage à l'arc électrique a été exécuté dans les conditions suivantes:
- le pas de torsion des fils électrodes était égal à 3 millimètres;
- la vitesse de rotation de l'électrode à tordre autour de son axe d'avance était de 833,3 tours par minute,
- la vitesse d'avance de l'électrode torsadée vers la zone de soudage était de 5 mètres par minute,
- le courant de soudage était égal à 200 A,
- la tension d'arc était de 21 V,
- la vitesse de soudage était de 0,5 mètre par minute.

Dans ces conditions, le processus de soudage était stable et les cordons de soudure 11 obtenus en diverses positions dans l'espace satisfaisaient à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure réalisés sous gaz carbonique.

Exemple 2
On a amené dans la zone de soudage des pièces à souder de l'exemple 1, selon le schéma indiqué, une électrode fusible 3 torsadée de deux fils électrodes 2 d'acier à faible alliage de 1,8 millimètre de diamètre. Le procédé de soudage à l'arc électrique était exécuté dans les conditions suivantes
- le pas de torsion des fils électrodes était égal à 6 millimètres,
- la vitesse de rotation de l'électrode à tordre autour de son axe d'avance était égale à 691,6 tours par minute,
- la vitesse d'avance de l'électrode torsadée vers la zone de soudage était égal à 8,3 mètres par minute,
- le courant de soudage était égal à 600 A,
- la tension d'arc était de 42 V,
- la vitesse de soudage était égale à 0,5 mètre par minute.

Dans ces conditions, le processus de soudage était stable et les cordons de soudure réalisés sous gaz carbonique satisfaisaient à toutes les exigences imposées aux cordons dans de telles conditions.

Exemple 3
Dans cet exemple, on a amené vers la zone de soudage des pièces d'une coque de navire, selon le même schéma que ci-dessus, une électrode fusible 3 composée de trois fils électrodes 2 d'acier à faible alliage de 6,0 millimètres de diamètre, tordus ensemble. La protection de la zone de soudage a été réalisée dans ce cas à l'aide d'un flux au manganèse et au silicium. Le soudage à l'arc électrique a été exécuté dans les conditions suivantes
- la pas de torsion des fils électrodes était égal à 30 millimètres;
- la vitesse de rotation de l'électrode à tordre autour de son axe d'avance était de 20 tours par minute,
- la vitesse d'avance de l'électrode torsadée vers la zone de soudage était de 1,2 mètre par minute,
- le courant de soudage était égal à 4.200 A,
- la tension d'arc était de 24 V,
- la vitesse de soudage était égale à 3 mètres par minute.

Comme source d'alimentation de l'arc électrique, on a utilisé un redresseur de soudage puissant, conçu spéciale ment pour les soudages à vitesse élevée.

Dans ces conditions, le processus de soudage était aussi très stable et les cordons de soudure réalisés satisfaisaient à toutes les exigences imposées aux cordons exécutés sous couche de flux.

L'utilisation du procédé de soudage à l'arc électrique selon la présente invention permet de réaliser le soudage d'assemblages disposés en divers endroits de l'espace et situés à des distances importantes du mécanisme d'avance 1, la longueur des tuyaux guide-fils 4 flexibles selon le procédé proposé pouvant être accrue de 2 à 10 fois, et dans certains cas, encore plus, par rapport à la longueur de tels guide-fils utilisés pour effectuer l'avancement de l'électrode dans les procédés traditionnels de soudage à l'arc électrique. La longueur des canaux guide-fils dépend de leur construction et du matériau employé pour les construire, ainsi que de l'aire de section transversale totale de l'électrode torsadée 3, du nombre de fils électrodes 2 qui la composent et du matériau de ces fils.De plus, tout en conservant la même flexibilité du tuyau guide-fil 4, on peut, selon le procédé de soudage proposé, accomplir l'avancement d'une électrode torsadée 3 à surface de section transversale totale de 1,5 à 2 fois plus grande que celle des électrodes torsadées qu'on peut faire avancer dans les procédés connus.

Ci-après sont donnés des exemples concrets mais non limitatifs d'exécution du procédé de soudage à l'arc électrique selon la présente invention, illustrant la possible lité d'augmenter la longueur des tuyaux guide-fils 4 flexibles.

Exemple 4
Un tuyau guide-fil 4 flexible de construction ordinal re garantit, dans les procédés de soudage traditionnels, la stabilité de la vitesse d'amenée vers la zone de soudage, d'une seule électrode ayant un diamètre de l'ordre de 1,4 millimètre,sur une distance égale à peu près à 3,5 mètres.

En utilisant le procédé de soudage proposé, il est devenu possible de faire usage dtun tuyau guide-fil 4 flexible deux fois plus long, en faisant passer dans celui-ci une électrode 3 torsadée formée de deux fils électrodes 2 de 1,0 millimètre de diamètre et ayant une aire de section transversale a peu près égale à celle d'une électrode unique de 1,4 millimètre de diamètre. La vitesse d'amenée de l'électrode torsadée vers la zone de l'arc 7 était suffi- sarment stable.

Exemple 5.

Dans la zone de l'arc de soudage 7 on a amené une électrode fusible 3 formée de deux fils électrodes 2 de 1,8 millimètre de diamètre tordus ensemble. Dans ce cas, il a été possible d'augmenter la longueur du tuyau guide-fil 4 jusqu'8 14 mètres (c'est-à-dire de quatre fois par rapport à celui utilisé pour l'avancement ordinaire d'une seule électrode) sans nuire à la stabilité de la vitesse d'amenée de l'électrode torsadée 3 vers la zone de l'arc de soudage 7.

Exemple 6
Dans la zone de soudage à l'arc électrique on a amené une électrode fusible 3 formée de trois fils électrodes 2 de 2,0 millimètres de diamètre, tordus ensemble. Dans ce cas, l'électrode torsadée 3 était amenée à l'aide d'un tuyau guide-fil 4 sur une distance égale à 35 mètres et entrait à une vitesse stable dans la zone de l'arc de soudage 7, sans altération visible de l'élesticité du tuyau guide-fil 4.

Le procédé de soudage à l'arc électrique selon la présente invention peut être effectué avec réglage des dimensions du cordon de soudure 11 (figure 1). Ledit réglage peut être réalisé aussi bien par variation ordinaire de la vitesse de soudage ou des paramètres électriques du rdrime de l'opération de soudage, et notamment du courant de soudaae et de la tension de l'arc de soudage 7, que par changement de la position de 11 électrode fusible 3 torsa- dée par rapport au cordon de soudure 11, c'est-a-dire par réglage mécanique.Selon le procédé de l'invention, le réglage mécanique des dimensions du cordon de soudure il obtenu en utilisant une électrode fusible 3 torsadée, formée de deux fils électrodes 2 et accomplissant au cours de son avancement des mouvements de rotation et de translation autour et le long de son axe d'avance, est réalisé par le changement, dans la zone de l'arc de soudage 7, de llorien- tation de la face en bout 12 de l'électrode 3 par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure 11 dans un plan perpendiculaire à l'axe d'avance de ladite électrode et passant à travers se face en bout 12.

Selon un mode de réglage mécanique- des dimensions du cordon de soudure 11, le changement, dans la zone de l'arc de soudage 7, de l'orientation de la face en bout 12 de l'électrode fusible torsadée 3-par rapport à l'axe longé tudinal du cordon de soudure il dans le plan perpendicus laire à l'axe d'avance de l'électrode 3 s'effectue par variation de la longueur de portée de l'électrode 3, c'ests à-dire de la longueur de la partie de l'électroa.e 3 allant de l'endroit de sa sortie de l E embout 5 d'amenée de cou- rant jusqu'à sa face en bout 12, dans les limites de + 0,5 du pas hélicoïdal du profil longitudinal de ladite électrode.

De façon plus précise, le réglage des dimensions du cordon de soudure 11 selon le mode considérée s'effectue de la manière suivante. Pour des valeurs données des para mètres du régime de soudage et dans le but d'obtenir un cordon de soudure 11 de largeur minimale avec une profondeur maximale du métal fondu dans les pièces 8 à souder, l'élec- trode torsadée 3 est disposée, au cours de l'exécution de l'opération de soudage,au-dessus de l'axe longitudinal du cordon de soudure 11 dans la zone de l'arc de soudage 7 de telle manière que la ligne reliant les centres des bouts des deux fils qui forment l'électrode 3 soit disposée le long de l'axe longitudinal du cordon de soudure 11. La disposition de l'électrode torsadée 3, dans ce cas, est illustrée de façon plus évidente par les figures 2, 3 et 4. Sur la figure 2 est montrée une électrode torsadée ayant un pas de torsion T et une portée B1 par rapport à l'embout 5 d'amenée de courant. Sur la figure 3 est représentée une coupe transversale de l'électrode 3 torsadée dont les fils 2 sont disposés de la même façon que sur la face en bout de ladite électrode.De ce fait, la ligne L indiquée sur ce dessin, qui relie les centres des sections des fils 2, est dirigée strictement dans le même sens que la ligne analogue qui relie les centres des fils 2 sur la face en bout 12 de l'électrode 3, et c'est pourquoi, dans ce qui suit, pour simplifier la description et pour plus de clarté, on va caractériser 17 orientation de la face en bout 12 de l'élec- trode 3 par la dispositon de ladite ligne L. Pour la longueur sélectionnée El de la portée de l'électrode 3 torsadée indiquée sur la figure 2 et avec la disposition de la ligne L montrée sur la figure 3, le cordon de soudure Il obtenu a la forme représentée sur la figure 4 (l'axe longitudinal du cordon 11 sur la figure 4 est perpendiculaire an plan du dessin).Dans ce cas, le cordon de soudure 11 a une largeur minimale dés ignée par la référence W1.

S'il est nécessaire d'obtenir un cordon de soudure 11 ayant une largeur maximale et une profondeur minimale de métal fondu des pièces 8 à souder, il faut augmenter ou diminuer la portée de l'électrode 3 torsadée de la moitié de son pas hélicoïdal T. Cela peut être obtenu en levant ou en abaissant l'embout 5 d'amenée de courant ou toute la torche de soudage 6 par rapport aux pièces 8 à souder de la moitié du pas hélicoïdal T de l'électrode 3. Un tel cas est illustré par les figures 5, 6 et 7. La figure 5 représente une électrode 3 torsadée ayant le même pas hélicoïdal T et une nouvelle longueur B2, plus courte, de la portée de l'élec trode qui est obtenue en abaissant la torche de soudage 6.

Dans ce cas, la ligne L indiquée sur la figure 6 se dispose perpendiculairement à l'axe longitudinal du-cordon de soudure il représenté sur la figure 7, ce qui assure la dispersion de la chaleur dégagée par l'arc de soudage 7 et une diminution de la concentration d'admission de chaleur le long de l'axe longitudinal de ce cordon. Dans ce cas, le cordon de soudure il obtenu a une largeur maximale W2 et une profondeur minimaledu cordon de soudure.

En cas de variations de la longueur de la portée de l'électrode torsadée 3 moindres que la moitié du pas héli cotidal T de l'électrode 3, on peut obtenir des valeurs intermédiaires de la largeur W et de la profondeur du cordon de soudure 11, se situant entre les valeurs citées cidessus.

Ci-dessous sont donnés des exemples concrets mais non limitatifs de réalisation du réglage des dimensions du cordon de soudure 11, qui s'effectue, selon le procédé proposé de soudage à l'arc électrique, par variation de la longueur de portée de l'électrode 3 torsadée.

Exemple 7
Une électrode fusible 3 formée par deux fils électrodes 2 de 4 millimètres de diamètre tordus ensemble a été amenée, en effectuant son mouvement de rotation et de translation, vers l'endroit de soudage de pièces en acier à faible alliage, la ligne L et la ligne analogue qui relie les centres des bouts des fils électrodes 2 étant disposées le long de l'axe longitudinal du cordon de soudure 11. Pour l'alimentation de l'arc de soudage 7 on a utilisé un redresseur de soudage ordinaire à caractéristique externe tension-courant rigide. Le soudage à l'arc électrique a été exécuté dans les conditions suivantes
- courant de soudage 1200 A,
- tension d'arc 32 V,
- vitesse de soudage 100 mètres par heure,
- flux de protection au manganèse et au silicium.

Le cordon 11 obtenu satisfaisait à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure exécutés sous flux et avait les dimensions principales suivantes
- largeur du cordon 13 mm,
- profondeur du cordon de soudure 7 mm,
- hauteur du bourrelet du cordon 3,3 mm.

Exemple 8
Sans changer le régime de soudage, on a diminué d'un quart du pas hélicoïdal T la longueur de la portée de l'électrode fusible 3 torsadée ayant les paramètres indigués ci-dessus, ce qui s'est traduit par le fait que la ligne L s'est trouvée disposée sous un angle de 45 degrés par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure 11.

Après l'exécution de l'opération de soudage, on a obtenu un cordon 11 satisfaisant à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure réalise sous flux, mais avec d'autres dimensions, à savoir
- largeur du cordon 17 mm,
- profondeur du cordon de soudure 5, 5 mm,
- hauteur du bourrelet du cordon 2,5 mm.

Exemple 9
Tout en conservant les mêmes conditions de soudage, on a diminué d'encore un quart du pas hélicoïdal T de l'électrode 3 la longueur de portée de ladite électrode, ce qui s'est traduit par le fait que la ligne L est devenue perpendiculaire à l'axe longitudinal du cordon de soudure 11.

A la fin du soudage, on a obtenu un cordon 11 satisfaisant à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure réalises sous flux, mais ayant, par rapport aux deux exemples précédents, une largeur plus grande, une moindre profondeur du cordon de soudure et une moindre hauteur du bourrelet du cordon:
- largeur du cordon 21 mm,
- profondeur du cordon de soudure 4,5 mm
- hauteur du bourrelet du cordon 2 mm.

Dans une autre variante du réglage mécanique des dimensions du cordon de soudure il (figure 1), le changemment, dans la zone de l'arc de soudage 7, de l'orien- tation de la face en bout 12 de l'électrode fusible 3 torsadée par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure 11 dans un plan perpendiculaire à l'axe d'avance de l'électrode 3 s'effectue en faisant tourner ladite électrode autour de son axe d'avance dun angle compris entre 0 et 90 degrés.

D'une manière plus dbtaillée, le réglage des dimensions du cordon de soudure 11 selon cette variante s'effet tue de la façon suivante. Pour des valeurs données des paramètres des régimes de soudage et dans le but d'obtenir un cordon de soudure Il de largeur minimaleet de profondeur maximale du métal fondu des pièces 8 à souder, on installe l'électrode 3 torsadée au-dessus de l'axe longitudinal du cordon de soudure il dans la zone de 17 arc de soudage 7 de telle manière que la ligne qui relie les centres des bouts des deux fils 2 formant ladite électrode 3 soit disposée le long dudit axe longitudinal La disposition de l'électrode 3 torsadée dans un tel cas est plus claire ment illustrée sur les figures 8, 9 et 10.La figure 8 représente une électrode 3 torsadée avec un pas hélicoïdal T et une longueur de portée BI. Lorsque l'électrode 3 tor sadée est positionnée par rapport aux pinces 8 à souder et la ligne L est disposée comme le montre la figure 92 on obtient un cordon de soudure 11 ayant une section transversale dont la forme est représente sur la figure 10 (sur cette figure, l'axe longitudinal du cordon 11 est perpendiculaire au plan du dessin), la largeur dudit cordon de soudure 11 étant minimale et désignée en Wl.

S'il est nécessaire d'obtenir un cordon de soudure 11 ayant une largeur maximale et une profondeur minimale du métal fondu des pièces 8 à souder, on fait tourner de 900 l'électrode 3 torsadée autour de son axe d'avance. Cela
s'obtient en tournant la torche de soudage 6 dans le sens horaire ou antihoraire. Ce cas est illustré sur les figures 11, 12 et 13. La figure 11 représente une électrode 3 torsadée avec le même pas hélicoïdal T et la même portée B1, mais détournée de 900 par rapport à la position de ladite électrode indiquée sur la figure 8. Dans ce cas, la ligne L montrée sur la figure 12 se dispose, de même que dans la variante précédente du réglage des dimensions du cordon de soudure 11, perpendiculairement à l'axe longitudinal du cordon de soudure 11 représenté sur la figure 13.Le cordon de soudure il obtenu dans ce cas a une largeur maximale W2 et une profondeur minimale.

En changeant la position angulaire de l'électrode 3 torsadée autour de son axe dans les limites de O0 à 900, on peut obtenir des valeurs intermédiaires de la largeur W2 et de la profondeur du cordon de soudure 11, se situant entre les valeurs indiquées précédemment.

Ci-dessous sont donnés des exemples concrets mais non limitatifs de réalisation du réglage des dimensions du cordon de soudure 11 effectué, seion le procédé proposé de soudage à l'arc électrique, par rotation de l'électrode 3 torsadée autour de son axe d'avance.

Exemple 10
Une électrode fusible 3 formée de deux fils électrodes 2 d'acier de 4 mm de diamètre tordus ensemble, a été amenée, en accomplissant un mouvement de rotation et de translation, vers l'endroit de soudage de pièces en acier à faible alliage, la ligne L étant disposée le long de l'axe du cordon de soudure 11. Pour alimenter l'arc de soudage 7, on a utilisé un redresseur de soudage ordinaire à caractéristique externe tension-courant rigide. Le soudage à l'arc électrique a été effectué dans les conditions suivantes
- courant de soudage 1200 A,
- tension d'arc 32 V,
- vitesse de soudage 100 mètres par heure,
- flux de protection au manganèse et au silicium.

Le cordon de soudure 11 obtenu par ce procédé de soudage satisfaisait à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure exécutés sous flux et avait les dimensions principales suivantes
- largeur du cordon 13 mm,
- profondeur du cordon de soudure 7 mm,
- hauteur du bourrelet du cordon 3,3 mm.

Exemple 11
Sans changer les conditions de soudage et la longueur de portée de l'électrode fusible torsadée 3 ayant les paramètres qui ont été donnés précédemment, on a établi un angle de 450 entre l'axe longitudinal du cordon dé soudure 11 et ladite électrode en la faisant tourner autour de son axe, de sorte que la ligne L etait elle aussi disposée, par rapport audit axe longitudinal, sous un angle de 45 degrés.

Le cordon de soudure 11 obtenu par ce procédé de soudage satisfaisait à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure réalisés sous flux, mais avait d'autres dimensions, à savoir:
- sa largeur était égale à 17 mm,
- la profondeur du cordon de soudure était de 5,5mu,
- la hateur du bourrelet du cordon était de 2,5 mm.

Exemple 12
Dans les mêmes conditions de soudage et avec les mêmes paramètres de l'électrode que ceux de l'exemple précédent, on a établi, en faisant tourner l'électrode fusible 3 torsadée autour de son axe, un angle de 900 entre l'axe longitudinal du cordon de soudure 11 et ladite électrode, de sorte que la ligne L était elle aussi disposée sous un angle de 90 degrés par rapport audit axe longitudinal.Le cordon de soudure 11 obtenu par ce procédé de soudage satisfaisait à toutes les exigences imposées aux cordons de soudure réalisés sous flux, mais avait, en comparaison des deux exemples précédents, une plus grande largeur, une moindre profondeur du cordon de soudure et une moindre hauteur du bourrelet du cordon, à savoir
- la largeur du cordon était égale à 21 mm,
- la profondeur du cordon de soudure était égale à
4,5 mm,
- la hauteur du bourrelet du cordon était de 2 mm.

Ainsi,- les variantes du réglage mécanique des dimensions du cordon de soudure qu'on vient de décrire, donnent les mêmes résultats et, ce qui est essentiel, assure une influence effective sur les dimensions du cordon. Ainsi, le facteur de régulation de la largeur du cordon de soudure dans les exemples relatifs aux deux variantes de réglage a une valeur plus grande que 1,5. Les deux variantes de réglage mécanique sont assez simples, ce qui est surtout important pour le soudage d'assemblages situés dans des endroits difficilement accessibles et en divers points de l'espace, et se prêtent à l'ajustage des machines à souder aussi bien avant que pendant l'exécution de ce procédé.

En se référant à la figure 14, on peut voir que l'appareil effectuant le procédé proposé de soudage à l'arc électrique décrit plus haut, appareil qui est destiné à être installé dans des ateliers de constructions navales et sert au soudage semi-automatique de diverses pièces de la coque réalisées en acier à faible alliage, comporte un mécanisme d'avance 1 relie à l'aide d'un tuyau guide-fil 4 flexible à une torche de soudage 6. Le mécanisme d'avance 1 est composé d'un boîtier 13 qui abrite un moteur d'entraînement 14 avec un arbre 15, ledit moteur d'entraînement étant un moteur électrique, un réducteur 16 comportant deux transmissions par engrenages et deux galets d'amenée (17a et 17b) emmanchés respectivement sur des arbres 18a et 18b reliés à l'aide de ces transmissions par engrenages à l'arbre 15 du moteur d'entraînement 14.Les galets d'amenée 17 servent à déplacer l'électrode fusible 3 torsadée le long de son axe d'avance, désigné par X.

La première transmission par engrenages du réducteur 16, assurant la rotation des galets d'amenée autour de leurs propres axes dans un même sens, comprend un organe d'entraînement 19 se présentant sous la forme d'un élément évasé muni d'un tenon cylindrique central 20, s'étendant vers l'extérieur et ayant un orifice axial débouchant 21 et deux rangées circulaires de dents, l'une desquelles (la rangée externe 22) est réalisée sur la surface extérieure dudit élément, et l'autre (la rangée interne 23), sur sa surface intérieure.Cette transmission comporte aussi deux organes entrainés 24a et 24b, qui sont des roues dentées cylindriques ayant un diamètre moindre que celui de l'organe d'entraînement 19, ces roues étant disposées à l'intérieur de ce dernier, engrenés avec la rangée interne 23 de dents de cet organe et fixée rigidement sur les parties extrêmes des arbres 18a et 18b, respectivement, des galets d'amenée respectifs 17a et 17b, les organes entraînés 24 étant, comme on le voit sur le dessin, disposés d'un même côté desdits galets d'amenée 17.

Le tenon central 20 de l'organe d'entraînement 19 est installé dans un palier de glissement 25 inséré par pression dans un orifice 26 percé dans la paroi inférieure (selon le dessin) du boîtier 13, l'axe de cet orifice cotn- cidant avec l'axe X d'avance cité plus haut. De ce fait, l'organe d'entraînement 19 peut se mouvoir autour dudit axe X. L'organe d'entraînement 19 est cinématiquement relié à l'arbre 15 du moteur d'entraînement 14 par une roue cylindrique 27 intermédiaire, emmanchée sur l'arbre 15 et engrenée avec la rangée externe 22 de dents de l'organe d'entrainement 19. La position mutuelle de l'organe d'entraînement 19, des organes entraînés 24 et de la roue cylindrique 27 intermédiaire dans le plan de leur engrenage est illustrée sur la figure 15, sur laquelle tous les éléments énumérés sont montrés en coupe suivant la ligne XV-XV de la figure 14.

Ainsi, grâce aux liaisons décrites, lors de la rotation de l'organe d'entraînement 19 de la première transmission du réducteur 16, les galets d'amenée 17 (figure 14) peuvent se mouvoir autour de leurs axes dans un même sens.

La seconde transmission par engrenages du réducteur 16 qui assure la rotation synchrone des deux galets d'amenée 17 autour de l'axe X d'avance de l'électrode 3 comporte un organe d'entraînement 28 se présentant sous la forme d'une roue cylindrique emmanchée sur l'arbre 15 du moteur d'entrant nement 14, et un organe entraîné 29, également une roue cylindrique qui est engrenée avec l'organe d'entraînement 28 et dans le corps duquel sont percés un orifice axial débouchant 30 et deux orifices débouchants 31a et 31b disposés diamétralement. Dans les orifices 31a et 31b sont insérés à la presse des paliers de glissement 32a et 32b dans lesquels sont librement installés les arbres 18a et 18b des galets d'amenée respectifs 17a et 17b.La disposition des orifices débouchants 31 dans l'organe entraîné 29 et la position mutuelle de l'organe d'entraînement 28 et de l'organe entraîné 29 dans le plan de leur engrenage sont illustrées sur la figure 16, sur laquelle ces éléments sont montrés en coupe suivant la ligne
XVI-XVI de la figure 14.

Les parties extrêmes des arbres 18 (figure 14), qui se trouvent du côté des galets d'amenée 17 opposé à celui sur lequel ces arbres sont installés dans les paliers 32, sont reliées librement à un disque 33, ces parties extrêmes des arbres 18a et 18b étant montées dans le corps dudit disque 33 par l'intermédiaire de paliers de glissements 34a et 34b insérés a la presse dans des orifices 35a et 35b disposés diamétralement sur ledit disque. il va de soi que la distance entre les orifices 35 et l'axe du disque 33 est la même que la distance qui sépare les orifices 31 de l'axe de l'organe entraîné 29.Du fait que l'une des extrémités de chaque arbre 18 des galets d'amenée 17 est installée dans l'organe entraîné 29, et l'autre, dans le disque 33, l'organe entraîné 29 et le disque 33 se trouvent reliés en un seul ensemble.

Le disque 33 est muni d'un tenon cylindrique central 36 ayant un orifice axial débouchant 37 et installé dans un palier de glissement 38. Celui-ci est inséré à la presse dans un orifice débouchant 39 percé dans la partie supérieure (selon le dessin) du boîtier 13, l'axe de cet orifice coïncidant avec l'axe X d'avance. Ainsi, grâce au fait que le disque 33 et l'organe entraîné 29 sont reliés par l'intermédiaire des arbres 18 des galets d'amenée 17 en un tout, et que l'axe de l'ensemble obtenu coïncide avec l'axe X d'avance, les galets d'amenée 17 peuvent effectuer, lors de la rotation de l'organe d'entraînement 28 de la seconde transmission du réducteur 16, un mouvement synchrone de rotation autour de cet axe.

il est bien évident pour un homme du métier que le réducteur 16 du mécanisme d'avance 1, tel que décrit ici, n'est pas le seul possible. Ainsi, les transmissions par engrenages du réducteur 16 peuvent être constituées d'une autre façon et avoir des roues d'autres types. De plus, au lieu des transmissions par engrenages utilisées, on peut faire appel à d'autres types de transmissions par engrenages, ainsi qu'aux transmissions par friction. Seul doit être conservé le principe essentiel de fonctionnement du réducteur, consistant en ce que les transmissions qui y sont utilisées doivent assurer en même temps la rotation des galets d'amenée 17 autour de leurs propres axes dans un même sens et la rotation synchrone de ces galets autour de l'axe d'avance X aux vitesses voulues.

Chacun des galets d'amenée 17 est un cylindre ayant sur sa surface périphérique un filetage à filets multiples réalisé sous la forme de rainures adjacentes 40 à section transversale en forme de demi-cercle. Ce filetage à filets multiples a un pas égal à celui de l'électrode torsadée 3 en formation . Un homme du métier concevra aisément que le nombre d'entrées de ce filetage à filets multiples doit être différent dans chaque cas particulier et qu'il est déterminé principalement par le diamètre des galets d'amenée 17, le diamètre des fils électrodes 2 et l'angle d'hélice de l'électrode 3 à former. Les galets d'amenée 17 sont disposés , l'un par rapport à l'autre, avec un jeu 41 (figure 17) entre leurs surfaces périphériques, la valeur dudit jeu 41 étant déterminée par le diamètre total de l'électrode 3 torsadée.Ce jeu assure l'enveloppement de l'électrode 3 par le filetage des galets.

Dans la partie supérieure (selon le dessin) du boîtier 13 (figure 14) du mécanisme d'avance 1, au-dessus du tenon cylindrique central 36 du disque 33, est installée une douille réceptrice 42 fixée audit boîtier 13. L'orifice débouchant 43 ménagé dans la douille 42 et servant à faire passer les fils électrodes 2 dans le mécanisme d'avance 1 (l'axe de cet orifice coïncidant avec l'axe X d'avance) a la forme d'un cône tronqué avec des rainures de guidage 44 (figure 18) sur sa surface. Les rainures de guidage 44 ne permettent pas aux fils électrodes 2 passant à travers la douille réceptrice 42 de se déplacer dans l'orifice 43 autour de l'axe de la douille. Le nombre de rainures de guidage 44 est égal au nombre de fils électrodes 2 utilisés pour la formation de l'électrode 3 torsadée.

La douille réceptrice 42 peut être réalisée également sous forme d'un cylindre dans lequel, au lieu de l'orifice débouchant 43 et des rainures de guidage 44, sont réalisés, pour chaque fil électrode 2, des orifices débouchants de guidage 45 (figure 19) disposés dans le corps de ce cylindre autour de son axe sous un certain angle par rapport à cet axe, le nombre d'orifices 45 étant aussi égal au nombre de fils électrodes utilisés. Dans le cas le plus simple, l'orifice débouchant 43 (figure 14) de la douille réceptrice 42 peut être réalisé sous forme d'une fente ayant une largeur correspondant au diamètre des fils électrodes 2 qui passent à travers cette douille.

Ainsi, du fait que les axes de l'orifice 43 de la douille réceptrice 42, de laori.fice axial débouchant 30 de l'organe entrains 29 ct de l'orifice axial débouchant 21 de l'organe d'entraînement 19 sont disposés sur une meme ligne, appelée ci-dessus axe X d'avance, les orifices énu- mérés forment un canal unique du mécanisme d'avance 1. De ce canal, l'électrode fusible 3, arrivant à son entrée sous forme de fils électrodes indépendants, en sort sous forme d'électrode torsadée en faisceau.

La partie inférieure (selon le dessin) du boîtier 13 du mécanisme d'avance 1 est reliée à travers un élément de transition 46 à un orifice débouchant central 47 présentant un diamètre correspondant au diamètre de loris fice axial 21 de l'organe d'entraînement 19 et dont l'axe coïncide avec l'axe X d'avance et est relié à un tuyau guide-fil 4 flexible de type ordinaire servant a amener L'électrode fusible 3 torsadée vers l'endroit de soudage.

Le tuyau guide-fil flexible 4 est une spirale bobinée trois tement en un fil d'acier de section transversale ronde ou rectangulaire et munie extérieurement d'une enveloppe l'em- plant de s'étirer et d'une couche de protection disposée concentriquement à l'enveloppe Si le diamètre des fils électrodes 2 formant l'électrode 3 torsadée est de l'ordre de 2 mm, le tuyau guide-fil 4 flexible peut avoir une longueur allant jusqu'à 35 mètres.

Le tuyau guide fil 4 flexible se termine à son autre extrémité par une torche de soudage 6 équipée d'un embout 5 d'amenée de courant. Selon l'inventIon, embout 5 d'ame- née de courant comprend une douille de contact 48 avec un canal de contact intérieur 49 sur la surface duquel est :éalisé un filetage à filets multiples ayant un diamètre, un pas et un nombre d'entrées égaux respectivement au diamètres, au pas et au nombre d'entrées de l'electrode 3 torsalée qui passe à travers ledit embout, Dans l'appareil décrit, le nombre d'entrées du filetage du canal de contact 49, comme celui de l'électrode 3 torsadée, est égal à 3.

On peut se faire une idée plus précise de la forme du canal de contact 49 en examinant la figure 20 sur laquelle la douille de contact 48 est montrée en coupe longitudinale suivant un plan passant par l'axe de cette douille, et la figure 21, sur laquelle la douille de contact 48 est montrée en coupe transversale. Autrement dit, la surface hélicoïdale du canal de contact 49 répète la surface hélicoïdale de l'électrode 3 torsadée. Un tel profil de la douille de contact 49 est possible seulement si l'élec- trode 3 torsadée traversant l'embout 5 d'amenée de courant effectue des mouvements combinés de rotation et de translation.

La figure 22 illustre des douilles de contact (vue en bout) pour le type décrit d'embout d'amenée de courant, qui doivent être utilisées si l'électrode fusible torsadée est formée de deux (figure 22a), de trois (figure 22b) ou de sept (figure 22c) fils électrodes.

Dans l'exemple de réalisation de l'embout 5 d'amenée de courant représenté sur la figure 14, cet embout comprend un corps cylindrique 50 qui embrasse la douille de contact 48 pouvant se déplacer le long des parois de ce corps. A l'intérieur du corps 50 est installé un élément élastique 51 qui est un ressort cylindrique comprimé, monté dans le corps 50 à l'aide d'une rondelle 52 fixée à la paroi de ce corps. L'élément élastique 51 est en contact avec le bout de la douille de contact 48 et crée de ce fait une force dirigée le long de l'axe d'avance de l'électrode torsadée 3, assurant le serrage du filetage du canal de contact 49 contre la surface hélicoïdale de ladite électrode.

Dans l'exemple de réalisation de l'embout 5 représenté sur la figure 23, cet embout comprend aussi un corps cylindrique 50 qui embrasse la douille de contact 48. Cependant, dans ce cas, la douille de contact 48 est munie d'un filetage extérieur 53 réalisé sur la surface interne du corps 50.

La surface interne du corps 50 est aussi pourvue d'un filetage 54 ayant un diamètre et un pas égaux respectivement au diamètre et au pas du filetage extérieur 53 de la douille de contact 48 et engrenant avec le filetage extérieur 53 de cette douille, le pas du filetage 53 et, donc, du filetage 54 étant plus petit que le pas du filetage du canal de contact intérieur 49 de la douille de contact 48, autrement dit, de la surface hélicoïdale de l'élec-- trode 3 torsadée.

L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé proposé de soudage à l'arc électrique fonctionne de la façon suivante.

Avant de mettre en marche le.mécanisme d'avance 1 (figure 14), au début de l'opération de soudages on déroule des bobines (non représentées) une partie de chacun des fils électrodes 2 et on fait passer leurs bouts à travers l'orifice débouchant 43 de la douille réceptrice 42 Puis, en passant les bouts des fils électrodes 2 à travers l'orifice axial débouchant 34 du tenon cylindrique 36 du disque 33, on les introduit dans le jeu 41 entre les galets d'amenée 17a et 17b. Ensuite on met en marche le moteur d'entrait nement 14 du réducteur 16.Par suite de la rotation de l'arc bre 15 du moteur d'entraînement 14, Organe d'entraînement denté. 28 et la roue dentée 27, emmanchés sur ledit arbre 15, se mettent en rotation.

La rotation de l'organe d'entraînement 28, faisant partie de la seconde transmission par engrenages du réducteur 16, entraîne la rotation de l'organe entraîné 29 de ladite transmission, qui est engrené avec ledit organe d'entraînement 28, autour de l'axe X d'avance, ainsi que la rotation du disque 33 et des galets d'amenée 17 reliés à l'organe entraîné 29. Comme le montre la figure 16, si l'organe d'entraînement 28 tourne dans le sens horaire, l'organe entraîné 29 tourne dans le sens contraire.Du fait que, d'une part, les fils électrodes 2 (figure 14) ne peuvent pas se déplacer dans l'orifice axial 43 de la douille réceptrice 42 autour de l'axe de cet orifice (coïncidant avec l'axe X d'avance) et que, d'autre part, les bouts des fils électrodes 2 sont serrés dans le jeu 41 entre les galets d'amenée 17, les fils électrodes 2 sont tordus ensemble en une électrode torsadée 3 dans l'espace entre la douille réceptrice 42 et les galets d'amenée 17.

En même temps, la rotation de la roue dentée 27 de la première transmission par engrenages du réducteur 16 fait tourner l'organe d'entraînement 19. La rotation de celui-ci entraîne la rotation des organes entraînés 24 emmanchés sur les arbres 18 des galets d'amenée 17 et engrenés avec la rangée interne 23 de dents de l'organe d'entraînement 19, de sorte que les galets 17 commencent à se mouvoir autour de leurs propres axes dans un même sens. Comme le montre la figure 15, si la roue dentée 27 tourne dans le sens horaire, l'organe d'entraînement 19 et les organes entraînés 24 tournent dans le sens antihoraire.Par suite de la rotation des galets d'amenée 17 (figure 14) autour de leurs axes, ceux-ci, qui ont sur leurs surfaces périphériques un filetage à filets multiples, vissent dans le jeu 41 existant entre eux les fils électrodes 2 à tordre et les chassent de ce jeu sous forme d'une électrode torsadée 3 achevée, qui effectue un mouvement combiné, composé d'un mouvement de rotation et d'un mouvement de translation.

Ainsi, il ressort de l'exposé qui précède que la seconde transmission du réducteur 16, composée de l'organe d'entrainement 28 et de l'organe entraîné 29, en provoquant la ro tation des galets d'amenée 17 autour de l'axe X a d'avance, assure le toronnage des fils 2 en électrode 3, tandis que la première transmission du réducteur 16, composée de l'organe d'entraînement 19 et de l'organe entraîné 24, en provoquant la rotation des galets d'amenée 17 autour de leurs axes, assurent de cette façon l'avancement de l'électrode 3 torsadée dans le sens nécessaire Le fonctionnement du réducteur 16 ressemble dans une certaine mesure au fonction nement bien connu d un ncanisme planétaire , le rôle de la roue centrale de celui-i étant joué par l'organe 19, le rôle des satellites, par les organes 24, et le rôle du porte satellites, par l'organe 29.

L'électrode 3 sortant du jeu 41 entre les galets d'amenée 17 passe successivement, en effectuant un mouvement hélicoïdal le long de l'axe v d'avance, à travers les orifice ces 30, 21 et 47 et entre dans le tuyau guide-fil 4 flexible.

Après que l'lectrode 3 torsadée ait passé ledit guide-fil 4, elle s'introduit dans lembut 5 d'amenée de courant de la torche de soudage 6, plus précisément dans le canal de contact 49 de la douille de contact 48. L'électrode 3 se visse dans ledit canal 49 de telle sorte qu'à peu près tous les points de sa surface externe (bien entendu1 les points qui se trouvent dans les limites de la longueur du canal 49) entrent en un bon contact glissant avec la surface intérieure de ce canal.La sûreté du contact électrique entre la douille de contact 48 et l'électrode 3 torsadée est assurée en outre par l'action de l'élément élastique 51 engendrant un effort constant dirigé le long de laxe d'avance de l'électrode 3 et serrant la surface hélicoïdale du canal de contact 49 contre la surface hélicoïdale de ladite électrode.

Une action analogue par sa fonction à l'action de l'élément élastique 51 est également exercée par un assemblage fileté (voir la figure 23) formé par le filetage extérieur 53 de la douille de contact 48 et le filetage intérieur 54 du corps 50 qui embrasse cette douille. Dans cette variante, la constance de la force de serrage agissant le long de l'axe d'avance de l'électrode torsadée 3 est assurée par l'effet d'autoserrage de cet assemblage filet6 créé pendant. les mouvements de rotation et de translation de l'électrode 3 et assurant la fixation en position de la douille de contact 48 par rapport a son corps 50 immobile.

Le choix du rapport-entre le pas de l'assemblage par filets précité et le pas du filetage de la douille de contact est déterminé par les conditions particulières de fonctionnement de l'embout 5 d'amenée de courant, le diamètre et la longueur du tuyau guide-fil 4 (figure 14) et de l'électrode torsadée, etc. Cependant, il faut noter qu'il n'est pas toujours nécessaire d'utiliser des moyens spéciaux pour serrer l'électrode 3 dans l'enbout 5 d'amenée de courant.

En effet, le diamètre intérieur du tuyau guide-fil 4 est toujours quelque peu supérieur au diamètre maximal de l'électrode 3 torsadée, ce qui est nécessaire pour créer des conditions normales pour le passage de ladite électrode 3 à travers ledit tuyau guide-fil. De ce fait, et aussi du fait que l'électrode 3 prend appui, dans l'embout 5 d'amené de courant, sur le filetage de la douille de contact 48, l'électrode 3, en cas d4-utilisation d'une
électrode 3 et d'un tuyau guide-fil 4 suffisamment longs, se dispose dnas le tuyau guide-fil 4 de telle manière que son profil longitudinal prend une forme ondulée.

C'est-à-dire que, dans ce cas, la longueur de l'électrode 3 se trouvant à l'intérieur du tuyau guide-fil 4 est toujours un peu plus grande que la la longueur dudit tuyau. Si cette différence de longueur est plus grande que la valeur du pas de la surface hélicoïdale de l'électrode 3 torsadée, la force élastique de l'électrode 3 torsadée de forme ondu idée, qui apparaît dans ces conditions, assure pendant un temps assez long le serrage nécessaire de l'électrode 3 contre la surface de la douille de contact 48, et l'on n'a donc besoin d'utiliser aucun moyen de serrage.On peut citer comme exemples d'un tel cas le soudage à la main ou le soudage semi-automatique
Lorsqu'on emploie un tuyau guide-fil 4 et une électrode 3 torsadée relativement courts, par exemple en cas de soudage automatique, quand la différence entre les longueurs précitées est plus petite que le pas du filetage de l'électrode 3 torsadée, ou quand ladite électrode 3 ne possède pas une forme ondulée, les moyens de serrage décrits doivent être utilisés.Ceci est dû au fait qu'en raison de l'usure résultant inévitablement du frottement pendant l'exploitation de l'embout 5 d'amenée de courant, il se produit dans le couple formé par l'électrode 3 torsadée et la douille de contact 48 un jeu se traduisant par une perte de contact électrique entre les éléments de ce couple et, par conséquent, à une perturbation de l'ensemble du processus de soudage.

Ainsi, la question de savoir s'il. faut ou non utiliser tel ou tel moyen de serrage doit être résolue en fonction de la destination, de la construction et du caractère de l'utilisation de l'installation de soudage. A signaler également que, grace à la forme hélicoïdale du canal de contact 49, on peut tolérer, même en cas d'utilisation de moyens de serrage, une usure assez grande de sa surface.

L'usure peut même être tolérée tant qu'il existe encore une surface ressemblant à une surface hélicoïdale et tant que celle-ci peut encore remplir le rôle qui est le sien. C'est pourquoi la durée de service de l'embout 5 d'amenée de courant d'une telle construction dépasse de beaucoup la longévité des embouts utilisés ordinairement.

Cela est très important dans différentes applications du soudage à l'arc électrique et surtout lors de l'exécution de soudages dans les conditions de la production à la chaîne, quand le changement d'un embout usé nécessite l'arrêt de la chaîne de fabrication entraînant forcément des frais de production excessifs.

Le procédé et l'appareil de soudage à l'arc électrique faisant l'objet de l'invention possèdent, en comparaison des procédés et dispositifs connus, les avantages suivants.

Il faut indiquer avant tout que grace au fait que, dans le procédé proposé , l'avancement de l'électrode fusible en faisceau et le toronnage de tous les fils électrodes en une électrode torsadée effectuant un mouvement de translation et de rotation sont associés en une opération unique, on n'a plus besoin d'utiliser les appareillages compliqués spéciaux pour effectuer séparément le toronnage préalable des électrodes à partir de plusieurs fils et le bobinage supséquent des électrodes torsadées sur des boîtes-magasins.

Le procédé proposé assure une amélioration des conditions de poussage de l'électrode torsadée dans les tuyaux guide-fils du fait de l'augmentation des aires des surfaces de contact du moyen d'amené avec l'électrode à amener, ce qui a pour effet un fort accroissement de la force de poussée appliquée à l'électrode pour la pousser dans le tuyau. Ceci offre la possibilité de résoudre avec succès le problème de la conception de matériels de soudage à rayon accru d'action des torches en utilisant un seul mécanisme d'avance du type poussoir.

Le procédé proposé assure aussi un déroulement stable du processus de soudage, du fait que, d'une part, l'absence complète de glissement de l'électrode dans le mécanisme d'avance dans toute la gamme des régimes de soudage, l'avancement de l'électrode vers la zone de l'arc de soudage s'effectue à vitesse sensiblement constante, et d'autre part, le contact de l'électrode avec l'embout d'amenée de courant suivant sa surface hélicoïdale, assurent une haute fiabilité du contact électrique de l'électrode avec l'embout.

En outre, le procédé proposé assure un accroissement sensible du rendement de soudage (surtout lorsque le soudage est réalisé dans des endroits difficilement accessibles), grâce à la possibilité d'utiliser des électrodes torsadées à grandes aires totales de section transversale allant jusqu'à 150 mm2, d'utiliser des courants de soudage de 6 000 A et plus (selon l'aire de section transversale de l'électrode), et d'exécuter le soudage à des vitesses allant jusqu'à 1000 mètres par heure et même plus.Le procédé permet le soudage et le rechargement de métaux tant ferreux que non ferreux, ainsi que le soudage de divers alliages à base de ceux-ci, lequel soudage peut être exécuté aussi bien sous gaz de protection que sous flux, en assurant une haute qualité des cordons de soudure préalablement chanfreinés, le chanfreinage étant réalisé de la même manière que dans tous les procédés de soudage traditionnels.

Le procédé proposé, qui se prête bien améthodes de réglage habituelles des dimensions du cordon de soudure, permet un réglage mécanique simple et efficace, pouvant être effectué dans des limites assez larges. Un tel réglage n'exige pas que les soudeurs soient hautement qualifiés, du fait que le service de l'appareil de soudage est sensiblement simplifié. De plus, le réglage des dimensions selon le procédé proposé permet de simplifier et d'automatiser la surveillance des dimensions du cordon de soudure pendant l'exécution des opérations de soudage et de réaliser les soudures en conformité avec les variations des dimensions de chanfreinage des soudures.

L'appareil conforme à l'invention est de construction plus simple, nécessite une quantité de métal moindre et présente une durée de service considérablement accrue.

Tout cela donne la possibilité d'automatiser entièrement le soudage et de l'effectuer avec avancement d'électrodes torsadées à grandes aires de section transversale dans de longs tuyaux guide-fils sans diminution de leur élasticité, ainsi que d'élagir considérablement le domaine des applications du soudage automatique grâce à la réduction des cotes d'encombrement des torches de soudage, ce qui peut être obtenu en installant le mécanisme d'avance de I'électrode à proximité immédiate des boîtes-magasins pour fils, lesquelles ont une grande capacité et son disposées à une grande distance de l'endroit d'exécution du soudage.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de soudage à l'arc électrique, du type consistant à amener dans la zone de l'arc de soudage une électrode fusible torsadée, formée d'au moins deux filsélectrodes sans isolant et se présentant sous la forme d'une vis à filets multiples dont le nombre d'entrées est déterminé par le nombre de fils-électrodes externes formant le filetage de ladite vis, l'amenée de l'électrode s'effectue ant de manière à permettre de régler les dimensions du cordon de soudure à obtenir, caractérisé en ce que qu'on forme l'électrode fusible torsadée (3) au cours de son avance vers la zone de l'arc de soudage (7), en tordant ensemble les fils-électrodes (2) autour de l'axe d'avance de l'électrode, ladite électrode effectuant pendant ledit tordage un mouvement hélicoïdal de rotation et de translation autour et le long dudit axe d'avance, chacun des fils (2) de l'électrode fusible torsadée (3) se déplaçant toujours suivant une même trajectoire et entrant dans la zone de l'arc de soudage toujours en un même point, la vitesse d'amenée de l'électrode fusible torsadée (3) dans la zone de l'arc de soudage étant déterminée par l'expression

V=p.r.n, où V est la vitesse d'avancement de l'électrode fusible torsadée,

p est le pas de torsion des fils-électrodes,

r est le nombre de tours de l'électrode fusible torsadée

par unité de temps,

n est le nombre de fils-électrodes externes à tordre.

2.- Procédé'de soudage à l'arc électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage des dimensions du cordon de soudure (11) obtenu en utilisant une électrode fusible torsadée (3) formée de deux fils électrodes (2), est réalisé par changement, dans la zone de l'arc de soudage (7), de l'orientation de la face en bout (12) de l'électrode fusible torsadée (3) par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure (11) dans un plan perpendiculaire à l'axe d'avance de ladite électrode (3).

3.- Procédé de soudage à l'arc électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit changement, dans la zone de l'arc de soudage (7), de l'orientation de la face en bout (12) de l'électrode fusible torsadée (3) par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure (11) dans un plan perpendiculaire à l'axe d'avance de I'électrode fusible torsadée (3), est réalisé en variant la longueur de la portée de l'électrode fusible torsadée (3) le long de son axe d'avance dans les limites de 0,5 du pas de torsion du profil longitudinal de ladite électrode (3).

4.- Procédé de soudage à l'arc électrique selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce le changement, dans la zone de l'arc de soudage (7), de l'orientation de la face de bout (12) de l'électrode fusible torsadée (3) par rapport à l'axe longitudinal du cordon de soudure (11) dans le plan perpendiculaire à l'axe d'avance de l'électrode fusible torsadée (3), est réalisé en faisant tourner ladite électrode (3), autour de son axe d'avance, d'un angle compris entre 0 et 90 degrés.

5.- Appareil de soudage pour la mise en oeuvre du procédé de soudage à l'arc électrique conformément a l'une des revendications 1 à 4, du type comportant une torche de soudage (6) munie d'un embout (5) d'alimentation en courant, et reliée, l'aide d'un tuyau guide-fil flexible (4) sevant à amener l'électrode fusible (3) dans la zone de soudage, d un mécanisme d avance (a) qui comprend un boîtier (13) dans lequel sont monts un réducteur (16) équipé d'un moteur d'entraînement (14) et des galets d'amenée rotatifs (17) servant à déplacer l'électrode fusible (3) le long de son axe d'avance et fixés rigidement sur des arbres (18) reliés à l'arbre (15) du moteur d'entraînement (14), carac térisé en ce que chacun des galets d'amenée (17) du mécanisme d'avance (1) est réalisé sous forme d'un cylindre comportant sur sa surface periphérique un filetage à plusieurs filets dont le pas est égal à celui du filetage de l'électrode fusible torsadée (3) en cours de formation, le réducteur (16) du mécanisme d'avance (1) étant composé d'une première transmission assurant la rotation dans un même sens des galets d'amenée (17) autour de leurs axes respectifs, et comportant deux organes entraînés (24) rigidement fixés chacun à l'extrémité de l'arbre (18) du galet d'amenée (17) correspondant et dlun même côté des galets d'amener (17), un organe d'entraînement (19) relie cinématiquement aux organes entraînés (24) de ladite première transmission et à arbre (15) du moteur d'entrant nement (14), et d'une seconde transmission assurant la rotation synchrone des deux galets d'amenée (17) autour de l'axe d'avance de l'électrode fusible torsadée (3), et comportant un organe entraîné (29) monté en rotation libre sur l'extrémité de l'arbre (18) du galet d'amenée (17) correspondant,d'un même côte desdits galets d'amenée (17), et un organe d'entraînement (28) relié cinématiquement à l'organe entraîné (29) de ladite seconde transmission et à l'arbre (15) du moteur d'entraînement (14), l'embout (5) d'alimentation en courant étant constitué par une douille de contact (48) avec un canal interne de contact (49) sur la surface duquel est réalisé un filetage à plusieurs filets dont le diamètre, le pas et le nombre d'entrées sont égaux respectivement au diamètre, au pas et au nombre d'entrées de l'électrode fusible torsadé (3) formée, traversant ledit embout (5).

6.- Appareil de soudage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embout (5) d'alimentation en courant de la torche de soudage comporte un boîtier supplémentaire (50) embrassant la douille de contact (48) et sur lequel est fixé un élément élastique (51) qui est en contact avec l'une des faces de la douille de contact (48) et engendre une force dirigée le long de l'axe d'avance de l'électrode fusible torsadée (3) et assurant le serrage du filetage du canal de contact (49) de la douille de contact (48) contre la surface hélicoïdale de l'électrode (3)

7.- Appareil de soudage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embout (5) d'alimentation en courant de la torche de soudage (6) comporte un boîtier supplémentaire (50) embrassant la douille de contact (48) munie sur sa surface périphérique d'un filetage extérieur (53), la surface intérieure dudit boîtier possédant un filetage (54) dont le diamètre et le pas sont égaux respectivement au diamètre et au pas du filetage extérieur (53) de la douille de contact (48) et qui est en prise avec ledit filetage extérieur (53) de la douille de contact (48).

8.- Appareil de soudage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filetage extérieur (53) de la douille de contact (48) de l'embout (5) d'alimentation en courant et le filetage (54) réalisé sur la surface intérieure du boîtier (50) de l'embout (5)et se trouvant en prise avec le filetage (53) ont un pas plus petit que le pas du filetage du canal de contact intérieur (49) de la douille de contact (48).

9.- Pièces et assemblages soudés, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant l'lune des revendications 1,2,3 et 4.