Brevet FR2005875A1 — publié le 19691219

L'invention concerne un dispositif pour le soudage. à l'arc électrique, muni d'un support d'électrode et de moyens permettant d'entretenir un gaz protégeant le bain de soudage, circulant vers l'extrémité d'une électrode fusible, moyens qui sont munis d'une buse et d'une partie assurant l'amenée du gaz protecteur dans une direction perpendiculaire au sens d'écoulement dans ladite buse, alors que des organes sont prévus pour la conversion de la majeure partie de l'énergie cinétique du gaz amené latéralement en énergie potentielle. De tels dispositifs pour le soudage à l'arc électrique sont connus et peuvent être réalisés par exemple sous forme d'une torche de soudage dans laquelle est déplacée une électrode, alors qu'un courant de gaz protecteur est entretenu à l'endroit de la buse autour de ladite électrode. Toutefois, un tel dispositif peut également autre réalisé sous forme d'un dispositif destiné au soudage dit en coffrage, dans lequel l'électrode est maintenue par un support approprié et un gaz protecteur est amené à l'extrémité de l'électrode fusible et au bain de soudage à l'aide d'une canalisation ménagée dans le bloc de coffrage mobile.En pratique, il s'avère que les résultats les plus favorables s'obtiennent avec de tels dispositifs pour le soudage à l'arc électrique fonctionnant à l'aide d'un gaz protecteur, si le trajet parcouru par le gaz est relativement long, ce qui nécessite d'utiliser par exemple des torches de soudage, dont la longueur est très grande par rapport au diamètre. Toutefois, ces dispositifs permettent de faire jaillir le gaz protecteur de la buse de la torche suivant une répartition de vitesses laminaire plus ou moins uniforme. Toutefois, de longues torches ne sont pas facilement manipulables.Aussi utilise-t-on, en pratique, des torches d'une longueur relativement courte, dans lesquelles le gaz protecteur est amené latéralement à la buse et traverse alors une masse poreuse disposée à la fin du trajet que parcourt ce gaz, ce qui a pour effet une conversion de la majeure partie de l'énergie cinétique du gaz en énergie potentielle. En pratique, il s'avère que l'introduction d'un tamis, facilement sujet à obstruction, sur le trajet du gaz influe d'une façon assez souvent indésirable sur la répartition de vitesses du courant de gaz. L'invention vise à fournir un dispositif pour le soudage à l'arc électrique fonctionnant à l'aide d'un gaz protecteur, dispositif qui, en principe, ne requiert pas l'utilisation d'une masse poreuse ou autres et dans lequel la majeure partie de l'énergie cinétique du gaz amené latéralement est néanmoins convertie en énergie potentielle avant que ce gaz ne quitte la buse. Le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que les organes assurant la conversion de l'énergie sont façonnés de telle façon que le gaz parcoure un trajet, dont une partie a un sens opposé au sens d'écoulement dans la buse, trajet dans lequel est insérée au moins une paroi constituant barrage contre laquelle bute le gaz, qui est amené à la buse suivant une répartition de vitesses uniforme, rapportée à la section transversale du passage. Fait étonnant, on a constaté qu'en faisant contourner le courant de gaz dans un sens opposé au sens d'écoulement de la buse, de façon à le faire buter contre une paroi constituant barrage et en le dirigeant ensuite par un autre trajet dans ledit sens d'écoulement dans la buse, ledit courant de gaz devenait beaucoup plus uniforme et ceci déjà à un endroit situé relativement loin de la buse. Conformément à ce qui a été décrit ci-dessus, un dispositif pour le soudage muni d'une torche dans laquelle circule un gaz protecteur est caractérisé en ce que les moyens permettant de convertir l'énergie sont constitués par une chambre s'étendant dans le sens d'écoulement de la buse et raccordée latéralement à une amenée de gaz, cette chambre étant subdivisée en deux compartiments par une pièce rapportée conique creuse, dont la partie supérieure est située à l'opposé du sens d'écoulement dans la buse et dont la partie la plus étroite entoure concentriquement avec quelque jeu un tube central ou une électrode à guider, pièce rapportée qui est maintenue à quelque distance d'une partie de la paroi de la chambre constituant un barrage s'étendant perpendiculairement au sens d'écoulement dans la buse, près de ladite partie supérieure de la chambre, l'amenée de gaz latérale vers la chambre étant dirigée vers la partie conique de ladite pièce rapportée. Tout en circulant vers la buse suivant un trajet s'étendant en sens opposé au sens d'écoulement de la buse, le gaz amené latéralement parcourt pour ainsi dire un labyrinthe, permettant d'obtenir en fin de compte la répartition de vitesses requise dans le courant de gaz circulant vers la buse. Evidemment, l'invention peut également être appliquée à un dispositif destiné au soudage en coffrage dont les moyens permettant d'entretenir le courant de gaz protecteur sont appliqués dans un bloc de coffrage mobile. Une forme de réalisation avantageuse est caractérisée en ce que ces moyens sont constitués par une chambre qui stétend dans le sens d'écoulement de la buse de ce bloc et dont une partie de la paroi située à opposé de ladite buse s'étend perpendiculairement au sens d'écoulement de cette dernière, alors que l'amende de gaz vers la chambre comporte un tube qui s'étend à quelque distance de ladite partie de paroi et dont la partie opposée à ladite partie de paroi est munie d'ouvertures,àà travers lesquelles peut sortir le gaz protecteur afin de buter contra ladite partie de parois, après quoi ce gaz est dirigé autour du tube vers la buse d'écoulement. La description qui va suivre en regard du dessi annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure i est une coupe longitudinale d'une torche de soudage. Les figures 2 et 3 concernent le soudage en coffrage, la figure 2 étant une coupe transversale et la figure 3 une coupe suivant le plan III-III de la figure 2. La torche représentée sur la figure 1 est munie de manière usuelle d'un corps 1, d'une pièce intermédiaire isolante 3 et d'une buse 5. Dans la partie centrale de ladite torche est disposé un tube de guidage 7 connecté à une source de tension électrique. Ce tube permet de guider sous tension une électrode fusible 9 vers la buse 5. La torche de soudage est raccordée à une amenée latérale 11 d'un gaz protecteur, tel qu'un gaz contenant C02. Ce gaz parcourt la torche et la quitte par les canalisations ménagées dans la pièce intermédiaire 3 et par l'enceinte 12 présente entre la buse 5 et les parois de la buse. Une torche de soudage ainsi réalisée permet d'entretenir, lors du soudage, un courant de gaz protecteur autour de l'électrode guidée vers l'endroit de soudage et partant, vers le bain de soudage. Il s'est avéré que dans les torches de ce genre la répartition des vitesses du courant de gaz protecteur, déterminée dans une section perpendiculaire de la buse, peut être particulièrement uniforme. On utilise pour ainsi dire un labyrinthe qui est parcouru par le gaz contenant C02 de façon que celui-ci soit dirigé, sur une partie de son trajet, en sens opposé (voir la flèche 15) au sens d'écoulement dans la buse. Sur la figure 1, le labyrinthe comporte une pièce rapportée conique 17 subdivisant une chambre ménagée dans le corps 1 en deux compartiments 19 et 21. Du caté supérieur de la pièce rapportée conique 17, la chambre est entièrement fermée, alors que la partie supérieure de ladite pièce rapportée conique est réalisée de telle façon qu'entre la pièce rapportée et le tube 7, aussi bien qu'entre cette pièce rapportée et la paroi constituant un barrage 23 subsiste une enceinte en forme de fente que doit traverser le gaz pour atteindre la buse 5.De cette façon, le gaz sort très régulièrement à travers la section de la buse. Bien que, dans cet exemple re réalisation, la pièce intermédiaire 3 comporte des canaux 13, il y a lieu de noter que ces canaux ne sont pas essentiels pour vention. Etant donné qu'une pièce intermédiaire isolante 3 est nécessaire, il faut que le gaz puisse traverse cette pièce, ce que permettent les ouvertures 13. De préférence, elles sont éloignées le plus possible de l'axe longitudinal de la torche. L'exemple de réalisation représenté sur les figures 2 et 3 et destiné au soudage en coffrage, comporte un bloc mobile 25 refroidi par eau et un bloc fixe 27. Dans le bloc 25 est ménagée une chambre 29 pour le gaz protecteur. Une électrode 31 munie d'un support approprié 33 assurant le contact électrique est guidée jusqu'au-dessus du bain de soudage 35. Dans le bloc mobile 25, la partie de paroi désignée par 37 doit être considérée comme la paroi d'une buse d'écoulement pour le gaz protecteur. Dans ce bloc 25, l'amenée de gaz s'effectue dais la direction latérale suivant la flèche 39 représentée sur la figure 3. En l'absence de dispositions spéciales, le gaz ne sort pas de façon régulière de la buse. Une amélioration notable à ce sujet s'obtient en faisant en sorte que le gaz soit dirigé, par l'intermédiaire des ouvertures 45 ménagées dans la paroi du tube d'amenée 47 introduit latéralement dans l'ensemble, vers une partie de paroi 43 de la chambre faisant office de barrage. Après avoir buté contre ladite paroi 43, ce gaz a perdu la majeure partie de son énergie cinétique et est évacué par la voie indiquée par la flèche 49 sur la figure 2 vers l'enceinte présente entre les blocs 45 et 47. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour le soudage à l'arc électrique, muni d'un support d'électrode et de moyens permettant d'entretenir un gaz protégeant le bain de soudage, circulant vers l'extré- mité d'une électrode fusible, moyens qui sont munis d'une buse et d'une partie assurant l'amenée du gaz protecteur dans une direction perpendiculaire au sens d'écoulement dans ladite buse, alors que des organes sont prévus pour la conversion de la ma jeure partie de l'énergie cinétique du gaz amené latéralement en énergie potentielle, caractérisé en ce que les organes assurant la conversion de l'énergie sont façonnés de telle façon que le gaz parcoure un trajet, dont une partie a un sens opposé au sens d'écoulement dans la buse, trajet dans lequel est insérée au moins une paroi constituant barrage contre laquelle bute le gaz, qui est amené à la buse suivant une répartition de vitesses unifcrme, rapportée à la section transversale du passage. 2.- Dispositif selon la revendication 1, comportant une torche de soudage que parcourt un gaz protecteur, caractérisé en ce que les moyens permettant de convertir l'énergie sont constitués par une chambre s'étendant dans le sens d'écoulement de la buse et raccordée latéralement à une amenée de gaz, cette chambre étant subdivisée en deux compartiments par une pièce rapportée conique creuse, dont la partie supérieure est située à l'opposé du sens d'écoulement de la buse et dont la partie la plus étroite entoure concentriquement avec quelque jeu un tube central ou une électrode à guider, pièce rapportée qui est maintenue à quelque distance d'une partie de la paroi de la chambre constituant un barrage s'étendant perpendiculairement au sens d'écoulement dans la buse, près de ladite partie supérieure de la chambre, l'amenée de gaz latérale vers la chambre étant dirigée vers la partie conique de ladite pièce rapportée. 3.- Dispositif selon la revendication 1, notamment destiné au soudage en coffrage, dont les moyens permettant d'entretenir le courant de gaz protecteur sont appliqués dans un bloc de coffrage mobile, caractérisé en ce que ces moyens sont constitués par une chambre qui s'étend dans le sens d'écoulement dans la buse de ce bloc et dont une partie de la paroi située à l'opposé de ladite buse s'étend perpendiculairement au sens d'écoulement dans cette dernière, alors que l'amenée de gaz vers la chambre comporte un tube qui s'étend A quelque distance de ladite partie de paroi et dont la partie opposée b ladite partie de paroi est munie d'ouvertures, à travers lesquelles peut sortir le gaz protecteur afin de buter contre ladite partie de paroi, après quoi ce gaz est dirigé autour du tube vers la buse d'écoulement.