Brevet FR2137693A1 — publié le 19721229

Cette invention se rapporte aux outils pour le soudage à l'arc électrique destinés à fonctionner avec un faible voltage (par exemple de 3 à 36 volts) et concerne un outil perfectionné de ce genre spécialement étudié pour que l'arc électrique puisse jaillir faci-5 lement et en ce que le phénomène de jaillissement soit commandé de façon à permettre un fonctionnement satisfaisant dans les différentes circonstances de travail qui peuvent se présenter, par exemple pour une vaate gamme de voltages du courant ou bien sur des pièces en métal légères ou lourdes. 10 Un but de l'invention est de permettre la réalisation d'un outil de ce genre dans lequel l'électrode peut être animée d'un mouvement vibratoire de façon à être rapprochée ou éloignée de la pièce grâce aux mouvements de jaillissement de l'arc et de retour pendant lesquels le mouvement vibratoire est régulier dans toutes •J5 les conditions de travail envisagées c'est-à-dire avec des courants et des voltages différents. Un autre but de l'invention est de permettre la réalisation d'un outil de ce genre dans lequel le mouvement vibratoire est obtenu lors du jaillissement initial de l'arc. 20 Un autre but encore de l'invention est de permettre la réalisa tion d'un outil de ce genre se prêtant à l'utilisation le cas échéant, d'une électrode en carbone au lieu d'une électrode de soudage uniquement pour chauffer la pièce de façon que la soudure ou le composé de brasage puisse être porté à l'état de fusion et puisse 25 s'écouler. L'invention est matérialisée dans un outil de soudage électrique possédant un porte-électrode monté en vue d'exécuter un mouvement de va-et-vient axial, ce porte-électrode étant écarté de la pièce à souder par un dispositif électro-magnétique excité quand 30 l'électrode vient en contact avec la pièce et rappelé vers celle-ci par un système élastique, des moyens étant également prévus pour régler et modifier la vitesse de retour lors du rapprochement de l'électrode vers la pièce. Des moyens peuvent être prévus pour régler la pression du 35 ressort du système élastique, ce réglage étant prévu pour assurer une pression de retour ou une vitesse correcte afin d'enpêcher une vibration violente, par exemple avec une faible pression et un voltage élevé ou une forte arrivée de courant ou une défaillance de vibration de l'électrode et de son support, par exemple avec une 40 pression élevée. 72 166kl 2 2137693 Suivant un mode dé réalisation possible, l'équipage comprenant une bobine et un piston plongeur est monté dans un boîtier muni d'un manche, le porte-électrode s'étendant à partir de l'extrémité de ce boîtier, un bouton de commande étant prévu sur l'autre ex-5 trémité de ce boîtier, ce bouton étant déplaçable axialement par rapport à 11 équipage à piston plongeur pour régler, la pression élastique s'exerçant sur lui. A titre de variante ou en plus du réglage de la pression du ressort, des moyens peuvent être prévus pour régler le mouvement •fO de retour du porte-électrode. Suivant une autre particularité de l'invention, des moyens sont prévus pour commander impérativement le mouvement vibratoire, par exemple après le phénomène de jaillissement initial de l'arc. Ainsi, un dispositif de commutation commandé manuellement peut 15 être prévu de manière à court-circuiter ou à contourner en "by-pass" le dispositif électromagnétique. Pour la facilité de la compréhension et de la réalisation industrielle de l'invention, elle est plus complètement décrite ci-après en regard des dessins schématiques annexés dans lesquels 20 La fig. 1 est une vue en coupe d'une première réalisation de l'outil de soudage tel que le prévoit l'invention. La fig. 2 est une vue analogue d'une variante de réalisation. La fig. 3 est une vue en coupe fragmentaire d'une autre construction» 25 Comme représenté par la fig.1 des dessins, l'outil comprend un boîtier formant poignée 10 constitué par -une matière isolante et établi rationnellement en deux parties (dont une partie seulement est représentée) ce boîtier supportant une bobine 11 formant solénolde montée sur un noyau en laiton, un manchon en laiton 12 30 logé coaxialement dans cette bobine et comportant un piston plongeur 13 eu fer doux monté coaxialement dans ce manchon 12. L'extrémité supérieure de ce piston plongeur 13 comporte une tige coa-xiale filetée 14 en laiton fixée à' elle. Ail'extrémité inférieure du piston plongeur se trouve un porte-électrbds 13 en forme de douille 35 maintenu par un axe transversal. Une électrode 16 capable d'être consumée peut être montée dans le porte-électrode par un boulon de retenue 17. Un ensemble 18 formé d'une rondelle et d'un écrou est monté sur l'extrémité supérieure de" la tige 14 portant contre l'extrémité supérieure du manchon 12. Grâce à ce montage, le raan- 72 16641 3 2137693 chon 12, le piston plongeur 13, la tige 14 et la douille sont capables d'exécuter un mouvement de va-et-vient axial limité. Une extrémité 11a du solénoïde s'étend à travers la poignée 10 jusqu'à un bloo terminal 19 auquel est connecté le câble d'ali-5 mentation C» L'autre extrémité du.solénoïde est connectée par une lame flexible 20. formant ressort à la tige 14 par l'ensemble 18. G-râce à cette construction, lorsqu'un pôle de la source d'énergie électrique (à faible voltage) est connecté au bloc terminal 19 tandis que son autre pôle est relié à la pièce (non représentée). 10 le circuit électrique passe à travers le solénoïde quand, l'embout de l'électrode vient en contact avec la pièce à moins que.le solé-noïde ne soit court-circuité comme ceci est décrit ci-après. Un premier bouton de commande 21 à pourtour moleté muni d'un manchon coaxial fileté 21a est prévu au sommet du boîtier 10; ce 15 manchon est taraudé et reçoit une tige filetée 22 portée par un second bouton de commande 23 à pourtour moleté engagé dans cet alésage. L'extrémité inférieure du manchon 21a comporte un évide-ment renflé qui sert de logement à un ressort hélicoïdal .24 .portant contre l'extrémité supérieure de l'équipage formé d'un écrou et 20 d'une rondelle 18. Cette construction répond à deux désidératas, à savoir :- . a) en réglant le premier bouton de commande. 21, on peut, modifier à volonté la pression exercée par le ressort sur l'équipage à piston plongeur; 25 b) en réglant le second bouton de commande 23, le mouvement ascendant du piston plongeur peut être lui-même réglé grâce à la position occupée par la tige 22. Le mode de réalisation représenté dans la fig. 1 est équipé d'un dispositif grâce auquel le solénoïde peut être mis en court-30 circuit, de telle sorte que le courant s'écoule directement en traversant l'équipage à piston plongeur pour gagner la pièce. Une gâchette isolée 25'est montée dans une fente du boîtier; elle porte nri contact 26 constitué par une lame flexible coupée d'une fente à travers laquelle passe l'extrémité 11a du solénoïde. Dans la posi-35 tion représentée, cette extrémité 11a est connectée au piston plongeur. Dans ces conditions, le courant.ne parcourt le solénoïde que quand la gâchette 25 est relevée. Mais la disposition inverse pourrait bien entendu être employée. Dans la fig.1-, le ressort 24 est représenté entièrement com 72 16641 4 2137693 primé et la tige 22 porte contre l'équipage à piston plongeur, de sorte que quand cet équipage est entièrement ramené en arrière, le solénoïde est excité, bien que la gâchette 25 eoit représentée avec le solénoïde court-circuité. 5 Au cours du fonctionnement, quand la gâchette 25 est soulevée, l'électrode étant en contact avec la pièce, le solénoïde est excité et déplace l'équipage à piston plongeur vers le haut en coupant par conséquent le contact entre l'électrode et la pièce, cet équipage étant alors ramené en arrière par la pression du ressort 24» 10 de sorte qu'un mouvement vibratoire se produiir. Ce mouvement est réglable comme indiqué ci-avant en (a) et (b) c'est-à-dire en réglant la pression du ressort et (ou) la course ascendante du piston plongeur» Dans la fig.2 est représentée une variante de réalisation 15 grâce à laquelle la course ascendante de l'équipage à piston plongeur peut être réglée et modifiée. Suivant cette construction, la bobine 11 formant solénoïde est desserrée, le boîtier étant fixé dans tin anneau 26a auquel est fixée la poignée 10a. Le câble d'alimentation C est connecté au bloc terminal 19a qui est lui-même 20 connecté par l'intermédiaire de l'anneau 26 et du boîtier à une extrémité de la bobine 11 ainsi qu'à un manchon métallique 27 logé dans la poignée. La disposition générale de la bobine formant solénoïde et du piston plongeur est telle que décrite à propes de la fig. 1 pour que (comme le montre la fig. 2)le rappel de l'équipage 25 à piston plongeur soit assuré par un ressort 21a. Le solénoïde pourrait d'ailleurs être logé dans un boîtier externe et un équipage à ressort supérieur réglable pourrait être prévu ici comme le montre la fig. 1 » La poignée 10a comporte un rebord 20b sur lequel peut pivoter 30 une gâchette 28 constituée par une matière isolante grâce à un pontet conducteur 29». lia poignée 10a se termine un peu en deçà du rebord 20b et la partie exposée du manchon 27 est entourée par un collier 30 en matière isolante qui est coupé d'une fente longitudinale 30a» Un boulon de calage 31 est engagé à travers le pontet 35 29 grâce à un filetage, et une butée 32 constituée par un disque métallique est fixée entre le manchon en laiton 12 et le porte-électrode 15. Quand le collier 30 se trouve dans une position telle que la fente 30a est placée dans l'alignement du boulon de calage, si 72 16641 5 2137693 on fait pivoter de bas en haut la gâchette, l'extrémité 29a du pontet se meut de haut en bas jusqu'au contact du disque 32. Ainsi, la course ascendante de l'équipage à piston plongeur peut être réglée moyennant un ajustement du boulon 31. 5 L'action du solénoïde peut être dépassée impérativement en faisant tourner le collier de façon que la fente vienne se placer dans l'alignement du boulon de calage (comme représenté) après quoi quand on fait pivoter la gâchette vers le haut, le circuit est établi pair le pontet jusqu'au piston plongeur, ce qui a pour effet 10 de court-circuiter le solénoïde. Dans la fig.3 est représentée une variante de construction étudiée en vue du court-circuitage du solénoïde. Cette disposition comprend de préférence un ressort réglable et (ou) le piston plongeur à course modifiable comme représenté dans la fig. 1. Le boî-15 tier 10 est en métal et renferme un bloc terminal 19b encastré dedans et auquel est connecté le câble d'alimentation C comme ceci est le cas drune extrémité du solénoïde 11. Une gâchette 33 pourvue d'un doigt isolant 34 est montée de manière à coulisser dans un canal 36 du boîtier 10, la gâchette étant munie d'une partie 20 33a s'étendant vers le haut dont l'extrémité pénètre dans un alésage du bloc 19b, cette gâchette étant sollicitée vers sa position inférieure (comme représenté en traits pleins) par un ensemble 37 formé d'un ressort et d'une rondelle. Quand les éléments occupent cette position au cours du fonctionnement, le courant passe depuis 25 le câble en parcourant le solénoïde jusqu'au piston plongeur. Quand la gâchette est soulevée comme représenté en traits interrompus, l'extrémité supérieure de la partie 33a vient buter contre un contact 38 prévu dans le bloc, après quoi le courant passe directement par le boîtier jusqu'au piston plongeur, étant entendu que ce 30 boîtier est convenablement connecté à l'équipage à piston plongeur. Le boîtier pourrait être établi, bien entendu, en un matériau isolant, auquel cas un système de conduction approprié entre la gâchette et le piston plongeur pourrait être prévu. Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écar-35 ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 72 16641 6 2137693 I3TSÎD I t AI I OIS 1 .- Outil de soudage par arc électrique caractérisé en ce qu'il comprend un porte-électrode monté pour effectuer un mouvement de va-et-vient axial, ce porte-électrode étant écarté de la pièce 5 à souder par un dispositif électromagnétique excité quand l'électrode vient en contact avec la pièce et ramené vers celle-ci par un système élastique, des moyens étant prévus pour régler et modifier la vitesse de retour de l'électrode vers la pièce. 2.- Outil suivant la revendication 1, caractérisé par des tO moyens permettant de régler la pression du système élastique. 3.- Outil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un équipage formé d'une bobine formant solénoxcle et d'un piston plongeur allant et venant dedans, une extrémité du piston plongeur portant le porte-électrode, -un ressort portant contre son 15 autre extrémité. 4.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour régler la distance de retour du porte-électrode. 5.- Outil suivant la revendication 3 ou 4» caractérisé en ce 20 qu.e la bobine formant solénoïde et l'équipage à piston plongeur sont montés dans un boîtier pourvu d'une poignée, le porte-éleetrode s'étendant à partir d'une extrémité de ce boîtier, tin bouton de commande étant prévu sur son autre extrémité, ce bouton étant réglable axialement par rapport à l'équipage à piston plongeur pour 25 fairevarier la pression du système élastique agissant sur lui. 6.- Outil suivant la revendication 5» caractérisé en ce qu'un second bouton de commande est prévu sur l'autre extrémité du boîtier, ce second bouton étant axialement réglable et portant un organe portant contre l'extrémité adjacente de l'équipage à piston 30 plongeur. 7.- Outil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la bobine formant solénoïde et l'équipage à piston plongeur sont portés par une poignée munie d'une gâchette commandée manuellement avec course réglable étudiée de façon à coopérer avec cet équipage 35 à piston plongeur afin de limiter le mouvement de retour du porte-électrode. 8.- Outil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la gâchette est pourvue d'un pontet s'étendant à partir de celle-ci vers l'équipage à piston plongeur, une extrémité de ce pontet étant 72 16641 7 2137693 voisine de cet équipage afin de coopérer avec une butée d'arrêt portée par lui. 9.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend -un dispositif pour couper facul- 5 tativement l'arrivée du courant à la bobine formant solénoïde, 10.- Outil suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'une gâchette commandée manuellement est prévue et fait agir un commutateur branché en travers de la bobine formant solénoïde. 11.- Outil suivant la revendication 8, caractérisé en ■ ce que 10 le solénoïde et le piston plongeur sont montés dans un boîtier pourvu d'une poignée faisant saillie latéralement, sur cette poignée étant montée une gâchette portant un contact permutateur connecté à la bobine formant solénoïde afin de brancher cette bobine flâna le circuit ou de cou^-circuiter cette bobine suivant la posi-15 tion de la gâchette» 12.- Outil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le pontet est conducteur et porte un boulon de calage faisant également office de contact, un manchon isolant à coupure étant monté autour de la poignée pour participer à sa rotation, afin qu'on 20 puisse faire tourner ce manchon pour amener d'alignement la coupure et le boulon en permettant à celui-ci de pénétrer dans la poignée et d'établir un contact de court-circuitâge de la bobine formant solénoïde.