Brevet FR2177490A1 — publié le 19731109

L'invention concerne les torches de soudage à l'arc à fil poussé, en atmosphère gazeuse, notamment, mais non exclusivement, celles qui sont destinées à être montées sur des machines à souder. Les torches de soudage de ce genre comportent un corps métallique qui est destiné à entre relié électriquement à un pôle d'une source de courant continu appropriée et qui porte un tube de contact dans lequel passe le fil de métal d'apport, ainsi qu'une buse de sortie de gaz destinée à être reliée à une source appropriée de gaz, notamment un gaz inerte, tel que l'azote par exemple et débouchant au voisinage de l'extrémité libre du tube de contact. Habituellement, ces torches sont refroidies par une circulation d'eau à l'intérieur du corps même de la torche sur lequel, à cet effet, on branche une conduite d'amenée d'eau froide et une conduite d'évacuation de l'eau qui s'est réchauffée en traversant le corps de la torche. Or, cette disposition présente des inconvénients. En effet, l'ensemble du circuit d'eau de refroidissement se trouve sous tension, l'amenée de l'eau de refroidissement à la torche et l'évacuation de l'eau réchauffée constituent une sujétion qui nécessite la présence de conduites encombrantes, et enfin, il ne semble pas très logique de perdre la chaleur évacuée par le corps de la torche alors que, par l'arc, on cherche à porter le fil de métal d'apport à une température élevée. Le but de l'invention est de perfectionner les torches de soudage du type précité, en vue de remédier aux inconvénients qu'on vient d'indiquer. A cet effet, suivant l'invention, sur le corps de la torche, est monté un distributeur de gaz présentant un orifice d'entrée destiné à être raccordé à la source de gaz et un orifice de sortie relié à la buse de sortie de gaz, ledit distributeur de gaz étant conçu et agencé de façon telle que le circuit de gaz dans le distributeur, entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de celui-ci, lèche le corps de la torche et le refroidit. Grâce à cette conception, on supprime les conduites d'amenée et d'évacuation d'eau, en même temps qu'on se débarrasse d'une conduite d'eau de refroidissement sous tension ; de plus, la cha leur que prend le gaz en passant dans le corps de la torche est récupérée et amenée à l'emplacement même de la soudure. Dans un mode de réalisation, la buse de sortie de gaz se trouve à côté au tube de contact, tandis que, dans un autre mode de réalisation, elle est coaxiale audit tube de contact autour duquel elle forme une arrivée annulaire de gaz. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation d'une torche de soudage à l'arc suivant l'invention. Sur ces dessins La Fig. 1 représente, en coupe, un premier mode de réalisation avec une arrivée de gaz latérale, et La Fig. 2 représente, également en coupe, un autre mode de réalisation avec arrivée de gaz annulaire. La torche de soudage à arc à fil poussé , travaillant en atmosphère gazeuse, représentée sur la fig. i, comporte essentiellement un corps 1, un support 2, une rallonge tubulaire 3 qui porte un tube de contact 4, et un distributeur de gaz 5 qui porte une buse de sortie de gaz 6. Le corps 1 est une pièce métallique prismatique, de section hexagonale dans l'exemple, et elle présente une queue cylindrique Il vissée dans le support 2 également métallique, de section hexagonale aussi dans l'exemple, ledit support étant à son tour fixé dans un organe approprié 12 d'une machine à souder. Le support 2 porte une borne 14 servant à la fixation d'une cosse 15 qui termine un câble électrique 16 d'amenée de courant à la torche. Dans le corps 1, est montée, par l'intermédiaire d'un embout 17, une extrémité de la rallonge tubulaire 3 dont l'autre extrémité porte le tube de contact 4. La rallonge est fixée dans l'embout 17 par exemple au moyen de trois vis 19 disposées à 1200 les unes des autres. Le fil de métal d'apport 13passe d'abord dans un raccord guide-fil 21 vissé dans I '#xtr###.t extérieure du support 2, puis dans un conduit axial de la queue Il du corps 1, à travers un trou 23 pratiqué dans le fond de l'embout 17, dans la rallonge 3, et enfin dans le tube de contact 4. Le distributeur de gaz 5, de forme générale annulaire, entoure la queue Il du corps 1 et il est serré au moyen de deux sièges coniques 26, 27 contre deux épaulements 28, 29, du corps 1 et du support 2, respectivement. il est ainsi centré par rapport à la queue Il du corps sans être en contact avec elle, de sorte qu'il resté un espace annulaire entre ces deux pièces. Une extrémité de la buse de sortie de gaz 6 est fixée sur un bossage percé 31 du distributeur de gaz 5, au moyen d'un écrou 32 et d'un joint biconique 33. L'intérieur du bossage 31 communique avec un trou radial 35 du distributeur qui débouche dans la partie centrale de celui-ci.Sur le distributeur 5 est également monté un raccord 37 qui débouche aussi dans la partie centrale dudit distributeur et sur lequel on peut brancher une conduite d'arrivée de gaz, notamment un gaz inerte tel que de l'azote par exemple. Â titre de variante, le raccord 37 pourrait être monté sur le support 2. La buse de sortie de gaz 6 s'étend, sur une certaine partie de sa longueur à partir du distributeur de gaz, dans une direction longitudinale sensiblement parallèle à celle de la rallonge 3, puis elle ##s'incurve de manière que son orifice 38 débouche au voisinage de l'extrémité du tube de contact 4. Les pièces principales de cette torche, à savoir : le corps 1, le distributeur 5 et le support 2, peuvent occuper toute position angulaire désirée les unes par rapport aux autres, autour de leur axe géométrique commun, de sorte qu'on peut leur donner les positions les plus favorables à chaque condition particulière de travail, Le support 2 peut lui-même être orienté dans toute position angulaire désirée dans l'organe 12 de la machine qui le porte, ce qui permet d'orienter tout l'énsemble de la torche dans la meilleure position. Ces trois pièces principales sont en butée les unes contre les autres, de sorte que l'ex- trémité du tube de contact 4 se trouve positionnée avec précision, condition favorable à un travail soigné. Par ailleurs, l'embout 17 qui reçoit la rallonge 3 portetube de contact est en un métal~différent de celui du corps 1, de manière à constituer une barrière thermique basée sur la différence de conductibilité des deux métaux. De préférence, le corps 7 est en alliage d'aluminium, tandis que l'embout 17 est en cupro-chrome. Les échanges thermiques entre le corps en aluminium et le gaz sont particulièrement favorisés. Le refroidissement de la torche est assuré par le passage du gaz dans le distributeur 5 où il lèche la queue Il du corps de la torche et entraîne les calories ainsi prélevées jusqu'à la sortie 38 de la buse 6 dans la zone même de soudage. Sur la Fig. 2, on a représenté un autre mode de réalisation qui se différencie de celui de la Fig. 1 seulement par le fait que la buse de sortie de gaz 41 est disposée autour du tube de contact 4 en formant un orificé annulaire 43 de sortie du gaz au lieu d'être placée à coté de lui. L'arrivée de gaz à la buse 41 se fait alors par l'intérieur de la rallonge 3 elle-même qui, dans l'exemple représenté, est coudée à titre de variante. On a désigné les mêmes organes par les mêmes chiffres de référence que sur la Fig. 1. Le gaz qui arrive dans le raccord 37 passe à l'intérieur de là queue cylindrique 11 du corps de la torche à travers des trous radiaux 44 et il ressort à l'extrémité inférieure de la rallonge 3 par d'autres trous radiaux 45 qui débouchent dans l'espace annulaire compris entre la buse de sortie de gaz 41 et le tube de contact 4. La buse 41 est solidaire d'une embase 47 vissée sur l'extrémité filetée de la rallonge 3 et elle est bloquée en place au moyen d'un contre-écrou 48. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ; on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. - REVENDICAUIONS 1 - Torche de soudage à l'arc à fil poussé, en atmosphère gazeuse, comportant un corps métallique reliable électriquement à un pôle d'une source de courant continu approprié, un conduit prolongé par un tube de contact dans lequel passe un fil de métal d'apport, ainsi qu'une buse de sortie de gaz reliable à une source appropriée de gaz et débouchant au voisinage de l'extrémité libre du tube de contact, caractérisée en ce que, sur le corps de la torche, est monté un distributeur de gaz présentant un orifice d'entrée avec des moyens de raccordement à une conduite d'arrivée de gaz, communiquant avec un orifice de sortie relié à la buse de sortie de gaz, par un circuit échangeur thermique entre le gaz et le corps de la torche. 2 - Torche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la buse de sortie de gaz se trouve à côté du tube de contact. 3 - Buse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la buse de sortie de gaz est coaxiale au tube de contact autour duquel elle forme une arrivée annulaire de gaz. 4 - Torche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur de gaz est constitué par une pièce annulaire qui entoure, avec du jeu, une queue cylindrique du corps de torche dans laquelle passe axialement le fil de métal d'apport, et qui est serré d'une manière étanche, par ses deux faces de bout, entre le corps de torche et un support dans lequel est vissée l'extrémité de la queue précitée. 5 - Torche suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la buse de sortie de gaz est fixée sur l'extremité d'une rallonge tubulaire qui porte le tube de contact et qui est emmanchée dans le corps de torche coaxialement au conduit de passage du fil de métal d'apport, la communication entre l'alésage de la pièce annulaire formant le distributeur et la buse de sortie de gaz étant assurée par des trous radiaux pratiqués dans la partie de la queue précitée située à l'intérieur du distributeur, par le conduit axial de ladite queue, par le conduit axial du corps de torche, par la rallonge tubulaire, et par des trous radiaux pratiqués dans ladite rallonge et débouchant dans un espace annulaire ménagé entre la buse de sortie de gaz et le tube de contact 6 - Torche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le tube de contact est fixé dans une extrémité d'une rallonge tubulaire dont l'autre extrémité est fixée dans un embout emmanché dans un logement du corps de torche, l'embout étant en un métal différent de celui du corps de torche pour constituer une barrière thermique. 7 - Torche suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le corps est en alliage d'aluminium et l'embout en cuprochrome.