Brevet FR2176832A1 — publié le 19731102

L'invention concerne les pistolets de sondage et, notam- ment, un collecteur des fumées polluantes dégages au cour d'une opération de sondage à l'arcs il est souhaitable que les agents polluants de irair, appelés "fumées" et dégagés au cours d'une opération de soudage, soient recueillis de manière que leur inhalation par ltopéra teur soit réduite ou interdite, Dans ce but, une buse d'aspiration des fumées, dont une extrémité débouche à proximité de la tette du pistolet de soudage, est reliée par un tuyau à une sour- ce éloignée de vide.Un article écrit par les inventeurs, pages 43 et 44 de "Welding Engineer" et intitulé "FUME-COLLECTING WEIDING GUNS", paru en Octobre 1970, décrit un tel dispositif0 Un dispositif d'évacuation des fumées doit répondre à un certain nombre de critères, Par exemple, sa position ou sa dimension ne doit pas limiter le champ visuel de l'opérateur, de manière que la qualité des soudures nren soit pas affectée.Ce dispositif doit être relativement léger de manière à ne pas rendre l'utilisation du pistolet fatigante, De plus, il doit pouvoir être adapté sur les types classiques et antérieurs de pistolets, Un des problèmes principaux posés par ces dispositifs provient du fait que l'évacuation des fumées ne doit pas affecter ou altérer les procédés classiques de positionnement et drorientation du pistolet, ces procédés ayant demandé des années de mise au point et les pistolets actuels de soudage à l'arc ayant été conçus en fonction de ces procédés0 Par exemple, 11 évacuation des fumées de sondage à l'aide d'une buse dtaspira- tion comportant une seule extrémité ouverte s'est révélée difficile lorsque la tête du pistolet inscrit un angle classique à la pièce avec la perpendiculaire/au cours du soudage.De plus, lorsqu'une telle buse est montée sur des pistolets pour soudage à l'arc sous atmosphère inerte avec électrode fusible ou sous aJiydride carbonique; ces pistolets étant orientés de manière classique, il est difficile de ne pas affecter ou modifier les caractéristiques e circulation du gaz de protection nécessaire à la réa lisation de soudures de bonne qualité.Par conséquent, dala le cas de buses classiques et autres, un équilibre aérodynamique critique doit être maintenu entre le débit d'aspiration des fumées et le débit de sortie du gaz de protection de manière que l'évacuation des fumées de soudage s'effectue convenablement sans affecter la protection apportée par les gaz0 Des variations de l'angle d'attaque du pistolet par rapport à la pièce, de l'éloignement de la buse d'arrivée du gaz de protection de cette pièce, de la forme de cette dernière, de la dimension de l'orifice de la buse du gaz de protection ou de la buse d'aspiration par suite de projections de soudure ou de l'accumulation de particulessulides de fumées dans le dispositif d'évacuation, peuvent rompre met équilibre critique. L'invention se rapporte à un dispositif d'évacuation des fumées de soudage à l'arc, destiné à être monté sur un pistolet, répondant aux critères et permettant de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus et relatifs aux dispositifs antérieurs0 a a été decouvert que l'utilisation dFune chambre compor- tant de nombreux orifices disposés autour de la tête du pistolet, à une certaine distance de l'extrémité de ce dernier voisine de l'arc, entraîne une diminution de la concentration ou densité de l'écoulement à l'entrée de.s dispositifs d'évacuation et permet un débit d'aspiration suffisamment important pour que ltéva- cuation des fumées soit complète,quelles que soient les variations de débit, l'angle d'attaque du pistolet ou l'éloignement de ce dernier de la pièce, et sans affecter ltefficacité du du gaz de protection lorsque le soudagè est effectué sous gaz inerte ou sous anhydride carbonique. La diminution de la concentration ou densité de l'gspira- a celle tion entraîne une diminution de la vitesse de l'air, par rapport/ des pistolets classiques, en des points espacés de orifice d'entrée Cette douceur de l'écoulement d'air diminue la sensi- bilité du pistolet et permet d'accroître les débits d'aspiration sans affecter la protection gazeuse0 l'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une élévation, avec arrachement partiel, d'un pistolet de sondage comportant un dispositif d'évacuation de fumées selon l'invcntion. Un pistolet 10 de soudage sous atmosphère inerte avec électrode fusible comprend classiquement un corps principal 11, une poignée 12, une détente 14 de commande et une tête 15 Une électrode consommale 16, des conducteurs du courant de sondage conduit du et le/gaz de protection traversent le pistolet 10 et atteignent la tette 15 de manière que l'opération de sondage puisse être réalisée, Dans un pistolet tel que celui représenté sur la figure, la t8te 15 comporte une buse extérieure 18 de laquelle s'échappe un courant de gaz de protection entourant l'arc et le bain en fusion de métal et de soudure. le collecteur de fumées selon l'invention comprend. une chambre 21 entourant la tête 15 du pistolet au moyen d'une enveloppe 22 percée de nombreuses ouvertures 24 d'entrée, les fumées introduites dans cette chambre 21 par ces ouvertures 24 s'échappent par un orifice ?7 de: sortie de l'enveloppe Un raccord 26 relie l'orifice 27 à un tuyau 28 dtaspiration lui-même raccordé à une source convenable d'aspiration (non représentée)0 les fumées entranées par cette source peuvent être rejetées dans l'atmosphère ou filtrées. La chambre annulaire 21 est située à une certaine distance au-dessus de l'extrémité de la tête 15 et les ouvertures 24 sont réparties uniformément, axialement et circonférentiellement, sur la longueur de 1'enveloppe 22o Ces nombreux orifices d'er- trée, répartis sur une surface relativement grande au-dessus de l'extrémité de la t8te 15, permettent aux fumées dégagées lors du soudage d'être aspirées très efficacement dans la chambre 22 sans que l'angle d'inclinaison de la tête 15 et son éloignement de la pièce ne soient affectés et sans qu'un équilibre dynamique critique qui, lorsqu'il est rompu, diminue l'efficacité du gaz de protection, ne soit nécessaire. le dispositif selon l'invention, comportant de nombreux orifices d'entrée relativement petits, est très diffa'ruent des dispositifs antérieurs d'évacuation des fumées dans lesquels une ouverture annulaire et unique d'entrée entoure la têteldu pistolet, ou bien un conduit de toute autre forme est disposé à proximité de la t8teO lie dispositif selon lînvention permet d'éliminer la forte concentration de l'écoulement gazeux des dispositifs antérieurs et évacue efficacement les fumées sans présenter les défauts de ces dispositifs antérieurs.La chambre perforée du dispositif selon l'invention permet notamment de donner au coude 20 du corps principal Il un angle de 700 ou moins et donc dtorienter la tête 15 du pistolet sous des angles classiques de 200 et plus par rapport à la perpendiculaire à la pièce sans que l'efficacité de l'évacuation des fumées ou de la protection gazeuse ne soit affectée. le dispositif selon l'invention permet la réalisation de soudures suivant les procédés classiques tout en offrant une évacuation efficace des fumées. De plus, ce dispositif est beaucoup moins sensible aux variations du débit- d'aspiration ou du débit du gaz de protection.Ces variations peuvent provenir, au cours du soudage, de l'accumulation de projections de soudure dans ia buse d'arrivée du gaz de protection et de particules de fumées dans le dispositif d'aspiration et de filtration. La figure représente le dispositif selon l'invention assemblé avec le dispositif d'alimentation en gaz de protection, le tuyau 28 d'aspiration passant dans la poignée 12. lorsque la chambre 21 est montée sur un pistolet de soudage de conception classique, ce tuyau 28 peut être fixé à l'extérieur de la poignée au moyen d'organes convenables0 Dans la réalisation décrite, la surface extérieure de la buse 18 dtarrivée du gaz de protection constitue la paroi annulaire et intérieure 29 de la chambre 21o L'extrémité avant de l'enveloppe 22 est dimensionnée de manière à s'appliquer étroitement sur la buse 18. l'extrémité supérieure ou arrière de cette enveloppe 22 porte sur un manchon isolant 31o Cette enveloppe 22 est fixée sur la buse 18 par emboftement à force, par soudure à l'arguent ou au moyen de tous autres organes convenables de fixation. Lorsque le dispositif selon l'invention est monté sur un pistolet dont la tette 15 ne comporte pas de buse d'arrivée du gaz de protection, par exemple des pistolets utili sant des électrodes à noyau et à protection automatique,il peut Rtre nécessaire que l'envelop3pe 22 scit réalisée a-7ec sa propre paroi annulaire et intérieure et qu'elle puisse être montée autour de la tette du pistolet. Il est souhaitable que le débit d'aspiration mesuré dans le tuyau 28 soit compris entre 1,13 et 1,70 m3/mn, bien que des débi.ts extérieurs à cette gamme puissent convenir également0 De préférence, la surface totale des orifices 24 d'entrée est approximativement égale ou inférieure à celle l'orifice 27 de sortie de manière que l'écoulement passant par ces orifices 24 soit stable ou régulier. Bien que les orifices 24 d'entrée soient représentés comme étant circulaires et répartis uniformément sur l'enveloppe 22, il est évident que des fentes arrondies, des orifices carrés, triangulaires et autres conviennent également. De plus, la répartition des orifices 24 peut varier suivant les cas. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention0 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'évacuation de ftumées pour pistolet de soudage à l'arc, caractérisé en ce outil comporte une enveloppe destinée à être fixée sur le pistolet de soudage à une certaine distance de l'extrémité de ce dernier voisine de l'arc, cette enveloppe délimitant une chambre d'aspiration comprenant de nombreux orifices d'entrée répartis à la périphérie de ladite enveloppe, le dispositif comportant également un élément de sortie reliant ladite chambre à une source dtaspira.tionO 2o Dispositif d'évacuation de fumées pour pistolet de soudage à l'arc, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe destinée à être montée de manière télescopique et à être fixée sur la tête du pistolet de sondage, cette enveloppe délimitant une chambre annulaire d'aspiration entourant ladite tête et espacée de l'extrémité de cette dernière voisine de l'arc, ladite enveloppe comprenant de nombreux orifices d'entrée répartis axialement et circonférentiellement à sa périphérie, le dispositif comportant également un élément de sortie reliant ladite chambre à une source d'aspiration, 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé n ce que l'élément de sortie compreiid un orifice unique de sortie de ladite chambre. 4-. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface totale des orifices d'entrée est approximativement égale ou inférieure à celle de l'orifice de sortie. 5. Dispositif d'évacuation de fumées pour pistolet de soudage à l'arc comprenant une tête dans laquelle une buse est destinée à l'application d'un gaz de protection, ce.dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe destinée à être montée de manière télescopique et à être fixée sur ladite buse, cette enveloppe délimitant une chambre annulaire dtaspira- ticn qui entoure la buse, qui est espacée de l'extrémité de cette dernière voisine de l'arc et qui comprend de nombreux ori- fices d'entrée répartis axialement et clrconférentiellement à la périphérie de l'enveloppe, le dispositif compcertant également un élément de sortie reliant ladite chambre à une source d'aspe ration. 6o Pistolet de soudage à l'arc comprenant un dispositif d'évacuation de fumées, caractérisé en ce qu'il comporte une tête par laquelle une électrode fusible est avancée vers l'arc de soudage, un corps principal destiné à guider cette électrode dans le pistolet vers la tête, une enveloppe délimitant une chambre annulaire entourant ladite tête à une certaine distance de l'extrémité de cette dernière voisine de l t arc, cette chambre comprenant de nombreux orifices d'entrée répartis à sa périphérie, ce pistolet comportant également un élément reliant ladite chambre à un dispositif d'aspiration. 7. Pistolet de soudage à l'arc comprenant un dispositif d'évacuation de fumées, caractérisé en ce qutil comporte une tête par laquelle une électrode fusible est avancée vers l'arc de soudage, un corps principal destiné à guider cette électrode dans le pistolet vers ladite tête, une enveloppe étant montée de manière télescopique et fixée sur la tête et délimitaaft une chambre annulaire d'aspiration qui entoure ladite tête, qui est espacée de l'extrémité de cette dernière voisine de l'arc et qui comprend de nombreux orifices d'entrée répartis axialement et circonférentiellement à la périphérie de l'enveloppe, ce pistolet comportant également un élément comprenant un orifice de sortie de la chambre et reliant cette dernière à une source d'aspIration. 80 Pistolet selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface totale des orifices d'entrée est approximativement égale ou inférieure à celle de l'orifice de sortie, 9. Pistolet de sondage à l'arc sous protection gazeuse, comprenant un dispositif d'évacuation ae fumées et caractérisé en ce qu'il comporte une tête par laquelle une électrode fusible et un gaz de protection sont dirigés vers l'arc de sondage et dans laquelle une buse oriente ltécoulement de ce gaz de' protec- tion, un corps principal destiné à faire passer ladite électrode et le gaz de protection dans le pistolet.et à les diriger vers la tête, ce pistolet comportant également une enveloppe entourant ladite buse et délimitait une chambre annulaire d'aspira- tion qui est espacée de l'extrémité de la buse voisine de l'arc et qui comprend de nombreux orifices d'entrée répartis axialement et circonférentiellement à la périphérie de l'enveloppe, un élément reliant cette chambre à une source d'aspiration.