Brevet FR2387096A1 — publié le 19781110

La présente invention a trait à un chalumeau pour la soudure d'alésages internes. Le chalumeau décrit dans le brevet anglais 934 485 a été utilisé avec beaucoup de succès pour raccorder des tubes à des plaques tubulaires, collecteurs ou similaires, en réalisant une soudure à partir de l'intérieur de l'alésage. Toutefois il peut se trouver 'des positions pour lesquelles l'espace est restreint entre par exempie la plaque tubulaire et l'intérieur de l'enceinte, de sorte que toute la longueur du chalumeau, y compris sa tige, est trop importante pour permettre à cette dernière d'être introduite à l'intérieur de l'alésage ménagé dans l'épaisseur de la feuille. En conséquence l'invention a pour objet de réaliser un chalu meau qui puisse etre utilisé dans de telles situations. A cet effet, selon l'invention, un chalumeau pour la soudure d'alésages internes comprend un corps pourvu d'une tige tournante qui porte une électrode non-consommable de sorte que, par rotation de cette tige, la pointe de l'électrode est amenée à effectuer un trajet circulaire autour de la zone de la soudure en bout à réaliser, cette tige présentant une partie flexible de sa longueur de telle manière que son axe puisse fléchir si nécessaire pour lui permettre d'entrer dans un alésage tout en restant susceptible de tourner pour assurer la révolution de la pointe de l'électrode pendant 'l'opération de soudure. j Grâce à un tel chalumeau, on peut éviter le problème susmen tionné de l'accès difficile. Bien que la tige doive présenter une certaine flexibilité pour que son axe puisse fléchir, elle doit rester susceptible d'assurer la rotation régulière de l'électrode. La partie flexible de cette tige peut être réalisée en une ma tierce plastique telle que du nylon ou du polytétrafluoroéthylène, puisqu'on peut combiner leurs propriétés d'être légèrement flexibles en direction axiale, mais également relativement rigides dans le sens transversal pour assurer la rotation précise et régulière de l'électrode. La partie flexible de la tige peut être constituée par exemple par un manchon en nylon ou en polytétrafluoroéthylène. Ce manchon peut partir du corps pour aller jusqu'au bloc ou bien s'arrêter à une certaine distance de ce dernier. Si su le manchon flexible est fait en nylon par exemple et se termine à une certaine distance du bloc, son extrémité peut être rac cordée à un adaptateur se présentant sous la forme d'une douille faite par exemple en poiytétrafluoroéthylène et solidaire à son tour dudit bloc. Afin de permettre à la tige de tourner librement lorsqu'elle se trouve dans un alésage, on peut prévoir au-delà de la partie flexible un palier à faible frottement, tel qu'une bague en polytétrafluoroéthylène. Ce palier peut être placé sur la péri périe extérieure de l'adaptateur. Si le manchon flexible est réalisé en poiytétrafluoroéthyiène et s'étend jusqu'au bloc, il peut comporter par exemple trois paliers fendus espacés sur sa longueur et disposés sur sa périphérie extérieure, l'un d'eux pouvant se situer près du corps. Ces paliers permettent de centrer le manchon flexible et de le faire tourner librement à l'intérieur du tube à souder. Grâce à cette construction, il est possible qu'il effectue une rotation d'environ 300 pour 30 cm de sa longueur. On refroidit l'électrode non-consommable en la montant dans un bloc réalisé en un matériau à haute conductibilité tel que l'alliage béryllium-cuivre, ou le cuivre, et contre lequel on peut fai re s'écouler l'eau de refroidissement par des passages ménagés dans la tige. Pendant l'opération, la zone de zoudure est préférablement recouverte par un gaz protecteur inerte, et la tige comporte avantageusement un passage destiné à l'écoulement de ce gaz à partir de celle-ci jusqu'a la pointe de l'électrode. Au moins une partie du bloc peut être entourée d'une gaine de céramique. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un chalumeau suivant l'invention. Fig. 2 montre en coupe longitudinale la tige d'une autre forme d'exécution de chalumeau. Fig. 3 à 8 en représentent des coupes respectivement suivant A-A, B-B, C-C, D-D, E-E, F-F. iFig. 9 est un schéma illustrant l'utilisation du chalu jumeau. Le chalumeau 10 représenté en fig. 1 comporte un corps 12 supportant une tige tournante 14 qui porte elle-même une électrode nonconsommable 16. Le Le corps 12 comprend un boitier 18 dans lequel est monté à rostation un noyau cylindrique 20 présentant une partie métallique 20a let une partie isolante 20b faite du complexe synthétique vendu sous la marque de fabrique Tufnol. La tige 14 est fixée à ce noyau et prolonge celui-ci. Une roue hélicoidale 22 est solidaire de la partutie 20b et est entraînée par une vis sans fin (non représentée) pour faire tourner la tige et le noyau pendant l'opération de sou dure. La tige comporte un manchon extérieur en nylon 24 fixé à la partie isolante 20b et solidaire en rotation d'un adaptateur cylin -drique 26 en poiytétrafluoroéthylène. A l'extrémité libre de celui ci est raccordée une gaine externe en céramique 30 à l'intérieur de laquelle se trouve un bloc 32 en alliage cuivre-béryllium. Dans ce dernier est ménagée une ouverture où une électrode 16 est calée par une vis sans tête 36. Vers son extrémité située près du corps 12, la tige est entre= rée par une douille de guidage métallique 38. Le manchon flexible 24 tourne à l'intérieur de cette dernière qui le maintient à l'en ,contre de tout fléchissement dans la zone qu'elle recouvre. Sur la zone adjacente découverte de la tige, le manchon peut fléchir et la tige peut alors se courber axialement dans une mesure limitée du ait de sa constitution en nylon. Plus loin elle est à nouveau rigi 'de en raison du bloc 32 et de la gaine de céramique 30. Autour d'une partie de l'adaptateur 26, il est prévu une bague ide portée 40 en polytétrafluoroéthylène. Celle-ci constitue palier a très léger frottement à l'intérieur de l'alésage à souder, la ti tge 14 pouvant ainsi tourner régulièrement même si son axe est iégè- ,remuent fléchi. Entre la bague 40 et la gaine de céramique 30 on a prévu un petit fourreau 41 en polytétrafluoroéthyiène. i Afin de maintenir à l'état froid l'electrode et les éléments de plastique de la tige, on fait couler un courant d'eau à l'extré- ité du bloc 32. Cette eau de refroidissement pénètre dans le corps 2 par une entrée 46. Elle passe ensuite dans une perforation axiate 48 de la partie 20a, puis dans un tube 50 en polytétrafluoroéthy ene prévu à l'intérieur du manchon 24, dans un trou axial 51 de l'adaptateur 26 pour arriver au bloc 32. Elle revient par l'inter inédiaire d'un autre trou (non représenté) de l'adaptateur, de la zone intérieure du manchon 24 pour faciliter son refroidissement, 'une perforation (non représentée) de la partie 20a, et elle quitte 'enfin le corps 12 par une sortie 52. Un gaz protecteur inerte est introduit dans le corps à travers une ouverture d'entrée 54 à partir de laquelle il s'écoule par un passage 56 de la partie 20a vers un tube 58 en polytetrafluoroethyw lène prévu à l'intérieur du manchon 24, et par des perforations 60 et 62 de l'adaptateur 26 et respectivement du bloc 32 vers une ou ouverture de sortie du gaz 66 réalisée dans la gaine de céramique 30 à travers laquelle dépasse également la pointe de l'électrode 16. L'extrémité de la tige est fermée par un capuchon de céramique 70 maintenu en place par une vis 72 serrée dans le bloc 32. On alimente en courant électrique l'électrode 16 par un fil dj cuivre tressé souple 73 relié par une extrémité au bloc 32 et pas (sant à l'intérieur du trou 51, du tube 50 et de la perforation 48 en aval de laquelle il est raccordé à la partie métallique 20a. Le courant arrive à cette dernière par l'intermédiaire d'une barrette commutateur (non représentée) montée à l'intérieur de l'ouver- biture d'entrée du gaz inerte 54. Fig. 2 montre en coupe longitudinale la tige 156 d'une autre forme de réalisation d'un chalumeau suivant l'invention. A l'une de ses extrémités, il est prévu un noyau tournant ou distributeur 158 comportant une partie métallique 158a et une partie isolante 158b g par exemple en Tufnol. Le noyau 158 se trouve à l'intérieur du corps du chalumeau (non représenté). Un manchon 160 en polytétrafluoroéthylène prolonge le noyau 158 et le corps du chalumeau. Son extrémité libre est reliée à un bloc porte-électrode 162 et à une gaine en céramique 164 qui entouj ire une partie de celui-ci. A l'intérieur du bloc est prévue une perforation dans laquelle est logée une électrode 166. A l'extrémité du manchon 160 fixée au noyau 158 se trouve une bague de portée ou palier fendu 167 raccordé par une bride 168 à une douille taraudée 170 solidaire à son tour du corps du chalumeau. Le palier 167 entoure le manchon et est situé dans une zone de dia, mètre extérieur plus faible que celui-ci. A intervalles espacés sur la longueur du manchon, on a agencé d'autres bagues de portée ou 'paliers 172, 174 qui sont également insérés dans des zones de diamè' tre extérieur plus petit. Ces paliers portent contre la paroi d'un 2tube à souder et centrent le manchon 160 en polytetrafluoroethylène pour lui permettre de tourner librement. Fig. 3 à 8 représentent en coupe les passages de l'eau de re- tfroidissement et du gaz protecteur, en différents points de la lonç gueur du chalumeau. L'eau de refroidissement pénètre par une entrée 176 dans le noyau 158. Elle passe ensuite à traver un trou axial 178 ide ce dernier, puis dans un tube en polytétrafluoroéthylène 180 et enfin dans une perforation 182 ménagée dans le bloc 162. Le tube 1180 est fixé à la fois au noyau 158 et au bloc 152 par le moyen de petites tubulures de laiton 184, 186 dans lesquelles il est monté à force. L'eau de refroidissement revient par des passages doubles 188, 190 et 192 pratiqués respectivement à l'intérieur du bloc 162,1 du manchon 160 et du noyau 158. Le gaz protecteur, tel que l'argon, pénètre par une entrée 194 dans le noyau 158. I1 passe ensuite à travers une perforation 196 ménagée dans ce dernier, puis dans un tube 198 en poîytétrafîuoro- éthylène et enfin dans un passage 100 du bloc. Le tube 198 est fix d'une part au noyau 158 et d'autre part au bloc 162 par le moyen de petites tubulures en laiton 102, 104 dans lesquelles il est monté à force. Le gaz s'écoule dans l'espace annulaire ménagé entre le bloc 162 et la gaine de céramique 164, puis il passe autour de la pointe de l'électrode. On alimente en courant électrique l'électrode 166 par l'inter- mediaire d'un câble souple 106, par exemple tressé, dont une extré- mité peut être soudée aubloc 162 tandis que l'autre l'est au noyas ce ce câble passant à l'intérieur du manchon 160. On a illustré, en fig. 9, l'avantage assuré par l'utilisation l'invention. selon l'invention. Cedernier y est montré lors de soudure emploi pour la soudure dans un alésage permettant de raccorder un tube 108 à une plaque 110 à l'intérieur d'un corps 111 dont le t fond inférieur concave 112 gêne l'accès. Comme on peut le voir, la réalisation d'une telle soudure ne serait pas possible avec un chat lumeau classique dont la tige ne peut fléchir axialement. Mais ave le chalumeau selon l'invention ceci est réellement possible car la tige est susceptible de se courber légèrement, comme montré en fig. 2. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Chalumeau pour la soudure d'alésages internes, caractérisé en ce qu'il comprend un corps pourvu d'une tige tournante qui porte une électrode non-consommable, de sorte que, par rotation de cette tige, la pointe de l'électrode parcourt un trajet circulaire autour de la zone de soudure en bout à réaliser, la longueur de la tige présentant une partie flexible de manière que son axe puisse fléchir si nécessaire pour lui permettre de pénétrer dans un alésage tout en restant susceptible de tourner pour assurer la révolution de la pointe de l'électrode pendant l'opération de soudure. 2. Chalumeau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tige comporte un manchon flexible prolongeant le corps, un organe intermédiaire raccordé à l'extrémité libre de ce manchon, et un bloc conducteur de la chaleur relié à cet organe et en contact thermique avec l'électrode, celui-ci portant un palier à faible frottement. 3. Chalumeau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tige comporte un manchon flexible prolongeant le corps, et dont l'extrémité libre est reliée à un bloc conducteur de la chaleur en contact thermique avec l'électrode, ce manchon portant des paliers à faible frottement espacés les uns des autres sur sa longueur. 4. Chalumeau suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu trois paliers fendus à faible frottement, l'un d'eux étant fixé au corps. 5. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le manchon flexible est réalisé en nylon. 6. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon flexible est réalisé en polytétrafluoroéthylène. 7. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le bloc, au moins dans la zone de l'élec- trode, est entouré par une gaine en céramique comportant un trou au travers duquel cette électrode passe. 8. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des passages d'eau de refroidissement s'étendant à partir du corps à travers le manchon flexible et le bloc. 9. Chalumeau suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un passage de gaz protecteur inerte, s'étendant à partir du corps à travers le manchon flexible et le bloc jusque dans la région de l'électrode.