Brevet FR2385481A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne les appareils à souder alimentés par des fils de soudure à températures de fusion relativement basses et notamment les appareils portables par une poignée, ayant la forme d'un pistolet. Les fers à souder à panne chauffante et les pistolets soudeurs alimentés par fil de soudure qui sont prévus pour être tenus dans une main comportent souvent des moyens d'entraînement ou d'avancement du fil de soudure vers le point de soudage, tels que des roues dentées, galettes ou molettes striées. Il est connu que ces moyens subissent à la longue un étamage qui compromet l'effet d'entraînement du fil ou qu'ils applatissent irrégulièrement ce fil, ce qui se traduit par des vitesses d'avances variables dans le temps. Lorsqu'on se sert de fers à souder à panne chauffante, la chaleur est transmise par contact de la panne avec les surfaces des pièces à souder ensemble et il faut un certain temps avant que les pièces atteignent la température optimale de fusion de la soudure. Quand les pièces à souder sont de petites tailles, l'exécutant est obligé d'agir avec beaucoup d'adresse pour maintenir la panne au contact des pièces. D'autre part, il est en général conseillé d'opérer avec rapidité pour éviter une oxydation des pièces et de la soudure qui serait préjudiciable à la qualité des joints de soudure La formation des résidus de soudure qui adhèrent de façon systématique à la partie la plus exposée de l'appareil à souder~est gênante car il faut nettoyer régulièrement la panne. En dehors des inconvénients dus principalement aux moyens d'entrainelnent et de chauffage, l'emploi de tels appareils demande donc de l'adresse et de la rapidité pour effectuer des soudures de bonne qualité. Leur emploi ne répond pas aux exigences de la fabrication en série où un cycle opératoire chauffagesoudage automatisé et ultra-rapide est souvent souhaité. Dans le but de répondre à ces exigences et d'éviter les inconvénients précédents, la présente invention propose de réaliser un pistolet soudeur pouvant être tenu dans une main, qui est dépourvu de panne chauffante mais possède par contre d'autres moyens électriques permettant un chauffage ultrarapide par passage de courant dans les pièces à souder ensemble. En outre,elle s'est fixee un autre but consistant à prévoir que le processus de chauffage et de soudage se déroule automatiquement et demande moins d'adresse et d'efforts de la part de l'exécutant qu'auparavant. Le pistolet soudeur conforme à l'invention se caractérise par un dispositif d'amenée de la soudure en fil vers les pièces à souder ensemble qui comprend, principalement ,des moyens de guidage rectiligne et diavancément de longueur ou quantité de fil variable, selon les besoins du soudagesset qui n'écrasent pratiquement pas le fil de soudure. Elle comprend de plus des moyens de blocage du fil avancé et des moyens de pivotement du fil avancé et bloqué pour déposer de la soudure et écarter le fil du point de soudure de façon à éviter l'encrassement de l'orifice du pistolet.En outre ce pistolet soudeur comporte des moyens de - #incement et de connexion électriquesqui peuvent être adaptés aux pièces à souder ensemble et permettent de les chauffer en un temps extrêmement bref à la température de fusion du fil de soudure, à l'instant ou le fil de soudure est approché des pièces. Une caractéristique importante de l'invention réside dans le fait que le processus de chauffage et de soudage est commandé par un circuit d'alimentation et de distribution pneumatique et électrique et qu'il se déroule automatiquement en appuyant sur une gâchette disposée dans la poignée du pistolet. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lequels - la figure 1 représente une vue en perspective d'un exemple de réalisation du pistolet soudeur conforme à l'invention. - la figure 2 représente une vue schématique des parties constitutives du pistolet soudeur de la figure 1, ainsi que le schéma de son circuit de com mande pneumatique et électrique. Sur la figure 1, on a montré le corps du pistolet soudeur qui est tenu par sa poignée 11, dans la main d'un utilisateur dont l'index est placé face à une gachette 12 qui sert à déclencher le processus de chauffage et de soudage. Le corps 10 est creux et réalisé de préférence avec un matériau d'isolement électrique et thermique. # l'arrière se trouve un orifice 13 où arrive le fil de soudure 14 destiné à alimenter un dispositif interne qui amène le fil de soudure vers le point de soudage. Sur le corps 10 est monté une pince 15 à deux bras 16 et 17 dont l'un 16 est fixé au corps 10 et l'autre 17 peut pivoter légèrement grâce å un axe 1#. Chaque bras est isolé électriquement et muni de moyens deconnexion électrique pour chauffer au moins une des pièces à souder ensemble par passage de courant électrique. Dans le cas présent pour mieux illustrer la présente invention, on a choisi comme pièces à souder ensemble un fil 19, rond et métallique,et une cosse 20,plate et métallique. Les moyens de connexion électrique sont ici deux électrodes 21 et 22 en forme de tige rectiligne comportant chacune une extrémité entaillée en V pour faciliter leur contact avec les bords opposés de la cosse 20. Ces électrodes permettent de chauffer la cosse quand elles sont alimentes spar la source de courant 30 (fig 2). Elles peuvent être rapprochées ou reculées, selon besoin, au moyen des vis de réglage 23J 24, et bloquées par des noix de serrage 25 et 26. En outre une barrette 27 aide à mettre en position les électrodes 21 et 22 contre la cosse 20. Les deux électrodes sont reliées à la source de courant 30 par des tresses conductrices, dont l'une 28 est visible, à travers l'intérieur du corps 10, de la poignée 11 et un tuyau 29 flexible. Le corps du pistolet présente une fenêtre 31 pour pouvoir accéder à une butée 32, réglable en longueur, avec laquelle on peut déterminer la longueur ou la quantité de fil de soudure qui est avancée hors du bec 33 pour une seule opération de soudure. En haut de la figure 2 est représenté schématiquement le dispositif d'avance du fil de soudure qui est logé à l'intérieur du corps 10. Ce dispositif comprend principalement un guide fil 41. et des moyens pneumatiques constitués par un premier et un deuxième micro-vérin# 42 et 43 à simple effet, de forme cylindrique, ainsi qu'un troisième micro-vérin 44 à double effet. Les micro-vérins sont tous alimentés en air comprimé et commandés par un circuit pneumatique représenté en bas de la figure 2, qui sera décrit plus loin. Le fil de soudure 14 traverse des orifices pratiqués dans les parois longitudinales des deux micro-vérins 42 et 43. Dans ces vérins, il passe dans des gorges à section en demi-cercle, pratiquées sur les extrémités des tiges 45 et 46 des pistons, ainsi que des gorges similaires dans les parois supérieures disposées en face des précédentes gorges. Les orifices et gorges sont alignés sur la voie de passage 47 du fil 14 dans le guide. fil 41 pour obtenir une avance rectiligne du fil 14. Le premier micro-vérin 42 est de préférence ,réalisé dans le corps du guide fil 41 lui-même, mais il pourrait être aussi un micro-vérin indépendants assujetti au guide fil 41. Le deuxième micro-vérin 43 est monté coulissant sur une tige 48 rectiligne qui traverse sa tête 51 et qui est orientée parallèlement au fil 14. Cette tige 48 est piétée sur une face arrière 49 du guide 41 qui est située du côté opposé au bec 33. Le troisièmemicro-vérin 44 est disposé de façon à ce que l'extrémité de la tige 50 de son pis#ton puisse être attachée à la tAete 51 du deuxième microvérin 43 ; lui-rnême a une tête 52, qui s'articule par un axe 54 sur une paroi 53 du corps 10 du pistolet, de sorte qu'il pourra pousser le deuxième microvérin 43 sur la tige 48 contre la butée réglable 32 et le faire revenir en arrière contre une butée 48a, fixée sur la tige 48. Comme le guide 41 peut tourner autour d'un axe 55 de rotation fixé à la paroi interne du corps, une poussée sur la butée réglable 32 fait décrire au guide 41 un mouvement circulaire qui écarte son bec 33 de sa position initiale,face à la cosse 20. Ce mouvement est freiné par un ressort 56 fixé à une butée 57, solidaire du corps 10, qui sert elle-même à limiter 1' amplitude de ce mouvement. Le ressort 56 permet donc au vérin 44 d'effectuer la sortie du fil de soudure avant que le guide fil 41 ait executé la rotation autour de l'axe 55, L'un des moyens de pincement de la cosse 20, c'est-à-dire le bras articule 17, est attaché à ltextrémité de la tige de piston d'un quatrième micro-vérin 58,pneumatique,à simple effet,qui est aussi logé dans le corps 10 du pistolet. Tous les micro-vérins sont alimentés par une source d air comprimé 60 par l'intermédiaire du circuit pneumatique représenté au bas de la figure 2. La gâchette 12 agit sur une microvanne 62, à poussoir 61, reliée à la source 60 et sur une canalisation 631 qui aboutit à un premier distributeur 64, à 3 voies/2 positionsfnormalement ouvert) muni d'un organe de temporisation 65. Ce distributeur 64 alimente.par la conduite 59. le micro-vérin 58. Une conduite 66 le relie aussi à l'entrée d'un deuxième distributeur 67 à 3 voies/2 positions(normalement fermé muni d'ur, organe de temporisation 68, et qui pilote l'entrée d'un troisième distributeur 69 à a voies/2positions qui commande par les conduites 70 et 71 la marche des premier et deuxième microvérins 42 et 43. La conduite sortante 71 est connectée à un organe de temporisation 72, pneumatique, qui pilote un quatrième distributeur 73 à 4 voies/2 positions commandant par 1' intermédiaire respeetivement des conduites 74 et 75 le troisième micro-vérin 44. La source 30 d'alimentation en courant électrique est un transformateur de tension abaissant la tension du secteur à une tension très faible, par exemple à 1,7 V. Ce transformateur est commandé par un convertisseur 80 pneumo-éleetrique relié à la conduite 66 au moyen d'un organe de temporisation pneumatique 81. Un relais temporisé 82 détermine le temps de chauffage, l'intensité du courant de chauffage étant régléesoit par l'effet d'une self 83, soit en modifiant la longueur du fil du secondaire, ce courant pou-çant dans le cas étudié atteindre environ 170 A. Le circuit d'alimentation et de distribution pneumatique et électrique du pistolet soudeur est logé de préférence dans un coffret qui est installé par exemple au sol. Avant d'appuyer sur la gâchette 12 pour déclencher le processus de soudage, l'utilisateur amène la barrette 27 et l'électrode 21 au c3ata-t de la cosse 20 comme cela est montré par la figure 2. En appuyant sur la gâchette 12, et en la maintenant, la microvanne 62 laisse la pression d'air passer par le premier distributeur 64 et la conduite 59. Le piston du vérin 58 est avancé et le bras 17 est appliqué contre un bord de la cosse 20, celle-ci étant au préalable orientée et maintenue fixe d'une façon appropriée. En mêne temps la pression pneumatique traverse l'organe 81 de temporisation et agit avec un certain retard sur le convertisseur pneumo électrique 80 pour éviter que le courant alimente les deux électrodes 21 et 22 avant que celles-ci ne soient appliquées à la cosse et provoquent ainsi des étincelles à son contact. Le temps d'application du courant de chauffage par le transformateur 30 est réglé d'avance par le relais 82 à action temporisée. Par suite de la temporisation 68, le deuxième distributeur 67 agit sur le troisième distributeur 69, après le départ du cycle de chauffage, le retard étant,par exemple,de l'ordre de 1/100 de minute. La pression à l'entrée pilote du troisième distributeur 69 amène celui-ci à relier la source de pression 60 au deuxième vérin 43,de sorte que la tige 46 est serrée contre le fil de soudure 14 et le bloque. En même temps la conduite 71 le reliant au premier vérin 42 est purgée, ce qui fait revenir la tige 45. de celui-ci en arrière et débloque le fil de soudure 14 à cet endroit. Par suite de la temporisation 72, le quatrième distributeur 73 agit avec un certain retard pour mettre sous pression le troisième micro-vérin 44. Le piston de celui-ci fait alors avancer le deuxième micro-vérin 43 sur la tige 48 jusqu'à la butée 32J ainsi que le fil de soudure 14-8 travers le canal 47. Cette avance est donc égale à la distance existant entre la butée 32 et la position de départ de la paroi 43a du vérin 43 qui la contacte. En oQntinuant sa course,le vérin 43 va appuyer sur la butée 32 et faire pivoter le guide fil 41 autour de l'axe 55, ce qui amène Itextrémité du fil de soudure 14, sortie du bec 3; > ,au contact de la cosse 20. Celle-ci ayant entre temps été chauffée, 1 textrémité fond instantanément en adhérant à la cosse 20 et s'étale jusqu tau fil 19, lui:nzeme chauffé par le contact et le rayonnement de la cosse 20. Pendant tout ce temps là,-le guide fil 41 continue son mouvement de rotation jusqu'à ce qu'il soit arrêté par la butée 57. Le bec 33 est ainsi écarté de ltendroit de soudage avec une partie de fil non fondu sortant de son orifice. Alors prend fin la durée de la temporisation du premier distributeur 64, ce qui le met en position de purge pour la conduite 59, qui aboutit au micro-vérin 58, ainsi que pour la conduite 66. Le bras 17 pivote^et~la pince s'ouvre en libérant la cosse soudée au fil. La durée de la temporisation est réglée de manière que la soudure ait eu le temps de refroidir et de se stabiliser. Suite à la purge des conduites 59 et 66, le deuxième distributeur 67 n'agit plus sur la troisième distributeur 69, et il revient à sa position de repos. Le troisième distributeur 69 est alors à son tour mis dans la position de départ, ce qui purge la conduite 71 du deuxième micro-vérin 43, et met sous pression la conduite 70 du premier vérin 42. Le quatrième distributeur 73 revient à sa position de repos ce qui vide la conduite 75, et met sous pression la conduite 74 du troisième micro-vérin 44. Le piston 50 de celui-ci tire le corps du deuxième vérin 43 jusqu'à la butée 48a, et le guide fil 41 retourne à sa position de départ. A ce moment on peut relâcher la gâchette du pistolet. Le déroulement du processus de soudage,à partir de l'instant où l'exécutant a appuyé sur la gachette 61 jusqu au retour à la position de repos du pistolet, est ultra rapide et son déroulement est complètement automatique. La durée totale du processus est estimée de l'ordre de 2/100 ème de minute avec la réalisation décrite dans le cas de soudage d'une petite cosse à un fil. La présente invention permet,lors de soudagesen série,dtéviter les variations de chauffage des pièces à souder qui se produisent quand on utilise un fer électrique à panne chauffante, et aussi de supprimer en grande partie les phènomènes d'oxydation par la chaleur des pièces à souder et de la soudure elle-se#me. Comme les moyens de blocage,tels qu'extrémité de tige de piston et paroi d'appui sont pourvus chacun de gorges en demi-cercle, un fil de soudure rond n'est pratiquement pas applati lors de son mouvement d'avance dans le guide fil. On ne risque donc ni un applatissement, ni un défaut d'entrafnement du fil de soudure. Grâce à leur profil et au serrage intense de la cosse 20, par action du micro-vérin 58, les électrodes 21 et 22 ne stencrassent que très faiblement par la résine de décapage contenuedans les fils de soudure. Edme dans le cas de dépôts, la résine éclatera, ce qui évitera des résistances de contact. En outre,la soudure ne peut pas boucher l'orifice du bec 33 pui-squ'elle ne fond pas à cet endroit, mais plus loin à mi-distance de la cosse 20. L'exécutant du travail de soudage nta pas besoin de formation spécialisée en soudage puisquton lui demandera simplement de glisser les deux électrodes le long de la cosse jusqu a ce que la barrette entre en butée, puis d'appuyer et de relâcher presqu'aussitôt la gschette. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendre clairement que ladite description est faite seulement à titre exemples et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Pistolet soudeur à poignée munie dTune gâchette et d'un dispositif d'amenée de soudure en fil, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage rectiligne du fil de soudure, des moyens d'avancement pneu antiques du fil #t de - réglage de longueur variable du fil, des moyens de blocage pneumatiques dudit fil , des moyens de pivotement du fil avancé et bloqué pour amener l'extrémité du'fil de soudure au contact des pièces souder puis lten éloigner, et des moyens de pincement et de connexion électrique pour chauffer a#u moins une des pièces à souder ensemble par passage de courant électrique. 2. Pistolet soudeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage rectiligne sont constitués par l'alignement d'un canal du guide fil, des passages à travers les corps d'un premier et deuxième micro-vérins pneumatiques et un passage dans le corps de la poignée. 3. Pistolet soudeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens d'avancement et de blocage pneumatiques du fil sont constitués, respectivement, par les troisième et deuxième#micro-vérins pneumatiques,ledit deuxième micro-vérin étant mobile sur une tige rectiligne fixée sur ledit guide fil. 4. Pistolet soudeur selon ltune quelconque des revendications 1J 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens d'avancement du fil de soudure et de pivotement du fil avancé dans le guide fil sont constitués par le troisième micro- vérin pneumatique dont la tige de piston est fixée audit deuxième micro-vérin de façon à le pousser contre une butée réglable solidaire du guide fil, et à faire pivoter le guide-fil en comprimant un ressort. 5. Pistolet soudeur selon isrevend cations 1 et 4, caractérisé en ce que les moyens de réglage de longueur variable du fil comprennent ladite butée réglable, solidaire du guide-fil, qui est accessible à travers une fenêtre dans le corps du pistolet. 6. Pistolet soudeur selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage pneumatiques du fil de soudùre sont constitués par les extrémités des tiges des pistons des premier et deuxième micro-vérins et en ce que ces extrémités comportent une gorge à section en demi-cercle, et la paroi face aux extrémités, une gorge identique, dans lesquelles le fil est bloqué par l'avance desdits pistons des premier et deuxième vérins. 7 Pistolet soudeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pincement et de connexion électriquoe pour au moins une des pièces à souder sont constitués par une pince munies'un bras fixe et d'un autre bras,articulé sur le corps du pistolet, en ce que ce bras articulé est commandé par un quatrième micro-vérin pneum.at'que, et en ce que chaque bras porte une électrode reliée à une source d'alimentation électrique. 8. Circuit d'alimentation et de distribution pneumatique et électrique pour pistolet soudeur conforme aux revendications précédentes l à 8, caractérisé en ce qu'il comprend - Un premier distributeur à 3 voies/2 positions, muni d'un organe de tempo risation, qui est commandé par ladite gâchette par l'intermédiaire d'une microvanne reliée à une source de pression. - Un deuxième distributeur à 3 voies/2 positions, relié par une conduite au premier distributeur. - Un troisième distributeur à 4 voies/2 positions, relié à la source de pression et piloté par le deuxième distributeur, et qui commande le fonction nement des pistons desdits premier et deuxième micro-vérins. - Un quatrième distributeur à 4 voies/2 positions, relié à une source de pression et piloté,par l'intermédiaire d'un organe de temporisation, par le troisième distributeur, ce quatrième distributeur commandant le fonctionnement du piston du quatrième micro-vérin. - Un convertisseur pneuao-électrique commandé par ledit premier distributeur par l'intermédiaire d'un organe de temporisation. 9. Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur de tension dont l'enroulement primaire est commandé par ledit convertisseur pneumo-électrique, par l'intermédiaire d'un relais temporisé qui régle le temps d'alimentation en courant desdites électrodes et dont l'enroulement secondaire est connecté à ces électrodes et leur fournit une intensité réglable,soit par une self, soit par la longueur du fil du secondaire.