Brevet FR2503606A1 — publié le 19821015

L # U J 0 V L'invention est relative aux machines et appareils de soudage à l'crc. On sait que dans ces dispositifs un arc électrique est entretenu entre un fil, ou une baguette, de métal d'apport et une ou plusieurs pièces conductrices à souder le long desquelles se dépose un cordon de métal en fusion. Le fil de métal d'apport joue donc un rôle d'électrode et est alimenté à cet effet par un fort courant. En raison de la consommation progressive de métal d'apport au fur et à mesure de la formation du cordon de soudure, il est nécessaire de faire avancer ce fil en direction de l'ouvrage pendant toute l'opération, à partir d'un moyen de stockage approprié, par exemple une bobine associée à des moyens d'entraînement convenables. La partie antérieure du fil est guidée dans un tube, dit en général "tube contact" qui remplit deux fonctions. Il permet tout d'abord de maintenir l'extrémité du fil dans une orientation bien définie face à l'ouvrage, au fur et à mesure de son avance progressive. Il permet en outre, de transmettre à ce fil le courant électrique nécessaire à l'entretien de l'arc. A cet effet, le tube contact est réalisé en un matériau bon conducteur de l'électricité, par exemple du cuivre, et le fil est maintenu en contact avec l'intérieur de ce tube. Dans la Demande de Brevet français NO 80/13102 du 12 juin 1980 on a expliqué que la longévité d'un tube de contact dépend notamment de la qualité du contact électrique qu'il réalise avec le fil de métal et on a indiqué des moyens propres à améliorer celle-ci qui se traduisent, a' la fois, par une plus grande durée d'utilisation des tubes et une amélioration de la qualité des soudures obtenues. On a constaté que la durée de vie des tubes de contact pouvait également être affectée par d'autres facteurs que la qualité de contact du fil à l'intérieur du tube. On a observé notamment, que la surface extérieure de ces tubes de contact à leur partie terminale en particulier,/ tendait à se détériorer progressivement en cours d'utilisation, avec une dégradation corrélative de la qualité des soudures obtenues, parfois jusqu'à la destruction complète. Ces phénomènes obligent à prévoir le remplacement fréquent du tube de contact, opération coûteuse en raison de l'interruption des opérations d'usinage qu'elle impose et de la consommation d'un nombre élevé de tels tubes de contact qu'elle entraîne. Conformément à l'invertion, on remédie à ces inconvénients dans un tube de contact comprenant un corps conducteur ménageant un canal longitudinal propre à guider et à alimenter en énergie un fil de métal d'apport avancé en direction d'une pièce à souder, en isolant électriquement la surface externe de ce tube. En outre, on prévoit de préférence une isolation thermique de la partie externe de ce tube. Il est d'ailleurs avantageux que cette isolation soit obtenue avec un matériau qui présente des caractéristiques anti-adhésives à l'égard des projections de métal en fusion qui viennent au contact du tube au cours de l'opération de soudure. De préférence, l'isolation réalisée,conforme à l'invention, s'étend à la fois sur la paroi latérale externe du tube et sur sa face frontale, tout autour de l'ouverture de sortie du fil de métal d'apport. De nombreux essais ont permis de constater que ces dispositions empechoient la face extérieure des tubes contact de se dégrader et permettaient d'accrottre leur durée d'utilisation dans des proportions considérables, tout en améliorant la qualité et la régularité des soudures obtenues. L'observation des conditions opératoires des tubes de contact dans les machines de soudage a montré que le tube reçoit des projections de métal en fusion, en provenance de la zone de soudure. Ces projections qui peuvent consister tant en métal d'apport qu'en métal de base se déposent,en l'absence de précautions particuliéres selon l'invention, à sa surface et éventuellement, s'y amalgament. Elles tendent tout d'abord à solidariser le fil de métal d'apport avec le tube, créant ainsi une résistance au mouvement d'avance régulier du fil et pouvant aller jusqu'à bloquer ce dernier. En outre, lorsque le tube de contact est utilisé dans des dispositifs de torches dans lesquels il est monté à l'intérieur d'une buse par laquelle on peut faire arriver un courant de gaz sur le bain de fusion, les accumulations de métal projeté à la surface extérieure du tube,favorisent la formation d'arcs parasitaires ou secondaires entre ce tube qui se trouve placé sous tension et la buse, laquelle est en général à la masse de l'installation. Ces arcs favorisent l'érosion du métal à la surface du tube et peuvent eux-mêmes provoquer la formation d'une soudure entre le fil de métal d'apport et son point de sortie à l'avant du tube. La formation de ces arcs secondaires perturbe également le fonctionnement des dispositifs de contrôle de la hauteur de l'arc principal qui peuvent être utilisés dans des dispositifs de soudage automatique pour en assurer la régulation. Enfin, l'augmentation du volume de l'extrémité du tube de contact, sous l'effet des projections de métal qui y adhèrent tend à diminuer l'espace d'échappement disponible pour le gaz amené par la buse. Il en résulte une diminution de débit de ce dernier qui affecte la composition de l'atmosphère environnant le bain de soudure et par conséquent, la qualité du résultat obtenu. Grâce à la disposition d'un moyen d'isolement électrique à la surface externe du tube, on supprime la possibilité de formation d'arcs secondaires entre celle-ci et une buse externe. En outre, la présence d'une isolation thermique protège cette surface contre les températures très élevées de projections métalliques qui atteignent le tube. Enfin, la prévision d'une protection anti-adhésive permet d'éviter l'augmentation de volume de l'extrémité de ce tube par dépôt de métal en fusion et de préserver l'intégrité géométrique de la torche qui en est équipée. Les moyens de protection, électrique , thermique et anti-adhésive, peuvent être avantageusement combinés sous la forme d'un revêtement ou d'une gaine fixée à l'extérieur de ce tube par des moyens appropriés. La mise en oeuvre de ces dispositions se traduit par une augmentation tout à fait remarquable de la longévité des tubes utilisés, par rapport aux tubes contact qui en sont dépourvus. Elles permettent une amélioration très sensible de l'homogénéitéetdela régularité des soudures obtenues. En conséquence, elles permettent d'augmenter, dans des proportions substantielles la productivité des machines de soudage qui en sont équipées. L'invention s'applique à tous les dispositifs de tube contact, avec ou sans rattrapage de jeu. Un exemple de réalisation non limitatif est représenté sur la figure unique. Un tube contact 10 comprend un corps 12, en cuivre par exemple, traversé par un canal longitudinal cylindrique 14 qui débouche dans sa face avant 15 par une ouverture 16 et dans sa face arrière 17 par une ouverture 18. Le diamètre de ce canal 14 est calibré pour permettre le passage d'un fil 13 de métal d'apport, cylindrique, dont la partie antérieure Il fait saillie à l'avant de la face 15 en direction d'une pièce à souder. La surface externe 20 du corps de tube 12 est cylindrique. Elle est prolongée, à sa partie postérieure, par une portion filetée 22 de plus petit diamètre, pour le montage du tube 10 dans la tête d'une machine de soudure non représentée, propre à alimenter le tube en fil de métal d'apport 13 par l'ouverture 18 et à lui transmettre un fort courant électrique, par des moyens non représentés. Autour de la surface 20 et sur sa surface antérieure 15 perpendiculairement à l'axe du tube 14, le corps de tube 12 est garni d'une gaine 30 électriquement etihermiquement isolante. Dans cet exemple, cette gaine est réalisée en fibre de verre tressée entourée d'un revêtement extérieur à base silicone. Cette gaine 30 est préformée à la dimension du tube 12 et maintenue autour de celui-ci, par exemple par collage, à l'aide d'une colle aw# silicones. Son épaisseur peut être, par exemple, de l'ordre du millimètre. Cette gaine 30 forme un retour 32 le long de la face avant 15 du corps de tube 12, dans lequel elle présente une ouverture centrale 33, qui enserre le fil d'apport métallique 13. Selon une forme de réalisation, on réalise cette gaine 30 comme une coiffe dont la partie 32 recouvre initialement l'ouverture 16 de sortie du fil 13 à l'avant du corps de tube 12. Au premier emploi, le fond de cette coiffe est percé par l'extrémité Il du tube du fil 13 enfilé dans le canal 14. Sur la figure unique, on a représenté en tiret une buse externe 40, coaxiale au tube 12, qui est logé à l'intérieur de cette buse. La buse 40 présente une ouverture 42 au voisinage de laquelle se trouve la partie antérieure 15 du tube 12, de façon à ménager un intervalle annulaire entre les bords 43 de cette ouverture 42, et la gaine 30, par laquelle peut s'échopper un gaz circulant à l'intérieur de la buse 40, dans le sens de la flèche 45. En fonctionnement, l'extrémité antérieure Il du fil t3 traversant le canal 14 fait saillie à l'avant du retour 32 de la gaine 30 et de l'ouverture 42 de la buse 40. Entre cette extrémité Il et une pièce non représentée, jaillit un arc électrique, permettant la formation de la soudure. Celleci est environnée par le gaz amené par la buse 40. Du bain de fusion s'échappent dans toutes les directions des projections métalliques qui viennent, notamment, frapper la gaine 30.En raison des propriétés électriquement et thermiquement isolantes et anti-adhésives de cette gaine 30, ces projections restent sans effet sur l'avance régulière du fil 13 à la sortie de l'ouverture 16, sur la constance de l'arc principal formé à l'extrémité Il de ce fil et sur les dimensions de l'intervalle d'échappement des gaz à la sortie de la buse 40. Lorsque le tube contact est constitué en plusieurs parties, et notamment lorsqu'il comprend un dispositif de rattrapage de jeu, tel que décrit par exemple dans la Demande de Brevet français précitée, la gaine 30 présente en outre l'avantage de protéger ce dispositif contre les échauffements excessifs résultant des projections de métal et de l'environnement du bain de fusion en général. Il en résulte que les caractéristiques mécaniques des pièces, et notamment des ressorts, constituant ces dispositifs, ne sont pas affectées défavorablement. REVENDICATIONS 1. Tube contact pour machines de soudage à l'arc comprenant un corps conducteur (12) ménageant un canal longitudinal (14) propre à guider et à alimenter en énergie par ses parois un fil de métal d'apport (11) avancé au-delà de la face frontale de ce tube (10) en direction d'une pièce à souder, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la surface externe de ce tube (10) est électriquement isolante. 2. Tube contact selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la partie de la surface externe du tube (îo) est également thermiquement isolante. 3. Tube contact selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite partie de la surface externe du tube (10) présente des caractéristiques anti-adhésives à l'égard du métal du bain de soudure. 4. Tube contact selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que cette partie externe du tube comprend au moins sa face frontale (32). 5. Tube contact selon la revendication 4, caractérisé en ce que cette partie externe comprend également une portion au moins de la surface latérale. 6. Tube contact selon l'une des revendications I à5, caractérisé en ce que la partie externe du tube est constituée par une gaine de protection (30) entourant ledit corps conducteur (12). 7. Tube contact selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite gaine est formée d'un matériau à base de fibres de verre. 8. Tube contact selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite gaine est enrobée dans un liant à base de silicones. 9. Tube contact selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que ladite gaine est constituée par un manchon préformé collé sur le corps métallique. 10. Tube contact selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que, avant l'utilisation du tube, ladite gaine ferme la sortie frontale du canal de guidage du fil.