Brevet FR2644091A1 — publié le 19900914

Le fil de métal d'apport utilise dans certains procédés de soudage connus constitue une électrode, qui doit être raccordée à une alimentation en énergie électrique et qui, étant consommable, doit être guidée par la torche de soudure. Le dispositif de guidage comprend un tube de guidage, qui assure la fonction de guidage, mais aussi celle de raccordement électrique. A ce jour, un tube de guidage connu comprend un canal de guidage dont le diamètre ne doit pas être trop petit, afin d'éliminer les risques de coincement du fil, ni trop grand, car alors le fil flotte à l'intérieur de ce canal, et le contact électrique est mauvais. Le compromis concernant la dimension du diamètre du canal est, en définitive, impossible à réaliser de manière satisfaisante, et l'alimentation électrique obtenue est médiocre, subissant de grandes pertes et provoquant des fluctuations excessives de L'in tensité du courant de soudage. FR-A-2 518 441 constitue une tentative pour remédier à l'inconvénient précité en prévoyant de pousser le fil vers une génératrice de la paroi cylindrique du canal du tube de guidage au moyen d'une ou de deux billes dont les centres sont contenus dans le plan radial passant par ladite génératrice de la paroi. Cependant, relativement rapidement,#cette zone d'appui du fil sur la paroi s'use et le contact électrice se détériore vite, l'usure du canal du tube de guidage impliquant des remplacements fréquents de ce tube de guidage. L'invention entend réduire de manière plus significative les inconvénients des tubes de guidage connus en proposant une nouvelle disposition apte à améliorer les contacts électriques, tout en assurant un guidage satisfaisant et durable du fil à l'intérieur du tube de guidage. L'invention est donc relative à un tube contact pour torche de soudure, pour le soudage avec un métal d'apport se présentant sous la forme d'un fil, comprenant un tube de guidage du fil muni d'un canal traversant ayant un axe géométrique ; au moins deux supports de guidage de coulisseaux, qui sont ménagés dans le tube de guidage, qui sont disposés sensiblement radialement par rapport aUdit axe géométrique du canal et qui débouchent dans ce canal ; autant de coulisseaux qütil y a de supports de guidage de coulisseaux, chaque coulisseau étant monté coulissant dans un desdits supports de guidage de coulisseaux et comportant une première extrémité de guidage de fiL susceptible de déboucher dans Le canal et une deuxième extrémité opposée à ladite première extrémité ; et un dispositif de rappel élastique desdits coulisseaux tendant à rappeler ces coulisseaux vers l'axe géométrique du canal. Selon L'invention, Lesdits supports de guidage de coulisseaux s'étendent selon des directions contenues dans des plans sensiblement radiaux distincts, cependant que les premières extrémités des coulisseaux ont des faces cylindriques dont les génératrices sont sensiblement paralléles à L'axe géométrique du canal, de manière,# dans la zone de son guidage, d'une part, à réaliser La permanence du raccordement éLectrique du fil, d'autre part, à maintenir Le fil dans une position centra Le initiale, quelle que soit l'usure, au moyen desdites premières extrémités des coulisseaux, par des contacts non ponctueLs. Lés avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées - les faces cylindriques des premières extrémités sont sensiblement planes, rectangulaires et constituent des patins de guidage du fil ; - la première extrémité d'un coulisseau est constituée par deux facettes sensiblement planes formant entre elles un angle à l'intérieur duqueL le fil est susceptible d'être partiellement dispose et en appui de guidage sur lesdites facettes ; - ou encore La première extrémité d'un coulisseau est dé Limitée par une seule face, qui est sensibLement plane et perpendiculaire à un plan passant par L'axe de la rainure contenant Ledit coulisseau et par L'axe géométrique du canal ;; - la première extrémité d'un coulisseau comporte un prolongement de sa ou de ses faces sensiblement planes qui est -constitué par un pan incliné, qui, dans La direction de L'arrivée du fil dans le tube de guidage, s'écarte des L'axe géométrique du canal ; - les supports de guidage de coulisseaux débouchent également à la périphérie extérieure du tube de guidage, cependant que le dispositif de rappel élastique est constitué par un ressort à spires d'axe sensiblement confondu avec ledit axe géométrique du canal, les deuxièmes extrémités des coulisseaux étant susceptibles d'être en appui sur ledit ressort à spires ; une enveloppe entoure la partie périphérique du tube de guidage, dans laquelle débouchent Les supports de guidage de coulisseaux, de manière à recouvrir le ressort à spires ;; - le tube de guidage étant délimité par une face avant transversale, une plaque de protection en matériau réfractaire est fixée sur le tube de guidage et masque ladite face avant ; - la plaque de protection est réalisée en une céramique réfractaire, ou en quartz ; - la plaque de protection est fixée sur le tube de guidage au moyen d'un bord rabattu que comporte ladite enveloppe ; - une enveloppe entoure la partie péripherique du tube de guidage, de manière à recouvrir le ressort à spires, et forme avec ladite plaque de protection un ensemble monobloc ; - L'ensemble monobloc est réalisé en un matériau réfractaire, tel qu'une céramique réfractaire ;; - l'enveloppe est fixée sur le tube de guidage au moyen d'une agrafe sensiblement circulaire élastique disposée entre l'enveloppe et le tube de guidage et par des logements de réception au moins partielle de ladite agrafe ménagés dans ces deux pièces. L'avantage principal de l'invention réside dans l'obten- tion d'un raccordement électrique de bonne qualité et durable du fil de métaL d'apport, ainsi que dans la diminution des risques de blocage du fil à l'intérieur du tube de guidage, tout en maintenant le fil au centre du tube, le canal de celui-ci n'ayant plus la fonction directe de guidage et pouvant donc avoir un diamètre suffisant pour éviter les blocages éventuels. Un autre avantage intéressant est la prolongation de la durée de vie du tube de guidage, dont l'usure est très inférieure à ce qui était constaté auparavant. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaitront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que La description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'une torche de soudure conforme à L'invention ; - la figure 2 est une coupe axiale du tube de guidage de la torche de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 2; - La figure 4 est une vue agrandie d'une partie de La coupe de la figure 3 ; - la figure 5 est une coupe axiale, analogue à celle de la figure 2, d'une deuxième réalisation d'un tube de guidage conforme à L'invention ; - la figure 6 est une coupe suivant VI-VI de la figure 5; - la figure 7 est une vue agrandie d'une partie de la coupe de la figure 6 ; - la figure 8 est une coupe partielle axiale d'une variante de réalisation d'un tube contact conforme à L'invention ; ; - La figure 9 est une coupe axiale d'une enveLoppe de protection d'un tube contact, selon une variante de réalisation également conforme à L'invention ; et - la figure 10 est une coupe suivant X-X de La figure 8. t La torche de soudure représentée en regard des figures 1 à 4 comporte un corps évidé 1, qui comprend - un support interne 2, cylindrique, axialement évidé, dont l'extrémité avant est munie d'un taraudage 6 ; - un conduit 3 d'aLimentation en un gaz neutre utilisé pour Le soudage à l'arc électrique, qui débouche à L'interieur du corps I ; - une ouverture de sortie 9 du fil 4 de métaL d'apport de soudure ; - un tube contact 5, dont L'extrémité arrière est munie d'un filetage 7, qui coopère avec le taraudage 6 pour fixer le tube contact sur le support 2 ; - une liaison électrique 12 de raccordement du corps 1 à une source d'énergie électrique. Un dispositif 8 d'amenée du fil 4 de métal d'apport est prévu et est apte à pousser le fil 4 vers l'ouverture de sortie 9. Des conduits internes 10 relient la chambre 11, dans laquelle débouche le conduit 3 à l'ouverture de sortie 9. Le tube 5 est constitue par : - un fût cylindrique 13, qui supporte à sa partie arrière le filetage 7 et qui est traversé par un canal 14 d'axe géométrique 15 ; - trois rainures 16, qui sont ménagées dans la partie avant du fût 13, en s'étendant dans des plans 17, 18, 19 radiaux distincts, séparés, l'un du suivant, par un angle de 1200, et qui débouchent, d'une part à l'intérieur du canal 14, d'autre part à la périphérie externe 20 du fût 13 ; - une gorge circulaire 21, ménagée dans ladite périphérie externe 20, dans la zone où débouchent les rainures 16 ; - trois coulisseaux 22, qui sont montés coulissants dans les rainures 16, un par rainure ;; - un ressort 23 à spires, qui est contenu dans la gorge 21 et rappelle les coulisseaux 22 vers l'intérieur du canal, les premières extrémités 24 des coulisseaux 22 débouchant alors à l';n- trieur du canal 14, et les deuxièmes extrémités 25 des coulisseaux, opposées aux premières extrémités 24, prenant appui sur ledit ressort 23 ; - une plaque de protection 26, en céramique réfractaire, (réalisée en quartz, selon une autre réalisation conforme à l'invention), percée en son centre d'un trou 27, recouvre la face transversale extrême avant 28 du fût 13 ; - une enveloppe 29, conformée en un fourreau, qui recouvre le fût 13, notamment la partie où débouchent les rainures 16, qui est fixée sur le fût 13, et dont la Lisière avant constitue un bord tombé 30 assurant la fixation de la plaque de protection 26.Cette enveloppe 29 a son extrémité 29a, qui en délimite L'ouverture, sertie dans une gorge 13a ménagée à La périphérie externe du fût 13. En regard des figures 8 et 10, une variante de realisation est représentée dans laquelle L'enveloppe et La plaque de protection forment un ensembLe monobloc 29b, réalisé, comme L'enve Loppe 29 et la plaque de protection 26, en matériau réfractaire, teL que La céramique réfractaire, ou le quartz. Cet ensembLe monobloc 29b est muni de deux ouvertures transversales 29c, cependant que le fût 13 comporte une gorge circulaire 13c et qu'une agrafe sensiblement circuLaire élastique 13d, présentant deux onduLations 13e, chevauche à la fois la gorge-13c et les ouvertures 29c (dans lesquelles pénètrent Les onduLations 13e) et maintient ainsi assemblés l'ensembLe 29b et Le fût 13.La disposition de L'agrafe 13d, entre l'ensemble 29b et Le fût 13, protège cette agrafe des projections éventueLLes de métaL en fusion. La figure 9 représente une variante de réaLisation de l'ensemble monobloc 29b dont on voit L'une des ouvertures 29c. La première extrémité 24 d'un couLisseau 22 de La réali- sation des figures I à 4 est dé Limitée par une face 31 rectangu Laire perpendicuLaire au plan radial 17, 18 ou 19 correspondant, et paraLlèle à L'axe géométrique 15 du canal 4, et est de ce fait en appui par au moins une génératrice de la face 31 sur une génératrice du fil 4. Le ressort 23 se disposant généraLement au fond de La gorge 21, les extrémités 24 des trois coulisseaux font saillie dans le canal 14 et maintiennent le fil 4 sensiblement coaxial à L'axe géométrique 15 du canal 14. Il doit être observé que, du côté opposé à la plaque de protection 26, Les faces 31 des premières extrémités 24 des coulisseaux 22 sont prolongées, chacune, par un pan incline 32, qui est perpendiculaire au plan radial 17, 18, 19 correspondant, et qui, dans la direction de L'arrivez du fil 4 (opposée à La plaque de protection 26), s'écarte de l'axe géométrique 15 du canal 14. De cette manière, les pans inclinés 32 des trois coulisseaux constituent, pour le fil 4, une sorte d'entonnoir de guidage, qui en facilite L'introduction entre les faces de guidage 31 des premières extrémités 24. La réalisation des figures 5 à 7 reprend la totalité des dispositions qui viennent d'être décrites, sauf les points suivants - le nombre des rainures 16 est réduit à deux, et par suite, il n'r a que deux coulisseaux 22 ; - la face délimitant la première extrémité de chaque coulisseau 22 est dédoublée en deux facettes rectangulaires 31A et 31B qui forment, entre elles, un angle à L'intérieur duquel le fil 4 est en appui sur lesdites facettes ;; - chaque facette 31A, 316 est prolongée par un pan incliné 32, qui s'écarte de l'axe géométrique 15 du canal 14 dans la direction d'arrivée du fil 4 (direction opposée à la plaque de protection 26), de sorte que, dans cette réalisation aussi, les pans inclinés 32 qui prolongent les deux facettes 31A et 31B des deux coulisseaux 22 constituent, pour le fil 4, une sorte d'entonnoir de guidage, qui en facilite l'introduction entre Les facettes de guidage 31A et 316. Les facettes rectangulaires 31A, 316 des deux coulisseaux 22 maintiennent le fil 4 sensiblement coaxial à l'axe géométrique 15 du canal 14, en réalisant des appuis du fil 4 sur les facettes 31A, 31B selon des génératrices aussi bien des facettes que du fil. Les avantages des torches de soudure représentées vont être mentionnés ci-après. La liaison électrique du fil 4 de métal d'apport est réalisée avec la liaison 12 par l'intermédiaire du support interne 2, du fût 13, des coulisseaux 22 et des faces 31, ou 31A-316, d'appuis de ces coulisseaux sur le fil 4. Les contacts électriques des couaisseaux 22 avec le fût 13 sont bons, car les coulisseaux 22 sont guidés pratiquement sans flottement dans les rainures 16, et, les contacts des faces 31, ou 31A-31B avec te fil 4 sont bons également et permanents, les coulisseaux 22 étant poussés en permanence vers Le fil 4 Finalement, la liaison éLectrique de raccordement du fil 4 à une source d'énergie électrique est bonne. Le contact du fil 4 avec les coulisseaux est excellent, meilleur que le frottement antérieur du fil à l'intérieur du canaL 14, ce qui assure des contacts électriques de bonne qualité. Sont notamment Supprimées, ou fortement réduites, les variations d'intensité résultant de l'utilisation des dispositifs antérieurs. La conséquence en est la suppresion des variations de va Leur du champ magnétique, et par suite, aussi, la suppression presque totaLe des projections métalliques sur La tête du tube de guidage, qui endommageaient cette tête dans Les dispositifs antérieurs. De plus, la plaque de protection 26 résiste bien aux effets de la chaleur et des quelques projections restantes. L'ensemble monobloc 29b est, natureLLement, tout autant efficace de ce point de vue. Tout ceci confère au tube contact conforme à L'invention une grande résistance à L'usure avant son remplacement. Les coulisseaux 22 permettent aussi ltobtention d'un guidage satisfaisant, meilleur que ce qui était connu antérieurement. Le fil 4 reste de ce fait mieux centré, en une position moyenne plus stable qu'auparavant. Ce résultat est également important, car les robots de soudage, de plus en pLus utilisés, sont munis de détecteurs d'écart du fil 4 par rapport à sa position théorique initiale, qui arrêtent Le soudage Lorsque L'écart mesuré devient égal ou supérieur à une valeur déterminée. Maintenir L'écart mesuré en deça de ladite va Leur déterminée par L'améLioration du guidage obtenue par L'invention supprime les arrêts indésirables du soudage. A noter que le canal-14 ne sert pLus au guidage proprement dit, cette fonction étant reportée sur les coulisseaux 22, et a donc la possibiLité d'avoir un diamètre aussi grand qu'iL est souhaitable, notamment pour éviter Le blocage du fil. L'invention n'est pas Limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes Les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de Leur cadre, ni de Leur esprit. REVENDICATIONS 1. Tube contact pour le soudage avec un métal d'apport se présentant sous la forme d'un fil (4), comprenant un tube de guidage (5) du fil muni d'un canal (14) traversant ayant un axe géométrique (15) ; au moins deux supports (16) de guidage de coulisseaux, qui sont ménagés dans le tube de guidage, qui sont disposés sensiblement radialement par rapport audit axe géométrique du canal et qui débouchent dans ce canal ; autant de coulisseaux (22) qu'il y a de supports (16) de guidage de coulisseaux, chaque coulisseau étant monté coulissant dans un desdits supports (16) de guidage de coulisseaux et comportant une première extrémité (24) de guidage de fil (4) susceptible de déboucher dans le canal et une deuxième extrémité (25) opposée à ladite première extrémité ; et un dispositif (23) de rappel élastique desdits coulisseaux tendant à rappeler ces coulisseaux vers l'axe géométrique (15) du canal, caractérisé en ce que lesdits supports (16) de guidage de coulisseaux s'étendent selon des directions (17, 18, 19) contenues dans des plans sensiblement radiaux distincts, cependant que les premières extrémités (24) des coulisseaux ont des faces cylindriques (31 ; 31A-318) dont les génératrices sont sensiblement parallèles à L'axe géométrique (15) du canal, de manière, dans la zone de son guidage, à maintenir le fil (4) écarté de la paroi du canal (14) au moyen desdites premières extrémités des coulisseaux, par des contacts non ponctuels. 2. Tube contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que Les faces cylindriques (31 ; 31A-316) desdites premières extrémités (24) sont sensiblement planes, rectangulaires et constituent des patins de guidage du fil. 3. Tube contact selon la revendication 2, caractérisé en ce que (figure 7) la première extrémité d'un coulisseau est constituée par deux facettes (31A-318) sensiblement planes formant entre elles un angle à l'intérieur duquel le fil (4) est susceptible d'être partiellement disposé et en appui de guidage sur lesdites facettes. 4. Tube contact seLon la revendication 2, caractérisé en ce que (figure 4) La première extrémité d'un coulisseau est délimitée par une seuLe face (31), qui est sensibLement pLane et perpendicuLaire à une direction (17, 18, 19) passant par L'axe de la rainure contenant ledit couLisseau et par L'axe géométrique (15) du canaL. 5. Tube contact selon L'une queLconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que La première extrémité d'un coulisseau comporte un proLongement de sa ou de ses faces sensiblement planes qui est constitué par un pan incLiné (32), qui, dans la direction de L'arrivée du fil dans Le tube de guidage, s'écarte de L'axe géométrique (15) du canal. 6. Tube contact selon L'une queLconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que Les supports (16) de guidage de coulisseaux débouchent également à La périphérie extérieure (20) du tube de guidage, cependant que le dispositif de rappel élastique est constitué par un ressort à spires (23) d'axe sensiblement confondu avec Ledit axe géométrique (15) du canal, les deuxièmes extrémités (25) des coulisseaux étant susceptibLes d'être en appui sur Ledit ressort à spires (23). 7 Tube contact selon La revendication 6, caractérisé en ce qu'une enveLoppe (29) entoure La partie périphérique (20) du tube de guidage, dans laquelle débouchent Les supports (16) de guidage de coulisseaux, de manière à recouvrir Le ressort à spires (23). 8. Tube contact seLon L'une queLconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que Le tube de guidage (5) étant dé Limité par une face avant transversale (28), une plaque de protection (26) en matériau réfractaire est fixée (30) sur Le tube de guidage et masque Ladite face avant (28). 9. Tube contact selon La revendication 8,#caractérisé en ce que La pLaque de protection C26) est réaLisée en une céramique réfractaire. 10. Tube contact selon La revendication 8, caractérisé en ce que La plaque de protection (26) est réalisée en quartz. 11. Tube contact selon la revendication 6 et L'une quel- conque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'une enveloppe (29) entoure la partie périphérique (20) du tube de guidage de manière à recouvrir le ressort à spires (23), cependant que la plaque de protection (26) est fixée sur le tube de guidage (5) au moyen d'un bord rabattu (30) que comporte ladite enveloppe (29). 12. Tube contact selon la revendication 6 et L'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'une enve Loppe entoure la partie périphérique (20) du tube de guidage (13), de manière à recouvrir le ressort à spires (23), et forme avec ladite plaque de protection un ensemble monobloc (29b). 13. Tube contact selon la revendication 12, caractérisé en ce que L'ensemble monobloc (29b) est réalisé en un matériau réfractaire, tel qu'une céramique réfractaire. 14. Tube contact selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'enveloppe (29b) est fixée sur le tube de guidage (13) au moyen d'une agrafe (13d-13e) sensiblement circulaire élastique disposée entre L'enveloppe (29b) et le tube de guidage (13) et par des Logements (13c-29c) de réception au moins partielle de ladite agrafe ménagés dans ces deux pièces.