Brevet FR2725648A1 — publié le 19960419

La présente invention est relative à une lance pour soudage électrique sous atmosphère protectrice. Le procédé de soudage connu sous le nom de "MIG-MAG" met en oeuvre un arc électrique qui est entretenu entre un fil d'apport, qui dévide en continu dans la torche de soudage, et la pièce à souder. Le bain de fusion et l'arc électrique sont protégés de l'air ambiant par une enveloppe de gaz inerte (MIG) ou actif (MAG), canalisé par une buse montée sur un corps de lance et entourant un diffuseur de gaz, un tube de contact et le fil d'apport. En fonctionnement, ces pièces montent en température et peuvent atteindre 200 à 300 C. La buse doit être fixée sur le corps de la lance de façon à pouvoir être rapidement démontée, même lorsqu'elle est très chaude. D'autre part, sa fixation doit être sûre, et conçue pour éviter une séparation intempestive en fonctionnement. En outre, il est préférable qu'il y ait une bonne continuité thermique entre la buse et le corps, de façon à empêcher des différences d'échauffement entre les pièces, susceptibles de perturber le fonctionnement. Selon une technique connue, l'assemblage de la buse sur le corps de la lance est réalisé par vissage à l'aide d'un gros pas de vis. La buse ne risque pas de tomber dans le bain de fusion, mais les pièces sont relativement complexes à usiner, et donc de prix de revient relativement élevé. Pour l'opérateur, le démontage de la buse est long à effectuer, d'autant qu'il y a toujours des risques de grippage des filets, ce qui est très désagréable quand la buse est très chaude. Selon une autre technique connue, l'extrémité de la lance comporte un logement dans lequel vient se placer un élément élastique qui peut être un ressort spirale, un ou plusieurs joncs. La buse est donc maintenue sur la lance par compression de ce ou ces éléments élastiques. Le montage et le démontage s'effectuent avec grande facilité, les buses sont de forme simple, mais la continuité thermique est faible entre la buse et la lance. La buse monte rapidement en température, ce qui entraîne une perturbation de l'écoulement de gaz de protection. Selon encore une autre technique connue, l'extrémité du corps de lance qui reçoit la buse est légèrement conique, le diamètre intérieur de la buse est ajusté au petit diamètre de cette portée conique. Le montage est réalisé en poussant sur la buse, et par déformation élastique, la partie fendue de la buse épouse la forme du cône de la lance. Pour améliorer cet assemblage, un ressort plat enroulé pince cette zone fendue et améliore la qualité du contact de la buse sur la lance, ce qui est favorable à un bon échange thermique entre la buse et la lance. Cette solution a pour avantages une grande simplicité de fabrication des pièces et du montage réalisé, et un bon échange thermique entre la buse et la lance. Cependant, en cas d'utilisation intensive de la torche, la buse monte en température, la zone élastique de la buse se relâche, le ressort se détend, et la buse tombe dans le bain de fusion. La présente invention a pour but de fournir une disposition qui ne présente pas les inconvénients des solutions connues, et qui, pour un coût faible, procure à la fois un montage simple de la buse sur la lance, une fixation sûre même en cas d'échauffement, et un bon transfert thermique entre buse et corps de lance. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit une lance pour soudage électrique sous atmosphère protectrice, comprenant: - un corps cylindrique contenant des moyens pour guider l'extrémité d'un fil- électrode jusque dans la zone de soudage, ce fil-électrode étant maintenu à un potentiel électrique convenable par rapport à une pièce à souder, - une buse cylindro-conique coaxiale à l'extrémité du fil- électrode, cette buse étant alimentée en un gaz protecteur apte à isoler de l'atmosphère environnante l'extrémité du fil-électrode et un bain de fusion formé au cours de l'opération de soudage, cette buse étant montée élastiquement autour du corps, comportant des fentes axiales dans sa partie en contact avec le corps, - un ressort de retenue s'opposant à la séparation de la buse et du corps, cette lance ayant pour particularité que le ressort de retenue est un ressort plat enroulé avec une forme de cylindre fendu, entourant la buse sur plus de la moitié de la périphérie de celle-ci, le ressort présentant au moins un premier ergot dirigé radialement vers l'axe, et qui pénètre dans une gorge circulaire de la surface extérieure de la buse, et au moins un second ergot, dirigé radialement vers l'axe, et qui pénètre dans une gorge circulaire prévue dans le corps. L'invention va maintenant être exposée de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple pratique illustré avec les dessins parmi lesquels: Figure 1 est une vue en élévation, éclatée, d'une lance conforme à l'invention. Figure 2 est une vue en coupe de la lance de la figure 1, à l'état monté. Figure 3 est une vue en perspective du ressort de retenue des figures 1 et 2. Figure 4 est une coupe agrandie selon la ligne IV-IV de la figure 1, et montrant une variante. La lance décrite aux figures comprend un corps de lance 1, qui, à une de ses extrémités, à droite sur les figures 1 et 2, se raccorde à un conduit d'alimentation 2, à travers lequel passe le gaz destiné à former l'atmosphère protectrice, ainsi que le fil-électrode (non représenté). Le corps 1 est d'un type classique, bien connu de l'homme de métier, et ne sera pas décrit de façon plus détaillée, sauf en ce qui concerne les éléments qui sont en rapport direct avec la présente invention. Sur le corps 1 vient se monter une buse cylindro- conique 3, dont l'extrémité est destinée à venir en contact avec le corps, qui présente des fentes longitudinales 4, destinées à assurer un contact élastique avec la surface du corps. Au-delà des fentes 4, en allant vers la direction opposée au conduit d'alimentation 2, on observe que la buse présente une gorge circulaire 5, dont on exposera plus loin l'utilité. Un élément essentiel de l'invention est le ressort de retenue 6, qui est décrit en particulier à la figure 3. Ce ressort est un ressort plat enroulé avec une forme cylindrique, entourant la buse sur un peu moins de 360 et constituant par conséquent un cylindre fendu, dont les extrémités périphériques sont séparées par une fente 7. Le cylindre 6 présente, vers une de ses extrémités, deux bossages 7, diamétralement opposés, dirigés radialement vers l'intérieur, et délimités par deux faces sensiblement radiales. Le bossage présente, vers son extrémité opposée, deux autres bossages 8, qui sont analogues aux bossages 7. La forme des bossages 7 est telle qu'ils peuvent pénétrer pratiquement sans jeu dans la gorge 5, laquelle est à section transversale sensiblement carrée ou rectangulaire. Au repos, le diamètre intérieur du ressort 6 est légèrement inférieur au diamètre extérieur de la buse 3 dans la région qui contient la gorge 5. Par élasticité, il est possible d'enfiler le ressort 6 sur la buse 3, à partir de l'extrémité opposée à la partie tronconique, en profitant de l'élasticité résultant de la présence des fentes longitudinales 4. La force du ressort 6 est calculée pour qu'on puisse pousser ce ressort jusqu'à ce que les bossages 7 tombent dans la rainure 5, de façon à assurer une bonne liaison, sans jeu, entre la buse 3 et le ressort 6. Le corps 1 présente, au voisinage de sa liaison avec le conduit d'alimentation 2, une nervure circulaire 9, à bords sensiblement radiaux. Cette nervure 9 est placée de façon à constituer une butée définissant la position désirée pour la buse 3. La nervure 9 est interrompue par deux échancrures , diamétralement opposées, à fond parallèle à l'axe du corps, par lesquelles les bossages 8 du ressort de retenue 6 peuvent passer pour aller au-delà de la nervure 9, en allant vers le conduit d'alimentation. La distance entre les ergots 7 et 8 du ressort est calculée pour que, lorsque les ergots 7 sont dans la rainure , la buse 3 est dans sa position normale, c'est-à-dire en appui contre la rainure 9, la distance entre les ergots 7 et les ergots 8 soit très légèrement inférieure à la distance entre la rainure 5 et la face de la nervure 9 qui est tournée vers le conduit d'alimentation, de telle façon que après qu'on a fait passer les ergots 8 dans les passages 10, et tourné le ressort 6 autour de l'axe de corps, le frottement entre les ergots 8 et la face de la nervure 9 soit suffisant pour empêcher un déplacement du ressort 6 par rapport au corps 1. Il est possible d'augmenter l'effet de ce frottement en prévoyant des reliefs appropriés sur la face de la nervure 9, comme des encoches coopérant avec les bords de l'ergot 8. On observera que, dans la pratique, on monte d'abord le ressort 6 sur la buse 3, et on fait tourner ensuite l'ensemble formé par le ressort et la buse autour de l'axe du corps pour amener les ergots 8 dans la position désirée. La figure 4 montre une variante, dans laquelle chacune des échancrures 10 présente une rampe 11 dont la surface s'écarte radialement de celle du corps 1 en allant en direction du conduit d'alimentation 2. Le rôle de ces rampes est de coopérer avec les bossages 8 du ressort de retenue 6, de façon à leur permettre de franchir la rainure 9 lorsque le ressort est poussé en direction de la liaison avec le conduit d'alimentation 2, pour retomber au-delà de cette rainure. La lame est montée dès que les ergots 8 ont franchi les rampes 11, si les ergots ont été placés au préalable dans la rainure 5. Par prudence, il est cependant conseillé de faire tourner le ressort, avec ou sans la buse, d'un angle de quelques dizaines de degrés par rapport à la position correspondant à sa mise en place, de façon à ce que les ergots 8 ne risquent pas de fatiguer le métal au voisinage de la rampe 11. On a indiqué plus haut les modes d'assemblage de la lance conforme à l'invention. Si on désire la démonter, dans le cas o les échancrures 10 sont à fond parallèle à l'axe du corps, il suffit de faire tourner le ressort 6, ou l'ensemble formé par la buse 3 sur laquelle est monté le ressort, pour amener les bossages 8 en face de ces échancrures. Dans le cas des rampes 11, il suffit de soulever le ressort 6 pour faire repasser les ergots 8 du côté opposé de la nervure 9. Pour cela, on peut utiliser n'importe quel outil approprié. On a représenté en 12, au voisinage de la jonction avec le conduit d'alimentation 2, une série de nervures portées par le corps, et qui servent à améliorer son refroidissement pendant la marche. Bien entendu, ces ailettes 12 sont écartées de la nervure 9 d'une distance au moins égale à la dimension longitudinale des bossages 8. On constate qu'on a réalisé un appareillage particulièrement simple et efficace. L'invention est susceptible de diverses variantes. Par exemple, les bossages 7 et 8 peuvent être remplacés par des saillants rapportés, fixés sur la face intérieure du ressort de retenue 6 par des moyens appropriés. Le nombre, la forme et la position de ces bossages peuvent également différer de la réalisation décrite, à condition que la rainure 5, la nervure 9 et les rampes 11 aient des formes correspondantes. REVENDICATIONS 1. Lance pour soudage électrique sous atmosphère protectrice, comprenant: - un corps (1) cylindrique dans l'ensemble contenant des moyens pour guider l'extrémité d'un fil-électrode jusque dans la zone de soudage, ce fil-électrode étant maintenu à un potentiel électrique convenable par rapport à une pièce à souder, - une buse cylindro-conique (3) coaxiale à l'extrémité du fil-électrode, cette buse étant alimentée en un gaz protecteur apte à isoler de l'atmosphère environnante l'extrémité du fil-électrode et un bain de fusion formé au cours de l'opération de soudage, cette buse étant montée élastiquement autour du corps, comportant des fentes axiales dans sa partie en contact avec le corps, - un ressort de retenue (6) s'opposant à la séparation de la buse et du corps, caractérisée en ce que le ressort de retenue est un ressort plat enroulé avec une forme cylindrique entourant la buse (3) sur plus de la moitié de la périphérie de celle-ci, le ressort présentant au moins un premier saillant (7) dirigé radialement vers l'axe, et qui pénètre dans une gorge circulaire (5) de la surface extérieure de la buse, et au moins un second saillant (8), dirigé radialement vers l'axe, et qui est retenu par une nervure circulaire (9) prévue sur le corps (1), au-delà de la buse (3) dans la direction opposée à celle de la progression du fil-électrode. 2. Lance selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure (9) présente au moins une échancrure (10) par laquelle le ou les saillants 8 peuvent passer au-delà de ladite nervure dans la direction opposée à celle de la progression du fil-électrode. 3. Lance selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure (9) comporte au moins une rampe (11) destinée à faciliter l'écartement radial des saillants (8) lors de la mise en place du ressort (6) par coulissement le long du corps.