Brevet FR3056931A1 — publié le 20180406

DISPOSITIF D'ASPIRATION DE FUMEES POUR TORCHE DE SOUDAGE L'invention concerne un dispositif d'aspiration des fumées pour une torche 5 de soudage ainsi qu'une torche de soudage à l'arc comprenant un tel dispositif. L'invention sera plus particulièrement décrite en regard d'une torche de soudage TIG (pour l'acronyme anglais de « Tungsten Inert Gas »), sans toutefois y être limitée et pourra s'appliquer à toute torche de soudage à 10 l'arc telle que MIG (acronyme anglais de « Metal inert Gas ») ou autre. L'invention a pour but de fournir un dispositif qui s'adapte sur les torches actuelles mais peut bien entendu être directement intégré lors de la fabrication de nouvelles torches de soudage. Le soudage TIG utilise lors de la soudure un gaz de protection tel que 15 l'argon qui est diffusé autour de l'électrode et sur la soudure et permet d'éviter l'oxydation instantanée de la soudure lors de la fusion du métal soudé. Les émanations de fumées se dégageant lors de la soudure ainsi que les dégagements de particules lourdes telles que de nickel, chrome, oxydes 20 de bérylium et de cadmium, sont nocives pour le soudeur et nécessitent leur évacuation pour assurer un environnement de travail sain et respecter la réglementation du code du travail. Des systèmes de hottes aspirantes existent mais ne conviennent pas pour des postes portatifs de soudure. 25 En outre, l'aspiration des fumées n'est réellement efficace que lorsqu'elles sont captées à la source, c'est-à-dire au plus proche de la soudure. A cette fin, des dispositifs d'aspiration sont connus associés à la torche de 3056931 2 soudure. Cependant, ils sont dédiés à des postes de soudure MIG et ne conviennent pas pour des torches TIG dont le gaz de protection indispensable pour la soudure est alors en très grande partie aspiré par le dispositif d'aspiration. En outre, ces dispositifs ne sont pas forcément adaptables sur les torches de soudure existantes et s'avèrent pour certains encombrants. L'invention a donc pour but de fournir un dispositif dédié à l'aspiration des fumées et autres particules nocives de soudage pour torche de soudure, qui ne présente pas les inconvénients précités, et permette en particulier d'aspirer efficacement les émanations nocives lors du soudage par le procédé TIG sans risque d'aspirer le gaz de protection. Le dispositif de l'invention dédié à l'aspiration des fumées et autres particules nocives de soudage est dénommé par commodité, dispositif d'aspiration. Toutefois, le dispositif de l'invention considéré isolément n'est pas un dispositif d'aspiration en tant que tel lorsqu'il n'est pas mis en oeuvre en étant relié à un système d'aspiration. Le dispositif d'aspiration de l'invention est destiné à canaliser et acheminer les fumées vers un système d'aspiration. Selon l'invention, le dispositif d'aspiration de dégagements de fumées et/ou particules d'une torche de soudage comporte : - un corps creux sensiblement cylindrique présentant une ouverture d'extrémité; - au moins une sortie d'échappement agencée à travers la paroi du corps creux (la sortie d'échappement sous forme d'un orifice étant destinée à être connectée via des moyens d'acheminement à un système d'aspiration); et - une bague d'extension qui est amovible et apte à être fixée au niveau de l'ouverture d'extrémité du corps, notamment par vissage 3056931 3 ou clipsage ou emboîtement, la bague délimitant une cavité interne cylindrique, de préférence de section circulaire. Une torche de soudage comporte de manière connue un corps de torche, une buse en saillie de la partie aval du corps de torche, et une électrode 5 longiligne logée dans de la buse et sortant hors de celle-ci. Ainsi, le dispositif d'aspiration de l'invention est destiné à être associé de manière amovible ou non à un corps de torche de soudage (au niveau de la partie aval du corps de torche comprenant l'électrode), en coiffant la buse de soudage de la torche sans dépasser de l'extrémité libre de la 10 buse de soudage, et en particulier en gardant une distance de séparation entre l'extrémité libre de la buse de soudage et l'extrémité libre de la bague d'extension du dispositif. En position d'utilisation du dispositif d'aspiration sur une torche de soudage, la bague d'extension est destinée à ménager avec la buse de la 15 torche un volume vide annulaire dans lequel sont destinées à être aspirées les fumées. Ainsi, le dispositif d'aspiration procure grâce à la bague d'extension de une enveloppe autour et à distance de la buse de la torche de soudage, l'aspiration se faisant au niveau de l'espace de séparation de la buse et de 20 la bague et d'une couronne annulaire se formant autour du faisceau du gaz de protection sortant de la buse, évitant tout risque d'aspirer le gaz. En outre, le dispositif d'aspiration assure sa fonction tout en étant peu encombrant. Par ailleurs, l'amovibilité de la bague d'extension permet en ôtant la bague 25 hors utilisation de la torche de soudage et sans démonter l'ensemble du dispositif d'aspiration, d'avoir accès à la buse de la torche de soudage ; la buse étant démontable, il est alors aisé d'accéder aux éléments 3056931 4 constitutifs de la torche de soudage pour leur entretien ou remplacement, tels que le diffuseur du gaz de protection ou l'électrode de la torche. Selon une caractéristique, la bague d'extension est creuse et cylindrique, de préférence de section intérieure circulaire, et présente une paroi pleine. 5 La bague d'extension, en position d'utilisation dudit dispositif sur une torche de soudage qui présente une buse, est destinée à entourer la buse de la torche et à ménager avec ladite buse un volume vide annulaire dans lequel sont destinées à être aspirées les fumées, de préférence la distance radiale séparant la paroi extérieure de la buse de la paroi 10 intérieure de la bague est de l'ordre de 4 à 8 mm, de préférence de 5 mm. Selon une autre caractéristique, la bague d'extension présente une longueur adaptée telle qu'en position d'utilisation du dispositif, l'extrémité libre de la bague opposée au corps du dispositif ne dépasse pas de l'extrémité libre de la buse de la torche de soudage, en particulier la 15 distance séparant les extrémités libres respectives de la bague d'extension et de la buse est compris entre 8 et 15 mm, de préférence de l'ordre de 12 mm. La bague d'extension est en un matériau résistant à la chaleur, en particulier métallique ou en polytétrafluoréthylène (PTFE ou encore connu 20 sous le nom Téflon®). Le dispositif peut comprendre un jeu de plusieurs bagues d'extension interchangeables et de longueur chacune différente. Ainsi, en fonction de la longueur de la buse de la torche de soudage, il sera aisé d'y associer la bague d'extension de longueur ad hoc afin d'aspirer de manière optimale 25 sans pertuber le gaz de protection. Avantageusement, le corps est en un matériau isolant électrique et résistant à la chaleur, en particulier à une température de l'ordre de celle 3056931 5 de soudage telle que de l'ordre d'au moins 200°C, rotamment le corps étant en polytétrafluoréthylène (PTFE) ou un phénoplaste du type Bakélite ou Céleron. Selon encore une autre caractéristique, le dispositif d'aspiration comporte 5 des moyens d'acheminement des fumées et/ou particules reliés à au moins la sortie d'échappement, notamment les moyens d'acheminement comportant au moins une conduite, de préférence deux conduites se rencontrant après une certaine longueur pour ne former qu'une unique conduite terminale destinée à être connectée à un système d'aspiration, 10 au moins une partie des moyens d'acheminement étant destinée à être intégrée dans une gaine correspondant au faisceau d'alimentation en électricité et en gaz de la torche à laquelle est destiné ledit dispositif. La présence de deux conduites en sortie du corps du dispositif d'aspiration, au moins sur une certaine longueur présente certains 15 avantages. En effet, agencer en sortie deux conduites plutôt qu'une seule conduite, permet de réduire la section de chacune des conduites. On gagne en encombrement. De plus, une telle configuration procure une flexibilité du dispositif pour sa manipulation. Par ailleurs, la présence de deux conduites assure une augmentation de la vitesse d'aspiration. 20 Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif d'aspiration comporte deux sorties d'échappement, de préférence de section de l'ordre de 5 à 10 mm de diamètre, et des moyens d'acheminement comprenant deux tuyaux , de section de l'ordre de 5 à 10 mm) raccordés respectivement aux deux sorties d'échappement (de préférence via des tétines en laiton 25 entre 1 et 3 cm de long fixées aux dites sorties par exemple par vissage), en particulier les deux tuyaux étant en un matériau résistant à la chaleur tel qu'en silicone et/ou caoutchouc et s'étendant sur une longueur de 3056931 6 l'ordre de 0 5 à 1,5 m, de préférence les deux tuyaux se rejoignant en un seul tuyau terminal de section de l'ordre de 10 à 12 mm. Selon une autre caractéristique, le corps du dispositif comporte une ouverture d'extrémité supplémentaire, opposée à l'ouverture associée à la 5 bague d'extension, et présente un trou (décrochement) dans sa paroi en limite de ladite ouverture supplémentaire d'extrémité. Cette configuration d'ouverture d'extrémité agrandie du corps creux (via le décrochement) procure au dispositif d'aspiration sa fonction d'amovibilité. En particulier, le dispositif d'aspiration peut être monté sur une torche de soudage sans 10 outil, par emboîtement ou clipsage. Lorsque le dispositif d'aspiration est amovible, la fixation par emboîtement du dispositif d'aspiration se fait très légèrement en force. Le retrait est aisé, car bien que le matériau constitutif du corps du dispositif d'aspiration soit rigide, le corps de torche étant dans un matériau souple (légèrement 15 élastique), une torsion manuelle très légère du corps de torche permet de dissocier le dispositif. L'invention est également relative à une torche de soudage, en particulier une torche de soudage TIG, comprenant le dispositif d'aspiration de l'invention, le dispositif étant amovible ou le corps du dispositif formant 20 avec la torche un ensemble monobloc moulé. Dans la suite de la description, les termes « supérieur » et « inférieur », s'entendent en qualifiant des éléments du dispositif d'aspiration en position associée du dispositif sur une torche de soudage tenue en condition d'utilisation. 25 On entend par « longueur » au regard de la bague d'extension au du corps creux du dispositif d'aspiration, la dimension s'étendant selon l'axe 3056931 7 longitudinal de l'électrode de la torche de soudage en position associée du dispositif d'aspiration sur la torche. La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, et 5 à partir des illustrations ci-jointes, dans lesquelles : - La figure 1 représente une vue schématique de côté d'une torche usuelle de soudage ; - La figure 2 illustre la torche de la figure 1 sur laquelle est monté le dispositif d'aspiration de l'invention ; 10 - La figure 3 illustre une vue en perspective d'une partie du dispositif de la figure 2, sans les moyens d'acheminement des fumées ; - La figure 4 est une vue éclatée d'une partie du dispositif de l'invention, sans les moyens d'acheminement des fumées, et selon le côté opposé de la vue de la figure 3 ; 15 - La figure 5 est une vue schématique de côté de la torche et du dispositif de la figure 2 relié à un système d'aspiration des fumées ; - La figure 6 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif de l'invention avec les moyens d'acheminement des fumées. 20 La figure 1 illustre une torche de soudage 1 usuelle. La torche de soudage 1 ci-après décrite est à titre d'exemple nullement limitatif utilisée pour le soudage TIG. Le dispositif d'aspiration 2 de l'invention, illustré sur les figures 2 et suivantes, permet d'aider à l'aspiration des fumées et/ou particules 25 nocives émanant du soudage lors de l'utilisation de la torche de soudage de la figure 1. La torche de soudage 1 comprend usuellement un corps de torche 10 surmontée d'une tête de torche 11, une électrode longitudinale 12 3056931 8 traversant de part en part la tête de torche et d'extrémité libre 12A dédié au soudage, une buse cylindrique 13 (par exemple en céramique ou ici en verre thermostable du type Pyrex® en étant ainsi transparente) associée à la tête de torche 11 et entourant à distance l'électrode 12, ladite électrode 5 faisant saillie hors de l'extrémité distale 13A de la busel3, et une extrémité distale fermée 15, dénommée habituellement « bouchon », qui est opposée à la buse 13 et loge l'extrémité non visible de l'électrode 12. De plus, des pièces internes sont logées dans la tête de torche 11 et dans la buse 12, telles qu'un adaptateur 16 constituant une pièce d'interface de 10 fixation entre la buse 12 et la tête de torche 11 pour fixer la buse, ainsi qu'un diffuseur 17 formant un disque perforé agencé à l'intérieur de la buse et porté par l'adaptateur 16, le diffuseur servant à délivrer le gaz inerte de manière homogène autour de l'électrode et donc de la soudure lors de la mise en oeuvre de la torche. 15 Les éléments constitutifs précités de la torche de soudage sont avantageusement démontables. Le corps de torche 10 est relié à une gaine flexible 3 (aussi nommée habituellement faisceau de torche) logeant les câbles d'alimentation électrique et l'alimentation du gaz protecteur inerte du type argon. 20 Le dispositif d'aspiration 2 est de préférence conçu pour être associé de manière amovible à la torche 1, afin d'être monté sur une torche déjà existante. Bien entendu, le dispositif d'aspiration 2 peut être fabriqué de manière solidaire avec la tête de torche 11 et former avec celle-ci un ensemble monobloc. 25 Le dispositif d'aspiration 2 comporte un corps cylindrique creux 20 dont l'intérieur est de préférence à section circulaire, une bague d'extension 21 fixée de manière amovible sur le corps cylindrique 20. Le corps cylindrique 3056931 9 20 présente deux ouvertures opposées d'extrémité 22 et 23, l'ouverture d'extrémité 23 étant adaptée pour la fixation de la bague 21. Le dispositif d'aspiration 2 illustré est ici amovible. Son montage sur la tête de torche 11 est possible grâce d'une part à l'ouverture d'extrémité 22 5 opposée à la bague 21, et d'autre part à un trou 24 débouchant sur ladite ouverture d'extrémité. En effet, le corps cylindrique 20 comporte depuis l'ouverture d'extrémité 22 et suivant un arc de cercle de l'ordre de 30 à 45°, un décrochement ménageant ainsi le trou 24 dans l'épaisseur de la paroi, s'étendant sur une longueur de l'ordre du tiers de la longueur du 10 corps cylindrique. Le corps 20 du dispositif d'aspiration 2 est fait d'un matériau isolant électrique qui en outre est résistant à la chaleur, par exemple en PTFE connu aussi sous la dénomination Teflon®. Bien que le matériau constitutif du corps 20 soit rigide, le dispositif d'aspiration 2 est apte à être 15 monté et démonté aisément de la tête de torche 11 (et cela sans outil) grâce à l'ouverture d'extrémité 22 et au trou/décrochement 24, ainsi qu'en raison du matériau relativement flexible de la tête de torche. Par ailleurs, le dispositif d'aspiration 2 comporte au moins un orifice d'échappement 25, de préférence deux orifices d'échappement 25 et 26 20 disposées dans la partie proximale du corps 20 et dans la partie inférieure du corps en position montée du dispositif. En regard des figures 2 à 5, les orifices 25 et 26 forment des sorties d'évacuation des fumées entrant dans le corps creux 20 depuis la bague d'extension 21 et destinées à être évacuées via lesdits orifices jusqu'à des moyens d'acheminement 4 25 connectés d'une part auxdits orifices 25, 26, et d'autre part à un système d'aspiration 5. Le dispositif d'aspiration 2 est associé au corps de torche 10 par engagement parallèlement et autour de la buse 13 de la torche, puis par 3056931 10 emboîtement et à force sur la tête de torche 11, de sorte qu'une fois monté sur la tête de torche, le dispositif d'aspiration est étanche au niveau de l'ouverture d'extrémité 22 et du décrochement 24. Ainsi, les fumées aspirées depuis la bague d'extension 21 cheminent nécessairement via 5 les orifices d'échappement 25 et 26. La bague d'extension 21 est de préférence métallique. Elle peut être dans un autre matériau résistant à la chaleur tel qu'en PTFE. Elle est à paroi pleine. Elle est cylindrique de préférence de section intérieure circulaire. La bague d'extension 21 est amovible par rapport au corps creux 20 afin 10 de pouvoir accéder aux différents éléments constitutifs du corps de torche qui sont démontables si besoin, sans avoir à ôter le dispositif d'aspiration 2. La bague d'extension 21 est par exemple fixée par vissage au niveau de l'ouverture d'extrémité 23. Telle que visible sur la figure 4, le corps creux 15 présente une filetage extérieur 23A au niveau de l'ouverture d'extrémité 23 destinée à coopérer avec un taraudage agencé à l'intérieur de la bague d'extension 21. En variante, la bague d'extension 21 peut être fixée autrement tel que par clipsage. 20 La bague d'extension 21 est agencée autour de la buse 13 et à distance de sa paroi extérieure de sorte à ménager un volume annulaire de vide entre la paroi extérieure de la buse 13 et la paroi intérieure de la bague 21. L'aspiration des fumées se fait dans ce volume annulaire. La bague d'extension 21 présente un contour intérieur qui suit la forme du contour 25 extérieur de la buse 13 de la torche. 3056931 11 La distance radiale séparant la paroi extérieure de la buse 13 de la paroi intérieure de la bague 21 est par exemple de l'ordre de 4 à 8 mm, de préférence de 5 mm. La bague d'extension 21 présente une longueur appropriée par rapport à 5 la longueur de la buse 13 de la torche 1 pour assurer efficacement sa fonction d'aspiration des fumées tout en évitant tout risque d'aspiration du gaz protecteur délivré par la torche de soudage. Ainsi, en regard de la figure 2, la distance séparant l'extrémité libre 13A de la buse 13, de l'extrémité libre 21A de la bague d'extension est de l'ordre 10 de 8 à 15 mm, de préférence de 12 mm. Avantageusement, en fonction du type de buse 13 de soudage, la longueur de la bague d'extension peut varier. De préférence, il est prévu un jeu de plusieurs bagues interchangeables et de longueur chacune différente. A titre d'exemples dimensionnels nullement limitatifs : la longueur du corps 15 20 est de l'ordre de 35 mm, la longueur de la bague d'extension est de l'ordre de 15 mm, et la section circulaire intérieure de la bague et du corps creux est de l'ordre de 23 mm. Enfin, le dispositif d'aspiration 2 comporte les moyens d'acheminement 4 qui connectent les orifices d'échappement 25 et 26 au système 20 d'aspiration 5. Les moyens d'acheminement 4 comportent au moins une conduite destinée à être connectée au système d'aspiration 5. Le système d'aspiration 5 est un système d'aspiration en soi connu pourvu de filtres adaptés et pouvant notamment aspirer selon un débit de 75 à 150 m3/heure. 25 Dans un exemple de mode de réalisation (figure 6), les moyens d'acheminement 4 comportent deux tuyaux 40 et 41 dans un matériau résistant à la chaleur, par exemple en silicone de section de l'ordre de 5 à 3056931 12 10 mm, les deux tuyaux se rejoignant en un tuyau terminal 42, de préférence en polyuréthane (PU), destiné à être relié au système d'aspiration 5. Avantageusement, la paire de tuyaux 40 et 41 s'étend sur une longueur 5 de l'ordre entre 50 cm et 1,5 m. De préférence, l'ensemble des tuyaux est logé dans une gaine constituant le faisceau d'alimentation 3 de la torche. Les orifices d'échappement 25 et 26 sont taraudés dans l'épaisseur de la paroi du corps 20 pour y fixer par vissage deux tétines 43 et 44 faisant 10 saillie hors du corps creux et auxquelles sont raccordés les deux tuyaux 40 et respectivement 41. REVENDICATIONS1. Dispositif d'aspiration de dégagements de fumées et/ou particules d'une torche de soudage comportant : - un corps creux (20) sensiblement cylindrique présentant une ouverture d'extrémité (23); - au moins une sortie d'échappement (25, 26) agencée à travers la paroi du corps ; et - une bague d'extension (21) qui est amovible et apte à être fixée au niveau de l'ouverture d'extrémité du corps, notamment par vissage ou clipsage ou emboîtement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague d'extension (21) est creuse et cylindrique, de préférence de section intérieure circulaire, et présente une paroi pleine. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bague d'extension (21), en position d'utilisation dudit dispositif sur une torche de soudage (1) qui présente une buse (13), est destinée à entourer la buse (13) de la torche et à ménager avec ladite buse un volume vide annulaire dans lequel sont destinées à être aspirées les fumées, en particulier la distance radiale séparant la paroi extérieure de la buse de la paroi intérieure de la bague est de comprise entre 4 et 8 mm, de préférence la distance radiale est de 5 mm. 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la bague d'extension (21) présente une longueur adaptée telle qu'en position d'utilisation du dispositif, l'extrémité libre (21A) de la bague opposée au corps (20) ne dépasse pas de l'extrémité libre (13A) de la buse (13) de la torche de soudage, en particulier la distance séparant 3056931 14 les extrémités libres respectives (21A, 13A) de la bague d'extension et de la buse est compris entre 8 et 15 mm, de préférence est de 12 mm. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague d'extension (21) est en un matériau 5 résistant à la chaleur, en particulier métallique ou en polytétrafluoréthylène (PTFE). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un jeu de plusieurs bagues d'extension (21) interchangeables et de longueur chacune différente. 10 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (20) est en un matériau isolant électrique et résistant à la chaleur, en particulier à une température de l'ordre de celle de soudage telle que de l'ordre d'au moins 200°C, notamment le corps (20) étant en polytétrafluoréthylène (PTFE) ou un 15 phénoplaste du type Bakélite ou Celeron. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'acheminement (4) des fumées et/ou particules reliés à au moins la sortie d'échappement (25), de préférence à deux sorties d'échappement (25, 26) en 20 particulier de section de l'ordre de 5 à 10 mm de diamètre, notamment les moyens d'acheminement (4) comportant au moins une conduite (40), de préférence deux conduites (40, 41), en particulier lesdits faites en un matériau résistant à la chaleur tel qu'en silicone et/ou caoutchouc, les deux conduites (40, 41) étant raccordées 25 respectivement aux deux sorties d'échappement (25, 26) et se rencontrant après une certaine longueur pour ne former qu'une unique conduite terminale (42) destinée à être connectée à un système d'aspiration (5), au moins une partie des moyens d'acheminement (4) étant destinée à être intégrée dans une gaine correspondant au 3056931 15 faisceau d'alimentation en électricité et en gaz de la torche à laquelle est destiné ledit dispositif. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (20) comporte une ouverture 5 d'extrémité supplémentaire (22), opposée à l'ouverture (23) associée à la bague, et présente un trou (24) dans sa paroi en limite de ladite ouverture supplémentaire d'extrémité (22). 10.Torche de soudage (1), en particulier torche de soudage TIG, comprenant un dispositif d'aspiration selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes, le dispositif étant amovible ou le corps (20) du dispositif formant avec la torche un ensemble monobloc moulé.