Brevet FR3106075A1 — publié le 20210716

TITRE : : « Accessoire destiné à une torche TIG conventionnelle pour permettre de la transformer en une torche TIG bicathodes à arc fusionné en version monosource » Accessoire destiné à une torche TIG (1) comportant un corps de torche (2) muni d’un perçage médian ainsi qu’un diffuseur (6) délimitant à sa partie interne une chambre de diffusion (7) d’un gaz inerte de protection et une buse d’évacuation (8) du gaz inerte de protection, comportant une cavité interne (9) qui communique avec la chambre de diffusion (7) de façon à définir un alésage continu ouvert sur un premier côté (10) de la torche (1), accessoire caractérisé en ce qu’ il comporte une pince tubulaire fendue (11) logée dans le perçage médian du corps de torche (2) ainsi qu’au moins une électrode en tungstène (12) montée sur cette pince (11), s’étendant dans l’alésage de la torche (1) et faisant saillie sur le premier côté (10) de celle-ci, par son extrémité active (13), cet accessoire coopérant avec une pièce métallique à souder ou à recharger pour permettre la production d’un arc électrique fusionné à partir de l’extrémité active (13) de la ou des électrode(s) (12). Figures 1, 2a, 2b « Accessoire destiné à une torche TIG conventionnelle pour permettre de la transformer en une torche TIG bicathodes à arc fusionné en version monosource » DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention a pour objet un accessoire destiné à une torche d’une machine de soudage TIG adaptée au soudage ou au rechargement de pièces métalliques, pour permettre de la transformer en une torche TIG bicathodes à arc fusionné en version monosource. ETAT DE LA TECHNIQUE Les spécialistes dans le domaine du soudage ont développé et utilisent depuis plusieurs dizaines d’années des machines de soudage dites TIG (« Tungsten Inert Gaz ») permettant d’effectuer des opérations de soudage ou de rechargement à l’arc électrique avec une cathode en tungstène sous atmosphère d’un gaz inerte de protection. De telles machines de soudage TIG conventionnelles sont classiquement équipées d’une torche reliée à une source de courant électrique et comportant un circuit de liquide de refroidissement et notamment d’eau de refroidissement. Une telle torche comprend un alésage central renfermant une pince tubulaire fendue dans laquelle est insérée une électrode qui est immobilisée par l’action d’un bouchon. Du côté opposé, l’alésage est obstrué par un diffuseur qui d’une part bloque la pince porte électrode et d’autre part permet la diffusion laminaire d’un jet de gaz inerte de protection arrivant en règle générale dans la partie supérieure de l’alésage central qui est connecté à une alimentation extérieure. Une buse classiquement en céramique canalise et oriente le flux de gaz inerte de protection à la sortie du diffuseur. Il est à noter que l’électrode fait office de cathode et permet d’établir l’arc électrique avec la pièce à souder ou à recharger, par son extrémité libre ou extrémité active. Le corps d’une telle torche est isolé par enrobage ou intégré dans un boîtier isolant. La buse permettant de canaliser et d’orienter le gaz inerte de protection est en règle générale essentiellement symétrique en rotation, notamment cylindrique et est vissée sur le diamètre extérieur du diffuseur. Les spécialistes ont cherché à améliorer de telles machines de soudage TIG conventionnelles et ont ainsi développé des machines de soudage TIG « bicathodes » qui permettent la génération d’un arc fusionné qui présente des caractéristiques différentes d’un arc TIG simple avec de nombreux avantages qui permettent un accroissement des performances, en particulier du taux de dépôt de métal d’apport tant en soudage qu’en rechargement. De telles machines de soudage TIG bicathodes comprennent deux torches jumelées totalement indépendantes et isolées l’une de l’autre et nécessitent deux sources distinctes pour l’alimentation en courant de chacune des deux électrodes, ce qui a pour conséquence que ces machines sont particulièrement lourdes et complexes. BUT DE L’INVENTION L’idée à la base de l’invention a consisté à chercher à remédier à ces inconvénients grâce au développement d’un accessoire destiné à une torche TIG permettant la production d’un arc fusionné susceptible d’être monté sur une machine de soudage TIG conventionnelle, donc de permettre de transformer une machine TIG conventionnelle en une machine à arc fusionné de façon à diminuer considérablement la complexité, le poids et les coûts d’une telle machine par rapport aux machines bicathodes existantes du fait de la suppression d’une des deux sources de courant de soudage, de la simplification des réseaux de câbles de puissance et de la simplicité de la programmation qui reste quasi identique à celle utilisée en soudage TIG. L’enjeu consistait donc à transformer une machine TIG conventionnelle en une machine TIG permettant la production d’un arc fusionné par des moyens simples. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION La présente invention a ainsi pour objet un accessoire destiné à une torche d’une machine de soudage TIG du type susmentionné reliée à une source de courant électrique équipée d’un circuit de refroidissement et comportant un corps de torche isolé, ainsi qu’un diffuseur et une buse. Dans une telle torche, le corps de torche est muni d’un perçage médian fermé par un bouchon, et relié à une conduite d’introduction d’un gaz inerte de protection. Le diffuseur délimite à sa partie interne une chambre de diffusion du gaz inerte de protection dans laquelle débouche le perçage médian du corps de torche. La buse qui permet l’évacuation du gaz inerte de protection est quant à elle constituée par une pièce essentiellement symétrique en rotation en règle générale en céramique qui est vissée sur le diffuseur et comporte une cavité interne qui communique avec la chambre de diffusion du gaz inerte de protection de façon à définir un alésage continu ouvert vers l’extérieur sur un côté ou premier côté de la torche. Selon l’invention un tel accessoire destiné à une torche TIG est caractérisé en ce qu’il comporte une pince tubulaire fendue logée dans le perçage médian du corps de torche ainsi qu’au moins une électrode en tungstène faisant office de cathode montée sur cette pince, s’étendant dans l’alésage de la torche et faisant saillie sur le premier côté de celle-ci, par son extrémité libre ou extrémité active. Cet accessoire coopère avec une pièce métallique à souder ou à recharger faisant office d’anode pour permettre la production d’un arc électrique fusionné à partir de l’extrémité active de la ou des électrode(s). Selon un premier mode de réalisation de l’invention l’accessoire est constitué par une pince tubulaire fendue conventionnelle dans laquelle est insérée une électrode particulière dont l’extrémité active est usinée de façon à permettre la production d’un arc fusionné. Selon une première variante, l’extrémité active de l’électrode est usinée en forme de cône et comporte une fente médiane séparant deux segments actifs situés en regard. Il est à noter que cette fente peut avoir diverses formes, en particulier être rectiligne ou avoir un profil incurvé. Selon une seconde variante, l’extrémité active de l’électrode est évidée à sa partie médiane de façon à dégager deux segments actifs en forme de pointes essentiellement triangulaires situés en regard. Selon un second mode de réalisation de l’invention qui permet d’utiliser des électrodes ayant un affutage classique, l’accessoire est constitué par une pince tubulaire fendue particulière pouvant être montée dans une torche de type conventionnel comportant deux logements de réception de deux électrodes respectives et par deux électrodes respectivement montées dans ces logements, s’étendant parallèlement dans l’alésage de la torche et dont les extrémités actives permettent la production d’un arc fusionné. Selon un troisième mode de réalisation de l’invention qui nécessite l’utilisation d’un corps de torche particulier l’accessoire est constitué par une pince tubulaire fendue conventionnelle et par un embout de fixation comprenant une tige de liaison s’insérant dans cette pince tubulaire et se prolongeant par une platine de montage de forme essentiellement trapézoïdale essentiellement perpendiculaire à celle-ci, ainsi que par deux électrodes en tungstène. Selon ce troisième mode de réalisation la platine de montage de l’embout de fixation comporte deux alésages s’étendant obliquement par rapport à l’axe de la tige de liaison de celui-ci dans lesquels sont respectivement montées les deux électrodes en tungstène dont les extrémités actives permettent la production d’un arc fusionné. Ces électrodes qui peuvent être constituées par des électrodes à affutage classique sont bloquées au moyen de vis qui s’étendent avantageusement perpendiculairement aux axes de celles-ci. Il est à noter que selon ce troisième mode de réalisation de l’invention, l’angle des alésages dans lesquels sont montées les électrodes et donc des électrodes par rapport à l’axe de la tige de liaison est de préférence compris entre 20° et 40°. Conformément à l’invention, la (les) électrode(s), à affutage classique ou à affutage particulier a (ont) en règle générale un diamètre de 2,4 ; 3,2 ; 4,0 ou 4,8 mm, et la distance entre les segments actifs de l’électrode ou entre les génératrices des deux électrodes qui correspond à un paramètre essentiel est en règle générale située entre 0,6 et 1,8 mm en fonction du type de travail à effectuer, du diamètre de cette ou de ces électrode(s) et des intensités maximum recherchées. Sur ce point il est à noter que ces intensités peuvent aller jusqu’à 550 ampères, voire 750 ampères au maximum. L’invention permet ainsi de modifier de façon particulièrement simple une torche TIG conventionnelle en une torche TIG monosource permettant la production d’un arc fusionné par simple affutage particulier d’une électrode ou utilisation d’un porte électrodes particulier sur lequel sont montées deux électrodes. Les caractéristiques de l’accessoire destiné à une torche TIG qui fait l’objet de l’invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : vue en perspective « éclatée » des différents éléments constitutifs d’un torche TIG conventionnelle schémas représentant une électrode conforme à la première variante du premier mode de réalisation de l’invention schémas similaires aux figures 2a et 2b mais correspondant à une seconde variante du premier mode de réalisation de l’invention vue de dessous d’une pince tubulaire correspondant au second mode de réalisation de l’invention coupe de la figure 4a selon l’axe AA vue correspondant à la figure 4a mais représentée à échelle agrandie vue en coupe d’un embout de fixation correspondant au troisième mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION Selon la figure 1 la torche TIG 1 comporte un corps de torche 2 relié à des conduites d’alimentation et de sortie 5 d’un liquide de refroidissement et muni d’un perçage médian non représenté, fermé par un bouchon 3 et relié à une conduite d’introduction 4 d’un gaz inerte de protection. La torche TIG 1 comporte également un diffuseur 6 délimitant à sa partie interne une chambre de diffusion 7 du gaz inerte de protection dans laquelle débouche le perçage médian du corps de torche 2 ainsi qu’une buse d’évacuation 8 de ce gaz inerte de protection symétrique en rotation, qui est vissée sur le diffuseur 6 et comporte une cavité interne 9 qui communique avec la chambre de diffusion 7 de façon à définir un alésage continu ouvert vers l’extérieur sur un premier côté 10 de la torche 1. Une pince tubulaire fendue 11 qui est logée dans le perçage médian du corps de torche 2 porte une électrode en tungstène 12 faisant office de cathode. Cette électrode en tungstène 12 s’étend dans l’alésage de la torche 1 et fait saillie sur le premier côté 10 de celle-ci par son extrémité libre ou extrémité active 13. Comme il a déjà été indiqué il est proposé selon l’invention de conformer l’accessoire de la torche TIG 1 constitué par la pince tubulaire fendue 11 et l’électrode 12 de sorte qu’il puisse coopérer avec une pièce métallique à souder ou à recharger faisant office d’anode pour permettre la production d’un arc électrique fusionné à partir de l’extrémité active 13 de cette électrode. Selon un premier mode de réalisation de l’invention représenté sur les figures 2a, 2b, 3a et 3b cet accessoire est constitué par une pince tubulaire fendue 11 conventionnelle sur laquelle est montée une électrode 12 dont l’extrémité active 13 est usinée de façon particulière. Selon une première variante de ce premier mode de réalisation représentée sur les figures 2a et 2b, l’extrémité active 13 de l’électrode 12 est usinée sous la forme d’un cône 14 et comporte une fente médiane 15 ayant un profil rectiligne (figure 2a) ou une fente médiane 15’ ayant un profil incurvé (figure 2b). Cette fente médiane 15, 15’ sépare deux segments actifs 161, 162 situés en regard. Selon une seconde variante représentée sur les figures 3a et 3b, l’extrémité active 13 de l’électrode 12 est évidée à sa partie médiane de façon à dégager deux segments actifs en forme de pointes essentiellement triangulaires 171, 172 situés en regard. Selon un second mode de réalisation de l’invention représenté sur les figures 4a, 4b et 4c, l’accessoire est constitué par une pince fendue particulière 18 pouvant être montée dans une torche 1 de type conventionnel et portant deux électrodes 12 ayant un affûtage classique. Cette pince tubulaire fendue particulière 18 comporte plus précisément deux logements de réception contigus 191, 192, de deux électrodes 12 respectives parallèles et comporte trois fentes 20 s’étendant radialement à partir de ces logements de réception des électrodes 191, 192. Les fentes 20 sont uniformément réparties selon des angles de 120° sur la périphérie de la pince porte électrodes 18. L’une de ces fentes 20’ est plus large et s’étend sur une plus grande longueur tandis que les deux autres fentes 20’’ qui sont similaires sont moins longues et ont également une largeur moindre. Selon un troisième mode de réalisation de l’invention représenté sur la figure 5, l’accessoire est constitué par une pince tubulaire fendue 11 conventionnelle par un embout de fixation 21 particulier et par deux électrodes conventionnelles 12 à affûtage classique montées sur cet embout de fixation 21. Cet embout de fixation 21 est plus précisément constitué par une tige de liaison 22 qui s’insère dans la pince tubulaire conventionnelle 11 et se prolonge par une platine de montage 23 de forme trapézoïdale essentiellement perpendiculaire à cette tige de liaison 22. La platine de montage 23 de l’embout de fixation 21 comporte deux alésages 24, 24’ s’étendant obliquement par rapport à l’axe X, X’ de la tige de liaison 22 dans lesquels sont respectivement montées deux électrodes 12 à affûtage conventionnel non représentées. Ces électrodes sont bloquées au moyen de vis 25 qui s’étendent perpendiculairement aux alésages 24, 24’. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Torche TIG 2 Corps de torche 3 Bouchon 4 Conduite d’introduction d’un gaz inerte de protection 5 Conduite d’alimentation et de sortie d’un liquide de refroidissement 6 Diffuseur 7 Chambre de diffusion 8 Buse d’évacuation du gaz inerte de protection 9 Cavité interne 10 Premier côté de la torche 11 Pince tubulaire fendue 12 Electrode en tungstène 13 Extrémité active de l’électrode 14 Cône 15 Fente médiane ayant un profil rectiligne 15’ Fente médiane ayant un profil incurvé 161, 162 Segment actif 171, 172 Segment actif en forme de pointe 18 Pince fendue particulière 191, 192 Logement de réception 20 Fente 21 Embout de fixation 22 Tige de liaison 23 Platine de montage 24, 24’ Alésage 25 Vis Accessoire destiné à une torche (1) d’une machine de soudage TIG adaptée au soudage ou au rechargement de pièces métalliques, cette torche étant reliée à une source de courant électrique et équipée d’un circuit de liquide de refroidissement et comportant un corps de torche isolé (2) muni d’un perçage médian fermé par un bouchon (3) et relié à une conduite d’introduction (4) d’un gaz inerte de protection ainsi qu’un diffuseur (6) délimitant à sa partie interne une chambre de diffusion (7) du gaz inerte de protection dans laquelle débouche le perçage médian du corps de torche (2), et une buse d’évacuation (8) du gaz inerte de protection essentiellement symétrique en rotation en règle générale en céramique, vissée sur le diffuseur (6) et comportant une cavité interne (9) qui communique avec la chambre de diffusion (7) du gaz inerte de protection de façon à définir un alésage continu ouvert vers l’extérieur sur un côté ou premier côté (10) de la torche (1), accessoire caractérisé en ce qu’ il comporte une pince tubulaire fendue (11) logée dans le perçage médian du corps de torche (2) ainsi qu’au moins une électrode en tungstène (12) faisant office de cathode montée sur cette pince (11), s’étendant dans l’alésage de la torche (1) et faisant saillie sur le premier côté (10) de celle-ci, par son extrémité libre ou extrémité active (13), cet accessoire coopérant avec une pièce métallique à souder ou à recharger faisant office d’anode pour permettre la production d’un arc électrique fusionné à partir de l’extrémité active (13) de la ou des électrode(s) (12). Accessoire conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu’ il est constitué par une pince tubulaire fendue (11) portant une électrode (12) dont l’extrémité active (13) est usinée de façon à permettre la production d’un arc fusionné. Accessoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’extrémité active (13) de l’électrode (12) est usinée en forme de cône (14) et comporte une fente médiane (15) séparant deux segments actifs (161, 162)situés en regard. Accessoire selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’extrémité active (13) de l’électrode est évidée à sa partie médiane de façon à dégager deux segments actifs en forme de pointes (171, 172)essentiellement triangulaires situés en regard. Accessoire conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu’ il est constitué par une pièce tubulaire fendue (18) comportant deux logements de réception (191, 192) de deux électrodes respectives et par deux électrodes (12) respectivement montées dans ces logements, s’étendant parallèlement dans l’alésage de la torche (1) et dont les extrémités actives (13) permettent la production d’un arc fusionné. Accessoire conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu’ il est constitué par une pince tubulaire fendue (11) et par un embout de fixation (21) comprenant une tige de liaison (22) s’insérant dans cette pince tubulaire (11) et se prolongeant par une platine de montage (23) de forme essentiellement trapézoïdale, essentiellement perpendiculaire à celle-ci et comportant deux alésages (24, 24’) s’étendant obliquement par rapport à l’axe de la tige de liaison (22) ainsi que par deux électrodes en tungstène (12) respectivement montées dans ces alésages (24, 24’) bloquées au moyen de vis (25) et dont les extrémités actives (13) permettent la production d’un arc fusionné.