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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Procédé et appareil pour la soudure, l'application d'enduits ainsi que pour la réalisation de réactions chimiques. On connaît déjà différents procédés de soudure électrique, notamment . la soudure électrique par résistance, en premier lieu, ainsi que la soudure à l'arc électrique.
Ce dernier procédé est réalisé de différentes façons. ou bien on produit un arc entre deux électrodes de charbon et le métal d'apport est introduit dans l'arc sous la forme d'un fil qui fond et coule goutte à goutte, réalisant ainsi l'assemblage des deux pièces métalliques à souder, ou bien on utilise directement comme électrode un fil métallique que l'on fait fondre au point que l'on veut souder sous la chaleur développée par l'arc et qui réalise ainsi la soudure, on peut également employer deux électrodes en charbon maintenues en forme de V, entre lesquelles on fait jaillir l'arc que l'on fait dévier le cas échéant au point que l'on veut souder, au moyen d'un électro-aimant. Dans ce cas aussi, on emploie un fil métallique indépendant pour fournir le métal d'apport.
Les électrodes en charbon peuvent être remplacées par
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des baguettesou desfils en tungstène par exemple.
Les procédés indiqués ci-dessus présentent certains inconvénients. En particulier on ne peut empêcher que très difficilement ou en partie seulement des occlusions de particules d'oxyde dans la soudure. ne même, il n'est pas très facile d'avancer uniformément la baguette de métal d'apport, principalement si la soudure est faite à la main et ce procédé de soudure demande une certaine adresse de l'opérateur.
Le procédé faisant l'objet de cette invention permet de réduire encore ce défaut que possèdent les procédés actuels.
Conformément au procédé de l'invention, le métal d'apport est amené automatiquement au point à souder, dans un état finement divisé, sous forme de poudre et l'on évite en même temps les occlusions d'oxydes, la soudure présentant alors une résistance atteignant presque les 100 % de la résistance du métal original et si l'on emploie une poudre métallique adéquate, la soudure peut même être encore forgée. Le procédé est décrit brièvement ci-dessus :
La poudre métallique servant à faire la soudure coule uniformément d'un récipient, à travers l'électrode prévue creuse dans ce but, et arrive au point à souder, Un courant électrique, par exemple de 10 volts, 100 Ampères passe entre la pièce à souder à l'électrode creuse.
La poudre métallique qui constitue en même temps la résistance électrique et qui est amenée uniformément, est portée à la température désirée et il se produit en même temps un arc qui chauffe fortement la pièce à souder. Dans ce procédé, le métal d'apport lui-même est fondu sous l'action du chauffage de la résistance électrique, pour éviter que la poudre métallique qui sort de l'électrode ne s'oxyde, on fait passer simultanément par l'électrode creuse, un gaz neutre ou réducteur, ou bien on amène le courant de gaz dans une tuyère annulaire, disposée concentrique avec l'électrode amenant la poudre métallique.
On peut également faire sortir le gaz protecteur simultanément par le centre ou concentriquement.
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ue procédé peut également être réalisé au moyen de deux électrodes qui prennent alors la forme en V. Dans ce cas, la pièce n'a pas besoin d'être maintenue sous tension, ou bien, si la soudure est faite avec du courant triphasé, le troisième pôle est connecté à la pièce à souder.
On peut ajouter au mélange de poudre métallique un fondant pulvérulent, comme par exemple de l'acide borique ou du verre pulvérisé, un chlorure ou un fluorure, on peut également ajouter à la poudre métallique un métal réducteur, comme par exemple de l'aluminium ou du magnésium ou un mélange de cesmétaux, ne participant que très peu ou pas du tout à la formation de la sou - dure. comme on le sait, ils servent d'agent de réduction.
Si l'on désire souder ensemble deux alliages, naturelle ment on doit utiliser des mélanges de poudre adéquats.
Le procédé actuel peut également être utilisé pour réparer des fissures et des éclats dans des objets métalliques, des ca- vités et des soufflures dans des pièces moulées. On peut également rapporter sur des pièces métalliques du métal d'apport ou des alliages de métaux pour reformer une pièce ou la modifier.
On peut également appliquer avec ce procédé des couches de métal d'apport sur desmétaux.
Le procédé et les appareils servant à sa réalisation sont également utilisés pour exécuter des procédés électro-chimiques ou électro-thermiques.
Si par exemple on fait passer dans la tuyère non point de la poudre métallique pure, mais un mélange, par exemple d'acide tungsténique et de poudre de charbon, il se forme sur la base un dépôt de tungstène métallique, si l'on injecte par la tuyère un mélange de 93 % de tungstène métallique et de 7 % de carbone, il ss forme un dépôt de carbure de tungstène fondu ou solidifié, suivant l'intensité du courant employée, on peut ainsi réaliser avec ce procédé, de façon très simple, des réactions très com- plexes et obtenir certains produits, ce procédé permet en outre
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d'opérer de façon ininterrompue et d'obtenir ainsi les produits de réaction d'une façon continue.
L'électrode en forme de tuyère peut être constituée par exemple par un tube de charbon, ou un tube de métal ou de carbu- re (carbure de tungstène) ayant un point de fusion très élevé.
Si l'on emploie comme électrode tubulaire un métal ayant un point de fusion assez bas, par exemple du fer, il est nécessaire de refroidir les électrodes en employant le procédé connu et de disposer dans la tuyère un tube en métal ayant un point de fu - sion élevé, pouvant être avancé. Ce tube intérieur dépasse de quelques millimètres l'extrémité de la tuyère, on avance à la main ou mécaniquement le tube (par exemple en tungstène) sui - vant l'usure produite par la température élevée.
Comme on l'a déjà dit, le chauffage ou la fusion de la pou- dre métallique qui s'écoule par la tuyère, est réalisé par chauffage par résistance électrique, tandis que le réchauffage de la pièce à souder est effectué en partie par la chaleur qui se dégage alors, en partie par l'arc se produisant de façon accessoire.
Trois formes de réalisation d'appareils de ce type sont représentées sur les dessins schématiques. La figure 1 représen- te une disposition dans laquelle la tuyère et le récipient auquel la tuyère est raccordée, constituent l'un des pôles électriques, tandis que la pièce à souder h est connectée à l'autre pôle. La tuyère est refroiaie par eau. Le récipient est muni d'un tamis ± sur lequel repose la poudre métallique b. Il indique un raccord tubulaire monté sur le récipient a, au moyen duquel on introduit le gaz employé pour la protection du métal. f indique la tuyère, d l'électrode, creuse, ± la poudre qui tombe et qui, après fusion, forme la soudure.
Dans l'appareil représenté sur la figure 2, on a prévu deux récipients à poudre métallique et deux électrodes.
Etant donné que les électrodes doivent être disposées en V, les deux jets de poudre métallique viennent toucher le sommet de
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l'angle formé par les électrodes ;ces jets de poudre consti tuent la résistance électrique fermant le circuit et produisant l'élévation de température nécessaire. Les deux électrodes sont montées isolées l'une de l'autre et sont connectées chacune à un pâle. La pièce n'est pas placée sous tension, contrairement à la disposition de la figure 3 dans laquelle on utilise du courant triphasé, la pièce à souder constituant le troisième Pâle.
Tandis que jusqu' ici on'avait besoin d'une tension de 45 V. dans la soudure à l'arc, en utilisant des électrodes en charbon et 20 Volts en utilisant des électrodes métalliques, il suffit lorsqu'on emploie le procédé actuel d'une tension de 5 à 10 V. en maintenant le même écartement des électrodes. Ainsi, la consommation d'énergie est bien plus faible.
Les réactions chimiques sont réalisées de préférence avec les dispositifs représentés sur les fig,l, 2, 3 que l'on monte dans une cloche étanche au gaz (figure 4) et l'on fait passer dans la cloche un courant de gaz protecteur adéquat, par exemple un courant d'hydrogène, on peut également monter sur le réci pient contenant la pou.dre un mécanisme électrique ou mécanique à secousses afin d'obtenir un écoulement très régulier du mélange de poudres à la sortie de la tuyère.
De préférence, la tuyère de l'électrode n'est pas utilisée pour amener directement le courant à la seconde électrode (pièce) en passant par la poudre métallique, car cette tuyère s'userait très rapidement, et l'on dispose dans l'orifice de l'élec- trode en forme de tuyère, u.n tube en tungstène, molybdène, tantale, etc. Ce tube transmet alors le courant automatiquement ou lorsqu'il vient en contact avec l'électrode ou la tuyère. Ce tube est avancé suivant l'usure, par exemple à la main, de façon que son extrémité dépasse sur l'électrode d'environ 2-3 cm. On peut également employer à la place de ce tube un fil mince, en tungstène, etc.
Dans ce cas, ce fil (servant d'électrode) pou-
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vant être avancé, est entouré de la tuyère annulaire par laquelle s'écoule la poudre métallique et sort le gaz neutre. Dans cette disposition, la tuyère annulaire peut également être en matière non conductrice, adéquate, par exemple en corundon.
L'appareil faisant l'objet de cette invention peut être con- çu de façon très commode pour la soudure à la main. Dans ce cas, le récipient peut être très petit, ne contenir que quelques centaines de grammes de poudre, étant donné qu'on peut très facilement le remplir en cas de besoin.