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"PROCEDE DE SOUDAGE ELECTRIQUE ,PARTICULIEREMENT DE TOLES MINCES,ET DISPOSITIF POUR SA REALISATION":
L'objet de l'invention consiste en un procédé de soudage électrique de pièces métalliques de toute espèce,particulière- ment de tôles minces, ainsi qu'en un support d'électrodes pour la réalisation de ce procédé, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'au moyen de deux électrodes convergeant en \'par rapport au joint de sou ur plan et en élévation et disposées ensemble, symetriquement, du pote du devant des pièces à souder,les bords de ces dernières sont chauffés sur une partie, avec évitement de la formation d'un arc électrique, à la température de fusion et qu'alors la masse métalliquefondue est portée ,
par avancement glissant
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et sanspression d'application des électrodes le long des bords, à la température de soudage en vertu de l'augmentation de la résistance de passage, pendant que les parties de bords voisines des parties métalliques fondues et situées dans la direction d'avancement ,sont simultanément préchauffées à la température de fusion,la réalisation du procédé entier étant telle que la matière fondue quitte l'endroit de sa liauéfac- @ .complètement', tion, descende dans le joint de soudure et remplisse/ce der- nier du côté de devant des pièces à souder jusqu'au fond du joint de soudure, situé du côté arrière des dites pièces.
L'invention part de ce que ni le soudage à arc électri- que, ni les autres procédés connus de soudage, commepar exem- ple le soudage par fusion a.u chalumeau, ou les procédés connus de soudage par résistance, ne se prêtent pratiquement pas bien au soudage de pièces minces.
L'invention évite l'emploi d'un arc électrique. Le dan- ger d'une surchauffe et d'une formation indésirable d'oxyde est évité parce que le degré de chauffage ne constitue qu'une fraction seulement de la chaleur de l'arc électrique ou de la flamme d'un chalumeau de soudage, et peut être maintenu exactement à la température à laquelle le métal à. souder coule bien. Ceci est d'une importance particulière dans le cas de soudage de métaux légers,dont le point de fusion est situé, comme on le sait, bien en dessous de celui du fer.
De plus, dans la réalisation du procédé suivant l'inven- tion il n'est pas nécessaire,- comme dans le soudage à résis- tance,dit sous pression,- d'exercer une forte pression sur les pièces , souder; vu que la température de soudage est provoquée par l'établissement de la résistance de passage accrue, que crée forcément la matière fondue par la chaleur de fusion, pour le soudage suivant l'invention on peut employer du courant continu ou alternatif de faible tension,par exemple de 3-7 volts et de 80-350 ampères(mesuré à la résistance).
Ce courant peut être amené aux bords à souder,- qui sont avantageu-
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sèment spécialement préparés,par exemple rabattus ou biseautés,- par une paire d'électrodes,par exemple des baguettes de charbon, reliée par exemple à l'enroulement secondaire d'un transformateur.,'
Pour le soudage les électrodes peuvent être préchauffées à la température nécessaire soit par court circuitage direct, sans toucher les pièces à souder, soit par le fait qu'on les ap-pose respectivement aux deux bords à souder, jusqu'à ce qu'elles deviennent incandescentes: Aussitôt que le métal commence à couler on peut commencer le soudage, en faisant avancer les électrodes-d'un mouvement uniforme et'sans pression le long des deux bord.
La distance mutuelle des électrodes peut être réglée suivant les besoins. Lors du soudage, la tension descend oorrespondamment à l'augmentation de l'intensité,par exemple à 1 1/2 respectivement 3 volts lorsque la tension initiale était de 3 respectivement 6 volts. La vitesse avec laquelle on peut souder est,pour les tôles minces,par exemple de 0,6-1 m/minute.
Une condition importante pour un soudage irréprochable consiste dans le façonnage et la position des électrodes. Utilement ces dernières présentent à leur extrémité de soudage, une forme de tranchant. Utilement les électrodes sont apposées pour le soudage de manière, à ce qu'en élévation elles conver- gent vers le joint de soudure et à ce que les tranchants des électrodes glissant à la surface des pièces à souder et vus en plan,convergent en direction opposée à la direction de leur avancement. Afin d'éviter une oxydation ou une projection du métal en fusion, la face inférieure des bords des pièces à souder est utilement munie d'un fondant, appliqué préférablement sous forme d'une pâte.
En procédant de cette manière on obtient un joint de soudure propre et uniforme.
Comme il a été mentionné,en emploie des basses tensions, afin d'éviter la formation d'un arc électrique. Pour le soudage des tôles de 0,9 m/m d'épaisseur,se prête par exemple une
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tension de 6 volts. La chute de tension dans l'application de la présente invention Drésente l'avantage, qu'à des interruptions éventuelles il n'y a pas formation d'étincelles.
On évite ainsi la possibilité de formation d'un arc, par lequel des particules des électrodes précipitées dans le métal liquide, pourraient rendre plus difficile le passage du courant à la reprise du soudage ou souiller le joint de soudure.
Des essais ont montré que des pièces soudées de cette Manière répondent aux exigences présentées à leur égard et que le métal dans le joint de soudurea une structure etrê- mement fine et uniforme.
L'objet de l'invention consiste en outre en un support d'électrodes approprié à la, réalisation du procédé consistant en un support à poignée, dans lequel deux électrodes sont disposées ensemble -le manière converger,en élévation,vers les pièces à souder,et, en plan dans une direction opposée à celle de leur avancement, toutes deux dans un plan orienté au moins approximativement à angle droit par rapport au support de manière à ce que leur distance mutuelle puisse être réglée sans interruption du courant.
Pour la réalisation du procédé on utilisera de préférence l'exemple d'exécution d'un support d'électrodes représenté au dessin,dans lequel:
La figure I contre une vue latérale du support d'électrodes,
La figure 2 une vue en plan,
Lo figure 3 une vue de face,
Les figures 4a-40 montrent schéma.tiquement la position des électrodes par rapport aux pièces à souder et la formation du joint de soudure par les bords rabattus des pièces à souder, à une échelle agrandie.
Le support d'électrodes représenté a.u dessin,possède une poignée. 1 traversée par deux bras conducteurs de courant 2,3.
Les bras ou conducteurs 2,3 communiquent avec une source de
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courant non représentée. L'un des deux conducteurs 2, est disposé de manière fixe dans la poignée 1, tandis que le conducteur 3 y est disposé,. de manière rotative. Une rotation du conducteur 3. autour de son axe longitudinal peut être réalisée au moyen du levier 4, tournant autour de l'axe 5 sur la patte d'attache 6 fixée à la poignée 1. Une extrémité du levier 4 est reliée par une goupille 7 à la pièce de liaison 8, reliée à son tour à une goupille 9 fixée dans le conducteur 3. Un ressort IO s'appuyant d'une part contre le levier 4 et d'autre part contre la poignée 1, a la tendance de maintenir le levieh 4 dans la position de départ représentée dans la figure I.
Lorsque le levier 4 est angulairement déplacé dans le sens de la flèche 1 ,figure 1, le conducteur 3. en est également angulairament déplacé autour de son axe longitudinale sans que le soudage en soit interrompu. Les extrémités des conducteurs 2,3 portent les électrodes 11, 12 et dans ce but par exemple ,des flasques 13,14 sont soudées¯aux dites extrémités des conducteurs 2,3 et sont garnies de vis et écrous à papillon 15,16 et de joues de serrage 17,18. Les flasques 13,14 sont raccordées aux conducteurs 2,3 comme représenté dans la figure 2 de manière, à former entre elles un angle aigu s'ouvrant vers la poignée.
Les électrodes 11 ,12 peuvent aussi être disposées dans un fourreau ou manchon 19, oomme représenté dans la figure 3 en 11; des électrodes en charbon sont munies utilement d'un recouvrement en cuivre. Pour l'évacuation de la chaleur engendrée, des disques refroidisseurs 20,21 agrandissant la surface, sopt disposés sur les conducteurs 2,3 naturellement de manière à ce que la capacité rotative du conducteur 3 n'en soit pas entravée. Au lieu d'un refroidissement à l'air on peut aussi prévoit un refroi- dissement à l'eau,
Les électrodes sont disposées verticalement aux bras,elles convergent vers leurs extrémités libres et forment entre elles un angle aigu (figure 3), La forme d'arête tranchante des charbons est visible à la figure 3.
Sur leurs côtés tournés l'un vers l'autre,les charbons présentent une forme plate,tandis que des
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côtés opposés, ils sont essentiellement demi-ronds. Les arêtes tranchantes des baguettes électrodes convergent en direction opposée à la direction d'avancement x-y (figure 4c). Par les deux convergences on arrive à ce que la chaleur soit en quelque sorte eoncentrée au sommet des angles de convergence,- , ce que le façonnage du joint de soudure soit influencé par la pénétration des arêtes tranchantes dans la matière fondue, et à ce que l'avancement des électrodes,- avantageusement arrondies aux angles de leurs arêtes,- le long des bords à souder se fasse sans entrave.
Si les arêtes tranchantes des électrodes étaient dirigées par exemple parallèlement l'une à l'autre,les extrémités des charbons s'enfonceraient,par suite de leur température, par fusion dans les pièces à souder,en formant en quelque sorte des évidements suivant leur forme dans les nièces à souder et empêcheraient ainsi l'avancement ultérieur du support d'électrodes. Les arêtes tranchantes des électrodes reposant sur la matière à souder 22a et 22b peuvent 'être plus ou moins larges ,suivant l'épaisseur des tôles ou la forme des pièces souder.
La convergence des tranchants des électrodes peut être obtenue d'une part par le fait que les flasque# attachées aux conducteurs 2,3 forment entre elles un angle aigu, cornue mentionné plus haut, et/ou par le fait que les électrodes sont semés dans le support de manière à obtenir la convergence voulue.
La forme particulière des électrodes et leur dispocition par rapport bords des pièces à, souder, ainsi que les phéno- mènes se produisant lors de la formation du joint de soudure oar les bords fondants,sont représentés dans les figures 4a-4c.
Les baguettes de charbon Il et 12 convergeant en éléva- tion,sont disposées debout par rapport aux pièces à souder 22a 22b, symétriquement aux bords rabattus 25, de manière à reposer, sans pression particulière, par leurs arêtes tranchantes, disposées intérieurement ,sur les pièces à souder. Les 'côtés inférieurs des bords 5 des pièces à souder 22a,22b sont enduits
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à l'endroit ou se trouvera la base ou le fond de la soudure, d''un fondant pâteux 24.
De la figure 4c, il ressort que la face de base des électrodes présente approximativement la forme d'un segment de cercle disposé de manière à ce que les arêtes tranchantes S. forment avec le joint de soudure un angle aigu. Par la convergence résultant des arêtes tranchantes,la plus grande chaleur est concentrée vers l'extraite des arêtes tranchantes située à. l'arrière par rapport au sens du mouvement d'avancement des charbons, et en outre on empêche ainsi les arêtes antérieuresau sens de mouvement x-y,- des électrodes à s'accrocher à la matière à souder et à entraver ainsi le mouvement d'avancement.
Par la chaleur des électrodes la matière est portée en 26 à la température de fusion: Simultanément commence le déplace+.-.- ment du support d'électrodes dans la direction x-y .rendu possible seulement grâce à l'angle d'obliquité que les extrémités des électrodes forment entre elles; Ceci a pour résultat que la matière préchauffée en 26 et fondue vers 27, est portée en 27 à la chaleur soudante par l'action additionnelle de la résistance de passage.
La figure 4b montre qu'après achèvement du soudage les bords 25 ont été fondus et que par conséquent la matière fondue a abandonné l'endroit de sa liquéfaction,et que la matière fon- due a complètement et uniformément rempli jusqu'à 1 a base 28, .le joint de rencontre 27 légèrement élargi par la fusion.
Pour le soudage de., tôles dont les bords à unir entre eux ne sont pas rabattus, on choisira avantageusement une forme d'électrode un peu plus obtuse que dans les autres cas et une arête plus large, Dans ces cas on peut également préparer spécialement les bords des tôles, .par * exemple les biseauter de ma- niére à former un joint de soudure ouvert vers les électrodes,
Dans le joint de soudure on peut placer dans ce cas une matière ou un matériau additionnel, qui surpasse légèrement l'arête supérieure des tôles et dont la composition correspond à la matière principale,
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Les électrodes glissent dans le cas,le long du fil additionnel et le soudent dans le joint de soudure. Dans ce cas on -peut aussi utilement employer un fondant.
Dans le procédé suivant l'invention on veut employer aussi bien des électrodes en charbon que des électrodes d'une autre matière infusible ou à point de fusion élevé.
La préparation au soudage des pièces à souder sera adaptée aux exigencesparticulières de chaque cas. Utilement les bords à souder sont nettoyés des impuretés,de la couche d'oxyde du laminage,etc..En cas de soudage de tôles minces on préfèrera par exemple le rabattement des bords à souder.
Le rabattement des bords des tôles peut se faire à angle droit ,aigu ou obtus. Les bords des tôles peuvent se toucher mutuellement ,ou ils peuvent être disposés à faible distance l'un de l'autre. L'emploi de matière additionnelle, par exemple d'une baguette de soudage est recommandable surtout dans le cas où l'on ne rabat pas les bords, mais ou on les juxtapose par simple rapprochement. Dans le cas d'emploi de matière additionnelle on peut utiliser celle-ci comme guide d'électrodes, et dans le cas où cette matière touche simultanément aux tôles,elle,- est traversée par le courant.
Pour éviter unesurchauffe des électrodes,par laquelle les pièces à souder seraient forcément brûlées,il est recommandable d'intercaler un dispositif réglable,automatique,entre la source de courant et les électrodes. Celui-ci empêche qu'on ne dépasse la limite maximum de courant admissible pour chaque nièce à souder.
Le guidage du support d'électrodes peut se faire aussi bien à la main qu'automatiquement. De même au lieu de déplacer le support d'électrodes ,on peut déplacer le matériau à souder,
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soit k 1 M. main, soit automatiquent, le long du support d' élec- trodes stationnaire, ou déplacer,si l'on désire, le supportd'é- lectrodes et le matériau à souder en directions opposées l'une
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à l'autre,le cas échéant alternativement:
Des explications données ci-dessus,il résulte que dans le procédé suivant l'invention l'action de soudage est produite par l'action combinée des électrodes chauffées par le courant électrique et de la chaleur de résistance engendrée au passage du courant par la matière à souder.
REVENDICATIONS
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================================ 1) Procédé de soudage électrique de pièces métalliques de toute espèoe,particulièrement de tôles minces,-caractérisé en ce qu'au moyen de deux électrodes convergeant en plan et en élévation et disposées ensemble,symétriquement par rapport au joint de soudure, du côté du devant des pièces à souder,les bords de ces dernières sont chauffés sur une partie,avec évi- tement de la formation d'un aro électrique, à la température de fusion et qu'alors la masse métallique fondue est portée,par avancement glissant et sans pression d'application des élec- trodes le long des bords, à la température de soudage, en vertu de l'augmentation de la résistance de passage,
pendant que les parties de bords voisines des parties métalliques fondues et situées dans la direction d'avancement,sont simultanément pré- chauffées à la température de fusion, la réalisation du procé- dé entier étant telle que la matière fondue quitte l'endroit de sa liquéfaction,-,descende dans le joint de soudure et remplisse complètement ce dernier du côté du devant des pièces à souder jusqu'au fond du joint de soudure du côté arrière des dites pièces.