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procédé de soudure électrique.
On connaît un procédé de soudureélectrique, dans lequel l'électrode fusible est constamment plongée dans un flux consistant en silicates des métaux alcalins et alcalino-terreux et dans lequel on utilise, comparativement à l'intensité de courant utilisé, des fils de soudure minces fortement chargés, qui sont amenés à la zone de fusion avec une vitesse de 0,7 m/minute à 1m/minute ou davantage.
Le fait, que les fils de soudure, malgré les intensités inhabituellement élevées du courant, n'ont pas besoin d'être plus que gros/dans le procédé de soudure avec arc visible, est extraordinai- rement important pour la réalisation du procédé de soudure selon l' invention. En premier lieu, la.grande raideur de gros fils métal- liques exercerait une action gênante lors du déroulement du fil de soudure à partir du tambour supportant ce fil métallique et lors de son passage à travers le dispositif d'avance. Mais, en deuxième lieu, il est nécessaire, surtout dans le cas de la réalisation de soudu- res dans des rainures, que le fil métallique de soudure puisse pé- nétrer un peu dans la rainure, sans que l'arc soit dévié vers les arêtes de la rainure.
On pourrait également dans le procédé de sou- dure avec arc visible, penser à laisser le fil de soudure, dans le cas de fortes épaisseurs de tôle, pénétrer un peu dans la rainure
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de soudure. Lais, ,., i n,# ce 1),('0"<;; u-";' de soudure plus s ,: nc 1 e n , la rainu- re ,-L soudure est notablement plus large, de sore que dans ce pro- cède, de gros l'ils de soudu,'e, avec un;: densité de courant relative- ment faible, n' ex.;:-.cent pas une action gênante, tandis que dans le eus du :'occ:ic: de soudure sans arc visible, on utilise des rainures de soudure très étroites avec un faible besoin en matière de soude-
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re et par suite l'utilisation de fils de soudure aussi minces que
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possible devient, ¯our les raisons ..lentionnées, d'une importance particulière.
Le nouveau .i;',COCI::Q8 ae soudure pose par suite le pio- ;iè..:e ua Cik"cgd' 06,; fils de soudure relativement minces avec une '.l.2l'lSitè de courant iiiiiabil1=eïie::;en.t elevée. On obtient ainsi qu'on i e1=.i -mener à l'endroit de soudure, en ulaintenant l'e1:,at qUC1.si-sta- ciom.¯¯,ir'e de -c.': ;l'.',l.des ('lUc.,frLit0s de uetal de soudure par unité de e.:ß s sans ,ue le fil de soudure ait besoin d'être sensiblehient plus jros que ce n'est l'üubituae dans d'autres procédés de soudu- ra o<L-.?<, .:le; 'oa'es fusibles.
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TL a toutefois été constata que, dans le cas de 1'accro is E3e,ent de la l,L:L3s;:rce électrique jusqu'à des densités de courant , i' i ï - " s à 2 5 / 2 l' h 1'" in- c/,j fil couture supérieures aulp/Km , réchauffement <ù=SL:'6 iu fil de soudure par la chaleur dégagée par l'effet Janle ne se l L;se )':.',3, dans tous les cas, éliminer avec une pleine sécuri- 't< ,aule lenv par la vitesse elevee d'avancement du fil métallique
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de soudure.
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Il es CO..:':lU que le courant électrique est amené à l' e- 12c lo.L'O.e ,L mdb:L.;; 4, '...les ,ü.0cúoÜ'e,J de contact, entre lesquelles l'é- .i.t3cL.J."ocle glisse après qu'elle est passée à travers un dispositif peur =,on dressage. Jes ill&cl1oirl.8 de contact sont disposées au-dessus de l' er,d1ovt le iELo1oL1i e de tclj-e ..A'ril:Z'8 qu'elles dirigent vers l'en- :1'Ù=¯t ae soudure l'électrode j.,'e,:;:'-8e. Lors 0.2 la soudure avec un ...c ¯e.,i'i,¯L;e visible, on 'GGlîC1 à titainidnir ces mâchoires de con- tre et, çj-1ér< autant LLe ..e ,2i .ie i. le raideur du fil métallique, aussi ..
U ¯ ;i- # ",Lie r,.)SS:¯;J12 àé l'endroit de soudure, pour* les protéger
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contre le rayonnement et l'échauffement egissant de l'endroit de soudure. -Malgré cela on s'est vu force, dans la soudure à arc, de .munir ces mâchoires de contact, dans certaines circonstances, d'un dispositif additionnel de refr oidissement. Par contre, dans le pro- cédé de soudure selon l'invention, un échauffement des mâchoires de contact par rayonnement ne peut pratiquement pas avoir lieu, car l'endroit de soudure est complètement recouvert par le flux.
Un échauffement des mâchoires de contact ne peut avoir lieu que par l'intemédiaire du fil de soudure, lorsque celui-ci devient trop chaud à l'endroit de contact ou au voisinage de celui-ci, ce qui doit être attribué principalement à l'action du chauffée par effet Joule. Mais l'accroissement de température du fil métallique de soudure devient d'autant plus grand que le fil métallique séjourne plus longtemps dans la région parcourue par le courant entre les mâchoires de contact et l'endroit de soudure.
Conformément à l'invention;, on évita réchauffement inad- missible du fil métallique, amené à l'endroit de soudure avec une vitesse allant de 0,7 m jusqu'à plus de 1 m/minute, par le fait que la distance entre le dispositif de contact, par lequel le cou- rant électrique est amené au fil de soudure, et la pièce à traiter est, pour obtenir de petites -lutées de séjour du fil de soudure dans la région parcourue par le courant, inférieure à 15 cm, de prèféren- ce inférieure à 10 cm.
Les densités de courant, pouvant être utilisée.-, selon l'invention, peuvent s'élever à 25 amp/mm2 ou davantage..
L'invention est bcsée sur la constatation que, d'une part, l'échauffement de la partie, parcourue par le courant, de l'électro- de est, pour une distance donnée entre l'endroit de contact et l'en- droit de soudure, d'autant plus faible que la vitesse d'avancement du fil métallique est plus grande et que, d'autre part, la densite de courant peut, sans augmentation de la température(,.il fil métalli- que, - être accrue d'autant plus que la distance entre l'endroit de
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Cù..ck,c"(, ev 1?otl:o::. ",," ::'0¯u.e est, plus petite et LîE.' 1e; vitesse
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u-u 7..1. mc:'tmll'..,yGtd 08"1:, .I:,..LUS élevée. :3i l'on modirie fortement ces c.-eux ¯:' C'8t".,(', 1-0t:
",:,le1'1\, si, en ,. -.= >.<i er- lieu, on acdr oît notable- ment la vit""s2 '..U ,:.:il ig<..i i 1 - 1 <u e , par exemple jusqu'à l, 5 n1/inu- te, et si, en ueuxiéme lieu, on réduit notablement la distance entre l'endruit :..2 contact et l'endroit de soudure, par exemple jusqu'à 50 Min, Li est possible d'atteindre des aurées de séjour si courte::; ae ei::..4.ae élément indiviouel de fil métallique dans la l'(,;;iOll parcourue pur le courant oue l'on peut utiliser des aensi- da co..ïwz.t notablement plus ulevees que jusqu'ici, s:ns que le il 1et\liQ:,1e .'ci) '.j(;#,u:':':L'e de ±'t,gon inadmissible.
La vitesse élevée -:. 'iL ...e..i.due et l'intensité élevée du courant doivent naturel- lement être déterminées en .a'orctior l'une de l'autre de telle ma- nière que 1:1 vitesse d'avancement du fil métallique soit eg:le à la vitesse ae -usion à l'endroit de souaure.
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En observant les enseignements fournis par l'invention; on peut utiliser le valeurs suivantes vérifiées en pratique :
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Vitesse ou fij. métallique : 0,7 à 1,5 in/;ggiiiut e . is'azice entre l'encLroit de contact et l'endroit de soudure: 50 à 80 raD.1.
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Il a été constaté que l'influence de la conduction de
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chaleur à parti'.' le l'endroit de soudure le long de l'électrode de
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soudure n' est que faible comparativement à l'influence de la cha-
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leur due au coL.runt. L'influence et les varsa.tions de la températu- re ambiante, ainsi que la perte de chaleur par convection et rayon- r;e..>ent sur la. température du fil métallique de soudure sont égale- ment assez 1aib..Le.s, en raison de la faible durée de séjour de celui- ci uans la rWL,:LOÜ .:. d'courue par le courant. Par conséquent, le rap- ,.ew-e, de la 8U.c'1.',C(; de l'elecfjode au diamètre de l'électrode n' pas une influence importante.
On peut établir une relation mathéma- tique qui indique de façon relativement simple de quelle manière
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coopèrent les facteurs influençant la température du fil métallique.
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C-- obtient ainsi - en tenant compte cie ce qui a été dit précédern-
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ment -- une équation pour une valeur caract(jristi(ue sans diúen- sion #, qui de son c6té est fonction de la températuredu fil métallique.
On a @
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i 2 ¯ YO i-e L Ô - 0' De (1 -t " . . mm B . = résitance spécifique du fil de #o m soudureà la température consi- dérée,
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i r at?-¯¯¯ = densité de courant, rmnd 1 courant, L [cm] = distance entre l'endroit Ó.'a",e- née du courant et l'en-droit de soudure,
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"X Joule = chaleur spécifique d.e 1' uiiit cm.3.
C de volume à la température considérée, To j = 473 K ten:,.;..:ra-ct,e consiClé- @
W [cm/sec] = vitesse du fil métallique, en même temps que :
T - To #
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#### - = f ( l7 ) To équation dans laquelle T est la température 0.1.1 fil matahique de soudure au voisinage immédiat de l'endroit de fusion, mais en réa- lité tout près en avant de l' endroit de fusion, ce cui est prati- quement la même chose.
Le dessin ci-joint représente graphiquement la rela- tion entre cette température T et la valeur caractéristique sans dimension #, à savoir pour un fil de soudure en fer pur pour le- quel les valeurs de # et [gamma]c à des températures différentes sont les suivantes :
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>1 e ,.= e;.a.ôL;re ::J . t e sà;e e ii'i<, ue Chaleur ,,' 'V"C Te.-.er'cure Résistance sccii'ic.ue ) Chaleur SpeCl.LlC-,Ue () C ...c1- . 111m2 ' Joule m cua9. 0 C
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<tb> 0 <SEP> 0,087 <SEP> 3,48
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<tb> 100 <SEP> 0,142 <SEP> 3815
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<tb> 200 <SEP> 0,210 <SEP> 4,14
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<tb> 300 <SEP> 0,303 <SEP> 4,455
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<tb> 400 <SEP> 0,410 <SEP> 4,81
<tb>
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<tb> 500 <SEP> 0,525 <SEP> 3,25
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<tb>
<tb>
<tb> 600 <SEP> 0,650 <SEP> 5,80
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<tb>
<tb>
<tb> 700 <SEP> 0,777 <SEP> 7,30
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<tb>
<tb>
<tb> 758 <SEP> 0,85 <SEP> 10,4
<tb>
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800 G91 z71
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<tb> 900 <SEP> .
<SEP> 1,04 <SEP> 6,26
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<tb> 1000 <SEP> 1,2 <SEP> 6 <SEP> , <SEP> 19 <SEP>
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On peut admettre que les propriétés au fil de soudure
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habituel r.e s' éC21'tent pas ;'o;.tement des valeurs ci-dessus, con- nues pour le i'er pur-, .e sorte qu'on peut, pour une température maximum é\drüissible déterminée des électrodes de soudure, près de l'endroit de soudure, déduire facilement de la courbe la valeur correspondante de la caractéristique 6 et déterminer, d'après
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l'équation se 1"61.::--- ortant à 6 , des valeurs utilisables pour i, w, et 1. Il est naturellement à nouveau supposé ici que!!. est é- gal à la vitesse de fusion ae l'électrode. L'équation ne dit rien sur ce que cette vitesse est en réalité.
Mais ceci signifie seule- ment que lorsque quelques valeurs correspondantes entre i w et 1 sont déterminées par le calcul, ces trois valeurs doivent être re- ]par un essai pratique ultérieur de telle manière que, pour
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une ais-barice 1 donnée, les valeurs pour i et w doivent être correc- tement réglées par rapport à la vitesse de fusion de l'électrode, ce qui est possible sans difficulté.
Comme température maximum admissible à l'endroit le
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plus chaud de l'électrode, on devra en général se limiter à des températures comprises entre 150 et 400 C. Mais ceci donne, pour une faible distance entre l'endroit de contact et l'endroit de soudure et pour une vitesse élevée d'avancement du fil métallique conformément à l'invention, des intensités de courant si fortes que les puissances de soudure inhabituellement élevées mentionnées au début se produisent réellement.
Par exemple, dans le procédé selon l'invention, un fil de soudure, d'un diamètre de 6,35 mm, qui est entraîné vers i'en- droit de soudure avec une vitesse de 2 cm/sec, pourrait être char- gé d'une intensité de courant de 1200 amp, correspondant à une densité de courant de 38 amp/mm2. La température du fil métalli- que, au voisinage de l'endroit de soudure, s'élève à 200 C, et la distance entre l'endroit de contact et l'endroit de soudure n'est que de 8,4 cm. Comme la mâchoire d'amenée de courant, à travers laquelle glisse le fil de soudure, doit avoir une certaine lon- gueur, car un endroit de contact réduit à un point n'entre prati- quement pas en question, l'arête inférieure de la mâchoire est é- loignée de l'endroit de soudure d'une distance notablement infé- rieure à 8 cm.
Il se produit si peu un échauffement gênant de la mâchoire et du fil métallique que le refroidissement par eau, au- trement habituellement utilisé dans des installations analogues, devient inutile. Ceci présente également un intérêt technique. De façon correspondant aux indications précédentes, il est amené, dans le cas de cet exemple, plus de 0,6 cm3 de matière de soudure par seconde dans le joint de soudure
Au lieu de la courbe représentée sur le dessin, on peut établir des courbes analogues également pour d'autres matiè- res, par exemple pour le cuivre, l'aluminium et des matières ana- @ logués. Le procédé selon l'invention peut par suite être appliqué le cas échéant à toute matière de soudure désirée.
Il suffit, dans certaines conditions, d'insérer, dans l'équation donnant la
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caractéristioue 6 le facteur 3'o correspondant au métal y <
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ou à l'alliage en question et d'utiliser la courhe ci-jointe pour determiner i et w. Enfin, l'utilisation de courbes de ce genre ne constitue pas une exigence absolue. Des essais pratiques, se basant sur les indications selon l'invention, peuvent également suffire pour déterminer l'une par rapport à l'autre, dans le cas a'une faible distance entre l'endroit d'amenée du courant et l' endroit de soudure, des intensités de courant et des vitesses d'avancement au fil métallique suffisamment élevées pour que, pour la puissance de soudure maximum, la vitesse d'avancement du fil métallique et sa vitesse de fusion correspondent l'une à l'autre.