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Procédé de soudure par points . L'invention se rapporte à un procédé de soudure d'après le principe de la soudure par points. Par suite *de la nécessi- té de faire des économies d'étain, les procédés de soudure ont récemment pris une grande importance. Dans de nombreux cas différents, on les utilise en remplacement des brasures, notamment dans les appareils 'de la technique de la transmission des nouvelles.
Avant d'introduire de tels procédés de soudure devant remplacer les brasures, il faut être certain que, d'une part, il soit encore possible de se servir de stocks existants de fils, d'oeillets de brasure et d'autres éléments analogues .et que, d'autre part, l'on évite de devoir apporter des modifications, adaptées à la soudure, à la construction d'appareils dans lesquels la brasuredoit être remplacée par la soudure.
En vue de ce but .particulier, il importe donc avant tout de -concevoir des engins de soudure maniables, de manière à pouvoir réaliser des soudures, même en des endroits qui, du point de vue de ,1.' espace sont peu commodes.
On distingue 'des procédés de souaure selon le principe de la soudure à l'arc, y compris le principe Arcatom, selon le principe de la soudure par résistance y compris la soudure 'par points, et selon le principe de la soudure par renflement.
Lors de la soudureà l'arcon provoque la formation d'un arc entre électrode et matière à souder, cet arc entraînant la fusion de cette dernière. Dans la soudure par résistance, la matière à souder se trouvant entre les électrodes s'échauffe de manière correspondant à sa-résistance propre, par suite de la chaleur engendrée par le courant.,
La soudure par points s'applique sous des puissances particulièrement élevées qmi n'agissent que pendant un temps très court sur 'la pièce à souder.
On parle de soudure par renflement lorsque l'on fait passer dans la matière à souder, à certains intervalles, des pul- sations de courant de puissance croissante ou décroissante.
Elle a son importance pour la soudure d'aciers.
Du point de vue physique, quatre factaurs sont déterminants pour la soudure, à savoir : la tension U en volts à la matière à souder, le courant de soudure I en ampères, le temps t en secondes pendant lequel le courant de soudure passe, et enfin, la chaleur engendrée en joules et une constante k' Ces quatre facteurs sont liés entre eux par la relation :
E = k.U.I.t.
Un procédé connu de soudure fonctionne selon le principe de la soudure à l'arc, avec une électrode animée d'un mouve-
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ment pendulaire à la ce-aence (le la tension alternative d'alii,=enta.tion, alors que l'autre électrode est reliée à la pince à l'aide de laquelle la matière à souder est tenue et qui,
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de son côté, croit avoir un contact métallique avec la matière à souder, penaant que le processus de la soudure se développe. Dans ce procédé, les fils à réunir par souaure doivent préa-
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lablement être tortillés et, dans ces conditions, les deux bouts extrêmes ou fil forment une perle de soudure au cours au processus de la soudure.
Pour obtenir une soudure satisfaisante et en raison des
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gramaes quantités de chaleur entrant en jeu, il faut disposer d'une; quantité suffisante ae matière à souder pour la formalion de la perle, c'est à dire une longueur et une section de fil suffisantes. Par suite du processus de fusion, des mo- difications de section et de structure de la matière à souder se présentent au cours de la soudure, ce qui entraine un danger particulièrement grand de rupture de matière. La nécessité de tortiller les fils ou autres éléments de raccordement, entraine, par exemple dans les appareils servant à la transmission de nouvelles, des transformations plus ou moins importantes.
Dans ce procédé, la mesure au temps de soudure doit se faire manuellement, ce qui provoque facilement des .soudures défectueuses, notamment un écoulement trop prononcé de
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la ...atisre.
Un autre procédé de soudure connu fonctionne selon le principe de la fusion physique ae la matière à souder; on y utilise une pince à souder dans laquelle l'adduction de chaleur à la matière à souder est provoquée à l'aide d'électro-
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des en Ciiarbon ae masse relativement granae, chauffées' par le courant et accumulant la chaleur. Au cours du processus de la soudure, les électrodes en cnarbon deviennent incandescentes. La chaleur agit fortement sur la matière à souder.
Des
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modificatiOlis de structure sur des étendues relativement im- portantes de la matière à souder sont inévitables, car, après le processus proprement dit de la soudure, le contact calori- fique uoit subsister jusqu'au moment où le métal ayant coulé à franchi, en sens inverse, un certain intervalle de tempéra-
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ture ùe l'état ae rtjmollissement. Par suite de l'échauffe- ment tropimportant, ceci entraîne nécessairement des modifications de section de la matière à souder, ainsi que la dété-
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viciation de l'isolement, par exemple celui des fils de raccoraeffisnt constitué par du thermoplastent ou d'autres corps isolants. Pour obtenir une soudure irréprochable, il faut donc disposer de sections agrano-ies pour les fils, les oeillets ae soudure ou d'autres éléments de raccordement.
Les électrodes ai cuarbon s'usent fortement à l'usage prolongé. Cepen- dant, si la masse de la contre-électrode devient plus petite, ou bien que l'on saisit plus loin l'une des deux électrodes par la pince prévue pour recevoir les électrodes, une différance de température prend naissance entre les deux électro-
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des, et elle est d'autant plus grande que l'usure est plus irragulière. Seule la pièce métallique tournée vers la plus petite éle ctroae fond. Le résultat en est une soudure im- parfaite de la matière. Le réglage du temps de soudure se fait automatiquement; quant au.développement du processus de la soudure, les indications données plus haut au sujet du parcours de l'état de ramollissement du métal sont applicables.
Lorsque l'on applique ce procédé à la soudure de matériaux résistants, il faut remplacer les électrodes en charbon par d'autres ayant une faible résistance spécifique, par exemple par un alliage cuivre-argent (blombit). De ce fait, le
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principe de la soudure se trouve modifié.
L'invention se rapporte à un procédé de soudure selon le principe de la souaure par points. Elle consiste dans le fait que les électrodes sont constituées en un métal ayant utilement une bonne conductibilité, qui, par la formation et/ou l'application d'une couche électriquement résistante a une forte rési stance électrique sur la face tournée vers la matière à souder.
L'emploi de telles électrodes, avec coucne résistante sur la face tournée vers la matière à souder, assure, pour des temps de soudure très réduits et un grand rendementd'im- pulsion, une utilisation maximum de'la chaleur par son accu- mulation sur la matière à souder.
La formation et/ou l'application n'une couche résistante 'entre électrode et matière à souder, agiten sorte que la masse de la résistance nécessaire pour un 'fort échauffement, est tellement petite que la chaleur y engendrée par le courant ne suffit pas pour provoquer une fusion physique simultanée ae la matière à souder, comme c'est le cas pour les procédés connus. On provoque au contraire une accumulation marquée de chaleur sur la face de la couche résistante tournée vers la matière à souder.
Par suite de la limitation du processus d'écoulement à des surfaces très réduites, les pertes de chaleur \par conduc- tibilité et rayonnement sont ranenées à un minimum dans le procédé de soudure par points conforme à l'invention, grâce a quoi on empêche aussi bien une modification de texture sur d'assez grandes longueurs qu'une détérioration de l'isolement.
De ce fait, on évite également un affaiblissement de la sec- tion, même pour les' plus petits oeillets de soudure et les fins fils. On peut travailler vec des oeillets de soudure .courants, car, par suite de la bonne accumulation de la cha- leur sur la matière à souder et des courts temps de souaure, des. sections augmentées de matière ne sont pas requises. En outre, én évitantle tortillage préalable des fils, il est possible de vérifier subséquemment les points de soudure avec certitude, car la'traction n' est pas contrariée par le tor- tillage.
Pour réaliser une accumulation aussi grande que possible sur. la couche limitrophe entre électrode etmatière à souder, la couche résistante est le plus utilement constituée en un métal ou un .oxyde métallique ayant une rési stance électrique spécifique élevée.
Dans cet ordre d'idées, les métaux molybdène ou tungstè- :ne, ou d'autres de.. ce groupe, resp. leurs oxydes et carbures, conviennent particulièrement bien.
Pour limiter le processus d'écoulement à une surface aus- si réduite que possible, on choisit utilement très petite la surface de contact entre électrode et matière à souder. La . constitution sous forme de calotte a été trouvée très avanta-, geuse, car, grâce à cette forme, on évite simultanément, au cours de la soudure, une modification de section de la matière à souder sous l'action de la pression de la pince, modifica- tion qui se présenterait pour des électrodes pointues.
Pour'éviter la pr,ession non définie de la pince sur la matière à souder, lors de la manipulation purement manuelle,
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il est avantageux d'utiliser une pince de pression automatique, à pression réglable.
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l)n11r ,,viter le collage de la matière à souder aux éle-t2outs, ou la soudure e ificie électrodes et matière à. souder, on a avantage à utiliser, pour la fabrication de la couche rédistante, des Iuétaùx ne :.' alliaxt pas aux pièces à souder, n o ta ifl> e.it a 'L1 cuivre. De vrais alliages ou mélanges de métaux et d'alliages
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dans certaines conaitions, des propriétés plus favorables en ce lui ooncerne les conductibilités électrique et calorifi- que , que ce lias deleurs différents composants.
Dans certains cas on utilisera dcne de tels vrais alliages ou aussi des mélanges de métaux purs ou d'alliages.
Four certaines soudures il est particulièrement avanta-
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,,,eux cL utiliser des métaux ou des alliages à gaz combinés (hyurides) qui ont une résistance spécifique électrique par-
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ticulièreujent élevée ainsi qu'une conductibilité calorifique correspondante, ou bien des métaux et alliages à gaz occlus qui se dégagent au cours ae la soudure et empêchent que la matière à souder ne colle aux électrodes.
L'accumulation,de chaleur sur la matière à souder est influencée favorablement si l'on prévoit que l'électrode, resp.la couche résistante, subit un traitement superficiel sur la face tournée vers la matière à souder, ce traitement consistant par exemple à la polir, la dépolir, la rendre ru- gueusa ou la balafrer, car de ce fait il se présente une aug-, mentation de la résistance transitoire qui favorise l'accumu- lation de ciialeur, alors que, tout en évitant l'écrasement de la matière à souder, une forte adduction 0 3 chaleur a lieu par l'application d'une pression plus élevée de la pince.
Il est
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ég1:118m.o.l possible n'augmenter l'accumulation de chaleur à la surface de la matière à souaer par une application à fort
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coeiiicient d'isolement calorifique, de couches intercalaires, entre électrode et couche résistante, en métaux fondant difficilement. La possibilité du choix entre un bon et un mauvais isolement calorifique - en sauvegardant une liaison à bonne
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conauctibilité électrique - consiste dans le dimensionnement approprié de la section ae la c oucne intercalaire en'métal fonoant difficilement, par exemple sous forme de petits blocs
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di.stunuc;uls ou d'anneaux, ou par formation d'une pellicule u'oxyde sur la coucne intercalaire en métal fondant difficile- ment.
Dans bien des cas il est avantageux pour une bonne accu-
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:lation ue cnaleur, autiliser plusieurs couches intercalai- res de corps ayant des conductibilités calorifiques différentes et des résistances spécifiques appropriées, comme par exemple le laiton, le fer, le molybdène et d'autres.
L' allure de la températurede la résistance électrique de la matière utilisée pour l'électrode, resp. de la matière de la couche résistante, au cours du processus de la soudure, a
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une granae impoT1::al1C pour celui-ci. à ce point de vue, des métaux et leurs combinaisons, notamment des carbures et des nitrures, ou, en gênerai, des corps ayant un coefficient né- gatif de température, s'avèrent favorables, car ils ont une résistance initiale élevée au commencement de la soudure et cette résistance devient très faible à la fin de l'opération,
' favorisant ainsi la bonne qualité de la sounure.
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pour l'accumulation de la chaleur et pour les conditions de contact entre matière à souder et couche résistante, l'em- ploi de conducteurs enrobés dans des couches à grand volume de pores, par exemple de couches phosphatées, a été trouvé avantageux.
Pour faciliter la compréhension, une forme d'exécution du procédé conforme à l'invention est décrite ci-dessous, à titre d'exemple, à la lumière de dessins.
La fig. 1 montre le diagramme de la transformation calo- rifique en fonction de la durée de soudure dans les différents procédés.
Les fig.2 et 3 représentent des exécutions d'électrodes de soudure conformes à l'invention, données à titre d'exemple.
Dans la i'ig. l on a maintenu approximativementle diagram- me du rendement dans le temps pour les procédés connus (I) décrits ci-dessus etpour le procédé desouaure par points conforme à l'invention (II). On y remarque que la quantité de chaleur amenée, représentée par la surface donnée par le rendement enregistré et le temps, est beaucoup-plus grande dans les procédés connus (I) que dans la soudure par points (II).
Le temps pendant lequel la chaleur agit sur la matière- à souder est très long comparativement à celui nécessaire pour le procédé de soudure par points (II), de sorte qu'il en ré- sulte des modifications de texture de la matière à souder, son usure, ou la détérioration de l'isolement, choses (lui ne se présentent pas dans le procédé de soudure par points, 'par suite de- l'action de très courte durée (quelques périodes du courant d'alimentation) sous un rendement élevé.
La'fig. montre une possibilité d'exécution a'un systè- me d'électrodes qui trouve le mieux son emploi en double exé- oution pour une pince de soudure., comprenant l'électrode en cuivre 1) et une couche résistante appliquée (2), par exem- ple en -molybdène, qui a la forme d'une calotte sur la face tournée vers la matière à. souder'. (3) et (4) représentent la matière à.souder, par exemple des fils de cuivre.
La fig. 3 montre une autre possibilité d'exécution du principe de l'invention. Dans ce cas, l'électrode est consti- tuée par plusieurs couches intercalaires en métaux ayant des conductibilités calorifiques différentes et des résistances spécifiques correspondantes.' Le conducteur d'amenée (5) en cuivre porte d'abord une plaque en laiton (6) à laquelle se raccorde une couche intercalaire en métal fondant difficile- ment, par exemple en f er sous forme depetitsblocs ou de pièces distanoeuses (7), en vue de réaliser un bon isolement calorifique et de favoriser l'accumulation de chaleur sur la matière à souder. Sur ces pièces distanceuses (7) est fina- lement rapportée la couche résistante, par exemple en molyb- dène, posée sous forme de calotte contre. la matière à souder (9-10).
Le dimensionnement le plus favorable des couches inter- calairas individuelles en métaux différents s'obtient à la suite d'essais et,dépend des matériaux à souder et de leurs sections, ainsi que des courts temps de soudure nécessaires à la bonne conservation de l'état intérieur etextérieur de la matière à souder.
L'invention n'est pas limitée à ces formes d'exécution.
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Grâce à son savoir-faire, le spécialiste de la soudure peut construire (-,'autres électrodes de soudure appropriées. Le procéaé convient non seulement pour les besoins de la soudure de fils, d'oeillets de brasure ou d'autres éléments de raccor-
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der,.c:.:t analogue .=, notamment dans des appareils destinés à la transmission des nouvelles, mais il peut aussi être appliqué à toutes le# autres soudures de métaux, notamment de ceux
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ayant une bonne conducti bili te électrique.