"Procédé de soudure en présence de gaz protecteur"
Il est connu d'exécuter des soudures en présence de gaz protecteur, en plaçant les objets à souder dans une caisse remplie de gaz et en introduisant l'ensemble dans un four où les
objets et la caisse sont portés à la température de fusion de la soudure, de sorte que celle-ci fond et, en raison de la réduction
des oxydes superficiels, produite par le gaz protecteur, s'étend
sur les faces à souder et pénètre dans les joints de soudure. Au
lieu de placer une caisse étanche au gaz dans un four ordinaire,
on peut aussi rendre le four même hermétique, le remplir de gaz
et chauffer les objets à souder directement dans le four.
Le procédé connu jusqu'à présent offre l'inconvénient que, lorsqu'on utilise de l'hydrogène comme gaz protecteur, il peut
se produire des explosions de gaz'tonnant qui donnent lieu à de graves perturbations de service en raison de la grande quantité de gaz présente. Il est également difficile de maintenir les éléments à souder assemblés de telle façon que, si l'on donne
la préférence au cuivre comme matière de soudure, ils ne puissent ni se déplacer, ni se distordre à la température de fusion corres-
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l'utilisation d'un poids comme charge d'assemblage, puisque Les tensions de dispositifs de serrage se perdent à cette température. Il est alors également souvent difficile d'empêcher la distorsion et la déformation de grandes pièces sous l'effet de leur propre poids.
Le procédé connu exige aussi des quantités très importantes de chaleur et d'hydrogène, étant donné qu'indépendamment de la dilatation des endroits de soudure, toute la pièce et tout l'espace du four doivent être portés à la température de fusion de la soudure. De plus, le chauffage demande beaucoup de temps, ainsi d'ailleurs que le refroidissement. Par ailleurs, il est souvent nécessaire de prendre des précautions spéciales pour empêcher que la matière de soudure, qui s'étale, ne produise des soudures en des points où celà est indésirable, par exemple entre la pièce traitée et les dispositifs de fixation ou de charge, eu entre cette pièce et le support.
Selon l'invention, tous ces inconvénients sont éliminés grâce au fait que l'endroit de soudure est localement entouré de gae protecteur et est porté par voie électrique à la température de fusion de la soudure.
Dans beaucoup de cas, le corps à traiter peut se trouver dans un espace ouvert, seul l'endroit de soudure étant toutefois avantageusement entouré d'un petit récipient rempli de gaz. La plupart du temps, il est toutefois plus simple et suffisant, comme l'expérience l'a prouvé, de faire passer un jet de gaz protecteur sur l'endroit de soudure, en travaillant dans un espace ouvert. Malgré la courte durée d'action du gaz protecteur, pendant le temps extrêmement court du chauffage par voie électrique, l'expérience à prouvé que, de cette manière, il se produit cependant une réduction suffisante des oxydes pour obtenir une soudure irréprochable.
Le danger d'explosion est totalement éliminé par le travail dans un espace libre, en utilisant de petites quantités de gaz, puisque le gaz brûle sans accroissement de pression sensible lors de l'allumage par l'endroit de soudure porté à incandescence.
Le chauffage par voie électrique de l'endroit de soudure, jusqu'à la température de fusion de la matière de soudure, peut se faire de différentes façons. Il peut par exemple s'effectuer par chauffage par résistance lors du passage du courant d'un corps à souder, à l'autre, l'endroit de soudure étant choisi comme point de passage, tel qu'il ressort de la Fig. 1 du dessin annexé, qui montre .une vue en perspective d'une disposition convenant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans
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du cuivre en forme de fils. Lorsque la température de fusion de la soudure est atteinte, et sous l'effet de l'atmosphère gazeuse locale et de la réduction des oxydes, produite par celle-ci sur les surfaces incandescentes}? la soudure s'étale comme de la benzine en pénétrant dans les plus petits espaces capillaires, même si l'on exerce une forte pression d'application sur l'endroit de soudure, tel que c'est le cas dans la soudure par contact. Des essais ont prouvé que les pièces adhèrent plus intimement l'une à l'autre et que la résistance du joint est plus grande lorsque toute la soudure est expulsée de cette façon et qu'il existe un bon contact métallique entre les corps à souder. La résistance de la liaison, qui est obtenue de cette façon, est plus élevée que celle de la soudure employée.
Au lieu d'être produit par résistance de passage, le chauffage peut également être engendré par des courants à haute fré-quence. Que le chauffage soit effectué suivant l'uneou l'autre
des manières décrites, la consommation de chaleur n'est en tout cas qu'une fraction de celle nécessaire dans un four, où non seulement l'endroit de soudure, mais toute la pièce à souder, ainsi que l'espace intérieur du four doivent être portés à température.
Dans le cas où la chaleur est engendrée par résistance de passage, celle-ci peut être augmentée par la conformation appropriée des surfaces à souder (par exemple par le degré de rugosité), tel qu'il est connu en soi dans la soudure par contact. Dans une liaison telle que montrée dans la disposition représentée, également en perspective, en Fig. 2, la résistance de la liaison peut,
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élargissant celui-ci par exemple en forme de champignon à l'endroit de soudure. Dans ce cas, il ne faut pas craindre que l'élément mince ne soit chauffé trop fort et ne soit déformé ou écrasé par la pression d'application, étant donné que, par la conformation appropriée des surfaces de l'endroit de liaison, la résitance de passage peut toujours être rendue plus grande que la résistance
de traversée dans l'âme. La Fig. 3 montre une vue en coupe d'une telle liaison, selon une photographie. Sa résistance est prouvée par le fait que, après la soudure, la tige appliquée par soudure
a pu être pliée sans inconvénient à angle droit par des coups de marteau exercés à froid, tel que montré en Fig. 3.
Pour réaliser la soudure, on peut utiliser aussi bien des machines à souder par contact, que des machines à souder par points ou des machines à souder à la molette. Si l'on emploie de telles machines, on peut toujours exécuter.la soudure avec une certaine pression d'application, ce qui est avantageux, comme il
a été signalé ci-dessus. Lorsqu'on effectue la soudure à l'aide
de machines à souder par points ou à la molette, on peut atteindre des résistances qui sont équivalentes à la soudure directe, puisque par suite de l'expulsion de la matière de soudure, les points ou lignes de soudure deviennent plus grandes que dans le cas de la soudure directe. De plus, il y a l'avantage que les objets à souder ne souffrent d'aucune façon, puisque leur matière n'atteint que
la température de fusion de la soudure et non la température de fusion de la dite matière.
Au lieu d'employer de la soudure en forme de fils qui sont placés aussi près que possible de la surface de contact des objets
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deux objets, une mince feuille de matière de soudure, tel que
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et g la feuille interposée.
Etant donné qu'une très.faible quantité de soudure suffit pour la liaison, les éléments à réunir ou seulement les surfaces à souder peuvent être revêtues de soudure par voie galvanique ou . autre. Il suffit même de ne revêtir de soudure que l'endroit à souder de l'un des éléments.
Etant donné que, dans le procédé de soudure préconisé, le point critique de l'acier est dépassé localement à l'endroit de soudure si l'on utilise certaines matières de soudure, tel que le cuivre par exemple, il peut dans certaines conditions être désirable de recuire l'endroit de soudure à basse température après le soudage, afin d'éliminer des effets de trempe éventuels. Cela peut s'effectuer en suite de la soudure, au moyen de la même source de courant qui a servi à la soudure. En général cela n'est toutefois pas nécessaire, et le fait que seul l'endroit de soudure même et son voisinage immédiat atteignent la température de fusion de la spudure, constitue un progrès appréciable par rapport au procédé usuel.
Le fonctionnement est facilité et amélioré, et le temps
de soudure est raccourci ai., l'on:produit successivement et automatiquement la mise en action du gaz protecteur, puis l'actionne-ment du chauffage électrique, ensuite la coupure de celui-ci et finalement l'arrêt de l'action du gaz protecteur. Les temps de service peuvent alors être déterminés de telle façon que les opérations s'achèvent en temps utile.
Par rapport à la soudure par contact, dont elle utilise les moyens de mise en oeuvre, la soudure selon l'invention présente les avantages suivants.
L'endroit de liaison ne doit pas/chauffé à la température
de fusion ou de soudure directe des éléments à réunir, mais seulement à la température de fusion de la matière de soudure. Abstraction faite de l'économie de courant, on évite l'oxydation de la, pièce traitée, ainsi que sa. déformation (formation de bavures) et le travail ultérieur rendu nécessaire de ce fait. Même l'oxydation des surfaces est supprimée si l'on fait agir le jet de gaz protecteur en temps opportun et si l'on ne l'interrempt pas trop vite. On peut également éviter les phénomènes indésirables de recuit ou de trempe, grâce au choix judicieux de la soudure.
Par ailleurs, on parvient sans difficulté à réunir des corps ayant des sections transversales très différentes, tels que par exemple ceux montrés en Figs. 1 et 2, ce qui, comme on le sait, est impossible ou très difficile dans la soudure par contact, à cause du chauffage très inégal des éléments.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de soudure en présence de gaz protecteur, caractérisé en ce que l'endroit de soudure est entouré localement de gaz protecteur et est ensuite porté par voie électrique à la température de fusion de la matière de soudure.
"Welding process in the presence of protective gas"
It is known to perform welds in the presence of protective gas, by placing the objects to be welded in a box filled with gas and by introducing the assembly into a furnace where the
objects and the case are brought to the melting temperature of the solder, so that the latter melts and, due to the reduction
superficial oxides, produced by the protective gas, extend
on the faces to be welded and penetrates into the weld joints. At
instead of placing a gas-tight case in an ordinary oven,
you can also make the oven even airtight, fill it with gas
and heat the objects to be welded directly in the furnace.
The method known until now has the drawback that, when hydrogen is used as a protective gas, it can
gas explosions occur which lead to serious service disturbances due to the large quantity of gas present. It is also difficult to keep the elements to be welded assembled in such a way that, if one gives
preference for copper as a solder material, they cannot move or distort at the corresponding melting temperature
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the use of a weight as an assembly load, since the tensions of the clamping devices are lost at this temperature. It is then also often difficult to prevent the distortion and deformation of large parts under the effect of their own weight.
The known process also requires very large amounts of heat and hydrogen, given that regardless of the expansion of the weld areas, the entire part and the entire furnace space must be brought to the melting temperature of the weld. . In addition, heating takes a lot of time, as well as cooling. In addition, it is often necessary to take special precautions to prevent the spreading weld material from producing welds at points where it is undesirable, for example between the workpiece and the fasteners or clamps. load, had between this part and the support.
According to the invention, all these drawbacks are eliminated by virtue of the fact that the weld area is locally surrounded by protective gae and is brought electrically to the melting temperature of the weld.
In many cases, the body to be treated can be located in an open space, only the place of welding being however advantageously surrounded by a small container filled with gas. Most of the time, however, it is simpler and more sufficient, as experience has shown, to pass a jet of protective gas over the weld area, working in an open space. Despite the short duration of action of the protective gas, during the extremely short time of the electric heating, experience has shown that, in this way, however, there is sufficient reduction of the oxides to obtain an irreproachable weld.
The danger of explosion is completely eliminated by working in a free space, using small quantities of gas, since the gas burns without appreciable increase in pressure when ignited by the spot of welding carried to incandescence.
Electrically heating the weld area, up to the melting temperature of the weld material, can be done in different ways. It can for example be carried out by resistance heating during the passage of the current from one body to be welded to the other, the place of welding being chosen as the point of passage, as shown in FIG. 1 of the accompanying drawing, which shows a perspective view of an arrangement suitable for implementing the method according to the invention. In
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copper in the form of wires. When the melting temperature of the weld is reached, and under the effect of the local gaseous atmosphere and the reduction of oxides, produced by this on the incandescent surfaces}? the solder spreads out like benzine, penetrating into the smallest capillary spaces, even if a strong application pressure is exerted on the spot of solder, as is the case in contact soldering. Tests have shown that the parts adhere more closely to each other and that the strength of the joint is greater when all the solder is expelled in this way and there is good metallic contact between the bodies to be welded. The strength of the bond, which is obtained in this way, is higher than that of the solder used.
Instead of being produced by pass resistance, heating can also be generated by high frequency currents. Whether the heating is carried out according to one or the other
In the ways described, the heat consumption is in any case only a fraction of that required in a furnace, where not only the welding area, but the entire workpiece, as well as the interior space of the furnace must be brought to temperature.
In the case where the heat is generated by passing resistance, this can be increased by the appropriate conformation of the surfaces to be welded (for example by the degree of roughness), as is known per se in contact welding. . In a connection as shown in the arrangement shown, also in perspective, in FIG. 2, the bond strength can,
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widening it, for example in the form of a mushroom at the place of welding. In this case, it should not be feared that the thin element will be heated too strongly and be deformed or crushed by the application pressure, since, by the appropriate conformation of the surfaces of the bonding place, the transit resistance can always be made greater than the resistance
crossing in the soul. Fig. 3 shows a sectional view of such a connection, according to a photograph. Its strength is proved by the fact that after welding the rod applied by welding
could be bent without inconvenience at right angles by cold hammer blows, as shown in Fig. 3.
To carry out the welding, it is possible to use contact welding machines as well as spot welding machines or seam welding machines. If one employs such machines, one can always perform the weld with a certain application pressure, which is advantageous, as it
has been reported above. When welding using
of spot or seam welding machines, one can achieve resistances which are equivalent to direct welding, since as a result of the expulsion of the weld material, the weld spots or lines become larger than in the case of direct solder. In addition, there is the advantage that the objects to be welded do not suffer in any way, since their material only reaches
the melting temperature of the solder and not the melting temperature of said material.
Instead of using solder in the form of wires which are placed as close as possible to the contact surface of objects
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two objects, a thin sheet of solder material, such as
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and g the interposed sheet.
Since a very small amount of solder is sufficient for the bond, the elements to be joined or only the surfaces to be soldered can be coated with solder galvanically or. other. It is even sufficient to cover only the place to be welded on one of the elements with solder.
Since, in the recommended welding process, the critical point of the steel is exceeded locally at the place of welding if certain welding materials are used, such as copper for example, it can under certain conditions be It is desirable to anneal the weld area at low temperature after welding, in order to eliminate possible quenching effects. This can be done after welding, using the same current source that was used for welding. In general, however, this is not necessary, and the fact that only the weld location itself and its immediate vicinity reach the melting point of the spudure, constitutes an appreciable improvement over the usual process.
Operation is facilitated and improved, and time
welding is shortened ai., one: produces successively and automatically the activation of the protective gas, then the actuation of the electric heating, then the cutting thereof and finally the stopping of the action of the protective gas. Uptime can then be determined in such a way that operations are completed on time.
Compared to contact welding, of which it uses the means of implementation, the welding according to the invention has the following advantages.
The binding place must not / heated to the temperature
melting or direct soldering of the elements to be joined, but only at the melting temperature of the solder material. Apart from the economy of current, the oxidation of the treated part, as well as its, is avoided. deformation (formation of burrs) and subsequent work made necessary as a result. Even surface oxidation is suppressed if the protective gas jet is made to act in a timely manner and if it is not interrupted too quickly. One can also avoid the undesirable phenomena of annealing or hardening, thanks to the judicious choice of the weld.
Furthermore, it is possible without difficulty to bring together bodies having very different cross sections, such as for example those shown in Figs. 1 and 2, which, as is known, is impossible or very difficult in contact welding, due to the very uneven heating of the elements.
CLAIMS.
1. Welding process in the presence of protective gas, characterized in that the weld area is locally surrounded by protective gas and is then brought electrically to the melting temperature of the welding material.