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BREVET D'INVENTION .procédé de soudage de tubesU
La présente invention a trait au soudage et plus particulièrement au soudage par le procédé utilisant la résistance électrique. Elle se rapporte surtout . la fabrication de tubes ou de tuyaux comportant un joint de soudure.
Ainsi qu'il est bien connu des spécialistes du soudage de tubes, une bande de matière, habituellement en acier, est déplacée longitudinalement à travers un laminoir dans lequel la bande acquiert une section transversale creuse, ses bords opposés étant amenés face à face, et on fait ensuite passer cette forme creuse par un poste de soudage dans lequel elle est soumise à une pression, de sorte que les bords sont amenés en contact bout à bout et dans lequel un courant électrique passe à travers le métal et en travers de la couture, les bords étant ainsi
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chauffés et joints par soudure.
Le coura,nt électrique utilisé est géné@@ lement d'un volta,ge assez bas et d'un ampérage relativement élevé, et des variables, qui autrement pourraient paraître légères, produisent une variation assez grande de l'ampére,ge, et il en résulte des variations dans le joint soudé le long du tube. L'en- droit principal du circuit de soudage dans lequel la variation de la, résistance est prononcée se trouve au contact entre les électrodes et le tube. Un autre facteur produisant des variations dans le joint soudé consiste dans le fait que l'endroit ou point où les bords sont amenés en contact bout à bout, se déplace longitudinalement au cours de la fabrication du tube.
Ce déplacement peut ne pas être important si on en mesure son ampleur, mais on a, trouvé que le point de contact initial se déplace, entre certaines limites, en avant et en arrière pendant que le tube passe à travers la laminoir et le poste de soudage. L'endroit du contact entre les électrodes et le tube reste constant, mais, comme le sommet, ou point de contact initial entre les bords, varie dans le sens de la longueur du tube, ce point de contact peut se déplacer vers le trajet principal du courant entre les électrodes ou àf l'écart de celui-ci. Ce fait produit le long du tube des variations dans le joint soudé.
L'invention a pour objet un procédé perfectionné pour fabriquer des tubes soudés dans lequel les variations du courant dans le circuit de soudage sont réduites au minimum, et dans lequel les variations dans le débit du courant en travers du point de contact des bords provoquées par le déplacement axial dudit point sont réduites au minimum; il en résulte qu'un tube soudé peut être obtenu présentant dans toute sa longueur un joint soudé
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amélioré avec des caractéristiques sensiblement régulières et homogènes. A ces fins, l'invention offre un procédé produisant un contact électrique amélioré entre les électrodes et l'ébauche en cours de déplacement, de sorte que les variations de la résistance au courant électrique par le contact sont égalisées.
La distribution du courant,, ou le trajet principal du (courant passant par le travail en allant d'une électrode à l'autre, est également élar- @ gie axialement par rapport au tube, de sorte que le déplacement axial normal et inévitable du point de.contact des bords ne fera pas dévier ledit point du trajet du courant qui est suffisant pour produire une bonne soudure.
Le procédé produit ainsi un tube amélioré comportant un joint soude s'étendant longitudinalement et a caracteristiques sensiblement régulières, réduisant ainsi au minimum et, quelquefois, éliminant les points défectueux ou faibles dans la couture. Ces buts de l'invention, ainsi que d'autres, seront facilement compris en se reportant à la description détaillée suivante conjointement avec le dessin annexé.
La fig. 1 est une' élévation latérale représentant schématiquement un appareil pour façonner un tube à partir d'une bande de matière et pour le souder.
La fig.2 est une vue transversale agrandie, en coupe, du poste de soudage, sensiblement suivant la ligne 2-2 de la fig. l, et montrant les électrodes et les cylin- dres de pression, le tube étant en position. Les fig. 3,4 et 5 sont des vues @ en coupe de la bande de matière dont on peut se servir pour réaliser l'inventions
La fig. 6'est une vue agrandie en coupe représen- tant les électrodes appliquées au tube.
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La. fige 7 est une vue schématique représentant les zones de contact entre les électrodes et le tube et montrant la distribution ou le trajet du courant à travers le métal contigu à la, couture du tube.
Le, fig. 8 est une vue semblable à la fige 7, représentant comme le point de contact initial entre les bords, sest déplacé axialement dans le sens du mouvement du tube.
La fige 9 est une vue schématique, semblable aux fige 7 et 8, représentant le point de contact des bords, déplacé en une position un peu en avance des zones de contact entre les électrodes et le tube.
La fig. 10 est une vue représentant le déplacement du point de contact des bords hors du trajet du courant concentré entre les électrodes.
Tout d'abord, on fera remarquer que l'invention s'applique à la soudure d'un j.oint de tube aussi bien au courant alternatif quau courant continu. Pour la commodité, l'ébauche est dénommée ci-après tube et cette expression sera comprise comme s'appliquent à un tube ou à un tuyau de n'importe quelle dimension, sans tenir compte du sens distinctif que ces termes peuvent avoir dans l'industrie. A titre d'exemple des conditions auxquelles s'appliquent l'invention, on peut faire remar- quer que pour certains soudages de tubes, la tension utilisée de,ns le circuit de soudage est aussi peu élevé que de 1 1/4 à 4 volts,
tandis que l'ampérage peut être de l'ordre de 60.000 ou 70.000 ampères. Ceci n'est qu'un exemple qui peut varier suivant les différentes machines et les matières différentes utilisées pour l'ébauche et suivant les différentes caractéristiques, la force et la perfection désirées de l'article terminé.
Comme cela est représenté à la. fig. 1, la bande de
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matière est enroulée sous forme de bobèche 1, la bande étant montrée en 3,- et cette bande se déplace dans le sens de la longueur à travers un laminoir à tubes représenté d'une façon générale en 3 se composant d'un certain nombre de cylindres ou de dispositifs de formage des tubes destinés à façonner la bande pour lui donner une forme à section transversale creuse. La bande ayant été ainsi formée, passe par un poste de soudage qui peut se composer d'électrodes 4 et 5 et de cylindres de pression 6 et 7, comme représenté fig. 2. Les bords de la bande sont amenée en contact bout à bout, sous pression, au poste de soudage et le courant passe à travers le métal entre les électrodes,, ce qui échauffe le métal à la température de soudage et, ainsi, soude les bords.
La bande peut être tirée par les cylindres commandés de traction 8 et 9, et même quelques-uns des cylindres, ou tous, peuvent être commandés afin d'aider à la propulsion de la bande dans le sens de la longueur. Le dessin de la fig. 1 est en grande partie schématique, et ne représente pas les détails de construction du laminoir à tubes ou du poste de soudage, ni des cylindres de traction, car les machines à fabriquer les tubes de ce type général sont bien connus des spécialistes dans la partie.
Selon l'invention la bande est traitée de façon à réaliser des perfectionnements dans le procédé et en particulier des perfectionnements ayant trait à la résistance de contact entre les électrodes et l'ébauche et la distribution du courant dans le trajet du courant entre les électrodes. A cette fin, la bande est munie d'une @ couche ou placage sur ces surfaces, ou sur une partie de ses surfaces, afin que les électrodes viennent en contact avec ce revêtement ou placage. La fig. 3 représente
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une section schématique de la bande 2 munie d'un revêtement 15 sur un de ses côtés. La fig. 4 représente la bande munie d'un revêtment ou placage 15 d'un côté, et d'un revêtment ou placage 16 du côté opposé.
La fig,, 5 représente une bande comportant des bandes étroites de revêtement ou de placage, comme représenté en 17. On remarquera, en se reportant aux fig. 2 et 6, que les électrodes 4 et b viennent au contact du tube seulement dans les zones relativement étroites sur les côtés opposés des bords placés bout à bout, de sorte que des bandes étroites de revêtement ou de placage, comme représentées sur la. fig. 2, peuvent suffire. Toutefois, au point de vue pratique, il peut être préférable, ou même être nécessaire, de revêtir un ou peut-être les deux côtes de la. bande, comme représenté sur les fig. 3 et 4.
Le revêtement appliqué sur la, bande est en un métal qui possède,, de préférence, de bonnes qualités conductrices et également en un métal qui maintient une résistance de contact sensiblement constante avec la matière des électrodes malgré les fluctuations habituelles des pressions des électrodes et autres variables mécaniques que l'on rencontre dans ces procédés de soudage. Les électrodes 4 et 5 sont très couramment en cuivre ou en métal cuivreux. Donc, si le revêtement (et l'expression r-evê- tement devra comprendre n'importe quel revêtement ou placage) est en cuivre ou en métal cuivreux, un contact cuivre contre cuivre est établi entreles électrodes et le tube. Avec des tubes en acier, le contact a, jusqu'ici été entre des électrodes cuivreux et de l'acier.
Le changement dans la résistance de contact sera probablement grand, surtout dans le cas de certains alliages d'acier, tels que ceux renfermant du enrome ou au molybdène et qui
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forment une pellicule d'alliage mince mais très adhérente sur la surface de l'acier. Un tel revêtement, convenablement appliqué, remplace les oxydes adhérents ou autres revêtements qui se trouvent normalement sur les aciers, surtout sur les alliages d'aciers. On peut se servir toutefois d'autres métaux de revêtements qui possèdent despropriétés électriques suffisamment élevées pour le but en vue, et qui présentent un bon contact avec les électrodes, comme, par exemple l'argent ou l'or.
De cette façon, les variations dans la résistance au courant dans le circuit de soudage, en travers du contact entre l'ébauche et les électrodes, sont réduites au minimum, ce qui doine un ampérage plus régulier dans le circuit de soudage dont les bords à souder bout à bout font partie.
Le placage ou le revêtement peut être appliqué à la bande de base de fagons différentes, mais il est impor- tant que le placage ou le revêtement soit lié à la bande de base d'une manière tout-à-fait régulière, et présente ainsi des caractéristiques efficaces et sensiblement régulières de conduction électrique entre le placage ou le revêtement et la bande de base. Le placage ou le revêtement peut être électro-dépose sur la bande de base.
Après l'électro-déposition, la bande enduite peut être traitée thermiquement afin de renforcer le lien entre le revêtement ou le placage et la bande de base. Le métal de revêtement peut, toutefois, être appliqué par un procédé à chaud, par exemple en soumettant la bande de base à un bain du métal de placage ou de revêtement. Un exemple d'un autre procédé à chaud consiste à mélanger une poudre du métal de placage ou de revet@@@nt avec un support approprié pour obtenir un mélange sous forme d'une pâte que 1on peut étaler sur la suface de la bande
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de base, puis à, soumettre à un traitement thermique, afin de fondre la poudre, et amener ainsi cette dernière à former un revêtement ou un placage.
Ce procédé de chauf- fa.ge peut s'effectuer dans)une atmosphère de réduction.
Il peut être nécessaire, dans certains cas, de décaper, d'attaquer à. l'acide, de nettoyer au jet de sable ou de préparer autrement la surface de la bande avant d'appliquer le revêtement. Le revêtement métallique peut aussi sappliquer à. la matière dont se compose la bande, ou à certaines de ses parties, par des procédés de pulvérisation métallique, le métal étant pulvérisé sur une surface convenablement préparée. De tels procédés sont connus des spécialistes. Comme le revêtement ou le placa.ge est avant tout destiné au contact électrique avec les électrodes, aucune épaisseur particulière n'est nécessaire.
Cependant, une couche ou un placage mince est préférable afin Qu'aucun métal en excédent ne coule dans la jointure lrosqu'on fait fondrela couche ou le placage contigu aux bords bout à bout. Par exemple, la couche peut se composer d'environ 23 gr de matière de revêtement par m2 de matière à revêtir. Il est généralement peu désirable de laisser du métal de revêtement sur les bords de la bande qui se trouvent bout à bout, et à l'endroit où la soudure devra s'effectuer, pa,rce que ce métal de revêtement peut former alliage avec le métal de la bande et donner à la. soudure des caractéristiques peu désirables, ou bien il peut provoquer une combustion ou former des étincelles peu désirables pendant l'opération de soudage.
Si, au cours du procédé d'application de la couche à la. bande, les bords de la bande se trouvent enduits, il est préférable d'enlever ce revêtement des bords. Ceci peut s'effectuer à l'aide d'outils à couper ou à meuler avant l'opération
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de soudage. Si la couche est appliquée à des bandes lar- ges qui sont ensuite découpées ou fendues aux largeurs désirées, ilne pas être nécessaire d'enlever le revêtement métallique aux bords doupés ou fendus.
Les propriétés conductrices du revêtement servent aussi à provoquer une distribution améliorée du courant entre les électrodes, ainsi qu'il est décrit schémati- quement sur les fig. 7 à 9 inclus. Sur la fig. 7, les zones de contact entre l'ébauche et les électrodes sont représentées en 4a et 5a. En théorie, ce contact se fait suivant une ligne mais, par suite de la pression pro- duite, la zone s'étend axialement par rapport au tube, un peu comme cela est représenté. Le trajet du courant de soudage entre les électrodes est indiqué par les li- gnes de courant représentées sur la fig. 7 et on remar- quera que ce trajet s'allonge quelque peu axialement par rapport aux zones réelles de contact. Si le métal de revêtement possède une conductivité électrique plus élevée que le métal de la bande, le trajet principal du courant s'allongera axialement.
La fig. 7 représente aussi les bords du tube au moment où ils arrivent au contact l'un de l'autre au poste de soudage, en 21. Comme représenté à la fig. 7, le point de contact des bords est situé entre les zones de contact et cette condition faorise une bonne soudure. Toutefois, si le point de contact se déplace soit en avant, soit en arrière, on obtiendra tout de même une bonne soudure pourvu que le point de contact des bords demeure dans la région à cou- rant élevé. Par exemple, tant que ledit point ne se déplace pas au delà du point ou il existe un courant suffisant pour le soudage, ainsi quon peut le voir par les lignes 22 et 23, on peut obtenir une bonne soudure.
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Comme indiqué ci-dessus, la position réelle de ce point de contact des bords se déplace, et elle peut osciller en arrière et en avant axialement par rapport au tube au cours de,la traction dans le sens de la longueur de la, bande et du tube. Ceci peut être dû à. des tolérnnces inévitables dans l'épaisseur et la largeur de le matière.
Sur la fig. 8, pa.r exemple, le point de conta.ct des bords s'est déplacé en avant au delà de la zone réelle de contact entre les électrodes et le tube, mais se trouve encore en dedans des limites permises indiquées par la. ligne 23. Sur la fig. 9, ledit point s'est déplacé en arrière, mais se trouve encore dans le trajet d'un courant suffisant de soudage. La fig. 10 représente le passage du courant en travers des électrodes en l'absnnce d'un revêtement conducteur et on voit que le trajet du courant, suffisant pour le soudage, est plus étroit. En conséquence, lorsque le point de contact des bords est dans la position indiquée, on applique le courant de soudage aux bords une fois que les bords se sont réunis au point de contact.
Si celui-ci/déplace en avant, en une position comme indiquée fig. 8, le courant de soudage est appliqué aux côtés du tube avant que les bords ne soient en contact, et il en résulte qu'une grande partie du courant passera autour du corps du tube et ne traversera pas le joint. En conséquence, avec un revêtement conducteur et, de préférence, uh revêtement à conductibilité relativement élev on peut obtenir des caractéristiques régulières dans toute la longueur de la jointure, même en présence de ce dépla.cement du point de contact des bords.
L'application d'un revêtement métallique à la matière en bande, qui ne possède pas une plus grande con-
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ductibilité électrique que la matière dont se compose la ba.nde, fait partie de la présente invention. Un tel revêtement en métal peut assurer une résistance de contact sensiblement régulière entre les électrodes de soudage et la bande, produisant ainsi les améliorations résultant de conditions plus régulières dans le circuit de soudage.
Toutefois, lorsque le métal du revêtement possède une conductibilité électrique plus élevée que la matière dont la bande est formée, une distribution longitudinale de courant entre les électrodes se produit, ce qui donne les résultats améliorés additionnels décrits plus haut.
La matière du revêtement n'est pas prévue pour jouer le rôle d'un liant, ou similaire, dans la jointure soudée et terminée. Le revêtement ne recouvre pas les bords placés bout à bout et ne pénètre pas dans la jointure au point d'affecter sensiblement la soudure bout à bout, Il peut se faire que la distribution du courant entre les électrodes provoque.certaines pertes de force produisant un abaissement du rendement électrique du procédé de spudage au point de vue de la force consommée par unité de longueur de tube soudé, mais ceci est sans conséquence, étant donné que l'on obtient des caractéristiques de soudage plus régulières dans toute la longueur de la jointure, car on abaisse ainsi le pourcentage en déchets ou rebuts de tubes dûs à des conditions défectueuses de soudage en un ou plusieurs points de leur longueur.
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PATENT OF INVENTION. Tube welding processU
The present invention relates to welding and more particularly to welding by the method using electrical resistance. It relates above all. the manufacture of tubes or pipes incorporating a welded joint.
As is well known to those skilled in the pipe welding, a strip of material, usually steel, is moved longitudinally through a rolling mill in which the strip acquires a hollow cross section, its opposite edges being brought face to face, and this hollow shape is then passed through a welding station in which it is subjected to pressure, so that the edges are brought into end-to-end contact and in which an electric current passes through the metal and across the seam , the edges being thus
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heated and welded joints.
The electrical current used is generally of fairly low voltage and relatively high amperage, and variables, which might otherwise appear small, produce a fairly large variation in amperage, and. this results in variations in the welded joint along the tube. The main part of the welding circuit in which the variation in resistance is pronounced is at the contact between the electrodes and the tube. Another factor producing variations in the welded joint is that the place or point where the edges come into end-to-end contact moves longitudinally during manufacture of the tube.
This displacement may not be significant when measured in magnitude, but it has been found that the initial point of contact moves, between certain limits, forward and backward as the tube passes through the rolling mill and station. welding. The point of contact between the electrodes and the tube remains constant, but because the vertex, or the initial point of contact between the edges, varies along the length of the tube, this point of contact can move towards the main path. current between the electrodes or away from it. This fact produces variations in the welded joint along the tube.
The invention relates to an improved process for manufacturing welded tubes in which variations in current in the welding circuit are minimized, and in which variations in current flow across the contact point of the edges caused by the axial displacement of said point are reduced to a minimum; it follows that a welded tube can be obtained having a welded joint throughout its length
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improved with substantially regular and homogeneous characteristics. To these ends, the invention provides a method of providing improved electrical contact between the electrodes and the moving blank so that changes in resistance to electrical current through the contact are equalized.
The current distribution,, or the main path of the work current from electrode to electrode, is also enlarged axially with respect to the tube, so that the normal and inevitable axial displacement of the edge contact point will not deflect said point from the current path which is sufficient to produce a good weld.
The process thus produces an improved tube having a longitudinally extending weld seam and having substantially regular characteristics, thereby minimizing and sometimes eliminating faulty or weak points in the seam. These and other objects of the invention will be readily understood by reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawing.
Fig. 1 is a side elevation schematically showing an apparatus for forming a tube from a strip of material and for welding it.
FIG. 2 is an enlarged transverse view, in section, of the welding station, substantially along the line 2-2 of FIG. 1, and showing the electrodes and pressure cylinders with the tube in position. Figs. 3, 4 and 5 are sectional views of the strip of material which can be used to make the inventions
Fig. 6 is an enlarged sectional view showing the electrodes applied to the tube.
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Fig. 7 is a schematic view showing the areas of contact between the electrodes and the tube and showing the distribution or path of current through the metal adjacent to the seam of the tube.
The, fig. 8 is a view similar to fig 7, showing as the initial point of contact between the edges, has moved axially in the direction of tube movement.
The rod 9 is a schematic view, similar to the rods 7 and 8, showing the point of contact of the edges, moved to a position a little in advance of the contact zones between the electrodes and the tube.
Fig. 10 is a view showing the displacement of the point of contact of the edges out of the path of the concentrated current between the electrodes.
First of all, it will be noted that the invention applies to the welding of a tube j.oint both to alternating current and to direct current. For convenience the blank is hereinafter referred to as tube and this expression will be understood to apply to a tube or pipe of any dimension, regardless of the distinctive meaning these terms may have in industry. As an example of the conditions to which the invention applies, it may be noted that for certain tube welds, the voltage used in the welding circuit is as low as 1 1/4 to 4 volts,
while the amperage can be in the range of 60,000 or 70,000 amps. This is just one example which may vary depending on the different machines and the different materials used for the roughing and the different characteristics, strength and perfection desired of the finished article.
As shown in. fig. 1, the band
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material is wound in the form of a bobeche 1, the strip being shown at 3, - and this strip travels lengthwise through a tube rolling mill generally shown at 3 consisting of a number of cylinders or tube forming devices for shaping the strip into a hollow cross-sectional shape. The strip having been thus formed passes through a welding station which may consist of electrodes 4 and 5 and pressure cylinders 6 and 7, as shown in fig. 2. The edges of the strip are brought into end-to-end contact, under pressure, at the welding station and current passes through the metal between the electrodes, which heats the metal to the welding temperature and thus welds. edges.
The web can be pulled by the traction controlled rollers 8 and 9, and even some or all of the rolls can be controlled to aid in propelling the web lengthwise. The drawing in fig. 1 is largely schematic, and does not show the constructional details of the tube rolling mill or the welding station, or of the pull rolls, since tube making machines of this general type are well known to those skilled in the art. .
According to the invention the strip is treated so as to achieve improvements in the method and in particular improvements relating to the contact resistance between the electrodes and the blank and the distribution of the current in the current path between the electrodes. To this end, the strip is provided with a layer or plating on these surfaces, or on a part of its surfaces, so that the electrodes come into contact with this coating or plating. Fig. 3 represents
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a schematic section of the strip 2 provided with a coating 15 on one of its sides. Fig. 4 shows the strip provided with a coating or veneer 15 on one side, and a coating or veneer 16 on the opposite side.
Fig ,, 5 shows a strip comprising narrow strips of coating or veneer, as shown at 17. It will be noted, with reference to Figs. 2 and 6, that the electrodes 4 and b come into contact with the tube only in the relatively narrow areas on the opposite sides of the edges placed end to end, so that the narrow strips of coating or plating, as shown in the. fig. 2, may suffice. From a practical point of view, however, it may be preferable, or even necessary, to coat one or perhaps both ribs. band, as shown in fig. 3 and 4.
The coating applied to the strip is of a metal which preferably has good conductive qualities and also of a metal which maintains a substantially constant contact resistance with the material of the electrodes despite the usual fluctuations in the pressures of the electrodes and the like. mechanical variables that are encountered in these welding processes. The electrodes 4 and 5 are very commonly made of copper or of a cuprous metal. Thus, if the coating (and the term "coating" shall include any coating or plating) is copper or a cuprous metal, a copper-to-copper contact is made between the electrodes and the tube. Contact with steel tubes has hitherto been between copper electrodes and steel.
The change in contact resistance is likely to be large, especially in the case of certain steel alloys, such as those containing enrome or molybdenum and which
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form a thin but very adherent alloy film on the steel surface. Such a coating, properly applied, replaces the adherent oxides or other coatings which are normally found on steels, especially on steel alloys. However, other coating metals can be used which have sufficiently high electrical properties for the intended purpose, and which have good contact with the electrodes, such as, for example, silver or gold.
In this way, variations in the resistance to current in the welding circuit, across the contact between the blank and the electrodes, are reduced to a minimum, resulting in a more regular amperage in the welding circuit with the edges at butt welding are part.
The veneer or coating can be applied to the base strip in different ways, but it is important that the veneer or coating be bonded to the base strip in a quite even manner, and thus present. efficient and substantially regular electrical conduction characteristics between the cladding or coating and the base strip. The plating or coating can be electro-deposited onto the base strip.
After electroplating, the coated strip can be heat treated to strengthen the bond between the coating or veneer and the base strip. The coating metal can, however, be applied by a hot process, for example by subjecting the base strip to a bath of the plating or coating metal. An example of another hot process is to mix a powder of the plating or coating metal with a suitable carrier to obtain a mixture in the form of a paste which can be spread over the surface of the strip.
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base, then to, subject to a heat treatment, in order to melt the powder, and thus cause the latter to form a coating or a plating.
This heating process can be carried out in a reducing atmosphere.
It may be necessary, in some cases, to strip, to attack. acid, sandblasting or otherwise preparing the surface of the tape before applying the coating. Metal coating can also be applied to. the material of which the strip, or parts thereof, is made by metal spraying processes, the metal being sprayed onto a suitably prepared surface. Such methods are known to those skilled in the art. As the coating or placa.ge is primarily intended for electrical contact with the electrodes, no particular thickness is necessary.
However, a thin layer or veneer is preferable so that no excess metal flows into the seam when the layer or veneer abutting the butt edges is melted. For example, the layer may consist of about 23 grams of coating material per m2 of material to be coated. It is generally undesirable to leave the coating metal on the edges of the strip which are butt-to-end, and where the weld is to be made, since this coating metal may alloy with the strip. band metal and give to the. weld undesirable characteristics, or it may cause combustion or form undesirable sparks during the welding operation.
If, during the process of applying the layer to the. tape, the edges of the tape are coated, it is better to remove this coating from the edges. This can be done with cutting or grinding tools before the operation.
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welding. If the coating is applied in wide strips which are then cut or slit to the desired widths, it is not necessary to remove the metal coating at the cut or slit edges.
The conductive properties of the coating also serve to cause an improved distribution of current between the electrodes, as schematically depicted in Figs. 7 to 9 inclusive. In fig. 7, the contact zones between the blank and the electrodes are shown at 4a and 5a. In theory, this contact is made along a line but, as a result of the pressure produced, the zone extends axially with respect to the tube, much as shown. The path of the welding current between the electrodes is indicated by the current lines shown in fig. 7 and it will be noted that this path lengthens somewhat axially with respect to the real zones of contact. If the coating metal has higher electrical conductivity than the strip metal, the main current path will elongate axially.
Fig. 7 also shows the edges of the tube when they come into contact with one another at the welding station, at 21. As shown in FIG. 7, the point of contact of the edges is located between the contact areas and this condition promotes a good weld. However, if the contact point moves either forward or backward, a good weld will still be obtained as long as the edge contact point remains in the high current region. For example, as long as said point does not move beyond the point where there is sufficient current for welding, as can be seen from lines 22 and 23, a good weld can be obtained.
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As shown above, the actual position of this edge contact point is shifting, and it can oscillate back and forth axially of the tube during, the lengthwise pulling of the strip and of the tube. This may be due to. inevitable tolerances in the thickness and width of the material.
In fig. 8, for example, the point of contact of the edges has moved forward beyond the real zone of contact between the electrodes and the tube, but is still within the allowable limits indicated by the. line 23. In fig. 9, said point has moved back, but is still in the path of sufficient welding current. Fig. 10 shows the passage of current through the electrodes in the absence of a conductive coating and it is seen that the current path, sufficient for welding, is narrower. Accordingly, when the edge contact point is in the position shown, the welding current is applied to the edges after the edges have met at the contact point.
If it / moves forward, to a position as shown in fig. 8, the welding current is applied to the sides of the tube before the edges are in contact, and as a result, a large part of the current will pass around the body of the tube and not pass through the joint. Accordingly, with a conductive coating and, preferably, a relatively high conductivity coating, smooth characteristics can be obtained throughout the length of the seam even in the presence of this displacement of the edge contact point.
The application of a metallic coating to the strip material, which does not have a greater con
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Electrical ductibility that the material of which the ba.nde is composed, is part of the present invention. Such a metal coating can provide a substantially even contact resistance between the welding electrodes and the tape, thereby producing the improvements resulting from more even conditions in the welding circuit.
However, when the coating metal has a higher electrical conductivity than the material of which the strip is formed, a longitudinal current distribution between the electrodes occurs, which gives the additional improved results described above.
The coating material is not intended to act as a binder, or the like, in the welded and finished joint. The coating does not cover the butt-placed edges and does not penetrate the seam to the point of substantially affecting the butt weld, It may happen that the distribution of current between the electrodes causes some loss of force producing a lowering of the electrical efficiency of the spudging process in terms of the force consumed per unit length of welded pipe, but this is of no consequence, since more regular welding characteristics are obtained throughout the length of the joint , because this lowers the percentage of waste or scrap tubes due to defective welding conditions at one or more points of their length.