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La présente invention est relative aux procédés de soudure et plus particulièrement aux procédés de soudure de jointso Un procédé suivant la présente invention convient particulièrement bien à la soudure de l'alu- minium et des alliages d'aluminium bien qu'il puisse aussi être utilisé pour la soudure d'autres métaux comme par exemple l'acier inoxydable, le cuivre et les alliages de cuivre.
Dans la soudure des métaux tels que l'aluminium, on a rencontré des difficultés pour obtenir une surface du métal suffisamment propre pour permettre d'obtenir une soudure uniforme exempte de porosité et d'inclu- sions. Afin d9enlever une pellicule d'oxyde de la surface du métal, on a utilisé un grattage à la brosse continu pour mettre le métal à nu, on a constaté que dans certaines circonstances, un grattage excessif de la sur- face peut résulter du grattage à la brosse. De même, si le métal à souder doit être soumis à des opérations de façonnage avant l'opération de souda- ge, il y a un risque qu'une certaine contamination des surfaces à souder ou des parties adjacentes aux parties à souder puisse se produire pendant l'opération de façonnage.
Si cette contamination se produit, il y a tendan- ce à formation de porosité pu d'inclusions dans la soudureo
Un but de la présente invention est de fournir un procédé de soudure grâce auquel on évite ou du moins on diminue la formation de porosité et d'inclusions dans le métal de la soudée et on atteint ce but en soumettant au moins une partie du métal qui a fondu pendant le soudage à une refusion après sa solidification qui a suivi le soudage. Suivant la présente invention, un procédé de soudure dans lequel un métal est soudé, est donc caractérisé par une refusion subséquente d'au moins une partie du métal qui a fondu au cours de l'opération de soudage.
Il s'est avéré désirable que la zone refondue s'étende sur toute la largeur du métal qui a fondu pendant le soudage, mais il n'est pas essentiel que dans tous les cas, tout le.métal qui a fondu pendant le soudage soit refondu au cours de l'opération subséquente. D'autre parts, si on le désire, on peut s'arranger pour que la refusion s'étende sur une plus grande zone que la fusion pendant le soudage.
Le procédé suivant la présente invention peut être appliqué, par exemple,à la fabrication d'un tube en aluminium ou d'une gaine de câble par soudure à l'arcélectrique. Le tube ou la gaine de câble peut être fa- çonné de n'importé quelle manière appropriée en juxtaposant les bords avant le soudage. Si on doit faire un câble électrique, l'âme du câble peut être insérée pendant l'opération de façonnage, ou après l'opération de soudage si on le préfère.Pendant ou avant l'opération de façonnage, la surface extérieure du tube adjacente aux bords à souder est soumise à un grattage à la brosse pour enlever l'oxyde et mettre à nu un métal propre.
La soudure peut se faire en utilisant un arc électrique protégé par un écran de gaz et des électrodes ne se consommant pas, par exemple en tungstène ou une matière constituée principalement par du tungstène. L'opération de soudage peut être conduite de manière à provoquer la fusion desdeux bords à souder et elle peut être réalisée sans apport d'un métal d'apport, quoique si on le préfère, on puisse utiliser une baguette d'apport. En variante, on peut utiliser des électrodes consommables.
Les opérations de façonnage et de soudage peuvent être effectuées dans l'ensemble comme il a été décrit dans la demande de brevet, le métal à souder étant déplacé progressivement devant un appareil à souder fixe pourvu de deux électrodes raccordées aux deux phases d'une source de courant alternatif biphasé, tandis que le neutre de la source est raccordé à la pièce à souder.
Arpès avoir effectué l'opération de soudage pour souder ensemble les bords* de la pièce, on effectue une opération de refusion sans rapport de métal de manière à refondre au moins une partie du métal fondu au cours de soudage. Comme il a été dit ci-dessus,il est désirable que la re-
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fusion s9étende sur pratiquement. toute, la largeur du métal fondu au csurs du soudage, bien que si en le désire, la re:"1i::>n puisse s'étendre au delà du métal fonda au cours de 1 opération de soudage.
Il ngest pas easen%iel que latefu-sion s9é-l:ende sur toute l'épaisseur du métal déjà fondu ; la refusion peut n'intéresser quune couche superficielle szétendant sur toute la largeur de la soudures, @u en variante, elle peut s 3 étendre sur tcute ou
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pratiquement toute 1"épaisseur du métal. Dans certains cas, la profondeur de pénétration du soudage au cours de la refus ion peut être supérieure à celle de l9opération principale de soudage.
Lopération de refuslon peut avantageusement être effectuée en soumettant le métal là où il a été soudé,à Inaction d'un eu de plusieurs autres arcs électriques qui peuvent avantageusement être protégés par un écran de gaz et qui utilisent des
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électrodes non consommantes, la disposition de 1?appareil à souder étant semblable à celle de 1appareil utilisé pour la soudure.Toutefois si on le désire, on peut utiliser pour l'opération de refusion un arc à courant continu,, un arc ponophasé ou d'autres procédés appropriés, comme par exemple une flamme de gaz. Si en le désire,on peut utiliser un fondant pendant l'opération de refusion.
Dans les cas où l'opération de refusion affecte une zone de
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profondeur et de largeur mcindres que celle affectée par i9opération de soudage initiale., un avantage du procédé suivant la présente invention est que la résistance de la soudure est améliorée. On le comprendra grâce à l'explication suivante. Lorsque la fusinn liquide se solidifie après 1?opération initiale de soudagedes cristaux se forment dans la matière solide de chaque côté de la soudure ce qui conduit à une prépondérance des impuretés dans le plan central de la soudure les cristaux,, en avançant, repoussant les impuretés en avant vers ce plan d'une manière bien connue.
En refondant la zone centrale;, la structure cristalline de cette zone est détruite par la fusion et après celle-ci, les cristaux se forment à partir d'une limite grossièrement semi-circulaire vers la surface extérieure de la soudure et les impuretés sont alors repoussées devant les nouveaux cristaux vers la surface extérieure en changeant ainsi la nature du joint dans le plan central et en donnant une meilleure résistance au joint.
Un autre avantage de tout procédé de soudure conforme à l'in-
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vention est que, en raison de 3.éehauffetnt général du métal adjacent à la soudure, la vitesse de refroidissement après la refusion est moindre qu'après 1-'opération initiale de soudure et les gaz qui, autrement, rendraient la soudure poreuse, disposent de plus de temps pour s'éliminer.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de scudure d'un mêlais, caractérisé en ce quon refond au moins une partie du métal qui a fondu pendant l'opération de soudure.
2.- Procédé de soudure d'un métal, caractérisé en ce qu'on refond au moins une partie du métal qui a fondu pendant l'opération de soudure, la zone de métal refondu s'étendant au moins sur toute la largeur du métal fondu pendant l'opération de soudure.
3.- Procédé de soudure d'un joint métalliques, caractérisé en ce qu'on fond le métal au joint pour former un joint soudé et on refond ensuite au moins une partie du métal au joint.
4.- Procédé de soudure de joints suivant la revendication 3, caractérisé en ce quon fait usage de soudure à 1-lare électrique à écran
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gazeux avec électrodes no corsommantss pour fondre et refendre le métal.
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The present invention relates to welding methods and more particularly to joint welding methods. A method according to the present invention is particularly suitable for welding aluminum and aluminum alloys although it can also be used. for welding other metals such as stainless steel, copper and copper alloys.
In the welding of metals such as aluminum, difficulties have been encountered in obtaining a sufficiently clean metal surface to provide a uniform weld free from porosity and inclusions. In order to remove an oxide film from the metal surface, continuous brush scraping has been used to expose the metal, it has been found that under certain circumstances, excessive surface scraping can result from heavy scraping. the brush. Likewise, if the metal to be welded is to be subjected to shaping operations before the welding operation, there is a risk that some contamination of the surfaces to be welded or of the parts adjacent to the parts to be welded may occur. during the shaping operation.
If this contamination occurs, there is a tendency to form porosity or inclusions in the weld.
An object of the present invention is to provide a welding process by which the formation of porosity and inclusions in the metal of the welded product is avoided or at least reduced and this object is achieved by subjecting at least a part of the metal which melted during reflow soldering after solidification after soldering. According to the present invention, a welding process in which a metal is welded, is therefore characterized by a subsequent remelting of at least a part of the metal which has melted during the welding operation.
It has been found desirable that the remelted area extend across the width of the metal which melted during welding, but it is not essential that in all cases all of the metal which melted during welding is recast during the subsequent operation. On the other hand, if desired, it is possible to arrange for the reflow to extend over a larger area than the fusion during soldering.
The method according to the present invention can be applied, for example, to the manufacture of an aluminum tube or a cable sheath by arc welding. The cable tube or sheath can be shaped in any convenient way by juxtaposing the edges before welding. If an electrical cable is to be made, the core of the cable can be inserted during the shaping operation, or after the welding operation if preferred.During or before the shaping operation, the outer surface of the adjacent tube to the edges to be welded is subjected to a scraping with a brush to remove the oxide and to expose a clean metal.
Welding can be done using an electric arc protected by a gas shield and electrodes that do not consume, for example tungsten or a material consisting mainly of tungsten. The welding operation can be carried out so as to cause the fusion of the two edges to be welded and it can be carried out without the addition of a filler metal, although if preferred, a filler rod can be used. Alternatively, consumable electrodes can be used.
The shaping and welding operations can be carried out as a whole as described in the patent application, the metal to be welded being progressively moved in front of a stationary welding apparatus provided with two electrodes connected to the two phases of a source. of two-phase alternating current, while the neutral of the source is connected to the workpiece.
After having carried out the welding operation to weld the edges * of the part together, an unrelated metal reflow operation is carried out so as to remelt at least a part of the molten metal during welding. As has been said above, it is desirable that the re-
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fusion extends over practically. the full width of the molten metal during welding, although if desired, the width may extend beyond the molten metal during the welding operation.
It is not easen% iel that the fusion s9é-l: ende over the entire thickness of the already molten metal; reflow may involve only a surface layer extending over the entire width of the weld, @ or alternatively, it may extend over all or
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substantially all of the thickness of the metal. In some cases the weld penetration depth during reflow may be greater than that of the main welding operation.
The reflow operation can advantageously be carried out by subjecting the metal where it has been welded to the inaction of one or several other electric arcs which can advantageously be protected by a gas shield and which use
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non-consuming electrodes, the arrangement of the soldering apparatus being similar to that of the apparatus used for soldering. However, if desired, a direct current arc, a ponophase or dc arc can be used for the reflow operation. other suitable methods, such as for example a gas flame. If desired, a flux can be used during the reflow operation.
In cases where the reflow operation affects an area of
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depth and width less than that affected by the initial welding operation, an advantage of the method according to the present invention is that the strength of the weld is improved. This will be understood from the following explanation. When the liquid fusinni solidifies after the initial soldering operation crystals form in the solid material on either side of the solder which leads to a preponderance of impurities in the central plane of the solder the crystals, advancing, pushing them back. impurities forward to this plane in a well known manner.
By remelting the central zone ;, the crystal structure of this zone is destroyed by the melting and after this, the crystals form from a roughly semicircular boundary towards the outer surface of the weld and impurities are then pushed back in front of the new crystals towards the outer surface, thus changing the nature of the seal in the central plane and giving better resistance to the seal.
Another advantage of any welding process conforming to the in-
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The intention is that, due to the general heating of the metal adjacent to the weld, the cooling rate after reflow is less than after the initial welding operation and the gases which would otherwise make the weld porous dispose of. more time to eliminate.
CLAIMS.
1.- A method of scudding a mixture, characterized in that at least part of the metal which has melted during the welding operation is re-melted.
2.- A method of welding a metal, characterized in that at least part of the metal which has melted during the welding operation is remelted, the zone of remelted metal extending at least over the entire width of the metal melted during soldering.
3. A method of welding a metal joint, characterized in that the metal is melted at the joint to form a welded joint and then at least part of the metal at the joint is remelted.
4.- A method of welding joints according to claim 3, characterized in that one uses welding to 1-wire electric screen
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gas with non-stiffening electrodes for melting and slitting metal.