BE599918A - - Google Patents

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BE599918A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08Explosive welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description


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  Procédé de placage par explosion et produit obtenu. 



   La présente invention concerne un nouveau procéda de placage des métaux. Plus précisément, l'invention concerne un pro- cédé pour plaquer des surfaces métalliques et en particulier pour plaquer sur une surface métallique une ou plusieurs couches du même métal ou d'un autre métal, ainsi que de nouveaux articles ouvrés ob- tenus par ce procédé. 



   L'utilisation de métaux plaqués ou composites comme matériaux de construction est devenue courante ces dernières années. 



  Ces métaux plaqués comprennent un métal de base, habituellement peu coûteux, sur la surface duquel est plaquée une couche d'un second métal qui possède certaines propriétés souhaitables, par exemple, une résistance à la corrosion ou à l'oxydation élevée, que ne possède pas le métal de base. Dans la plupart des cas, le métal de placage 

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 est beaucoup plus coûteux que le métal de base auquel il est appliqué. On peut ainsi réaliser des économies considérables en utilisant une couche mince plutôt qu'une couche épaisse du métal coûteux. Naturellement, l'économie augmente lortement lorsqu'on utilise des métaux plaqués dans la construction de grandes pié- ces d'équipement telles que des canalisations, des réservoirs de stockage et des cuves de traitement pour de grosses usines chimiques. 



   Une seconde particularité avantageuse résultant de l'u- allisation de métaux plaqués réside dans le fait que le 'létal qui possède la résistance à la corrosion désirée ou une autre   proprié-   té quelconque n'a pas la résistance à la traction, les proprié- tés thermiques ou la résistance à la compression nécessaire pour permettre de l'utiliser dans des applications où il est soumis à certaines contraintes. Ainsi, outre les économies réalisées lorsqu'on utilise le métal moins coûteux, la résistance et la ri- gidité structurelles que ce métal peut conférer à la stière com- posite représentent un facteur important et précieux dans des articles composites. 



   Outre les utilisations mentionnées plus haut pour les métaux plaqués ou composites, l'invention s'applique de façon spécifique entre autres, aux installations à rayons X, aux réci- pients de cuisson et aux garnitures décoratives pour automobiles et bâtiments. par exemple, dans beaucoup de cas, il est souhaita- ble de protéger des métaux tels que du molybdène, du tungstène, et leurs alliages, qui sont surtout utilisés pour des applications à haute température, par une couche d'une matière résistante à l'oxydation telle que le "Nichrome". 



   Un grand nombre de procédés existent pour plaquer d'un métal un autre métal de manière à former un article composite à couches multiples, cependant, chacun de ces procédés présente certains inconvénients qui les rendent désavantageux ou tout a fait inadéquats dans certains cas. 

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   Le procédé industriel le plus ancien pour appliquer une   coucne   d'un métal à un autre métal est celui habituellement dénoté "trempage à chaud", ou lorsqu'il s'agit de revêtements de zinc, "galvanisation". Ce procédé consiste essentiellement à immerger l'article à revêtir dans un bain de métal fondu pendant un court laps de temps. Pour obtenir un revêtement satisfaisant, il faut que les deux métaux s'allient au moins dans une certaine mesure.

   Les inconvénients du procédé de trempage à chaud sont: (1) il est difficile de régler avec précision l'épaisseur de la   canche extérieure ou sa répartition sur la surface ; et(2) cer-   tains métaux ne s'allient pas aux autres, ou bien forment des phases cassantes nuisibles, ce qui rend impossible en pratique l'ob tention d'une couche continue avec des combinaisons   -le   ces métaux. 



  Par suite des difficultés associées à la manutention de grandes quantités de métaux fondus à point de   fusion   élevé, par exemple, du cuivre, du nickel, du tungstène et du cobalt, et de la possi- bilité de produire des changements thermiques indésirables dans le métal de base, le procédé de trempage à chaud a été sérieuse- ment limité aux métaux à point de fusion relativement bas. 



   Un autre procédé connu pour appliquer une couche d'un métal sur un autre est la galvanoplastie. Dans ce procédé, l'arti- cle à plaquer, après avoir été soigneusement nettoyé, est immergé dans une solution d'un composé du métal de placage, et on fait en- suite passer un cournnt électrique dans le solution, l'objet à pla- quer servant de cathode. En galvanoplastie, on peut obtenir des couches adhérentes dont l'épaisseur se règle facilement, et la couche déposée est généralement de haute puret4. Cependant, ce procédé est lent et coûteux, et de plus la porosité de la couche déposée et les problèmes posés par sa fragilité due à l'hydrogène produit imposent de sévères limitations à l'emploi de revêtements déposés par électrolyse pour un grand nombre d'applications.

   De plus, le procédé ne se prête pas aisément au dépôt de revêtements d'alliages.      

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   Le dépôt par vaporisation est un troisième procédé pour appliquer une couche d'un métal sur un autre, mais cette technique n'a trouvé que des applications limitées par suite des processus spéciaux coûteux et de la précision des commandes requis. Les re- vêtements produits par ce procédé sont genéralement adhérents, souples et ont un degré de pureté élevé. Certains éléments tels que le silicium, le tellure, et le sélénium, qui sont difficiles à déposer par d'autres procédés, peuvent être déposés par vaporisa- tion. 



   Un quatrième procédé plus ccurant pour souder   'un   métal par placage à un autre métal consiste à laminer directement un mé- tal sur un autre métal à chaud et sous pression. Quoique   différen-   tes variantes de cette technique de placage par laminage soient utilisées industriellement pour fabriquer des tôles, fils, feuil- ! lards et   articles analogues   plaqués, elles offrent toutes certains défauts sérieux. En premier lieu, le procédé est limité aux mé- taux susceptibles de former un placage efficace sous les condi- tions appropriées. En effet, il existe certaines combinaions de métaux, par exemple, du tungstène et du niobium, pour lesquelles aucun des procédés de placage connus actuellement n'est efficace. 



  En second lieu, sous les conditions de température extrêmes requi- ses pour réaliser un laminage à chaud efficace, des composés inter- métalliques cassants hautement indésirables sont souvent formés ou d'autres effets indésirables tels qu'une adsorption d'agents fra- gilisants provenant de l'atmosphère environnante se produisent sou-      vent. De plus, le laminage direct a encore l'inconvénient de néces- siter des techniques coûteuses et difficiles, telles que la soudure dans un milieu étanche aux gaz, des atmosphères inertes ou le vi-   de,   et une installation de laminage compliquée. 



   Cela étant, la présente invention a notamment pour buts de procurer : un procédé pour souder des surfaces métalliques par placage ; 

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 un dispositif permettant de souder par placage deux ou plusieurs métaux du alliages de métaux quelconques de manière à former un article composite à couches multiples ; des articles métalliques plaqués dans lesquels le placage soit imperméable, uniforme et adhérent, par un procédé avantageux et économique; des articles plaqués de métaux qui jusqu'à présent ne pouvaient pas être efficacement soudés par placage l'un à l'autre- 
D'autres buts ressortiront de la description de l'inven- tion donnée ci-après. 



   On a découvert que l'on atteint les buts précités en supportant une couche de métal de placage parallèlement à une face d'un métal à plaquer, la face intérieure du nétal de placage étant espacée de la face du métal à plaquer; on place sur la face exté- rieure du métal de placage une couche d'explosifs détonant, ayant une vitesse de détonation iniérieure à   120%   de la vitesse du son dans le métal du futur article composite qui possède la vitesse sonique la plus élevée, et on allume ensuite la couche explosive. 



  Habituellement, il est souhaitable d'utiliser un explosif ayant une vitesse de détonation non supérieure à la vitesse du son dans le métal possédant la plus grande vitesse sonique, ce qui repré- sente la forme d'exécution préférée de l'invention. Les couches métalliques doivent être séparées l'une de l'autre d'une distance au moins suffisante pour permettre à la couche propulsée par l'ex- plosion d'atteindre une vitesse adéquate avant de irapper la cou- che   immobile.   Un intervalle de 0,001 pouce (0,025 mm) entre les faces des deux couches tournées l'une vers l'autre représente la distance minimum que l'on a trouvé adéquate. La distance maximum admissible dépend entièrement du freinage de la couche propulsée par l'air situé entre les couches.

   En augmentant la charge explo- sive ou en faisant le vide dans l'intervalle séparant les deux couches, on peut utiliser des distances supérieures à 0,001 pouce - (0,025 mm).   En   général, cependant, une distance supérieure à 0,5 j 

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 pouce   (1,27   cm) n'est ni avantageuse ni nécessaire. 



   Pour mieux comprendre la présente invention on seré- férera aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une coupe d'un sandwich qui peut être      utilisé pour mettre en pratique la présente invention ; la F'ig. 2 est une microphotographie (grossissement de   450)   d'un article bimétallique obtenu suivant la présente invention; la Fig. 3 est une vue schématique du phénomène que l'on croit se produire au cours du procédé de la présente invention ;   la Fig. 4 représente un sandwich typique pour la fabri-   cation d'articles à couches multiples. 



   Sur la Fig. 1, la couche de métal à plaquer est indi- quée en 1. La couche 1 est noyée dans un milieu de support 5 en un ciment de plâtre dur. La couche de placage 2 est supportée ou- dessus de la couche de base 1 par des petites gaufrures 4 ména- gées dans la surface du placage 2. On obtient ainsi l'intervalle requis entre les deux couches, indiqué par 6. Une couche d'un ex- plosif détonant 3 est placée au-dessus du placage 2 et est conti- guë à celui-ci, et un allunen 7 comportant des conducteurs 8 est attaché à un bord de la couche explosive. 



   Dans la microphotographie de la Fig. 2, A indique une couche de base en molybdène, B un placage en acier à basse teneur en carbone, et F la zone de soudure composée de matière des couches A et B. 



   Sur la Fig. 3, A représente la couche métallique de base, B le placage métallique, D la couche d'explosif avant déto- nation, D' les gaz produits par la détonation de la couche D, E un courant liquide aigu de matière composé de la couche A et de la couche B qui vient frapper la face inférieure de la couche B juste devant le point d'impact C, et F la matière immobilisée entre les couches A et B qui soude ces deux couches l'une à l'autre. 



   La Fig. 4 représente un sandwich servant à fabriquer des articles comportant plus de deux couches. La couche métalli- 

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 que 10 qui doit être plaquée des feuilles de métal 11 et 12 repose sur un support en contre-plaqué 13. Les couches métalliques 10, 11 et 12 sont séparées par un intervalle établi par de minuscules particules métalliques   14.   Une couche de ruban en mousse de poly- styrène ou en une autre matière inerte 15 recouvre la face supé- rieure de la couche 12 afin de la protéger des effets directs de la couche explosive 16. L'explosif est allumé par l'allumeur 17 attaché à un de ses coins et comportant des conducteurs 18.

   La couche explosive 16 peut s'étendre légèrement au delà du placage supérieur de manière à procurer une partie commode pour fixer l'allumeur et pour assurer que le front de la   dé 'onation   ait at- teint une vitesse maximum en arrivant au bord du placage. 



   Les exemples suivants représentent certaines des nom- breuses combinaisons de métaux qui peuvent être soudés par pla- cage par le procédé de la présente invention. Ils ne sont donnés qu'à titre d'exemple uniquement et ne limitent l'invention en aucune façon. On peut obtenir n'importe quel article métallique composite désiré en règlent convenablement les différents condi- tions nécessaires. 



  EXEMPLE 1.- 
L'explosif utilisé dans cet exemple est une feuille mince et uniforme d'une composition explosive souple comprenant 20% de tétranitrate de pentaérythritol très fin   (PETN),   70% de minium et, comme liant, 10% d'un mélange 50. 50 de caoutchouc de butyle et d'une résine terpène thermoplastique   ± mélange   de poly- 
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 mères de !3-plnène de iormule (CloH6)n ¯7, vendue dans le commerce sous le nom de "Piccolyte" S-10 (fabriquée par la Société Pennsylvania Industrial Chemical Corporation). La composition est aisément laminée en feuilles et détone à une vitesse d'environ 4100 mètres par seconde. 



   On pose une plaque d'acier doux; de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) et de 0,5 pouce (1,27 cm) d'épaisseur, sur une pla- que de contre-plaqué. Un place et on aligne une plaque d'acier 

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 inoxydable de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) et de 0,125 pouce d'épaisseur (3,2mm) au-dessus de la plaque d'acier doux, les deux plaques étant espacées l'une de l'autre de 0,125 pouce (3,2 mm) par des organes d'espacement rectangulaires en acier montés à chaque coin. On recouvre la face extérieure de cette plaque d'une couche de ruban de masquage qui protège la surface   iinale   de toute détérioration. On place une couche de dimensions équivalen- tes de l'explosif décrit plus haut ayant un poids par unité de surface de 15 g par pouce carré (6,45 cm) sur la couche de ruban de masquage.

   On attache un générateur d'ondes linéaires industriel tel que décrit dans le brevet américain n  2. 943.571 du 5 juillet 1960 d'un c8té de la couche explosive rectangulaire et on excite ensuite le générateur. Après détonation de   l'explosif,   on constate que l'acier doux et l'acier inoxydable sont fermement et unifor-      mément soudés l'un   à   Vautre et forment un article composite. Un examen microscopique, révèle une soudure excellente. Des essais réalisés suivant le procédé ASTM prescrit n  A263-44T sur l'arti- cle composite pour déterminer la résistance au cisaillement de la soudure donnent une résistance au cisaillement moyenne de 73.500 livres/pouce carré (5.166 Kg/cm2).

   La résistance au cisaillement minimum prescrite par les normes ASTM pour ce type de placage est de 20. 000 livres/pouce carré (1406 Kg/cm2) et les placages réali- sés par des moyens classiques présentent habituellement une résis- tance au cisaillement comprise entre 30.000 et 35.000   livres/pouce   carré (2.108 à 2. 460 kg/cm2). L'article composite peut être plié à 1800 autour d'un mandrin de diamètre égal à l'épaisseur de l'ar- ticle sans se briser. 



  EXEMPLE   2.-   
On place une plaque d'acier doux de 24 sur 24 sur   0,75   pouce (61 sur 61 sue 1,9 cm) sur un bloc de support en contre- plaqué. On recouvre une face d'une feuille d'acier inoxydable du type 304 de 24 sur 24 sur 0,0313 pouce (61 sur 61 sur 0,0795 cm) de ruban da masquage et on la place, côté masqué vers le haut, sur 

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 la plaque d'acier doux de façon qu'elle en soit espacée d'une distance de 0,0059 pouce (0,15 mm) par quelques particules de pou- dre de fer éparpillées qui ont été criblées de manière à traver- ser un crible n    100   mesh et a être retenues sur un crible n  200 mesh. On recouvre ensuite la surface du ruban complètement de grains de TNT à raison de 5,2 g par pouce carré (6,45 cm2) et à une densité de 0,8 g par cm3.

   On allume l'explosif à l'aide d'un détonateur électrique n  6 fixé à un des coins de la couche ex- plosive. La couche de TNT en grains détone à une vitesse d'envi-   ron   4. 200 mètres par seconde. Après détonation de la couche explo- sive, l'article composite d'acier doux plaqué d'acier inoxydable de 24 sur 24 pouces (61 sur 61 cm) résultante présente des proprié. tés métallurgiques   comparaDles   à celles de l'échantillon préparé dans l'exemple 1. 
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  E.JU!;!.1PLg "1.- 
On applique une couche de nickel de 0,25 pouce d'épais- seur (6,35   mm)   sur une plaque d'acier doux de 1 pouce d'épaisseur (2,54 cm) de la façon suivante. On place une plaque d'acier doux de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) sur un bloc de support en contre- plaqué. On place des particules de poudre de fer criblées comme dans l'exemple 2 à certains intervalles sur La face supérieure de la plaque d'acier doux de.manière à établir un intervalle de 0,0059 pouce (0,15 mm). On recouvre une face du placage en nickel d'une couche de protection de ruban de masquage de manière à pro- téger le nickel contre toute déformation mineure au marquage de sa surface par la force explosive.

   On recouvre à son tour la couche de ruban d'une couche de la composition explosive décrite dans l'exemple 1, ayant un poids par unité de surface de 30 g par pouce carré (6,45 cm2), et on place le sandwich comprenant le nickel, le ruban et la couche explosive sur la plaque d'acier en les alignant correctement, le coté nickel tourné vers le bas. On attache un allumeur électrique n  6   à   un coin de la couche explo- sive et on fait détour l'explosif. On obtient un article composite 

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 d'acier doux et de nickel dont les deux couches métalliques adhè- rent parfaitement l'une à l'autre. 



  EXEMPLE   4.-   
On utilise la technique et la composition explosive de l'exemple 3 pour préparer un article composite d'acier inoxy- dable du type 304 plaqué de molybdène. L'épaisseur de la couche de molybdène est de   U,040   pouce (1 mm) et celle de l'acier   inoxy-   dable de 0,0625 pouce (1,58 mm). Le poids par unité de surface de la couche explosive utilisée est de 15 g par pouce carré (6,45 cm2) et l'intervalle prévu est de 0,0059 pouce (0,15 mm). un obtient un excellent plaqué. 



  EXEMPLE 5. - 
On plaque une couche de cuivre de 0,0625 pouce (1,58mm) sur une plaque d'acier doux de 0,5 pouce d'épaisseur (1,27 cm) de la façon suivante. On recouvre une face de la feuille de cuivre dont les dimensions sont de 3 sur 6 pouces (7,6 sur 15,2 cm) d'une couche de mousse de polystyrène de 1 pouce d'épaisseur (2,5 cm) et on recouvre la couche de polystyrène d'une couche de la composi- tion explosive de l'exemple 1 à raison de lu g par pouce carré (6,45 cm2). On scelle les bords au sandwich cuivre-polystyrène explosif de façon étanche à l'aide de ruban   imperméable   à l'eau, et on place le sandwich sur la plaque d'acier doux, la couche de cuivre étant espacée de 0,0138 pouce   (0,35   mm) de la couche d'acier par des particules uniformes de poudre de fer.

   Les particules de fer ont été criblées de façon à traverser un crible n  45 mesh et à être retenues sur un crible n    100   mesh. On scelle également les bords du sandwich achevé de façon étanche à l'aide de ruban, et on attache un allumeur électrique à un coin de la couche explosive. 



  On   immerge   ensuite le sandwich dans de l'eau et on allume l'explo- sif. On obtient une excellente adhérence du cuivre sur la plaque d'acier. 



  EXEMPLE 6. - On utilise le processus de l'exemple 5 pour plaquer du titane 

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 sur du cuivre. Les dimensions des feuilles sont de 3 pouces (7,6 cm) sur b pouces (15,2 cm);   la   couche de titane a une pais- seur de Douce (1,27 mm) et la couche ae cuivre a une   épais-   seur de   0,0625   pouce (1,58 mm). L'intervalle qui dans ce cas est fixé par des particules ne poudre ae titane criblées est de 0,0138 pouce (0,3( mm) et le poids de l'explosif est de 10 g par pouce carré (6,45 cm2). Après détonation de l'explosif, les feuilles de titane et de cuivre adhèrent fermement et uniformément l'une à   l'autre.   



   EXEMPLE 7. - 
On plaque une couche de titane de 0,050 pouce (1,27 sur une plaque d'acier doux de 0,5 pouce (1,27 cm) par le processus décrit dans l'exemple 5. Les dimensions des couches sont de 3 pouces (7,6 cm) sur 6 pouces (15,2 cm), le poids de   @   l'explosif est de 15 g par pouce carré (6,45 cm2), et 1'intervalle est de 0,0017 pouce (0,04 mm) et est réalise par des particules uniformes de poudre de fer (traversant un crible n  325   '.iesh).   



  Le   @     plaque   obtenu est solide et uniforme. 



  EXEMPLE 8. - 
On utilise à nouveau le processus de l'exemple 5 pour appliquer une tôle d'aluminium de 0,125 pouce (3,17   mm)   sur une plaque de 0,5 pouce (1,27 cm) d'acier doux. La tôle et la plaque ont chacune 3 pouces, (7,6 cm) sur 6 pouces (15,2 cm), la réparti- tion de la couche explosive est de 15 g par pouce carré (6,35 cm2), et l'intervalle est de 0,0059 pouce (0,15 mm). Après la détonation de l'explosif, la couche d'aluminium est solidement sondée à   l'acier'   doux. 



  EXEMPLE 9. - 
On plaque une feuille de 0,010 pouce (0,25 mm) de tantale sur une plaque d'acier doux de 4 sur 5 sur 0,5 pouce (10 x 12,5 x 1,27 cm) par le processus de l'exemple 5. Les condi- tions sont: 0,0059 pouce (0,15   mm)   d'intervalle; 10 g par pouce carré (6,43 cm2) d'explosif. On obtient un excellent métal plaqué. 



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 EXEMPLE 10,- 
On utilise le processus de l'exemple 5 pour préparer un article composite de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) composé 
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 d'une feuille de "Hastauoy Cn de 0,0625 pouce d'épaisseur (1,5g) plaquée sur une plaque d'acier doux de 0,5 pouce (1,27 cm). La feuille explosive est une version légèrement modifiée de la compo- sition de l'exemple 1 et présente un poids par unité de surface de 15 g par pouce carré (6,45 cm2); elle contient 72% de minium; 8% de liant et   20%   de PETN et détone à une vitesse d'environ 4000 mètres par seconde. L'intervalle prévu entre le   "Hastalloy   C" et l'acier doux est de 0,0138 pouce (0,35 mm) et l'allumage de la feuille de la couche explosive est réalisé, dans ce cas, par un générateur d'ondes linéaires. 
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  EXEMPLE 11.- 
On fabrique un article composite de 3 sur 6 pouces (7,6 sur 15,2 cm) du tantale plaqué sur cuivre en utilisant la technique de l'exemple 5. L'épaisseur de la couche de tantale est de 0,01 pouce (0,25 mm) et l'épaisseur de la couche de cuivre est de 0,0625 pouce (1,58 mm). Le poids de l'explosif est de 10 g par pouce carré (6,45 cm2) et l'intervalle prévu est de 0,059 pouce (0,15   mm).   
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  Exr;,LE À2.= 
On plaque une feuille d'acier inoxydable de 48 sur 96 pouces (1,22 sur   2,44   m) sur de l'acier doux en utilisant la tech- nique de l'exemple 5. La composition explosive est celle utilisée dans l'exemple 10 et cet explosif est reparti à raison de 12,5 g par pouce carré (6,45 cm2). On utilise un intervalle de 0,0138 pouce (0,35 mm). Le placage a une épaisseur de 0,0313 pouce (0,795 mm) et la couche de base a une épaisseur de 0,75 pouce 19mm). 



  EXEMPLE   13.-   
On utilise une composition explosive contenant   35;   de PETN,   50%   de minium, et 15% du liant de l'exemple 1 comprenant du caoutchouc de butyle et une résine terpène. Cette composition 

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 se laisse également aisément laminer en feuilles flexibles et a une vitesse de détonation d'environ 5.000 mètres par seconde. On noie une plaque d'acier doux de 10 sur 10 sur 0,050 pouce (25,4 sur 25,4 sur   0,127   cm) dans un bloc de ciment de plâtre dur.

   Sur cette plaque, on aligne une plaque de magnésium de 10 sur 10 sur   0,050   pouce (25,4 sur 25,4 sur 0,127 cm); la plaque de magnésium comportant plusieurs rides superficielles uniformes qui servent à la supporter à une distance de 0,020 pouce (0,5   mm)   au-dessus de la plaque d'acier. On place une couche de mêmes dimensions de l'ex- plosif mentionné plus haut contenant une charge explosive de 3 g/ pouce carré (6,45 cm2) sur la face supérieure de la plaque de ma- gnésium, et on attache un allumeur électrique industriel n  6 à un bord de cette couche explosive que l'on allume ensuite. 



  L'examen de la plaque composite obtenue, montre que les deux cou- ches sont fermement et uniformément soudées l'une à l'autre. Un ex?men microscopique ne révèle aucune fissure ou défaut dans la soudure, et des efforts visant à séparer les deux couches   mécani-   quement sont vains. 
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  EXt.l1PLF; 14. - 
On utilise le processus, l'explosif et la quantité d'explosif décrits dans l'exemple 13 pour appliquer une couche de titane ae   0,uu3   pouce   (0,076   mm) sur une feuille   d'aluminium   de 0,050 pouce (1,27 mm). Les dimensions des couches sont de 10 sur 10 pouces (25,4 sur 25,4 cm) et l'intervalle qui les sépare   eqt   
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 de 0,015 pouce (0, .8 :nom). x.rLr 15. - 
On fabrique une plaque composite d'acier doux plaqué d'Inconel en utilisant le processus et l'explosif ainsi que la quantité d'explosif de l'exemple 13. Les couches d'acier et D'Inconel ont 0,050 pouce d'épaisseur (1,27 mm) et leurs dimensions sont de 10 sur 10 pouces (25,4 sur 25,4 cm).

   L'intervalle séparant les deux couches est de   0,U20     pouce   (0,5   mm).   

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  F:XHaL, 16. - 
On plaque solidement une couche de 0,001 pouce (0,025mm) de "Nichrome" sur une couche de base en tungstène en utilisant le processus de l'exemple 13. L'explosif et la quantité d'explosif utilisés sont ceux de l'exemple 10 et l'intervalle utilisé est de 0,003 pouce (0,076   mm).   La couche de tungstène a une   épaisseur   de 0,050 pouce (1,27 mm). 
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  EXËXPLE 17. - 
On plaque du molybdène sur du tungstène en utilisant le processus de l'exemple 16 mais en remplaçant la couche de tung- stène par une couche de 0,050 pouce (1,27   mm)   de molybdène. 
 EMI14.3 
 



  ExFj4pLE -18 ,r- 
On plaque un alliage de titane, d'aluminium et de vana- dium 90/6/4 de 0,003 pouce (0,076 mm) d'épaisseur sur un carré de tungstène de 1 sur 1 sur 0,050 pouce (2,54 sur 2,54 sur 0,127 cm) par le processus décrit dans l'exemple 13. L'intervalle est de 0,003 pouce   (J,076   mm) et l'explosif ainsi que la quantité d'ex- plosif sont ceux de l'exemple 13. La soudure obtenue est excellente. 
 EMI14.4 
 E"KeLb 19.- 
On plaque une couche de U,007 pouce (0,178 mm) d'un alliage de niobium, de titane et de molybdène 80/10/10 sur une feuille de molybdène de 1 sur 1 sur 0,050 pouce (2,54 sur 2,54 sur 0,127 cm) au moyen du processus et de l'explosif de l'exemple 
13 avec un intervalle de 0,010 pouce (0,25 mm). 



   EXEMPLE   20. -   
On place une plaque de molybdène de 0,100 pouce (2,5 mm) d'épaisseur et de 1 sur 4 pouces (2,5 sur 10 cm) sur une plaque   d   support   en a cier.   On supporte une feuille d'acier doux de 1 sur 4 sur 0,005 pouce (2,54 sur 10 x 0,0127 cm) directement au-dessus de la plaque de molybdène à une distance de 0,0025 pouce (0,635 mm) au moyen de rides ménagées dans les coins de la feuille d'acier. 



   On colle une couche de l'explosif de l'exemple 13 de 1 sur 4 pouces (2,54 sur 10 cm) comportant une charge d'explosif de 2 g/pouce - carré sur la face supérieure de la feuille d'acier. Après ) 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 avoir allumé un bord de la couche explosive, on constate que les deux métaux sont fermement soudés   l'un à   l'autre, aucune fissure ne pouvant être détectée. 
 EMI15.1 
 



  E.crYLE 2I. - 
On roule une feuille de titane de 6 pouces de largeur (15,2 cm), 10 pouces de longueur (25,5 cm) et 0,008 pouce d'épais- seur (0,2   mm)   autour d'un mandrin cylindrique en fer avec un re- couvrement d'environ 1 pouce. (2,54 cm). On ménage de petites en- tailles dans un bord de la feuille de façon que les deux bords qui s'intersectent soient séparés par un intervalle d'air. On plage une bande de l'explosif de l'exemple 13 de longueur égale à celle de la feuille près du bord de recouvrement de la feuille et on al- lume une extrémité de la bande. Le tube de titane ainsi totehu est uniforme et dépourvu de fissures ou d'autres défauts. La sou- dure possède une excellente résistance mécanique et un examen mé- tallurgique ne révèle aucune discontinuité. 
 EMI15.2 
 



  EXl!.L"Ü' 1.1'; 2 2. - 
On applique une feuille d'acier inoxydable de   U,029   pouce (0,74 mm) d'épaisseur sur des supports en molybdène et en tungstène au moyen du processus de l'exemple 13 en utilisant la composition explosive de l'exemple 1. L'intervalle est de 0,015 pouce (0,38 mm) dans chaque cas, les dimensions des couches métal- liques étant de 2 sur 2 pouces (5 sur 5 cm) et les épaisseurs des couches de molybdène et de tungstène étant de 0,039 pouce (0,99 mm) et de 0,021 pouce (0,53 mm) respectivement. 



  EXEMPLE 23.- 
On plaque une couche de titane de 0,040 pouce (1 mm) sur de l'Inconel par le processus de l'exemple 22. La couche de base d'Inconel a une épaisseur de 0,055 pouce (1,40 mm). L'intervalle est de 0,015 pouce (0,38 mm) et les dimensions des couches de 2      sur 2 pouces (5 sur 5 cm). On obtient une excellente soudure. 



   Les exemples suivants 24 à 33 illustrent l'application du procédé de la présente invention à l'obtention de métaux plaqués 

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 à couches multiples ou du type "sandwich",   c'est-à-dire   conportant plus de deux couches. Dans chacun de ces exemples, la composition utilisée est la composition contenant 70% de minium, 20% de PETN et   10%   de liant de l'exempl   EXEMPLE   24.- 
On place une plaque d'acier du type 1015 de 6 sur 9 sur 0,5 pouce (15 sur 23 sur 1,27 cm) sur un bloc de support en bois contre-plaqué. On place une couche de cuivre de 0,018 pouce (0,457 mm) de dimensions correspondantes sur la plaque d'acier et on la supporte à une distance de celle-ci de 0,0059 pouce (0,15 mm) au moyen de particules de fer.

   On place ensuite une couche d'acier inoxydable de 0,0625 pouce (1,58 mm) sur la couche de cuivre et on l'espace également de celle-ci d'une distance de 0,0059 pouce (0,15   mm) à   l'aide de particules de fer. On recouvre la face supérieure exposée de la couche d'acier inoxydable d'une couche protectrice de ruban et ensuite d'une feuille d'explosif ayant une répartition en poids de le g par pouce carré   (6,45   cm2). On attache un allumeur électrique à un coin de la feuille explosive et on fait détoner l'explosif. L'examen de la plaque composite comprenant de l'acier inoxydable, du cuivre et de l'acier 1015 montre que l'on a obtenu une soudure métallurgique ferme aux deux interfaces. Aucune déformation ou distorsion superficielle ne peut être détectée. 



  EXEMPLE 25. - 
On fabrique un article composite de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) d'acier inoxydable, de cuivre, d'acier doux et de laiton jaane de la façon décrite dans l'exemple 24 en utilisant un intervalle à chaque interface de 0,0059 pouce (0,15   mm)   et une ré- partition de l'explosif' de 20 g par pouce carré (6,45 cm2). Les épaisseurs des couches d'acier inoxydables, de cuivre, d'acier doux et de laiton jaune sont respectivement de 0,0625 pouce (1,58 mm), 0,0625 pouce (1,58 mm), 0,0625 pouce (1,58 mm) et 0,125 pouce (3,17 mm). 

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  EXEMPLE 26. - 
On fabrique un article composite de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) comprenant une feuille d'acier inoxydable de 0,0625 pouce (1,58   mm)   plaquée sur une feuille d'aluminium de 0,0313   pouc   (0,795   mm)   elle-même plaquée sur une plaque d'acier doux de 0,5 pouce (1,27 cm) en utilisant le processus de l'exemple 24. L'in- tervalle prévu à chaque interface est de 0,0059 pouce (0,15 mm) et la répartition de l'explosif est de 15 g par pouce carré   (6,45em'   EXEMPLE 27. - 
On fabrique un article composite de 6 sur 9 pouces (15 sur 23 cm) comprenant de l'acier inoxydable, de l'acier doux, du laiton, et de l'acier doux au moyen de la technique décrite dans l'exemple 24.

   L'intervalle à chaque interface est de 0,0059 pouce (0,15 mm), la répartition de l'explosif est de 20 g par pouce carré (6,45 cm2) et les épaisseurs des couches d'acier ino- xydable, d'acier doux, de laiton et d'acier doux sont respective- ment de 0,0625 pouce (1,58 mm), 0,012 pouce (0,3   mm),   0,0313 pouce   (0,795     mm)   et 0,5 pouce (1,27 cm). 



  EXEMPLE 28. - 
On fabrique un article ouvré composite de 6 sur 9 pouce: (15 sur 23 cm) composé de cinq couches comprenant respectivement de l'acier inoxydable, de l'acier doux, du cuivre, de l'acier doux et de l'acier inoxydable de la façon décrite dans l'exemple 24. 



  Les épaisseurs des couches sont: couches d'acier inoxydable 0,0625 pouce (1,58 mm); couches d'acier doux 0,012 pouce (0,3   mm);   cuivre 0,0625 pouce (1,58 mm). L'intervalle entre les couches est de 0,0059 pouce (0,15 mm) et la répartition de l'explosif est de 20 g par pouce carré   (6,45   cm2). 



  EXEMPLE   29, -   
On fabrique un article composite ouvré de forme carrée et de 12 pouces (30,5 cm) de côté comprenant du titane, du cuivre et de l'acier inoxydable de la façon suivanté. On place une couche de cuivre de 0,0625 pouce   (1,58   mm) sur une couche d'acier inoxy- 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 dable de 0,008 pouce (0,2 mm) de façon qu'elle en soit espacée d'une distance de   0,029   pouce (0,07 mm) par des particules de poudre de fer (traversant un crible n  200.mesh et retenues sur un crible n  325 mesh). De   mme,   on place une couche de titane de   0,003   pouce.(0,076 mm) au dessus de la couche de cuivre à une dis- tance de 0,0029 pouce (0,07 mm) maintenue par des particules de fer.

   On recouvre la face supérieure du titane d'une pellicule de   téréphtalate   de polyéthylène (pellicule de polyester "Myler" fa- briquée par E.I. du Pont de amours and Company) de 10 millièmes de pouce d'épaisseur (0,25 mm), et on scelle les bords du sand- wich de manière à les rendre étanches à l'eau en y appliquant du   ruoan.   On colle une feuille de l'explosif, réparti en poids à raison de 15 g par pouce carré (6,45 cm2) sur la face intérieure du fond d'une caissette ouverte conçue de façon à s'ajuster sur l'ensemble des couches métallique. La profondeur intérieure de la caissette est suffisante pour établir un intervalle de 3/4 pouce (19 mm) entre la couche explosive et la couche de titane lorsque la caissette est retournée et fermement fixée sur les couches mé- talliques.

   On attache un allumeur à un coin de la feuille explo- sive, on place la caissette sur les couches métalliques, on immer- ge l'ensemble dans l'eau, et on fait détoner l'alluneur. On chauffe l'article composite formé à 550 C et on le maintient à cette tem-   pérature   pendant la minutes. Après refroidi sement dans l'air   à   température ambiante, on plie l'article composite à 90  autour   d'un   mandrin cylindrique. Aucune fissure ou déstratification ne se pro- duit. 
 EMI18.1 
 



  E,Y,L,4PLE 30. - 
On utilise la technique de l'exemple 29 pour préparer un stratifié à 16 couches de 6 sur 6 pouces (15,2 sur 15,2 cm) composé de couches alternées de 0,005 pouce (0,1 mm) d'acier doux et de 0,005 pouce (0,1 mm) d'acier inoxydable austénitique. La ré- partition de l'explosif est de 10 g par pouce carré (6,45 cm2) et l'intervalle séparant chaque couche est de 0,0059 pouce (0,15 mm). 

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  On utilise une couche d'eau de 1 pouce (2,5 cm) d'épaisseur entre l'explosif et la couche métallique supérieure. Le stratifié ainsi obtenu est   uniformément   soudé, et aucune imperfection ou irrésula- rité ne peut être remarquée. 
 EMI19.1 
 



  E.X.t.."1.t>I..I:!..31.- 
On fabrique un article ouvr composite de 3 sur 6 pouces (7,6 sur 15,2 cm) comprenant de l'aluminium sur du cuivre sur de l'acier doux en utilisant une couche explosive de 15 g par Douce carré (6,45 cm2) et un intervalle (fixé par des particules de pou- 
 EMI19.2 
 dre a fer Unitermes) entre chacune des couches métalliques de 0,0059 pouce (0,15 mm). Un protège la surface supérieure de   l'alu-   minium à l'aide d'une couche ae 1 pouce (2,5 cm) de polystyrène mousse, on scelle les nords du sandwich de façon étanche à l'aide d'un ruban, et on l'immerge dans l'eau après quoi on détone l'ex- plosif.

   Les couches d'aluminium, de cuivre et d'acier doux ont respectivement une épaisseur de 0,125 pouce (3,17 mm), 0,0625 pouce   (1,58   mm) et 0,5 pouce (1,27 cm). 
 EMI19.3 
 fxr.4PL1 32. - 
On fabrique un article ouvré composite de 4 sur 5 pouces (10,1 sur 12,7 cm) comprenant du tantale sur du cuivre sur de l'acier doux en utilisant une couche protectrice de polystyrène mousse et en immergeant le sandwich dans de l'eau avant d'allumer l'explosif comme décrit dans l'exemple 31. L'intervalle utilisé est de 0,0138 pouce (0,35 mm) et le poids de   1-'explosif   est ae 15 g par pouce carré (6,45 cm2). L'épaisseur des couches métalliques est respectivement: tantale O,ulO pouce (0,25   mm),   cuivre 0,0625 pouce (1,58 mm) et acier doux 0,5 pouce (12,7 mm). 
 EMI19.4 
 



  EJ\.I!.1'1J:'.LE 33.- 
On utilise la composition explosive de l'exemple 1 pour préparer un article composite de 3 sur 6 pouces (7,6 sur 15,2 cm) comprenant de l'argent sur de l'acier doux. La répartition de l'explosif est de 12,5 grains (810 mg) par pouce carré (6,45 cm2) et on utilise la technique décrite dans l'exemple 29 pour placer 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 une coucne d'eau de   1/4   pouce (6,35   mm)   entre la couche explosive et l'argent. Un établit un intervalle de   0,032g   pouce (0,833 mm) entre l'acier et l'argent à l'aide de particules de poudre de fer (traversant un crible n  20 mesh et retenues sur un crible n  45) et on allume l'explosif à l'aide d'un générateur d'ondes linéaires. 



   Sans aucune intention de limiter la présente invention par une théorie de fonctionnement quelconque, on croit Que le phé-   nomène   de la soudure décrit plus haut peut être attribué à une action de "jet" qui se produit, comme la montre schématiquement la Fig. 3. Lorsque la couche explosive est allumée, la détonation . progresse dans tout le   rstant   de la couche explosive à la vitesse de détonation de la composition explosive. Les pressions produites par la détonation agissent ainsi progressivement sur la couche de placage pour la propulser vers la matière à plaquer.

   Si le placage métallique est parallèle à la surface du métal à plaquer, la partie du placage la plus proche du ou des points d'allumage fait contact avec la   surface   du métal à plaquer pendant que d'autres parties sont soit immobiles soit en route vers la surface (voir Fig.3). 



  Si les conditions sont adéquates, on obtient un "jet" composé des couches de surface des deux métaux, ce jet étant dirigé dans l'in- tervalle encore inoccupé ménagé entre la couche du métal de placage et la surface du métal à plaquer. La matière formant jet est remise en circulation pour produire un mélange intime des deux métaux. 



    L'enlvement   des couches métalliques de surface et la fusion sous haute pression de la couche de métal   précédemment   sous-jacente don- nent la soudure désirée. 



   On n'cotient pas une soudure efficace si le métal de placage frappe la surface du métal à plaquer en se déplaçant en gros dans une direction générale perpendiculaire à ce dernier. 



  Ces conditions règnent dans le cas de couches métalliques paral- lèles dans lesquelles une couche est chassée par un explosif qui est allumé en substance simultanément sur toute sa surface, par exemplepar un générateur d'ondes plane, ou si une charge 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 explosive est placée à une distance substantielle, c'est-à-dire de plus de quelques centimètres de la couche de placage et que la pression est transmise par un agent relativement dense. Dans ce dernier cas, l'intervalle entre les couches a pour effet de rendre l'allumage approximativement simultané sur toute la surface. 



   Afin d'obtenir le résultat désiré, il faut allumer une couche ex- plosive de façon que la détonation se propage parallèlement à la couche de placage. Naturellement, les dimensions de la couche ex- plosive doivent correspondre aux dimensions de la surface que l'on désire plaquer. 



   Une particularité essentielle et critique de la présente invention est l'utilisation d'un explosif ayant une vitesse de détonation non supérieure à environ 120% de la vitesse du son dans le métal du système ayant la vitesse sonique lp plus élevée. Par "métal" dans l'exposé qui précède, on entend un élément métalli- que ou une couche du système de placage qui, dans n'importe quel cas, peut être un métal élémentaire ou un mélange de métaux   élémen-   taires,   c'est-à-dire   un alliage. Lorsque la vitesse de détonation de l'explosif dépasse cette limitation, des ondes de choc obliques se forment fréquemment qui éliminent le phénomène de "jet" mention- né plus haut et empêchent la formation d'une bonne soudure métal sur métal.

   De même, dans les cas où un jet se forme, des effets secondaires prononcés se présentent souvents tels que la déforma- tion des plaques et la fissuration de la couche de placage. 



   Quoiqu'on ait mentionné plusieurs lois ci-dessus la "vitesse du son" et la   "vitasse   sonique" des métaux, les spécislis- tes savent bien que ces termes peuvent être interprétés de façon légèrement différentes suivant les circonstances. Par exemple, ces ternes ont une signification différente pour le physicien lorsqu'il' s'agit de phénomènes d'ondes de choc plastiques dans des solides par opposition aux phénomènes d'ondes de choc élastiques. Ce sont les premiers phénomènes auxquels a trait la présente invention.

   Les; termes "vitesse du son" et "vitesse sonique" utilisés dans ce   même!-   

 <Desc/Clms Page number 22> 

 re conjointement avec des métaux et des systèmes métalliques concer- nent la vitesse de l'onde de choc plastique qui se forme lorsqu'une contrainte qui est appliquée dépasse juste la limite élastique pour une compression unidimensionnelle du métal ou du système métallique particulier en question. La valeur de cette vitesse sonique peut être obtenue au moyen de la relation 
 EMI22.1 
 où "V" est la vitesse sonique en cm/seconde: "K" est le module de masse adiabatique en   dynes/cm2;   et "d" est la densité en g/cm3. 



  Les valeurs de "K" peuvent être obtenues à partir des valeurs du module de Young "E" et du rapport de boisson   "#"   au moyen de la relation 
K =   E/(1-2     #)   Les valeurs de "d" et "K" ou de "E" et   "#   " peuvent être facile- ment trouvées dans la littérature (voir par exemple le "American Institute of Physics Handbook, McGraw-Hill, New York,   1957).   



   En variante, la vitesse sonique peut être calculée partir des valeurs publiées de la vitesse de l'onde de choc plas- tique-comme fonction de la vitesse des particules imprimée au métal par l'onde de choc de la façon décrite par R.G. McQueen et S.P. Marsh, Revue de Physique appliquée 31 (7), 1253 (1960). 



   Dans les cas où la littérature ne iournit aucune donnée, on peut obtenir des valeurs de "V" en réalisant des mesures d'ondes de choc décrites par R.G. McQueen et S.P. Marsh loc.cit.) et dans des références citées par eux. En variante,   "V"   peut être calculé à partir de la relation 
 EMI22.2 
 où "CL" est la vitesse des ondes de compression élastiques et "Cs"est la vitesse des ondes de cisaillement élastiques dans le métal. Les vitesses requises des ondes élastiques peuvent être mesurées par des procédés bien connus.

   A des fins représentatives, les valeurs de la vitesse sonique utilisées dans ce mémoire pour certains métaux représentatifs sont données dans le tableau suivant: 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 
 EMI23.1 
 
<tb> Métal <SEP> 1 = se <SEP> du <SEP> son <SEP> en <SEP> mètres <SEP> seconde
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Zinc <SEP> 3.000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Cuivre <SEP> 4.000
<tb> 
<tb> 
<tb> Magnésium <SEP> 4. <SEP> 500
<tb> 
<tb> 
<tb> Niobium <SEP> 4.500
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Acier <SEP> inoxydable
<tb> 
<tb> 
<tb> - <SEP> austénitique <SEP> 4. <SEP> 500
<tb> 
<tb> 
<tb> Nickel <SEP> 4. <SEP> 700
<tb> 
<tb> 
<tb> Titane <SEP> 4.800
<tb> 
<tb> 
<tb> Fer <SEP> 4.800
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Molybdène <SEP> 5.

   <SEP> 200 <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Aluminium <SEP> 5.500
<tb> 
 
 EMI23.2 
 En plus de la limitatirm iaximum imposée sur la vites- se de détonation de l'explosif utlls, on a constaté que ce der- nier doit avoir une vitesse de d4t=..tion mininum dlîu moins envi- ron 1200 mètres par seconde. Des clqpsitions explosives qui déto- nent à une vitesse inférieure à ce:--. #itesse minimum n'arrivent souvent pas à développer l'énergie n-:.-esssire pour t'orrser le "jet" postulé plus haut, et sont ainsi 4--,i-ables de souder fermement les métaux comme le veut la préseE'x invention. 



  Comme le montrent les yrents exemples, Ic nouveau procédé de soudure par placage est a-iliceble à une grande variété de métaux tels que de 1'ai,uminium =1'acier, du ier, du titane, du niobium, du chrome, au cobalt, =: '1ickel, du béryllium, du ma- gnésium, du molybdène, du tungstène ru tantale, du vanadium, du zirconium, de l'argent, du platiné, ai cuivre, de 1-$or et leurs alliages ainsi que d'autres m4taux+nt un grand nombre scnt dif- ficiles à souder par placage par 1* quelconque des techniques classiques. Chacune des différente: =ches peut être en un seul métal ou en des alliages de deux ne. re-- plusieurs métaux individuels ou l'une ou l'autre des couches pe5nVtre un ensemble composite de deux ou de plusieurs couches urf:;ies. 



  Le procédé convient non salement pour f-abriquer des plaques ou des tôles planes mais f-7---f-ment, comme le montre l'exem- ple 21, des tubes et d'autres artis à partir de matière diffi- cile à souder. Dans l'industrie, 1= zche de ase est habituelle- ment un élément d'équipement auaur-7 mie couche de placage doit être fixée. Généralement, la résis'srce de .La soudure par placage 

 <Desc/Clms Page number 24> 

 est supérieure à la resistance à la traction du métal plus faible. 



  La ductilité de la matière soudée par placage est   également   compa- rable à celle des couches non soudées et peut être souvent accrue par un traitement à chaud moyen. 



   Une particularité exceptionnallement surprenante et aven- tageuse des nouveaux systèmes plaqués de la présente invention est que la zone de soudure continue reliant les deux couches peut avoir une composition homogène dans toute son étendue. Dans des   procèdes   de placage classiques,la zone souàée se compose d'une suite   @che-   lonnée de compositions qui sont progressivement plus riches en mé- tal de la couche qui est la plus rapprochée et inversement, pro- gressivement plus pauvres en métal de la couche la plus loienée. l'exemple suivant illustre cet aspect de la présente invent.on. 



  EXEMPLE 34. - 
On réalise une série de 26 métaux plaques nickel sur cuivre en utilisant l'explosif de l'exemple 1 à raison de 5 par pouce carré (6,45 cm2), l'intervalle entre les couches de nickel et de cuivre étant insensiblement modifié de 0,0017 à0,160 pouce (0,043 à 4 mm). La feuille d'explosif est espacée de 1/4 pouce (6,35   mm)   de la couche de placage et l'intervalle est rempli d'eau suivant la technique décrite dans l'exemple 29. Les couches métal- liques mesurent 4 sur 4 sur 0,021 pouce (10 sur 10 sur 0,53 mm). 



  Des études de diffraction par rayons X ultérieures réalisées sur la zone jetée de chaque =étal plaqua montrent que dans chaque cas on obtient une structure cubique à faces centrées identiques. Le paramètre de structure obtenu pour la matière jetée est de 3,575 +- 0,003.A. indépendamment de l'intervalle utilisé et la partie de la zone jetée examinée. Une composition de cuivre et de nickel ayant un paramètre de structure de 3,575 A contient   33%   de nickel et 67% de cuivre. 



   Le procédé utilisé pour établir l'intervalle requis entre les couches métalliques n'est pas critique. Comme le montrent les dessins, dt. minuscules particules de métal intercalées entre 

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 les couches donnent entière satisfaction. De même, ce petites saillies dans la surface de la couche supérieure ou sur la surface de la couche inférieure peuvent être utilisées. Le dispositif de support ne peut évidemment pas masquer de grandes   zoes   des sur- races des métaux si ces zones doivent être soudées par placage. 



   Il est souhaitable que les métaux soient relativement exempts d'impuretés superficielles. Lorsque les surfaces ne sont pas propres, un traitement de nettoyage superficiel à l'aide d'un abrasif moyen suivi par un lavage à l'aice d'un solvant convienne:: peur éliminer toutes les impuretés qui détruiraient l'adhérence ou produiraient des zones fragiles. Cependant, les opérations de net- toyage intenses et compliquées nécessaires pour d'autres procédés de placage ne sont pas requises pour le procédé de la présente invention. 



   Le dispositif de support rigide pour la couche de base n'est pas critique dans la pratique de la présente invention ; cependant, la présence d'un agent de support contribue à éviter la déformation de   l'ensemble.formé.   Le contre-plaqué, par suite de son prix de revient peu élevé, représente une matière de sup- port satisfaisante. 



   Comme on l'a montré dans les exemples qui précédente il est avantageux dans certains cas de prévoir une   enuche   de matiè- re inerte ou amortisseuse telle que des pellicules de polyester, de l'eau, ou une mince couche de ruban entre la couche explosive et la surf ace du métal de placage afin de contribuer à maintenir une surface lisse non contaminée. 



   La couche explosive peut être allumée par un dispositif allumeur classique quelconque, par exemple, un détonateur, une capsule détonante, des fils explosifs, etc.. L'emplacement de la source d'allumage sur la couche explosive n'est pas critique pour- vu que toute la couche ne soit pas allumée simultanément. Ainsi, la source d'allumage peut être située à un coin, ce qui est pré- férable par suite de la plus grande surface soudée qu'elle procure 

 <Desc/Clms Page number 26> 

 le long d'un bord, ou au centre de la couche explosive, ou en variante plusieurs sources d'allumage ou un générateur   d'onde;   linéaires peut être utilisé pour allumer un oord entier de la couche simultanément.

   La quantité d'explosif utilisée n'est pas critique pourvu qu'une charge suffisante soit présente pour pro- pulser les couches avec une vitesse adéquate pour réaliser la sou- dure par placage désirée. La quantité et la charge particulières des explosifs appropriés dans un cas quelconque   apparaîtront   clai- rement aux spécialistes en considérant des facteurs tels que le type d'explosif, l'épaisseur de la couche métallique, etc.. Evi- demment un excès d'explosif produit une déformation indésirable et doit être évité. 



   Evidemment, si on le désire, afin de conserver la quantité d'explosif requise, on peut placer un ensemble de placage sur les deux faces de la couche explosive. Ainsi, deux métaux plaqués peuvent être   ootenus   en une seule opération. 



   Quoique l'invention ait été décrite de façon   détaillée   dans la description qui précède donnée, à titre   d'exemple,   avec référence aux exemples et aux dessins annexés, il est clair qu'elle n'y est en aucune façon limitée mais que de nomDreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir de son cadre.

Claims (1)

  1. R E V E N D I C A T I O N S .
    ----------------------------- 1. Procédé pour souder ensemble par placage drs couches métalliques afin de former un corps à couches multiples, caractéri- sé en ce qu'on supporte une couche .métallique de placage à une dis- tance d'au moi .. 0,001 pouce (0,025 mm) d'une couche métallique de base et en substance parallèlement à celle-ci, on place une couche d'un explosif détonant sur la face extérieure d'une des couches, cet explosif ayant une vitesse de détonation inférieure à 120% de la vitesse du son dans le métal du système ayant la vitesse sonique la plus élevée, et on allume l'explosif de façon que la détonation se propage dens une direction parallèle aux couches métalliques. <Desc/Clms Page number 27>
    2. Procédé pour souder ensemble par placage des cou- ches métalliques afin de former un corps à couches multiples, carac- térisé en ce qu'on supporte au moins une couche métallique à une distance d'au moins 0,001 pouce (0,025 mm) d'une couche métallique de base et en substance parallèlement à celle-ci, on place une couche de dimensions correspondantes d'un explosif ayant une vites- se de détonation inférieure à la vitesse sonique maxiaum de l'un ou l'autre des métaux sur la face extérieure d'une des couches et on allume l'explosif de façon que la détonation se propage dans une direction parallèle aux couches métalliques.
    3. procédé pour souder ensemble par placage des cou- ches métalliques, caractérisé en ce qu'on supporte d'une facon en substance parallèle au moins une couche métallique s'parée d'une seconde couche métallique par un intervalle d'au moins 0,001 pouce (0,025 mm), on place une couche d'un explosif détonant sur la face d'une des couches, cet explosif ayant une vitesse ce détonation non supérieure à environ 120% de la vitesse du son d.ns le métal du système ayant la vitesse sonique la plus élevée, cet explosif étant présent en quantité suffisante pour propulser la couche métallique adjacentdans l'intervalle séparant les souches lors de la détonation de l'explosif sans déformer sensiblement l'une ou l'autre couche de métal,
    et on allume l'explosif de laçon que la détonation se propage dans une direction parallèle aux couches mé- talliques afin que la couche qui est propulsée soit chassée centre la surface de l'autre couche et soit fermement soudée à celle-ci.
    4. Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que la couche supportée repose sur des saillies prévues sur sa surface.
    5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support est assuré par des particules métalliques de dimensions relativement unirormes.
    6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de placage et la couche de base sont formées <Desc/Clms Page number 28> par les extrémités d'une tôle en un métal unique qui se recouvrent mutuellement ce qui permet d'obtenir une structure de récipient.
    7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les métaux formant les couches métalliques sont choisis par- mi le groupe composé de fer, titane, aluminium, niobium, tantale, chrome, cobalt, nickel, molybdène, béryllium, tungstène, magnésium, cuivre, vanadium, zirconium, argent, platine, or et leurs alliages.
    8. procède suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps à couches multiples ré ultant reçoit un traite. ment à chaud lui lui rend sa ductilité.
    9. rocéd suivant la*revendication 1, caractérisé en ce qu'on intercale une couche de matière amortisseuse entre la couche explosive et la couche métallique adjacente.
    10. Article ouvré à couches multiples, caractérisé en ce qu'il comprend unp première couche métallique fermement soudée à une seconde couche métallique ...ar une couche intermédiatre com- prenant un alliage homogène du métal de la première couche et du métal de la seconde couche.
    11. Article ouvr: à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du cuivre et la seconde au nickel.
    12. article ouvré couches multiples suivant la re- vendication lu, caractérisé en ce que la première couche est de l'acier inoxydable et la seconde de l'acier doux.
    13. Article ouvré à coucnes nuftiples suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du nickel et la seconde de l'acier doux.
    14. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du molybdène et la seconde de l'acier. inoxydable.
    15. Article ouvré à couches -multiples suivant la re- vendication 10, caractérise en ce que -La cremière couche est du suivre et la seconde de l'acier doux.
    .. <Desc/Clms Page number 29>
    16. Article ouvrC à couches multiples suivant la revendication 10,caractérisé en ce que la première couche est du titane et la seconde du cuivre.
    17. Article ouvré à couches multiples suivent la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du titane et la seconde de l'acier doux.
    18. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est 'le l'aluminium et la seconde de .L'acier doux.
    19. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du tantale et la seconde de l'acier doux.
    20. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la pre.nière couche estdu magnésium et la seconde de l'acier doux.
    21. Article ouvré à couches multiples suivn;, la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du titane et la seconde de l'aluminium.
    22. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est de l'Inconel et la seconde de l'acier doux.
    23. Article ouvré à conches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du Nichrome et la seconde du tungstène.
    24. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du Nichrome et la seconde du molybdène.
    25. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est un alliage de tisane, d'aluminium et de vanadium et la seconde du tungstène.
    26. Article ouvré à couches multiples suivant la re- <Desc/Clms Page number 30> vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est un alliage de niobium, de titane et de molybdène et la seconde du molybdène.
    27. Article ouvré à couches nultiples suivant la re- vendication 10,caractérisé en ce que la première couche est du molybdène et la seconde du molybdène.
    28. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du titane et la seconde est aussi du titane.
    29. Article ouvré à couches multiples suivant le re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est de l'acier inoxydable et la seconde du tungstène.
    30. Article ouvré à couches multiples suivent la rE- vendication la,' caractérisé en ce que la première couche est du titane et la seconde de l'Inconel.
    31. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première souche est de l'argent et la seconde de l'acier doux.
    32. Article ouvré à couches multiples suivant la re- vendication 10, caractérisé en ce que la première couche est du tantale et la seconde du cuivre.
    3 . Article ouvré à couches multiples, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs couches métalliques fermement sou- dées l'une à l'autre par une matière de soudure par placage de composition homogène, cette matière comprenant un alliage des mé- taux des couches qu'elle soude l'une à l'autre.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1237787B (de) * 1962-07-31 1967-03-30 Du Pont Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen auf Eisenbasis
DE1261379B (de) * 1962-11-01 1968-02-15 Du Pont Abstandhalter fuer die Explosionsplattierung

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