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Porèctlontiil,lonte- un iivîjc utilisation de aouvtj-nontfv sonores ou ultrL-oonoro8.
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la pr::.'1lwto lnvonti"ln concerne lo rond; ça dos m4taux avec utilir.u1..ion 'la mouvements vj.br:.toiros de fréquences &onom6 oli ultra-sonores, Pll1' elle concerne l t introJuc tiO.l do ces mOUVIJ"10nts vibruooiras dns le bain de soudure d'un soudai z l'arc an atmosphère libre ou eoiis gfax Inerte,,
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On constate, an effet, que la qualité des cordons de
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soudure obtenus phI' soudage il l'arc en atmosphère contrôlée ou non dépend d'un certain no'abro de facteurs lorsqu'on y introduit de tellou vibrations, -,n prulio1' llou, la direction duo propagation des vibr tiontt joue un rblo i'sportt.nt. 1 Demanderesse a pu détoralnor fille loc nûill<Tjrf r:
L Il::'t,ts font obtenus lorsque lu 'lwnV\!:1Qnt vibratoire o.-,t contenu lîanr un plan porpondi- eulwiro ou sanoibloraont pcrpnJicul,ire à la direction du cordon ,.I (,iU llll'O.
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L'introduction du co II10uvor:10t:t vibrl.t.()iro pout ce fhira ù l'aido tlturebzietiutte unique d'un monv( 1(mt vibratolro, dans lo plan con: it,w p;>:¯rs.2?31o A ol1e....m'no au porpondicu- laire à ella-;wa, ou d'uno combinaison do COD doux 'nouvG"ontt..
.811ù 1)(jut M .Ù,il'ü u I.si hl' t;t,lu do doux bar,uotti}r> d.tlhSO!l Jnuu lao uift-tm plun, qui ui-t l.!1\1tli arftn3.c;stlK.ra ou eonpiblo- mont pornondiculnire A la direction du cordon do !:ondnre.
Chucuno ctr3 cofs ln l'Il()ttO:"; ciit ulorr ani"\6o d'un. cnoov,7wr4rtt parallèle ou perpendiculaire il o.lo-:nt3c ou d'uno cotnbiminon da cote doux rnouvJ:nante, ciatv 10 plan considéré.
L'invontion s'étond donc, on outra, à un tlinp:\c1't1f aei^::.ettaW d'introduira uo toîloc vibrations i\ l't.iao d'une ou deux huttE3tto. ïi:rn ontondu, co dirpositif ort Il utilirar an combinaison avec l'l,pp,r1il du ;:auc3r.f;e l'aide.
Suivant l'invention, CI) !ipa::.ti.' comprend un apparoil cuscuptiule do con:1Uniiuol' Ù une b:. uotto, au moins, des vibrations contonuoa dans un plein porpondiculuiro axu cordon de :,auciurc, cet cpparoil éteint cccrottpl-j à un ûpj-aroil (le soudée à l'arc, de ffiúni ro que l'ej\;tr..Îitú do In bhiinotto fouit &ensiblo:aent à i' plo;;rb do L'<1o4,Wio, t,;.nnits '1UO le métul d'apport; ekit fourni pzr un fil aboutissant A l'avant du cordon dQ r:oUl.1ure" Un autre facteur, e,':i8m nt te un do :1"1 éCa.'lsxr, arlt celui do l'oriplaconont d'introduction dos vibriittonr M.na lo bain Par 9xa.'1ple, la t1lft animée d'un mouvornt vibratoire peut 3t-ro en contact svos lo hrün toit au boni, soit feu milieu de CU1'li-ci, toit en un point lntf! 1"1 (ULtire.
Il se;ible qu'on obtienne les :'1oillourtl r"s:.;ultnt6 lor.,ue lu bajuotto oct !Jam'ihlu:-:1ont à l' plo':1b do l f n')ctrodo, c'ert- â-a.re zam,iblo:nant Lu contre du b4lrz* où III chalaur irt la plus grande ot, par con:;Óquh.1t, où le bain ftf',t le plue liquide, ce qui supprima le ritquo do voir l'extraite de la bavette onprisonnua par If bin en cours dû colidifici - tin.
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bie)n que la cas de baguette relativement consommable, en n6'ne matériau que le fil d'apport, ne soit pas à exclure, particulière tenu par suite du bon couplage obtenu pour la trlln!I::11f;::;
ion das vibrations, il parait plus avantageux d1 introduire les vibrations à l'aide de burettes r6frnc- tt.ires. par exemple en tungstène ou même en acier,
La ou les baguettes permettant d'introduire le mouvement vibratoire dans le bain interviennent aussi par
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lour diantre, ce diamètre dépendant aussi, f'6'Ilble-t-il, de l'épaiaumr daa pièces à souder.
Des essais effectués par la do::nmdorosso :nontront qu'on peut utiliser des baguettes de tungstène dont le diamètre est compris entre 1,6 et 3,2 nvn pour le codage à l'arc de tôles d'aluminium d'épais- seur comprise entre 2 et 4 mm, respectivement. D'une manière générale, il semble qu'il soit commode d'utiliser dos
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buguottos ayant un diamètre aeni b1ùment égal à celui des 6loctrodo employées.
L'inclination de la, ou des baguettes, peut être @ variable, suivant le cas et les facilités d'installation.
On peut utiliser clos baguettes verticales, inclinées à 45 ou sensiblement horizontales,
Un autre facteur dont on peut tenir compte est
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l' intenEli té do l'énergie supplémentaire mise en jeu. On peut observer que, d'une façon générale, plus la fréquence diminue, plus l'intonaitu doit être diminuée et, par consuuont, plus l'énergie ntit-e en oeuvre doit être faible. Pour le soudage de deux tôles d'alu'11inium de 4 mm d'épaisseur, l'ordre de grandeur de l'énergie supplémentaire mise en Jeu est de 200 watts, avec des mouvements sonoros dont l'intensité est de l'ordre de
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1/100 ma ot la fréquence de l'ordre do 1000 ois.
En d cfin.t3.ve, en utilisant un mouvement vibratoire convenable contenu dans un plan perpendiculaire ou approxi- mativement perpendiculaire à la direction du cordon de
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soudure, et en choisir: ant lus valeurs lec plus appropriées dos p-ratres mentionnés ci-dessus, on obtient dos résultats présentant un certain nombre d'avantages. C'est, E.1w3i que si l'on. a soin d'assurer une pénétration suffisante de la soudure, on peut obtenir une suppression complète des
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porosités. On constate, en outre, que les particulao sont aspirées le Ions do la tibe animée d'un mouvonsnt vibratoire, ce qui supprime les inclusions. Il est également ponsible d'obtenir dor cristaux à Gr"uulométrie très fine.
Par ailleurs, des en--Lit effectues sur des dproizvettes d'aluminium soudées montrent que lec 4ulitt.1;; dallan,;a;aant ot de ductilité du cordon prÚf,entent une amélioration très nette, Enfin, par suite do la. meilleure mouillabilité du film de surface, on obtient un cordon plat ne présentant pas de parties en saillie,
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On constate, de plus, qu'en uti1iflnt. H os nouvoraonte vibratoires de fréquences sonores ou tiltra-sonoms, on peut tolérer un refroidissement plus rapido du cordon de soudure et de la zone adjacente sans qu'apparaissent des micro-
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criques, contrairenent à ce qui se passe avec les opérations classiques de soudage dans lesquelles un refroidissement rapide s'accompagne de micro-criques nuisant à la qualité du cordon de soudure.
On pourrait accentuer cette absence de micro-criques en modulant los mouvements sonores ou ultra-sonores, par exemple sous la forme de trains d'ondes successifs, et en jouant sur l'inertie dos grains pour éviter ces criques.
Il semble, en effet, que los vibrations de fréquence élevées permettent notamment d'affiner le forain et d'empêcher la naissance de micro-criques dans la zone de structures dontritique. Ces fréquences peuvent être de l'ordre de 20.000 c/s, mais on obtient déjà de bons résultats avec une fréquence comprise entre 500 et 2.000 c/s.
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Les vibrations de fréquences pou élevées semblent,
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par contre, d-stinuos à onlovor plu!1 purticulièrornont las pDro::itû8 ot,&ccos:-:oiro:rumt, les inclusions. Ces fréquences peuvent Mtre supurieuroo A 100 c/ny de préférence comprises entre 00 et 1,000 cla, l'expérience ayant donna de bons résultats notI''\r.10nt avoc une fréquence voisine do 500 cl,3# Toutefois, il ont possible d'obtenir encore des résultats 3utinfu.Dunta uvec des fréquences extrêmement feibles, de
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l'ordre de quelques c/s.
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Los vibrations sonores 0'1 ultra -301101*8 s, d'une part et lua vibrations do fréquences peu élevées, d'autre part, pouvont Itre introduites d.,n.9 le bain de noudae par dos moyons ind ; pondants , par exe,aple des électrodes distinctes uu dos baguettes on matériau rfractaire, ou une CO'1lb1naiBfn
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des doux.
Cas doux sortes do vibrations pouvant aussi être
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1ntrodai tew par un îioul moyen ûni"né d'une part, d'un !'louve... ment- vibratoiro corraf;pon Il nt h l'une dos deux fréquences et soumis à une Modulation superposât) au noiivarierit vibratoire sonore on ultri'-30nore. 3n effat, le mOUVO"'1EHlt vibratoire pen1Ùlont ,,:irl1. HUl' les porositus, alors que las modulations
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auront pour affût de créer den endos do choc vibratoires
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qui auront une fiction rar lu structure dentritique et qui e'l\pch<)ront la formation do gror grains, Il :ft à remarquer qia In." rôlos des deux sortes de mOItVÓ'11fmtn vibratoires sont distincts mais coopérant à
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1 'obtention d'une meilleure soudure.
Il convient, en effet, de no par: perdre de vue que les porosités et les inclusions
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ne ront que des accidents qui proviennent de défauts de mise on oeuvre de cette technologie d1:I.c&te qu'est le ooud;o. Or, alors qu'il faut des quantités dtériergîfw rolùt1 VI.r;>t) nt importantes pour l.ffin6r le crain et empocher 1., m.i nuance do nvicro-criquoe, il n'oct pac utile de lettre
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on jeu dou énergies 1,nly)itiàzitoi; pour lo rôle d'enlèvement doc inclu.t:.iom: ot dus }1orof}itîD.
En séparant los doux problèmes indiquer haut ot en lOf1 NHÙVLtnt pi r doux sortes de vibrations, on peut donc obtenir don meilleurs résultats en ce plaçant dam les conditions ophinu pour chu'iuo résultat chercha 1)'Lttzèv-r,) part, on pourra réduire notablonont l'énergie Mise en couvre, ce qui 0,,-,t important car la bain de soudure no peut recevoir trop d'énercie car il eut ulorc projeté hors do .-on lit, ou nu surface présenta un aspect dusordonne. Dune la citt; contraire, on tit,t obliîp,4 de trouver un compromit* et de travailler par cOntJ(lUQnt avec duo motivenexits vibrzàtoirati into1"'1\Jdiuirns, pour los frëqucncos entre 1J::; valeurs indiquoes plus haut à titro d'exemple.
De ai8:aô, on pourra réduire l'amplitude du r.10Ilvt'l'nsnt
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vibratoire pour les fréquences faibles.
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OO;:1::1e indiqua plus haut, les rnouvo-nonte vibratoires peuvent être introduits do toute manière convonuble, -nais on devra employer une tigo p10ngü/.mto pour len poroi,îtéj3 qui sont enlevées en montant la lon,,, do cette ti,n. Celle-ci pout être une baguette réfractoira, par -on tungstène, reliée à un générateur do vibrations, toi qu'un vibrnteur ou un appareil à rie tion , ou un généra tour de vibrations piézo-ilectriqnes, Cotte bUf:notto pout avoir un diamètre compris entre environ 1,6 ot 312 îiur. peur le soudage à l'arc de tôles d'aluminium (itépairsour conpriae entre 2 et 4 mr.1 environ, rospoctivaient. La bs'notto I)Itit être verticale, inclinée il 450 ou oenriblonent horizontale.
Il so'abio qu'il soit avantageux que la bll-:'lotto t'oit fond- blemant à l'aplomb de l'lactrodo, c'ert-A-diro a pou près au centre du bain où do la chulour ort pl'15 grundo et, I)ur conséquent, où le bain ont le plus liquide, en 1,1,IÎ fuppt'i le rioquo Lie voir 1.extr'1itli de la bai,,uuttfi o'nprifonn'0
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par le bain en court, de solidification.
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Le deuxième mouvement vibratoire peut être sous la forma d'un mouvement vibratoire superposé au premier mouvement vibratoire animant la tige. Il peut au-!',si être introduit dans le bain de soudure par vibration du fil d'apport, ou par la aupport, ou par magnétohydrodynamisme.
etc... La deuxième baguette peut être disposée, par exemple, de manière que son extrémité pénètre dans le bain (le soudure juste derrière l'électrode, par rapport au sons do formation du cordon de soudure Huis ce dernier procédé ne peut être employé que pour les bains relati voient larges,
La description qui vu. suivre, en regard du dessin annexé donne à titre d'exemple non li'nitatif,
fera bien comprendre co'nmont l'invontion peut être réalisme dans la pratique*
La fige 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif selon l'invention permettant d'introduire des mouvements vibratoires de fréquence ponore ou ultra-sonore dans le bain de soudure d'un soudage à l'arc sous gaz inerte, ce dispositif étant associé à l'appareil de poudage,
Lu fige 2 est une vue schématique en plan, en supposant que l'appareil de soudage a été retiré.
Les fig. 3 ot 4 montrent schématiquement, en coupe transversale, l'aspect dos cordons de soudure obtenus en utilisant une et deux baguettes respectivement, , Sur la fig. 1, on a désigne par 1 et 2 deux tôles à souder bord à bord, ces tôlus étant maintonuos par des pièces adéquates 3, 4 ot 5. Le soudage s'effectue à l'aide d'un appareil do soudage à l'arc indiqué schématiquement en 6.
Dans le mode de réalisation représenté, le soudage à l'arc est effectué sous gaz inerte, par exemple dans un flux d'argon 7 entourant l'électrode 8, et canalisé par une buse 9. Cet appareil de soudage est porté par un bâti 10.
La soudure progressant dans le sens de la flèche F
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(fÎg* 2). le mutai d'apport est fourni par un fil 11 rtid4 en 12 et aboutissant en avant du cordon ne eou'lure 1). Sur le sente bâti 10 art, monté un générateur de vibrations 14 qui connunique à une bat-iiotte r6f réduira 15, par oxaipic en tungstène, des vibrations sonores ou ultrit-îonoros conta nuons dans un plan perpendiculaire au cordon de l!owiUr6 13. Dans l'axo:3ple représenté, cette bluette 15, perpendiculaire au cordon de soudure 13, ott inclinée aen:.ihlo:11unt fi 454 ot son extrémité plonge dan le bain de soudure sonHibi-nont à l'aplomb de l'électrode H. La diMtàtra de cette baruette est sensiblement ±'àl à celui de l'électrode Tel.
Le gôni5ra - tour de vibrations représenté est un simple vibruteur classi-
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que, tel que ceux qui sont mis danr, le cemnorco par la Société Coodians, par oxo'1ple du type 390. Un tol g(enrz4tetir est commode pour lus frû'luencea de l'ordre de 500 à 5000 périodes. Toutefois, on pourrait aussi utiliser un appareil à maGnéto-striction ou un générateur de vibrutions piézo- électrique, à la place du vibratour.
On pourrait également disposer une autre bavette, destinée à communiquer au bain de soudure desvibrations sonores ou ultra-sonores en phase ou non avec celles de la première baguette, cette seconde baguette étant située, par exemple, à 45 de l'autre coté de l'appareil de soudage à 1'arc.
La fin. 3 montra la forme du cordon de soudure 13 lorsqu'on introduit dos vibrations sonores ou ultra-conoros dans le bain à l'aide d'une seule baguette 15. La fin, 4 montre la forme obtenue avec deux baguettes 15, 151 disposées au voisinage des bords du cordon, Les vibrations sonores
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ou ultrti-sonores sont contenues dans le plan de la figure (perpendiculaire au cordon) et peuvert se propager dans la direction do la baguette (flèches F1) ou dans la direction perpendiculaire (flèches F2).