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Procédé de réunion par soudage électrique de feuilles .et bandes métalliques.
La présente invention concerne, d'une manière générale, la technique de soudage par résistance électrique et vise notamment un procède perfectionna de réunion bout à bout de feuilles et bandes Métallique* per- mettant de rendre continuas les grandes faces des fouille ou bandes réunies.
Bien que non nécessairement limité à cette application, ce procédé général présente le maximum
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(if intt1r8t peur la réunion bout k bout 40 'tnaçong d* band*,# en imin de t' t>uvo1 d'un. bando continue" un appareillage 4* ta1tQnQnt ot 4 dou tra1na d'utilisation - par ex*aPl* 4* lam'.1101ro h tubou* D<m9 loo teloo 'va1aDon, on pratique courijont don coudurea bout h bout par êtincelages en mrpr1mfmt eneuito pay us1nngo ou chanfrein de 80udurt le môtoel en oxcén ot le bavures pour obtenir un joint plan et 11090, d' dl)t\i atl our 6éalw à celle des t81ea réunie".
Pour les t8los plue minces. on a ooutumq do réunir par scudure à rucotivroment les extrômïtés des t8leo avec un chcvnuo}u,1f.itmt do l'ordre do le6 mm pour permettre un .sera-. 8crnent important de la soudure Boue 3. action des électrodes de soudage 4nuis des rottleaux k planer ou marteaux h mater êvoatuelop de manîbro h ce que la, soudure à recouvrement r4oultante puiase avoir une épaisseur voisine do celle des feuilloq ou bandes réunie.
Il importe d'ajuster ainsi l'épaiezeur
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du joint soit dans le produit obtenu, soit au coure d'un
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traitomont ultérieur et l'on a déjà fait diverses tentat1vas pour obtenir des soudures t recouvrement étroites de qualité r4guliéro et catistaleanteo dont l'épaisseur casbinée soit aenaibicment égale à celle des t8les réunies.
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Pratiquement toutefois, on n'a pu jusque présent obtenir
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ces doux rdoultate car, ai l'on tente d'assrrer la réduc-
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tien d'épaisseur nécessaire par application soit d'un sup-
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pldmont de prozzion aux électrodes de soudage, soit d'une
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force convenable transmise par des rouleaux 4 planer ou
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par des marteaux à mater, le produit résultant est ondulcuz et déformé.
Le problème! consiste à déplacer l'excès de me"' ta!. résultant du rocouvroaent et, dans le cas oh les t6les
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sont larges où les soudures sont de longueur notable, il n'est pas possible de ménager l'espace nécessaire au refouamont de l'excès de métal par allongement de la bande ou écartement dos tôles soudées du fait (le la très grande résistance que ces dernières présentent dans leurs propres plana. Lorsque les tôles sont étroites et les soudures courtes, on peut refouler progressivement le métal on cxcès devant la molette à souder ou d'un rouleau à planer, mais on conçoit que dans ce cas, il faut on général dresser les bords..
En conséquence, l'invention a pour but principal de proposer un procédé perfectionné de réunion de bandes ou feuilles suivant lequel la réunion s'opère par le processus rapide et simple de soudage 4 recouvrement, mais suivant lequel on prond dos mesures pour recevoir l'excès de métal résultant du chevauchement uniformément sur toute la largeur de la bande ou sur toute la longueur de la soudure pour pouvoir ramener aisément ot avec précision la soudure à la même épaisseur quo les tôles soudées.
L'invention a encore pour but d'améliorer la qualité do soudures à recouvrement pratiquées par résistance électrique dans dos fouilles et bandes do maniére à rendre plus uniforme et plus intime la liaison entre faces en contact des pièces soudées.
L'invention a enfin pour but de perfectionner le processus de soudage brièvement décrit oi-dossua pour qu'on puisse l'appliquer de manière rapide et efficace à l'aide d'un matériel qu'on puisse facilement se procurer par simple modification d'un appareil actuellement fort répandu et qui a fait ses preuves,,
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Suivant l'invention, on soumet initiale mont les bords des tôles à assembler par soudage électrique par résistance à une préparation spéciale pondant qu'ils cent superposés.
Cette préparation spéciale consiste à réduire 1'épaisseur do ces borda do manière à avoir moins do métal à déplacer pour réaliser une soudure à recouvrement dont l'épaisseur finale soit sensiblement égale 4 celle des têles soudas En réduisant onsuite, immédiatement avant' soudage, la largeur do la zone de recouvrement pour la rondro légèrement inféricure à celle dos borda préparés, on expose de part et d'autre de cette zone d'étroit os bandes dos facos à souder, destinées à recevoir partie ou totalité du métal en excès qui fond pondant soudage.
Ces-buts et avantages de l'invention, ainsi que d'autres ressortiront de la description ci-dessous et des dessins annexés, qui illustrent certains modos de réalisation préférés.
Sur ces dessinât les figures 1 à 6 sont des représentatiens schématiques de l'appareil, vu transversalement aux bords à réunir, illustrant dans l'ordre les divers stades d'un modo préféré de mise on oeuvre de l'invention.
- les figures 7 et 8 sont dos vues shcé- matiquos d'un appareil qu'on pourra utiliser à la mise on oeuvre do l'invention, observe suivant la longueur des bandes et illustrent, l'une, l'utilisation do martoaux à mater et, l'autre, l'utilisation de cylindres à planer, et @ los figures 9 et 10 représentent sché- matiquement un appareil qu'on utilise pour préparer les bords dos feuilles ou bandes avant de les superposer.
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sur la dessin# 1m r&t4ronc. n'1qu. l'i et U 4&o1ant.nt lea doux 8101'41.0110. dirige trnn4v4r.- 1,;ztnt nt 10ftj1ltu.4int.101tt.nt oupac4ca# 4*une ¯chine plus ou aeins claontquo à souder par ycamance, bloc faiblo rem ctJUVrt:1Donf:
....1nn1. la mordacho 10 ont normalCQQnf fixe par rapport au soclot non rùyr4aont', de la zachino ot )t la
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eltos1bro pr6vuo sur ce ooolo pour coutcnir à oou11..08ont la tôto du sondage* Un tel aJiPflr11 comporto oouramont mi diapooltit pemqttant de faire b&ecul#t!' la 8ordacho 11 vers 1Q haut çt do la rapprocher de la mordacl4v 10 on vuo d'acourer avant soudaso un chovauchc.1Dcnt don t8lono la r4.
t'ronce 12 d61gno une but4o rétractable contro laquollo on peut faire porter loi bandcs ou f81ae à réunir pondant chargtiacnt de la machine* Sur le 4008111, la bande 13 maintenue
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par la mordacho 10 est à réunir IL la bande 14 maintenue
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par la mordache 11 et la ritdronce 15 d4Biano les molettes dloctrodes de 1a tête do soudage qui oc muut entre lon mordachos 10 Gt 11, transversalement aux bandes* Pour la
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mise en oeuvra du procéda suivant l'invention, cette tête
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peut porter dc-uz #arteaux à mater 16, mobiles à va-ot-vient; tels que ropréamt4s sur la figure 7, ou deux cylindron b. planer 17, tel que repréocntés sur la tlg=o 8.
Des aspects crit1q08 du procddd 8U1van' l'invention résident dans la préparat10h par taîllo on b1a1l des borda à réunir et dans la mise do con bords on poulticu relatives prédéterminées, avant soudage par r6s1tanao.
Comme Il apparattra plus loin, cotte préparation peut alop(ma ror directement dans la machine 4 souder, pendant que leu
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b*14uo à r6\U\it' saat t13.:tntlJl\ucn par les mrdachtla et et proocasuài t pr6t6r6, Mis il obl1o . pr4voir des a01Gn8 Proprue à îraprlmçr b la 3ot4acho mobile lux un aouvaaont de 1'1; (:\u1 faible Qt 4t$t...m1nd. utautro part) ai les Molettes. ôlootx-odç.u uCJnt. nécCJoup.1roo pour ooud(1" don bande@ largon, 1 apr3ttr plua loin qu'on pourra uttlicer doe électrodp <k i."H;"(j btu'1"t'o.u de expression pour aoudur dos brandon oit des pibouc obtonuos pO.l' découpago otjou ci1> t>-agui petitee Ícu111o métalliques.
Lo m1ux os t, pour exposer le proc'dd suivait l'invention. de uo rdtéror aux diverses figures de la. N"ût\1èrti plnncho do dessine qui en îlluatrontg dans Il $dÍ.t'Ct lf1J ctü<108 successifs- Gemme indiqua plus haut, on poa* d'abord les bwides z et 14 dans Ion mordaches 10 et roopectivtrent, on los faisant portor contre la butée 12t t ",' f on efface aprbe avoir Barré les mordachos. On fait ensuite ';icU1or la morducho 11 et on la d6pla.co on transe lotion pour ...."'i1tlor Ptix bandas 13# 14 un léger chevauchcw ment quie pour la plupart des soudures, est do l'ordre do 16 rme çt qui ont indiqua on 1 our la figure 2.
On dé-clenche alors la. ttto de noudage do la machina, - qui porte Goit le ritirteau à mater 16 mobile à va-et-vient@ Doit Io cyljndro à planer sous presuion 17 - pour la faire avancer trmisvorealoment aux bandes, leu marteaux ou los cylindroa ae situant do prdféronco devmt les éloctrodos 15 et Ion 4lectrodon étant écartéos doa bandes et non oxcitêeoo L'effet obtonu par ce déplacement don Ii1artt1aUX ou des cyjindres à planor tranavornalomont au
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métal froid est Illustré 'par la. figure 3, sur laquelle on
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notera que les faces en contact doa bandée 13 et 14 se sont élargies pour former des faces on contact 18 attendant dans un plan qui fait un angla aigu avec le ou les plana des bandes 13 et 14.
Il est évident qu'une énergie mécanique considérable et do fortes compressions s'exercent sur ion bandes pour provoquer l'étalement illustra dos faces 18 et cette action assure un contact continu et très intime entre les faces 18 dos doux bandes, ce qui est hautement désirable ,ainsi qu'on l'exposera plus loin.
A la fin du mouvement transversal do travail à froid décrit ci-dessue, on imprime à l'une ot/ou l'autre dos mordaches 10 et 11 un léger mouvement do recul, d'amplitude déterminée avec précision, do manière à co quo les faces 18 dos bandes glissent légèrement l'une sur l'au- tre pour ménager ainsi à leurs extrémités de très petites dépressions 19, à section triangulaire, qui s'étendent sur toute la largeur des bandes. Il faut noter aussi quo ce mouvement coulissant de recul réduit l'épaisseur d'ensemble de la zone do recouvrement formée par travail à froide cotte épaisseur demeurant toutefois un peu supérieure à celle des bandes 13 et 14.
Pratiquement, l'amplitude du mouvement de recul est toile que, bien que les faces 18 offrent une superficie do soudage plus grande quo jusqu'à présent, le métal en excès disponible dans l'épaisseur do la zone do recouvrement peut, uno fois fondu par soudage, se loger dans les dépressions 19.
Après avoir imprimé le recul précitée on déclenche à nouveau la tête de soudage, les électrodes
15 étant maintenant en têto, sous pression voulue ot con- venablement excitées. Suivant le procédé visé par l'invon-'
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tien, la force de cerrage à exercer entre électrodes est un pou plus faible, ce qui accroît le tempe de service des électrodes et - point plus important - évite quo du métal ramolli se trouve refoula on aval ou do part ot d'autre dos électrodes, ce refoulement ayant lieu de manière usez irrégulière et confèrant à la.
soudure, dans les processus classiques, un aspect onduleux et irrégulier. Pondant la course de soudage décrite transversalement par les électrodes, on fait fonctionner les martoaux à mater et/ou on met sous pression les cylindres à planer, suivant le cas, pour comprimer progressivement la soudure chaude, do manié.
re à repousser l'épaisseur de métal en excès dans les dépressions 19 et à obtenir finalement une soudure telle que représentée sur la figure 6, dans laquollo les arêtes des bandes 13 ot 14, saillant do part et d'autre, se trouvent ramenées dans un même plan, la souduro ayant exactement la même épaisseur que les bandes*
Bien qu'il soit préférable, dans la mise on oeuvre de l'invention, do préparer directement los borde des bandes à souder dans la machine à souder, comma expose plus haut, il est également possible d'effectuer cette préparation soit en dehors do la machine à souder, soit dans cette machine avant superposition dos bandas.
De plus, au lieu do prévoir pour la soudage des faces en contact planes, telles que représentées on 18 sur los figures 3 et 4, il, peut être préférable do conférer aux borda dos bandes 13' et 14' la forme représentée sur la figura 9, on ménageant dana ces bords des renfoncements ou évidements arrondis
20. On peut obtenir ce résultat 4 l'aide soit do poinçons @ en forme de barreaux, soit de galots à forger, Ion bandes
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dtmt r.::,dr.tnuc.1 }11hU dcu mordaches 10''<t Il$ qui pourrmk, bifii intrnàit, $tP<e ttllea Je lu aachtno X 1)\W(r.
Bit n ontània, 811'on pelverart 100 beyds dd\!JN 40 1A machine ...O\14u' ou danu cuité !Tachin aVl1ut o'Jpfrpoc1 t1on. on oiét0 la oupupou1tln ultçjfrieuro do =an1brc . av'nt4or de potite év1dtttu tjUVCrDaux dootînés à rocvQ1r 10 n'ial contnu dann l't<lQ!4ur tu oxcéo dg le gong du suptrponiacntu Ma (Ipclé pluo haut à rropos àùo ftgurvo 1 k 6a 'La fleur', 10 111uotro Io fbia44 de* borde do ban4co 10" et Il* auxquels on contbro la ntno forao qut aux borde prpar60 r'IJr30ntt. sur lee fîruron 3 à So Sur lu figure 10, Its borde cont torgda par dcts J)(i1nçona 25 et 24 qui pourront btûn cnttn4u tu jrdo-untur sous la fora* soit do barroaux, 9&it do galet'. Ici encoret uno fuie les band,.
100ot Il* !uporpoaéC'8 4us la. machàno k 10\1401", pr6altLbloment au soudage. ces bnnd(J8 occnpmlt lon poe1t1onl rc14t1von rpr4aent±ùo sur la figure 4 pour Q4ror loo d4pro6siens 196 'Un auptet important et a.w.nta6oUZ du proeddd suivant l'invention rdsitic dans la fait que lce faco. en contact à souder 18 ou z fot'm6ô8 automatiqucat au ponte de soudage do 1& cacl1ino souder ou forgea par des poinçons Déparée, s'étendent dans un plan inclind par rapport à celui ou 4 ceux des pîèec8 k noudtro Ainnl,
quand on appliquo la pression et la chaleur de coudaeo# le coof" ficiont de trottccnt cet tel quo los bandes à noudur n'on% pas tendance à etdoartor à coulientmont l'une do l'autro ct la soudure rdoultentu est cn conséquence plue mAnn1vo et plus rdgalibro quo coll*8 obtenues jusque présent Ltun1fomait4 do que.l1.tô do la eouduro provient on partio du
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fait qu'en foraant ou. on forgeant ses lacong on ice durait Ot on lea reati brillante dé aorte qucrn obtient une liai. son plus int lmo ot plus =ïfOM4 quand le 0==t 41 I<NIdaso oowacnou à pas80)*$ Du fait que loo :race* on contact Dont pltU1'-'D. il cet on outra p0801b10 d'appltquor uno Itou.lotarô 'pression do torgoaso ou de a<.!ud<0t ltolonnant une déformation minimalo des bandes à ooudur au do des limez ton den poinçora Bouder* L'invontion pçrmot en outra d'obtenir das s,:
.ro3o de soudage supérieures à la section transvrai dos bandes t 80udor aln01 qu'aux auperflelos do soudage obtura pcxr lia procédé claeniquo du eoudnso ho faibli recouvrement voc 4craso on%, Dans la soudage bout à bout, la plus grande superficie qu'on puisse obtenir cet colle de la section trwlsvorsalo dos bandes, tandis que dans le noudasa h faible recouvrement avec deraeement# l'effet de cisaillement est tel qu'il apparaît un plan do clivage beau-*' coup plus voisin do la normale au plan ou aux plans dos bandos 4 souder. En consdquon,co, la procédé suivant l'in" vontLôn pormet d'obtenir des soudures plus solides ot plus â08.
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Do l'exposé qui précède, il ressort
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avec 4vîdonoo quo l'invention résida essentiellement dans la préparation spéciale initiale dos bords des bandes à
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réunir. Cette préparation peut s'opérer d'un certain nombre
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do maniéros, comme expose plua haut, à l'intérieur ou à l'extérieur do la -machine à souder, mais son but est dans tous les cas le mémet faire apparattro pour la soudago don faces on contact rclat3.vr.,ant planes et 6taliosp réd.4re l'épaisseur totale de la zone do roccuvrc-mont dos patios à réunir par soudage et faire apparattre des d4prooJLona
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dans lesquelles 10 métal fondu par solidago puisse s'écouler pour contribuer oncore à renforcer le joint, tout en réduinant son épaisseur finale.
Pour cortaincs applications, il peut être inutile de soumettre après soudage la joint à un matage ou autre travail, étant donné l'excellente qualité do la. soudure pratiquéa par la machino à souder sur des articles préparas comme décrit
Le procédé décrit présente encore l'avantage que les électrodes do soudage, notament si ellos se présentent sous forme de molettes, se trouvent boaucoup moins fortement raydes ou autrement entamées, co qui jusqu' à présent provoquait leur détérioration rapide.
On pout appliquer dos pressions de soudage plus fortes pour assuror un matage convenable du joint; si par contre, l'on applique aux électrodes des pressions normales, on prévoyant un travail à froid ultérieur du joint, les électrodes durent beaucoup plus longtemps et exigent un entretien moins continu*
Toile qu'utilisée dans certains paraera- phes du résume ci-dessus, l'exprossion "travail à froid" est prise dans un sons générique pour désigner l'action exercée après soudage sur le joint, soit par dos marteaux à mater, soit par dos cylindres à planer* Elle indique que cotto action s'exerce sans chauffage additionnel, En fait,
si l'action des marteaux ou cylindres suit du près celle d'une molette électrode, le métal est encore Iras chaud, co qui peut favoriser le formage final du joint.
Dans d'autres paragraphes du résuma, il n'est pas question de travail à froid étant donné quo, comme indiqué plus haut.
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on pourra dans certaines applications opérer un formage final convenable à l'aide dos seules électrodes de soudage; bien entendu, on pourra aussi sans sortir du cadra do l'invontion, apurer le formage final par application de chaleur additionnollo appliquée, par exemple, à l'aide d'un chalumcau.
Outre ses avantages précités, le procédé suivant l'invention permet d'obtenir une soudure qui, outre qu'elle a exactement l'épaisseur des bandes réunies, ost cempte à un degré remarquable do toutes sinuosités ou déformations, tant dans la soudure même que dans son voi- sinago, Do plus, la surface morne de la soudure présente une planéité très supérieure à colle obtenue jusqu'il présont par procédés classiques do soudage à recouvement,
Bien qu'on se soit référé on particoulier, pour décrire l'inventin, à son application à la réunion bout à bout de bandes,
il est bien entendu quo l'invention est également applicablo au soudage de feuilles grandes ot petites, ainsi qu' à la fabrication do nombroux articles en têle d'acier. Par exemple, on pourra également l'appliquer au soudage dos bords d'articles en tôle profilés destinés à constituer des éléments d'enveloppes d'appareils ménagers*