CA1084123A - Procede et dispositif de soudage bout a bout de baguettes metalliques - Google Patents
Procede et dispositif de soudage bout a bout de baguettes metalliquesInfo
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Abstract
Procédé pour souder bout à bout, sans métal d'apport, des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre, sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche, caractérisé en ce que les deux extrémités à souder sont amenées au contact l'une de l'autre sans effort de compression et que, p?nd?nt l'apport d'énergie nécessaire au soudage et le début au moins du refroidissement, on crée un mouvement relatif entre les deux baguettes au contact autour de leur axe de révolution et une source d'énergie de soudage, ledit mouvement relatif, et le nombre de tour, qui doit être plus d'un tour complet, étant tels qu'il se forme dans la zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes. Et un dispositif pour réaliser ce procédé.
Description
La présente invention est relative à un procédé de soudage bout à bout sans métal d'apport, de baguettes métalliques cylindriques de révolution, permettant d'éviter la formation de bourrelet dans la zone soudée et la présence d'une flèche entre les baguettes raboutées. Ce procédé est destiné, en particulier au soudage bout ~ bout de baguettes d'alliage de rechargement dur.
Les baguettes de rechargement dur sont constituées par des alliages base fer, nickel ou cobalt, généralement chargés en carbone ou en bore, qui ont un faible allongement à chaud et ne sont donc pratiquement pas forgeables.
Ces baguettes cylindriques, de diamètre compris entre
Les baguettes de rechargement dur sont constituées par des alliages base fer, nickel ou cobalt, généralement chargés en carbone ou en bore, qui ont un faible allongement à chaud et ne sont donc pratiquement pas forgeables.
Ces baguettes cylindriques, de diamètre compris entre
2 et 15 mm et de longueur habituellement inf~rieure à l 000 mm, sont généralement réalisées par coulée discontinue et, de ce fait, n'ont pas une longueur constante. Les utilisateurs, en particulier ceux disposant de machines de déposition automatique (par exemple, les fabricants de soupapes ou de clapets) souhaitent avoir des baguettes de la plus grande longueur possible de façon à diminuer les chutes inévitables dues aux mégots, et même à les supprimer totalement en raboutant les baguettes in situ, c'est-à-dire directement sur la machine ~ recharger.
De plus, les dispositifs d'alimentation en baguettes de ces machines de déposition n'admettent pas de bourrelets.
D~autre part, certains utilisateurs exigent des baguettes de longueur constante, dans le cas par exemple d'enrobage d'élec-trodes par extrusion ou tout simplement pour des raisons de présentation.
Pour ces deux raisons, on est donc amené à souder bout à bout des baguettes de longueur variable, en recoupant éventuelle-ment la barre continue ainsi formée à une longueur donnée.
Les procédés utilisés habituellement pour souder les baguettes tels que le soudage par résistance ou par étincelage, le soudage au chalumeau à gaz ou le soudage par friction comportent ~:
11~84123 tous une phase d'échauffement et une pha-~e déforgeage au cours de laquelle on écrase l'une contre l'autre les ~eux extrémités préchauffées de mani~re à assurer la soudure, c'est-à-dire la continuité de l'état solide.
Cette déformation en compression entraîne toujours l'apparition d'un bourrelet qui, dans le cas des baguettes de rechargement, est inacceptable. En effet, ce bourrelet est déchiqueté et présente des fissures à cause de la mauvaise aptitude à la déformation à chaud, ce qui rend incertaine la qualité de la soudure. De plus, les dispositifs d'alimentation des machines de déposition et les filières d'extrusion pour l'enro-bage des électrodes interdisent la présence de ce bourrelet. On est donc conduit à éliminer le bourrelet en le meulant ou en rectifiant la totalité de la baguette sur machine centerless, ce qui entraîne une augmentation importante du prix de revient et une perte de matière et interdit le raboutage in situ sur les machines de déposition automatiques.
Par ailleurs, les différents procédés cités donnent, lorsque les coupes ne sont pas parfaitement orthogonales, des flèches ~ hauteur des raboutures. En effet, la source d'énergie de soudage ne présentant généralement pas de symétrie de révolution et l'alliage étant très mauvais conducteur de la chaleur (environ 30 fois moins que le cuivre) lors du refroidissement, lequel peut durer plusieurs minutes, le côté le plus chauffé se contracte davantage et entraîne une flèche pour la partie raboutée. Or, ~
ce moment, la baguette n'est plus serrée entre les mors, sauf à ad-mettre une cadence de soudage dérisoire, et rien ne vient s'oppo-- ser ~ la déformation.
L'invention se propose de remédier à ces inconvénients puisqu'elle permet de souder des baguettes cylindriques sans qu'il y ait formation de bourrelet, ce qui supprime la nécessité d'une rectification ultérieure et sans risque de flèchage résiduel à
- - , . . . .
. ~ .~ ~- . . ;. ......... . .
. : : . .
~4123 hauteur de la soudure, t:out en permettant des cadences de soudage élevées et une grande facilité d'automatisation due en particulier à la suppression de la phase de Eorgeage. De plus, la composi-tion de la baguette n'est pas altérée et les propriétés mécaniques de la zone soudée sont très voisines de celles de la baguette elle-même.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
pour souder bout à bout, sans métal d'apportr des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre, sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche, caractérisé en ce que les deux extrémités à souder sont amenées au contact l'une de l'autre sans effort de compression et que, pendant l'apport d'énergie nécessaire au soudage et le début au moins du refroidissement, oncrée un mouvement relatlf entre les deux baguettes au contact autour de leur axe de révolution et une source d'énergie de soudage, le mouvement relatif, et le nombre de tour, qui doit être plus d'un tour complet, étant tels qu'il se forme dans la zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes.
L'énergie nécessaire à la soudure est fournie par une source concentrée amorçable, placée à hauteur du plan de contact des deux extrémités à souder. Cette source peut être un arc TIG, un arc plasma, une boucle haute fréquence, un canon à
electrons permettant une soudure par bombardement électronique, un canon laser ou toute autre source d'énergie concentrée per-mettant la fusion à coeur, de la baguette. Pour des alliages de rechargement dur, l'arc TIG est suffisant pour des baguettes cylindriques d'e diamètre de l'ordre de ~ mm. Par contre, pour des baguette de diamètre 8 mm, il peut être nécessaire de recou-rir à un arc plasma et pour un diamètre 12 mm, à un bombardement B ~3-., .
. .
., ~41Z3 électronique.
Pour obtenir le mouvement relatiE de deux baguettes à
rabouter par rapport à la source d'énergie de soudage, on peut soit maintenir la source fixe et faire tourner les baguettes autour de leur axe de révolution commun, ou bien, au contraire, maintenir les baguettes fixes et faire tourner la source d'énergie autour de l'axe de révolution des baguettes. Cette dernière solution s'avère nécessaire dans le cas par exemple du raboutage in situ sur les machin~s de déposition automatiques (recharge-ment des soupapes, des clapets de robinetterie, etc) qui permet-tent difficilement une rotation propre de la baguette.
~ans le premier cas, chacune des deux baguettes à souder est serrée concentriquement dans des pinces tournantes coaxiales, animées d'un même mouvement de rotation sans qu'il y ait la moindre compression dans le sens longitudinal.
Le mouvement de rotation des pinces tournantes peut 8tre continu, l'essentiel étant que, pour une soudure donnée, le mouvement de rotation de deux baguettes à souder soit de plus d'un tour complet.
Dans le deuxième cas, où c'est la source d'énergie qui tourne autour des baguettes, il est nécessaire, à cause des fils d'amenée de courant, que la rotation se Easse alternativement dans un sens puis dans l'autre pourvu qu'il y ait plus d'un tour complet pour chaque soudure.
Comme il y a, dans les deux cas, mouvement relatif des baguettes sous la source de chaleur, il se crée progressive-ment dans la zone chauffée un anneau liquide qui grandit jusqu'à
atteindre toute la section transversale des baguettes. Cet anneau grâce à~ la rotation relative garde une forme circulaire/
ne tombe pas et ne prend pas une forme de goutte car il est main-tenu en place par la tension superficielle du liquide.
.
~ , .
- . ~. . .
., 1~134~Z3 Il suffit, alors d'éteindre en douceur la source d'energie lorsque la phase liquide attein~ l'axe, c'est-à-dire au bout d'un temps préréglé pour un matériau donné et de laisser solidifier tout en maintenant la rotation pendant un certain temps.
Dans la mesure où les baguettes font plus d'un tour par rapport à la source de chaleur, la symétrie de révolution est conservée pendant toute la durée de l'opération. Il suffit généralement de deux ou trois tours pour obtenir un excellent résultat. Quant à la vitesse angulaire du mouvement de rotation relatif, elle doit être d'autant plus grande que le matériau à
souder est d'autant plus conducteur.
La symétrie de révolution de la zone soudée étant maintenue, il n'y a aucun risque de voir apparaltre une flèche entre les deux parties raboutées et on peut ainsi relâcher les pinces au bout de quelques secondes.
On constate enfin qu'il ne se forme aucun bourrelet.
Il peut au contraire apparaltre un léger creux correspondant au volume laissé vide par une éventuelle coupe un peu biaisée ou par un léger écartement des extrémités avant soudure.
Selon l'invention, il est aussi prévu un dispositif pour souder bout à bout, sans métal d'apport, des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche~com-prenant, des moyens d'avance des baguettes le long de leur axe de révolution commun pour que deux extrémités à souder soient amenées au contact l'une del'autre sans effort de compression, une source d'énergie de soudage et deux pinces coaxiales autour de l'axe commu,n des baguettes susceptibles de serrer les baguet-tes par un effort uniquement axial, des moyens pour créer unmouvement relatif entre les deux baguettes au contact et la source d'éner~ie de soudage de fa~on à ce que le mouvement relatif et B ~ -5-': . : . : . . .
l~B4123 le nomhre de tours, qui doit être p]us d'un tour complet, soient tels qu'il se ~orme dans ]a zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes.
Une variante pré~érentielle va être maintenant décrite, de racon non limitative, en faisant reférence à :la figure unique.
En se réEérant à cette figure on voit des baguettes cylindriques 1 et 2 qui sont mise en contact sur l'une de leurs extrémités en section orthogonale par rapport à leur axe de révolution commun, La source d'énergie de soudage, un arc TIG 4, est placée au voisinage des baguettes dans le plan défini par la section de contact.
Chacune des baguettes est serrée, par un effort unique-m~nt radial, dans une pince, 5 et 6, ces deux pinces identiques 1~84~23 étant coaxiales de révolution autour de l'axe 3 et pouvant à
volonté serrer ou libérer les baguettes 1 et 2. Ccs pinces sont animées en permanence d'un même mouvement de rotation uniforme autour de l'axe 3 aussi bien ~ l'état serré que desserré. Dans le cas de l'arc TIG ou de l'arc plasma, pour qu'il n'y ait ni rupture du circuit électrique, ni établissement préférentiel de l'arc sur un côté à souder plutôt que sur l'autre, les pinces 5 ~t 6 sont munies chacune d'un point électrique tournant 7 qui peut être par exemple une tresse en cuivre, de telle manière que les résistances électriques de circuits de retour du courant de chaque pince soient identiques~
L~opération de soudage se passe de la manière suivante :
on suppose qu'une baguette 0 a déj~ été raboutée à la baguette 1 dans une opération antérieure. Les pinces 5 et 6 étant desserrées, la baguette 1 est poussée longitudinalement le long de l'axe 3 jusqu'à ce que son extrémité non soudée se trouve en face de la source 4. La pince 6 est alors fermée et, par une nouvelle poussée longitudinale, une baguette 2 est amenée en butée sur l'extrémité de la baguette 1 maintenue fixe er~ translation par la pince 6. La pince 5 est alors fermée et le plan de rabouture positionné au droit de la source 4, les deux baguettes tournant à la même vitesse angulaire et dans le même sens. L'arc est alors amorcé pendant le temps nécessaire pour que la zone fondue atteigne l'axe. On éteint ensuite progressive~ent l'arc et l'ensemble ayant fait quelques tours, on desserre les pinces et les baguettes 1 et 2 ainsi soudées sont poussées pour faire la soudurc suivantc, au droit dc l'cxtr~mitC non soud~c dc la b~a(~uotto 2. Les opérations d'avance des baguettes, d'amorcage et d'extinc-tion de l'arc peuvent être aisément automatisées par un système d'asservissement approprié.
Le procédé, selon l'invention, peut être illustré par les deux exemples suivants qui décrivent des cas particuliers de 1~841Z3 mise en oeuvre, non limitatifs :
Des baguettes cylindriques de diamètre 4 mm et de composition suivante (en % en poids) C = 1 , W = 4,5; Cr = 26 , Si = 1 , Co = 67,5 sont raboutées dans les conditions sui~antes :
- vitesse de rotation des baguettes : 150 tours/minute, - source d'énergie arc TIG - 30V - 50 A
- temps de maintien d'arc de 3 secondes comportant une montée en intensité rapide ( Cls) et une descente progressive en 2s.
La machine de raboutage fonctionne en cycle automatique à la cadence efficace de 5 soudures par minute, temps de refroi-dissement et de transfert inclus.
Les baguettes obtenues sont exemptes de flèche et de bourrelet.
- Des baguettes cylindriques de diamètre 8 mm et de compo-sition (% en poids) C = 2,5 ; W = 13, Cr = 33 ; Si = 1 ; Co = 50,5 sont raboutées dans les conditions suivantes :
- préécartement de 0,3 mm - vitesse de rotation : 300 tours/minute - source d'énergie : arc plasma - 30 v - 125 A
- temps de maintien d'arc de 6 secondes comportant une montée en intensité quasi intantanée, un maintien de 3 secondes à 125 A
et de 3 secondes à 40 A.
Les baguettes obtenues sont droites et exemptes de bourrelet. A l'essai de rupture par flexion entre deux appuis simplcs, la rupturc sc faiL cn dchors du plan dc soudurc.
~-,, ~ ' .
, ~ :' . - ' , , ~ '
De plus, les dispositifs d'alimentation en baguettes de ces machines de déposition n'admettent pas de bourrelets.
D~autre part, certains utilisateurs exigent des baguettes de longueur constante, dans le cas par exemple d'enrobage d'élec-trodes par extrusion ou tout simplement pour des raisons de présentation.
Pour ces deux raisons, on est donc amené à souder bout à bout des baguettes de longueur variable, en recoupant éventuelle-ment la barre continue ainsi formée à une longueur donnée.
Les procédés utilisés habituellement pour souder les baguettes tels que le soudage par résistance ou par étincelage, le soudage au chalumeau à gaz ou le soudage par friction comportent ~:
11~84123 tous une phase d'échauffement et une pha-~e déforgeage au cours de laquelle on écrase l'une contre l'autre les ~eux extrémités préchauffées de mani~re à assurer la soudure, c'est-à-dire la continuité de l'état solide.
Cette déformation en compression entraîne toujours l'apparition d'un bourrelet qui, dans le cas des baguettes de rechargement, est inacceptable. En effet, ce bourrelet est déchiqueté et présente des fissures à cause de la mauvaise aptitude à la déformation à chaud, ce qui rend incertaine la qualité de la soudure. De plus, les dispositifs d'alimentation des machines de déposition et les filières d'extrusion pour l'enro-bage des électrodes interdisent la présence de ce bourrelet. On est donc conduit à éliminer le bourrelet en le meulant ou en rectifiant la totalité de la baguette sur machine centerless, ce qui entraîne une augmentation importante du prix de revient et une perte de matière et interdit le raboutage in situ sur les machines de déposition automatiques.
Par ailleurs, les différents procédés cités donnent, lorsque les coupes ne sont pas parfaitement orthogonales, des flèches ~ hauteur des raboutures. En effet, la source d'énergie de soudage ne présentant généralement pas de symétrie de révolution et l'alliage étant très mauvais conducteur de la chaleur (environ 30 fois moins que le cuivre) lors du refroidissement, lequel peut durer plusieurs minutes, le côté le plus chauffé se contracte davantage et entraîne une flèche pour la partie raboutée. Or, ~
ce moment, la baguette n'est plus serrée entre les mors, sauf à ad-mettre une cadence de soudage dérisoire, et rien ne vient s'oppo-- ser ~ la déformation.
L'invention se propose de remédier à ces inconvénients puisqu'elle permet de souder des baguettes cylindriques sans qu'il y ait formation de bourrelet, ce qui supprime la nécessité d'une rectification ultérieure et sans risque de flèchage résiduel à
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~4123 hauteur de la soudure, t:out en permettant des cadences de soudage élevées et une grande facilité d'automatisation due en particulier à la suppression de la phase de Eorgeage. De plus, la composi-tion de la baguette n'est pas altérée et les propriétés mécaniques de la zone soudée sont très voisines de celles de la baguette elle-même.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé
pour souder bout à bout, sans métal d'apportr des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre, sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche, caractérisé en ce que les deux extrémités à souder sont amenées au contact l'une de l'autre sans effort de compression et que, pendant l'apport d'énergie nécessaire au soudage et le début au moins du refroidissement, oncrée un mouvement relatlf entre les deux baguettes au contact autour de leur axe de révolution et une source d'énergie de soudage, le mouvement relatif, et le nombre de tour, qui doit être plus d'un tour complet, étant tels qu'il se forme dans la zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes.
L'énergie nécessaire à la soudure est fournie par une source concentrée amorçable, placée à hauteur du plan de contact des deux extrémités à souder. Cette source peut être un arc TIG, un arc plasma, une boucle haute fréquence, un canon à
electrons permettant une soudure par bombardement électronique, un canon laser ou toute autre source d'énergie concentrée per-mettant la fusion à coeur, de la baguette. Pour des alliages de rechargement dur, l'arc TIG est suffisant pour des baguettes cylindriques d'e diamètre de l'ordre de ~ mm. Par contre, pour des baguette de diamètre 8 mm, il peut être nécessaire de recou-rir à un arc plasma et pour un diamètre 12 mm, à un bombardement B ~3-., .
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., ~41Z3 électronique.
Pour obtenir le mouvement relatiE de deux baguettes à
rabouter par rapport à la source d'énergie de soudage, on peut soit maintenir la source fixe et faire tourner les baguettes autour de leur axe de révolution commun, ou bien, au contraire, maintenir les baguettes fixes et faire tourner la source d'énergie autour de l'axe de révolution des baguettes. Cette dernière solution s'avère nécessaire dans le cas par exemple du raboutage in situ sur les machin~s de déposition automatiques (recharge-ment des soupapes, des clapets de robinetterie, etc) qui permet-tent difficilement une rotation propre de la baguette.
~ans le premier cas, chacune des deux baguettes à souder est serrée concentriquement dans des pinces tournantes coaxiales, animées d'un même mouvement de rotation sans qu'il y ait la moindre compression dans le sens longitudinal.
Le mouvement de rotation des pinces tournantes peut 8tre continu, l'essentiel étant que, pour une soudure donnée, le mouvement de rotation de deux baguettes à souder soit de plus d'un tour complet.
Dans le deuxième cas, où c'est la source d'énergie qui tourne autour des baguettes, il est nécessaire, à cause des fils d'amenée de courant, que la rotation se Easse alternativement dans un sens puis dans l'autre pourvu qu'il y ait plus d'un tour complet pour chaque soudure.
Comme il y a, dans les deux cas, mouvement relatif des baguettes sous la source de chaleur, il se crée progressive-ment dans la zone chauffée un anneau liquide qui grandit jusqu'à
atteindre toute la section transversale des baguettes. Cet anneau grâce à~ la rotation relative garde une forme circulaire/
ne tombe pas et ne prend pas une forme de goutte car il est main-tenu en place par la tension superficielle du liquide.
.
~ , .
- . ~. . .
., 1~134~Z3 Il suffit, alors d'éteindre en douceur la source d'energie lorsque la phase liquide attein~ l'axe, c'est-à-dire au bout d'un temps préréglé pour un matériau donné et de laisser solidifier tout en maintenant la rotation pendant un certain temps.
Dans la mesure où les baguettes font plus d'un tour par rapport à la source de chaleur, la symétrie de révolution est conservée pendant toute la durée de l'opération. Il suffit généralement de deux ou trois tours pour obtenir un excellent résultat. Quant à la vitesse angulaire du mouvement de rotation relatif, elle doit être d'autant plus grande que le matériau à
souder est d'autant plus conducteur.
La symétrie de révolution de la zone soudée étant maintenue, il n'y a aucun risque de voir apparaltre une flèche entre les deux parties raboutées et on peut ainsi relâcher les pinces au bout de quelques secondes.
On constate enfin qu'il ne se forme aucun bourrelet.
Il peut au contraire apparaltre un léger creux correspondant au volume laissé vide par une éventuelle coupe un peu biaisée ou par un léger écartement des extrémités avant soudure.
Selon l'invention, il est aussi prévu un dispositif pour souder bout à bout, sans métal d'apport, des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche~com-prenant, des moyens d'avance des baguettes le long de leur axe de révolution commun pour que deux extrémités à souder soient amenées au contact l'une del'autre sans effort de compression, une source d'énergie de soudage et deux pinces coaxiales autour de l'axe commu,n des baguettes susceptibles de serrer les baguet-tes par un effort uniquement axial, des moyens pour créer unmouvement relatif entre les deux baguettes au contact et la source d'éner~ie de soudage de fa~on à ce que le mouvement relatif et B ~ -5-': . : . : . . .
l~B4123 le nomhre de tours, qui doit être p]us d'un tour complet, soient tels qu'il se ~orme dans ]a zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes.
Une variante pré~érentielle va être maintenant décrite, de racon non limitative, en faisant reférence à :la figure unique.
En se réEérant à cette figure on voit des baguettes cylindriques 1 et 2 qui sont mise en contact sur l'une de leurs extrémités en section orthogonale par rapport à leur axe de révolution commun, La source d'énergie de soudage, un arc TIG 4, est placée au voisinage des baguettes dans le plan défini par la section de contact.
Chacune des baguettes est serrée, par un effort unique-m~nt radial, dans une pince, 5 et 6, ces deux pinces identiques 1~84~23 étant coaxiales de révolution autour de l'axe 3 et pouvant à
volonté serrer ou libérer les baguettes 1 et 2. Ccs pinces sont animées en permanence d'un même mouvement de rotation uniforme autour de l'axe 3 aussi bien ~ l'état serré que desserré. Dans le cas de l'arc TIG ou de l'arc plasma, pour qu'il n'y ait ni rupture du circuit électrique, ni établissement préférentiel de l'arc sur un côté à souder plutôt que sur l'autre, les pinces 5 ~t 6 sont munies chacune d'un point électrique tournant 7 qui peut être par exemple une tresse en cuivre, de telle manière que les résistances électriques de circuits de retour du courant de chaque pince soient identiques~
L~opération de soudage se passe de la manière suivante :
on suppose qu'une baguette 0 a déj~ été raboutée à la baguette 1 dans une opération antérieure. Les pinces 5 et 6 étant desserrées, la baguette 1 est poussée longitudinalement le long de l'axe 3 jusqu'à ce que son extrémité non soudée se trouve en face de la source 4. La pince 6 est alors fermée et, par une nouvelle poussée longitudinale, une baguette 2 est amenée en butée sur l'extrémité de la baguette 1 maintenue fixe er~ translation par la pince 6. La pince 5 est alors fermée et le plan de rabouture positionné au droit de la source 4, les deux baguettes tournant à la même vitesse angulaire et dans le même sens. L'arc est alors amorcé pendant le temps nécessaire pour que la zone fondue atteigne l'axe. On éteint ensuite progressive~ent l'arc et l'ensemble ayant fait quelques tours, on desserre les pinces et les baguettes 1 et 2 ainsi soudées sont poussées pour faire la soudurc suivantc, au droit dc l'cxtr~mitC non soud~c dc la b~a(~uotto 2. Les opérations d'avance des baguettes, d'amorcage et d'extinc-tion de l'arc peuvent être aisément automatisées par un système d'asservissement approprié.
Le procédé, selon l'invention, peut être illustré par les deux exemples suivants qui décrivent des cas particuliers de 1~841Z3 mise en oeuvre, non limitatifs :
Des baguettes cylindriques de diamètre 4 mm et de composition suivante (en % en poids) C = 1 , W = 4,5; Cr = 26 , Si = 1 , Co = 67,5 sont raboutées dans les conditions sui~antes :
- vitesse de rotation des baguettes : 150 tours/minute, - source d'énergie arc TIG - 30V - 50 A
- temps de maintien d'arc de 3 secondes comportant une montée en intensité rapide ( Cls) et une descente progressive en 2s.
La machine de raboutage fonctionne en cycle automatique à la cadence efficace de 5 soudures par minute, temps de refroi-dissement et de transfert inclus.
Les baguettes obtenues sont exemptes de flèche et de bourrelet.
- Des baguettes cylindriques de diamètre 8 mm et de compo-sition (% en poids) C = 2,5 ; W = 13, Cr = 33 ; Si = 1 ; Co = 50,5 sont raboutées dans les conditions suivantes :
- préécartement de 0,3 mm - vitesse de rotation : 300 tours/minute - source d'énergie : arc plasma - 30 v - 125 A
- temps de maintien d'arc de 6 secondes comportant une montée en intensité quasi intantanée, un maintien de 3 secondes à 125 A
et de 3 secondes à 40 A.
Les baguettes obtenues sont droites et exemptes de bourrelet. A l'essai de rupture par flexion entre deux appuis simplcs, la rupturc sc faiL cn dchors du plan dc soudurc.
~-,, ~ ' .
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Claims (16)
1. Procédé pour souder bout à bout, sans métal d'apport, des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre, sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche, caractérisé en ce que les deux extrémités à souder sont amenées au contact l'une de l'autre sans effort de compres-sion et que, pendant l'apport d'énergie nécessaire au soudage et le début au moins du refroidissement, on crée un mouvement rela-tif entre les deux baguettes au contact autour de leur axe de révolution et une source d'énergie de soudage, ledit nouvement relatif, et le nombre de tour, qui doit être plus d'un tour complet, étant tels qu'il se forme dans la zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à
atteindre toute la section transversale des baguettes.
atteindre toute la section transversale des baguettes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'énergie est fixe et les deux baguettes au contact sont animées, par rapport à cette source d'énergie?d'un même mouvement de rotation sur elles-mêmes et dans le même sens autour de leur axe de révolution commun, en faisant plus d'un tour complet.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux baguettes au contact sont fixes et c'est la source d'énergie qui tourne autour de l'axe de révolution des baguettes.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des deux baguettes à souder est serrée concen-triquement dans des pinces tournantes coaxiales, animées d'un même mouvement de rotation, sans qu'il y ait la moindre compression de ces baguettes dans le sens longitudinal.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nouvement de rotation des pinces est continu.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source d'énergie qui tourne autour des baguettes est animé d'un mouvement alternatif dans un sens puis dans l'autre pourvu qu'il y ait plus d'un tour complet pour chaque soudure.
7. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté-risé en outre par le fait que lorsque l'anneau liquide atteint l'axe commun des deux baguettes la source d'énergie est éteinte et la l'anneau liquide est laisse à se solidifier.
8. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que les baguettes font deux ou trois tours complets.
en ce que les baguettes font deux ou trois tours complets.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse angulaire dudit mouvement relatif est d'autant plus grande que le matnériau à souder est d'autant plus conduc-teur.
10. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel les baguettes sont en alliage métallique non forgeable, en particulier en alliage de rechargement dur base cobalt.
11. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté-risé en ce que la source d'énergie de soudage appartient au groupe constitué par l'arc TIG, l'arc à plasma, la boucle haute fréquence, le canon à électrons et le canon laser.
12. Dispositif pour souder bout à bout, sans métal d'apport, des baguettes métalliques cylindriques de révolution de même diamètre, sans formation de bourrelet dans la zone soudée et sans flèche, comprenant:
- des moyens d'avance desdites baguettes le long de leur axe de révolution commun pour que deux extrémités à souder soient amenées au contact l'une de l'autre sans effort de compression, - une source d'énergie de soudage et deux pinces coaxiales autour de l'axe commun des baguettes susceptibles de serrer les baguettes par un effort uniquement axial, - des moyens pour créer un mouvement relatif entre les deux baguettes au contact de soudage de façon à ce que ledit mouvement relatif et le nombre des tours, qui doit être plus d'un tour complet, soient tels qu'il se forme dans la zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes.
- des moyens d'avance desdites baguettes le long de leur axe de révolution commun pour que deux extrémités à souder soient amenées au contact l'une de l'autre sans effort de compression, - une source d'énergie de soudage et deux pinces coaxiales autour de l'axe commun des baguettes susceptibles de serrer les baguettes par un effort uniquement axial, - des moyens pour créer un mouvement relatif entre les deux baguettes au contact de soudage de façon à ce que ledit mouvement relatif et le nombre des tours, qui doit être plus d'un tour complet, soient tels qu'il se forme dans la zone soudée un anneau liquide de révolution qui progresse dans le sens radial jusqu'à atteindre toute la section transversale des baguettes.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé
en ce que les moyens pour créer un mouvement relatif entre les deux baguettes au contact et la source d'énergie sont lesdites deux pinces qui sont identiques et pouvant à volonté serrer les baguettes par un effort uniquement radial ou les libérer, ces pinces étant animées d'un même mouvement de rotation uniforme autour de l'axe commun aussi bien à l'état serré que dessérré, la source d'énergie étant fixe.
en ce que les moyens pour créer un mouvement relatif entre les deux baguettes au contact et la source d'énergie sont lesdites deux pinces qui sont identiques et pouvant à volonté serrer les baguettes par un effort uniquement radial ou les libérer, ces pinces étant animées d'un même mouvement de rotation uniforme autour de l'axe commun aussi bien à l'état serré que dessérré, la source d'énergie étant fixe.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
en ce que chacune des pinces est munie d'un point électrique tournant de telle manière que les résistances électriques de circuits de retour du courant de chaque pince soient identiques.
en ce que chacune des pinces est munie d'un point électrique tournant de telle manière que les résistances électriques de circuits de retour du courant de chaque pince soient identiques.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé
en ce que ledit point electrique tournant est une tresse en cuivre.
en ce que ledit point electrique tournant est une tresse en cuivre.
16. Dispositif selon la revendication 12, 13 ou 14, dans lequel la source d'énergie est un arc TIG ou un arc plasma.
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