CH311881A - Arc welding process under the protection of a gas screen and installation for implementing this process. - Google Patents

Arc welding process under the protection of a gas screen and installation for implementing this process.

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CH311881A
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Air Reduction
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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
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents

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Description

  

  Procédé de soudage à l'arc sous protection d'un écran gazeux et     installation    pour la mise  en     aeuvre    de ce procédé.    La.. présente invention a pour objet un  procédé de soudage à l'arc sous protection  d'un écran gazeux et une     installation    pour  la     mise    en     oeuvre    de ce procédé et notamment  un procédé et une     installation    pour le soudage  d'un métal sous protection d'un gaz inerte et  ait moyen d'une électrode d'apport.  



  Le procédé faisant l'objet de l'invention  peut être considéré, tout au moins sous cer  tains de ses aspects, comme constituant un  perfectionnement des procédés de soudage à  l'arc de.     métaux    avec gaz de protection décrits  dans les     brevets    suisses     N 3    280573, 285860 et  283499.  



  Dans     les        brevets    suisses     N s    280573, 285860  et. 283499, on a décrit un procédé de soudage  du type d'ans lequel une électrode d'apport  constituée par un fil est avancée de façon  continue vers un arc de soudage protégé par  du gaz et qui est entretenu entre cette électrode  et un ouvrage devant être soudé, par exemple  une plaque, le courant de soudage fourni à l'are  étant au moins suffisant pour consumer l'élec  trode à     mesure        qu'elle    est avancée vers l'arc  et pour     transférer    du métal de soudure à  partir     de    l'électrode jusqu'à un dépôt de sou  dure formé sur l'ouvrage à souder,

   de manière  à former une soudure     satisfaisante    au point  de vue industriel. De préférence, le courant  fourni à l'arc     est    de     densité    suffisante     pour     fournir un dépôt lisse, rapide et uniforme ou  pour     assurer    un transfert du type dit  à pul-         vérisation    <B>dû,</B> métal de ladite électrode jus  qu'audit dépôt de soudure     (voir    brevet suisse  N  280573). Le gaz de protection est essen  tiellement     constitué    par un gaz inerte.

   Les  gaz de protection inertes cités sont les gaz  monoatomiques ou des mélanges de ces gaz,  par exemple de l'hélium ou de l'argon, ou un  mélange d'hélium et. d'argon, et peuvent     coin-          prendre    de     faibles    proportions d'autres gaz  qui ne modifient pas     sensiblement    les caracté  ristiques de protection du ou des gaz inertes  monoatomiques. Ces gaz sont de préférence  fournis sous forme d'un courant à écoulement  laminaire ou     sensiblement    non turbulent et       présentant    une      rigidité    d'écoulement  suffi  sante pour exclure sensiblement totalement  l'atmosphère ambiante de la zone de l'arc.

    Un tel arc constitue une décharge électrique  à travers une atmosphère gazeuse commandée.  Le gaz se trouvant dans la zone de 'l'arc est  ionisé et les ions     positifs        produits    sont mus  par le gradient de potentiel vers la cathode  où ils cèdent leur énergie à celle-ci ou sont  neutralisés par des     électrons        émis    par cette  cathode.

   De la vapeur     métallique    formée d'ans  la région de l'arc par évaporation de l'élec  trode, de l'ouvrage à souder (plaque) ou  d'une autre source quelconque telle     qu'Lui     fil métallique de remplissage séparé font par  tie de l'atmosphère gazeuse se trouvant dans  la zone de l'arc, de sorte que l'atmosphère     d'arc     à travers laquelle a lieu la décharge électrique      et à     travers    laquelle le métal de     soudure    est       transféré    à partir du fil     constituant    l'électrode  jusqu'à l'ouvrage devant être soudé     est    consti  tuée par le gaz de protection inerte et par  ladite vapeur métallique;

   tandis que l'air, de  la vapeur d'eau et     d'autres        composants    de       l'atmosphère    ambiante sont sensiblement  exclus de la zone de l'arc par l'écran de pro  tection constitué par le gaz inerte.

   Etant  donné qu'on n'utilise pas de fondant et que  l'air atmosphérique ou des impuretés     analo-          7ues    ne sont pas présents d'ans la zone de  l'arc, comme ce serait le cas si le soudage  était effectué dans l'air, sous une couverture  de fondant ou     aii    moyen d'électrodes munies  d'un revêtement, les     caractéristiques    de l'arc à  pression constante dépendent uniquement des       caractéristiques    des métaux constituant l'élec  trode et l'ouvrage à souder et du gaz de pro  tection inerte.  



  On a remarqué qu'en fournissant certaines       matières    d'addition à l'arc, en plus du métal       qui    est fondu pour former une perle de sou  dure et des vapeurs métalliques de ce métal,  et en     plus    du gaz de protection inerte, on  peut     commander    ou     modifier        l'équilibre    ther  mique ou     certaines    autres caractéristiques de  l'arc de soudage ou cet équilibre et ces autres       caractéristiques    de façon avantageuse.

   Le pro  cédé     faisant    l'objet de l'invention est     caracté-          risé    en ce qu'on amorce un arc de soudage  entre une électrode métallique d'apport et un  ouvrage     métallique    devant être soudé, en ce  qu'on fait avancer     ladite    électrode     vers    ledit  ouvrage au fur et à     mesure    qu'elle se consume,  en ce qu'on amène dans la région dudit arc  un courant de gaz de protection, et en ce qu'on       introduit        dans    la région de l'arc une matière  modificatrice capable de modifier les caracté  ristiques de l'arc.

       Ladite    matière     modificatrice     peut être choisie et ajoutée à l'arc de manière à  "abaisser le travail exprimé en électronvolts  et     nécessaire        pour    extraire     des        électrons    de la  cathode,     c'est-à-dire    le potentiel de contact de  la cathode, de manière à modifier l'équilibre       thermique    de l'are,

   c'est-à-dire le rapport entre  la chaleur engendrée ou     libérée    à la cathode et  la     chaleur        engendrée    ou     libérée    à     !l'anode    de    façon déterminée et dans des     proportions    dé  terminées, et de manière à. fournir une tache  cathodique concentrée et stable.  



       L'installation    objet de     l'invention        pour    la.  mise en     oeuvre    du procédé     ci-dessus    est carac  térisée en ce qu'elle     comprend    une électrode  d'apport métallique nue coopérant avec l'ou  vrage à souder, des moyens pour fournir du  courant de     soudage    à cette électrode et audit  ouvrage de manière à amorcer et à entretenir  un arc entre l'électrode et cet ouvrage, des  moyens pour     faire    avancer l'électrode vers  l'ouvrage au fur et à mesure qu'elle se con  sume     dans    l'arc et par     transfert    de métal à  l'ouvrage,

   des     moyens    pour amener un courant,  de gaz de protection inerte dans la région de  l'arc, et des moyens pour introduire de façon  continue, dans la région de l'arc,     une    matière  modificatrice capable d'augmenter l'émission  électronique     thermionique    de la cathode à  l'arc.  



  On croit que lorsque le     fil,    métallique cons  tituant l'électrode     constitue    la cathode de l'arc,  la concentration de la tache cathodique ainsi  obtenue améliore le transfert de métal     tant.     que le métal fondu en gouttes ou     pulvérisé     quittant cette électrode est entièrement immergé  dans le plasma. Par     conséquent,    les matières  modificatrices utilisées peuvent agir de ma  nière à stabiliser l'arc et à améliorer ses carac  téristiques de transfert de métal, par exemple  en contribuant à assurer un transfert de métal  du type à pulvérisation, à partir du fil d'élec  trode jusqu'à l'ouvrage.

   Ces matières peuvent  également modifier d'une manière déterminée       des    facteurs tels que la     vitesse    de     consomma-          tion    ou de     combustion    du     fil        d'électrode,    la  pénétration, la dimension et le contour de la  perle de soudure.  



  On croit que la chaleur dégagée ou engen  drée à la cathode lors du soudage à l'arc de       métaux        sous    protection d'un gaz inerte est  due dans une grande mesure au bombardement  de cette cathode par     des    ions positifs.

   Lorsque  la cathode est de nature telle qu'elle est capa:       ble    d'émettre     thermioniquement    des     électrons     en relativement grande quantité à sa tempé  rature de soudage, on pense que les     ions    posi-      tifs sont en grande partie neutralisés avant  d'atteindre la cathode, la chute de     tension    à  la cathode étant faible et le bombardement de  la cathode et la production de chaleur à la  cathode étant     ainsi    réduits dans de grandes  proportions.

   Lorsque la cathode est un mau  vais émetteur thermionique d'électrons à sa  température de soudage, le bombardement par  des ions positifs     est    plus     intense,    la chute de  tension à la cathode est élevée et de relative  ment grandes     quantités    de chaleur sont engen  drées à la, cathode.  



  On a constaté que lorsqu'une matière cons  tituant un bon émetteur thermionique d'élec  trons à sa température de soudage,     c'est-à-dire     une matière thermionique, sert de cathode  pour l'arc de soudage, elle constitue une ca  thode très efficace, présentant une faible chute  de tension cathodique et à laquelle une faible  quantité de chaleur est engendrée ou     libérée.     Cela peut être attribué au fait que le bom  bardement par des     ions        positifs,    dont on  estime qu'il produit la plus grande partie de  la chaleur totale dégagée à la cathode, est  relativement faible ou limité lorsque celle-ci  est faite de matières thermioniques.

   De telles  matières émettent tous les électrons nécessaires  pour l'entretien de l'arc, à leurs températures  de soudage et avec une faible chute de tension  cathodique. Cet effet de limitation n'est pas  obtenu avec les matières présentant une faible  émission thermionique ou constituant des   cathodes froides  et la plupart des matièrés  communément     utilisées    en construction ou  dans l'industrie des machines, telles que l'alu  minium, le cuivre, le nickel, le fer, le magné  sium, le titane, etc. et     les    alliages de ces mé  taux,     qui    sont normalement industriellement  soudés en grandes     quantités,    font partie de  cette classe.  



  En se     plaçant    à un point de vue extrême  ment simpliste, si on utilise une matière pré  sentant une faible émission électronique     ther-          mionique,    c'est-à-dire une matière dite  de  cathode froide , pour     constituer    la cathode de  l'arc, cette matière constitue une cathode peu  efficace.

   Il en résulte un bombardement in  tense par des ions positifs de toute matière    de cathode froide constituant la cathode d'un  arc de soudage sous protection     d'un    gaz inerte,  et un fort dégagement de chaleur à cette ca  thode, tandis que     les    matières de cathode à  bonne émission électronique thermionique  constituent .des cathodes relativement efficaces  et avec     lesquelles    la chaleur dégagée à la ca  thode     est    relativement faible.  



  Il y a peu de différence entre les     dégage-          ments    de -chaleur à l'anode de l'arc selon que  cette anode est faite d'une matière     thermioni-          que    ou_ d'une matière de cathode froide. On a  constaté que le dégagement de chaleur à  l'anode est intermédiaire entre celui obtenu à  la     cathode        lorsque    celle-ci est faite     d'une    ma  tière de cathode froide et le dégagement à cette  même     cathode    lorsqu'elle est faite d'une ma  tière thermionique.  



  Pour le soudage à l'arc des métaux sous  protection     d'un    gaz     inerte,    il y a     une    autre  différence importante entre le fonctionnement  d'une cathode faite d'une- matière thermionique  et     celui    d'une cathode faite d'une matière -de  cathode froide. Etant donné que 1a cathode  thermionique émet facilement des électrons  en abondance en vertu de sa température, elle  continue à     émettre        ces    électrons même après  que le courant de l'arc a été interrompu et  du fait de l'inertie thermique de l'électrode.

         Etant    donné que     l'émission    électronique des       matières        dites     de cathode froide  ne dépend       pris    d'un effet     thermique,    ' cette émission       d'électrons    s'arrête immédiatement lorsque le  courant de l'arc est interrompu. On a constaté  que les matières     thermioniques        constituent    des  électrodes d'apport assurant une meilleure  stabilité de l'arc pour le soudage à l'are sous  protection d'un gaz inerte.

   Lorsque des inter  ruptions de l'are se     produisent,    la cathode       thermionique    constituée par une telle     électrode     continue de fournir des électrons en vertu     de     sa température et assure     ainsi        un        réamorçagë     facile de l'arc au moyen d'une faible force  électromotrice.

   Bien au contraire,     une    matière  de cathode froide exige, pour le     réa-morçage     de l'arc, après une interruption, une force  électromotrice très élevée et suffisante pour       assurer    une décharge     luminescente.         Pour le soudage à l'arc de     métaux    sous  protection d'un gaz inerte, on modifie donc les  matières d'électrodes de soudage et en     parti-          cüli.er    celles de ces électrodes qui constituent  des cathodes froides,

   de manière à leur donner  des caractéristiques électriques et thermiques  de l'arc analogues à ou s'approchant jusqu'à  un degré déterminé des caractéristiques élec  triques .et thermiques obtenues avec des ma  tières d'électrodes de soudage     thermioniques,     ceci aux températures     qu'on    rencontre dans  les arcs lors du soudage sous protection de  gaz inerte au moyen d'électrodes d'apport.

    Les caractéristiques électriques et thermiques  d'un arc de soudage utilisé sous     une    protection  de gaz inerte et jaillissant entre des électrodes  faites de matières de cathode froide sont ainsi       commandées,    cet effet étant obtenu par addi  tion d'une matière modificatrice à l'arc et  cette matière agissant de manière à     modifier     le rapport entre la chaleur engendrée ou dé  gagée à la cathode et la chaleur engendrée  ou dégagée à l'anode de l'arc, c'est-à-dire de  manière à modifier ou déplacer l'équilibre  thermique de l'arc.

   On a constaté que de telles  additions peuvent être faites par très petites  quantités par rapport à la quantité de métal  de soudure déposé ou de fil d'électrode con  sumé: La matière ajoutée peut être fournie en  quantités si faibles qu'elle n'affecte que les  caractéristiques électriques et thermiques de  l'arc. Si on le désire, cette matière peut être  choisie et utilisée en si petites quantités qu'elle  n'a pas d'effet sensible ou appréciable sur la  composition chimique du métal de soudure ou.  qu'elle ne     réagit    pas de faon appréciable avec  le métal soudé.  



  De préférence; les arcs de soudage aux  quels on ajoute ainsi une matière modifica  trice sont dés ares à atmosphère sensiblement   stérile  ou     environnés    essentiellement d'un.  gaz protecteur inerte, l'atmosphère de ces arcs  comprenant en outre des vapeurs métalliques  ou analogues dégagées par l'électrode et par  l'ouvrage à souder. Le courant de gaz de pro  tection inerte non turbulent exclut sensible  ment l'atmosphère ambiante     d'im    tel arc de  soudage et, du fait que le soudage est effectué    sans fondant, les caractéristiques électriques  et thermiques de tels ares ne dépendent que  des caractéristiques du gaz de protection et  du métal des électrodes.

   Les arcs de soudage  sans fondant, à atmosphère     stérile    et au  moyen d'électrodes d'apport nues de ce genre  ont des propriétés électriques et     thermiques     différentes de celles des arcs de soudage dans  l'air, des arcs de soudage entretenus sous     une     couverture de fondant ou immergés ou des  arcs de soudage produits au moyen des élec  trodes ordinaires à revêtement de fondant.  On a constaté que les     caractéristiques    élec  triques et thermiques de tels arcs de soudage       sous    protection de gaz inerte et au moyen  d'électrodes d'apport peuvent ' être délibéré  ment modifiées et commandées de manière à,  fournir des types de soudure nouveaux et  améliorés.

   L'environnement de gaz inerte,  stérile et relativement pur assure que les  substances modificatrices ajoutées agissent  sur ou avec les surfaces d'électrodes de l'arc,  ou sur ou avec l'atmosphère de l'arc ou     sur     ou avec les deux, ou modifient ces surfaces  ou cette atmosphère ou les d'eux de la manière  désirée et dans les proportions désirées, ceci  sans porter préjudice à l'effet favorable de  la protection de gaz inerte et sans entraîner  une perte de commande ou des modifications  supplémentaires indésirables de propriétés  électriques et thermiques telles que celles qui  pourraient résulter de la présence d'impuretés,  par exemple d'air, de fondants ou de revête  ments qui sont présents lors du soudage usuel  dans l'air, sous une couverture de     fondant,

       ou au moyen d'électrodes à revêtement.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, trois formes d'exécution de l'ins  tallation pour la mise en     oeuvre    du procédé,  et illustre le procédé faisant l'objet de l'in  vention.  



  La     fig.    1 est une vue schématique de la       première    forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est     une    vue de détail en coupe  d'un pistolet de soudage à la main que com  prend ladite forme d'exécution.  



  La     fig.    3 est une vue en coupe selon 3-3  de la     fig.    2.      La fig. 4 représente, schématiquement,  un appareil destiné à ajouter de la matière  modificatrice à une électrode de soudage cons  tituée par un fil métallique.  



  La fig. 5 représente, à un peu plus grande  échelle, ledit fil métallique de soudage au  cours des diverses opérations de préparation  représentées à la fig. 4.  



  La fig. 6 est une vue en coupe d'une perle  de soudure obtenue par le procédé spécifié.  La fig. 7 est une vue en coupe d'une perle  de soudure comparable à certains égards à  celle représentée à la fig. 6, mais obtenue  sans addition de matière modificatrice.  



  Les fig. 8 à 12 représentent, sous forme de  diagrammes et en fonction du courant de       soudage,    les vitesses de consommation obtenues  pour divers fils d'électrodes et avec ou sans  addition de matière modificatrice.  



  La fig. 13 représente, qualitativement,  pour certaines matières de cathode et pour  certaines surfaces cathodiques composites,  l'émission électronique thermionique de la ca  thode de l'arc en fonction de la température  de la cathode.  



  La     fig.    1.4 représente, schématiquement,  la deuxième .forme d'exécution. .  



  La.     fig.    15 est une     vue,    à plus grande  échelle, partie en coupe et avec arrachements,  d'un pistolet de soudage à la machine que  comprend l'installation représentée à la       fig.    14.  



  La     fig.    16 représente, schématiquement, la  troisième forme d'exécution, et  la     fig.    17 est un diagramme représentant  pour un courant d'arc constant les dégage  ments de chaleur relatifs aux bornes d'arcs  de soudage de métaux sous protection d'un  gaz inerte.  



  Dans la première forme d'exécution d'ins  tallation de soudage représentée à la     fig.    1,  l'ouvrage devant être soudé est une plaque  désignée par le signe de référence 21. Une  électrode de soudage 22 est fournie sous forme  d'un long tronçon de fil à partir d'une bo  bine 23 montée dans un châssis 24. Un méca  nisme d'avance entraîné par un moteur 25         dévide    le fil     clé    la bobine et le pousse     conti-          nuellement    à travers     une    protection flexible 26  et jusque dans un pistolet 27,à une vitesse  d'avance choisie et égale à celle à laquelle se  consume l'électrode.

   Le pistolet de soudage  et la protection 26 sont bien visibles aux     fig.    2  et 3. Le pistolet comprend un canon interne  30 à travers lequel le fil d'électrode 22 est  avancé. Ce fil pénètre dans ce canon à partir  de la protection 26 et il est     fourni    à     un    tube  de contact 31 auquel le courant de soudage est  amené. A partir du tube de contact 31, le fil  22 est directement fourni à l'arc au contact  duquel il est fondu ou consumé, et sa matière  est transférée et est déposée dans une flaque  ou un cratère de soudure formé sur la plaque  21. Un canon     extérieur    32 se terminant par  une embouchure 33 entoure le canon intérieur  30 et le tube de contact 31.

   L'espace annu  laire laissé libre entre le canon intérieur et le  canon extérieur et entre le tube de contact et  l'embouchure forme un passage permettant  l'écoulement d'un gaz de protection inerte jus  que dans la zone de l'arc. Le dispositif d'ali  mentation en gaz sera décrit de façon plus  complète ci-dessous. Pour l'instant, il suffit de  dire que le gaz de protection est fourni à  travers la protection 26 . à un passage pour  le gaz 34 du pistolet. Le gaz sort de l'embou  chure sous forme d'un courant sensiblement       non    turbulent et de manière à former un  écran autour de l'extrémité de l'électrode, de  l'arc et de la flaque de soudure.

   Dans les bre  vets, suisses     N $    285860 et 283499, on a décrit  de façon détaillée une manière très avanta  geuse de former un écran de gaz sensiblement  non turbulent. Le reste du pistolet représenté  à la     fig.    2 comprend     un    manche 35 qui a la  forme d'une crosse de pistolet. Ce manche  porte un commutateur de commande 36 qui  est actionné par une     gachette    37. Ce commu  tateur est de préférence branché de manière  à permettre à l'opérateur de commander le  courant de soudage, l'écoulement de gaz de  protection, et le mécanisme d'avance pour le  fil.

   Les     connexions    électriques du commuta  teur de commande 36 et d'un commutateur de  commande auxiliaire pour l'avance du     fil    sont      réunies dans     un    câble de commande 39. Du  courant de soudage est amené au pistolet à  travers un câble de soudage 40.  



  Le courant de soudage est fourni par une  machine de soudage à courant continu ordi  naire 45. L'une des bornes de sortie de cette  machine de soudage est électriquement     reliée     à la pièce devant être soudée par un conduc  teur 47, et son autre borne de sortie est  reliée au pistolet de soudage par un conduc  teur du câble 40. Le courant de soudage est       fourni    à l'électrode en forme de fil à travers  le tube de contact 31. Un contacteur 46 est  prévu pour ouvrir et fermer le circuit de sou  dage à volonté.  



  Du gaz de protection inerte est fourni à  partir d'une bouteille de gaz sous haute pres  sion 49 qui est munie     d'une    soupape à     cylindre     50, d'une soupape réductrice de pression 51.  et     d'Zm        indicateur    de débit 52. Un conduit  53 amène le gaz à l'extrémité d'entrée de la  protection 26.  



  En fonctionnement, le débit de gaz de  protection est de préférence réglé avant  d'amorcer l'arc. La- machine de soudage peut  être mise en marche avant ou après qu'on a  réglé le débit de gaz de protection. On touche       ensuite    la pièce devant être soudée avec l'extré  mité de l'électrode et on en 'éloigne cette  extrémité pour amorcer l'arc.

   L'avance du fil  est     mise    en route en même temps qu'on  amorce l'arc ou immédiatement avant, et le  fil est avancé vers la pièce devant être soudée  de façon continue et à la vitesse voulue pour  assurer le maintien de l'arc.     Dans    le brevet  suisse N  280573, on a décrit de façon détail  lée le mode de fonctionnement de     l'installation     représentée aux     fig.    1 à 3.  



  Ainsi qu'on l'a dit plus haut, le procédé  spécifié permet de commander la quantité de  chaleur dégagée à l'une des bornes d'un arc  de soudage au     moyen'd'une    électrode d'apport  et sous protection d'un gaz inerte par rapport  à la quantité de chaleur dégagée à l'autre  borne de cet arc.

   Dans les arcs de soudage de  métaux sous protection d'un gaz inerte     utilisé     pour le soudage des métaux de construction  courants ou de métaux  de cathode froide ,    lorsque l'ouvrage constitue la cathode     d'un     arc de soudage à courant continu et que  l'électrode d'apport en forme de fil constitue  l'anode de-cet arc, une quantité de chaleur  beaucoup plus considérable est dégagée sur  l'ouvrage que dans le     fil.    En     fournissant     certaines matières modificatrices dans la ré  gion de l'arc, en très faibles quantités et d'une  façon qu'on décrira plus loin en détail, toutes  les autres conditions étant d'ailleurs égales,

   on  peut modifier l'équilibre thermique de toute       quantité    désirée et jusqu'à atteindre d'autres  conditions extrêmes dans lesquelles la chaleur       dissipée    dans le fil dépasse de beaucoup la  chaleur dissipée dans l'ouvrage.     Semblable-          ment,    dans le soudage à l'arc     sous    protection  Mm gaz inerte et en utilisant le fil d'électrode  comme cathode et l'ouvrage comme anode pour  le soudage de métaux de construction ordi  naires, la quantité de chaleur libérée dans le  fil d'électrode est beaucoup plus considérable  que celle dissipée dans l'ouvrage et cela peut,  dans bien des cas, empêcher le soudage.

   En  fournissant dans la     région    de l'arc certaines  matières modificatrices dans des proportions  et d'une façon qu'on décrira plus loin en  détail, toutes les autres conditions étant par  ailleurs identiques, on peut déplacer l'équi  libre thermique de toute manière désirée pour  permettre le soudage en réduisant la chaleur  dégagée dans le fil par rapport à celle déga  gée dans     l'ouvrage.    En choisissant et en utili  sant des matières modificatrices de façon adé  quate, on peut modifier l'équilibre thermique  d'un arc de soudage de métaux sous protection  d'un gaz inerte de polarité normale de façon  à obtenir approximativement le même équili  bre thermique que dans un arc de soudage de  polarité inverse entretenu sans adjonction de  matière modificatrice.

   On peut ainsi obtenir  un soudage commercialement satisfaisant an  moyen     d'un    arc de soudage de métaux sous  protection d'un gaz inerte de polarité normale.  <I>Exemple Z:</I>  On a par exemple constaté qu'on pouvait  faire une soudure sur une plaque d'acier et  au moyen d'une électrode faite     d'un    fil d'acier      doux en     -utilisant    un courant continu de pola  rité normale, ceci au moyen d'une installation  du type décrit ci-dessus en référence aux       fig.    1 à 3 et à condition de fournir certaines  matières modificatrices dans la région de l'arc.  Les vitesses de     consommation    du fil d'électrode  obtenues ne sont pas excessives comme celles  qu'on obtient sans adjonction de matière  modificatrice.

   Ce fait est illustré par un essai  qui a été fait au moyen d'une électrode en  acier doux d'un diamètre de 1,6 mm traitée  de manière à lui ajouter superficiellement  du carbonate de rubidium. Le fil ainsi traité  est amené à l'arc à travers un appareil du  type décrit ci-dessus. De l'argon de qualité de  soudage, c'est-à-dire de l'argon pur à     99,50/0.,     est utilisé comme gaz de protection avec un  débit de     2,1.4    m3 par heure à travers une  embouchure de 2,54 cm de diamètre intérieur,  ce gaz étant amené de faon à     former    un cou  rant non turbulent constituant un écran de  protection. Le courant de soudage est de  325 ampères continu, de polarité normale.

    Dans ces conditions, et avec une longueur  d'arc normale d'environ 4,8     -mm,    la vitesse de  consommation et d'avance du fil d'électrode  est de 3,8 m par minute et la tension d'arc est  de 20 volts. Afin d'obtenir des résultats d'es  sais exacts et reproductibles, le pistolet de  soudage est maintenu fixe et l'ouvrage est  déplacé mécaniquement sous ce pistolet avec  une vitesse d'avance de 25,4 cm par minute.  



  Le carbonate de rubidium est appliqué au  fil de la façon représentée aux     fig.    4 et 5. Le  fil est tout d'abord préparé en le faisant pas  ser entre les galets d'une paire de galets dont  l'un est     molleté,    pour former sur sa surface  des marques transversales de 0,013 mm de  profondeur espacées d'environ 0,8 mm (voir       fig.    5). Le carbonate de rubidium sous forme  d'une poudre sèche est ensuite intimement  mélangé avec une certaine quantité d'alcool  dénaturé, de façon à former une pâte. Cette  pâte est appliquée sur le fil en l'étendant sur  sa surface au moyen d'un pinceau, de manière  à remplir les marques transversales de cette  surface (voir     fig.    4).

   On fait ensuite passer  le fil à travers un racloir constitué par un.    anneau de caoutchouc étroitement     ajusté     autour de ce fil, de     faon.    à enlever tout  excès de pâte. On fait passer le fil entre les  galets d'une paire de galets lisses présentant  chacun     une    rainure semi-circulaire, pour lisser  la surface rugueuse formée par le galet     mol-          leté    tout en retenant une partie de la matière  modificatrice dans les - marques. La surface  du fil est essuyée au moyen d'un chiffon  propre et sec pour enlever sensiblement tout  le carbonate de rubidium sauf celui qui a été  retenu ou incrusté dans la surface de l'élec  trode par le traitement précédent.

   Finalement,  l'alcool est évaporé de manière que le fil  devienne sec. Préparé de la faon qu'on  vient de décrire, le fil présente une surface  conductrice sensiblement nue et il peut facile  ment être avancé dans l'installation de sou  dage. Les propriétés de ce fil     lui    permettent  de récolter le courant de soudage à partir du  tube de contact ne sont en rien amoindries.       Ftant        donné    que le carbonate de rubidium est  une matière déliquescente, il peut absorber  une quantité d'humidité considérable lorsqu'il  est exposé à une atmosphère humide.

   Cela  peut provoquer une certaine corrosion indé  sirable du fil d'électrode qui peut gêner le  transfert du courant de soudage au fil et qui  peut également provoquer un attachement du  fil dans le tube de contact du fait     d'une     accumulation de produits de corrosion dans  ce tube. De plus, l'eau présente     (hydrogène)     a un effet nuisible sur la qualité du dépôt  de soudure. Cependant, ces     difficultés    sont  facilement évitées en conservant le fil pré  paré dans une atmosphère sèche. Un composé  de rubidium possédant sensiblement le même  effet sur l'équilibre     thermique    de l'arc que  le carbonate tout en étant moins     déliquescent     que celui-ci est l'oxyde de rubidium.  



  Du fil traité au carbonate de     rubidium,     préparé et utilisé de la façon décrite     ci-          dessus,    assure l'entretien d'un bon arc de  soudage et un transfert de métal du type  à pulvérisation à partir du fil d'électrode  jusqu'à l'ouvrage. L'arc obtenu présente     une     apparence très semblable à celle d'un arc de  soudage de métal sous protection d'un gaz      inerte avec     courant    continu de polarité in  verse et de grande densité, normalement utilisé  pour le soudage au moyen d'un fil d'électrode  non traité. Le métal de soudure tombe en  fondant dans le cratère formé, dans la plaque  et produit une perle de soudure bien formée  et de haute qualité.  



  Afin de démontrer combien les très fai  bles quantités de carbonate de rubidium ajou  tées sur le fil d'électrode réduisent la chaleur  dégagée dans ce fil servant de cathode pour  l'arc de polarité normale, on a effectué l'essai  suivant: on a à nouveau     utilisé    comme cathode  un fil d'électrode propre et nu en acier     doux     de 1,6 mm de diamètre, sans toutefois appli  quer du carbonate, de rubidium sur ce fil.

         L'installation    utilisée était celle décrite     ci-          dessus    et le débit et la composition du gaz  de protection étaient également de 2,14     m3     par heure d'argon     pur    à     99,51/o.    La vitesse  d'avance de soudage était maintenue égale à  25,4 cm par minute et le courant de soudage  était également maintenu égal à 325 ampères.  Le fil d'électrode non traité utilisé dans ces  conditions se consumait et devait être avancé  à une vitesse de 9,14 m par     minute    et la  tension d'arc était de 28 volts.

   Ces     chiffres     doivent être comparés à la vitesse de consom  mation de 3,8 m par     minute        précédemment     obtenue avec une tension d'arc de 20 volts  pour du fil d'électrode traité au carbonate  de rubidium. Avec le fil traité au carbonate  de rubidium, le fonctionnement de l'arc était  satisfaisant et la soudure obtenue était de       bonne        qualité.    Avec le fil d'électrode nu,  l'arc semblait affolé et était désordonné, le  transfert de métal était mauvais et s'effec  tuait par grosses gouttes et avec de fortes  éclaboussures et le soudage était pratique  ment impossible.

   La fig. 6 est une vue en  coupe de la soudure obtenue avec du fil  d'électrode traité au carbonate de rubidium,  et la     fig.    7 est une vue en coupe de' la sou  dure obtenue dans des conditions identiques,  mais avec du fil d'électrode nu et non traité.  Bien que     ces    vues en coupe     n'illustrent    pas de  façon complète la nature peu     satisfaisante    de  la dernière soudure obtenue, elles montrent    cependant     1a    vitesse     excessive    de dépôt et 1a       mauvaise    pénétration obtenues sans addition  de carbonate de rubidium.

   De façon générale,  pour obtenir une bonne fusion du métal     trans-          féré    avec l'ouvrage, la, chaleur dégagée au fil  d'électrode ne devrait- pas excéder la chaleur  dégagée à l'ouvrage de plus de 50 0/0. La  différence marquée entre les     consommations     respectives de fil d'électrode traité et non  traité et entre les caractéristiques respectives  des     arcs    obtenus avec du fil d'électrode traité  et non traité doit être attribuée, au moins en,       partie,    à la grande faculté d'émission électro  nique     thermionique    de l'acier traité au carbo  nate de rubidium, à la.

   température de sou  dage et lorsque cet acier est     utilisé    comme  cathode d'apport d'un arc de soudage de     mé-,     taux sous protection d'un gaz inerte.  



  <I>- Exemple II:</I>  On a constaté qu'on pouvait obtenir des       résultats    analogues en ajoutant de la matière  modificatrice à     un.    fil d'électrode fait d'une,  matière non ferreuse. Par exemple, on peut  souder de l'aluminium à l'are à     courant    con  tinu en ajoutant du nitrate de     coesium    à un  fil     d'aluminium    servant d'électrode.

   On a de  la sorte soudé une plaque d'alliage d'alumi  nium au moyen d'une électrode faite d'un  alliage     d'aluminium    et en utilisant de l'argon  de qualité de soudage,     c'est-à-dire    de l'argon  pur à 99,5  /a comme gaz de protection, cet  argon étant fourni sous forme     d'in    courant     i     non     turbulent    et avec un débit de 2;14 m3  par heure à travers une embouchure de 25,4 mm  de diamètre.     L'installation    utilisée était sensi  blement la. même que celle décrite ci-dessus en  référence aux     fig.    1 à. 3. Le fil d'électrode pré- c  sentait un diamètre de 1,6 mm et était fait.  d'aluminium 43 S.

   Une faible quantité de ni  trate de     coesium    avait été préalablement appli  quée     sur    ce fil. La plaque sur laquelle on a  fait cette soudure présentait une     épaisseur    de     s     9,5 mm et était faite d'aluminium 61 S T. La  vitesse d'avance de soudage était de 25,4 cm  par minute. Le nitrate de     coesiuni    avait été  préalablement appliqué au fil d'aluminium      exactemet de la manière décrite ci-dessus pour  l'addition de carbonate de rubidium à un fil  d'acier.

   Dans     ces    conditions, et avec un cou  rant d'arc de polarité normale de 200 ampères,  la     vitesse    de     consommation    et d'avance du     fil     d'électrode était de 4,06 m par minute et la       tension    d'arc était de 16 volts. Les conditions  de soudage étaient excellentes et. le métal était  transféré de l'électrode à l'ouvrage à l'état  pulvérisé, l'arc étant stable et tranquille et  ne produisant pas d'éclaboussures. La régu  lation de l'arc était, bonne, c'est-à-dire que l a  longueur de l'arc et la. tension d'arc restaient  sensiblement constantes. La perle de soudure  était lisse et bien arrondie.  



  Afin de mettre en     évidence    l'effet de<B>dé-</B>  placement de l'équilibre thermique de l'arc  produit par cette addition de nitrate de  coesium au fil d'électrode d'aluminium, on a  essayé d'effectuer un soudage dans des con  ditions comparables, avec un arc de polarité  normale et avec une électrode d'aluminium  non traitée. On a utilisé à cet effet la même  installation dans     des    conditions de soudage       identiqués,    sauf que l'électrode d'aluminium  non traitée remplaçait l'électrode traitée au  nitrate de     coesium.    Dans ces conditions, on  n'a pas pu effectuer de soudage. La vitesse  de     consommation     de l'électrode était excessive  et dépassait de beaucoup 12,7 m par minute.

    La régulation de l'arc était très     mauvaise,     l'arc semblait affolé et produisait     des    écla  boussures à profusion. La perle de     soudure     était irrégulière et n'était pas bien fondue  dans la plaque mais était plutôt     superposée    à  celle-ci et ne présentait pas une pénétration  adéquate. La tension d'arc était beaucoup plus  élevée que celle nécessaire avec le fil d'élec  trode traité au nitrate de     coesium.    Cependant,  à cause de la mauvaise régulation de la lon  gueur de l'arc, il était impossible d'obtenir une  lecture digne de confiance de la tension d'arc.

    La différence significative et     concluante    entre  le soudage avec un fil d'électrode traité au  nitrate (le     coesium    et le soudage avec un fil  d'électrode non traité consiste en ce que le  premier de ces fils est consommé à une vitesse  de 4,06 m par minute,     tandis    que le second    se     consume    à     une    vitesse     supérieure    à 12,7     m     par minute, ce qui indique     une    immense     diffé-          rence    entre les quantités de chaleur respective  ment dégagées:

   à ces     fils    servant de     cathodes.     De     plus,    le transfert de métal était bon et le  .soudage était commercialement applicable dans  le premier cas, tandis que, dans le second cas,  le transfert de métal était mauvais et le sou  dage était inapplicable à     des    buts     pratiques.            Exemple   <I>III:</I>  On va donner     ci-dessous    un autre exemple  d'application du procédé à des     métaux    non  ferreux.

   On a effectué     des        soudures    sur une  plaque d'acier en utilisant un fil d'électrode  fait d'un     alliage    de bronze à l'aluminium, ce  fil étant traité avec du chlorure de     coesiuni     et de rubidium ou, alternativement., n'étant.  pas traité. Le fil d'électrode utilisé était fait  d'un alliage comprenant environ 9      /a    d'alumi  nium, le reste étant constitué par du cuivre.

    I1 présentait un diamètre de 1,6 mm, et     lu,     plaque constituant l'ouvrage était une plaque  d'acier doux de 9,5 mm     d'épaisseur.        L'installa-          tion    utilisée et l'écran de gaz de     protection     étaient identiques à     ceux        décrits    ci-dessus. Du       chlorure    de     coesium    et de     rubidium    était appli  qué sur le     fil    d'électrode exactement de la  même manière que le carbonate de rubidium  sur le     fil    d'acier     du    premier exemple.

   Le fil  d'électrode étant utilisé comme cathode et  l'arc étant donc de polarité normale, le cou  rant de soudage était de 225 ampères, la vi  tesse de     consommation    du fil traité était de  5,33 m par     minute    et la tension d'arc était de  18     volts.    Le transfert clé métal entre les bornes  de l'are était, bon et, avait la forme d'un cou  rant de gouttes circulant à grande vitesse. La  perle 'de     soudure    présentait un profil ovale  et cette perle pénétrait. bien dans la. plaque.  La régulation de la longueur de l'are était  bonne.

   En maintenant des conditions identi  ques,     mais    en utilisant du fil d'électrode non  traité, la     vitesse    de consommation de ce fil  était de 8,1 m par minute et la tension d'arc  était de 20 volts. Le métal était     transféré     entre les     bornes    de l'arc sous forme de plus      grosses gouttes,

   la perle de soudure obtenue  était irrégulière et la régulation de l'arc était       mauvaise.    Le métal déposé s'accumulait sur la  plaque et ne fondait     pas    bien dans     celle-ci.     Le soudage était inutilisable dans des buts       pratiques.    Ces essais montrent à nouveau  qu'une quantité de chaleur beaucoup plus  considérable est dégagée sur le fil d'électrode  servant de cathode lorsque ce fil n'est pas  traité que lorsqu'il est additionné de     faibles     quantités de chlorure de rubidium et de     coe-          sium    coopérant avec le métal de base de la,  cathode.  



  Bien que le déplacement de     l'équilibre    ther  mique soit probablement le     plus    facile à dé  crire de façon statistique en rapport avec un  arc de polarité normale, à cause     des    très       gmandes    différences entre les vitesses de con  sommation du fil d'électrode, ce déplacement  se manifeste également avec les     arcs    de sou  dage de polarité inverse.

   Comme on l'a dit plus  haut, la chaleur dégagée à l'anode de l'arc de       soudage    est pratiquement indépendante des  qualités émissives de la matière de cette anode,  et la     vitesse    de consommation du fil d'électrode  devrait par conséquent être sensiblement cons  tante     lorsque    ce fil constitue l'anode,     c'est-          à-direlorsque    l'arc de soudage est de polarité  inverse, soit que de la matière modificatrice  soit fournie à l'arc ou non. On a. constaté que  cela n'est pas le cas.

      <I>Exemple</I>     ZV:     On a effectué une soudure     sur        une    plaque  d'acier au moyen d'une électrode en fil d'acier  doux de 1,6 mm de diamètre     sur    laquelle on  avait appliqué -une petite quantité d'oxyde  de     baryiun,    de la manière précédemment dé  crite. Le     fil!    d'électrode servait d'anode, l'arc  étant de polarité inverse et protégé par un  écran de gaz. Le gaz de protection utilisé était  de l'argon et le débit de gaz était de 1,42     m3     par heure à travers une     embouchure    de 19 mm  de diamètre intérieur.

   L'ouvrage était consti  tué par une plaque d'acier de 16 mm d'épais  seur servant de cathode et la vitesse d'avance       (le    soudage était de 25,4 cm par     minute.    Avec    un courant d'arc de 325 ampères, la vitesse  de consommation du fil d'électrode était de  5,13 m par minute et la tension d'arc était  égale à 22 volts. L'arc était.     tranquille    et stable  et présentait une bonne régulation, et le trans  fert de métal était     du    type pulvérisé. La perle  de soudure était bien formée et sa pénétration  était modérée.

   On ne constatait pas de bom  bardement par des ions positifs ordinairement  observé lors du soudage à l'arc de polarité       inverse    sous protection d'un gaz inerte et au  moyen d'une électrode non traitée. A titre de  comparaison, en utilisant une électrode non  traitée dans les mêmes conditions, la     vitesse     de consommation de ce fil d'électrode était  de 5,33 m par minute avec une tension d'arc  de 28 volts. Le     transfert    de métal entre les  bornes de l'arc était également du type pulvé  risé. La perle de soudure était un peu plus  plate et la région de la plaque fortement  chauffée par l'arc était beaucoup plus éten  due. Le bombardement par des ions positifs  produisait sur la plaque l'effet de nettoyage  bien connu.  



  <I>Exemple V:</I>  En     utilisant    un arc de polarité inverse, on  a effectué des     essais    de soudage de matériau  non ferreux au moyen     d'une    électrode en fil       d'aluminium    de 1,6 mm de diamètre et de  l'installation précédemment décrite. L'écran  de gaz était     constitué    par de l'argon à     raison     de 2,14     m3    par heure et formant un courant  non turbulent à travers -une embouchure de  25,4 mm de diamètre intérieur. La cathode ou  l'ouvrage était constitué par une plaque d'alu  minium de 9,5 mm d'épaisseur.

   Le fil d'élec  trode était tout d'abord traité en lui appli  quant une petite quantité de nitrate de       coesium,    de' la     façon    précédemment décrite. La  vitesse de consommation de     l'électrode    était  alors de 4,2 m par minute avec un courant  d'arc de 205 ampères et une tension d'arc de  19 volts. La soudure ainsi obtenue était bonne.  On a     ensuite    utilisé     dans    les mêmes conditions       lin    fil d'électrode en aluminium non traité.

    La vitesse de consommation de l'électrode  était alors de 4,44 m par minute avec une  tension d'arc de 22     volts.    La perle de soudure      était un peu     phis    plate et les     caractéristiques     de l'arc et le     transfert    de métal étaient bons.  



  Il est significatif que., lorsque le fil d'élec  trode     constitue    l'anode, la matière modifica  trice ajoutée à ce fil n'a que peu ou pas  d'effet sur<B>k</B>     vitesse    de consommation du fil,  mais réduit sensiblement la     tension    d'arc, de  sorte que la puissance totale de l'arc est con  sidérablement     plais    faible.     Dtant    donné que la  vitesse de     consommation    du     fil    d'électrode est  sensiblement constante, il est évident, que la  chaleur dégagée dans l'ouvrage doit être ré  duite.

   C'est exactement ce à quoi on devrait  s'attendre si l'ouvrage était rendu meilleur  émetteur électronique     thermionique.    Il est par  conséquent évident que, dans ces exemples de  soudage à l'arc de polarité inverse, la matière  modificatrice appliquée sur le fil d'électrode  est transférée à la flaque de     soudure    avec le  métal' de soudure déposé et accroît l'émission       thermionique    de la flaque de soudure qui sert  de cathode.

   Ainsi, lorsque des adjonctions de  matières modificatrices sont incorporées au fil  d'électrode, la chaleur dégagée dans ce fil est       :sensiblement    réduite lorsque celui-ci     constitue     la cathode ,et lorsque l'ouvrage constitue  l'anode de l'arc et la chaleur dégagée     dans     l'ouvrage     peint    également être sensiblement  réduite lorsque le fil d'électrode     constitue     L'anode et lorsque l'ouvrage constitue la ca  thode de l'arc.  



  On a constaté que de très petites quantités  de matière modificatrice sont     suffisantes    pour  assurer l'obtention des     résultats    désirés.  D'après ce qui précède, deux     procédés    d'appli  cation de cette matière au fil d'électrode sont,       satisfaisants    et ces procédés sont tels qu'une  très faible partie de la matière modificatrice  reste sur le fil ou dans le fil terminé et traité.  En fait, dans le cas où cette matière est appli  quée sur la surface du fil, on peut éprouver  des difficultés pour assurer l'avance du fil à  travers le tube de contact et pour amener du  courant à ce fil si la matière modificatrice  ajoutée se trouve sur la surface du fil en  quantité suffisante pour pouvoir s'en détacher.

    Une analyse chimique grossière d'un échantil  lon de fil d'acier traité au moyen d'oxyde de    baryum .et utilisé avec     succès    dans l'un des  exemples décrits ci-dessus     montre    que le ba  ryum     restant    sur la surface du     fil    représentait  l'équivalent d'environ<B>25</B> g par tonne d'acier,  c'est-à-dire environ 0,003 0/o en poids du métal  de soudure déposé. Cela est caractéristique du  fait que de     très    petites quantités de matière  modificatrice peuvent être utilisées.

   Le fil,  traité peut encore être considéré comme étant  un fil  nu  et sa surface est     électriquement     conductrice et permet de lui amener le cou  rant de soudage pendant qu'il est avancé à  travers le tube de .contact. .  



  L'équilibre thermique d'un arc de soudage  de     métaux        sous    protection d'un gaz inerte  peut non seulement être déplacé dans un sens  donné par adjonction d'une matière modifica  trice, comme cela. a été mis en évidence par  les     exemples    précédents, mais     suie        commande     quantitative de ce déplacement de l'équilibre  thermique peut de plus être obtenue par choix  judicieux de la matière modificatrice.  



  Les faits expérimentaux     suivants    démon  trent que différentes matières modificatrices  ont pour effet d'assurer différents dégage  ments de chaleur à la cathode de Parc, dans  des     conditions    par     ailleurs        sensiblement    iden  tiques.

   Lors du soudage à l'arc de polarité  normale au moyen     d'une-    électrode d'acier  traitée au carbonate de rubidium (voir exem  ple I), on a     obtenu        aine        vitesse    de consomma  tion de l'électrode de 3,8 m par minute avec  une tension d'arc de 20     volts.        Dans    des con  ditions comparables et avec un fil d'électrode  non traité, on a obtenu une     vitesse    de consom  mation de l'électrode de 9,14 m par minute  avec une tension d'arc de 28 volts.

   En     consér-          vant    inchangées toutes les conditions de Sou  dage, mais en substituant du chlorure de       coesium    et de rubidium au carbonate de rubi  dium, on a obtenu une vitesse de consomma  tion de l'électrode de 4,2 m par minute avec  une     tension    d'arc de 22 volts.

   Lorsqu'on utilise  du carbonate de potassium comme matière  modificatrice ajoutée an fil     d'électrode,    la  vitesse de consommation de celle-ci est de  6,72     m    par minute avec une tension d'arc de  28     volts.         De façon analogue, pour le soudage à l'arc  de polarité normale d'aluminium (voir exem  ple II), en utilisant un fil d'électrode traité  au nitrate de coesium, on obtenait un soudage  praticable et une vitesse de consommation de  l'électrode de 4,06 m par minute avec une  tension d'arc de 16     volts:.    En utilisant un fil.

    d'électrode non traité dans les mêmes condi  tions, le soudage devenait impraticable et la       vitesse    de consommation de l'électrode dépas  sait 12,7     m    par minute. En conservant exacte  ment identiques     toutes    -les conditions de sou  dage, mais en remplaçant. le nitrate de coesium.  par un mélange d'oxydes de lanthane et de  cérium contenant, en     faibles    quantités,     des     oxydes d'autres métaux des terres rares, on a  obtenu une     vitesse    de consommation de l'élec  trode de 9,4     ni    par minute avec une tension  d'arc de 18 volts.

   Ces valeurs sont intermé  diaires entre celles obtenues avec le fil d'élec  trode non     traité    et celles obtenues avec le fil  d'électrode traité au nitrate de coesium.  



       Semblablement,    en     utilisant    une électrode  faite d'un fil d'alliage de bronze d'aluminium  avec un arc de polarité normale (voir exemple  III), la vitesse de consommation de l'électrode  était de 5,53 m par minute, le fil     d'électrode     ayant été traité au chlorure de coesium et de  rubidium. La     vitesse    de     consommation    corres  pondante pour du fil d'électrode non traité  était de 13,2     m    par minute.

   Lorsqu'on rem  place le fil traité au chlorure de coesium et de  rubidium par du fil traité au carbonate de  rubidium, la vitesse de consommation de ce fil,  dans les mêmes     conditions    de soudage,     est    de  6 m par     minute    environ..  



  Bien que certaines matières modificatrices  particulières ayant pour effet d'accroître  l'émission thermionique soient comprises dans  les matières utilisées dans :les exemples     ci-          dessus,    on .comprendra que le procédé spécifié       n'est        nullement    limité à ces matières particu  lières.

   Bien au contraire, on peut mettre en       ozuvre    ce procédé avec d'autres matières modi  ficatrices comprenant ou contenant un ou       plusieurs    agents     d'émission    susceptible de  coopérer avec le métal de base de la cathode,    de manière à former une surface de cathode  composite à base de métal de soudage qui pré  sente un pouvoir     thermionique        émissif    plus  élevé à la     température    de soudage que celui  du métal de base seul.

       L'émission        thermioni-          que    accrue d'une telle surface de cathode en  métal composite a pour effet un potentiel de  contact et     une    chute de tension cathodique  notablement amoindris par rapport au poten  tiel de contact et à la chute de     tension    catho  dique du métal de base seul, à la température  de soudage. La surface de cathode de soudage       composite    comprend le ou les agents d'émission  et le métal de base de cette cathode.

   Les mé  taux de base sont évidemment ceux qui for  ment l'ouvrage ou ceux qui forment le fil  d'électrode et qui sont destinés à être fondus  et     liés    par fusion aux métaux die l'ouvrage,  pour former le dépôt de soudure. Les agents  d'émission sont des métaux ajoutés à lame ou  à l'une ou aux deux électrodes de soudage en  extrêmement faibles quantités soit     sous    forme  d'éléments, soit sous forme de composés qui  se     dissocient    dans l'arc de manière à libérer  de tels éléments.

   Ces métaux ont principale  ment pour but de modifier les caractéristiques       thermiques    et électriques de     l'axe.    Pour une  opération de soudage donnée, les     métaux    de  base sont     déterminés    par la composition de  l'ouvrage et par la composition du dépôt de       soudure    devant être formé. Des agents d'émis  sion appropriés sont des métaux qui devraient       étre        électropositifs    par rapport au métal de  base de la cathode et présenter un potentiel  de contact     thermionique    plus faible que celui  du métal de base et un faible potentiel d'ioni  sation.

   Ce dernier potentiel doit de préférence  être inférieur au potentiel d'ionisation de tout  autre constituant de l'atmosphère de l'arc et  doit de préférence être inférieur au potentiel  de contact effectif du métal de base de la.  cathode. Lesdits métaux doivent en outre pré  senter un point de fusion inférieur au point  d'ébullition du métal de base de la cathode et  un     point        d'ébullition    suffisamment élevé, ou  être     suffisamment    peu volatils pour rester en  place sur la     surface    de la cathode composite  pendant     im    temps     suffisamment    long pour      accroître l'émission thermionique de cette sur  face, dans les conditions de soudage.  



  D'après des     résultats    expérimentaux, on a  déterminé que le procédé peut être mis en  ouvre de façon satisfaisante à l'aide d'un  agent     d'émission.        constitué    par un élément du  groupe des métaux     alcalins,    du groupe des  métaux alcalino-terreux, par du lanthane ou  par des métaux des terres rares de la série du  lanthane, par de l'actinium ou par des métaux  des terres rares de la. série de l'actinium, par du  scandium ou encore par de l'yttrium.

   Ces élé  ments peuvent être ajoutés soit     sous    forme  d'éléments ou     sous    forme métallique, soit encore  sous forme de composés de ces éléments suscep  tibles de se dissocier partiellement ou complè  tement dans l'arc, de manière à libérer lesdits  éléments. Par exemple, les oxydes, les carbo  nates, les     borates,    les phosphates, les nitrates,  les silicates ou les composés halogénés     desdits     éléments peuvent être utilisés.     Les    mélanges  de deux ou plus de deux des éléments ou des  composés     ci-dessus    peuvent être utilisés et sont.  souvent. particulièrement efficaces.

   Les     métaux          alcalins    sont le lithium, le     sodium,    le potas  sium, le rubidium, le coesium et le francium.  Les     métaux    alcalino-terreux sont. le calcium,  le baryum, le strontium et le radium. Les  métaux des terres rares de la série du lanthane  sont le cérium, le praséodymium, le     néody-          mium,    le prométhium, le samarium, l'euro  pium, le gadolinium, le terbium, le dyspro  sium, le holmium, l'erbium, le thulium,     l'ytter-          bium    et. le lutécium.

   Les métaux des terres  rares de la. série de l'actinium sont le thorium,  le protactinium, l'uranium, le neptunium et  le plutonium, l'americum et le curium.  



  Beaucoup des éléments et des composés des  éléments des groupes du système périodique  qu'on vient de citer sont rares et     coûteux,    et  certains d'entre eux     sont        dangereusement     radioactifs.

   Pour ces raisons, pour d'autres  raisons pratiques, et également parce que des       résultats    particulièrement     favorables    et haute  ment désirables peuvent être obtenus pour le  soudage à l'arc sous protection de gaz inerte  des métaux communément. utilisés en construc-    tion et dans l'industrie au moyen des agents  qu'on va citer, on préfère utiliser un agent  d'émission constitué par un élément     choisi     parmi les suivants: potassium, rubidium,       coesitim,    strontium, baryum, lanthane ou mé  langes de métaux des terres     rares    de la série  du lanthane et cérium.

   Dans certains cas, le  thorium et.     l'uranium    peuvent être préférables       lorsque        les    températures de l'électrode de sou  dage sont élevées.    A titre d'exemple particulier de matières  modificatrices préférées, on citera le nitrate  de     coesium,    le carbonate de rubidium, le chlo  rure de     coesium    et de rubidium, l'oxyde ou  le carbonate de     baryum,    les mélanges de ba  ryum et de     strontium    sous forme d'oxydes ou  de carbonates, le lanthane et les mélanges de  métaux des terres rares de la série     du    lan  thane     sous    forme métallique et sous forme  d'oxydes,

   l'oxyde de thorium et. le carbonate  de potassium.  



  Les mêmes     matières    modificatrices ne sont  pas également efficaces pour     tous    les ouvrages  et avec des fils d'électrode de n'importe quelle  composition. Les     fig.    8 à 12 représentent les  vitesses de consommation du fil d'électrode en       emjminute,    en fonction du courant en ampères,  selon les diverses matières     modificatrices    ajou  tées à ces     fils-,    et illustrent ainsi l'effet des  dites matières sur l'équilibre thermique de  l'arc de soudage de métal sous protection d'un  gaz inerte.  



  Pour toutes     les    courbes     représentées    aux       fig.    8 à 12, le fil d'électrode utilisé est un fil  d'acier doux d'un diamètre de 1,6 mm, la.  soudure se     faisant    en courant     continu    dans  une atmosphère d'argon. Les courbes de la       fig.    8 se rapportent à une opération sans  adjonction de matière modificatrice, la courbe  1 étant obtenue en polarité directe (électrode  négative et ouvrage à souder positif), la  courbe 2 en polarité     inverse    (électrode posi  tive et ouvrage à souder négatif). Les courbes  de la     fig.    9 sont obtenues en polarité directe.

    La. courbe 1 est     obtenue        sans    adjonction de  matière modificatrice; la courbe 2 se rapporte  à une adjonction de     fluorures    de terres rares;      la- courbe 2 se rapporte à     une    adjonction d'un  mélange d'oxyde de cérium Ce03 et d'un mé  lange contenant principalement des oxydes de  lanthane et de cérium, avec de petites quantités  d'oxydes d'autres terres rares comme matières  modificatrices, les autres courbes concernant       d'autres        matières    modificatrices indiquées sur  le dessin.

   La courbe de la fig. 10 est obtenue  en     polarité    directe avec adjonction de cérium  et de     lanthane    comme matières     modificatrices.     Les courbes de la     fig.    11. sont obtenues sans  adjonction de matière modificatrice, la courbe  1 étant obtenue en polarité -directe et la  courbe 2 en polarité inverse.

   Les courbes de  la     fig.    12 sont obtenues en polarité directe,  la courbe 1 concernant une opération sans  adjonction de matière modificatrice, la courbe  2     une-    adjonction d'un mélange de     K#,C03    et       d'un    mélange contenant principalement des  oxydes de lanthane et de cérium avec de  petites quantités d'oxydes d'autres terres rares,.  et les     autres    courbes se rapportant à des opé  rations avec adjonction de matières modifi  catrices indiquées sur le dessin.  



       Bien    que les principes ou la théorie du fonc  tionnement. du procédé     spécifié    ne soient pas  encore     connus    de façon certaine, on a. trouvé que  l'explication     suivante    de l'efficacité de ce pro  cédé est. utile à titre d'orientation pour dé  terminer les     matières    modificatrices ou agents  d'émission qui doivent être utilisés     pour    le  soudage     d'une    pièce à souder faite     d'un    métal.  de base particulier ou conjointement avec un  fil d'électrode fait d'un métal de base parti  culier, afin d'obtenir les résultats désirés.

   Les  matières     modificatrices    sont des matières qui  se désagrègent, au cas où il s'agit d'un com  posé, en     im    agent. d'émission ou élément d'émis  sion métallique présentant un faible potentiel  de contact et un faible potentiel     d'ionisation,     qui     est    électropositif par rapport au métal  de base de la cathode, et qui forme un mince  film     sur    toute la surface ou sur une partie de  la     surface    de la cathode, ceci pendant, l'opé  ration de soudage.

   Un revêtement d'un métal       électropositif        sur    un métal     plus    électronégatif  a pour effet d'abaisser de façon marquée le    potentiel de contact de la surface composite,  et d'augmenter ainsi son     émission        thermioni-          que    à la température de soudage de l'électrode.

    On croit donc que l'efficacité du procédé est  due     aux    phénomènes suivants: le composé con  tenant l'agent ou élément d'émission (en ad  mettant que l'agent d'émission soit ajouté à  l'arc     sous    forme d'un composé) est réduit ou  dissocié et libère l'agent d'émission sous forme  d'un métal, dans ou sur la partie fondue de  la     cathode    de soudage (surfaces du fil d'élec  trode et de la pièce à souder).

   L'élément       d'émission        diffuse    jusqu'à la surface de la  cathode fondue ou     effectue    une     migration    sur  cette surface ou les deux pour former une  surface de cathode de soudage composite et       thermioniquement    hautement     émissive.    Il  semble que la. surface entièrement activée cor  respond à une couche monoatomique d'atomes  ou d'ions de l'agent.     d'émission    qui recouvre       une    grande partie, par exemple plus de 50 0/o,  de la surface de cathode. Cette mince couche  de l'élément     d'émission    est maintenue sur la.

    surface par des forces d'attraction si élevées       qu'une    évaporation notable ne se produit que       pour    des températures bien supérieures au  point d'ébullition de cet élément. d'émission,  ceci bien que des quantités en     excès    de l'élé  ment d'émission puissent s'évaporer à de basses  températures; de manière à laisser subsister  ladite mince     couche    ou des taches d'élément       d'émission    sur la surface de la cathode.

   Il  convient de remarquer que les températures de  l'arc de soudage     usuellement    entretenu à la  pression atmosphérique sont supérieures aux  températures de     dissociation    de la. plupart des       composés.    La couche monoatomique ou les  taches d'atomes de l'élément d'émission sont  probablement     adsorbés    sous forme d'ions par  la surface de la cathode en métal de base et les  forces qui tendent à maintenir cette couche ou  ces taches en place sont probablement les plus  élevées lorsque le potentiel d'ionisation de l'élé  ment d'émission est faible.

   Il semble que le  potentiel     d'ionisation    de l'élément. d'émission  devrait être plus faible que le potentiel de  contact du métal de base de la cathode. Cepen  dant, en pratique, et peut-être parce qu'il      est difficile de déterminer exactement les po  tentiels de contact, on a trouvé que le poten  tiel d'ionisation du     métal    d'émission peut quel  quefois dépasser     d'une    quantité pouvant  atteindre un électronvolt et demi les valeurs  données par des observateurs dignes de foi  pour les potentiels de contact des métaux de  base de cathode:

   En général, l'élément d'émis  sion doit être électropositif par rapport au  métal de base; le potentiel de contact de la  surface composite     .est    le plus faible, et son  émission thermionique est la, phis élevée lors  que cettè différence est positive et aussi grande  que possible. Ce potentiel de contact croit et    cette émission thermionique diminue lorsque  ladite différence devient égale à zéro ou même  négative.  



  Les     potentiels        d'ionisation    de     plusieurs        des     éléments d'émission cités     ci-dessus    ont été dé  terminés avec une exactitude raisonnable.  Cependant, comme on vient de le dire, on  constate     des    différences assez grandes entre  les potentiels de contact des métaux de base       mesurés    par différents chercheurs.

   On donne  ci-dessous     une    liste tirée de la     littérature    du  potentiel d'ionisation de     certains    des éléments  d'émission et du potentiel de contact ou d'ex  traction de plusieurs     métaux    de base.

    
EMI0015.0014     
  
    Potentiel <SEP> d'ionisation <SEP> Potentiel <SEP> de <SEP> contact <SEP> thermoionique
<tb>  Agents <SEP> d'émission <SEP> Electron-volts <SEP> Métaux <SEP> de <SEP> base <SEP> Electron-volts
<tb>  Lithium <SEP> 5,37 <SEP> Magnésium <SEP> 3,78
<tb>  Sodium <SEP> 5,12 <SEP> - <SEP> Aluminium <SEP> 4,08
<tb>  Potassium <SEP> 4,32 <SEP> Cuivre <SEP> 4,33
<tb>  Rubidium <SEP> 4,16 <SEP> Fer <SEP> 4,48
<tb>  Coesium <SEP> 3,87
<tb>  Strontium <SEP> 5,67
<tb>  Baryum <SEP> 5,19
<tb>  Scandium <SEP> 6,7
<tb>  Ittrium <SEP> 6,5
<tb>  Lanthane <SEP> 5,59
<tb>  Thorium <SEP> 5,

  25       Bien qu'il semble que le coesium fournisse  la meilleure surface composite     thermionique-          ment    émettrice avec l'un quelconque des mé  taux de base de la     liste        ci-dessus,    son point  d'ébullition est relativement bas et il n'est  pas bien retenu sur la surface des     métaux    de  base ayant des     points    d'ébullition élevés,  comme le fer, dans les conditions de soudage.  Le coesium est très efficace pour augmenter  l'émission thermionique de la surface des mé  taux à bas point     d'ébullition,        tel    que l'alumi  nium.

   Le baryum, le strontium, le lanthane et  le cérium devraient être beaucoup plus effi  caces comme agents émetteurs pour renforcer  l'émission thermionique d'une surface     compo-          site    à base de     fér    que pour     tune    surface à  base d'aluminium. Des essais ont     montré    que  cela est en effet le cas.

   Les     agents    d'émission    présentant de bas potentiels d'ionisation sont       particulièrement    favorables lorsqu'ils sont  utilisés conjointement avec     des    gaz de protec  tion     tels    que     l'hélium    et présentant de relative  ment mauvaises caractéristiques     d'ionisation.     



  En général, l'agent d'émission ne peut être  choisi pour la mise en     oeuvre    du procédé  spécifié et pour une surface composite déter  minée que lorsque le métal de base des ca  thodes utilisé dans cette mise en     oeuvre    est  connu, ce métal étant     déterminé    par la com  position du fil d'électrode ou de l'ouvrage,  et cette     coxiposition    étant à son tour déter  minée par le type de soudure qu'on désire  effectuer et par le type d'ouvrage.

   De plus,  la sui-face de cathode doit fonctionner à une  température comprise entre les points de  fusion et     d'ébullition    du métal constituant le           fil    d'électrode, de sorte que ce métal puisse  être fondu et être transféré par l'arc pour  être déposé dans le métal fondu sur l'ouvrage.  



  Le fait que les arcs de soudage sont nor  malement amorcés à une pression sensiblement  égale à la pression atmosphérique doit être  considéré parce que le point d'ébullition de  ragent d'émission devrait être élevé, afin de  conserver cet agent intact sur la surface de  cathode pendant un temps suffisant, et les  températures et points d'ébullition devant être  pris en considération doivent par conséquent  être les températures et points d'ébullition à  pression atmosphérique. Du fait que de la  matière     modificatrice    est continuellement  fournie à l'arc, l'élément d'émission est con  tinuellement renouvelé sur la surface de ca  thode composite et n'a donc besoin d'avoir       qu'une    durée de vie effective -relativement  courte.

   Des agents d'émission présentant des  points d'ébullition considérablement infé  rieurs aux températures de soudage de la  cathode peuvent agir de façon à entretenir  une surface de cathode composite     thermioni-          quement    émissive et constamment efficace, à  condition d'être continuellement ajoutés è.  l'arc, et même si le métal de base de la cathode  est rapidement enlevé, respectivement ajouté,  pendant l'opération de soudage, par transfert  de métal à partir du fil d'électrode jusqu'au  dépôt de soudure formé sur l'ouvrage.  



  Le traitement d'activation (réduction ou  dissociation de la matière modificatrice ajou  tée si celle-ci est constituée par un composé  et migration de l'élément d'émission jusque  sur la surface de cathode sous forme d'une  couche monoatomique) doit avoir lieu à me  sure que le fil est avancé vers l'arc. II est  important que l'élément d'émission choisi soit  capable d'être retenu par adsorption, sous       forme    d'une mince couche, sur le métal de base  et à la température de soudage de     celui-ci,     parce que c'est à cette température (comprise  entre les points de fusion et d'ébullition du  métal de base) que la surface de cathode de  soudage fonctionne et que la surface compo  site doit par conséquent être efficace.

   Si la  matière modificatrice est fournie à l'arc sous    forme d'un composé, ce composé doit être assez  peu stable pour se dissocier au moins partielle  ment dans l'arc, de manière à fournir l'élé  ment ou le métal d'émission à l'état libre sur  la ou les surfaces d'électrodes de l'arc. D'au  tre part, lorsqu'on utilise mi composé, celui-ci  doit de préférence se dissocier assez difficile  ment pour que l'élément d'émission ne puisse  être complètement évaporé avant de pouvoir  atteindre la surface de cathode et être adsorbé  sur cette surface sous forme d'ions.

   Lorsque  la matière modificatrice est un composé, elle  peut être considérée comme comprenant une   phase efficace  qui est constituée par un  élément d'émission et une  phase porteuse   qui est constituée par l'élément ou groupe  d'éléments qui porte l'élément d'émission jus  qu'à son endroit d'utilisation sur la surface  composite.  



  Le diagramme de la fig. 13 illustre l'effet  de commande et d'amélioration de l'émission  électronique thermionique dans l'arc de sou  dage     obtenu    au moyen de surfaces de cathode  composites. Les diverses courbes donnent  l'émission thermionique en amp/cm2 (échelle  logarithmique), en fonction de la. tempéra  ture en degrés     Kelvin.    Les parties en trait  plein des courbes se rapportent à l'état liquide,  les parties en trait pointillé à l'état solide.

    Les petits cercles indiquent les points de  fusion et les petits triangles les points d'ébul  lition.<B>A</B> cette figure, les taux d'émission"  thermionique de deux métaux de base: alumi  nium (courbe 1) et fer (courbe 2) et de deux  agents d'émission:     coesium    (courbe 3) et ba  ryum (courbe 4) sont représentés en fonction  de la température. Les     émissions        thermioni-          ques    de surfaces composites obtenues ait moyen  de     coesium    et de baryum sont également re  présentées en fonction de la température  (courbes 5 et 6 respectivement), pour mettre  en évidence les principes du procédé.

   Il con  vient d'insister sur le fait que ces courbes  ne sont qu'une illustration et qu'elles ne sont  pas exactes au point de vue quantitatif. Elles  représentent qualitativement la relation qui  existe entre les taux d'émission     thermionique     de diverses surfaces, mais les relations quan-      titatives représentées sont inexactes du fait  que le potentiel de contact d'une surface de  cathode composite varie avec le métal de base  de cette cathode aussi bien qu'avec l'élément  d'émission utilisé. -Le potentiel de contact  d'une surface thermionique composite est in  férieur à celui du métal de base et à celui de  l'élément d'émission pris isolément.

   Bien que  le métal de revêtement ou agent d'émission  soit retenu     sous    forme d'une couche adsorbée  sur la surface du métal de base à une tempé  rature bien supérieure à sa température  d'ébullition, lorsque des températures suffi  samment élevées sont atteintes, cette couche  adsorbée se dissipe trop rapidement par éva  poration, et l'émission thermionique est alors  sensiblement identique à celle du métal de  base seul. La courbe 7 d'émission du métal  réfractaire et thermionique tungstène et la  courbe 8     d'émission    de thorium sur une base  de tungstène sont représentées pour illustrer  cet effet, ainsi- que la     courbe    9 relative à  l'émission d'une surface composite obtenue au  moyen du thorium.

   Au haut du diagramme,  les flèches 10, 11 et 12 indiquent les domaines  de températures dans lesquels l'aluminium,  le fer et le tungstène respectivement sont en  phase liquide. L'extrémité gauche de chaque  flèche correspond au point de fusion, et  l'extrémité droite au point d'ébullition du  métal.

   Les flèches 13 et 14 à gauche du dia  gramme indiquent les domaines propres à une  cathode froide et à une cathode thermionique  respectivement. Étant     donné    que les tempé  ratures d'électrode de l'arc de soudage pour       l'aluminium    et pour le fer doivent être com  prises dans les domaines indiqués pour ces  métaux, pour la mise en     couvre    du procédé de  soudage à l'arc sous protection d'un gaz inerte,  on voit de suite que le coesium serait le plus  efficace pour renforcer l'émission     thermioni-          que    d'une surface d'aluminium et que le ba  ryum serait le plus efficace pour renforcer  l'émission du fer.

       L'effet    résultant d'un tel  émetteur cathodique thermionique d'électrons,  comparativement aux métaux de base consti  tuant des cathodes froides, sur l'équilibre  thermique de l'arc de soudage de métaux    sous protection d'un gaz inerte est illustré  à la     fig.    17. Celle-ci donne la quantité de cha  leur relative libérée aux bornes de l'arc de  soudage pour un courant constant, à gauche  pour une cathode froide, à droite pour une  cathode froide avec un agent d'émission     ther-          mionique.     



  A titre d'alternative du procédé de prépa  ration du     fil    d'électrode représenté à     la        fig.    4;  et selon lequel la matière     modificatrice    est appli  quée sur la surface du fil ou     est        incrustée    dans  des rayures pratiquées dans cette surface, la  matière modificatrice d'addition peut être  ajoutée au métal fondu à partir duquel le fil  est fabriqué, de faon à former un alliage ou  un mélange avec ce métal. On obtient ainsi  mie répartition homogène de la matière modi  ficatrice dans tout le fil d'électrode, ce qui  élimine la nécessité d'un traitement indépen  dant du fil après sa fabrication.  



       Exemple   <I>VI:</I>  A titre d'exemple, on a ajouté du     métal          misch    à une coulée de 43<B>k</B>g d'acier doux  fondu, à raison de 1,82 kg de métal     misch     par tonne d'acier fondu. Le métal     misch    com  prend 53% de cérium,     331/o    de lanthane,  1,50/o de fer, le reste étant constitué par des       métaux    des terres rares.

   L'alliage ainsi obtenu  et dans lequel une partie du métal     misch     avait été perdu par évaporation a été étiré       pour    former du     fil    de 1,6     mm    de diamètre  destiné à être utilisé     comme    électrode d'ap  port pour le soudage à l'arc de métaux sous  protection d'un gaz inerte, avec un arc à cou  rant continu de polarité normale. Avec un  débit de 2,14 m3 par heure d'argon s'écoulant  à travers une embouchure de 2,54 cm de dia  mètre intérieur, on a soudé une plaque d'acier  de 9,5 mm d'épaisseur à une vitesse d'avance  de soudure de 25,4 cm par minute.

   Avec un  courant de soudage de 308 ampères, la vitesse  de consommation du fil d'électrode était de     i     3,56 m par minute et la tension d'arc était de  25 volts. Ces valeurs doivent être comparées  à une vitesse de consommation de l'électrode  d'environ 8,5 m par     minute    pour un fil d'élec  trode utilisé     dans    les mêmes     conditions,        mais         ne contenant pas de métal misch. Les condi  tions de, soudage avec le fil d'électrode en  acier traité au métal misch étaient bonnes.  Le transfert de métal était du type pulvérisé  et la perle de soudure était bien formée.  



  Bien qu'on estime actuellement préférable  pour la mise en ouvre du procédé de four  nir la matière modificatrice en l'appliquant  ou en l'occluant dans le fil d'électrode, ou en  core en l'ajoutant au fil d'électrode comme       partie    intégrante . de l'alliage formant ce fil,  an peut encore ajouter cette matière modi  ficatrice d'autres façons.  



  La fig. 14 représente, schématiquement,  une deuxième forme d'exécution de l'installa=  tion pour la mise en ouvre du procédé, dans  laquelle les matières modificatrices sont intro  duites de façon     continue    dans le courant de  gaz de protection. Un fil d'électrode non traité  60 est avancé à travers un pistolet de soudage  61 jusqu'en position de fonctionnement par  rapport à un ouvrage 62 devant être soudé.  Comme décrit ci-dessus en regard de la fig. l.,  le fil d'électrode .60 est fourni à partir d'une  bobine 65 à partir de laquelle il est     dévidé     au moyen d'un mécanisme d'avance 63 en  traîné par un moteur. Ce fil est ensuite poussé  à travers une protection 64 jusqu'au pistolet  de soudage 61.

   Du courant de soudage est  fourni par une machine de soudage à courant  continu de construction ordinaire 66. L'une  des bornes de sortie de cette machine est  reliée au pistolet de soudage 61 à travers un  commutateur 67 et des conducteurs 68 et 68'.  L'autre .borne de sortie de la     machine    est  reliée à l'ouvrage 62 au moyen d'un     conduc-          Leur    69: Le courant de soudage -est amené jus  qu'à l'électrode 60 à l'intérieur du pistolet 61,  au moyen d'un tube de contact, comme dans le  pistolet représenté aux     fig.    2 et 3. Le pistolet  représenté à la     fig.    14. est refroidi au moyen  d'une circulation d'eau passant par des con  duits débouchant dans l'embouchure de ce  pistolet.

   Celui-ci est supporté au moyen d'un  support fixe comprenant un manchon fendu  <B>70</B> qui porte un  pignon disposé -de manière  qu'on puisse le faire tourner au moyen d'un  volant à main 71. Une crémaillère 72 est     fixée       au fût du pistolet 61, de manière à coopérer  avec ledit pignon et à permettre ainsi de  régler sa position verticale par rapport au  manchon fendu. La     fig.    15 montre des détails  de construction des parties inférieure et supé  rieure du pistolet 61. Le fil d'électrode est.  avancé à travers un canon intérieur 75 et à  travers un tube de contact 76 qui amène le  courant de soudage jusqu'à l'électrode 60.

   Ce  courant est amené au pistolet à son extrémité  supérieure au moyen du conducteur 68' et  passe au travers des parties intérieures de  ce pistolet jusqu'au tube de contact 76.  



  Ainsi qu'on peut le voir à la     fig.    14, du  gaz de protection est fourni à partir d'une  bouteille de gaz comprimé 80. Ce gaz sort de  la bouteille à travers une soupape à cylindre  usuelle 81, un régulateur de pression 82 et  un indicateur de débit 83 pour passer dans  un conduit 84. A travers le conduit 84, le gaz  de protection est amené dans un     dispositif    dis  tributeur de poudre 85 du type vibratoire.  Ce dispositif est principalement constitué par  une trémie à partir de laquelle la matière en  poudre est fournie au moyen d'un mécanisme  distributeur vibratoire. Cette matière est en  traînée parle courant de gaz inerte, au fur  et à mesure que ce gaz amené au dispositif à  travers le conduit 84 quitte ce dispositif à  travers un conduit 86.

   Du gaz de protection  contenant de la matière en poudre à l'état de  suspension passe par le conduit 86,à partir du  distributeur de poudre 85 jusqu'au pistolet  de soudage 61. Dans cette forme d'exécution,  la matière modificatrice est fournie sous forme  d'un     solide    à l'état sec et pulvérulent qui est  introduit dans le courant de gaz de protection.  Ce gaz contenant ladite matière modificatrice  à l'état de suspension passe à travers des pas  sages appropriés ménagés dans le pistolet 67.  et sort de celui-ci sous forme     d'L-m    courant.

    non turbulent à travers une embouchure 89  (voir     fig.    15) qui entoure le tube de contact  76.     La,    matière     modificatriee    suspendue dans  le     courant    de gaz. de protection pénètre dans  la région de l'arc dans laquelle elle fournit  une substance     stabilisatrice    présentant un bas  potentiel     d!'ionisàtion    et où elle donne aux sur-      faces de cathode de l'arc des propriétés d'émis  sion thermionique telles que celles décrites  plus haut.

   Le dispositif distributeur de poudre  85 n'est pas nécessairement du type décrit     ci-          dessus,    il pourrait aussi être constitué par un  appareil quelconque capable d'assurer une  alimentation continue de l'arc en matière mo  dificatrice pulvérulente.    <I>Exemple VII:</I>  Cet exemple illustre une mise en     aeuvre     du procédé dans laquelle la matière modifi  catrice est fournie à l'arc sous forme d'une  poussière suspendue dans le gaz de protec  tion. Un arc de soudage de polarité normale a  été amorcé entre     un    fil d'électrode en acier  doux non traité, d'un diamètre de 1,6 mm.,  constituant la cathode de l'arc et une plaque  d'acier de 9,5 mm d'épaisseur constituant  l'anode de l'arc.

   De l'oxyde de baryum sous       forme    d'une fine poudre sèche était trans  porté jusque dans l'arc par le courant de gaz  de protection qui était de l'argon de qualité de  soudage fourni avec un débit de 2,14     m3    par  heure à travers une embouchure de 2,54 cm  de diamètre intérieur. Le courant d'arc étant  de 300 ampères, la vitesse de consommation  chi fil d'électrode était de 4,82 m par minute  avec une tension d'arc de 22 volts. Toutes les  autres conditions étant par ailleurs égales,  mais sans introduction de poussière d'oxyde  de     baryum    dans le courant de gaz de protec  tion, la vitesse de consommation de l'électrode  était égale à 7,9 m à la minute et la tension  d'arc étant de 30 volts.  



  En amorçant dans les mêmes conditions  un arc de soudage de polarité inverse et en  fournissant de la poussière d'oxyde de     barymn     à l'état suspendu dans le gaz de protection,  on a obtenu des résultats analogues à ceux  obtenus avec un arc de soudage de polarité  inverse et en     fournissant    de l'oxyde de ba  ryum par application de cet oxyde sur le fil  d'électrode.  



  En plus des modes d'introduction de la  matière modificatrice dans l'arc décrits     ci-          dessus,    on a constaté que, dans certaines con  ditions, cette matière pouvait également être    disposée sur un fil auxiliaire de remplissage  avancé dans la soudure ou être directement  disposée sur la pièce devant être soudée.  



  La     fig,    16 représente une troisième forme  d'exécution de l'installation pour la mise en       oeuvre    du procédé, dans laquelle on utilise un  fil auxiliaire de remplissage sur lequel la ma  tière modificatrice a été appliquée.   Dans 1a forme d'exécution représentée à  la     fig.    16, un fil d'électrode 90 est avancé à  partir d'une bobine 91, au moyen d'un méca  nisme d'avance 92     entraîné    par un moteur,  comme dans les formes d'exécution précédem  ment décrites. Ce fil d'électrode est propre,  nu et n'est pas traité. Il est guidé à partir  du mécanisme -d'avance 92 et à travers     une     protection 93 jusqu'à un pistolet de soudage  94.

   Ce pistolet est pratiquement identique à  celui représenté aux     fig.    14 et 15. Du courant  de soudage est fourni à partir     d'iuie    machine  de soudage 100. L'une des bornes de sortie  de cette machine est reliée au pistolet de sou  dage par un conducteur 101, un commutateur  102 et un conducteur 103. Le courant     est     amené jusqu'au fil d'électrode 90 à l'intérieur  du pistolet de soudage 94. L'autre borne de  sortie de la machine de soudage -est reliée à  l'ouvrage devant être soudé au . moyen d'un  conducteur 104. Du gaz de protection     est     fourni à partir d'une bouteille de gaz com  primé 110, à travers une soupape à cylindre  111 ordinaire; un régulateur de pression 112;.

    un indicateur de débit 113 et un conduit 114,  jusqu'au pistolet de soudage 94. Le gaz de  protection sort par l'embouchure du pistolet  sous forme d'un courant non turbulent entou  rant     .l'extrémité    de l'électrode adjacente à.  l'arc, cet arc lui-même et la -flaque de soudure.  Un second ensemble d'alimentation en fil mé  tallique est utilisé pour faire avancer     un--fir     de     remplissage    119 jusqu'à la soudure. Ce fil  contient,     dans    sa masse, sous forme d'un revê  tement     superficiel    ou d'une incrustation dans  sa surface, la matière modificatrice nécessaire.  Le fil     métallique    traité 119 n'est pas alimenté  en courant et ne constitue pas une électrode.

    C'est un fil séparé qui est avancé     jusque    dans  la région de l'arc dans laquelle il est fondu           dans    la soudure par la     chaleur    de l'arc. L'en  semble d'alimentation en fil de remplissage est  identique à     l'ensemble    d'alimentation en fil  d'électrode. Il comprend une bobine de fil  120 et un mécanisme d'avance 121 pour le fil,  qui est entraîné par un moteur. Ce mécanisme  dévide le fil 119 de la bobine 120 et le  pousse à travers -une protection 122     jusque     dans la zone de soudage.

   Un dispositif de fixa  tion 123     supporte    la protection 122 au     voisi-          nage    du pistolet et guide ainsi le fil de rem  plissage 119 jusque dans la soudure. On ob  tient- les meilleurs résultats lorsque le     fil    de  remplissage 119     -est    avancé vers la zone de  soudage de     manière    telle que son extrémité  touche la pièce devant être soudée au bord  de la flaque de soudure et que ce fil fonde  dans la flaque de soudure avant de parvenir  directement     au-dessous    de l'arc.

   Les matières       modificatrices    ajoutées et     faisant    partie de ce  fil de remplissage assurent le taux d'émission  électronique     thermionique    de l'a cathode d'une  façon très semblable à celle assurée par les  matières modificatrices ajoutées par applica  tion sur le fil     d'électrode    de la façon décrite  dans     les        exemples    précédents.    <I>Exemple VIII:</I>  Cet exemple illustre l'effet     produit    sur un  arc à courant continu de polarité inverse, pour  le soudage d'un métal sous protection d'un gaz  inerte, par une addition d'une matière modifi  catrice amenée au moyen d'un fil de remplis  sage auxiliaire.

   Avec une     installation    telle que  celle représentée à la     fig.        7_6,    on a utilisé un  fil d'électrode en acier doux de 1,6 mm de  diamètre sous protection d'un écran gazeux  d'argon s'écoulant sous forme d'un courant  non turbulent avec un débit de 2,14     m3    par  heure à travers une embouchure de 2,54 cm  de diamètre. En ne fournissant pas de fil       auxiliaire    de remplissage et pour un réglage  donné du générateur de soudage, le courant  de soudage était de 285 ampères, la     tension     d'arc de 29     volts    et la vitesse de consommation  du fil d'électrode de 4,44 m par minute.

   Un  fil de     remplissage    auxiliaire constitué par un       fil        d'acier    de 1,15 mm de diamètre était uti-         lisé.    Ce fil avait été préalablement traité avec  de l'oxyde de     baryLUn,    exactement de la façon  décrite ci-dessus (exemple I) à propos du fil       d'électrode    de 1,6 mm de diamètre traité au  carbonate de rubidium. Ce fil auxiliaire était  avancé vers l'arc de manière à fondre dans la  flaque de soudure et à compléter la quantité  de métal de soudure fournie par l'électrode  de soudage en se consumant. Lorsque ce fil.

    métallique traité à l'oxyde de baryum était  ajouté à la soudure avec une vitesse d'avance  de 2,3 m par minute et en maintenant     cous-          tant    le réglage du générateur de soudage, la  tension de soudage tombait immédiatement à  25 volts, le courant de soudage augmentait       jusqu'à    325 ampères et la vitesse de consom  mation de l'électrode augmentait jusqu'à 5,7 m  par minute, de la façon usuelle et en rapport  avec l'augmentation du courant de soudage.

    L'oxyde de     baryum    appliqué sur le fil de rem  plissage auxiliaire était par conséquent effi  cace pour augmenter la capacité d'émission  de la flaque de soudure, exactement comme  lorsque de l'oxyde de     baryum    ou une autre  matière modificatrice d'addition était appli  quée sur le fil d'électrode ou était transportée  jusque dans la région de l'are sous forme  d'une poussière suspendue dans le gaz de pro  tection.  



  <I>Exemple IX:</I>  Dans certains cas, on peut également  mettre en ce-Livre le procédé spécifié en appli  quant la matière modificatrice d'addition di  rectement sur     l'ouvrage.    Par exemple, en utili  sant une installation du type décrit en     réfé-          'rence    à la     fig.    1, on a appliqué préalablement,  au moyen d'un pinceau, -une boue d'oxyde de       baryum    et d'alcool sur les     endroits    d'une pla  que d'acier devant être     soudés.    L'alcool s'éva  porait, laissant un revêtement superficiel  d'oxyde de baryum qui adhérait à la plaque.

    Le soudage à l'arc à courant continu de pola  rité inverse d'un métal sous protection d'un  gaz inerte nécessitait, sur la partie revêtue  de la plaque, un courant d'arc de 350 ampères  et une tension d'arc de 22 volts. Lorsque la  soudure s'écartait de la partie de la plaque  préalablement traitée pour parvenir sur une      région nue et propre de cette plaque, la ten  sion d'arc sautait brusquement à 30 volts et  le courant d'arc     diminuait        brusquement    jus  qu'à 290 ampères, indiquant ainsi que la fla  que de soudure servant de cathode constituait  un émetteur électronique thermionique très  amélioré lorsque de l'oxyde de baryum avait  préalablement été appliqué sur la partie cor  respondante de la plaque.



  Arc welding process under protection of a gas shield and installation for the implementation of this process. The subject of the present invention is an arc welding process under protection of a gas shield and an installation for implementing this process and in particular a process and an installation for welding a metal under protection. of an inert gas and by means of a supply electrode.



  The process forming the subject of the invention can be considered, at least in certain of its aspects, as constituting an improvement in arc welding processes. metals with shielding gas described in Swiss Patents Nos. 3,280573, 285860 and 283499.



  In Swiss patents N s 280573, 285860 and. 283499, there has been described a welding process of the type in which a filler electrode constituted by a wire is continuously advanced towards a welding arc protected by gas and which is maintained between this electrode and a work to be welded, for example a plate, the welding current supplied to the are at least sufficient to consume the electrode as it is advanced towards the arc and to transfer weld metal from the electrode until a deposit of hard solder formed on the work to be welded,

   so as to form an industrially satisfactory weld. Preferably, the current supplied to the arc is of sufficient density to provide a smooth, rapid and uniform deposit or to ensure a transfer of the so-called spray type <B> due, </B> metal from said electrode until 'said weld deposit (see Swiss patent N 280573). The shielding gas is essentially an inert gas.

   The inert protective gases mentioned are monoatomic gases or mixtures of these gases, for example helium or argon, or a mixture of helium and. argon, and may take small proportions of other gases which do not significantly modify the protective characteristics of the inert monoatomic gas (s). These gases are preferably supplied in the form of a laminar or substantially non-turbulent flow stream and having sufficient flow stiffness to substantially exclude the ambient atmosphere from the region of the arc substantially completely.

    Such an arc constitutes an electric discharge through a controlled gaseous atmosphere. The gas in the region of the arc is ionized and the positive ions produced are moved by the potential gradient towards the cathode where they give up their energy to the latter or are neutralized by electrons emitted by this cathode.

   Metallic vapor formed in the region of the arc by evaporation from the electrode, the workpiece (plate) or some other source such as a separate filler wire form part of it. of the gaseous atmosphere in the arc zone, so that the arc atmosphere through which the electric discharge takes place and through which the weld metal is transferred from the wire constituting the electrode until the work to be welded is constituted by the inert shielding gas and by said metallic vapor;

   while air, water vapor and other components of the ambient atmosphere are substantially excluded from the arc area by the protective screen formed by the inert gas.

   Since no flux is used and atmospheric air or similar impurities are not present in the area of the arc, as would be the case if the welding were carried out in the arc. air, under a blanket of flux or by means of coated electrodes, the characteristics of the arc at constant pressure depend only on the characteristics of the metals constituting the electrode and the work to be welded and of the gas of pro inert tection.



  It has been noticed that by providing certain additive materials to the arc, in addition to the metal which is melted to form a hard soda bead and the metallic vapors of this metal, and in addition to the inert shielding gas, one can to control or modify the thermal balance or certain other characteristics of the welding arc or this balance and these other characteristics in an advantageous manner.

   The process forming the object of the invention is characterized in that a welding arc is initiated between a metal filler electrode and a metal work to be welded, in that said electrode is advanced towards said work as it is consumed, in that a current of shielding gas is brought into the region of said arc, and in that one introduces into the region of the arc a modifying material capable of modify the characteristics of the arc.

       Said modifier material can be chosen and added to the arc so as to "lower the work expressed in electron volts and required to extract electrons from the cathode, i.e. the contact potential of the cathode, so as to modify the thermal balance of the are,

   that is to say the ratio between the heat generated or released at the cathode and the heat generated or released at the anode in a determined manner and in defined proportions, and in such a manner as. provide a concentrated and stable cathode spot.



       The installation object of the invention for the. implementation of the above method is characterized in that it comprises a bare metal filler electrode cooperating with the work to be welded, means for supplying welding current to this electrode and to said work so as to initiating and maintaining an arc between the electrode and this work, means for advancing the electrode towards the work as it con sumes in the arc and by transferring metal to the work ,

   means for bringing a current of inert shielding gas into the region of the arc, and means for continuously introducing, into the region of the arc, a modifier material capable of increasing the thermionic electron emission of the arc cathode.



  It is believed that when the metallic wire constituting the electrode constitutes the cathode of the arc, the concentration of the cathode spot thus obtained improves the transfer of metal so much. that the molten metal in drops or pulverized leaving this electrode is entirely immersed in the plasma. Therefore, the modifier materials used can act to stabilize the arc and improve its metal transfer characteristics, for example by helping to provide spray type metal transfer from the wire. trode to the book.

   These materials can also affect factors such as the rate of consumption or combustion of the electrode wire, the penetration, size and contour of the solder bead in a determined manner.



  It is believed that the heat given off or generated at the cathode during the arc welding of metals under protection of an inert gas is due to a large extent to the bombardment of this cathode with positive ions.

   When the cathode is of such nature that it is capable of thermionically emitting electrons in relatively large quantities at its welding temperature, it is believed that the positive ions are largely neutralized before reaching the cathode. , the voltage drop at the cathode being low and the bombardment of the cathode and the production of heat at the cathode thus being reduced to a large extent.

   When the cathode is a bad thermionic emitter of electrons at its welding temperature, the bombardment with positive ions is more intense, the voltage drop at the cathode is high, and relatively large amounts of heat are generated at the cathode. , cathode.



  It has been found that when a material constituting a good thermionic emitter of electrons at its welding temperature, that is to say a thermionic material, serves as a cathode for the welding arc, it constitutes a cathode. highly efficient, exhibiting a low drop in cathode voltage and at which a small amount of heat is generated or released. This can be attributed to the fact that the positive ion bombardment, which is estimated to produce most of the total heat given off at the cathode, is relatively low or limited when the cathode is made of thermionic materials.

   Such materials emit all the electrons necessary for the maintenance of the arc, at their welding temperatures and with a low drop in cathode voltage. This limiting effect is not obtained with materials having a low thermionic emission or constituting cold cathodes and most of the materials commonly used in construction or in the machine industry, such as aluminum, copper, carbon. nickel, iron, magnesium, titanium, etc. and alloys of these metals, which are normally industrially welded in large quantities, are included in this class.



  From an extremely simplistic point of view, if we use a material having a low electronic thermal emission, that is to say a so-called cold cathode material, to constitute the cathode of the arc, this material constitutes an inefficient cathode.

   This results in intense bombardment by positive ions of any cold cathode material constituting the cathode of a welding arc under protection of an inert gas, and a strong release of heat at this cathode, while the materials of Cathode with good thermionic electron emission constitute relatively efficient cathodes and with which the heat given off at the cathode is relatively low.



  There is little difference between the heat releases at the anode of the arc depending on whether that anode is made of thermionic material or of cold cathode material. It has been observed that the release of heat at the anode is intermediate between that obtained at the cathode when the latter is made of a cold cathode material and the release at this same cathode when it is made of a cold cathode. thermionic tière.



  For the arc welding of metals under inert gas protection, there is another important difference between the operation of a cathode made of a thermionic material and that of a cathode made of a material - cold cathode. Since the thermionic cathode readily emits abundant electrons by virtue of its temperature, it continues to emit these electrons even after the arc current has been interrupted and due to the thermal inertia of the electrode.

         Since the electronic emission of so-called cold cathode materials does not depend on a thermal effect, this electron emission stops immediately when the arc current is interrupted. It has been observed that thermionic materials constitute filler electrodes ensuring better stability of the arc for are welding under protection of an inert gas.

   When interruptions of the are occur, the thermionic cathode constituted by such an electrode continues to supply electrons by virtue of its temperature and thus ensures easy re-ignition of the arc by means of a low electromotive force.

   On the contrary, a cold cathode material requires, for the resumption of the arc, after an interruption, a very high electromotive force and sufficient to ensure a glow discharge. For the arc welding of metals under protection of an inert gas, the welding electrode materials are therefore modified and in particular those of these electrodes which constitute cold cathodes,

   so as to give them electrical and thermal characteristics of the arc analogous to or approaching to a determined degree the electrical and thermal characteristics obtained with thermionic welding electrode materials, this at the temperatures that one meets in the arcs during welding under protection of inert gas by means of filler electrodes.

    The electrical and thermal characteristics of a welding arc used under inert gas shielding and spouting between electrodes made of cold cathode materials are thus controlled, this effect being achieved by adding a modifying material to the arc and this material acting in such a way as to modify the ratio between the heat generated or released at the cathode and the heat generated or released at the anode of the arc, that is to say so as to modify or displace the equilibrium thermal arc.

   It has been found that such additions can be made in very small amounts relative to the amount of weld metal deposited or electrode wire assumed: The added material can be provided in such small amounts that it only affects the electrical and thermal characteristics of the arc. If desired, this material can be selected and used in such small amounts that it has no substantial or appreciable effect on the chemical composition of the weld metal or. that it does not react appreciably with the welded metal.



  Preferably; the welding arcs to which a modifying material is thus added are dice ares with a substantially sterile atmosphere or essentially surrounded by a. inert protective gas, the atmosphere of these arcs further comprising metallic vapors or the like given off by the electrode and by the work to be welded. The flow of inert, non-turbulent shielding gas substantially excludes the ambient atmosphere from such a welding arc and, since welding is performed without flux, the electrical and thermal characteristics of such arcs only depend on the characteristics of the welding arc. shielding gas and metal electrodes.

   Welding arcs without flux, in a sterile atmosphere and by means of such bare filler electrodes have different electrical and thermal properties from those of welding arcs in air, welding arcs maintained under a blanket of heat. fluxing or submerged or welding arcs produced by ordinary flux coated electrodes. It has been found that the electrical and thermal characteristics of such welding arcs under inert gas shielding and by means of filler electrodes can be deliberately changed and controlled so as to provide new and improved types of welds.

   The inert, sterile and relatively pure gas environment ensures that the modifying substances added act on or with the electrode surfaces of the arc, or on or with the atmosphere of the arc or on or with both, or modify these surfaces or this atmosphere or them in the desired manner and in the desired proportions, this without prejudicing the favorable effect of the inert gas shielding and without causing loss of control or undesirable additional changes in properties electrical and thermal such as those which could result from the presence of impurities, for example air, fluxes or coatings which are present during usual welding in air, under a flux blanket,

       or by means of coated electrodes.



  The appended drawing represents, by way of example, three embodiments of the installation for carrying out the method, and illustrates the method forming the subject of the invention.



  Fig. 1 is a schematic view of the first embodiment.



  Fig. 2 is a detailed sectional view of a hand welding gun that the said embodiment takes.



  Fig. 3 is a sectional view along 3-3 of FIG. 2. FIG. 4 schematically shows an apparatus for adding modifying material to a welding electrode made up of a metal wire.



  Fig. 5 shows, on a slightly larger scale, said welding metal wire during the various preparation operations shown in FIG. 4.



  Fig. 6 is a sectional view of a solder bead obtained by the specified method. Fig. 7 is a sectional view of a solder bead comparable in certain respects to that shown in FIG. 6, but obtained without addition of modifying material.



  Figs. 8 to 12 show, in the form of diagrams and as a function of the welding current, the consumption rates obtained for various electrode wires and with or without the addition of modifying material.



  Fig. 13 shows, qualitatively, for certain cathode materials and for certain composite cathode surfaces, the thermionic electron emission of the arc electrode as a function of the temperature of the cathode.



  Fig. 1.4 represents, schematically, the second .form of execution. .



  Fig. 15 is a view, on a larger scale, partly in section and with cutaways, of a machine welding gun included in the installation shown in FIG. 14.



  Fig. 16 shows, schematically, the third embodiment, and FIG. 17 is a diagram showing for a constant arc current the heat releases relative to the terminals of welding arcs of metals under protection of an inert gas.



  In the first embodiment of a welding installation shown in FIG. 1, the work to be welded is a plate designated by the reference sign 21. A welding electrode 22 is supplied in the form of a long section of wire from a coil 23 mounted in a frame 24. A motor driven feed mechanism 25 unwinds the key wire from the spool and pushes it continuously through a flexible guard 26 and into a gun 27, at a selected feed rate equal to that at which it burns the electrode.

   The welding gun and the protection 26 are clearly visible in fig. 2 and 3. The gun includes an internal barrel 30 through which the electrode wire 22 is advanced. This wire enters this barrel from the shield 26 and is supplied to a contact tube 31 to which the welding current is supplied. From the contact tube 31, the wire 22 is directly supplied to the arc in contact with which it is melted or consumed, and its material is transferred and is deposited in a puddle or a weld crater formed on the plate 21. A outer barrel 32 ending in a mouthpiece 33 surrounds the inner barrel 30 and the contact tube 31.

   The annular space left free between the inner barrel and the outer barrel and between the contact tube and the mouthpiece forms a passage allowing the flow of an inert shielding gas as far as the arc zone. The gas supply device will be described more fully below. For now, suffice to say that shielding gas is supplied through shield 26. to a passage for the gas 34 of the gun. The gas exits the mouthpiece in the form of a substantially non-turbulent current and so as to form a screen around the end of the electrode, the arc and the weld puddle.

   In Swiss Patents Nos. 285860 and 283499, a very advantageous way of forming a substantially non-turbulent gas shield has been described in detail. The rest of the gun shown in fig. 2 comprises a handle 35 which has the shape of a pistol grip. This handle carries a control switch 36 which is actuated by a trigger 37. This switch is preferably wired so as to allow the operator to control the welding current, the shielding gas flow, and the welding mechanism. 'advance for the thread.

   The electrical connections of the control switch 36 and an auxiliary control switch for the wire feed are combined in a control cable 39. Welding current is supplied to the gun through a welding cable 40.



  The welding current is supplied by an ordinary direct current welding machine 45. One of the output terminals of this welding machine is electrically connected to the part to be welded by a conductor 47, and its other terminal. The output is connected to the welding gun by a conductor of the cable 40. The welding current is supplied to the wire-shaped electrode through the contact tube 31. A contactor 46 is provided for opening and closing the welding circuit. dage at will.



  Inert shielding gas is supplied from a high pressure gas cylinder 49 which is provided with a cylinder valve 50, a pressure reducing valve 51. and a flow indicator 52. A conduit 53 brings gas to the inlet end of protection 26.



  In operation, the shielding gas flow rate is preferably adjusted before starting the arc. The welding machine can be started before or after the flow of shielding gas has been adjusted. The part to be welded is then touched with the end of the electrode and this end removed to strike the arc.

   The wire feed is started at the same time as or immediately before the arc is struck, and the wire is advanced to the workpiece to be welded continuously and at the desired speed to maintain the arc . In Swiss patent N 280573, the mode of operation of the installation shown in FIGS. 1 to 3.



  As mentioned above, the specified method allows the quantity of heat released at one of the terminals of a welding arc to be controlled by means of a filler electrode and under protection of a welding arc. inert gas compared to the quantity of heat released at the other terminal of this arc.

   In welding arcs of metals protected by an inert gas used for welding common construction metals or cold cathode metals, where the work is the cathode of a direct current welding arc and the wire-shaped filler electrode constitutes the anode of this arc, a much greater quantity of heat is released on the work than in the wire. By providing certain modifying materials in the region of the arc, in very small quantities and in a manner which will be described in detail later, all other conditions being equal, moreover,

   the thermal equilibrium can be changed by any desired amount and until other extreme conditions are reached in which the heat dissipated in the wire greatly exceeds the heat dissipated in the work. Similarly, in arc welding under Mm inert gas protection and using the electrode wire as the cathode and the work as the anode for welding ordinary structural metals, the amount of heat released in the wire of electrode is much larger than that dissipated in the work and this can, in many cases, prevent welding.

   By providing in the region of the arc certain modifying materials in an amount and in a manner which will be described in detail later, all other conditions being otherwise the same, the thermal equilibrium can be shifted in any desired manner. to allow welding by reducing the heat released in the wire compared to that released in the work. By choosing and using the right modifier materials, the thermal equilibrium of a metal welding arc can be modified under the protection of an inert gas of normal polarity so as to obtain approximately the same thermal equilibrium as in a welding arc of reverse polarity maintained without the addition of modifying material.

   It is thus possible to obtain commercially satisfactory welding by means of a metal welding arc under the protection of an inert gas of normal polarity. <I> Example Z: </I> For example, it was found that we could make a weld on a steel plate and by means of an electrode made of a mild steel wire using a direct current of normal polarity, this by means of an installation of the type described above with reference to FIGS. 1 to 3 and on condition that certain modifying materials are provided in the region of the arch. The electrode wire consumption rates obtained are not excessive like those obtained without the addition of modifying material.

   This fact is illustrated by a test which was carried out by means of a mild steel electrode with a diameter of 1.6 mm treated so as to superficially add rubidium carbonate thereto. The wire thus treated is brought to the arc through an apparatus of the type described above. Welding grade argon, i.e. 99.50 / 0 pure argon, is used as shielding gas with a flow rate of 2.1.4 m3 per hour through a mouthpiece of 2.54 cm internal diameter, this gas being brought to form a non-turbulent current constituting a protective screen. The welding current is 325 amps continuous, normal polarity.

    Under these conditions, and with a normal arc length of about 4.8 mm, the consumption and feed rate of the electrode wire is 3.8 m per minute and the arc voltage is 20 volts. In order to obtain exact and reproducible test results, the welding gun is kept stationary and the work is moved mechanically under this gun with a feed rate of 25.4 cm per minute.



  Rubidium carbonate is applied to the wire as shown in Figs. 4 and 5. The wire is first prepared by making it pass between the rollers of a pair of rollers, one of which is soft, to form on its surface transverse marks 0.013 mm deep spaced approximately 0.8 mm (see fig. 5). Rubidium carbonate in the form of a dry powder is then intimately mixed with a certain quantity of denatured alcohol, so as to form a paste. This paste is applied to the wire by spreading it over its surface using a brush, so as to fill in the transverse marks of this surface (see fig. 4).

   The wire is then passed through a scraper consisting of a. rubber ring tightly fitted around this wire, fawn. to remove any excess paste. The wire is passed between the rollers of a pair of smooth rollers each having a semicircular groove, to smooth the rough surface formed by the knurled roller while retaining some of the modifier material in the marks. The surface of the wire is wiped with a clean, dry cloth to remove substantially all of the rubidium carbonate except that which has been retained or embedded in the surface of the electrode by the previous treatment.

   Finally, the alcohol is evaporated so that the yarn becomes dry. Prepared in the way just described, the wire has a substantially bare conductive surface and it can easily be fed into the soldering installation. The properties of this wire allow it to collect the welding current from the contact tip are not diminished in any way. Since rubidium carbonate is a deliquescent material, it can absorb a considerable amount of moisture when exposed to a humid atmosphere.

   This can cause some unwanted corrosion of the electrode wire which can interfere with the transfer of welding current to the wire and which can also cause the wire to stick in the contact tip due to a build-up of corrosion products in it. tube. In addition, the water present (hydrogen) has a detrimental effect on the quality of the weld deposit. However, these difficulties are easily avoided by keeping the prepared yarn in a dry atmosphere. A rubidium compound having substantially the same effect on the thermal balance of the arc as carbonate while being less deliquescent than the latter is rubidium oxide.



  Rubidium carbonate treated wire, prepared and used as described above, maintains a good welding arc and spray type metal transfer from the electrode wire to the wire. 'work. The arc obtained has an appearance very similar to that of a metal welding arc under protection of an inert gas with direct current of reverse polarity and high density, normally used for welding by means of a wire. untreated electrode. The weld metal falls by melting into the formed crater, into the plate and produces a well formed and high quality weld bead.



  In order to demonstrate how much the very small quantities of rubidium carbonate added to the electrode wire reduce the heat given off in this wire serving as the cathode for the arc of normal polarity, the following test was carried out: we have to again used as cathode a clean and bare electrode wire of mild steel 1.6 mm in diameter, without however applying rubidium carbonate to this wire.

         The installation used was that described above and the flow rate and the composition of the shielding gas were also 2.14 m3 per hour of pure argon at 99.51 / o. The welding feed rate was kept at 10 inches per minute and the welding current was also kept at 325 amps. The untreated electrode wire used under these conditions consumed and had to be advanced at a rate of 9.14 m per minute and the arc voltage was 28 volts.

   These figures should be compared to the consumption rate of 3.8 m per minute previously obtained with an arc voltage of 20 volts for electrode wire treated with rubidium carbonate. With the wire treated with rubidium carbonate, the operation of the arc was satisfactory and the weld obtained was of good quality. With the bare electrode wire the arc looked distraught and messy, the metal transfer was poor and occurred in large drops and with heavy spattering and welding was practically impossible.

   Fig. 6 is a sectional view of the weld obtained with electrode wire treated with rubidium carbonate, and FIG. 7 is a sectional view of the hard solder obtained under identical conditions, but with bare and untreated electrode wire. Although these sectional views do not fully illustrate the unsatisfactory nature of the last weld obtained, they do show the excessive deposition rate and poor penetration obtained without the addition of rubidium carbonate.

   In general, in order to obtain good fusion of the metal transferred with the work, the heat given off at the electrode wire should not exceed the heat given off at the work by more than 50%. The marked difference between the respective consumptions of treated and untreated electrode wire and between the respective characteristics of the arcs obtained with treated and untreated electrode wire must be attributed, at least in part, to the great ability of thermionic electronic emission of steel treated with rubidium carbonate, at.

   welding temperature and when this steel is used as a supply cathode for a metal welding arc, under protection of an inert gas.



  <I> - Example II: </I> It was found that similar results could be obtained by adding modifier material to a. electrode wire made of a non-ferrous material. For example, one can weld aluminum with direct current by adding cesium nitrate to an aluminum wire serving as an electrode.

   In this way, an aluminum alloy plate was welded by means of an electrode made of an aluminum alloy and using welding grade argon, i.e. pure argon at 99.5 / a as shielding gas, this argon being supplied in the form of a non-turbulent stream and with a flow rate of 2.14 m 3 per hour through a mouthpiece 25.4 mm in diameter. The installation used was sensibly there. same as that described above with reference to FIGS. 1 to. 3. The electrode wire had a diameter of 1.6 mm and was made. aluminum 43 S.

   A small amount of cesium ni trate had previously been applied to this wire. The plate on which this weld was made had a thickness of 9.5 mm and was made of 61 S T aluminum. The welding feed rate was 25.4 cm per minute. The cesium nitrate had been previously applied to the aluminum wire exactly as described above for the addition of rubidium carbonate to a steel wire.

   Under these conditions, and with an arc current of normal polarity of 200 amps, the consumption and advance speed of the electrode wire was 4.06 m per minute and the arc voltage was 16 volts. . The welding conditions were excellent and. the metal was transferred from the electrode to the work in a pulverized state, the arc being stable and quiet and not producing splashing. The regulation of the arc was good, ie the length of the arc and the. arc voltage remained substantially constant. The solder bead was smooth and well rounded.



  In order to demonstrate the effect of <B> displacement </B> of the thermal equilibrium of the arc produced by this addition of cesium nitrate to the aluminum electrode wire, we tried to weld under comparable conditions, with an arc of normal polarity and with an untreated aluminum electrode. The same installation was used for this purpose under identified welding conditions, except that the untreated aluminum electrode replaced the electrode treated with cesium nitrate. Under these conditions, it was not possible to carry out welding. The consumption rate of the electrode was excessive and greatly exceeded 12.7 m per minute.

    The regulation of the arc was very poor, the arc seemed distraught and produced splashes profusely. The solder bead was irregular and was not well fused into the plate but rather lay superimposed on it and did not exhibit adequate penetration. The arc voltage was much higher than required with the elec trode wire treated with cesium nitrate. However, due to poor arc length regulation, it was impossible to get a reliable reading of the arc voltage.

    The significant and conclusive difference between welding with an electrode wire treated with nitrate (coesium and welding with an untreated electrode wire is that the first of these wires is consumed at a speed of 4.06 m per minute, while the second is consumed at a rate of more than 12.7 m per minute, which indicates an immense difference between the quantities of heat released respectively:

   to these wires serving as cathodes. Further, the metal transfer was good and the soldering was commercially applicable in the first case, while in the second case the metal transfer was bad and the soldering was inapplicable for practical purposes. Example <I> III: </I> Another example of application of the process to non-ferrous metals will be given below.

   Welds were made on a steel plate using an electrode wire made of an aluminum bronze alloy, this wire being treated with coesiuni rubidium chloride or, alternatively, not being. . not processed. The electrode wire used was made of an alloy comprising about 9 / a of aluminum, the remainder being copper.

    It had a diameter of 1.6 mm, and the plate constituting the work was a mild steel plate 9.5 mm thick. The installation used and the shielding gas shield were identical to those described above. Coesium rubidium chloride was applied to the electrode wire in exactly the same way as rubidium carbonate on the steel wire of the first example.

   The electrode wire being used as cathode and the arc therefore being of normal polarity, the welding current was 225 amperes, the consumption speed of the treated wire was 5.33 m per minute and the voltage of arc was 18 volts. The key metal transfer between the are terminals was good and had the form of a stream of drops circulating at high speed. The solder bead had an oval profile and this bead penetrated. well in the. plate. The regulation of the length of the are was good.

   Maintaining the same conditions, but using untreated electrode wire, the consumption rate of this wire was 8.1 m per minute and the arc voltage was 20 volts. The metal was transferred between the terminals of the arc in the form of larger drops,

   the resulting solder bead was irregular and the arc regulation was poor. The deposited metal accumulated on the plate and did not melt well in it. Welding was unusable for practical purposes. These tests again show that a much greater amount of heat is given off on the electrode wire serving as the cathode when this wire is not treated than when small amounts of rubidium chloride and coe- sium cooperating with the base metal of the cathode.



  Although the shift in thermal equilibrium is probably the easiest to describe statistically in relation to an arc of normal polarity, because of the large differences between the consumption rates of the electrode wire, this shift is also manifested with welding arcs of reverse polarity.

   As stated above, the heat given off at the anode of the welding arc is practically independent of the emissive qualities of the material of this anode, and the rate of consumption of the electrode wire should therefore be substantially constant when this wire constitutes the anode, that is to say when the welding arc is of reverse polarity, whether modifying material is supplied to the arc or not. We have. found that this is not the case.

      <I> Example </I> ZV: Welding was carried out on a steel plate using a 1.6 mm diameter mild steel wire electrode to which a small amount of baryiun oxide, as described above. Thread! electrode served as anode, the arc being of reverse polarity and protected by a gas shield. The shielding gas used was argon and the gas flow rate was 1.42m3 per hour through a 19mm ID mouthpiece.

   The work consisted of a 16 mm thick steel plate serving as the cathode and the feed rate (welding was 25.4 cm per minute. With an arc current of 325 amps, the consumption rate of the electrode wire was 5.13 m per minute and the arc voltage was 22 volts. The arc was quiet and stable and exhibited good regulation, and the metal transfer was of the spray type The solder bead was well formed and its penetration was moderate.

   There was no positive ion bombardment ordinarily seen with reverse polarity arc welding under protection of an inert gas and using an untreated electrode. For comparison, using an untreated electrode under the same conditions, the consumption rate of this electrode wire was 5.33 m per minute with an arc voltage of 28 volts. The transfer of metal between the arc terminals was also of the pulverized type. The solder bead was a little flatter and the area of the plate strongly heated by the arc was much larger. The bombardment with positive ions produced the well-known cleaning effect on the plate.



  <I> Example V: </I> Using an arc of reverse polarity, welding tests of non-ferrous material were carried out using an aluminum wire electrode 1.6 mm in diameter and installation previously described. The gas screen consisted of argon at a rate of 2.14 m3 per hour and forming a non-turbulent flow through a mouthpiece 25.4 mm in internal diameter. The cathode or the structure consisted of a 9.5 mm thick aluminum plate.

   The electrode wire was first treated by applying a small amount of cesium nitrate thereto, as previously described. The consumption rate of the electrode was then 4.2 m per minute with an arc current of 205 amps and an arc voltage of 19 volts. The weld thus obtained was good. Untreated aluminum electrode wire was then used under the same conditions.

    The consumption rate of the electrode was then 4.44 m per minute with an arc voltage of 22 volts. The solder bead was a bit flat and the arc characteristics and metal transfer were good.



  It is significant that, when the electrode wire constitutes the anode, the modifying material added to this wire has little or no effect on the <B> k </B> consumption rate of the wire. , but significantly reduces the arc voltage, so that the total arc power is very low. Since the consumption rate of the electrode wire is substantially constant, it is obvious that the heat given off in the work must be reduced.

   This is exactly what one would expect if the book was made a better thermionic electronic emitter. It is therefore evident that in these examples of reverse polarity arc welding, the modifier material applied to the electrode wire is transferred to the weld puddle with the weld metal deposited and increases the thermionic emission. of the weld puddle which serves as a cathode

   Thus, when additions of modifying materials are incorporated into the electrode wire, the heat released in this wire is: significantly reduced when the latter constitutes the cathode, and when the work constitutes the anode of the arc and the heat released in the painted work also be appreciably reduced when the electrode wire constitutes the anode and when the work constitutes the ca thode of the arc.



  It has been found that very small amounts of modifier material are sufficient to ensure the achievement of the desired results. From the above two methods of applying this material to the electrode wire are satisfactory and these methods are such that a very small portion of the modifier material remains on the wire or in the finished and processed wire. . In fact, in the case where this material is applied to the surface of the wire, it may be difficult to ensure the advance of the wire through the contact tube and to supply current to this wire if the modifier material added becomes. found on the surface of the wire in sufficient quantity to be able to detach from it.

    A rough chemical analysis of a sample of steel wire treated with barium oxide and successfully used in one of the examples described above shows that the ba ryum remaining on the surface of the wire represented l. equivalent of about <B> 25 </B> g per tonne of steel, ie about 0.003% by weight of weld metal deposited. This is characteristic of the fact that very small amounts of modifier material can be used.

   The treated wire can still be considered to be bare wire and its surface is electrically conductive and allows the welding current to be supplied to it as it is advanced through the contact tube. .



  The thermal equilibrium of a metal welding arc protected by an inert gas can not only be shifted in a given direction by the addition of modifying material, like this. has been demonstrated by the preceding examples, but soot quantitative control of this displacement of the thermal equilibrium can moreover be obtained by judicious choice of the modifying material.



  The following experimental facts demonstrate that different modifying materials have the effect of providing different heat releases at the Parc cathode, under otherwise substantially identical conditions.

   When arc welding of normal polarity using a steel electrode treated with rubidium carbonate (see example I), the electrode consumption rate of 3.8 m per minute with an arc voltage of 20 volts. Under comparable conditions and with an untreated electrode wire, an electrode consumption rate of 9.14 m per minute was obtained with an arc voltage of 28 volts.

   By keeping all the soldering conditions unchanged, but by substituting rubidium and cesium chloride for rubidium carbonate, a consumption rate of the electrode of 4.2 m per minute was obtained with a voltage 22 volt arc.

   When potassium carbonate is used as a modifying material added to the electrode wire, the rate of consumption thereof is 6.72 m per minute with an arc voltage of 28 volts. Similarly, for arc welding of normal polarity of aluminum (see Example II), using an electrode wire treated with cesium nitrate, workable welding was obtained and a speed of consumption of electrode of 4.06 m per minute with an arc voltage of 16 volts :. Using a wire.

    electrode not treated under the same conditions, welding became impracticable and the consumption rate of the electrode exceeded 12.7 m per minute. By keeping all the welding conditions exactly identical, but by replacing. cesium nitrate. by a mixture of oxides of lanthanum and of cerium containing, in small quantities, oxides of other rare earth metals, a consumption rate of the electrode of 9.4 m per minute was obtained with a voltage of 18 volt arc.

   These values are intermediate between those obtained with the untreated electrode wire and those obtained with the electrode wire treated with cesium nitrate.



       Similarly, using an electrode made of an aluminum bronze alloy wire with an arc of normal polarity (see Example III), the consumption speed of the electrode was 5.53 m per minute, the wire electrode which has been treated with coesium rubidium chloride. The corresponding consumption rate for untreated electrode wire was 13.2 m per minute.

   When replacing the wire treated with rubidium and coesium chloride with wire treated with rubidium carbonate, the consumption rate of this wire, under the same welding conditions, is approximately 6 m per minute.



  While certain particular modifier materials having the effect of increasing thermionic emission are included in the materials used in the above examples, it will be understood that the specified process is by no means limited to these particular materials.

   On the contrary, this process can be carried out with other modifying materials comprising or containing one or more emission agents capable of cooperating with the base metal of the cathode, so as to form a composite cathode surface at welding metal base which exhibits a higher thermionic emissivity at the welding temperature than that of the base metal alone.

       The increased thermionic emission of such a composite metal cathode surface results in a significantly reduced contact potential and cathode voltage drop relative to the contact potential and cathode voltage drop of the metal. base alone, at welding temperature. The composite welding cathode surface comprises the emitting agent (s) and the parent metal of that cathode.

   The base metals are obviously those which form the work or those which form the electrode wire and which are intended to be melted and bonded by fusion to the metals in the work, to form the weld deposit. Emitting agents are metals added to the blade or to one or both welding electrodes in extremely small amounts either as elements or as compounds which dissociate in the arc so as to liberate such elements.

   The main purpose of these metals is to modify the thermal and electrical characteristics of the axis. For a given welding operation, the base metals are determined by the composition of the work and by the composition of the weld deposit to be formed. Suitable emitting agents are metals which should be electropositive to the base metal of the cathode and have a lower thermionic contact potential than that of the base metal and a low ionization potential.

   The latter potential should preferably be less than the ionization potential of any other constituent of the atmosphere of the arc and should preferably be less than the effective contact potential of the base metal of the. cathode. Said metals must furthermore have a melting point below the boiling point of the base metal of the cathode and a sufficiently high boiling point, or be sufficiently low volatile to remain in place on the surface of the composite cathode for. im time long enough to increase the thermionic emission of this surface, under welding conditions.



  From experimental results it has been determined that the process can be carried out satisfactorily using an emitting agent. consisting of an element of the group of alkali metals, of the group of alkaline earth metals, of lanthanum or of rare earth metals of the lanthanum series, of actinium or of rare earth metals of. actinium series, by scandium or even by yttrium.

   These elements can be added either in the form of elements or in metallic form, or also in the form of compounds of these elements capable of partially or completely dissociating in the arc, so as to free said elements. For example, oxides, carbonates, borates, phosphates, nitrates, silicates or halogenated compounds of said elements can be used. Mixtures of two or more of the above elements or compounds can be used and are. often. particularly effective.

   The alkali metals are lithium, sodium, potassium, rubidium, coesium and francium. Alkaline earth metals are. calcium, barium, strontium and radium. The rare earth metals of the lanthanum series are cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, euro pium, gadolinium, terbium, dyspro sium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and. lutetium.

   The rare earth metals of the. series of actinium are thorium, protactinium, uranium, neptunium and plutonium, americum and curium.



  Many of the elements and compounds of the elements of the groups of the periodic system just mentioned are rare and expensive, and some of them are dangerously radioactive.

   For these reasons, for other practical reasons, and also because particularly favorable and highly desirable results can be obtained for arc welding under inert gas shielding of commonly metals. used in construction and in industry by means of the agents which will be mentioned, it is preferred to use an emission agent consisting of an element chosen from among the following: potassium, rubidium, coesitim, strontium, barium, lanthanum or methyl lanthanum and cerium series rare earth metal swaddles.

   In some cases, thorium and. uranium may be preferable when the soldering electrode temperatures are high. By way of particular example of preferred modifying materials, mention will be made of cesium nitrate, rubidium carbonate, cesium and rubidium chloride, barium oxide or carbonate, mixtures of barium and strontium under in the form of oxides or carbonates, lanthanum and mixtures of rare earth metals of the Lan Thane series in metallic form and in the form of oxides,

   thorium oxide and. potassium carbonate.



  The same modifier materials are not equally effective for all structures and with electrode leads of any composition. Figs. 8 to 12 represent the consumption rates of the electrode wire in emjminute, as a function of the current in amperes, according to the various modifying materials added to these wires, and thus illustrate the effect of said materials on the thermal balance of welding arc of metal under protection of an inert gas.



  For all the curves shown in fig. 8 to 12, the electrode wire used is a mild steel wire with a diameter of 1.6 mm, 1a. welding being done in direct current in an atmosphere of argon. The curves in fig. 8 relate to an operation without the addition of modifying material, curve 1 being obtained in direct polarity (negative electrode and positive welding work), curve 2 in reverse polarity (positive electrode and negative welding article). The curves in fig. 9 are obtained in direct polarity.

    Curve 1 is obtained without the addition of modifying material; curve 2 relates to an addition of rare earth fluorides; Curve 2 relates to an addition of a mixture of cerium oxide Ce03 and a mixture mainly containing oxides of lanthanum and cerium, with small amounts of oxides of other rare earths as modifying materials , other curves relating to other modifying materials shown in the drawing.

   The curve of FIG. 10 is obtained in direct polarity with the addition of cerium and lanthanum as modifier materials. The curves in fig. 11. are obtained without the addition of modifying material, curve 1 being obtained in -direct polarity and curve 2 in reverse polarity.

   The curves in fig. 12 are obtained in direct polarity, curve 1 relating to an operation without addition of modifying material, curve 2 an addition of a mixture of K #, C03 and of a mixture mainly containing oxides of lanthanum and cerium with small amounts of oxides of other rare earths ,. and the other curves relating to operations with the addition of modifying materials indicated in the drawing.



       Although the principles or theory of operation. of the specified process are not yet known with certainty, we have. found that the following explanation of the effectiveness of this process is. useful as a guide in determining the modifier materials or emission agents to be used in welding a workpiece made of a metal. base metal or together with an electrode wire made of a particular base metal, in order to achieve the desired results.

   Modifying materials are materials which break down, in the case of a compound, into an agent. metallic emitting or emitting element having a low contact potential and a low ionization potential, which is electropositive to the base metal of the cathode, and which forms a thin film over the entire surface or on a part of the surface of the cathode, this during the welding operation.

   A coating of an electropositive metal on a more electronegative metal has the effect of markedly lowering the contact potential of the composite surface, and thus increasing its thermionic emission at the welding temperature of the electrode.

    It is therefore believed that the efficiency of the process is due to the following phenomena: the compound containing the emitting agent or element (admitting that the emitting agent is added to the arc in the form of a compound ) is reduced or dissociated and releases the emitting agent as a metal, in or on the molten part of the welding cathode (surfaces of the electrode wire and of the workpiece).

   The emitting element diffuses to or migrates to the surface of the molten cathode or both to form a composite and thermionically highly emissive welding cathode surface. It seems that the. fully activated surface corresponds to a monoatomic layer of atoms or ions of the agent. emission which covers a large part, for example more than 50 0 / o, of the cathode surface. This thin layer of the transmitting element is held on the.

    surface by forces of attraction so high that noticeable evaporation occurs only at temperatures well above the boiling point of this element. emission, although excess amounts of the emission element may evaporate at low temperatures; so as to leave said thin layer or emitting element spots on the surface of the cathode.

   It should be noted that the temperatures of the welding arc usually maintained at atmospheric pressure are higher than the dissociation temperatures of the. most compounds. The monatomic layer or spots of atoms of the emitting element are probably adsorbed as ions by the surface of the base metal cathode and the forces which tend to hold this layer or spots in place are probably highest when the ionization potential of the emission element is low.

   It appears that the ionization potential of the element. emission should be lower than the contact potential of the base metal of the cathode. However, in practice, and perhaps because it is difficult to determine exactly the contact potentials, it has been found that the ionization potential of the emitting metal can sometimes exceed by an amount up to one and a half electronvolt the values given by reliable observers for the contact potentials of the base metals of the cathode:

   In general, the emitting element should be electropositive to the base metal; the contact potential of the composite surface is the lowest, and its thermionic emission is the highest when this difference is positive and as large as possible. This contact potential increases and this thermionic emission decreases when said difference becomes equal to zero or even negative.



  The ionization potentials of several of the above emission elements have been determined with reasonable accuracy. However, as we have just said, there are quite large differences between the contact potentials of base metals measured by different researchers.

   Below is a list taken from the literature of the ionization potential of some of the emission elements and the contact or extraction potential of several base metals.

    
EMI0015.0014
  
    <SEP> ionization potential <SEP> <SEP> potential of <SEP> thermionic <SEP> contact
<tb> Emission agents <SEP> <SEP> Electron-volts <SEP> Metals <SEP> of <SEP> base <SEP> Electron-volts
<tb> Lithium <SEP> 5.37 <SEP> Magnesium <SEP> 3.78
<tb> Sodium <SEP> 5.12 <SEP> - <SEP> Aluminum <SEP> 4.08
<tb> Potassium <SEP> 4.32 <SEP> Copper <SEP> 4.33
<tb> Rubidium <SEP> 4.16 <SEP> Iron <SEP> 4.48
<tb> Coesium <SEP> 3.87
<tb> Strontium <SEP> 5.67
<tb> Barium <SEP> 5.19
<tb> Scandium <SEP> 6.7
<tb> Ittrium <SEP> 6.5
<tb> Lanthanum <SEP> 5.59
<tb> Thorium <SEP> 5,

  Although it appears that cesium provides the best thermionically emitting composite surface with any of the bases listed above, its boiling point is relatively low and it is not well. retained on the surface of base metals with high boiling points, such as iron, under welding conditions. Cesium is very effective in increasing the thermionic emission from the surface of low boiling metals, such as aluminum.

   Barium, strontium, lanthanum and cerium are expected to be much more effective as emitting agents for enhancing the thermionic emission of a ferrous-based composite surface than an aluminum-based surface. Tests have shown that this is indeed the case.

   Emission agents exhibiting low ionization potentials are particularly favorable when used in conjunction with shielding gases such as helium and exhibiting relatively poor ionization characteristics.



  In general, the emission agent can only be chosen for carrying out the specified process and for a determined composite surface when the base metal of the cathodes used in this process is known, this metal being determined. by the composition of the electrode wire or of the work, and this coxiposition being in turn determined by the type of weld to be carried out and by the type of work.

   In addition, the cathode surface must operate at a temperature between the melting and boiling points of the metal constituting the electrode wire, so that this metal can be melted and be transferred by the arc to be deposited in the molten metal on the work.



  The fact that welding arcs are normally ignited at a pressure substantially equal to atmospheric pressure must be considered because the boiling point of the emitting agent should be high, in order to keep this agent intact on the cathode surface. for a sufficient time, and the temperatures and boiling points to be considered should therefore be the temperatures and boiling points at atmospheric pressure. Because modifier material is continuously supplied to the arc, the emitting element is continually renewed on the surface of the composite electrode and therefore only needs to have an effective life - relatively short.

   Emitting agents with boiling points considerably below cathode welding temperatures can act to maintain a thermionically emissive and constantly effective composite cathode surface, provided they are continuously added. the arc, and even if the base metal of the cathode is quickly removed, respectively added, during the welding operation, by transfer of metal from the electrode wire to the weld deposit formed on the work .



  The activation treatment (reduction or dissociation of the modifying material added if this is constituted by a compound and migration of the emitting element to the cathode surface in the form of a monoatomic layer) must take place make sure the wire is advanced towards the arc. It is important that the selected emitting element is capable of being retained by adsorption, in the form of a thin layer, on the base metal and at the welding temperature thereof, because it is at this temperature (between the melting and boiling points of the base metal) that the welding cathode surface is operating and that the composite surface must therefore be effective.

   If the modifier material is supplied to the arc as a compound, this compound should be unstable enough to dissociate at least partially in the arc, so as to provide the emitting element or metal. in the free state on the electrode surface (s) of the arc. On the other hand, when a compound is used, it should preferably dissociate quite difficultly so that the emission element cannot be completely evaporated before it can reach the cathode surface and be adsorbed on this. surface in the form of ions.

   When the modifier material is a compound, it can be considered as comprising an effective phase which is constituted by an emitting element and a carrier phase which is constituted by the element or group of elements which carries the emitting element. to its place of use on the composite surface.



  The diagram in fig. 13 illustrates the effect of controlling and improving thermionic electron emission in the welding arc obtained by means of composite cathode surfaces. The various curves give the thermionic emission in amp / cm2 (logarithmic scale), as a function of the. temperature in degrees Kelvin. The solid line parts of the curves refer to the liquid state, the dotted line parts to the solid state.

    The small circles indicate the melting points and the small triangles the boiling points. <B> A </B> this figure, the thermionic emission rates of two base metals: aluminum (curve 1) and iron (curve 2) and two emission agents: coesium (curve 3) and ba ryum (curve 4) are shown as a function of temperature. The thermionic emissions of composite surfaces obtained by means of coesium and barium are also shown as a function of temperature (curves 5 and 6 respectively), to demonstrate the principles of the process.

   It should be emphasized that these curves are only an illustration and that they are not quantitatively correct. They qualitatively represent the relationship that exists between the thermionic emission rates of various surfaces, but the quantitative relationships shown are inaccurate because the contact potential of a composite cathode surface varies with the base metal of that cathode. as well as with the transmitting element used. -The contact potential of a composite thermionic surface is lower than that of the base metal and that of the emitting element taken in isolation.

   Although the coating metal or emitting agent is retained as an adsorbed layer on the surface of the base metal at a temperature well above its boiling point, when sufficiently high temperatures are reached, this adsorbed layer dissipates too quickly by evaporation, and the thermionic emission is then substantially identical to that of the base metal alone. The emission curve 7 of the refractory and thermionic tungsten metal and the emission curve 8 of thorium on a tungsten base are shown to illustrate this effect, as well as the curve 9 relating to the emission of a composite surface obtained. by means of thorium.

   At the top of the diagram, arrows 10, 11 and 12 indicate the temperature ranges in which aluminum, iron and tungsten respectively are in the liquid phase. The left end of each arrow is the melting point, and the right end is the boiling point of the metal.

   Arrows 13 and 14 to the left of the diagram indicate the domains specific to a cold cathode and to a thermionic cathode respectively. Since the welding arc electrode temperatures for aluminum and for iron must be included in the ranges indicated for these metals, in order to cover the arc welding process under protection. of an inert gas, we see immediately that the cesium would be the most effective for reinforcing the thermionic emission of an aluminum surface and that the ba ryum would be the most effective for reinforcing the emission of iron.

       The resulting effect of such a thermionic cathode electron emitter, compared with base metals constituting cold cathodes, on the thermal equilibrium of the welding arc of metals under protection of an inert gas is illustrated in fig. 17. This gives the relative quantity of heat released across the welding arc for a constant current, on the left for a cold cathode, on the right for a cold cathode with a heat emitting agent.



  As an alternative to the process for preparing the electrode wire shown in FIG. 4; and according to which the modifier material is applied to the surface of the wire or is embedded in grooves made in that surface, the addition modifier material can be added to the molten metal from which the wire is made, so as to form a alloy or a mixture with this metal. There is thus obtained a homogeneous distribution of the modifying material throughout the electrode wire, which eliminates the need for independent treatment of the wire after its manufacture.



       Example <I> VI: </I> As an example, misch metal was added to a casting of 43 <B> k </B> g of molten mild steel, at a rate of 1.82 kg of metal misch per ton of molten steel. The metal misch comprises 53% of cerium, 331 / o of lanthanum, 1.50 / o of iron, the rest being constituted by rare earth metals.

   The alloy thus obtained and in which part of the misch metal had been lost by evaporation was drawn to form a wire of 1.6 mm in diameter intended to be used as a support electrode for arc welding. metals protected by an inert gas, with a continuous current arc of normal polarity. With a flow rate of 2.14 m3 per hour of argon flowing through a 2.54 cm internal diameter mouth, a 9.5 mm thick steel plate was welded at a speed of d. weld advance of 25.4 cm per minute.

   With a welding current of 308 amps, the consumption rate of the electrode wire was 3.56 m per minute and the arc voltage was 25 volts. These values should be compared with an electrode consumption rate of about 8.5 m per minute for an electrode wire used under the same conditions, but not containing misch metal. The welding conditions with the misch metal treated steel electrode wire were good. The metal transfer was of the spray type and the solder bead was well formed.



  Although it is presently believed preferable for the practice of the process to provide the modifier material by applying or occluding it in the electrode wire, or even adding it to the electrode wire as part. integral. of the alloy forming this wire, one can also add this modifying material in other ways.



  Fig. 14 shows, schematically, a second embodiment of the installation for carrying out the process, in which the modifying materials are introduced continuously into the shielding gas stream. An untreated electrode wire 60 is advanced through a welding gun 61 to an operative position relative to a work 62 to be welded. As described above with reference to fig. 1., the electrode wire 60 is supplied from a spool 65 from which it is unwound by means of a feed mechanism 63 dragged by a motor. This wire is then pushed through a guard 64 to the welding gun 61.

   Welding current is supplied by a dc welding machine of ordinary construction 66. One of the output terminals of this machine is connected to the welding gun 61 through a switch 67 and leads 68 and 68 '. The other output terminal of the machine is connected to the structure 62 by means of a conductor 69: The welding current is brought to the electrode 60 inside the gun 61, by means of a contact tube, as in the gun shown in fig. 2 and 3. The gun shown in fig. 14. is cooled by circulating water passing through conduits opening into the mouth of this gun.

   This is supported by means of a fixed support comprising a split sleeve <B> 70 </B> which carries a pinion arranged so that it can be rotated by means of a hand wheel 71. A rack 72 is fixed to the barrel of the gun 61, so as to cooperate with said pinion and thus to allow its vertical position to be adjusted relative to the split sleeve. Fig. 15 shows construction details of the upper and lower parts of the gun 61. The electrode wire is. advanced through an inner barrel 75 and through a contact tube 76 which brings the welding current to electrode 60.

   This current is brought to the gun at its upper end by means of the conductor 68 'and passes through the interior parts of this gun to the contact tube 76.



  As can be seen in fig. 14, shielding gas is supplied from a compressed gas cylinder 80. This gas exits the cylinder through a conventional cylinder valve 81, a pressure regulator 82 and a flow indicator 83 to pass through a conduit. 84. Through conduit 84, the shielding gas is fed into a powder dispenser device 85 of the vibratory type. This device is mainly constituted by a hopper from which the powdered material is supplied by means of a vibratory distributor mechanism. This material is dragged by the stream of inert gas, as this gas supplied to the device through conduit 84 leaves this device through conduit 86.

   Shielding gas containing powdered material in the state of suspension passes through line 86 from powder distributor 85 to welding gun 61. In this embodiment, modifier material is supplied as forms a dry, powdery solid which is introduced into the shielding gas stream. This gas containing said modifying material in the state of suspension passes through suitable passages formed in the gun 67 and exits therefrom as a current L-m.

    non-turbulent through a mouth 89 (see Fig. 15) which surrounds the contact tube 76. The modified material suspended in the gas stream. protection penetrates into the region of the arc where it provides a stabilizing substance having a low ionization potential and where it gives the cathode surfaces of the arc thermionic emitting properties such as those described. upper.

   The powder dispensing device 85 is not necessarily of the type described above, it could also be constituted by any device capable of ensuring a continuous supply of the arc with modifying pulverulent material. <I> Example VII: </I> This example illustrates an implementation of the process in which the modifier material is supplied to the arc in the form of a dust suspended in the shielding gas. A welding arc of normal polarity was struck between an untreated mild steel electrode wire, 1.6 mm in diameter, constituting the cathode of the arc and a 9.5 mm steel plate. mm of thickness constituting the anode of the arc.

   Barium oxide in the form of a fine dry powder was carried into the arc by the shielding gas stream which was welding grade argon supplied at a flow rate of 2.14 m3 per hour through a 2.54cm inner diameter mouthpiece. With the arc current being 300 amps, the electrode wire consumption rate was 4.82 m per minute with an arc voltage of 22 volts. All other conditions being otherwise equal, but without the introduction of barium oxide dust into the shielding gas stream, the consumption rate of the electrode was equal to 7.9 m per minute and the voltage d 'arc being 30 volts.



  By starting under the same conditions a welding arc of reverse polarity and supplying barymn oxide dust suspended in the shielding gas, results were obtained similar to those obtained with a welding arc of reverse polarity and providing ba ryum oxide by applying this oxide to the electrode wire.



  In addition to the methods of introducing the modifying material into the arc described above, it has been found that, under certain conditions, this material could also be placed on an auxiliary filler wire advanced into the weld or be directly placed. on the part to be welded.



  FIG. 16 represents a third embodiment of the installation for carrying out the method, in which an auxiliary filling wire is used on which the modifying material has been applied. In the embodiment shown in FIG. 16, an electrode wire 90 is advanced from a spool 91, by means of an advance mechanism 92 driven by a motor, as in the embodiments previously described. This electrode wire is clean, bare and is untreated. It is guided from the feed mechanism 92 and through a guard 93 to a welding gun 94.

   This gun is practically identical to that shown in FIGS. 14 and 15. Welding current is supplied from a welding machine 100. One of the output terminals of this machine is connected to the welding gun by a conductor 101, a switch 102 and a conductor 103. Current is supplied to the electrode wire 90 inside the welding gun 94. The other output terminal of the welding machine is connected to the work to be welded to. through a conductor 104. Shielding gas is supplied from a compressed gas cylinder 110, through an ordinary cylinder valve 111; a pressure regulator 112 ;.

    a flow indicator 113 and a conduit 114, to the welding gun 94. The shielding gas exits through the mouth of the gun in the form of a non-turbulent current surrounding. the end of the electrode adjacent to. the arc, this arc itself and the welding puddle. A second wire feed assembly is used to advance a filler 119 to the weld. This wire contains, in its mass, in the form of a surface coating or an encrustation in its surface, the necessary modifying material. The treated metal wire 119 is not supplied with current and does not constitute an electrode.

    It is a separate wire which is advanced to the region of the arc where it is melted into the weld by the heat of the arc. The filler wire feed assembly is the same as the electrode wire feed assembly. It includes a wire spool 120 and a feed mechanism 121 for the wire, which is driven by a motor. This mechanism unwinds the wire 119 from the spool 120 and pushes it through a shield 122 into the welding zone.

   A fixing device 123 supports the protection 122 in the vicinity of the gun and thus guides the filler wire 119 into the weld. The best results are obtained when filler wire 119 is advanced towards the weld area so that its end touches the part to be welded at the edge of the weld puddle and this wire melts into the weld puddle. before reaching directly below the arch.

   The modifier materials added and forming part of this filler wire provide the thermionic electron emission rate of the cathode in a manner very similar to that provided by the modifier materials applied to the electrode wire of the cathode. way described in the previous examples. <I> Example VIII: </I> This example illustrates the effect produced on a direct current arc of reverse polarity, for welding a metal under protection of an inert gas, by the addition of a modified material. catrice brought by means of an auxiliary wise filling thread.

   With an installation such as that shown in FIG. 7_6, a 1.6 mm diameter mild steel electrode wire was used under the protection of an argon gas shield flowing as a non-turbulent stream with a flow rate of 2.14 m3 per hour through a mouthpiece 2.54 cm in diameter. By not providing an auxiliary filler wire and for a given setting of the welding generator, the welding current was 285 amps, the arc voltage was 29 volts, and the consumption speed of the electrode wire was 4.44. m per minute.

   An auxiliary filler wire consisting of a steel wire of 1.15 mm in diameter was used. This wire had been previously treated with baryLUn oxide, exactly as described above (Example I) with respect to the 1.6 mm diameter electrode wire treated with rubidium carbonate. This auxiliary wire was advanced towards the arc so as to melt into the weld puddle and to supplement the quantity of weld metal supplied by the welding electrode by being consumed. When this thread.

    metal treated with barium oxide was added to the weld at a feed rate of 2.3 m per minute and while maintaining the welding generator setting sewing, the welding voltage immediately dropped to 25 volts, the welding current increased to 325 amps and electrode consumption rate increased to 5.7 m per minute, in the usual way and in relation to the increase in welding current.

    The barium oxide applied to the auxiliary filler wire was therefore effective in increasing the emission capacity of the solder puddle, just as when barium oxide or other addition modifier material was applied. on the electrode wire or was carried to the area of the are as a dust suspended in the shielding gas.



  <I> Example IX: </I> In some cases, the specified process may also be carried out by applying the addition modifier material directly to the book. For example, using an installation of the type described with reference to FIG. 1, was previously applied, by means of a brush, -a slurry of barium oxide and alcohol on the places of a steel plate to be welded. The alcohol evaporated, leaving a surface coating of barium oxide which adhered to the plate.

    Reverse polarity direct current arc welding of metal under inert gas shielding required an arc current of 350 amps and an arc voltage of 22 on the coated portion of the plate. volts. When the weld moved away from the portion of the previously treated plate to reach a bare and clean region of that plate, the arc voltage suddenly jumped to 30 volts and the arc current dropped sharply to 290. amperes, thus indicating that the welding film serving as cathode constituted a much improved thermionic electronic emitter when barium oxide had previously been applied to the corresponding part of the plate.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I. Procédé de soudage à l'are sous protec tion d'un écran gazeux, caractérisé en ce qu'on amorce un arc de soudage entre une électrode métallique d'apport et un ouvrage métallique devant être soudé, en ce qu'on fait avancer ladite électrode vers ledit ouvrage au fur et à mesure qu'elle se consume, en ce qu'on amène dans la région dudit arc un courant de gaz de protection, et en ce qu'on introduit dans la région de l'are une matière modifi- eatrice capable de modifier les caractéristiques de l'arc. II. CLAIMS I. A method of welding under protection of a gas screen, characterized in that a welding arc is initiated between a metal filler electrode and a metal work to be welded, in that causes said electrode to advance towards said structure as it is consumed, in that a current of shielding gas is brought into the region of said arc, and in that one introduces into the region of the are a modifying material capable of modifying the characteristics of the arc. II. Installation pour la, mise en ouvre du procédé selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comprend une électrode d'apport métallique nue coopérant, avec l'ouvrage à souder, des moyens pour fournir du courant de soudage à cette électrode et audit ouvrage de manière à amorcer et à entretenir un arc entre l'électrode et cet ouvrage, des moyens pour faire avancer l'électrode vers l'ouvrage au fur et à mesure qu'elle se consume dans l'arc et par transfert de métal à l'ouvrage, des moyens pour amener un courant de gaz de protection inerte dans la région de l'arc, et des moyens pour introduire de façon continue, dans la région de l'arc, Installation for the implementation of the method according to claim I, characterized in that it comprises a bare metal supply electrode cooperating, with the work to be welded, means for supplying welding current to this electrode and to said electrode. work so as to initiate and maintain an arc between the electrode and this work, means for advancing the electrode towards the work as it is consumed in the arc and by transfer of metal to the work, means for bringing a current of inert shielding gas into the region of the arc, and means for continuously introducing into the region of the arc, une matière modifi catrice capable d'augmenter l'émission électro nique thermionique de la cathode de l'arc. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ou vrage sont tous deux faits d'une matière à base d'aluminium. 2. Procédé selon- la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ou- vrage sont tous deux faits d'une matière à base de cuivre. 3. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ou- ; vrage sont tous deux faits d'une matière à base de nickel. 4. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'une matière à base de ; magnésium. 5. a modifying material capable of increasing the thermionic electron emission from the arc cathode. SUB-CLAIMS 1. A method according to claim I, characterized in that said electrode and said or glass are both made of an aluminum-based material. 2. A method according to claim I, characterized in that said electrode and said work are both made of a copper-based material. 3. Method according to claim I, charac terized in that said electrode and said or-; vrage are both made of a nickel-based material. 4. Method according to claim I, characterized in that said electrode and said work are both made of a material based on; magnesium. 5. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ou vrage sont tous deux faits d'acier inoxydable. 6. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'acier au car bone. 7. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit, ouvrage sont tous deux faits de fer. 8. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite électrode est constituée par un fil métallique. 9. A method according to claim I, characterized in that said electrode and said or glass are both made of stainless steel. 6. The method of claim I, characterized in that said electrode and said work are both made of carbon steel. 7. A method according to claim I, characterized in that said electrode and said structure are both made of iron. 8. The method of claim I, charac terized in that said electrode is constituted by a metal wire. 9. Procédé selon 1a revendication I et la sous-revendication 8, caractérisé en ce que ladite électrode est une électrode nue. 10. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8 et 9, caractérisé en, ce qu'on fait avancer ladite électrode à une vi tesse d'au moins 2,5 m par minute. 11. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit gaz est un gaz inerte. 12. Procédé selon la. revendication I, carac térisé en ce que ledit gaz est, de l'argon. 13. Procédé selon la revendication I, çarac- t6risé en ce que ledit gaz est de l'hélium. 14. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce qu'on amène ledit gaz vers la zone de soudage. 15. A method according to claim I and sub-claim 8, characterized in that said electrode is a bare electrode. 10. The method of claim I and sub-claims 8 and 9, characterized in, that said electrode is advanced at a speed of at least 2.5 m per minute. 11. The method of claim I, characterized in that said gas is an inert gas. 12. Method according to. Claim I, characterized in that said gas is argon. 13. The method of claim I, characterized in that said gas is helium. 14. The method of claim I and sub-claim 11, characterized in that said gas is brought to the welding zone. 15. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce qu'on amène ledit gaz sous forme d'un courant de section annulaire s'écoulant autour de l'élec trode. 16. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce qu'on amène ledit gaz de manière à exclure sensible- ment complètement les composants de l'atmo sphère de la zone de l'arc, 17. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce qu'on amène ledit gaz de manière à protéger l'extré mité de l'électrode adjacente à l'arc; l'are et la flaque de soudure formée sur l'ouvrage par un courant de gaz sensiblement non turbulent. 18. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said gas is supplied in the form of a stream of annular section flowing around the electrode. 16. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said gas is brought in so as to substantially completely exclude the components of the atmosphere sphere from the arc zone. 17. Method according to Claim I and sub-claim 11, characterized in that said gas is supplied so as to protect the end of the electrode adjacent to the arc; the are and the weld puddle formed on the structure by a stream of substantially non-turbulent gas. 18. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on alimente ledit arc en cou rant continu. 19. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 18, caractérisé en ce qu'on alimente ledit arc de façon que ladite élec trode fonctionne comme cathode et ledit ouvrage comme anode. 20. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 18, caractérisé en ce qu'on alimente ledit are de façon que ladite élec trode fonctionne comme anode et ledit ouvrage comme cathode. 21. Process according to Claim I, characterized in that said arc is supplied with a direct current. 19. The method of claim I and sub-claim 18, characterized in that said arc is fed so that said electrode operates as a cathode and said structure as an anode. 20. The method of claim I and sub-claim 18, characterized in that said are fed so that said electrode operates as anode and said structure as cathode. 21. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on fournit, à ladite électrode et audit ouvrage, un courant électrique d'in tensité suffisante pour consumer l'électrode au fur .et à mesure qu'elle est avancée et pour maintenir ledit arc entre cette électrode et l'ouvrage pendant que du métal est transféré de l'électrode à l'ouvrage à l'intérieur dudit courant de gaz. 22. A method according to claim I, characterized in that an electric current of sufficient magnitude is supplied to said electrode and said structure to consume the electrode as it is advanced and to maintain said electrode. arcing between this electrode and the work as metal is transferred from the electrode to the work within said gas stream. 22. Procédé selon 1a revendication I et les sous-revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'on maintient dans ladite électrode une den sité de courant suffisante pour consumer l'électrode à ladite vitesse d'au moins 2,5 m par minute. 23. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite matière modificatrice est introduite dans la région de l'are de façon continue. 24. Procédé selon la revendication I, carac- térisé en ce que ladite matière modificatrice est fournie à la cathode de l'are. A method according to claim 1 and sub-claims 8 to 10, characterized in that a sufficient current density is maintained in said electrode to consume the electrode at said speed of at least 2.5 m per minute. 23. The method of claim I, characterized in that said modifying material is introduced into the region of the are continuously. 24. The method of claim I, characterized in that said modifying material is supplied to the cathode of the are. 25. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 23, caractérisé en ce qu'on introduit ladite matière modificatrice dans la zone de l'are au fur et à mesure qu'on fait avancer ladite électrode vers cet arc. 26. Procédé selon 1a revendication I et la sous-revendication 24, caractérisé en ce qu'on introduit ladite matière modificatrice dans la région de l'arc en l'ajoutant au métal de base fondu de la cathode de l'arc. 27. 25. The method of claim I and sub-claim 23, characterized in that said modifying material is introduced into the area of the are as and as said electrode is advanced towards this arc. 26. A method according to claim 1 and sub-claim 24, characterized in that said modifying material is introduced into the region of the arc by adding it to the molten base metal of the arc cathode. 27. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que ladite matière modificatrice est une matière efficace pour augmenter l'émis sion thermionique d'électrons par la cathode de l'arc. 28. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11 et 16, caractérisé en ce que ladite matière modificatrice est constituée par au moins un élément de l'un des sous- groupes Ia, Ha et Ma du système pério dique. 29. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 23 et 27. 30. A method according to claim I, characterized in that said modifying material is a material effective to increase the thermionic emission of electrons from the arc cathode. 28. The method of claim I and sub-claims 11 and 16, characterized in that said modifying material is constituted by at least one element of one of the subgroups Ia, Ha and Ma of the periodic system. 29. The method of claim I and sub-claims 23 and 27. 30. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8, 9, 23 et 25, caractérisé en ce que ladite électrode présente une sur face électriquement conductrice, en ce qu'on fournit de façon continue à cette électrode, par contact avec sa surface en un endroit voisin de son extrémité adjacente à l'arc, du courant électrique entretenant l'are et assu- rant une consommation continue de l'électrode, et en ce que ladite matière modificatrice est une matière capable de réduire la chaleur dé gagée à la cathode de l'arc pendant 1e sou dage. 31. Method according to claim I and sub-claims 8, 9, 23 and 25, characterized in that said electrode has an electrically conductive surface, in that this electrode is continuously supplied, by contact with its surface in a place near its end adjacent to the arc, the electric current sustaining the are and ensuring a continuous consumption of the electrode, and in that said modifying material is a material capable of reducing the heat given off at the arc. cathode of the arc during welding. 31. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 16, 23 et 27, caracté risé en ce que ladite matière modificatrice est une matière capable de réduire la chaleur dé gagée à la cathode de l'arc pendant le soudage et de réduire ainsi le rapport entre la chaleur dégagée à la cathode de l'arc et la chaleur dégagée à l'anode de l'arc. 32. A method according to claim I and subclaims 11, 16, 23 and 27, characterized in that said modifying material is a material capable of reducing the heat given off at the cathode of the arc during welding and thereby reducing the ratio between the heat released at the cathode of the arc and the heat released at the anode of the arc. 32. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 17, 18, 19, 23 et 24, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'une matière présentant une faible émission électronique thermionique, et en ce que ladite matière modi ficatrice est une matière capable de réduire suffisamment la chute de tension à la cathode pour réduire le rapport entre la chaleur dé- gagée à- la cathode et la chaleur dégagée à l'anode à une valeur inférieure à 1,5. 33. A method according to claim I and sub-claims 11, 17, 18, 19, 23 and 24, characterized in that said electrode and said structure are both made of a material exhibiting low thermionic electron emission, and in that said modifying material is a material capable of sufficiently reducing the voltage drop at the cathode to reduce the ratio between the heat given off at the cathode and the heat given off at the anode to a value less than 1.5. 33. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 17, 18, 20 et 23, carac térisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'une matière à faible émission électronique thermionique et en ce que ladite matière modificatrice est une matière capable de réduire suffisamment 1a chute de tension à la cathode de l'arc pour que la chaleur dégagée à la cathode soit com prise entre 0,67 et 1,0 fois la chaleur dégagée à l'anode de l'arc. 34. A method according to claim I and subclaims 11, 17, 18, 20 and 23, characterized in that said electrode and said structure are both made of a material of low thermionic electron emission and in that said modifier material is a material capable of sufficiently reducing the voltage drop at the arc cathode that the heat given off at the cathode is between 0.67 and 1.0 times the heat given off at the anode of the arc. 34. Procédé selon la, revendication I et les sous-revendications 11 et 16, caractérisé en ce que ladite matière modificatrice est une ma tière capable de fournir dans l'arc une subs tance présentant un potentiel d'ionisation in férieur à celui de tout autre composant de l'atmosphère de l'arc. 35. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 16 et 28, caractérisé en ce que ladite matière modificatrice est cons tituée par au moins un élément présentant un poids atomique compris entre 39 et 133 pour le sous-groupe Ia, entre 87 et 138 pour le sous-groupe IIa, et entre 139 et 175 pour le sous-groupe IIIa. 36. Process according to Claim I and sub-claims 11 and 16, characterized in that the said modifying material is a material capable of providing in the arc a substance having an ionization potential lower than that of any other component. of the atmosphere of the arc. 35. The method of claim I and sub-claims 11, 16 and 28, characterized in that said modifying material is constituted by at least one element having an atomic weight of between 39 and 133 for the subgroup Ia, between 87 and 138 for subgroup IIa, and between 139 and 175 for subgroup IIIa. 36. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 14, 15 et 27, caracté risé en ce que ladite matière modificatrice est une matière stabilisatrice capable d'améliorer la stabilité de l'arc sans réagir de façon appré ciable avec le métal de soudure et présentant un potentiel d'ionisation inférieur à celui de tout autre composant de l'atmosphère de l'are. 37. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 14, 15, 16 et 28, carac térisé en ce qu'on fait avancer ladite électrode à une vitesse commandée et en ce qu'on intro- duit ladite matière modificatrice dans la zone de l'arc selon un débit déterminé en rapport avec la vitesse d'avance de ladite électrode. 38. A method according to claim I and subclaims 11, 14, 15 and 27, characterized in that said modifying material is a stabilizing material capable of improving the stability of the arc without reacting appreciably with the metal of welding and exhibiting an ionization potential lower than that of any other component of the are atmosphere. 37. A method according to claim I and sub-claims 11, 14, 15, 16 and 28, characterized in that said electrode is advanced at a controlled speed and in that said modifying material is introduced into it. the arc zone at a rate determined in relation to the speed of advance of said electrode. 38. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 14, 18 et 19, caracté risé en ce que ledit gaz de protection est sen siblement incapable de réagir avec la matière métallique constituant ladite électrode et ledit ouvrage et en ce que ladite matière modifi catrice est une matière capable de concentrer la tache cathodique de l'arc et d'améliorer sensiblement le transfert de métal à partir de ladite électrode audit ouvrage. 39. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 14 et 27, pour le sou dage de métaux sans l'aide de fondant. 40. A method according to claim I and sub-claims 11, 14, 18 and 19, characterized in that said shielding gas is substantially incapable of reacting with the metallic material constituting said electrode and said structure and in that said material modified catrice is a material capable of concentrating the cathode spot of the arc and substantially improving the transfer of metal from said electrode to said work. 39. A method according to claim I and sub-claims 11, 14 and 27, for soldering metals without the aid of flux. 40. Procédé selon la, revendication I et les sous-revendications 11, 14, 27 et 39, caracté risé en ce que ladite matière modificatrice présente un potentiel d'ionisation inférieur à celui de tout autre composant de l'atmosphère de l'arc. 41. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 14, 27 et 39, caracté risé en ce qu'on introduit ladite matière modi ficatrice dans la région de l'arc de façon con tinue et selon un débit en rapport avec la. vitesse d'ava=nce de ladite électrode. 42. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 7-1, 14, 18, 19, 27 et 39. 43. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 14, 18, 20, 27 et 39. A method according to claim I and subclaims 11, 14, 27 and 39, characterized in that said modifier material exhibits an ionization potential lower than that of any other component of the arc atmosphere. 41. The method of claim I and sub-claims 11, 14, 27 and 39, characterized in that said modifying material is introduced into the region of the arc continuously and at a rate in relation to the. forward speed of said electrode. 42. The method of claim I and sub-claims 7-1, 14, 18, 19, 27 and 39. 43. The method of claim I and sub-claims 11, 14, 18, 20, 27 and 39. 44. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8 à 11, 22, 24 et 27. 45. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8 à 11, 18, 20, 22, 24 et 27, caractérisé en ce que ledit courant élec trique est d'intensité suffisante pour assurer la projection de métal fondu sur l'ouvrage, à partir de l'électrode et dans l'axe de celle-ci, ce métal étant pulvérisé à l'intérieur dudit courant de gaz sous forme de, fines goutte lettes discrètes. 46. 44. Method according to claim I and sub-claims 8 to 11, 22, 24 and 27. 45. Method according to claim I and sub-claims 8 to 11, 18, 20, 22, 24 and 27, characterized in that said electric current is of sufficient intensity to ensure the projection of molten metal on the work, from the electrode and in the axis thereof, this metal being sprayed inside said current of gas in the form of discrete, fine droplets. 46. Procédé selon la revendication .I et les sous-revendications 8 à 11, 18, 19, 22, 24 et 27, caractérisé en ce- que ladite matière modi ficatrice est une matière capable de contri buer à un transfert de métal pulvérisé à partir de ladite électrode jusque sur l'ouvrage. 47. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8 à 11, 15, 16, 22, 23, 25 et 27, caractérisé en ce qu'on fait avancer la dite électrode coaxialement audit courant de gaz, celui-ci protégeant l'arc entre l'électrode et l'ouvrage. 48. A method according to claim I and sub-claims 8 to 11, 18, 19, 22, 24 and 27, characterized in that said modifying material is a material capable of contributing to a transfer of pulverized metal from said electrode as far as the structure. 47. The method of claim I and sub-claims 8 to 11, 15, 16, 22, 23, 25 and 27, characterized in that said electrode is advanced coaxially with said gas stream, the latter protecting the arc between the electrode and the work. 48. Procédé selon la revendication I et les sous-revendicationg 8, 9, 11, 15 à 18, 20, 21., 28 et 35. 49. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8 et 11, caractérisé en ce qu'on ajoute ladite matière modificatrice au fil métallique constituant ladite électrode, et en ce que cette matière est une matière pré sentant un faible potentiel de contact et capa ble de réduire le potentiel de contact de la cathode de l'arc dans le but de commander la répartition de chaleur entre ladite élec trode et l'ouvrage. 50. Process according to claim I and sub-claims 8, 9, 11, 15 to 18, 20, 21., 28 and 35. 49. Process according to claim I and sub-claims 8 and 11, characterized in that said modifying material is added to the metal wire constituting said electrode, and in that this material is a material having a low contact potential and capable of reducing the contact potential of the arc cathode in order to control the distribution of heat between said electrode and the structure. 50. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8, 9, 11, 15 à 18, 21 et 24, caractérisé en ce qu'on fait avancer ladite électrode coaxialement audit courant de gaz à une vitesse constante choisie et indépendante des variations instantanées de la longueur de l'arc, et en ce qu'on- introduit ladite matière modificatrice sous forme d'un ingrédient con tenu dans ladite électrode, cette matière étant une matière capable de coopérer avec le mé tal de base de la cathode pour réduire la cha leur dégagée à la cathode de l'arc pendant le soudage. 51. Method according to claim I and sub-claims 8, 9, 11, 15 to 18, 21 and 24, characterized in that said electrode is advanced coaxially with said gas stream at a constant speed chosen and independent of instantaneous variations of arc length, and in that said modifying material is introduced as an ingredient contained in said electrode, this material being a material capable of co-operating with the base metal of the cathode to reduce the heat released at the arc cathode during welding. 51. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 16, 17, 24 et 27, pour le soudage d'un ouvrage fait d'une matière non ferreuse au moyen d'une électrode faite d'une matière non ferreuse, caractérisé en ce qu'on ajoute au métal de base de la. Process according to claim I and sub-claims 11, 16, 17, 24 and 27, for welding a work made of a non-ferrous material by means of an electrode made of a non-ferrous material, characterized in what is added to the base metal of the. cathode une très petite quantité de matière modifi catrice, celle-ci étant un agent d'émission ca pable de former, avec le métal de base de la dite cathode, une matière présentant, dans les conditions de soudage, une émission électro nique thermionique sensiblement plus élevée que celle de ce métal de base pris isolément. 52. cathodes a very small quantity of modifying material, this being an emission agent capable of forming, with the base metal of said cathode, a material exhibiting, under welding conditions, a substantially thermionic electronic emission higher than that of this base metal taken in isolation. 52. Procédé selon la revendication I et. les sous-revendications 11, 24 et 26, caractérisé en ce que ladite matière modificatrice est un métal de commande électropositif par rapport au métal de base de ladite cathode et suscep tible d'être adsorbé à la surface de ce métal de base fondu, de faon à former avec lui une surface d'émission composite, et en ce qu'on renouvelle cette surface composite au fur et à mesure de ses pertes en. métal par évaporation et par transfert de métal à tra vers l'arc, au cours du soudage. 53. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8, 18, 19 et 23, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont. Process according to claim I and. Sub-claims 11, 24 and 26, characterized in that said modifier material is an electropositive control metal with respect to the base metal of said cathode and capable of being adsorbed on the surface of this molten base metal, of fawn to form with it a composite emission surface, and in that this composite surface is renewed as and when its losses. metal by evaporation and by transfer of metal through the arc, during welding. 53. The method of claim I and sub-claims 8, 18, 19 and 23, characterized in that said electrode and said structure are. tous deux faits d'une matière à faible émis sion électronique thermionique, et en ce que ladite matière modificatrice est un composé comprenant un métal de commande, ce com posé étant susceptible d'être dissocié à la cha leur de l'arc et de libérer ledit métal de com mande à la cathode de l'arc, et ce métal étant. électropositif par rapport au métal de base de la cathode et présentant un potentiel de contact. inférieur à celui de ce métal de base. 54. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8, 18, 19, 23 et 53, carac térisé en ce que ledit métal de commande présente un potentiel d'ionisation tout au plus de 1,5 électronvolt supérieur au potentiel de contact dudit métal de base. 55. both made of a material with low thermionic electron emission, and in that said modifier material is a compound comprising a control metal, this compound being capable of being dissociated by the heat of the arc and releasing said control metal at the cathode of the arc, and this metal being. electropositive to the base metal of the cathode and exhibiting a contact potential. lower than that of this base metal. 54. The method of claim I and sub-claims 8, 18, 19, 23 and 53, characterized in that said control metal has an ionization potential at most 1.5 electronvolts greater than the contact potential. of said base metal. 55. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'aluminium, en ce que l'un d'eux au moins présente une partie fondue formant une cathode pour l'arc, et en ce que cette partie comprend de l'aluminium et d\u coesium, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 56. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of aluminum, in that at least one of them has a molten part forming a cathode for the arc, and in that this part comprises aluminum and cesium, the latter constituting a control agent for the arc. 56. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'aluminium, en ce que l'un d'eux au moins présente une partie fondue formant une cathode pour l'arc, et en ce que cette partie comprend de l'aluminium et du rubi dium, ce dernier constituant un agent de com mande pour l'arc. 57. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 7 et 11, caractérisé en ce qu'au moins une - des électrodes de l'arc pré sente une partie fondue constituant une ca thode pour l'arc et comprenant du fer et du rubidium, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 58. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of aluminum, in that at least one of them has a molten part forming a cathode for the arc, and in that this part comprises aluminum and rubi dium, the latter constituting a control agent for the arc. 57. The method of claim I and sub-claims 7 and 11, characterized in that at least one - of the arc electrodes has a molten part constituting a electrode for the arc and comprising iron and iron. rubidium, the latter constituting a control agent for the arc. 58. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 7 et 11, caractérisé en ce qu'au moins une des électrodes de l'arc pré sente une partie fondue constituant une ca thode pour l'arc et comprenant du fer et du baryum, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 59. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 7 et 11, caractérisé en ce qu'au moins une des électrodes de l'arc pré sente une partie fondue constituant une ca thode pour l'arc et comprenant du fer et du coesium, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 60. A method according to claim I and sub-claims 7 and 11, characterized in that at least one of the electrodes of the arc has a molten part constituting a electrode for the arc and comprising iron and barium, this last constituting a command agent for the arc. 59. The method of claim I and sub-claims 7 and 11, characterized in that at least one of the arc electrodes has a molten part constituting a ca thode for the arc and comprising iron and coesium. , the latter constituting a control agent for the arc. 60. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 7 et 11, caractérisé en ce qu'au moins une des électrodes de l'arc pré sente une partie fondue constituant une ca thode pour l'arc et comprenant du fer et du cérium, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 61. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 7 et 11, caractérisé en ce qu'au moins une des électrodes de l'arc pré sente une partie fondue constituant une ca thode pour l'arc et comprenant du fer et du lanthane, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 62. Process according to claim I and sub-claims 7 and 11, characterized in that at least one of the electrodes of the arc has a molten part constituting a electrode for the arc and comprising iron and cerium, this last constituting a command agent for the arc. 61. The method of claim I and sub-claims 7 and 11, characterized in that at least one of the electrodes of the arc has a molten part constituting a electrode for the arc and comprising iron and lanthanum. , the latter constituting a control agent for the arc. 62. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits de cuivre, en ce que l'un d'eux au moins présente une partie fondue formant une cathode pour l'arc, et en ce que cette partie comprend du cuivre et du rubidium, ce dernier constituant un agent de commande pour l'arc. 63. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of copper, in that at least one of them has a molten part forming a cathode for the arc , and in that this part comprises copper and rubidium, the latter constituting a control agent for the arc. 63. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits de cuivre, en ce que l'un d'eux au moins présente une partie fondue formant une cathode pour l'arc, et en ce que cette partie comprend du cuivre et du coesium, ce der nier constituant un agent de commande pour l'arc. 64. Procédé selon la revendication I et les sous-revendication 1 et 11, caractérisé en ce que ladite matière modificatrice est constituée par du nitrate de coesium. 65. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of copper, in that at least one of them has a molten part forming a cathode for the arc , and in that this part comprises copper and coesium, the latter constituting a control agent for the arc. 64. The method of claim I and sub-claims 1 and 11, characterized in that said modifier material consists of cesium nitrate. 65. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'une matière à base de fer, et en ce que ladite matière modificatrice est cons tituée par de l'oxyde de baryum. 66. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication .11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'une matière à base de fer, et en ce que ladite matière modificatrice est constituée par du carbonate de rubidium. 67. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of an iron-based material, and in that said modifier material is constituted by iron oxide. barium. 66. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of an iron-based material, and in that said modifier material is constituted by carbonate of rubidium. 67. Procédé selon 1a revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en ce que ladite électrode et ledit ouvrage sont tous deux faits d'une matière à base de fer, et en ce que ladite matière modificatrice est cons tituée par du chlorure de coesium et de rubi dium. 68. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 11, 16 et 28, caractérisé en ce qu'on introduit ladite matière modifica-' trice dans la région de l'arc sous forme d'un ingrédient contenu dans ledit gaz de protec tion. 69. A method according to claim I and sub-claim 11, characterized in that said electrode and said structure are both made of an iron-based material, and in that said modifier material is made of coesium chloride and rubi dium. 68. A method according to claim I and sub-claims 11, 16 and 28, characterized in that said modifier material is introduced into the region of the arc in the form of an ingredient contained in said shielding gas. tion. 69. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 8, 9, 11, 16, 18, 20 et 28, caractérisé en ce qu'on introduit ladite ma tière modificatrice dans la, région de l'arc sous forme d'une substance contenue dans un fil métallique auxiliaire de remplissage. 70. Process according to claim I and sub-claims 8, 9, 11, 16, 18, 20 and 28, characterized in that said modifying material is introduced into the region of the arc in the form of a substance contained in an auxiliary wire filler. 70. Procédé selon la revendication'I et les sous-revendications 8, 9, 11, 16, 18, 20 et 28, caractérisé en ce qu'on introduit ladite matière modificatrice dans la région de l'arc en l'appli quant sur la surface devant être soudée dudit ouvrage. 71. Method according to claim I and sub-claims 8, 9, 11, 16, 18, 20 and 28, characterized in that said modifying material is introduced in the region of the arc by applying it on the surface. to be welded to said structure. 71. Installation selon la revendication II, pour le soudage sous protection d'un gaz inerte, caractérisée en ce qu'elle comprend une électrode constituée par un fil métallique pré sentant une surface nue et électriquement con ductrice et contenant ladite matière modifica trice, celle-ci étant une matière capable de réduire la chaleur dégagée à la cathode de l'are au cours de l'opération de soudage. 72. Installation according to Claim II, for welding under protection of an inert gas, characterized in that it comprises an electrode consisting of a metal wire having a bare and electrically conductive surface and containing said modifying material, the latter being a material capable of reducing the heat given off at the cathode of the are during the welding operation. 72. Installation selon 1a revendication II, pour 1e soudage d'un ouvrage fait d'une ma tière non ferreuse sous protection d'un gaz inerte, caractérisée en ce qu'elle comprend une électrode constituée par un fil métallique fait de ladite matière non ferre-Lise et compre nant une addition de matière modificatrice, celle-ci constituant des moyens de commande pour l'arc et comprenant au moins un élé ment d'un groupe d'éléments comprenant les éléments des sous-groupes Ia, IIa et IIIa du système périodique dont le poids atomique est compris entre 39 et 133 pour le sous-groupe la, entre 87 et 138 pour le sous-groupe Ha et entre 139 et 175 pour le sous-groupe IIIa. 73. Installation according to Claim II, for the welding of a work made of a non-ferrous material under protection of an inert gas, characterized in that it comprises an electrode constituted by a metal wire made of said non-ferrous material. Reads and includes an addition of modifying material, the latter constituting control means for the arc and comprising at least one element of a group of elements comprising the elements of subgroups Ia, IIa and IIIa of the system periodic whose atomic weight is between 39 and 133 for the subgroup Ia, between 87 and 138 for the subgroup Ha and between 139 and 175 for the subgroup IIIa. 73. Installation .selon la revendication II, pour le soudage sous protection d'un gaz inerte, caractérisée en ce qu'elle comprend une électrode constituée par un fil métallique com prenant _ principalement- du fer et contenant, comme ingrédient destiné à- commander l'arc, -une matière modificatrice comprenant au moins un élément d'un groupe d'éléments com prenant les éléments des sous-groupes Ia, IIa et Ma du système périodique dont le poids atomique est compris entre 39 et 133 pour le sous-groupe la, entre 87 et 138 pour le sous- groupe Ha et entre 139 et 175 pour le sous- groupe IIIa, Installation .According to claim II, for welding under protection of an inert gas, characterized in that it comprises an electrode constituted by a metal wire comprising mainly iron and containing, as an ingredient intended to control the iron. arc, -a modifying material comprising at least one element of a group of elements comprising the elements of subgroups Ia, IIa and Ma of the periodic system whose atomic weight is between 39 and 133 for the subgroup la , between 87 and 138 for the Ha subgroup and between 139 and 175 for the IIIa subgroup, et les éléments naturels de poids atomique supérieur à 231,5. 74. Installation selon la revendication II et la sous-revendication 73, caractérisée en ce que ladite matière modificatrice est constituée par du lantliane et du cérium, ces éléments étant. alliés au fer qui constitue le métal de base de ladite électrode. 75. and natural elements with an atomic weight greater than 231.5. 74. Installation according to claim II and sub-claim 73, characterized in that said modifying material consists of lantliana and cerium, these elements being. alloyed with iron which constitutes the base metal of said electrode. 75. Installation selon la revendication II, pour le soudage sous protection d'un gaz inerte et au moyen d'une électrode d'apport nue constituée par lin fil métallique, caracté risée en ce qu'elle comprend des moyens agen cés de manière à permettre d'incruster dans ladite électrode un agent d'émission consti tuant ladite matière modificatrice, de façon que cet agent soit uniformément réparti le long de cette électrode et ne réduise pas nota blement la conductibilité par contact entre la surface de l'électrode et un organe destiné à venir en contact de glissement avec elle. Installation according to Claim II, for welding under the protection of an inert gas and by means of a bare filler electrode consisting of a metal wire, characterized in that it comprises means arranged so as to allow '' embedding in said electrode an emission agent constituting said modifying material, so that this agent is uniformly distributed along this electrode and does not significantly reduce the conductivity by contact between the surface of the electrode and a member intended to come into sliding contact with it.
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