FR2492294A1 - Procede de soudage en bout par etincelage et assemblages soudes obtenus par ledit procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE SOUDAGE. LE PROCEDE DE SOUDAGE PAR ETINCELAGE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE CONSISTANT A SOUMETTRE A L'ETINCELAGE LES SURFACES A SOUDER DESDITS PRODUITS A UNE VITESSE V CONSTANTE DE RAPPROCHEMENT DE CEUX-CI L'UN DE L'AUTRE, ET A ACCROITRE, AVANT LE REFOULEMENT, LA VITESSE DE RAPPROCHEMENT DESDITS PRODUITS JUSQU'A UNE VALEUR V FINALE PREDETERMINEE, ET EST CARACTERISE EN CE QUE LA DUREE DE LA PERIODE DE RAPPROCHEMENT ACCELEREE DES PRODUITS METALLIQUES A SOUDER EST DE

Description

La présente invention se rapporte au soudage, plus

précisément aux techniques de soudage en bout par résis-

tance, et a notamment pour objet un procédé de soudage en

bout par étincelage.

L'invention présente le plus d'intérêt pour le soudage de métaux de section relativement importante, (par exemple laminés en métaux ferreux tels que: tubes, feuilles, etc.) moyennant une puissance spécifique relativement faible des

transformateurs de soudage.

Oncmait des procédés de soudage en bout par étincelage> dans lesquels l'augmentation de la vitesse de rapprochement des pièces l'une de l'autre est fonction de la fréquence d'ondulation du courant (voir le certificat d'auteur URSS NO 182265) ou du taux d'impulsions de courant (voir le brevet d'invention Japon NO 46-8566/71), ou dépend de la chute de tension dans le contact, c'est-à-dire dans la zone de soudage ou dans l'interstice de décharge (brevet d'invention Etats Unis d'Amérique N3790739), ou encore de

la densité du courant (brevet d'invention RFA NO 1006547).

Les procédés en question sont assez satisfaisants en cas

de soudage de produits métalliques de faible section trans-

versale, lorsque la puissance spécifique des machines à

souder est relativement élevée.

Toutefois, pour le soudage de pièces à parois épaisses et de grande section transversale, les procédés mentionnés sont pratiquement inapplicables. Dans ce cas, pour assurer la qualité des assemblages soudés, on utilise le procédé

décrit par S.I. Kuchuk-Yatsenko et V.K. Lebedev (cf. "Kon-

taktnaya svarka nepreryvnym oplavleniem izdely s bolshym

poperechnym secheniem", UkrNIINTI, Kiev, 1968 et "Kon-

taktnaya stykovaya svarka nepreryvnym oplavleniem", "Naukova dumka", Kiev, 1976, p.134). Le procédé en question consiste à effecuter d'abord l'étincelage des pièces à souder à une vitesse initiale constante de rapprochement

desdites pièces, la vitesse mentionnée étant, avant l'opé-

ration d'écrasement ou de refoulement, augmentée par étages

ou progressivement à partir de sa valeur initiale V3 jus-

qu'à une valeur finale prédéterminée V0.

En cas de perturbation du processus d'étincelage, la vitesse initiale constante V3 peut être corrigée au cours du soudage. Lors de l'étincelage à la vitesse initiale constante de rapprochement, qui est normalement de 0,1 à 0,3 mm/s, l'étincelage se déroule d'une manière peu intense. A ce stade, le processus d'étincelage s'accompagne de longues interruptions du courant. De ce fait il se forme sur les

surfaces d'étincelage une grande quantité d'oxydes. L'oxy-

dation se produit surtout dans les zones de cratères pro-

fonds. Une telle zone se caractérise par un interstice

maximal entre les pièces à souder. Dans ces zones se for-

ment les plus grandes quantités d'oxydes difficiles à éli-

miner lors de l'écrasement. Avec l'augmentation de la vitesse de rapprochement la vitesse d'étincelage s'accroit,

de sorte que dans la zone de soudage (interstice de déchar-

ge) l'oxydation du métal par l'oxygène de l'air diminue.

C'est pourquoi dans le procédé considéré l'accroissement de la vitesse de rapprochement des pièces jusqu'à une valeur optimale aaviant l'écrasement de eclles-oI prmet

d'élevver senzibemenit la qualité des assemblages soudés.

Dans le procédé qui vient d'être décrit, la qualité des assemblages peut être assuréeen augmentant la vitesse de rapprochement soit par étages soit progressivement. De multiples essais et calculs ont montré que les conditions

les plus favorables à la réalisation d'assemblages de qua-

lité sont obtenues par une programmation rigoureuse de

l'augmentation de la vitesse de rapprochement.

L'inconviénient du procédé en question est que la durée

de la période de rapprochement à vitesse élevée M ettdétermi-

née en fonction des paramètres énergétique du processus d'étincelage (par exemple, courant ou puissance). Dans la détermination de ladite duréecu retient pas compte de la valeur de l'interstice maximal, c'est-à-dire delinterstice o la formation d'oxydes pendant la période détincelage la

vitesse initiale constante est la plus probable. C'est pour-

quoi on n'arrive pas toujours à obtenir l'effet recherché,

c'est-à-dire la création de conditions favorables à la réa-

lisation d'assemblages de qualité. Ceci se fait surtout sentir lors du soudage de pièces de section importante dAreloiêe ae cous duque in assigte à une locaIiution considérable du processus d'étincelage suivant le périmètre des pièces à souder. Il en résulte l'apparition

de défauts tels que des pellicules minces d'oxydes dans cer-

taines zones de l'assemblage soudé surtout en cas de faible surlongueu d'écrasementcu defoulement. Les essais auxquels ont été soumis les assemblages ainsi soudés font apparaitre d'une baisse des propriétés mécaniques moyennes desdits

assemblages, et en premier lieu de leurs indices de plasti-

cité. Or, à l'heure actuelle, les structures soudées, par exemple les gazoducs de grand diamètre (jusqu'à 1420 mm)

mis en oeuvre dans les régions polaires, doivent non seu-

lement présenter de hautes caractéristiques d'exploitation,

mais aussi satisfaire à des exigences particulièrement sé-

vères sur le plan de leurs propriétés mécaniques.

L'invention vise donc un procédé de soudage en bout par

étincelage de pièces métalliques de section relativement im-

portante ou développée, dans lequel la période d'accrois-

sement de la vitesse de rapprochement desdites pièces avant l'opération d'écrasement ou de refoulement serait fonction de la durée du renouvellement complet de leurs surfaces d'étincelage, ce qui permetrait d'obtenir une soudure de

qualité caractérisée par des propriétés mécaniques stables.

Ce problème est résolu grâce à un procédé de soudage en bout par étincelage d'objets métalliques, de préférence d'épaisseur supérieur à 5 mm, du type consistant à soumettre à l'étincelage les surfaces à souder desdits objets à une vitesse constante V3 de rapprochement de ceux-ci, l'un de l'autre, et avant l'opération de refoulement, d'accroître ladite vitesse de rapprochement Jusqu'à une valeur finale prédéterminée V0, caractétisé, selon l'invention, en ce que la durée de la période de rapprochement accélré des objets métalliques est de 1,0 à 4,0à max,o max est l'interstice

V1

maximal formé entre les surfaces à souder des objets métal-

liques avant l'accélération de leur rapprochement, V1 etant la vitesse moyenne de rapprochement desdits objets pendant

la période d'accélération.

Surtout un mode de réalisation de l'invention, la durée de la période de rapprochement des obJets métalliques à ladite vitesse finale de rapprochement est de 0,1 à 0,5 imax, mais ne dépasse pas 3 s. V1 L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la

lumière de la description explicative qui va suivre de dif-

férents modes de réalisation donnés uniquement à titres d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins non limitatifs annex d lesquels:

- les figures 1 (a, b, c, d) représentent des diagram-

mes d'accroissement de la vitesse de rapprochement des objets

métalliques pour différentes lois de rapprochement de ceux-

ci - les figures 2 (a, b, c, d) sont des représentations schématiques des zones de soudage, illustrant d'une manière simplifiée le processus de formation de cratères, les figures 2a et 2b montrant la façon dont s'effectue la destruction des points de contact en cas de "grande" hauteur des saillies sur les surfaces d'étincelage, et les figures 2c et 2d montrant les particularités de la formation de cratères sur les surfaces d'étincelage, en cas de "faible" interstice

entre cell1--:..

Il est possible d'éliminer les oxydes "grossiers" formes sur les surfaces à souder pendant leur étincelage à la vitesse initiale de rapprochement, si la durée de la période d'étincelage aux vitesse accrues V2 de rapprochement des objets à souder est égale ou supérieure à la durée de l'étincelage pendant laquelle s'effectue le renouvellement complet du métal constituant lesdites surfaces y compris le

métal se trouvant au fond des cratères les plus profonds.

La durée %2,du renouvellement complet des surfaces à souder est déterminée par l'interstice maximal &max (figure 2) séparant les objets à souder avant l'accroissement de la vitesse de rapprochement, ainsi que par la vitesse moyenne de rapprochement V1 pendant la période d'accroissement de la vitesse, conformément à la formule: Dû A max

La détermination de la valeur (2 est rendue très diffi-

cile par l'absence de relations entre, la valeur de l'inter-

stice maximal et les valeurs des différents paramètres du

régime de soudage.

Comme l'ont montré les études effectuées, la valeur de

- max dépend du caractère de la formation et de la destruc-

tion des points de contact lors du processus d'étincelage.

Si l'interstice au voisinage du point de contact est suf-

fisamment important (ce qui est possible si les saillies présentées par les surfaces à souder sont de grande hauteur), la destruction desdits points de contact n'entraIne pas l'apparition, sur lesdites surfaces, de creux notalbes (figures 2a et 2b). Si l'interstice en question est faible

de l'étincelage, est chassé sous l'effet des forces électro-

dynamiques, dans l'interstice entre les objets à souder, en formant ainsi une zone de soudage caractérisée par une liaison métallique entre lesdits objets. De ce fait, le chauffage de cette zone se produit simultanément suivant toute sa surface. La profondeur du cratère formé pendant la

fusion de cette zone est d'autant plus grande que sa sur-

face est plus importante, celle-ci étant dépendant à son tour du gradient du champ de température en ayant du front de fusion (figure 2d). Les valeurs desdits gradients sont différentes si les conditions dévacuation de la chaleur dans

lesdites zones sont différentes. Près des bords des échantil-

lons, l'évacuation de la chaleur est moins active qu'au centre de la surface d'étincelage, d'o une plus fiable profondeur

du cratère. C'est pourquoi la profondeur des cratères dimi-

nue au fur et à mesure que le front de fusion se déplace du

centre de la surface de soudage vers sa périphérie.

Dans le cas d'échantillons d'épaisseur relativement importante, l'évacuation de la chaleur demeure invariable

lors du déplacement du front de fusion d'une valeur déter-

minéelpar rapport à la périphérie de la surface de soudage (figure 2d). Dans ce cas, le chauffage du point de contact, indépendamment de la situation de celui-ci, se réduit au

chauffage d'un corps semi-infini par une source ponctuelle.

Pour cette raison, lorsque l'épaisseur de l'objet à souder dépasse 2 1 (o 1 est l'étendue des zones des faces à souder qui sont situées près des surfaces des objets à souder et dans lesquelles l'interstice entre lesdits objets va en augmentant(d'une valeur minimale à une valeur maximale,

figure 2d), la profondeur maximale des cratères et, par con-

séquent,2a inlei S stice séparant les objets à souder dépendent peu de l'épaisseur desdits objets. On a déterminé d'une manière expérimentale que la valeur de 1

est de 9-10 mm. Il en résulte qu'une variation de l'épais-

seur des objets à souder supérieure à 18-20mm n'a pas une influence sensible sur la valeur de A.. ce qui n'est pas le cas lorsque l'épaisseur des objets à souder est inférieur à 18mm. En outre, il a été établi que l'interstice maximal entre les objets à souder est directement proportionnel à l'épaisseur de ceux-ci, mais que la vitesse de variation de la grandeur h max est sensiblement plus importante dans le cas du soudage de pièces d'épaisseur inférieuresà 18 que

dans le cas d'épaisseur supérieure à 20mm.

Le chauffage des points de contacts est déterminé non seulement par les conditions dans lesquelles se produit l'évacuation de la chaleur mais ainsi par la conductibilité desdits contacts. Celle-ci augmente avec l'accroissement de la tension de marche à vide U0. Pour cette raison, aux valeurs élevées de Uo des conditions plus favorables se créent pour l'augmentation de la surface de contact électrique. En outre aux valeurs élevées de la tension de soudage, une plus grande quantité de métal fond par unité de temps. De ce fait, dans l'interstice entre les objets à souder, en avant du front de fusion du point de contact initial, s'accumule une plus grande quantité de métal fondu, qui donne naissance à un contact secondaire. Il en résulte une

augmentation de la profondeur des cratères et, par consé-

quent, de l'interstice maximal entre les objets à souder.

Les essais effectués ont montré que l'interstice maximal entre les objets à souder varie d'une manière directement proportionnelle à la tension de marche à vide et que cette relation se maintient quelle que soit l'épaisseur des pièces

à souder.

Les autres paramètres du régime de soudage n'ont au-

cune influence sur la valeur de l'interstice maximal. Par exemple, l'étincelage à différentes vitesses ne se traduit que par des différences configuration des cratères sur les surfaces d'étincelage. Avec l'accroissement de la vitesse de

rapprochement, les bords des cratères deviennent plus arron-

dis, mais leur profondeur reste invariable.

Sur la base des données obtenues on a établi des for-

mules empiriques qui permettent de déterminer la valeurde l'interstice maximal séparant, lors de l'étincelage, des

objets à souder en aciers au carbone et en aciers faible-

ment alliés, ainsi que pour la plupart des aciers à haute teneur en éléments d'alliage. Pour les épaisseurs de 5 à

20 mm.

max = U0(0,0228 + 0,200), et pour les épaisseurs dépassant 20mm Amax = U0(0,001 S + 0,620), o 4max et Ssont respectivement l'interstice maximal et l'épaisseur des objets à souder en mm, et U0 est la tension

de marche à vide en volts.

2492294 -

Les relations obtenues permettent de déterminer exactement la valeur de %2pour différentes conditions de soudage. Comme mentionné plus haut, le renouvellement complet

a des surfaces d'étincelage se produit lorsque L,, U. Cepen-

dant quand;4 > &Z, il peut se former dans la zone de soudage de fines pellicules d'oxydes, comme dans le cas o L>44 bI Ceci s'explique par le fait que, dans le cas considéré, est possible une pénétration de l'oxygène de l'air dans la zone

de soudage. -

La meilleure qualité des assemblages soudés est obtenue lorsque, pendant la période d'accroissement de la vitesse de rapprochement, l'interstice maximal est maintenu à une valeur

aussi basse que possible.

Si, aucune de cette période, l'accroissement de ladite

vitesse s'effectue par étages (figures la et lb), l'inters-

tice maximal diminue lors des phénomènes transitoires qui

ont lieu dans la zone de soudage (dans l'interstice de dé-

charge). Sur l'oscillogramme du courant (non représenté) les phénomènes transitoires sont marqués par un courant plus

élevé et par le caractère ininterrompu de celui-ci.

Les phénomènes transitoires n'ont lieu qu'au moment du passage d'une vitesse de rapprochement plus faible à une

vitesse plus élevée.

La durée maximale des phénomènes transitoires, par exemple en cas de soudage d'épaisseurs supérieures à 20mm avec différents taux d'accélération du rapprochement, peut être de 0,3 à 1,Os. En réglant dans ces limites la durée du processus de rapprochement à chaque étage de vitesse on peut obtenir que des phénomènes transitoires se produisent pendant

toute la période d'accroissement de la vitesse de rapproche-

ment.

Un tel programme d'accroissement de la vitesse de rap-

prochement absorbe toutefois-trop d'énergie et est de ce fait irrationnel surtout en cas de soudage de pièces à parois épaisses. Pour diminuer la puissance à appliquer, il faut

augmenter la valeur t.

Une augmentation sensible de la durée de l'étincelage

à vitesse constante élevée de rapprochement a pour résul-

tat une baisse de la qualité des assemblages soudés. Cela s'explique par le fait que malgré la réduction favorable à la qualité des assemblages, de la durée des interruptions dans l'étincelage des zones o l'interstice est maximal, la valeur dudit interstice ne diminue pas et une localisation de la fusion a lieu de la même manière qu'aux faibles vitesses

de rapprochement.

L'étude du processus de fusion de points de contacts expérimentaux et de pièces réelles (plaques, tubes, feuilles) a montré que l'étincelage de pièces épaisses de moins de mm s'effectue dans des condtions o la durée de vie des

points contacts individuels est la plus courte possible.

C'est pourquoilesineruptixis dicourant les plus durables

et la localisation des processus de fusion ont lieu essen-

tiellement suivant la périphérie des pièces à souder.

Avec l'augmentation de l'épaisseurs des pièces à souder s'accroit la durée de vie des pointsdecontact. Cela s'explique

par le fait que la fusion des points de contact com-

mence en des endroits déterminés, là o il y a un contact électrique. Lorsqu'on soude des pièces dont l'épaisseur est supérieure à 5um, le métal fondu est déplacé, sous l'effet des forces électrodynamiques, dans l'interstice séparant lesdites pièces, et quand ledit interstice est suffisamment étroit, peut y former un nouveau contact. Ceci entraine

une diminution de la durée des interruptions du courant.

Malgré cela, la localisation de la fusion de certaine por-

tions de la section à souder est aussi sensible que celle qui se produit lors du soudage d'épaisseurs inférieures à mm, d'o des conditions favorables à la formation d'oxydes, dues elles-aussi à la réduction de la zone de chauffage qui a lieu lors de l'étincelage à des vitesses de rapprochement élevées.

En cas d'accroissement progressif de la vitesse de rap-

prochement (figureslc et ld), il peut se produire, dans la zone de soudage, des processus qui ressemblent à ceux qui

ont lieu lors de l'accroissement ae La vitesse par étages.

intencité ae ces processus est déterminée par la valeur de l'accélération du rapprochement. Quand cette valeur est relativement importante, proche de la valeur critique dont le dépassement provoquerait ii court circuit, les processus transitoires prennent un caractère stable et se déroulent

depuis le début de l'étincelage à basse vitesse de rapro-

chement jusqu'au refoulement. Un tel régime d'accélération

du rapprochement donne lieu lui aussi à une grande consom-

mation d'énergie.

En cas d'accélération excessivement faible, c'est-à-

dire dans le cas d'une longue durée de la période d'accé-

lération du rapprochement de sa valeur initiale à sa valeur finale, l'intencité des processus transitoires est si faible quer!le ala pratiquement aucune influence sur la valeur de l'interstice maximal. Daasleas considéré, il sétablit dans la zone de soudage un régime d'étincelage qui est

caractérisé par une valeur invariable de l'interstice maxi-

mal. Dans la zone de soudage se créent des conditions proches de celles qui ont lieu dans la période d'étincelage prolongée à grande vitesse de rapprochement. Il en résulte l'apparition, dans la zone du joint, des mmes défauts que dans le cas de l'étincelage à vitesse élevée constante du rapprochement. Sur la base de recherches exhaustives comprenant un grand nombre d'essais de soudages de pièces différant par

leurs dimensions géométriques et par leur composition chi-

mique, on a déterminé les relations optimales entre la durée 'ti du renouvellement complet des surfaces à souder et ia durée ( de la période de déplacement à vitesse accrues pour lesquelles sont préservées les conditions

assurant une bonne qualité des assemblages soudés aux vites-

ses élevées de rapprochement pour U4 t A tous les régimes rationnels de soudage de différentes 235 pièces dont l'épaisseur est supérieure à 5mm la durée de la période d'accélération de rapprochement Ca peut *tre établie dans les limites de 1,0 à 4,0 fois la valeur z. La durée optimale No de rapprochement au dernier étage de la vitesse (figures lb, lc et ld) peut être dans les limites

de 0,1 à 0,5 fois la valeur de 2, mais ne doit pas dépas-

ser 3s. Quand les valeurs L' et i ne sont pas observées lors du processus de soudage et sortent des limites préconisées

la qualité des assemblages soudés baisse.

La qualité de tous les assemblages est conforme à cette règle indépendanmentde la composition chimique des aciers à souder. Lorsqu'on détermine les valeurs d4 et UD il faut

prendre en considération l'épaisseur des pièces à souder.

En cas de soudage de pièces dont l'épaisseur est supé-

rieure à 20mm, l'interstice maximal séparant les pièces à souder atteint sa plus grande valeur. Les vitessesfinaies de rapprochement de telles pièces sont choisies aussi basses que possible. C'est pourquoi la durée de la période d'étincelage à vitesse accrue de rapprochement des pièces

est choisie dans les limites de (1,0 à 1,2).

2ar exemple, pour souder des plaques épaisses de 30mm

et larges de 200mm, en acier ou carbonne-manganèse addition-

né de vanadium et d'azote, à l'aide d'une machine à souder d'une puissance ce 170 XW, sous tension de marche à vide Uo=7,28V et à une vitesse moyenne V1=0,7mm/s, on a établi que la valeur 4 doit être égale à 8,0s, car: Amax = 7,2(0,001 x 30 + 0,620) = 4,68 mm,

i = s w =6,68s; 1,2 t = 1,2 x 6,G8 = 8,016s.

Après avoir arrondi par défaut avec une précision ce U,5, on adopte:

û4 = 8,0s.

En cas de soudage de pièces dont l'épaisseur est infé-

rieure à 20mm, la valeur de l'interstice maximal diminue.

La vitesse finale de rapprochement de telles pièces doit être augmentée. De ce fait, afin de diminuer la puissance à établir, la valeur4À peut être augmentée. La plus grande gamme de variations de la valeur bA est valable pour les pièces dont les parois sont plus minces et qui normalement

sont soudées à des vitesses de rapprochement plus importantes.

Ainsi, pour les pièces dépaisseur: b= 17 à 20 mm on a %4 = (1,0 à 1,3)b? 6= 15 à 17 mm 9= (1,0 à 1,5) Ut 8= 12 à 15 mm % = (1,0 à 1,8) t 1= 10 à 12 mm = (1,0 à 2,2)<Ux D= 7 à 10 mm = (1,0 à 2,8) Et

= 5 à 7 mm = (,0 à 4,0).

Par exemple, pour souder des tubes résistants à la chaleur dont le diamètre est de 159mm et dont la paroi est épaisse de 20mm, en acier au chrome-molybdène-vanadium, à l'aide d'une machine à souder d'une puissance de 170kW, sous une tension de marche à vide UO= 7,0V et à une vitesse moyenne Vl=0,85mm/s, on choisit une valeur CAégale à 6,5s, et cela de la manière suivante: MLax= 7,0(0,22 x 20+ 0,200) = 4,48 mm,

TA 44 = 5,27s; j= 1,3 x 5,27 = 6,851s.

Après avoir arrondi on adopte = 6,5s.

Pour souder des tubes de gaz dont le diamètre est de 1420mm et la paroi épaisse de 17,Omm en acier du type X60, à l'aide d'une machine à souder des tubes de diamètre allant jusqu'à 1420mm, sous une tension de marche à vide Uo = 7,0V et à une vitesse moyenne V1=0,8mm/s, on choisit la valeur 4 égale à 7,5s, et cela de la manière suivante: A max= 7,0(0,022 x 17,0 + 0,200) = 4,01O8mm> ma x= Ait =4.018 = 5,02s; ?:= 1,5 x 5,02 = 7,53s,

Après avoir arrondi on adopte 4 = 7,5s.

Pour souder à l'aide d'une machine à souder en bout par résistance des tubes de forage dont l'un est en acier à haut carbone additionné de chrome, nickel, molybdène, et l'autre en acier à haut carbone additionné de manganèse et de silicium, tubes dont le diamètre est de 127mm et la paroi épaisse de 15mm, sous une tension de marche à vide Uo= 6,8V et à une vitesse moyenne V1=0,85mm/s, on a choisi une valeur<D4 égale à 7,5s, et ce, de la manière suivante: A a= 6,8(0,022 x 15 + 0,200) = 3,604 mm, Zlma= =4: 4,24s; ' = 1,8 x 4,24: 7,632s,

Après avoir arrondi on adopte -Z = 7,5s.

Pour souder des tubes résistants à la chaleur, dont le diamètre est de 159mm et la paroi épaisse de 12mm, à l'aide d'une machine de soudage en bout par résistance, sous une tension de marche à vide Uo=6,0V et à une vitesse moyenne V1=0,9mm/s, on choisit une valeur X4 égale à 6,5s, et ce, de la manière suivante: max= 6,0(0,022 x 12 + 0,200) = 2,784 mm, 8, 9 = 3, 09s; À = 2,2 x 3,09 = 6,793s,

Après avoir arrondi on adopte = 6,5s.

Pour souder des plaques épaisses de 10mm et larges de 350mm en acier allié au manganèse et au silicium, sous une tension de marche A vide Uo = 6,6V et à une vitesse moyenne V1 = 1,1mm/s, on choisit une valeur Z4 égale à 7s: t m= 6,6(0,022 x 10 + 0,200) = 2,772 mm,

max277 -

xô = 2 = 2,52s; i= 2,8 x 2,52 = 7,056s,

Après avoir arrondi on adopte X= 7s.

Pour souder des plaques épaisses de 7mm et larges de 350mm en acier de construction à bas carbone, à l'aide d'une machine à souder en bout par résistance, sous une tension de marche à vide U =5,8V et à une vitesse moyenne o V1=1,4mm/s, on a choisit une valeur 64égale à 5,5s: Mlax= 5,8(0, 022 x 7 + 0,200) = 2,053 mm 2,0= 5= 1,466s; 5-(= 4 x 1,466 = 5,864s,

Apres avoir arrondi on adopte Tva: 5,5s.

Pour souder des plaques en acier au carbone-manganèse additionné de vanadium et d'azote, épaisses de 30mm, des

tubes résistants à la chaleur en acier chrome-molybdène-

vanadium à paroi épaisse de 20mm, des tubes de gaz dont le diamètre étant de 1420mm et la paroi épaisse de 17mm, en

acier du type X60, et des tubes de chaufferie à paroi épais-

se de 12mm en acier de construction à bas carbones on a eu recours à la technique d'accélération de rapprochement, avant le refoulement, par étages (figure la). La durée de

la période d'étincelage à l'étage final de vitesse de rap-

prochement a été pour chaque épaisseur respectivement: = 30 mm; 6o= 3,Os, %0= 6,68 x 0,5 = 3,33s; on adopte 6= 3,0s; $ = 20 mm; o= 2,0s, D- 5,27 x 0,4 = 2,1s, on adopté o= 2,0s; = 17 mm; Zc= 2,0s, Lb 5,02 x 0,4 = 2,0s, on adopte o= 2,0s; = 12 mm; Zo= 1,5s,

o0= 3,09 x 0,5 = 1,545, on adopte Zo= 1,5s.

Pour le soudage de tubes en acier très résistant à paroi épaisse de 15mm, et des plaques en acier allié au manganèse et au silicium, découpées à partir de tubes de

820mm de diamètre et à paroi épaisse de 1Omm, on a eu re-

cours à la technique d'accélération progressive de la

vitesse de rapprochement et d'étincelage à une vitesse fi-

nale invariable de rapprochement (figure lc). La durée de

la période d'étincelage à la vitesse finale de rapproche-

ment était: pour les épaisseurs de 15 mm = 2s, út= 4,24 x 0,5 = 2,12s, on a adopté Zo= 2,0s; pour les épaisseurs de 10mm Zo= 1,2s

Zo= 2,52 x 0,5 = 1,26s, on a adopté Z= 1,2s.

Des plaques en acier de construction à bas carbone,

épaisses de 7 mm ont été soudées sans étincelage, avec.ac-

célération progressive de rapprochement sans vitesse finale

(figure ld).

Le procédé de soudage conforme à l'invention permet d'obtenir desassemblages de qualité caractérisés par des propriétés macaniques stables. Ceci a été démontré par les essais exhaustifs auxquels ont été soumis les assemblages soudés par le procédé conforme à linvention. Par exemple, tous les échantillons soumis aux essais de rupture (350 au

total) présentaient des propriétés de résistance et de plas-

ticité du au même niveau que celles du métal de base, Seulement, 1,5 % du nombre total d'échantillons (600) soumis aux essais de flexion se sont caractérisés par un

angle de flexion de 90 à 180, les autres (591) ayant pré-

senté un angle de 1800. Deux échantillons seulement, plaques épaisses de 7mm, parmi tous ceux les soumis aux essais de

rupture se sont rompus à l'endroit de la soudure.

Le procédé de soudage, objet de l'invention, permet

d'élever la stabilité des propriétés mécaniques des assem-

blages et est très prometteur, par exemple, pour la mise en oeuvre de gazoducs et d'oléoducs dans les régions polaires

et de conduites à vapeur sous haute pression pour les cen-

trales thermiques.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celle-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans

le cadre des revendications qui suivent. -

Claims (3)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Procédé de soudage en bout par étincelage de produits métalliques, de préférence d'épaisseur supérieure à 5mm, du type consistant à soumettre à l'étincelage les surgaces à

souder desdils produits à une vitesse constante de rappro-

chement de ceux-ci l'un de l'autre, et à accroître, avant le début du refoulement, la vitesse de rapprochement desdits

produits jusqu'à une valeur finale prédéterminée, caracté-

risé en ce que la durée de la période de rapprochement ac-

céléré des produits métalliques à souder est de (1,0 à 4,0)

4 max o max est l'interstice maximal formé entre les sur-

, Max fades à souder avant l'augmentation de la vitesse de leur rapprochementV1 étant la vitesse moyenne de rapprochement

desdits produits pendant la période d'accélération de celui-

ci.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de la période de rapprochement des produits

à souder l'un de l'autre à ladite vitesse finale de rappro-

chement est de (0,1 à 0,5) A, mais ne dépasse pas 3s.

3. Assemblages des pièces soudées en bout par étince-

lage, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé

faisant l'objet de l'une des revendications 1 et 2.