FR2498506A1 - METHOD AND DEVICE FOR COMPRESSION-ENDED ELECTRICAL WELDING AND SOLDER THUS OBTAINED - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF DE SOUDAGE ELECTRIQUE BOUT A BOUT PAR COMPRESSION DE PIECES A GRANDE ETENDUE DE SECTION TRANSVERSALE DE SOUDAGE. L'INVENTION CONSISTE A FAIRE PRECEDER LE PROGRAMME DE SOUDAGE PROPREMENT DIT (ECHAUFFEMENT ET REFOULEMENT) PAR UN PROGRAMME DE CONTACT POUR L'OBTENTION D'UN CONTACT UNIFORME SUR TOUTE LA SURFACE DE SECTION TRANSVERSALE DE SOUDAGE. L'INVENTION EST APPLICABLE AU SOUDAGE DE TOLES OU DE TUBES NOTAMMENT PAR RAPPROCHEMENT, ETINCELAGE OU RESISTANCE PURE.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS AND A DEVICE FOR ELECTRIC BUTT WELDING BY COMPRESSION OF PARTS WITH A LARGE EXTENT OF WELDING CROSS-SECTION. THE INVENTION CONSISTS OF PRECEDING THE PROPER WELDING PROGRAM (HEATING AND DISCHARGE) BY A CONTACT PROGRAM FOR OBTAINING A UNIFORM CONTACT ON THE ENTIRE WELDING CROSS-SECTION SURFACE. THE INVENTION IS APPLICABLE TO THE WELDING OF SHEETS OR TUBES, IN PARTICULAR BY APPROXIMATION, SPARKLING OR PURE RESISTANCE.
Description
La présente invention concerne généralement et a essentiellement pourThe present invention relates generally and essentially to
objet un procédé de soudage électrique bout-à-bout par compression, notamment par étincelage ou par résistance pure, en particulier de pièces d'oeuvre à grande étendue ou extension de section trans- versale de soudage, par exemple de tôles ou de tubes, ainsi qu'un dispositif pour l'exécution de ce procédé et les produits industriels soudés ainsi obtenus. L'invention subject of a process of electrical welding end-to-end compression, especially by spark or pure resistance, in particular large-scale pieces of work or extension of cross-section welding, for example sheets or tubes, as well as a device for carrying out this process and the welded industrial products thus obtained. The invention
se rapporte également aux diverses applications et utilisa- also relates to the various applications and uses
tions résultant de la mise en oeuvre d'un tel procédé ou dispositif ainsi qu'aux systèmes, appareils, machines, resulting from the implementation of such a process or device and to systems, apparatus, machines,
équipements et installations pourvus de tels dispositifs. equipment and installations provided with such devices.
Il s'agit en fait surtout du soudage de pièces d'oeuvre dont la forme de section transversale diffère grandement de celle d'un cercle ou d'un carré avec un périmètre ou une périphérie minimal par rapport à la surface ou aire, c'est-à-dire qui présentent de grandes dimensions extérieures, à surface ou aire de section transversale égale. Dans un soudage électrique bout-à-bout par compression, notamment par étincelage ou par résistance pure, les extrémitésde tôle, à souder ensemble, doivent être chauffées par la traversée du courant électrique jusqu'à la température de soudage et ensuite soudées It is in fact mainly welding of pieces of work whose cross sectional shape differs greatly from that of a circle or a square with a perimeter or a minimum periphery with respect to the surface or area, that is to say which have large external dimensions, with a surface or area of equal cross section. In electrical end-to-end welding by compression, in particular by flashing or pure resistance, the sheet ends, to be welded together, shall be heated by passing through the electrical current to the welding temperature and then soldered
ensemble par pressage mutuel l'une contre l'autre. La condi- together by mutual pressing against each other. The condition
tion préalable, pour un soudage bout-à-bout par compression, est l'échauffement uniforme des deux extrémités de pièce sur toute la section transversale de soudage. C'est ici que réside le problème proprement dit. En outre, l'échauffement doit s'effectuer si vite que sur les surfaces frontales ne se forme aucun oxyde ou aucune calamine qui resterait ensuite dans le cordon de soudure ou le joint soudé lors de la compression mutuelle ou du refoulement. Seulement très peu d'oxyde ou de calamine est expulsé par compression hors Beforehand, for butt-compression welding, is the uniform heating of the two workpiece ends over the entire welding cross-section. This is where the problem itself lies. In addition, the heating must be carried out so quickly that on the front surfaces does not form any oxide or scale that would then remain in the weld seam or the welded joint during mutual compression or discharge. Only very little oxide or calamine is forced out of compression
de la soudure ou du joint soudé lors du refoulement. weld or welded seam during backflow.
Pour obtenir un échauffement uniforme, une résistance de contact uniforme sur toute la section transversale de soudage et une répartition uniforme de courant électrique sont nécessaires. Un contact uniforme n'est pas réalisé en raison des inégalités, aspérités ou rugosités toujours existantes des surfaces de section transversale mutuellement en butée l'une contre l'autre. Une possibilité d'obtention d'un contact uniforme des surfacesde section transversale mutuellement en butée l'une contre l'autre consiste à chauffer les inégalités, aspérités ou rugosités des surfaces à souder ensemble par traversée de courant électrique jusqu'à l'état p.teux et ensuite à les étaler en largeur par écrasement ou pression, de façon à ce qu'un contact uniforme des deux surfaces de To achieve even heating, uniform contact resistance across the entire welding cross-section and even distribution of electrical current are required. Uniform contact is not achieved because of the always existing unevenness, roughness or roughness of cross-sectional surfaces mutually abutting against each other. One possibility of obtaining a uniform contact of mutually abutting cross-sectional surfaces against each other is to heat the unevenness, unevenness or roughness of the surfaces to be welded together by traversing electric current to the state p and then spread them in width by crushing or pressing, so that a uniform contact of the two
section transversale à souder ensemble soit réalisé. cross section to weld together be realized.
Puis s'effectueraient ensuite le chauffage et la compression mutuelle ou le refoulement des pièces d'oeuvre l'une contre l'autre, c'est-à-dire l'opération de soudage proprement dite. Ce procédé ne conduit cependant également pas à un résultat satisfaisant, comme cela a été constaté dans le Then the heating and the mutual compression or the displacement of the workpieces against each other, that is to say the welding operation proper, would then take place. This method, however, also does not lead to a satisfactory result, as has been found in the
cadre de la présente invention.of the present invention.
En effet, les aspérités tout d'abord saillantes, qui sont ensuite étalées en largeur, à l'état pâteux, par compression ou écrasement, ont alors déjà une température si haute que, lors du chauffage subséquent sur toute la In fact, the initially protruding asperities, which are then spread in width, in the pasty state, by compression or crushing, then already have a temperature so high that, during the subsequent heating over the entire
section transversale de soudage, ces emplacements attei- weld cross section, these locations achieve
gnent la température de soudage sensiblement plus tôt que les emplacements restants. Un échauffement uniforme n'est save the welding temperature substantially earlier than the remaining locations. Uniform heating is not
donc pas obtenu.so not got.
L'invention est basée sur la tâche de proposer un procédé, à l'aide duquel les inconvénients mentionnés sont évités et un soudage impeccable bout-à-bout par The invention is based on the task of proposing a method, by which the mentioned drawbacks are avoided and an impeccable welding end-to-end by
compression est obtenu par des moyens simples. compression is achieved by simple means.
La solution de ce problème consiste à faire précéder le programme de soudage proprement dit, se composant du chauffage et du refoulement, par un programme de contact distinct ou séparé pour l'obtention d'un The solution to this problem is to precede the actual welding program, consisting of heating and repression, with a separate or separate contact program to obtain a
contact uniforme sur toute la surface de section trans- uniform contact across the entire cross-sectional area
versale de soudage.Versale welding.
Grâce à la séparation dans le temps du programme de contact préparant le soudage, du programme de soudage subséquent ou consécutif, on évite d'une part des forces de pression excessiveslors de l'étalement en largeur par compression ou écrasement des aspérités et, d'autre part, des températures inégales lors du processus de Thanks to the time separation of the contact program preparing the welding, of the subsequent or consecutive welding program, one avoids on the one hand excessive pressure forces during spreading in width by compression or crushing of the asperities and, of on the other hand, uneven temperatures in the process of
soudage proprement dit.welding proper.
Selon un développement supplémentaire de l'invention, le programme de contact consiste en une grande force de contact et en une grande intensité de courant électrique, grâce à quoi des aspérités, dans le plan de contact, sont échauffées et étalées en largeur par compression ou écrasement. Le programme de contact est ensuite terminé par une courte période de refroidissement et d'égalisation ou d'uniformisation de chaleur sans courant électrique. De cette manière, on obtient un According to a further development of the invention, the contact program consists of a large contact force and a high intensity of electric current, whereby asperities in the contact plane are heated and spread in width by compression or crushing. The contact program is then terminated by a short period of cooling and equalization or heat equalization without electrical current. In this way, we obtain a
contact uniforme sur toute la surface de section transver- uniform contact over the entire cross-sectional area
sale de soudage et une température initiale uniforme ainsi qu'une résistance de contact uniforme pour le programme de solder and a uniform initial temperature as well as a uniform contact resistance for the
soudage subséquent.subsequent welding.
Enfin conformément à l'invention, pour l'exécution du procédé selon l'invention, les pièces d'oeuvre à souder ensemble doivent être montées serrées ou encastrées pendant un temps très court ou de façon très Finally according to the invention, for the execution of the method according to the invention, the pieces of work to be welded together must be mounted tight or recessed for a very short time or very
courte entre deux électrodes bien refroidies. short between two well-cooled electrodes.
L'invention permet de maintenir le programme de contact pendant un temps si court que le risque d'une The invention makes it possible to maintain the contact program for a time so short that the risk of
formation d'oxyde ou de calamine est évité. Oxide or scale formation is avoided.
A cet effet, les deux extrémités, par exemple d'un cercle ou anneau de blocage de bandage pneumatique sur jante, sont montées serrées ou encastrées dans deux dispositifs de serrage, mutuellement opposés ou disposés en regard, d'une machine- de soudage bout-à-bout, comportant respectivement une électrode refroidie par eau et une For this purpose, the two ends, for example of a circle or tire locking ring on rim, are mounted tight or recessed in two clamping devices, mutually opposite or arranged opposite, a welding machine-butt end-to-end, respectively comprising a water-cooled electrode and a
mâchoire de serrage.clamping jaw.
L'un des dispositifs de serrage est monté sur un chariot qui est entrainé de telle façon que les bords de tOle sont pressés l'un contre l'autre selon un programme de force préalablement choisi. A l'une des électrodes est amené le courant électrique susceptible d'être préalablement choisi et qui retourne par l'intermédiaire des bords de tôle et de l'autre électrode à la source de courant électrique. Pour être largement indépendant d'influences extérieures et pour obtenir une température de soudage uniformément reproductible, un autre développement du procédé conforme à l'invention consiste en ce que la fin du chauffage, à l'intérieur du programme de soudage proprement dit, est donnée par le parcours d'un espace, trajet ou chemin réglable, auquel cas le chemin ou trajet est, pour une force de contact donnée, une mesure de la One of the clamping devices is mounted on a carriage which is driven in such a way that the tine edges are pressed against each other according to a previously chosen program of force. At one of the electrodes is brought the electric current may be previously selected and returning through the edges of the sheet and the other electrode to the source of electric current. In order to be largely independent of external influences and to obtain a uniformly reproducible welding temperature, another development of the process according to the invention consists in that the end of the heating, within the actual welding program, is given by the course of a space, path or adjustable path, in which case the path or path is, for a given contact force, a measure of the
température de soudage.welding temperature.
Ceci peut également être obtenu par un autre développement du procédé conforme à l'invention, qui est This can also be obtained by another development of the process according to the invention, which is
caractérisé en ce que la fin de l'échauffement, à l'inté- characterized in that the end of the warm-up, within
rieur du programme de soudage proprement dit, est donnée par l'obtention d'une quantité quadratique de courant of the actual welding program, is given by obtaining a quadratic quantity of
électrique (I2t) donnée à l'avance. electrical (I2t) given in advance.
Le procédé de soudage selon l'invention comprend donc: 1. Période de contact: Au cours de cette période,un contact uniforme est produit sur toute la largeur de la tôle par chauffage et étalement The welding process according to the invention thus comprises: 1. Period of contact: During this period, a uniform contact is produced over the entire width of the sheet by heating and spreading
en largeur par compression ou écrasement des aspérités. in width by compression or crushing of the asperities.
2. Période de refroidissement: Pendant cette période s'effectue un refroidissement 2. Cooling period: During this period a cooling
dissipant ou évacuant la chaleur non uniforme ou irrégu- dissipating or removing non-uniform or irregular heat
lière provenant de la période de contact. from the contact period.
3. Période d'échauffement et de refoulement Pendant cette période, les bords de tôle sont amenés uniformément à la température de refoulement et refoulés 3. Heating and discharge period During this period, the sheet edges are uniformly fed to the discharge temperature and discharged
sur toute la largeur.across the width.
C'est seulement la période de refroidissement qui amena le succès, It was only the cooling period that brought success,
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