FR3054150A1 - METHOD AND DEVICE FOR WELDING WORKPIECES HAVING HEAT-SENSITIVE MATERIAL - Google Patents

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Abstract

Procédé et dispositif pour souder des pièces de travail ayant un matériau sensible à la chaleur sont proposés. Le matériau sensible à la chaleur comporte de l'acier manganèse austénitique, également appelé acier manganèse Hadfield. Le procédé donne à un métal de remplissage un mouvement de va-et-vient dans et hors le bain de soudure. Le déplacement du métal de remplissage peut être synchronisé avec la forme d'onde de la source (111) d'énergie. Des paramètres de soudure sont ajustés de sorte que la soudure peut être effectuée sur la pièce (150) de travail sans fissurer le matériau sensible à la chaleur. Le procédé permet que de l'acier manganèse Hadfield soit soudé à des composants de générateur dans des applications de génération de puissance. Le procédé fournit une soudure de qualité fiable et répétable.Method and apparatus for welding workpieces having a heat-sensitive material are provided. The heat sensitive material comprises austenitic manganese steel, also called Hadfield manganese steel. The process gives a filler metal a back and forth motion in and out of the weld pool. The displacement of the filler metal may be synchronized with the waveform of the energy source (111). Welding parameters are adjusted so that the weld can be performed on the work piece (150) without cracking the heat-sensitive material. The method allows Hadfield manganese steel to be welded to generator components in power generation applications. The process provides a reliable and repeatable quality weld.

Description

Titulaire(s) : SIEMENS ENERGY, INC..Holder (s): SIEMENS ENERGY, INC ..

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Mandataire(s) : CABINET FLECHNER.Agent (s): CABINET FLECHNER.

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR SOUDER DES PIECES DE TRAVAIL AYANT UN MATERIAU SENSIBLE A LA CHALEUR.METHOD AND DEVICE FOR WELDING WORKPIECES HAVING HEAT SENSITIVE MATERIAL.

FR 3 054 150 - A1 (5g) Procédé et dispositif pour souder des pièces de travail ayant un matériau sensible à la chaleur sont proposés. Le matériau sensible à la chaleur comporte de l'acier manganèse austénitique, également appelé acier manganèse Hadfield. Le procédé donne à un métal de remplissage un mouvement de va-et-vient dans et hors le bain de soudure. Le déplacement du métal de remplissage peut être synchronisé avec la forme d'onde de la source (111) d'énergie. Des paramètres de soudure sont ajustés de sorte que la soudure peut être effectuée sur la pièce (150) de travail sans fissurer le matériau sensible à la chaleur. Le procédé permet que de l'acier manganèse Hadfield soit soudé à des composants de générateur dans des applications de génération de puissance. Le procédé fournit une soudure de qualité fiable et répétable.FR 3 054 150 - A1 (5g) Method and device for welding work pieces having a material sensitive to heat are proposed. The heat sensitive material includes austenitic manganese steel, also called Hadfield manganese steel. The process gives a filler metal back and forth in and out of the weld pool. The displacement of the filler metal can be synchronized with the waveform of the energy source (111). Welding parameters are adjusted so that welding can be performed on the work piece (150) without cracking the heat sensitive material. The method allows Hadfield manganese steel to be welded to generator components in power generation applications. The process provides a reliable and repeatable quality weld.

Figure FR3054150A1_D0001
Figure FR3054150A1_D0002

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR SOUDER DES PIÈCES DE TRAVAIL AYANT UN MATÉRIAU SENSIBLE À LA CHALEURMETHOD AND DEVICE FOR WELDING WORKPIECES HAVING HEAT SENSITIVE MATERIAL

DOMAINE TECHNIQUE [0001] Cette invention se rapporte de manière générale à un procédé et à un dispositif pour souder une pièce de travail ayant un matériau sensible à la chaleur, notamment de l'acier manganèse austénitique.TECHNICAL FIELD This invention relates generally to a method and to a device for welding a workpiece having a heat-sensitive material, in particular austenitic manganese steel.

DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR [0002] La soudure par fusion est un procédé qui utilise de l'énergie thermique pour faire fondre des matériaux à réunir et créer un joint solide lorsqu'il a solidifié. La soudure à l'arc est l'une des techniques de soudure par fusion les plus classiques, dans laquelle la coalescence de métaux a lieu en utilisant la chaleur provenant d'un arc entre un métal de remplissage fourni en continu et une surface de soudure d'un métal de base. Le procédé de soudure par fusion est une technique de soudure largement utilisée. Cependant, ce procédé peut chauffer la surface de soudure à une température qui crée des modifications non souhaitables du matériau, telles qu'un durcissement et un gauchissement, et dans des conditions extrêmes entraîne des fissurations des matériaux.DESCRIPTION OF THE PRIOR ART Fusion welding is a process which uses thermal energy to melt materials to be joined and create a solid joint when it has solidified. Arc welding is one of the most classic fusion welding techniques, in which coalescence of metals takes place using heat from an arc between a continuously supplied filler metal and a weld surface of a base metal. The fusion welding process is a widely used welding technique. However, this method can heat the weld surface to a temperature which creates undesirable changes in the material, such as hardening and warping, and under extreme conditions leads to cracking of the materials.

[0003] Un sous-ensemble utilisé de manière extensive d'acier manganèse austénitique est l'acier manganèse Hadfield, qui est un alliage non-magnétique à résistance élevée et extrêmement dense. Il est d'un grand intérêt pour des composants formant générateur dans des applications de production de puissance/courant. Cependant, l'acier manganèse Hadfield est sensible à la chaleur. Il peut se fissurer s'il est surchauffé. Souder par fusion de l'acier manganèse Hadfield est extrêmement difficile, car le matériau est susceptible de se fissurer s'il est surchauffé pendant la soudure.A widely used subset of austenitic manganese steel is Hadfield manganese steel, which is a non-magnetic alloy with high strength and extremely dense. It is of great interest for generator components in power / current generation applications. However, Hadfield manganese steel is sensitive to heat. It can crack if overheated. Fusion welding of Hadfield manganese steel is extremely difficult, as the material is likely to crack if overheated during welding.

RESUME DE L'INVENTION [0004] Décrit de manière succincte, des aspects de la présente invention se rapportent à un procédé et à un dispositif pour souder une pièce de travail ayant du matériau sensible à la chaleur, notamment de l'acier manganèse austénitique.SUMMARY OF THE INVENTION Briefly described, aspects of the present invention relate to a method and a device for welding a workpiece having heat sensitive material, in particular austenitic manganese steel.

[0005] Suivant un aspect, un procédé de soudure pour souder une pièce de travail est présenté. Le procédé comprend l'étape dans laquelle on fournit de l'énergie électrique à partir d'une source d'énergie ou courant à une pointe de contact d'un chalumeau de soudure. Le procédé comprend le fait de fournir un métal de remplissage à partir d'un dispositif d'alimentation de métal de remplissage et à faire s'étendre le métal de remplissage par la pointe de contact vers la pièce de travail. La pièce de travail comprend un matériau sensible à la chaleur. Le procédé comprend le fait de faire fondre une partie de la pièce de travail pour créer un bain de soudure sur la pièce de soudure par un arc produit entre une pointe du métal de remplissage et une surface de la pièce de travail. Le procédé comprend le fait de donner au métal de remplissage un mouvement de va-et-vient pour entrer et sortir du bain de soudure. Le procédé comprend le fait de synchroniser un déplacement du métal de remplissage avec une forme d'onde de la puissance électrique. Le procédé comprend le fait d'ajuster un paramètre de soudure, de sorte qu'une soudure puisse être effectuée sur la pièce de travail sans fissurer le matériau sensible à la chaleur.In one aspect, a welding method for welding a workpiece is presented. The method includes the step of providing electrical energy from an energy or current source to a contact tip of a welding torch. The method includes providing a filler metal from a filler metal feeder and causing the filler metal to extend through the contact tip toward the workpiece. The workpiece includes a heat sensitive material. The method includes melting a portion of the work piece to create a weld pool on the weld piece by an arc produced between a tip of the filler metal and a surface of the work piece. The method includes giving the filler metal back and forth to enter and exit the weld pool. The method includes synchronizing a displacement of the filler metal with an electrical power waveform. The method includes adjusting a weld setting, so that a weld can be made to the workpiece without cracking the heat sensitive material.

De préférence, le métal de remplissage a une forme en fil plein.Preferably, the filler metal has a solid wire shape.

[0006] Suivant un aspect, un dispositif de soudure pour souder une pièce de travail est présenté. Le dispositif de soudure comprend un chalumeau de soudure comportant une pointe de contact. Le dispositif de soudure comprend une source d'énergie configurée pour fournir de l'énergie électrique à la pointe de contact du chalumeau de soudure. Le dispositif de soudure comprend un dispositif d'alimentation en métal de remplissage configuré pour fournir un métal de remplissage s'étendant par la pointe de contact vers la pièce de travail. La pièce de travail comprend un matériau sensible à la chaleur. Un arc est produit entre une pointe du métal de remplissage et une surface de la pièce de travail pour créer un bain de soudure sur la pièce de travail. Le dispositif de soudure comprend un dispositif d'entrainement configuré pour donner au métal de remplissage un mouvement de va-etvient pour entrer et sortir du bain de soudure. La source d'énergie comprend un processeur de signal numérique. Le processeur de signal numérique est configuré pour envoyer un signal au dispositif d'entrainement, de sorte qu'un déplacement du métal de remplissage est synchronisé avec une forme d'onde de l'énergie électrique. Un paramètre de soudure est réglé de sorte qu'une soudure puisse être effectuée sur la pièce de travail sans fissurer le matériau sensible à la chaleur.In one aspect, a welding device for welding a workpiece is presented. The welding device comprises a welding torch having a contact tip. The welding device includes an energy source configured to supply electrical energy to the contact tip of the welding torch. The welding device includes a filler metal feeder configured to provide a filler metal extending through the contact tip to the workpiece. The workpiece includes a heat sensitive material. An arc is produced between a tip of the filler metal and a surface of the work piece to create a weld pool on the work piece. The welding device comprises a driving device configured to give the filling metal a reciprocating movement to enter and leave the welding bath. The power source includes a digital signal processor. The digital signal processor is configured to send a signal to the driver, so that movement of the filler metal is synchronized with a waveform of electrical energy. A weld setting is set so that a weld can be made to the work piece without cracking the heat sensitive material.

[0007] Divers aspects et modes de réalisation de la demande tels que décrits ci-dessus et ci-après peuvent non seulement être utilisés dans des combinaisons explicitement décrites, mais également dans d'autres combinaisons. Des modifications apparaîtront au spécialiste de la technique à la lecture et à la compréhension de la description.Various aspects and embodiments of the application as described above and below can not only be used in combinations explicitly described, but also in other combinations. Modifications will appear to those skilled in the art on reading and understanding the description.

DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS [0008] Des modes de réalisation à titre d'exemples de la demande sont décrits plus en détails en se rapportant aux dessins annexes. Aux dessins :BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Embodiments as examples of the application are described in more detail with reference to the accompanying drawings. At drawings :

[0009] la f igure 1 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'un dispositif de soudure pour souder une pièce de travail ayant du matériau sensible à la chaleur en utilisant une soudure à l'arc au métal gazeux alimenté par un fil en va-et-vient suivant un mode de réalisation ;FIG. 1 illustrates a diagram in the form of a diagram of a welding device for welding a work piece having heat-sensitive material using a gaseous metal arc weld supplied by a wire back and forth according to one embodiment;

[0010] la f igure 2 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'un procédé de soudure à l'arc au métal gazeux ;Figure 2 illustrates a diagram in the form of a diagram of an arc welding process with gaseous metal;

[0011] la f igure 3 illustre un diagramme sous forme d'un schéma de formes d'onde de tension et de courant d'un dispositif de puissance électrique dans un mode de transfert de métal en court-circuit d'une soudure à l'arc au métal gazeux ;FIG. 3 illustrates a diagram in the form of a diagram of voltage and current waveforms of an electric power device in a mode of transfer of metal in short circuit from solder to 'gas metal arc;

[0012] la f igure 4 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'un système de commande d'un procédé de soudure à l'arc au métal gazeux alimenté par un fil en va-et-vient ;FIG. 4 illustrates a diagram in the form of a diagram of a control system for an arc welding process with gaseous metal fed by a wire back and forth;

[0013] la f igure 5 illustre des étapes de déplacement d'un métal de remplissage dans un procédé de soudure à l'arc au métal gazeux alimenté par un fil en va-et-vient ;F igure 5 illustrates steps of moving a filler metal in an arc welding process with gaseous metal supplied by a wire back and forth;

[0014] la f igure 6 illustre une vue en coupe transversale sous la forme d'un schéma d'une géométrie de joint d'une pièce de travail ayant un matériau sensible à la chaleur conforme à un mode de réalisation ;Figure 6 illustrates a cross-sectional view in the form of a diagram of a joint geometry of a workpiece having a heat-sensitive material according to one embodiment;

[0015] la f igure 7 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'une orientation ou angle de travail d'une pièce de travail ayant un matériau sensible à la chaleur suivant un mode de réalisation ;FIG. 7 illustrates a diagram in the form of a diagram of an orientation or working angle of a work piece having a material sensitive to heat according to one embodiment;

[0016] la f igure 8 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'une orientation ou angle de déplacement d'une pièce de travail ayant un matériau sensible à la chaleur suivant un mode de réalisation ;FIG. 8 illustrates a diagram in the form of a diagram of an orientation or angle of displacement of a work piece having a material sensitive to heat according to one embodiment;

[0017] la f igure 9 illustre une vue en perspective d'un motif de cordon en forme de fil d'une pièce de travail ayant un matériau sensible à la chaleur suivant un mode de réalisation ; et [0018] la f igure 10 illustre une vue en perspective d'un motif de cordon en forme de mailles d'une pièce de travail ayant un matériau sensible à la chaleur suivant un mode de réalisation.FIG. 9 illustrates a perspective view of a pattern of cord in the form of a wire of a work piece having a material sensitive to heat according to one embodiment; and FIG. 10 illustrates a perspective view of a bead-like pattern of a work piece having a heat-sensitive material according to one embodiment.

[0019] Pour faciliter la compréhension, les références numériques identiques ont été utilisées, autant que possible, pour désigner des éléments identiques qui sont communs aux figures.To facilitate understanding, identical reference numbers have been used, as much as possible, to designate identical elements which are common to the figures.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION [0020] Une description détaillée se rapportant à des aspects de la présente invention est donnée ci-après en se rapportant aux figures annexées.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A detailed description relating to aspects of the present invention is given below with reference to the accompanying figures.

[0021] La figure 1 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'un dispositif 100 de soudure conforme à un mode de réalisation. Le dispositif 100 de soudure peut comporter un boîtier 110 d'alimentation. Le boîtier 110 d'alimentation peut comprendre une source 111 d'énergie, un dispositif 116 de fourniture de métal de remplissage, et un dispositif 117 d'alimentation en gaz de protection. La source 111 d'énergie peut être connectée électriquement au dispositif 116 d'alimentation en métal de remplissage. La source 111 d'énergie peut être connectée électriquement au dispositif 117 d'alimentation en gaz de protection. Le dispositif 100 de soudure peut comporter une torche de soudure ou chalumeau 130. Le chalumeau 130 peut être connecté de manière fonctionnelle au boîtier 110 d'alimentation par l'intermédiaire d'un conduit 131 isolant. Le chalumeau 130 peut effectuer un procédé de soudure sur une pièce 150 de travail. Le dispositif 100 de soudure peut comporter une unité 120 de commande. L'unité 120 de commande peut être connectée de manière fonctionnelle au boîtier 110 d'alimentation.Figure 1 illustrates a diagram in the form of a diagram of a welding device 100 according to one embodiment. The welding device 100 may include a supply unit 110. The supply unit 110 may include a source 111 of energy, a device 116 for supplying filler metal, and a device 117 for supplying shielding gas. The energy source 111 can be electrically connected to the device 116 for supplying filler metal. The energy source 111 can be electrically connected to the device 117 for supplying shielding gas. The welding device 100 can comprise a welding torch or torch 130. The torch 130 can be functionally connected to the supply unit 110 via an insulating conduit 131. The torch 130 can perform a welding process on a work piece 150. The welding device 100 may include a control unit 120. The control unit 120 can be operatively connected to the power supply box 110.

[0022] Le procédé de soudure par fusion est largement utilisé dans des applications industrielles. Un procédé de soudure à l'arc au métal gazeux (GMAW) est l'un des procédés de soudure par fusion les plus classiques. La figure 2 illustre un diagramme sous forme d'un schéma d'un procédé GMAW. Un chalumeau 130 peut comporter un conduit 131 isolant. Le conduit 131 isolant peut enfermer un câble 132 de puissance. Le câble 132 de puissance peut être connecté à une source 111 d'énergie. Le chalumeau 130 peut comporter une pointe 136 de contact. Le câble 132 de puissance peut fournir de l'énergie électrique à la pointe 136 de contact à partir de la source 111 d'énergie. La distance de la pièce de travail à la pointe de contact (CTWD) 137 peut se référer à une distance allant de la pointe 136 de contact jusqu'à une surface de la pièce 150 de travail. Le conduit 131 isolé peut enfermer un métal 138 de remplissage. Le métal 138 de remplissage peut être fourni à partir du dispositif 116 d'alimentation en métal de remplissage. Le métal 138 de remplissage peut s'étendre par la pointe 136 de contact en direction d'une pièce 150 de travail. L'énergie électrique de la pointe 136 de contact peut être transmise au métal 138 de remplissage à la pointe 136 de contact. L'extension du métal 138 de remplissage par la pointe 136 de contact peut devenir une électrode. Le conduit 131 isolant peut enfermer un tuyau 133 de gaz de protection. Le tuyau 133 de gaz de protection peut être connecté au dispositif 117 d'alimentation en gaz de protection. Du gaz 118 de protection peut être envoyé dans le chalumeau 130 de par l'intermédiaire du tuyau 133 de gaz de protection. Le chalumeau 130 peut comporter une buse 134 de gaz. Le gaz 118 de protection peut créer une protection 135 gazeuse lorsqu'il passe par la buse 134 de gaz .The fusion welding process is widely used in industrial applications. A gas metal arc welding (GMAW) process is one of the most conventional fusion welding processes. FIG. 2 illustrates a diagram in the form of a diagram of a GMAW process. A torch 130 may include an insulating conduit 131. The insulating conduit 131 can enclose a power cable 132. The power cable 132 can be connected to a source 111 of energy. The torch 130 may include a contact tip 136. The power cable 132 can supply electrical energy to the contact tip 136 from the energy source 111. The distance from the work piece to the contact tip (CTWD) 137 may refer to a distance from the contact tip 136 to a surface of the work piece 150. The insulated conduit 131 can enclose a metal 138 for filling. The filler metal 138 can be supplied from the filler metal supply device 116. The filling metal 138 can extend through the contact tip 136 in the direction of a work piece 150. The electrical energy from the contact tip 136 can be transmitted to the filler metal 138 at the contact tip 136. The extension of the filling metal 138 by the contact tip 136 can become an electrode. The insulating conduit 131 can enclose a pipe 133 of shielding gas. The shielding gas hose 133 can be connected to the shielding gas supply device 117. Shielding gas 118 can be sent to the torch 130 through the shielding gas pipe 133. The torch 130 may include a gas nozzle 134. The shielding gas 118 can create a gaseous shield 135 when it passes through the gas nozzle 134.

[0023] Pendant un procédé de soudure, un arc 139 peut être produit lorsque le métal 138 de remplissage est en contact avec une surface de la pièce 150 de travail. L'arc 139 peut produire de la chaleur. La chaleur fournie de l'arc 139 peut faire fondre une partie de la pièce 150 de travail pour créer un bain de soudure 140. La chaleur provenant de l'arc 139 peut faire fondre une pointe du métal 138 de remplissage. La pointe fondue du métal 138 de remplissage peut être transférée au bain 140 de soudure. Du métal 141 de soudure peut être formé sur la pièce 150 de travail après solidification. La protection 135 gazeuse peut empêcher une contamination atmosphérique du métal 138 de remplissage, de l'arc 139 et du bain 140 de soudure pendant la soudure.During a welding process, an arc 139 can be produced when the metal 138 filler is in contact with a surface of the work piece 150. Arc 139 can produce heat. The heat supplied from the arc 139 can melt part of the work piece 150 to create a weld pool 140. The heat from the arc 139 can melt a tip of the filler metal 138. The molten tip of the filler metal 138 can be transferred to the weld pool 140. Welding metal 141 can be formed on the work piece 150 after solidification. The gas protection 135 can prevent atmospheric contamination of the filler metal 138, the arc 139 and the weld pool 140 during welding.

[0024] Dans un procédé GMAW, un transfert de métal par court-circuit peut produire une quantité de chaleur relativement basse comparée à d'autres mécanismes de transfert de métal, tels que des transferts de métal globulaire, des transferts de métal par pulvérisation, des transferts de métal par pulvérisation pulsée. La figure 3 illustre un diagramme sous la forme d'un schéma de forme d'onde de tension et de courant d'une puissance électrique dans un transfert de métal par court-circuit. Un court-circuit peut être créé à un instant A lorsque la pointe fondue du métal 138 de remplissage touche le bain 140 de soudure. L'arc 139 peut s'éteindre à l'instant A. La tension de la puissance électrique peut diminuer à l'instant A. Le courant de la puissance électrique peut augmenter à l'instant A. Le courant croissant peut produire une force de pincement magnétique. La force de pincement magnétique peut faire que la pointe fondue du métal 138 de remplissage soit transférée au bain 140 de soudure à l'instant B. L'arc 139 peut se réactiver lorsqu'un contact entre la pointe du métal 138 de remplissage et le bain 140 de soudure se rompt à l'instant C. Le cycle du transfert de métal peut se répéter avec une durée D de formation d'arc et un courtcircuit à l'instant E. Le métal 138 de remplissage peut être alimenté de manière continue à partir du dispositif 116 d'alimentation en métal de remplissage en direction de la pièce 150 de travail dans le bain 140 de soudure pendant le cycle.In a GMAW process, a metal transfer by short circuit can produce a relatively low amount of heat compared to other metal transfer mechanisms, such as globular metal transfers, metal transfers by sputtering, metal transfers by pulsed spraying. Figure 3 illustrates a diagram in the form of a voltage and current waveform diagram of electrical power in a short-circuit metal transfer. A short circuit can be created at an instant A when the molten tip of the filler metal 138 touches the weld pool 140. Arc 139 can go out at time A. The voltage of electric power can decrease at time A. The current of electric power can increase at time A. The increasing current can produce a force of magnetic pinch. The magnetic pinching force can cause the molten tip of the filler metal 138 to be transferred to the weld pool 140 at instant B. The arc 139 can reactivate when contact between the tip of the filler metal 138 and the Solder bath 140 breaks at time C. The metal transfer cycle can be repeated with a duration D of arc formation and a short circuit at time E. The filler metal 138 can be fed continuously from the device 116 for supplying the filling metal in the direction of the work piece 150 in the weld bath 140 during the cycle.

[0025][0025]

Les problèmes d'un transfert GMAW de métal par des courtslieu à des court-circuit classique sont associés à circuits aléatoires qui peuvent avoir intervalles de temps erratiques d'intensités variables. L'agitation résultante d'un bain de soudure se traduit par des éclaboussures de soudure, des gels sur les parois latérales, des tours froids et un manque de fusion. Un niveau élevé d'éclaboussures peut être produit. La chaleur produite dans un transfert GMAW de métal par court-circuit classique peut être relativement trop élevée et fissurer une pièce 150 de travail ayant un matériau sensible à la chaleur.The problems of a GMAW transfer of metal by shortlieu to classic short-circuits are associated with random circuits which can have erratic time intervals of variable intensities. The resulting agitation of a solder bath results in solder spatter, side wall gels, cold spins and lack of fusion. A high level of splashing may be produced. The heat produced in a conventional GMAW metal transfer by short circuit can be relatively too high and crack a work piece 150 having a heat sensitive material.

[0026] Les procédés d'alimentation (RWF)-GMAW à alimentation par fils effectuant un mouvement de va-etvient ont été développés par plusieurs fabricants d'équipements de soudure pour répondre aux problèmes qui se posent dans le transfert de métal à court-circuit GMAW classique. Dans les procédés RWF-GMAW, un métal 138 de remplissage, tel qu'un fil, peut subir un mouvement de va-et-vient pour entrer et sortir d'un bain 140 de soudure, plutôt que se déplacer en continu vers l'avant dans un procédé classique GMAW. Le déplacement du métal 138 de remplissage peut être commandé par une régulation électronique à l'intérieur d'une source 111 d'énergie. Le déplacement du métal 138 de remplissage peut être synchronisé avec une forme d'onde de la source 111 d'énergie. Des exemples de procédés RWF-GMAW peuvent inclure un Transfert de Métal Froid Fronius, un Courtcircuit Commandé Jetline, un Système de Soudure SKS MicroMig, un Processus à Fil Actif Panasonic, etc.Feeding processes (RWF) -GMAW with feed by wires performing a back-and-forth movement have been developed by several manufacturers of welding equipment to respond to the problems which arise in the short-term transfer of metal. classic GMAW circuit. In the RWF-GMAW processes, a filler metal 138, such as a wire, can go back and forth to get in and out of a weld pool 140, rather than moving continuously toward the before in a classic GMAW process. The movement of the filling metal 138 can be controlled by electronic regulation inside a source 111 of energy. The movement of the filler metal 138 can be synchronized with a waveform of the energy source 111. Examples of RWF-GMAW processes can include Fronius Cold Metal Transfer, Jetline Controlled Short Circuit, SKS MicroMig Welding System, Panasonic Active Wire Process, etc.

[0027] La figure 4 illustre un diagramme sous la forme d'un schéma d'un système de commande d'un procédé RWFGMAW. Le système peut comporter une source 111 d'énergie. La source 111 d'énergie peut comporter un convertisseur 112 de courant analogique/numérique (A/D). Le convertisseur 112 A/D peut convertir un signal de puissance de l'analogique au numérique. Le signal de puissance numérisé peut être traité par un Processeur de Signal Numérique (DSP) 113. Lorsque le DSP 113 détecte un court-circuit, il peut envoyer un signal à un dispositif 115 d'entraînement pour retirer un métal 138 de remplissage hors d'un bain 140 de soudure. La pointe fondue du métal 138 de remplissage peut être transférée au bain 140 de soudure par une combinaison de force de rétraction mécanique du dispositif 115 d'entraînement et une force de pincement d'un courant augmenté de courtcircuit. Le DSP 113 peut envoyer un signal au dispositif 115 d'entraînement d'alimenter le métal 138 de remplissage vers l'avant vers le bain 140 de soudure lorsqu'un arc 139 se réactive. Le cycle peut se répéter lorsqu'un court-circuit a lieu de nouveau. La source 111 d'énergie peut comporter un onduleur 114. L'onduleur 114 peut fournir une commande de rétroaction fermée numérisée rapide du courant et de la tension de la source 111 d'énergie. Le DSP 113 peut être connecté à une unité 120 de commande, à un dispositif 116 d'alimentation en métal de remplissage et à un dispositif 117 d'alimentation en gaz de protection par l'intermédiaire d'une interface, tel qu'un bus 119 de données. Des paramètres de soudure peuvent être mémorisés dans le DSP 113 pour une combinaison de différentes pièces 150 de travail, de métal 138 de remplissage et de gaz 118 de protection. L'unité 120 de commande peut surveiller, afficher ou documenter les paramètres de soudure pour garantir un procédé de soudure optimum.FIG. 4 illustrates a diagram in the form of a diagram of a control system for an RWFGMAW process. The system may include a source 111 of energy. The energy source 111 may include an analog / digital (A / D) current converter 112. The 112 A / D converter can convert a power signal from analog to digital. The digitized power signal can be processed by a Digital Signal Processor (DSP) 113. When the DSP 113 detects a short circuit, it can send a signal to a drive device 115 to remove a metal 138 filler from outside. 140 a solder bath. The molten tip of the filler metal 138 can be transferred to the weld pool 140 by a combination of mechanical retraction force of the drive device 115 and a nip force of an increased short-circuit current. The DSP 113 can send a signal to the drive device 115 to feed the filling metal 138 forward towards the weld pool 140 when an arc 139 is reactivated. The cycle can be repeated when a short circuit occurs again. The energy source 111 can include an inverter 114. The inverter 114 can provide a fast digitized closed feedback control of the current and voltage of the energy source 111. The DSP 113 can be connected to a control unit 120, to a device 116 for supplying filling metal and to a device 117 for supplying shielding gas via an interface, such as a bus. 119 of data. Welding parameters can be stored in the DSP 113 for a combination of different working parts 150, filling metal 138 and protective gas 118. The control unit 120 can monitor, display or document the welding parameters to guarantee an optimum welding process.

[0028] La figure 5 illustre des étapes de déplacement d'un métal 138 de remplissage dans un procédé RWF-GMAW. Pendant une période de formation d'arc à l'étape 210, un arc 139 peut être établi entre une pointe du métal 138 de remplissage et une surface de la pièce 150 de travail. De la chaleur provenant de l'arc 139 peut créer un bain 140 de soudure à la surface de la pièce 150 de travail. Le métal 138 de remplissage peut être déplacé vers l'avant vers le bain 140 de soudure pendant la période de formation d'arc à l'étape 210. Un court-circuit peut être créé lorsque la pointe du métal 138 de remplissage touche le bain 140 de soudure à l'étape 220. L'arc 139 peut être éteint pendant la durée de court-circuit. Le métal 138 de remplissage peut être retiré de manière mécanique hors du bain 140 de soudure pour supporter le transfert de métal pendant la durée de court-circuit à l'étape 230. L'arc 139 peut se réactiver de nouveau lorsqu'un contact entre la pointe du métal 138 de remplissage et le bain 140 de soudure se rompt à l'étape 210. Le déplacement du métalFigure 5 illustrates steps of moving a filling metal 138 in an RWF-GMAW process. During an arc formation period in step 210, an arc 139 may be established between a tip of the filler metal 138 and a surface of the work piece 150. Heat from the arc 139 can create a weld pool 140 on the surface of the work piece 150. The filler metal 138 can be moved forward toward the weld pool 140 during the arcing period in step 210. A short circuit can be created when the tip of the filler metal 138 touches the bath 140 of soldering in step 220. The arc 139 can be extinguished for the duration of the short circuit. The filler metal 138 can be removed mechanically from the weld pool 140 to support the transfer of metal during the short-circuit period in step 230. The arc 139 can reactivate again when contact between the tip of the filling metal 138 and the weld pool 140 is broken in step 210. The displacement of the metal

138 de remplissage peut être inversé de nouveau en direction du bain 140 de soudure pendant la durée de formation d'arc comme illustré à l'étape 210. Le cycle peut alors se répéter de nouveau.138 filling can be reversed again towards the weld pool 140 during the arc formation time as illustrated in step 210. The cycle can then be repeated again.

[0029] Le procédé RWF-GMAW peut intégrer la commande de déplacement du métal 138 de remplissage dans la commande du procédé de soudure en synchronisant le déplacement du métal 138 de remplissage avec une forme d'onde de la puissance électrique. La rétraction mécanique du métal 138 de remplissage peut aider au transfert de métal pour maintenir un courant à un niveau très bas pendant un court-circuit. La chaleur provenant du procédé RWF-GMAW peut être fortement réduite en raison d'un transfert de métal virtuellement sans courant. Le procédé RWF-GMAW peut produire uniquement une fraction de la chaleur comparé à un procédé GMAW classique. Par exemple, le procédé RWF-GMAW peut produire une chaleur pour moins que 1 kJ/pouce (1 pouce = 2,5 cm) . Des niveaux d'éclaboussures du procédé RWF-GMAW peuvent également être fortement réduits .The RWF-GMAW process can integrate the movement control of the filling metal 138 into the control of the welding process by synchronizing the movement of the filling metal 138 with a waveform of the electrical power. Mechanical retraction of the filler metal 138 can assist in the transfer of metal to maintain a current at a very low level during a short circuit. The heat from the RWF-GMAW process can be greatly reduced due to virtually current-free metal transfer. The RWF-GMAW process can produce only a fraction of the heat compared to a conventional GMAW process. For example, the RWF-GMAW process can produce heat for less than 1 kJ / inch (1 inch = 2.5 cm). Splash levels from the RWF-GMAW process can also be greatly reduced.

[0030] Le procédé RWF-GMAW peut être appliqué à des applications de soudure qui nécessitent une faible quantité de chaleur. Le procédé RWF-GMAW peut fournir moins de dilution de métal de base. Cependant, le procédé RWF-GMAW peut être bien plus complexe qu'un procédé GMAW classique. Il peut y avoir plus de 60 paramètres de soudure ajustables pour garantir une soudure optimisée. Certains fabricants peuvent mémoriser des paramètres de soudure préprogrammés dans le DSP 113 de la source 111 d'énergie. Cependant, il n'y a pas de paramètres de procédé préprogrammés disponibles facilement pour des soudures d'aciers manganèse austénitique, spécifiquement de l'acier manganèse Hadfield. Il peut être nécessaire que des paramètres de soudure soient spécifiquement développés pour une application de soudure difficile, par exemple dans une application de soudure d'acier manganèse Hadfield soudé. Des paramètres de soudures peuvent comporter, par exemple, une quantité de chaleur, un courant, une tension, une distance pointe de contact à pièce de travail, un débit de gaz de protection, une vitesse d'alimentation en fil, une vitesse de propagation de soudure, un angle ou orientation de propagation, un angle ou orientation de travail, etc.The RWF-GMAW process can be applied to welding applications which require a small amount of heat. The RWF-GMAW process can provide less base metal dilution. However, the RWF-GMAW process can be much more complex than a conventional GMAW process. There can be more than 60 adjustable welding parameters to guarantee optimized welding. Some manufacturers can store pre-programmed welding parameters in the DSP 113 of the energy source 111. However, there are no preprogrammed process parameters readily available for welds of austenitic manganese steels, specifically Hadfield manganese steel. Welding parameters may have to be specifically developed for a difficult welding application, for example in a welding application of welded Hadfield manganese steel. Welding parameters can include, for example, a quantity of heat, a current, a voltage, a contact tip distance to the workpiece, a shielding gas flow rate, a wire feed speed, a propagation speed welding, propagation angle or orientation, working angle or orientation, etc.

[0031] La figure 6 illustre une géométrie de joint d'une pièce 150 de travail ayant un matériau sensible à la chaleur à souder en utilisant un procédé RWG-GMAW conformément à un mode de réalisation. La pièce 150 de travail peut comporter une première pièce 151 de métal à souder à une deuxième pièce 152 de métal. La première pièce 151 de métal peut être constituée d'un matériau sensible à la chaleur. Conformément à un mode de réalisation, le matériau sensible à la chaleur peut comporter un acier manganèse Hadfield. L'acier manganèse Hadfield peut avoir une composition chimique en poids, par exemple, de carbone dans une plage de 1,00% et 1,40%, de manganèse dans une plage de 11% à 14%, de silicium de 1,00% au maximum, de phosphore de 0,10% au maximum, de soufre de 0,05% au maximum, et de chrome de 1,50% au maximum. L'acier manganèse Hadfield peut être forgé ou coulé. La deuxième pièce 152 de métal peut comporter un matériau métallique similaire à l'acier manganèse Hadfield dans la première pièce 151 de métal. La deuxième pièce 152 de métal peut comporter un matériau métallique qui n'est pas similaire à l'acier manganèse Hadfield dans la première pièce 151 de métal, tel que de l'acier inoxydable austénitique, ou de l'acier carbone. L'acier inoxydable austénitique ou l'acier carbone peut être plaqué. L'acier inoxydable austénitique peut avoir un grade 304, 304L, 316, 316L, etc. L'acier carbone peut comporter un grade SA516.Figure 6 illustrates a joint geometry of a work piece 150 having a heat-sensitive material to be welded using an RWG-GMAW method according to one embodiment. The work piece 150 may comprise a first piece 151 of metal to be welded to a second piece 152 of metal. The first piece 151 of metal can be made of a material sensitive to heat. According to one embodiment, the heat-sensitive material can comprise a Hadfield manganese steel. Manganese Hadfield steel can have a chemical composition by weight, for example, carbon in the range of 1.00% and 1.40%, manganese in the range of 11% to 14%, silicon in the range 1.00 % maximum, phosphorus 0.10% maximum, sulfur 0.05% maximum, and chromium 1.50% maximum. Manganese Hadfield steel can be forged or cast. The second piece 152 of metal may include a metallic material similar to the Hadfield manganese steel in the first piece 151 of metal. The second piece 152 of metal may include a metallic material which is not similar to the Hadfield manganese steel in the first piece 151 of metal, such as austenitic stainless steel, or carbon steel. Austenitic stainless steel or carbon steel can be plated. Austenitic stainless steel can have grade 304, 304L, 316, 316L, etc. Carbon steel may have a grade SA516.

[0032] La première pièce 151 de métal ayant un matériau sensible à la chaleur peut être positionnée horizontalement. La deuxième pièce 152 de métal peut être positionnée verticalement pour former une géométrie de joint en T. La deuxième pièce 152 de métal peut être serrée en position avant la soudure. D'autres types de mécanisme de maintien, tels qu'une soudure par collage de la deuxième pièce 152 de métal à la première pièce 151 de métal, peuvent également être utilisés. La première pièce 151 de métal peut avoir une épaisseur Th. L'épaisseur T2 peut être d'environ 2,54 cm. La deuxième pièce 152 de métal peut avoir une épaisseur T2. L'épaisseur T2 peut être égale à environ 0,32 cm pour de l'acier inoxydable, ou à environ 0,27 cm pour de l'acier carbone.The first piece 151 of metal having a heat-sensitive material can be positioned horizontally. The second piece 152 of metal can be positioned vertically to form a T-joint geometry. The second piece 152 of metal can be clamped in position before welding. Other types of holding mechanism, such as bond welding of the second piece 152 of metal to the first piece 151 of metal, can also be used. The first piece 151 of metal can have a thickness Th. The thickness T 2 can be approximately 2.54 cm. The second piece 152 of metal can have a thickness T 2 . The thickness T 2 can be equal to approximately 0.32 cm for stainless steel, or to approximately 0.27 cm for carbon steel.

[0033] La soudure 153 peut être effectuée sur les deux côtés du joint en T. Une dimension de la soudure 153 peut être d'environ 0,43 cm. La soudure 153 peut être une soudure d'angle. D'autres types de soudure, tels que des soudures en rainure, peuvent également être utilisés. Un matériau de support peut ne pas être utilisé à la racine du joint. La soudure peut être effectuée avec la pièce 150 de travail à la température ambiante. La position de soudure peut être horizontale, par exemple la position 2F suivant ASME Section IX Edition 2013. D'autres types de position de soudure suivant ASME Section IX Edition 2013, tels que à plat, par exemple 1F, ou des positions verticales, par exemple 3F, peuvent également être utilisés. Un traitement thermique après la soudure peut ne pas être effectué.The weld 153 can be carried out on both sides of the T-joint. A dimension of the weld 153 can be approximately 0.43 cm. The weld 153 can be a corner weld. Other types of welds, such as groove welds, can also be used. Support material may not be used at the root of the joint. The welding can be carried out with the work piece 150 at room temperature. The welding position can be horizontal, for example the 2F position according to ASME Section IX Edition 2013. Other types of welding position according to ASME Section IX Edition 2013, such as flat, for example 1F, or vertical positions, for example 3F, can also be used. Post-weld heat treatment may not be performed.

[0034] Le métal 138 de remplissage peut être un acier inoxydable de grade ER309, qui peut appartenir à la classification SFA 5.9/5.9M. D'autres types de métal 138 de remplissage peuvent également être utilisés, tels que du 18.8 Mn. Le métal 138 de remplissage peut être également sous la forme d'un fil plein. Un diamètre du métal 138 de remplissage peut être compris entre 1,143 mm et 1,575 mm. Par exemple, un diamètre du métal 138 de remplissage peut être égal à 0,9 mm.The filler metal 138 can be a stainless steel of ER309 grade, which can belong to the SFA classification 5.9 / 5.9M. Other types of filler metal 138 can also be used, such as 18.8 Mn. The filler metal 138 can also be in the form of a solid wire. A diameter of the filler metal 138 can be between 1.143 mm and 1.575 mm. For example, a diameter of the filler metal 138 may be equal to 0.9 mm.

[0035] Un gaz 118 de protection peut être inerte ou semi-inerte. Un gaz 118 de protection peut être à base d'argon ou d'un mélange d'argon et de C02. Par exemple, le gaz 118 de protection peut être un mélange de 98% d'argon et de 2% de C02. Le débit du gaz 118 de protection peut être compris entre 0,42 m3/h et 1,7 m3/h, ou compris entre 0,71 m3/h et 1,42 m3/h, ou compris entre 0,99 m3/h et 1,27 m3/h.A protective gas 118 can be inert or semi-inert. A shielding gas 118 may be based on argon or a mixture of argon and C0 2 . For example, the shielding gas 118 may be a mixture of 98% argon and 2% C0 2 . The flow rate of the shielding gas 118 can be between 0.42 m 3 / h and 1.7 m 3 / h, or between 0.71 m 3 / h and 1.42 m 3 / h, or between 0 , 99 m 3 / h and 1.27 m 3 / h.

[0036] Des caractéristiques électriques de la source 111 d'énergie peuvent être une électrode positive à courant continu. La fréquence d'impulsion de la source 111 d'énergie peut être de 10 Hz.Electrical characteristics of the energy source 111 can be a positive direct current electrode. The pulse frequency of the energy source 111 can be 10 Hz.

[0037] Conformément à un mode de réalisation, pour souder de l'acier manganèse Hadfield à de l'acier manganèse austénitique, le courant peut être réglé entre 50 A et 100 A, ou entre 60 A et 90 A, ou entre 70 A et 85 A. La tension peut être réglée entre 5 V et 35 V, ou entre 10 V et 25 V, ou entre 15 V et 20 V. La quantité de chaleur du procédé RWF-GMAW peut être réglée entre 0,118 kJ/mm et 1,182 kJ/mm, ou entre 0,394 kJ/mm et 0,788 kJ/mm, ou entre 0,552 kJ/mm et 0,63 kJ/mm.According to one embodiment, for welding Hadfield manganese steel to austenitic manganese steel, the current can be adjusted between 50 A and 100 A, or between 60 A and 90 A, or between 70 A and 85 A. The voltage can be adjusted between 5 V and 35 V, or between 10 V and 25 V, or between 15 V and 20 V. The amount of heat of the RWF-GMAW process can be adjusted between 0.118 kJ / mm and 1.182 kJ / mm, or between 0.394 kJ / mm and 0.788 kJ / mm, or between 0.552 kJ / mm and 0.63 kJ / mm.

[0038] Conformément à un mode de réalisation, pour souder de l'acier manganèse Hadfield à de l'acier carbone, le courant peut être réglé entre 50 A et 200 A, ou entre 125 A et 175 A, ou entre 130 A et 150 A. La tension peut être réglée entre 5 V et 35 V, ou entre 15 V et 25 V, ou entre 18 V et 23 V. La quantité de chaleur du procédé RWF-GMAW peut être réglée entre 0,118 kJ/mm et 0,985 kJ/mm, ou entre 0,394 kJ/mm et 0,788 kJ/mm, ou entre 0,433 kJ/mm et 0,591 kJ/mm.According to one embodiment, for welding Hadfield manganese steel to carbon steel, the current can be adjusted between 50 A and 200 A, or between 125 A and 175 A, or between 130 A and 150 A. The voltage can be adjusted between 5 V and 35 V, or between 15 V and 25 V, or between 18 V and 23 V. The amount of heat of the RWF-GMAW process can be adjusted between 0.118 kJ / mm and 0.985 kJ / mm, or between 0.394 kJ / mm and 0.788 kJ / mm, or between 0.433 kJ / mm and 0.591 kJ / mm.

[0039] La soudure 153 peut être effectuée en utilisant un passage unique. La soudure 153 peut également être effectuée en utilisant un passage multiple.Welding 153 can be performed using a single pass. Welding 153 can also be carried out using a multiple pass.

[0040] Conformément à un mode de réalisation, pour souder de l'acier manganèse Hadfield à de l'acier inoxydable austénitique, la vitesse de déplacement de la soudure du chalumeau 130 lorsqu'il effectue la soudure 153 peut être réglée entre 10,16 cm/min et 25,4 cm/min, ou entre 14,73 cm/min et 15,75 cm/min.According to one embodiment, to weld Hadfield manganese steel to austenitic stainless steel, the speed of movement of the welding of the torch 130 when it performs the welding 153 can be adjusted between 10.16 cm / min and 25.4 cm / min, or between 14.73 cm / min and 15.75 cm / min.

[0041] Conformément à un mode de réalisation, pour souder de l'acier manganèse Hadfield à de l'acier carbone, la vitesse de déplacement de la soudure du chalumeau 130 lorsqu'il effectue la soudure 153 peut être réglée entre 12,7 cm/min et 76,2 cm/min, ou entre 25,4 cm/min et 50,8 cm/min, ou entre 35,56 cm/min et 45,72 cm/min. La distance pointe de contact à pièce 130 de travail peut être d'environ 1,11 cm.According to one embodiment, for welding Hadfield manganese steel to carbon steel, the speed of movement of the welding torch 130 when it performs welding 153 can be adjusted between 12.7 cm / min and 76.2 cm / min, or between 25.4 cm / min and 50.8 cm / min, or between 35.56 cm / min and 45.72 cm / min. The contact tip distance to work piece 130 can be about 1.11 cm.

[0042] La figure 7 illustre un diagramme en forme de schéma d'une orientation 155 de travail d'un chalumeau 130 lorsqu'on effectue une soudure 153 sur une pièce 150 de travail. Conformément à un mode de réalisation, l'angle 155 de travail peut être compris entre 45 degrés et 65 degrés entre l'horizontale et l'axe 154 longitudinal du chalumeau 130. Par exemple, l'angle 155 de travail peut être d'environ 55 degrés entre l'horizontale et l'axe 154 longitudinal du chalumeau 130.FIG. 7 illustrates a diagram in the form of a diagram of a working orientation 155 of a torch 130 when a welding 153 is carried out on a work piece 150. According to one embodiment, the working angle 155 can be between 45 degrees and 65 degrees between the horizontal and the longitudinal axis 154 of the torch 130. For example, the working angle 155 can be approximately 55 degrees between the horizontal and the longitudinal axis 154 of the torch 130.

[0043] La figure 8 illustre un diagramme en forme de schéma d'un angle ou orientation 156 de déplacement d'un chalumeau 130 lorsqu'on effectue une soudure 153 sur une pièce 150 de travail. Conformément à un mode de réalisation, l'angle 156 de déplacement peut être compris entre 0 et 20 degrés poussée, ce qui signifie que le chalumeau 130 est dirigé vers une direction 157 de déplacement et l'angle calculé entre la verticale et l'axe 154 longitudinal du chalumeau 130 est compris entre 0 et 20 degrés. Par exemple, l'angle de déplacement peut être d'environ 10 degrés poussée.FIG. 8 illustrates a diagram in the form of a diagram of an angle or orientation 156 of displacement of a torch 130 when a welding 153 is carried out on a work piece 150. According to one embodiment, the angle 156 of displacement can be between 0 and 20 degrees of thrust, which means that the torch 130 is directed towards a direction 157 of displacement and the angle calculated between the vertical and the axis 154 longitudinal of the torch 130 is between 0 and 20 degrees. For example, the angle of movement can be about 10 degrees of thrust.

[0044] La figure 9 illustre une vue en perspective d'une configuration 158 de cordon en fil d'une soudure 153 sur une pièce 150 de travail. Une configuration 158 de cordon en fil est un type de soudure 153 qui peut être formé par un mouvement en ligne droite d'un chalumeau comme représenté par la flèche. La figure 10 illustre une vue en perspective d'un motif 159 de cordon en maille d'une soudure 153 sur une pièce 150 de travail. Un motif 159 de cordon en maille est un type de soudure 153 qui peut être formé par un mouvement d'oscillation transversale d'un chalumeau comme représenté par la flèche. Conformément à un mode de réalisation, un motif 159 de cordon en maille peut être utilisé pour la soudure 153. Un motif 158 de cordon en fil peut également être utilisé pour la soudure 153.Figure 9 illustrates a perspective view of a configuration 158 of wire bead of a weld 153 on a work piece 150. A wire bead configuration 158 is a type of weld 153 which can be formed by a straight line movement of a torch as shown by the arrow. FIG. 10 illustrates a perspective view of a pattern 159 of mesh bead of a weld 153 on a work piece 150. A mesh bead pattern 159 is a type of weld 153 which can be formed by a transverse oscillating movement of a torch as shown by the arrow. According to one embodiment, a pattern 159 of mesh bead can be used for welding 153. A pattern 158 of wire bead can also be used for welding 153.

[0045] Conformément à un aspect, le procédé proposé peut ajuster un procédé RWF-GMAW pour souder du matériau sensible à la chaleur, par exemple pour souder de l'acier manganèse Hadfield. Le procédé RWF-GMAW proposé peut fournir beaucoup moins de quantité de chaleur comparé au procédé GMAW classique. La quantité de chaleur faible peut se traduire par une dilution de métal de base faible et empêcher une fissure pendant la soudure qui pourrait se traduire par une meilleure qualité de la soudure.According to one aspect, the proposed method can adjust an RWF-GMAW method for welding heat-sensitive material, for example for welding of manganese steel Hadfield. The proposed RWF-GMAW process can provide much less heat compared to the conventional GMAW process. The low amount of heat can result in a weak base metal dilution and prevent cracking during welding which could result in better weld quality.

[0046] Conformément à un aspect, le procédé proposé fournit des paramètres de soudure optimisés pour souder du matériau sensible à la chaleur en utilisant un procédéAccording to one aspect, the proposed method provides optimized welding parameters for welding heat-sensitive material using a method

RWF-GMAW. Les paramètres de soudure peuvent être commandés en boucle fermée par une source 111 d'énergie d'onduleur commandé par un microprocesseur numérisé. Le procédé proposé peut fournir une soudure de bonne qualité qui peut être répétée et fiable.RWF-GMAW. The welding parameters can be controlled in a closed loop by a source 111 of inverter energy controlled by a digitized microprocessor. The proposed process can provide a good quality weld that can be repeated and reliable.

[0047] Conformément à un aspect, le procédé proposé peut être appliqué à un procédé RWF-GMAW incluant le Transfert de Métal Froid Fronius, le Court-circuit Commandé Jetline, le MicroMig Système de Soudure SKS, le Procédé à Fil Actif Panasonic, etc. La soudure peut être une opération automatique effectuée par un robot. La soudure peut également être une opération manuelle pour des petites soudures localisées.According to one aspect, the proposed method can be applied to an RWF-GMAW method including the Fronius Cold Metal Transfer, the Jetline Controlled Short Circuit, the SKS MicroMig Welding System, the Panasonic Active Wire Process, etc. . Welding can be an automatic operation performed by a robot. Welding can also be a manual operation for small localized welds.

[0048] L'acier manganèse Hadfield est un alliage nonmagnétique à forte résistance qui est d'un grand intérêt pour des composants de générateur dans des applications de production d'énergie. Cependant, en raison de ses propriétés de sensibilité à la chaleur, il est très difficile d'utiliser de l'acier manganèse Hadfield dans des composants de générateur. Traditionnellement, des Soudures à l'Arc au Tungstène gazeux avec une polarité inversée ont été utilisées pour souder de l'acier manganèse Hadfield. Cependant, ce procédé est un procédé manuel et qui est fortement dépendant de la capacité de l'opérateur. La qualité de la soudure n'est pas fiable. Le procédé proposé peut permettre que ce matériau soit soudé sur plusieurs parties de générateur avec une bonne qualité. Le procédé proposé peut permettre que la soudure soit effectuée dans des installations d'usine.Hadfield manganese steel is a high strength nonmagnetic alloy which is of great interest for generator components in power generation applications. However, due to its heat sensitivity properties, it is very difficult to use Hadfield manganese steel in generator components. Traditionally, gaseous Tungsten Arc Welds with reverse polarity have been used to weld Hadfield manganese steel. However, this process is a manual process and is highly dependent on the capacity of the operator. The quality of the weld is not reliable. The proposed method can allow this material to be welded to several generator parts with good quality. The proposed process may allow welding to be carried out in factory facilities.

[0049] Bien que divers modes de réalisation qui incorporent les enseignements de la présente invention aient été représentés et décrits en détails ici, le spécialiste de la technique pourra comprendre et mettre en œuvre facilement de nombreux autres modes de réalisation qui incorporent encore ces enseignements. L'invention n'est pas limitée dans son application aux modes de réalisation donnés à titre d'exemples et aux détails de construction et aux agencements de composants fournis dans la description ou illustrés aux dessins. L'invention peut être réalisée sous forme d'autres modes de réalisation et être mise en œuvre ou être effectuée de diverses manières. Il convient de comprendre également que les terminologies et phrasés ici utilisés dans le but de décrire ne doivent pas être considérés comme étant limitant. L'utilisation des termes incluant, comportant ou ayant et leurs variantes englobe les articles listés à leur suite et leurs équivalents ainsi que des articles supplémentaires. A moins que cela soit précisé ou limité d'une autre manière, les termes monté, connecté, supporté et couplé et leurs variantes sont utilisés dans leur signification large et englobent des montages directs et indirects, des connexions, des supports et des couplages. En outre, connecté et couplé ne sont pas limités à des couplages ou connexions physiques ou mécaniques.Although various embodiments which incorporate the teachings of the present invention have been shown and described in detail here, the skilled person will be able to easily understand and implement many other embodiments which still incorporate these teachings. The invention is not limited in its application to the embodiments given by way of examples and to the construction details and to the arrangements of components provided in the description or illustrated in the drawings. The invention can be realized in the form of other embodiments and can be implemented or be carried out in various ways. It should also be understood that the terminologies and phrasing herein used for the purpose of describing should not be considered as limiting. The use of the terms including, including or having and their variants includes the articles listed after them and their equivalents as well as additional articles. Unless specified or otherwise limited, the terms mounted, connected, supported and coupled and their variants are used in their broad meaning and include direct and indirect arrangements, connections, supports and couplings. In addition, connected and coupled are not limited to physical or mechanical couplings or connections.

Liste de références : List of references: 100 : 100: Appareil de soudure Welding machine 110 : 110: Boîtier d'alimentation Power box 111 : 111: Source d'énergie Energy source 112 : 112: Convertisseur analogique numérique Analog to digital converter (A/D) (A / D) 113 : 113: Processeur de signal numérique (DSP Digital signal processor (DSP ) ) 114 : 114: Onduleur Inverter 115 : 115: Dispositif d'entraînement Drive device 116 : 116: Dispositif d'alimentation de métal de Metal feeding device remplissage filling 117 : 117: Dispositif d'alimentation de gaz de Gas supply device protection protection 118 : 118: Gaz de protection Shielding gas 119 : 119: Bus de données Data bus 120 : 120: Unité de commande Control unit 130 : 130: Chalumeau de soudure Welding torch 131 : 131: Conduit Driven 132 : 132: Câble de puissance Power cable 133 : 133: Tuyau de gaz de protection Shielding gas hose 134 : 134: Buse de gaz Gas nozzle 135 : 135: Blindage gazeux Gas shielding 136 : 136: Pointe de contact Contact tip 137 : 137: Distance pointe de contact à pièce de travail (CTWD) Distance from contact tip to workpiece (CTWD) 138 : 138: Métal de remplissage Metal filler 139 : 139: Arc Bow 140 : 140: Bain de soudure Solder bath

141 : 141: Métal de Metal soudure welding 150 : 150: Pièce de Piece of travail job 151 : 151: Première First pièce métallique metal part 152 : 152: Deuxième Second pièce métallique metal part 153 : 153: Soudure Welding 154 : 154: Axe longitudinal du chalumeau Longitudinal axis of the torch 155 : 155: Angle de Angle of travail job 156 : 156: Angle de Angle of déplacement displacement 157 : 157: Direction de déplacement Direction of travel 158 : 158: Motif de Reason for cordon en fil wire cord 159 : 159: Motif de Reason for cordon en maille mesh cord

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé de soudure pour souder une pièce de travail comportant un matériau sensible à la chaleur, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :1. Welding method for welding a work piece comprising a material sensitive to heat, the method being characterized in that it comprises: fournir de l'énergie électrique à partir d'une source (111) d'énergie à une pointe (136) de contact d'un chalumeau (130) de soudure ;supplying electrical energy from a source (111) of energy to a contact tip (136) of a welding torch (130); fournir un métal de remplissage à partir d'un dispositif (116) d'alimentation en métal de remplissage et faire s'étendre le métal de remplissage par la pointe de contact jusqu'à la pièce (150) de travail, dans lequel la pièce de travail comporte un matériau sensible à la chaleur ;supplying a filler metal from a filler metal feeder (116) and causing the filler metal to extend through the contact tip to the work piece (150) in which the work piece work includes heat sensitive material; faire fondre une partie de la pièce de travail pour créer un bain (140) de soudure sur la pièce (150) de travail par un arc produit entre une pointe du métal (130) de remplissage et une surface de la pièce (150) de travail ;melt part of the work piece to create a weld pool (140) on the work piece (150) by an arc produced between a tip of the filler metal (130) and a surface of the work piece (150) job ; donner au métal (138) de remplissage un mouvement de va-et-vient pour entrer et sortir du bain (140) de soudure ;giving the filler metal (138) back and forth to enter and exit the solder bath (140); synchroniser un déplacement du métal de remplissage avec une forme d'onde de l'énergie électrique ; et ajuster un paramètre de soudure de sorte qu'une soudure peut être effectuée sur la pièce de travail sans fissurer le matériau sensible à la chaleur.synchronizing a displacement of the filler metal with an electrical energy waveform; and adjusting a weld setting so that a weld can be made to the workpiece without cracking the heat sensitive material. 2. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau sensible à la chaleur comprend de l'acier manganèse Hadfield.2. Welding method according to claim 1, characterized in that the heat-sensitive material comprises Hadfield manganese steel. 3. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le métal de remplissage a une forme en fil plein.3. A welding method according to claim 1, characterized in that the filling metal has a solid wire shape. 4. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend une quantité de chaleur, la quantité de chaleur étant réglée pour être comprise entre 0,118 kJ/mm et 1,182 kJ/mm.4. The welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises an amount of heat, the amount of heat being adjusted to be between 0.118 kJ / mm and 1.182 kJ / mm. 5. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend un courant, et le courant est réglé pour être compris entre 50 A et 200 A.5. A welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises a current, and the current is adjusted to be between 50 A and 200 A. 6. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend la tension, et la tension est réglée pour être comprise entre 5 V et 35 V.6. A welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises the voltage, and the voltage is adjusted to be between 5 V and 35 V. 7. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend une vitesse de déplacement de soudure, et la vitesse de déplacement de soudure est réglée pour être comprise entre 12,7 cm/min et 76,2 cm/min.7. The welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises a welding displacement speed, and the welding displacement speed is adjusted to be between 12.7 cm / min and 76.2 cm. / min. 8. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend un angle de travail, et l'angle de travail est réglé pour être compris entre 45 degrés et 65 degrés par rapport à l'horizontale.8. A welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises a working angle, and the working angle is adjusted to be between 45 degrees and 65 degrees relative to the horizontal. 9. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend un angle de déplacement, et l'angle de déplacement est réglé pour être compris entre 0 degré et 20 degrés poussée.9. A welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises a displacement angle, and the displacement angle is adjusted to be between 0 degrees and 20 degrees thrust. 10. Procédé de soudure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de soudure comprend un10. The welding method according to claim 1, characterized in that the welding parameter comprises a débit du flow of gaz gas de protection, protection, et and le the débit du flow of gaz de gas protection protection est East réglé pour settled for être be compris including entre 0,42 between 0.42 m3/h etm 3 / h and 1, 7 m3/h.1.7 m 3 / h. 11 . 11. Dispositif de Device soudure welding pour for souder une pièce weld a piece
(150) de travail comportant un matériau sensible à la chaleur, le dispositif de soudure comportant :(150) working comprising a material sensitive to heat, the welding device comprising: un chalumeau (130) de soudure comportant une pointe de contact ;a welding torch (130) having a contact tip; une source (111) d'énergie configurée pour fournir de l'énergie électrique à la pointe de contact du chalumeau de soudure ;an energy source (111) configured to supply electrical energy to the contact tip of the welding torch; un dispositif (116) d'alimentation en métal de remplissage configuré pour fournir un métal de remplissage s'étendant par la pointe de contact vers la pièce de travail, la pièce de travail comportant un matériau sensible à la chaleur, et dans lequel un arc est produit entre une pointe du métal de remplissage et une surface de la pièce de travail pour créer un bain (140) de soudure sur la pièce de travail ; et un dispositif (115) d'entraînement configuré pour donner au métal de remplissage un mouvement de va-etvient dans et hors le bain de soudure, dans lequel la source (111) d'énergie comprend un processeur de signal numérique, dans lequel le processeur de signal numérique est configuré pour envoyer un signal au dispositifa filler metal supply device (116) configured to supply a filler metal extending through the contact tip to the work piece, the work piece comprising a heat sensitive material, and in which an arc is produced between a tip of the filler metal and a surface of the work piece to create a weld pool (140) on the work piece; and a driving device (115) configured to give the filler metal back and forth movement in and out of the solder bath, wherein the power source (111) comprises a digital signal processor, in which the digital signal processor is configured to send a signal to the device 5 d'entraînement de sorte qu'un déplacement du métal de remplissage est synchronisé avec une forme d'onde de l'énergie électrique, et dans lequel un paramètre de soudure est réglé de sorte qu'une fusion est capable d'être effectué sur la5 drive so that a displacement of the filler metal is synchronized with a waveform of electrical energy, and in which a weld parameter is set so that a fusion is capable of being performed on the 10 pièce de travail sans fissurer le matériau sensible à la chaleur.10 work piece without cracking the heat sensitive material. 1/51/5 2/52/5
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