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'Perfectionnements à la soudure
La. présente invention se rapporte à la soudure électrique par résistance et, plus parti- culièrement, à la soudure par points, ladite inven- tion visant spécialement des perfectionnements ap-
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polttds â l'objet du brevet belge N* 375.305 déposé nar la Demenderesee le xi novembre jj3o pour "Pertecti.On#8lte à la soudure-.
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Bien que, dans ce qui suit, on ait décrit particulièrement la présente invention dans ses rapporte avec la soudure par pointe des pièces en acier et plus particulièrement des pièces en acier inoxydable, il est bien entendu que ladite invention D'est pas limitée à la soudure par points mais qu'elle s'étend au champ général de la soudure électrique par résistance et que des pièces métal- liques autres que les pièces en acier, par exemple des pièces en aluminium, peuvent être reliées par le procédé qui fait l'objet de la présente invention
Conformément au procédé décrit dans le brevet principal, on réduit les effets nuisibles sur le métal que l'on soude, effets tels que ceux qui résultent de l'élévation de le,
température des pièces à souder, en limitant à une durée rela- tivement courte l'opération de la soudure, cette durée étant de préférence de l'ordre de 1/25 à 1/64 de seconde. D'autre part, il résulte des durées de cet ordre de grandeur que la consommation de courant est aussi réduite que possible.
Le but principal de la présente invention est d'augmenter encore la solidité des pièces que l'on soude, y compris la entière qui entoure les points de soudure et même la matière qui constitue les points de soudure. la présente invention, qui tend à atteindre ce but, consiste dans un procédé de soudure électrique par résistance conformément auquel la durée de l'opération de soudure est fonc- tion de la densité du courant employé pour la sou- dure, de manière à obtenir une soudure efficace avec un développement de c@aleur aussi minime que
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1 possible et sans effets nuisibles sur les propiré- tés, non seulemment au métal dans le voisinage du point de soudure, mais aussi du Métal qui constitue le point de soudure.
Une des caractéristiques de la présente invention réside dans le fait que l'on engendre une quantité de chaleur plus grande que celle qui ordinairement exercerait des effets nuisibles sur les propriétés du métal et qu'on limite le durée du passage du courant qui opère la soudure de façon que ces effets ne se produisent pas, par exemple par l'application au courant de soudure pendant des périodes durant de 1/64 à 1/500 de seconde ou moins, la durée se trouvant de préférence dans le voisinage de 1/200 de seconde.
De plus, les pièces que l'on soude sont, conformé- ment à la présente invention, amenées de force en
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/'qui contact l'une avec l'autre à une pression/'bien qu'elle soit plus élevée que la pression normale, est limitée à une valeur qui n'est pas beaucoup plus considérable que celle qui est nécessaire pour établir et pour maintenir une surface de contact adéquate, la pression étant par exemple de l'ordre de 250 kg par centimètre carré de la sur- face de la pointe de l'électrode.
Le métal que l'on soude peut être du métal laminé à froid, l'opération de soudure étant sensiblement instantanée et la soudure étant insta- nément refroidie par la entière elle-même, grâce à quoi la résistance du métal provoquée par le laminage à froid demeure inaltérée.
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Conformément à la présente invention, on peut donner à l'opération de soudure une durée quel- conque comprise entre 1/25 et 1/@@ de seconde et même une darde inférieure à cette dernière valeur.
Lee durées les plus usuelles, à présent, sont compré ses entre 1/100 et 1/500 de seconde et la durée la plus fréquente ce trouve dans les environs de 1/200 de seconde.. toutes ces valeurs s'appliquent à des 8[
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i5ce:, tààmmrrn acier inoxydable d'épaisseur relativement faible comprise par exemple entre 0,2 et un milli- mètre. De même que dans le brevet principal, on limi- te l'élévation de la température de l'acier dans les zones qui entourent immédiatement les points de sou- dure, de façon à atteindre un point qui se trouve au-dessous de celui auquel il se produit des effets "corona" nettement nuisibles aux propriétés physiques de l'acier de ces zones, bien que la température de la matière et de pellicule voisine soit plus élevée.
A cet effet, on règle le courant de sou- dure pour lui donner une valeur telle que le nombre total de calories qui peuvent être développées pen- dant le tempe, extrêmement court et limité, dont il s'agita soit suffisant pour réaliser une soudure aus- si efficace que possible mais qu'il soit insuffisant pour faire durer la température de .La soudure ou les températures des régions qui entourent immédiate- ment la matière fondue pendant un temps suffisant pour amener dans ces régions des modifications nuisibles au caractère austénitique ou aux autres propriétés physiques de la matière.
En fait, dans le cas des durées extrêmement courtes comprises entre
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1/500 et 1/1200 de seconde ou moindres encore. la température de la matière fondue proprement dite est maintenue pendant la période de la soudure d'une façon si précise que.
mime dans la substance de la matière fondue il ne se produise pas de modifica- tions nuisibles du caractère @@pténitique de la
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codifications têtière et le sf ropriatés physiques de ladite ma- lnales des tière sont quelque peu limitées car le gradient extrêmement rapide de la température, à partir du point où ladite matière se trouve à l'état fondu a pour résultat de donner une matière plus @
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/*dure qu'avec qumoe gradient beaucoup moins rapide réalisé pendant la solidification originelle du métal.
Il semble que cette caractéristique du procédé de la présente invention se manifeste à différents degrés sur toute l'étendue des durées indiquées plus haut, de 1 /25 de seconde à 1/1200 de seconde, bien que ces manifestations aient lieu à des degrés moindres à mesure que la durée se prolonge, car les modifications du caractère austénitique et des autres propriétés physiques de l'acier inoxydable exigent l'application de températures nuisibles pendant des durées considérable.
En réalité tous les acienset quelques au- tres ¯tala sont sujets à ce phénomène de retard entre la température d'application critique et les modifications des propriétés physiques. On sait que l'aluminium et ses alliages y sont sujets.
L'acier inoxydable à structure austénitique que la Demanderesse a utilisé plus particulièremment exige une durée très appréciable comprise entre une fraction importante de seconde et plusieurs
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1IiDut,ee, suivant la temparature. C'Mt pourquoi oette limitation de la darée des températuroe cri- tiques pioeoquist par l'apport de la chaleur cons- titue l'une des caractéristiques essentielles de
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1 Il inwat ion.
Dans la mise en oeuvre du présent procédé on applique un courant dont la 'valeur n'est pas sensiblement plus grande que celle qui est néces-
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m.ire pour développer, pendant la durée extrecement courte choisie, la chaleur exigée pour produire une soudure efficace. Ceci supprime toute chaleur inutile. En partie, en raison de cette limitation de la chaleur, il se produit un refroidissement instantané de la soudure @@ la matière qui entoure
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ladite soudure, ce reloidiseement étant beaucoup plus rapide que dans la soudure par points telle qu'elle se pratiquait auparavant et il en résulte une limitation de l'élévation de la température , sens que @@ prolonge la période des températures critiques.
La matière qui entoure immédiatement lasou- dure atteint des températures beaucoup plus basses que la température de la soudure proprement dite.
Les durées moyennes et extrêmement courtes de l'opération de soudure sont si brèves qu'elles sont très éloignées des durées nécessaires pour produire des modifications des propriétés physiques de la matière aux températures pratiquées.
Pour mieux définir la présente invention, on peut dire qu'elle réside dans @@ @@@@ l'utili- sation de durées très sensiblement moindres que
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températures qu'on atteint lorsqu'on limite l'in- tensité du courant à une valeur qui n'est pas sen- siblement plus élevée que celle qui est nécessaire pour atteindre, pondant les durées en question, la température nécessaire à la production d'une soudure efficace.
L'une des caractéristiques du procédé de fabrication général exposé ici réside dans le fait que les propriétés de résistance résultant de la fabrication à froid de la matière première peu- vont se manifester. La résistance de la matière peut être augmentée d'une façon très considérable par le travail à froid, l'augmentation étant.- l'or- dre de cent ou de deux cents pour cent. Il convient grandement que les effets de ce travail à froid soient maintenus malgré l'effet de la température de la soudure.
En ceci réside une autre caractéristique du procédé objet de la présente invention, carac- téristique qui peut être définie de la façon sui- vante :
La matière est travaillée à froid pour lui faire acquérir la résistance voulue à la trac- tion; elle est soudée ensuite par points de soudure pendant une période d'une valeur telle que les effets du travail à froid, dans la têtière non fon- due, ne soient pas diminués d'une façon nuisible sous l'influence des températures provoquées par un courant de soudure qui, lui, n'est pas sensiblement plus élevé que celui qui est nécessaire pour amener les surfaces en contact des pièces en question dans un état où elles peuvent se souder efficacement
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pendit la période de temps durant laquelle on opère.
Uhe des autres caracté'istiques de la pré- mate invention se rapporte aux pressions qu'exer-
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électrode. cent 1.4- B h pièce à usiner. Plus 1a prea- 5 sion appliqu'- est éln88 et plus 6ftoIlde est l'in- traité du courant pour une force eiectro-motrice constante. Au point de vue de la consomption du cou- rant dans la soudure elle-même, on obtient la sou- dure la plus efficace lorsque la résistance, aux pointe de contact des pièces à souder, est la plus grande car, lorsque la résistance est la plus éle- vée, l'intensité du courant est la plus basse.
An point de vue de la qualité cependant, on ne peut pas abaisser la pression au-dessous d'une valeur critique minim sans qu'il en résulte une pression insuffisan- te pour effectuer le contact sur toute la surface voulue de soudure, pour maintenir ledit contact pen- dant l'opération de soudure et pour mélanger inetan- tacément la matière fondue du point de contact.
Une autre caractéristique de la présente invention réside, par conséquent, dans la limitation de la pression exercée sur les électrodes, à une valeur qui ne dépasse pas sensiblement selle qui est nécessaire pour établir et pour waintenir une surface de contact convenable et pour assurer le fusionnement instantané des surfaces de contact en toute la fusion, sur @@@/ surface de la soudure que l'on désire établir, le courant pouvant être réduit à une valeur qui correspond à la résistance meximum praticable.
Bien que la Demanderesse considère que la durée de l'intervalle en question ne doit pas em- pièter sur la période pendant laquelle la matière non
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@ fondée peut subir des modifications appréciables, en ce qui con@erne ses propriétés physiques, aux températures qui résultent de l'application d'un courant qui ne dépasse pas sensiblement celui qui est nécessaire pour produire une soudure efficace ou, dans le sens contraire, pour amoindrir , par
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i,éc iue voie de conséquence, la rdsistsnce e iz k...,jj4i Illecr.nlC1ue ddg 8.1 travail à froid, les durées yeuvent 4tre Menées à des valeurs de plus en plus petites jus- quà ce qu'elles dévièrent pour ainsi dire instan- tanées.
La Demanderesse considère que, dans le voisinage des valeurs les plus faibles de l'échelle qui comprend des durées extrêmement courtes , on n'est limité que par les possibilités des appareils de réglage de ces durées (appareils capables de mesurer exactement et d'établir exactement le cou- rant et de le couper de même) et par des limita-
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r propriétés tiens des u circuit utilisé pour l'o- pyoprie s pération de soudure.
Avec des durées ext.rtmement courtes, des courante à une tension extrêmement élevée sont exigés, ce qui rend nécessaire, non seulement de transformatears ou autres sources
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Í fua.1E ur: d'énergie de grandes dimensions ides électrodes de grande section, une simplicité extrtme pour les appareils qui abaissent la résistance et l'inductan. ce etdes capacités inaccoutumées pour la radiation de la chaleur.
Lorsqu'il s'agit de souder des pièces d'une très faible épaisseur, le procédé qui fait l'objet de la présente invention permet de réaliser une soudure dont l'extérieur est exempt des creux qui se produisent aux soudures des pièces plus
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épai.... à soudure se réaliee si rapidement et
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r fondu d'une faffl si coamieteque le métal/% la soudure ne N'étend pu j88QU'à l'extérieur de la surface et il ne se produit pas d'affaissements de la surface de la matière, affaissements qui conduisent à la fondation de creux. En outre, la matière comprise entre la matière fondue de la soudure proprement dite et les surfaces conserve en grande partie les caractéristiques qu'elle avait avant la soudure et il en résulte que, dans son ensemble, la soudure est très résistante.
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H X V 2 8i Q I Q A T I Q fi À
1- Procédé de soudure électrique, par résistance, pour pièces en métal, dans le but de constituer un article composite ou une construc- tion composite, conformément au brevet N 375.205 ledit procédé étant caractérisé par le fait que la
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