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" Procédé de soudure à l'arc électrique "
Dans la soudure à l'arc électrique suivant les procédés connus, on ootient des soudures dans le genre de celles représentées dans les figures 1 et 2. Ces soudures présentant lorsqu'elles ont été exécutées dans de bonnes conditions techniques, une bonne résistance pour les charges uniformes, et ce, même dans le cas,-où il se forme des entailles sur le bord de la soudure, comme on peut voir dans la figure 1, à gauohe et en haut de la soudure.
On sait que de telles entailles ne diminuent que très peu la résistanoe à la rup- ture des matériaux élastiques oomne l'aoier fondu, pour des oharges uniformes,la résistance spécifique à l'endroit en- taillé se trouvant augmentée du fait que les sections voi- sines plus fortes rendent en cet endroit l'étirage de la matière plus difficile. Lorsque l'on a affaire à des varia- tions de charge souvent éépétées, les entailles de ce genre ont un effet très;-affaiblissant,l'augmentation de la fatigue locale produisant au fond de l'entaille de trop grandes varia - tions de forme sans cesse renouvelées, qui amènent finale- ment la formation d'une fissure superficielle progressant
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peu à peu vers l'intérieur.
On assiste à un effet analogue même en l'absence d'entailles sur le bord des soudures quand la matière est soumise à une charge continuellementvariable.
Dans ce cas la seotion plus forte de la soudure rend--la distri- bution des forces sur le bord de la soudure irrégulière et entraîne une augmentation de la fatigue par mm. oarré à la surface, où le bourrelet de la soudure est moins élastique, ce qui oblige la surfaoe voisine de la matière à se dilater davantage et,partant,à être soumise à un effort excessif.
L'expérience a mcntré qu'un tel affaiblissement subsistait même si les bourrelets de soudure étaient enlevés parune opération convenable. L'affaiblissement est dû probablement à l'impossibilité d'obtenir une égalité parfaite entre les propriétés du matériau et oelles de la soudare,ainsi qu'aux défauts, si petits soient-ils,mais toujours inévitables dans la soudure elle-même. Ces défaits empêchent la réparti- tion uniforme des forces et entraînent des surcharges en certains points, amenant peu à peu, sous l'effet des charges alternatives répétées,la formation de fissures.
Les charges alternatives de ce genre s'exercent par exemple dans les ré- cipients sous pression qui sont souvent remplis et vidés, dans les réservoirs de vapeur, les chaudières à vapeur et les appareils analogues, et la présente invention a précisément pour but principal la réalisation parfaite de récipients de oe genre.
L'on sait déjà exéouter des soudures de manière telle que la section de la couche extérieure de la soudure\soit plus étendue que la section des autres couches. D'autre part, on a déjà proposé d'employer , pour la soudure à l'arc éleo- trique,des électrodes de grand diamètre et avec un revête- ment .épais. Enfin, on a déjà recommandé de déposer toutes les couches de la soudure en une seule opération en laissant osciller l'électrode normalement à l'axe de la soudure.Sui- vant l'invention,ces trois procédés sont appliqués en même
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temps. Des essais poussés ont montré que l'on pouvait de cette manière obtenir une soudure présentant une grande ré- sistanoe aux oharges alternatives répétées.
On obtient des soudures dont les propriétés résistantes sont absolunent identiques à celles des tôles soudées elles-mêmes. Des élé- ments de oonstruotion soudés de cette manière se comportent, en ce qui concerne les propriétés ci-dessus,exactement comme des éléments non soudés, de sorte que l'on peut utiliser,dans le oaloul de ces éléments de oonstruotion,les mêmes coeffi- oients de résistance que dans le calcul des matériaux eux- mêmes. Dans la suite,le prooédé sera expliqué de manière plus détaillée dans ses diverses phases.
Suivant l'invention,on étale considérablement la couche extérieure de soudure, ainsi que les montrent les figures 3 et 4. La soudure est déposée en une seule opération en évi- tant les entailles,de manière telle que le ohangement de la valeur de la seotion ait lieu progressivement.Cette préoau- tion affaiblit , et peut même supprimer oomplètement,l'effet de la diminution de la résistance aux charges alternatives , dû aux changements de section. L'augmentation considérable de la surfaoe située entee le matériau et la soudure oompense l'effet d'affaiblissement dû aux petits défauts de la soudu- re, surtout à proximité de la surfaoe la plus exposée aux effets des charges alternatives.
Le bord de la soudure,en par- tioulier,se trouve largement déchargé par suite de la forme plate que prend de lui-même le bourrelet oonstituant la cou- ohe extérieure de la soudure. La force agissant par nm. carré de la surface de contact est, en effet,très fortement dimi- nuée à cet endroit,et le bord de la matière se trouve alors en deyors de la zone où se font sentir les effets des petits défauts éventuels des couches intérieures de la soudure.
Pour que la couche extérieure de soudure soit homogène en soi et exempte de points de faiblesse, il est nécessaire qu'elle soit exéoutée en une seule opération. On emploie dans @
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oe but, et suivant l'invention, des électrodes particulière- ment fortes ainsi qu'une énergie électrique particulièrement élevée. On obtient de cette manière une bonne ooulée de la soudure sans défauts dans la masse. Les électrodes doivent être déplacées normalement à l'axe de la soudure,le déplace- ment devant avoir une amplitude convenable. Le déplacement doit se faire suivant une loi déterminée pour donner,dans chaque cas, la forme voùlue au bourrelet de soudure.
Le mouve- ment simultané d'avancement dans le sens de l'axe de la sou- dure doit être réglé de manière à donner la hauteur voulue au bourrelet de soudure . Pour obtenir la forme unie nécessai- re du bourrelet de soudure,le meilleur moyen oonsiste à uti- liser des machines à souder automatiques.
La soudure est exécutée en employant des électrodes mé- talliques recouvertesde substances convenables,pour éviter l'influence nuisible de l'air sur la constitution de la sur- face et sur la qualité de la soudure. On a trouvé que 1 ' on. obtenait les meilleurs résultats avec des revêtements parti- oulièrement épais, dans lesquels le volume durevêtement est environ le même que celui du noyau métallique, ou même plus grand que oelui-oi. Ce revêtement ne constitue pas$seulement une protection parfaite contre l'air.
Il donne, par un choix convenable des substances de revêtement ces substances devant être ohoisies exemptes de matières oxydantes ou d'autres matières pouvant avoir une action nuisible sur le métal,des scories abondantes et très fluides à la haute température atteinte par la mise en jeu des grandes quantités d'énergie électrique. Ces scories se répandent très loin eéchauffent jusqu'à fusion les bords de la soudure. On obtient de cette manière une fusion parfaite et une variation progressive et continue de la section même à l'endroit du bord plat de la soudure.
Ce bord reste exempt d'entailles du fait qu'il reste protégé de l'influence directe de la ohaleur intensive de
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1 arc, et qu'il est amené à la température de fusion par une chaleur douoe indirecte au moyen des scories chaudes . De plus le bain de fusion est maintenu suffisamment longtemps à l'état liquide par l'action oalorifugeante fournie par l'é- paisseur de la couche de scories,pour permettre d'obtenir une bonne coulée, une surface lisse, ainsi que pour laisser remonter les bulles d'air et les impuretés,oest-à-dire pour obtenir une structure interne dense et homogène de la sou- dure, condition essentielle si l'on veut atteindre une haute .résistance aux oharges alternatives répétées.
Pour obtenir la forme désirée de la section de la sou- dure, il oonvient d'arrondir les bords extérieurs présentés par les extrémités des corps à souder (figures 1 et 2) ou de les chanfreiner convenablement (figure 5). La fusion des extrémités desdits bords pendant la soudure a pour effet de les arrondir davantage.
Le bourrelet de soudurepeut ensuite être aplani ou enlevé par un travail convenable pour améliorer encore la variation progressive de la section.