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procédé pour la fabrication de fera façonnés, par soudure électrique.
La fabrication de fers façonnés analogues à ceux qui sont fabriqués par le procédé de laminage au moyen d'un assem- blage par soudure électrique à partir de fers plats ou de tôles, offre différents avantages, par exemple celui du faible prix de revient avec, dans certaines circonstances, une plus grande précision des dimensions. Un avantage important de la fabrica- tion de fers façonnés par soudure électrique consiste également en ce que l'on peut fabriquer des profilés de n'importe quelle
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forme de section transversale, par exemple des profilés en double T avec une ame de hauteur inaccoutumée, etc. tandis que les profilés laminés sont limités aux formes et aux di- mensions usuelles.
On peut en outre former par soudure, au moyen de fers profilés laminés, des profilés plus compliqués et des objets analogues.
On connaît un procédé pour la soudure électrique à électrodes fusibles, dans lequel la soudure se fait en- dessous d'une couverture élevée d'une poudre à souder for- mée de mélanges de silicates, sans qu'un arc libre se forme entre les électrodes et la pièce traitée. Ce procédé a de grands avantages en comparaison de la soudure à l'arc au point de vue de la vitesse de soudure, de la qualité de la soudure et de la possibilité de réaliser également de très grandes soudures en une seule couche.
L'emploi de ce procé- dé avantageux de soudure pour la fabrication de fers pro- filés ou d'aciers profilés en prenant pour base des fers plats appropriés ou des tales, etc., s'est heurté jusqu'à présent à des difficultés parce que la nature de ce procédé de soudure met comme condition que la soudure forme à l'état chaud un bain à surface approximativement horizontale. On pouvait donc, suivant ce procédé, former par soudure tout au plus une cornière au moyen de deux pièces de construction placées obliquement l'une par rapport à l'autre, les deux branches de la cornière étant dirigées obliquement vers le haut pendant la soudure, de sorte que l'électrode peut être approchée verticalement par le dessus du joint à souder et que le bain de soudure peut se former dans l'angle.
Dans le cas de la fabrication de fers T, il serait par conséquent nécessaire de souder l'une après l'autre les deux jonctions en creux, avec position oblique correspondante des fers plats employés. Il se produit toutefois alors un gauchissement considérable de la plaque de base formant la bride. En ou-
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tre, la soudure successive dedeux jonctions en creux s'éten- dent parallèlement ne représente pas une solution satisfai- sante au point de vue technique et économique, vu qu'entre autres ils serait indispensable que la pièce traitée soit changée de position dans le dispositif de serrage avant la soudure de la seconde jonction en creux, ce qui représente- rait supplémentairement une perte de temps considérable.
Dans le cas de la soudure au moyen de l'arc libre, ces difficultés n'existentpas car on peut fabriquer par exemple un profilé en T suivant ce procédé usuel de soudure de telle manière que l'âme est placée verticalement et la bride horizontalement et que les deux jonctions en creux sont soudées simultanément au moyen d'électrodes placées des deux côtés, obliquement par rapport à l'âme
Les essais faits pour effectuer simultanément les deux jonctions en creux d'un fer T également moyennant l'emploi du procédé de la soudure électrique sans arc ont montré que la production de -joints soudés satisfaisants n'était pas tout d'abord possible, L'avantage fondamental de ce procédé de soudure consistant à produire un surchauffage élevé de la matière à souder a.
une influence défavorable dans le cas de cette disposition en ce sens que l'acier liquide a une ten- dance à s'écouler vers le bas et que par convoquant la liai- son avec l'âme placée verticalement ne s'établit qu'imparfai- tement. D'autres essais ont montré au contraire qu'on peut produire une soudure avantageuse, même par le procédé de soudure sans arc libre, lorsqu'on prend une série de mesu- res particulière. Ces mesures sont les suivantes : 1) L'inclinaison de l'électrode par rapport à l' âme placée verticalement de l'acier profilé à fabriquer doit être aussi petite que possible, au moins plus petite que 45 .
2) La tension de soudure avec laquelle on travaille doit et aussi basse que possible. La tension à employer vaut environ .25 à 30 volts.
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3) La densité de courant avec laquelle on soude doit être plus élevée que dans le cas de soudures avec l'arc libre. On em- ploie par conséquent des fils de soudure un peu plus minces.
La densité de courant produite alors est comprise environ entre 20 et 40 amp./mm2. Plus la position de l'électrode par rapport à l'endroit de soudure se rapproche de la verticale, c'est à dire plus est petitl'angle entre l'électrode et l'âme, plus doit être grande avantageusement la densité de courant dans l'électrode fusible; elle sera par exemple pour 30 d'in- clinaison de l'électrode, d'environ 30 amp./mm2, 4) Dans le cas de soudures de jonctions en creux qui se trou- vent près du bord de la tôle horizontale, on doit disposer un support supplémentaire sur le coté de la tôle pour pouvoir mettre la poudre à souder en couche suffisamment large et élevée.
Lorsqu'on observe ces prescriptions, on peut réa- liser des soudures dans des creux qui sont de très bonne qua- lité avec une vitesse de travail de valeur inaccoutumée, les débits des procédés connus jusqu'à présent pour la soudure de fers façonnés étant considérablement dépassé's. par exemple dans le cas de la fabrication de fers T au moyen de deux fers plats de 10 mm. d'épaisseur; avec soudure complète simultanée de deux jonctions dans les creux en une seule opération, on a atteint sans peine la vitesse de travail importante d'environ 35 m./heure (sans le serrage).
La présente invention reçoit une autre amélioration et une forme de réalisation avantageuse par le fait que les têtes de soudure sont guidées dans leur position oblique par rapport à l'âme verticale, lors de l'avancement dans la di- rection de la soudure, par un appui contre l'âme verticale au moyen d' un dispositif approprié, par exemple d'un galet.
Il est important en effet pour la réalisation d'une soudure
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de grande valeur dans un creux, que non seulement l'angls de l'électrode, mais aussi la distance de l'électrode à lâme, restent constamment les mêmes. Lorsque le fer plat ou la tôle formant l'âme présente des ondulations minimes, ce qui n'est pas évitable dans certaines circonstances et est pratiquement sans importance pour la solidité du fer profilé laminé, ceci aurait toutefois pour conséquence que la jonction s'étendant en ligne droite dans le creux, en cas de guidage rigide des têtes de soudure, se trouverait, d'un côté de l'âme, par placer plus éloignée de l'âme, et de l'autre côté plus rapprochée de l'âme, de manière correspondante,
-que ce n'est nécessaire pour la réalisation d'une bonne soudure. Si au contrains, suivant la présente invention, les têtes de soudure sont gui- dées contre l'âme elle-même, la soudure dans les creux doit suivre avec une grande précision tous les écarts de l'âme par rapport à l'alignement rectiligne, de sorte que les sou- dures s'adaptent toujours à l'allure de l'âme. pour la réa- lisation desnesures suivant la présente invention, la tête de soudure placée obliquement est pressée, sous l'influence d'un ressort ou d'un poids guidé par une poulie, contre l'âme, de sorte que le galet mentionné plus haut est constamment en contact avec 13.gale pendant l'opération de soudure.
Ce galet peut par exemple être fixé au moyen d'une bride isolée aux mâchoires de contacts hors desquelles le fil de soudure sort.
Il faut prévoir avantagasement en outre un dispositif de serrage réglable au moyen duquel la tête ou les tètes de soudure peuvent être maintenues dans laposition correcte à l'extrémité des jonctions soudées. Lorsqu'en effet les joints s oudés dans les creux d'un fer T par exemple sont achevés et que les têtes de soudure sortent du profilé traité, il faut empêcher que les têtes de soudure ou les électrodes se heur- tent. Dans ce but, elles sont serrée.s aunoyen du dispositif mentionné plus haut, avant l'achèvement de la soudure, dans
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leur position l'une par rapport à l'autre, de sorte que lorsqué l'âme cesse, elles ne peuvent s'abattre l'une contre l'autre sous l'action des ressorts.
Le procédé suivant la présente invention permet la fabrication extrêmement peu coûteuse de tous les profilés qui peuvent être désirés pour les applications de la construction.
Quelques exemples sont représentés aux figures des des- s ins.
La fig. 1 montre la fabrication d'un profile en T au moyen de deux fers plats, les deux jonctions dans les creux étant soudées simultanément. Les électrodes 1 et 2 sont re- liées au moyen des mâchoires de contact 5 et 6 à une source de courant non représentée, par exemple aux deux conducteurs d'un transformateur polyphasé, tandis que la plaque debase 3 est raccordée au troisième conducteur, mis à la terre, du transformateur. L'âme 4 est d'abord immobilisée par serrage dans la position désirée au moyen d'un dispositif approprié non représenté et on effectue avantageusement quelques sou- dures de fixation peu nombreuses, par exemple une aux deux extrémités du fer T formé. Les angles entre les plaques 3 et 4 sont alors recouverts, jusqu'à une hauteur de 5 à 10 cm., d'une poudre à souder formée de mélanges de silicates.
Les deux électrodes sont introduites dans cette couche sous un angle d'environ 35 par rapport à la verticale jusqu'au mi- lieu des jonctions prenant naissance dans les creux. Les électrodes sortent de têtes de soudure de construction con- nue ou spéciale dans lesquelles les mâchoires de contact 5 et 6 se trouvent relativement près de l'extrémité inférieure des électrodes de soudure. Les deux têtes de soudure possè- dent un avancement commun dans le sens de la longueur de la soudure, de sorte que la soudure des deux jonctions juxta- posées dans les creux progressa toujours simultanément.
Sous
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la couche élevée de.-la poudre à souder, les électrodes sont fondues par le courant et forment deux chenilles de soudure lisses et homogènes, concaves, qui assurent une liaison irré- prochable entre la bride 3 et l'âme 4. Une partie de la poudre à souder se fond lors de l'opération de soudure et forme sur les chenilles de soudure une scorie vitreuse qui peut être facilement enlevée par quelques coups de marteau après le refroidissement et l'enlèvement de la poudre à souder. Il est à recommander en tous cas de brosser et de balayer encore les chenilles de soudure, mais un usinage ultérieur p lus étendu des chenilles de soudure, par exemple par meulage, est inutile.
Les mâchoires de contact portent la bride isolée 7 munie du galet 8 qui produit le guidage de la tête de soudure dans la position correcte. Les têtes de soudure sont suspendues de façon à pivoter par exemple au point 9 et sont pressées sous l'influence de ressorts non représentés ou d'autres or- ganes de force, dans le sens de la flèche , contre l'âme du fer profilé formé.
La fig. 2 montre la fabrication d'une poutre en double T dans laquelle la bride supérieure a déjà été soudée. La dis- position correspond pour le reste à celle de la fig. 1.
La fig. 3 montre la fabrication d'une poutre en double T dans laquelle la soudure s'obtient par le fait qu'on soude simultanément non pas les deux jonctions juxtaposées dans les creux mais les deux jonctions opposées.
Les fig. 4 et 5 montrent la fabrication de- profilés en forme de Z, les angles entre les brides et l'Orne étant à lafig 4 des angles droits, tandis qu'à la fig. 5, les brides et l'âme sont placées obliquement l'une par rapport à l'autre.
On peut également fabriquer de semblables profilés d'une autre manière, par exemple en deux opérations, comme le. mon- tre la fig. 6.'.Dans chaque opération on soude alors simulta- nément une jonction normale et une jonction dans un creux.
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La fig. 7 montre la fabrication de tronçons tubulsi- res tels que ceux employés par exemple pour la construction de grands réservoirs, de gazomètres, etc., Pour bien pouvoir ac- cumuler la poudre à souder, il est avantageux de disposer un support U, par exemple en cuivre, qui peut être déplacé en correspondance avec le progrès de l'opération de soudure.
La fig. 8 montre à plus grande échelle une soudure terminée d'un fer en T, où l'on a indiqué à quelle profondeur en général la fusion du métal de base se produit. Le fait que celle-ci est plus grande que ce n'est le cas dans la soudure à l'arc assure la solidité particulièrement élevée de la liai- son soudée suivant la présente invention.
Le procédé de soudure suivant la présente inventign réunit donc une qualité extrêmement favorable de la soudure à un caractère particulièrement économique du procedé.
Il est à remarquer que les jonctions dans les creux reçoivent, suivant le procédé de la présente invention, une surface concave, ce qui est particulièrement favorable au point, de vue statique. Suivant le procédé usuel de soudure à. l'arc, les jonctions formées dans les creux ont une surface plus ou moins convexe de sorte que, non seulement en consomme plus de matière de soudure mais il se produit également cette consé- quence perturbatrice que l'angle entre la surface de la jonc- tion soudée et la matière de base favorise- un effet de forma- tion d'encoche.
Les têtes de soudure nécessaires pour l'opération de soudure peuvent en général être celles employées également pour d'autres soudures. Dans des cas particuliers, il sera avantageux de disposer la partie inférieure de la tête de sou- dure, c'est à dire les mâchoires d'amenée de courant, de telle manière que l'accessibilité aux jonctions dans les creux est particulièrement favorable. Les têtes à souder comportent comme d'habitude:outre le dispositif d'amenée de courant et le
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dispositif de transport pour le fil de soudure, des disposi- tifs pour déposer la poudre à souder en hauteur correcte devant l'endroit de soudure et pour l'enlever par aspiration après l'endroit de soudure.
Le procédé entraîne que l'application la plus avanta- geuse s'obtient dans la soudure complètement automatique.
De courtes jonctions soudées peuvent toutefois aussi être effectuées avec des têtes à souder guidées à la main.
Revendications.
----------------------- 1. Procédé pour la réalisation de jonctions soudées dans des creux, en particulier pour la fabrication de fers façon- nés par la soudure électrique avec l'emploi. d'électrodes fu- sibles, caractérisé par les phases suivantes du procédé.
Primo : La soudure s'effectue d'une manière connue sous une couverture élevée d'une poudre à souder faite de mélanges de silicate, dans laquelle l'électrode de soudure plonge pen- dant l'opération de soudure sans formation d'un arc libre, au moins une âme .-ou une bride de la jonction formée dard le creux étant disposée verticalement ou à peu près verticale- ment ; Secundo : La tension de soudure est maintenue très basse (par exemple 25 à 30 volts) et la densité de courant dans l'élec- trode fusible est très élevée (par exemple 20 à 40 amp./mm2); Tertio : L'inclinaison de l'électrode fusible par rapport à l'âme placée debout est plus petite que 45 .