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PERFECTIONNEMENTS AU SOUDAGE PAR COMPRESSION A FROID.
Cette invention se rapporte au soudage par compression à froid de métaux tels que l'aluminium, les alliages d'aluminium, le cuivre, etc... que l'on peut souder à froid par compression, sans apport extérieur d'une quantité sensible quelconque de chaleur.
On a proposé pour souder ensemble les surfaces en contact de deux bandes, brides, etc..., de métal soudable par compression à froid, un procédé qui consiste à exercer une compression le long d'une ligne de ma- nière à produire une soudure à froid en n'occasionnant qu'une réduction d'é- paisseur des deux bandes, brides, etc,.,d'environ 70% par exemple et à ci- sailler ou séparer l'excédent de métal latéralement par rapport à cette li- gne
Lorsqu'on emploie ce procédé pour souder le joint d'un tube, par exemple, on doit former sur ce dernier deux brides radiales, exécuter la sou- dure radialement à l'extérieur de l'axe du tube, et enlever l'excédent de métal radialement à l'extérieur' de la soudure. Comme on doit enlever du métal, ce procédé ne peut évidemment pas être employé pour souder un tube à joint à recouvrement.
S'il n'y a pas enlèvement de métal et qu'on exécu- te un joint soudé continu en employant des galets semblables à ceux qui sont utilisés-dans ce procédé, on obtiendrait par suite de la grande réduction d'épaisseur, un tube de faible résistance mécanique au joint soudé, car l'é- paisseur du métal au joint ne serait plus que les 3/5es environ de celle du métal constituant le tube.
Un but de la présente invention est de procurer un procédé pour le soudage à froid des joints, applicable particulièrement, mais non exclu- sivement au soudage des joints à recouvrement dans la fabrication des tu- bes, et dans lequel l'affaiblissement mécanique à l'endroit du joint est ré- duit à une valeur minimum. Un autre but de l'invention est d'établir des outils pour le soudage par compression à froid, particulièrement propres à l'exécution de soudures à recouvrement.
Suivant un aspect de la présente invention, le procédé pour l'exé- cution d'un joint soudé entre deux surfaces métalliques en contact, suscep- tibles d'être soudées ensemble par compression à froid, consiste à effectuer
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par soudage par compression à froid une série de soudures individuelles et séparées le long de la ligne du joint, ces soudures étant suffisamment rap- prochées l'une de l'autre pour que les aires rendues étanches autour de deux soudures adjacentes quelconques se chevauchent ou se rejoignent. On nettoie- ra les surfaces par raclage à la brosse avant le soudage, si c'est nécessai- re.
Le procédé est quelque peu analogue au soudage par points employé dans le procédé de soudage par résistance électrique, sauf que les soudures par compression à froid proprement dites ne se chevauchent pas comme c'est habituellement le cas dans le soudage par points.
Les soudures peuvent être exécùtées le long d'une ligne unique au moyen d'outils qui effectuent une soudure rectiligne parallèle à la ligne considérée ou bien on peut exécuter les soudures le long de deux ou de plu- sieurs lignes parallèles convenablement espacées. Dans ce cas, les soudures exécutées le long de l'une deslignes peuvent être décalées par rapport aux soudures exécutées sur une ligne adjacente de telle sorte que les soudures d'une ligne coopèrent avec celles de la ligne adjacente pour produire un bon joint.
Si on le désire, les soudures individuelles sur la ligne ou sur une ligne peuvent être inclinées par rapport à la longueur de cette ligne, par exemple en échelons, et au lieu d'exécuter les soudures en ligne droite, on peut donner d'autres formes à ces soudures et les exécuter par exemple en chevrons.
Les soudures peuvent être exécutées soit au moyen d'un ou de plu- sieurs outils à mouvement alternatif d'un côté des surfaces en contact et d'un ou de plusieurs mandrins de-l'autre côté, les surfaces étant déplacées par rapport aux outils et mandrins à mesure que le soudage se fait le long du joint, soit au moyen d'un ou de plusieurs galets ou molettes à dents de soudage, d'un côté et d'un ou de plusieurs mandrins qui peuvent affecter la forme de galets, de l'autre côté. De préférence, le ou les mandrins présen- tent une ou plusieurs surfaces conformées de manière à s'adapter à la surfa- ce adjacente du métal, mais ils peuvent aussi être pourvus de dents de sou- dage.
Suivant un autre aspect de la présente invention, l'outil servant à effectuer le soudage par compression à froid est établi de manière à pré- senter une surface destinée à venir en contact avec le métal à souder par compression à froid et un mors de compression dépassant la surface ou fai- sant saillie sur celle-ci, destiné à effectuer le soudage en provoquant le fluage du métal, la dite surface de l'outil étant destinée à supprimer, ou réduire notablement,toute déformation contiguëà une soudure et produite par le soudage, et éventuellement à déterminer le pourcentage de réduction de l'épaisseur à l'endroit de la soudure.
L'invention comprend aussi un outil de soudage par compression à froid pourvu d'un ou de plusieurs épaulements qui limitent la déformation lors du soudage.
Ainsi, qu'on fasse emploi d'un outil à mouvemen alternatif ou d'un galet denté pour effectuer les soudures, il est toujours désirable que l'outil ou le galet soit établi de manière à restituer au métal déformé une meilleure forme et à empêcher une pénétration excessive dans les surfaces métalliques. Dans le cas d'un outil à mouvement alternatif, un poinçon de compression peut être formé à l'extrémité plane de l'outil, le contact de l'extrémité plane de l'outil avec le métal empèchant une plus forte pénétra- tion du poinçon et aplatissant le métal autour des empreintes produites par le poinçon.
Dans le cas d'un galet, les dents de soudage établissent la distance voulue à partir de la jante du galet, cette jante limitant la pé- nétration des dents (et réglant le pourcentage de réduction d'épaisseur) et rétablissant la forme du métal déformé. Le poinçon ou les dents seront évidemment établis sous la forme voulue pour effectuer le soudage à froid désiré.
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Le dessin annexé représente l'effet obtenu par l'emploi de ce qu'on peut appeler un outil à épaulements, et dans ce dessin, Fig 1 mon- tre l'effet qu'on obtient en employant des outils 1 qui vont simplement en s'amincissant jusqu'aux poinçons de compression. Dans ce cas, les deux bandes ou feuillards 2 de métal à souder subissent une déformation. La Fig montre les outils à épaulements 1 rétablissant le métal déformé dans sa forme initiale, à la fin de l'opération de soudage, les épaulements des outils 1 pouvant aussi déterminer le pourcentage de réduction de l'épaisseur en limitant la grandeur finale de l'intervalle entre les poinçons de com- pression des outils.
La Fig 3 montre, en perspective, un outil 1 compor- tant un poinçon de compression biseauté 3, à extrémité plane, avec un épau- lement 4 et deux feuillards d'aluminium 2 soudés ensemble. La quantité dont le poinçon 3 dépasse l'épaulement 4, détermine en fait le pourcentage de ré- duction d'épaisseur du métal, et la largeur de l'extrémité plane du mors est à peu près égale à l'épaisseur d'un feuillard 2.
Pour le soudage du joint longitudinal d'un tube en aluminium, on commence par donner au feuillard d'aluminium une forme tubulaire, par exem- ple, au moyen de rouleaux conformateurs appropriés, les bords du feuillards étant nettoyés à la brosse et se recouvrant mutuellement. On soude alors le joint par une ou plusieurs lignes de soudures à froid séparées et indi- viduelles le long des bords se recouvrant. Ainsi qu'on le comprendra, mê- me si le pourcentage de réduction d'épaisseur est de 70% à chaque soudure à froid, il reste entre les soudures individuelles, du métal dont l'épais- seur n'a pas été réduite et, par consésuent, le joint est beaucoup plus ré- sistant mécaniquement que si une soudure continue à froid avait été exécutée le long du joint.
REVENDICATIONS.
1. - Outil pour le soudage par, compression à froid présentant une surface destinée à venir en contact avec le métal à souder par compression à froid et, dépassant cette surface ou faisant saillie sur celle-ci, un mors de compression susceptible d'effectuer le soudage en provoquant un fluage du métal, la dite surface de 1'outil étant établie de manière à supprimer ou réduire notablement toute déformation à proximité d'une soudure et produite par le soudage.
2 Outil pour le soudage par compression à froid suivant la re- vendication 1 caractérisé en ce que la surface en question est établie de manière à déterminer le pourcentage de réduction d'épaisseur du métal à.l'en- droit de la soudure.
3 Outil à épaulements pour le soudage par compression à froid, dont le ou les épaulements limitent la déformation du métal lors du soudage.
4 Outil suivant les revendications 1 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs poinçons de compression font saillie sur une surface plane.