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OUTIL POUR LE SOUDAGE PAR COMPRESSION A FROID.
Cette invention se rapporte à des outils pour le soudage par compression à froid.
Dans la technique du soudage de l'aluminium, des alliages d' aluminium et autres métaux susceptibles d'être soudés par compression à froid, lorsqu'on doit souder un élément sur le pourtour ou à l'extrémité d'une pièce, en particulier une pièce tubulaire, l'élément étant appliqué sur un rebord de la pièceet la pression étant exercée transversalement sur l'élément et le rebord superposés, il y a souvent tendance à un fluage du métal de la pièce dans une direction s'écartant du rebord et par conséquent à la production d'un renflement à l'extrémité de la pièce.
Ainsi, lorsqu'on sou- de un disque de fermeture à l'extrémité inférieure de la paroi d'un réci- pient ou d'une boîte métallique, cette extrémité étant repliée vers l'in- térieur pour former un rebord, la partie inférieure de la paroi tend à ê- tre repoussée au-dehors dans une certaine mesure lors du soudage.
Ceci est indésirable dans certains cas, particulièrement lors- qu'il s'agit d'une pièce tubulaire à joint longitudinal soudé, et un but de l'invention est de procurer un outil de soudage par compression à froid qui évite cet inconvénient.
Suivant une caractéristique de la présente invention, l'outil ou enclume sur lequel le rebord de la pièce repose pendant le soudage est pourvu d'un dispositif ou est associé à un dispositif qui, en forçant le métal à fluer-dans la direction où la pression est exercée pour le soudage, empêche le métal de la pièce d'être refoulé vers l'extérieur.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, 1' outil ou enclume sur lequel le rebord de la pièce repose pendant le soudage présente un renfoncement, la paroi de ce dernier ou une de ses parois étant établies de manière à empêcher le refoulement du métal de la pièce vers 1' extérieur et à contraindre le métal à fluer dans la direction où s'exerce la pression de soudage à froid.
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Si un disque de fermeture doit être soudé à la partie infé- rieure d'une pièce tubulaire pourvue d'un rebord tourné vers l'intérieur, l'outil ou enclume présentera un renfoncement dans lequel s'adaptera la partie inférieure de la pièce tubulaire ainsi que son rebord et on fera alors descendre à l'intérieur de la pièce tubulaire un outil de pression, de maniè- re qu'il attaque le disque.
Dans le cas où le rebord est plié à angle arrondi, le renfonce- ment ne doit avoir que la profondeur nécessaire pour qu'au début du soudage le dessus du renfoncement se trouve à peu près de niveau avec le dessus de l'arrondi afin que, lors du soudage, du métal ne puisse être emprisonné dans le dessus du renfoncement, ce qui rendrait difficile l'enlèvement de la piè- ce et de l'élément soudés ensemble.
L'invention est applicable particulièrement à la fabrication de boîtes ou bidons métalliques de section circulaire, mais elle peut aussi être appliquée à la fabrication de boîtes ou bidons métalliques ayant d,'autres sec- tions, par exemple une section rectangulaire. Lorsque le joint longitudinal d'une boîte métallique est soudé par compression à froid, comme le refoulement du métal vers l'extérieur est empêché, il n'y a pas tendance que le joint s' ouvre lorsqu'on soude un disque de fermeture au fond de la boîte.
Afin de bien faire comprendre l'invention on la décrira ci-des- sous en se référant aux dessins annexés qui montrent à titre d'exemple une for- me d'exécution d'outil suivant l'invention, pour le soudage d'un disque de fermeture en aluminium dans le fond d'une boîte en aluminium de section cir- culaire.
Dans ces dessins, Fig. 1 montre la première phase de la fabrication de la boîte métallique, celle-ci étant représentée en perspective sans son fond ; Fig. 2 montre la seconde phase; Fig. 3 est une vue en coupe verticale de la boîte et de son disque de fermeture en place entre les outils de souda- ge, la soudure ayant été effectuée; Fig. 4 montre à une plus grande échelle certaines parties des outils représentés sur la Fig. 3 et Fig. 5 montre, à grande échelle ce qui se produit lorsqu'on n'emploie pas un outil suivant la la présente invention.
La boîte métallique représentée sur les dessins et plus particu- lièrement sur la Fig. l, est exécutée en aluminium présentant le degré de pu- reté habituel du commerce, et la paroi 1 est obtenue en enroulant une bande d'aluminium sur un mandrin (non représenté) de section circulaire et en formant un joint longitudinal 2 par recouvrement des bords qu'on soude par compression à froid après avoir nettoyé le joint par raclage à la brosse. Le mandrin peut constituer une enclume pour un outil de soudage par compression à froid pré- sentant un poinçon plat de forme appropriée qui exécute la soudure proprement dite. En outre du joint soudé 2, des points de soudure séparés 3 sont exécutés de part et d'autre du joint longitudinal 2, pour maintenir à plat les extrémi- tés libres de la bande.
Comme le montre la Fig. 2, on replie ensuite vers l'intérieur une extrémité de la paroi 1, où les bords de la bande ont été découpés, comme c'est représenté, de manière à former un rebord 4 tourné vers l'intérieur, la face externe du fond étant convenablement arrondie à 1-'endroit du pli, et on nettoie la surface intérieure du rebord 4 à l'aide d'une brosse métallique de raclage.
Si on le désire, on peut effectuer le nettoyage avant de replier l'extrémité vers l'intérieur.
Ainsi que le montrent les Figs. 3 et 4, on place alors la partie inférieure de la paroi 1 dans un outil ou enclume 5 pourvu d'un -renfoncement dans lequel la partie inférieure s'adapte exactement, le renfoncement 6 ayant une profondeur telle que son dessus se trouve à peu près au niveau du dessus de la partie arrondie du rebord 4. L'outil 5 peut être fait en acier doux et peut être monté dans une presse, par exemple, une presse hydraulique, sur le plateau inférieur.
Un disque de fermeture 7, qui s'adapte exactement à l'intérieur de la paroi 1 de la boîte métallique, a son bord 8 relevé ; on nettoie la fa- ce inférieure de ce bord à la brosse métallique et on l'abaisse ensuite sur
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la surface intérieure du rebord 4. Un outil 9, destiné à exercer une pression., est amené de haut en bas à l'intérieur de la paroi 1 de la boîte métallique @ pour souder à froid le bord 8 du disque 7 au rebord 4.
Cet outil 9 coulisse à frottement doux dans la paroi 1 et consiste en un organe en acier doux, de sec- tion circulaire, présentant sur sa @ face inférieure un rebord ou épaulement annulaire 11-en saillie dans le sens axial, qui constitue le dispositif exer- çant la pression et présente un bord inférieur plat de la largeur désirée, c' est-à-dire d'environ 1 1/2 fois l'épaisseur combinée du disque de fermeture 7 et du rebord 4; le disque 7 présente à peu près la même épaisseur que la pa- roi 1. Radialement à l'intérieur de l'épaulement 11 se trouve une partie sail- lante circulaire 12 qui attaque le disque de fermeture 7 mais dont la saillie sur le fond de l'outil 9 est moindre que celle de l'épaulement 11.
La partie saillante 12 limite et règle le pourcentage de la réduction d'épaisseur pen- dant le soudage.
L'épaulement annulaire 11 attaque le bord 8 du disque-7 juste au- dessus du rebord 4 ménagé à la partie inférieure de la paroi'et le disque 7 est soudé au rebord 4 sans qu'il y ait refoulement du métal vers l'extérieur au pied de la paroi 1. En réalité, la paroi 1 est refoulée de bas en haut ou légèrement extrudée hors du renfoncement 6 par le soudage mais contrairement au refoulement vers l'extérieur, ceci n'a pas d'effet préjudiciable sur le joint soudé longitudinal 2 de la paroi 1, car le métal fluant dans le sens où la pression s'exerce pour le soudage, c'est-à-dire parallèlement aux axes des outils 5 et 9, le joint soudé 2 est évidemment étiré légèrement au-dessous de la surface de 1'épaulement 11.
Après exécution de la soudure, l'outil interne 9 est enlevé et la paroi soudée 1 est retirée conjointement avec le disque 7 du renfoncement 6 formé dans l'enclume 5.'
Fig. 5 montre ce qui se produirait si l'outil ou enclume 5 n'était pas pourvu d'un renfoncement 6 ou autre dispositif pour commander le fluage du métal. Dans le cas représenté, l'outil ou enclume 5 est entièrement plat et on voit que la partie inférieure de la paroi 1 présente un renflement 13 provoqué par le fluage du métal.
Pour faire de la boite métallique un récipient complètement fermé, on replie vers l'extérieur la partie supérieure de la paroi 1, de manière à former un rebord. On peut alors placer un autre disque de fermeture pourvu d' un trou de remplissage sur ce rebord après avoir nettoyé ce dernier et le bord du disque, puis on soude au rebord au moyen d'un outil cylindrique creux qu' on fait descendre autour du fond de la boite métallique et on exerce la pres- sion de soudage sur une enclume plate, Cet outil cylindrique doit présenter un épaulement de soudage annulaire à sommet plat, et, extérieurement dans le sens radial par rapport à l'épaulement, une surface en saillie qui dépasse 1' épaulement d'une quantité suffisante pour régler et limiter le pourcentage de réduction d'épaisseur pendant le soudage en venant en contact avec l'enclume plane.
Après avoir retiré l'outil cylindrique creux, on peut retirer de la presse la boîte cylindrique achevée.
REVENDICATIONS.
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