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SOUDAGE A L'ARC ELECTRIQUE.
La présente invention concerne d'une manière générale le soudage à l'arc électrique en atmosphère gazeuse et plus particulièrement une atmos- phère perfectionnée de gaz inerte de protection de la soudure, ainsi qu'un procédé et un appareil à souder au moyen de la nouvelle atmosphère protec- trice de la soudure.
Le soudage à l'arc a pris une grande importance dans l'industrie et des travaux de recherche considérables ont été effectués en vue d'amélio- rer la qualité des soudures ainsi exécutées, ainsi que le rendement des opé- rations de soudage à l'arc. Le plus souvent, les progrès industriels ont con- sistéà perfectionner les couchesà appliquer sur les baguettes d'électrodes, les flux, les fils à noyau, etc. Des perfectionnements remarquables de natu- re plus générale ont consisté-dans-le développement couronné de succès dans l'industrie des procédés et appareils à souder au moyen d'électrodes se con- sommant ou non, en atmosphère de gaz inerte.
Le soudage du type protégé par un gaz inerte s'effectue en faisant jaillir un arc électrique entre une élec- trode et la pièce et en enveloppant l'extrémité chauffée de l'électrode, l'arc et le cordon de soudure dans une atmosphère de gaz inerte, tel que l'hélium . et/ou l'argon. L'électrode peut être du type ne se consommant pas, par exemple en wolfram, en mélange ou non avec de l'oxyde de thorium, ou substance analogue, pour améliorer ses caractéristiques de jaillissement de l'arc.
Elle peut aussi consister en une électrode à fil de remplissage se consommant,de la même composition ou à peu près, que la pièce à souder, ou d'une composition différente, lorsqu'il s'agit de pièces difficiles à souder par rapprochement ou par recouvrement ou de faire acquérir à la sou- dure des propriétés différentes de celles de la pièce.
On trouvera une des- cription complète de ce procédé et de l'appareil convenant à son applica- tion avec une électrode se consommant dans le brevet des Etats-Unis d'Améri-
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L'invention a notamment pour but de réaliser: - des perfectionnements au procédé de soudage à l'arc protégé par un gaz inerte, dans lequel on fait jaillir et maintient un arc entre une électrode et la pièce, en enveloppant l'électrode, l'arc et le cordon de soudure dans une atmosphère gazeuse protectrice, et en particulier des per- fectionnements au procédé de soudage à l'arc protégé par un gaz inerte avec une électrode à fil de remplissage se consommant, ainsi qu'il est décrit dans le brevet précité;
- une nouvelle atmosphère de gaz inerte de protection de la sou- dure à l'arc, améliorant les caractéristiques de jaillissement de l'arc; - une nouvelle atmosphère de gaz inerte de protection de la sou- dure, améliorant les caractéristiques de jaillissement de l'arc; - une nouvelle atmosphère de gaz inerte de protection de la soudu- re, améliorant le contour du cordon de soudure à une vitesse de soudage rela- tivement grande ; - une composition nouvelle et perfectionnée de gaz inerte compri- mé, emmagasinée dans des bouteilles ou récipients de soudure, pouvant être vendue et utilisée dans les installations de soudage à l'arc;
- un procédé perfectionné empêchant le rochage dans les opérations de soudage en atmosphère de gaz inerte des métaux ferreux, tels que les aciers au carbone, les aciers faiblement et fortementalliés, par exemple les aciers inoxydables.
Ces caractéristiques, ainsi que d'autres qui apparaîtront au cours de la description détaillée donnée ci-après de l'invention, sont réalisées en employant de la manière décrite plus loin une atmosphère protectrice con- tenant un faible pourcentage d'oxygène en mélange en proportions nouvelles et nettement définies avec un gaz ou un mélange de gaz inertes monoatomiques sensiblement purs.
Sur les dessins ci-joints:
La figure 1 représente sous forme schématique une forme de réali- sation d'une installation selon l'invention convenant à l'exécution de sou- dure de métaux à l'arc protégé par une atmosphère gazeuse, la figure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un joint de piè- ces croisées, représentant en pointillé le contour du métal de soudure obte- nu en soudant le joint par un procédé antérieur en atmosphère gazeuse, et en traits pleins superposés le contour obtenu en exécutant le même joint sui- vant l'invention, la figure 3 représente la soudure elle-même de la figure 2, exécu- tée par le procédé antérieur., la figure 4 représente le même joint, exécuté par ie procédé sui- vant l'invention.
la figure 5 est une coupe à plus grande échelle d'un joint carré par rapprochement, représentant en pointillé le contour du métal de soudure obtenu en soudant le joint par un procédé antérieur en atmosphère gazeuse, et en traits pleins superposés le contour. obtenu en exécutant le même joint suivant l'invention.
Suivant la figure 1, un pistolet de soudage 10 est représenté en position de fonctionnement par rapport à la pièce 11 à souder. Ce pistolet est semblable à l'un de ceux qui sont décrits dans le brevet des Etats-Unis
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d'Amérique précité No 2.504.868.Il consiste en principe en un guide inté- rieur du fil et un élément 12 de contact du courant de soudure, entouré par un cylindre extérieur 13. Une électrode de soudure 14 est tirée d'une bobine débitrice 15 par deux galets d'avancement 16 actionnés par un moteur 17. Le moteur représenté est réglé par un régulateur et fonctionne à une vitesse choisie d'avance et déterminée par la position du bouton de réglage 18 du régulateur.
Les galets d'avancement 16 sont commandés par le moteur par l'in- termédiaire d'une transmission de réduction de vitesse logée dans un carter 19. Les deux galets d'avancement 16 (dont l'un est visible sur la figure, car il est masqué par le galet antérieur qui porte le numéro de référence 16) sont commandés au moyen de deux roues d'engrenage à denture droite, engrenant entre elles et dont une seule est visible et est désignée par 200
Le fil 14, tiré de la bobine 15 par les galets d'avancement 16, est poussé le long d'un canal de guidage 21, puis dans le pistolet de soudu- re 100 Le courant de soudure est fourni à l'électrode et à la pièce sous la forme d'un courant continu à polarité inversée;, par une machine à souder 22 qui dans le cas présent est une dynamo à courant continu:, de façon à entre- tenir l'arc de soudure.
Le courant de soudure arrive dans le fil de soudure 14 par l'élément de contact tubulaire 12 au moment où'le fil passe dans le tube 12 et vient en contact électrique avec lui. Une bouteille 25 contient une provision de gaz de protection. Le gaz sortant de la bouteille 25 tra- verse une soupape cylindrique ordinaire 26, un régulateur de pression 27 et un compteur de débit 28 et arrive par un tuyau 29 dans le canal de guidage 21 du pistolet de soudure. En sortant du canal de guidage 21, le gaz de pro- tection passe dans l'espace annulaire du pistolet 10 qui est formé entre le cylindre 13 et l'élément tubulaire 12 et sort sous forme d'enveloppe annu- laire autour de l'électrode, de l'arc et de la masse de soudure.
Ainsi qu'il est décrit dans le brevet précité, le gaz arrive de préférence sous la for- me d'un courant sensiblement non turbulente selon un débit d'environ 0,85 à environ 4,245 m3 par heureoL'enveloppe gazeuse peut se former par exemple de la manière décrite en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2.544.711 du 13 mars 19510 Cette enveloppe non turbulente met l'arc à peu près complètement à l'abri de l'air ambiant et donne ainsi la certitude que la composition du gaz inerte qui entoure l'arc entretenu reste sensiblement la même que celle du gaz qui arrive sur l'arc par le canal 21 au sortir de la bouteille 25 du gaz de soudure.
L'opération étant en train, l'arc jaillit entre l'électrode 14 et la pièce 11 et est enveloppé par le gaz de protection sortant du cylin- dre du pistolet de soudure. L'électrode avance d'une manière continue de fa- çon à maintenir l'arc en équilibre, c'est-à-dire que la vitesse d'avancement du fil est égale à sa vitesse de combustion. Le fil de l'électrode se dépo- se sur la pièce et fond avec elle pendant qu'on déplace le pistolet de soudu- re par rapport à la pièce pour former la soudure.
En opérant de la manière décrite ci-dessus et en formant l'atmos- phère de protection par un gaz inerte monoatomique très pur,on obtient une soudure saine sensiblement exempte d'oxydes. Le procédé permet d'employer une densité de courant relativement forte et d'obtenir ainsi un arc très chaud pénétrant profondément, au moyen duquel on peut exécuter des soudures à très grande vitesseo Cette grande vitesse d'exécution de la soudure est très avantageuse, par exemple lorsqu'il s'agit de souder 1-'acier, mais dans certains cas le contour de la soudure en est fâcheusement affecté.
Or, il a été découvert suivant l'invention que si l'on ajoute une faible quantité d'oxygène au gaz de protection et en opérant de la même manière., on peut agir d'une manière avantageuse sur la forme du contour de la soudure et obtenir des contours des cordons de soudure extrêmement satisfaisants, même à une plus grande vitesse d'exécution et avec un courant plus intense.
Par exemple, la figure 2 représente une soudure horizontale d'an- gle assemblant deux pièces en acier inoxydable. Pour souder les plaques 30 et 31 d'une épaisseur de 12,7 mm en acier inoxydable type 316 (C = 0,10 %, Mn = 2 %, P = 0,04 %, S = 0903 %, Si = 1,0 %, Cr = 16-18 %, Ni = 10-14 %,
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Mo = 2-3 %, Fe = le complément) avec un fil de soudure de 1,5 mm de diamètre en acier inoxydable type 3169 et un gaz de protection consistant en argon à 9999 % de pureté;, sous un débit de 1,7 m3 par heure et un courant de soudure de 200 ampères? à une vitesse de déplacement de 355 mm par minute, on ob- tient le contour du métal de soudure représenté en pointillé sur la figure 2 (voir aussi la figure 3).
Il est évident que le rochage de cette soudure d'angle est médiocre, c'est-à-dire que la cavité formée dans la plaque par l'arc n'est pas complètement remplie parle métal de soudure et laisse subsis- ter le long des bords de la soudure une dépression qui diminue la résistance de la soudure en formant une entaille dans laquelle se concentrent les efforts, et qu'en outre il diminue la section transversale des pièces soudées au voi- sinage des bords de la soudure. Mais on a constaté que si le gaz de protec- tion consiste en un mélange d'environ 1 % en volume d'oxygène et du complément en argon à 99,9 % de pureté toutes les autres conditions étant les mêmes que ci-dessusle contour du métal de soudure prend la forme limitée par le trait plein de la figure 2 (voir aussi la figure 4).
Le joint ne comporte pas de ro- chage et la soudure à pénétré profondément.
La figure 5 représente un autre exemple de l'effet produit par l'ad- dition d'oxygène au gaz inerte de protection dans l'exécution de soudures à l'arc protégées par un gaz inerte. Le tracé en pointillé représente une coupe transversale du métal de soudure dans un joint soudé par rapprochement par 33 procédé et avec l'installation décrits ci-dessus, avec un gaz de protection consistant en un gaz inerte monoatomique très pur. Le tracé en traits pleins de la même figure représente le contour du métal de soudure lorsqu'on ajoute une faible quantité d'oxygène, dans les proportions indiquées ci-dessus., au même gaz de protection. L'addition d'oxygène a pour effet d'augmenter la pro- fondeur de pénétration et de former un cordon de soudureplus étroit en ren- forgant la soudure.
Il en résulte qu'en ajoutant de l'oxygène, on obtient des soudures de meilleure qualité que celles qu'on peut obtenir avec un gaz inerte de protection pur, pour la même vitesse d'exécution de la soudure.
De même,, on peut augmenter la vitesse d'exécution de la soudure sans en diminuer la qualitéo L'explication de ce résultat inattendu n'est pro- bablement pas simple'. On a constaté que lorsque l'atmosphère de protection d'une opération de soudage par le procédé décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique précité N 2.504.868 consiste en gaz inerte très pur., il se forme sur la pièce une première tache cathodique qui coincide avec l'un des points de jaillissement de l'arc de soudure et forme la zone primaire d'émis- sion des électrons. Mais on voit en outre apparaître des taches cathodiques qui paraissent être des taches cathodiques temporaires secondaires au voisi- nage des bords de la masse liquide de soudure et qui entretiennent des arcs secondaires variables.
Ces arcs secondaires exercent une action de chauffage nette sur la zone dans laquelle ils jaillissent., et cette action de chauffa- ge cathodique se propage:; effectivement sur une zone plus étendue,, en formant une large cavité dans la plaque au-dessous de 1-lare. On a constaté aussi que lorsqu'on ajoute une quantité appropriée d'oxygène au gaz de protection,,les taches cathodiques secondaires et les arcs secondaires disparaissent, la ten- sion de l'arc est plus faible et l'arc n'apparaît que dans la tache cathodi- que primaire stable, en ne faisant naître qu'une cavité étroite dans la pla- que au-dessous de l'arc.
Malgré la diminution de la puissance de l'arc (ten- sion de l'arc plus faible.. même intensité), il en résulte une augmentation de la pénétration de la soudure directement au-dessous de l'arc et une dimi- nution du chauffage autour des bords de la masse liquide de la soudure qui améliore le contour de la soudure, ainsi qu'il a été déjà dit. La suppres- sion des taches cathodiques secondaires peut être due à la formation de très faibles quantités d'oxyde métallique, qui sont des bons émetteurs d'électrons et permettent à la tache cathodique primaire d'émettre facilement un nombre d'électrons suffisant pour entretenir l'arc ou cette suppression.peut être due à l'augmentation de la température de l'arc provoquée par la réaction exothermique de l'oxygène avec la vapeur métallique dans la région de l'arc.
Dans tous les case ce phénomène peut être observé et donne des résultats nou- veaux et inattendus.
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On a constaté qu'on obtenait d'excellents résultats avec un mélan- ge de gaz formé par 1 % en volume d'oxygène à 99,5 % de pureté et par 99 % en volume d'argon à 99,9 % de pureté. On a constaté de plus que la propor- tion d'oxygène à 99,5 % environ de pureté peut être comprise entre environ 0,7 et environ 1,5 % en volume, le complément consistant en gaz inerte mono- atomique très pur, sans compromettre aucun des avantages procurés par l'in- vention.
On peut réaliser un avantage considérable, sans inconvénient appré- ciable dû à la perte de quantités infimes des éléments oxydables d'alliage de l'électrode, avec une proportion d'oxygène comprise entre environ 0,5 et environ 2 % en volume, proportion qui, bien que ne réalisant pas la perfect tion, donne satisfaction dans un grand nombre d'opérations de soudage. En analysant le métal de soudure obtenu suivant l'invention, on constate qu'il ne contient pas de quantités pratiquement mesurables d'oxydes métalliques dûs à l'addition d'oxygène au gaz inerte de protection lorsque l'addition d'oxygène ne dépasse pas 1,5 % en volume de la quantité totale.
Si la propor- tion d'oxygène dépasse cette valeur, on constate qu'il commence à se former des inclusions d'oxydes qui, lorsque la proportion d'oxygène dépasse envi- ron 2%, donnent lieu à une perte des éléments d'alliage fortement oxyda- bles, susceptible lorsque la proportion d'oxygène est plus forte, de rendre la soudure métallurgiquement inacceptable, à moins qu'on n'augmente le pour- centage des éléments d'alliage fortement oxydables de l'électrode pour tenir compte des pertes dues à l'oxydation au cours de leur passage dans la sou- dure. Une proportion d'oxygène légèrement inférieure à 0,5 % du volume to- tal est insuffisante pour donner des résultats avantageux appréciables.
Avec une proportion d'oxygène de 0,5 % on obtient des résultats avantageux net- tement définis;, qui s'améliorent rapidement lorsque la proportion d'oxygène ajoutée augmente jusqu'à 0,7 % environ en volume du mélange total. Lorsque l'addition dépasse 0,7 % d'oxygène;, on n'observe guère de changement jusqu'à ce que cette proportion atteigne environ 1,5 % entre les limites choisies de préférence, au delà desquelles l'oxydation des éléments d'alliage de l'élec- trode au cours de leur passage dans la soudure devient de plus en plus appré- ciable et éventuellement inacceptable lorsqu'une proportion d'oxygène relati- vement forte se combine avec des électrodes contenant une proportion relati- vemént faible d'éléments d'alliage fortement oxydables.
Le gaz inerte et l'oxygène précité peuvent provenir d'une source quelconque, pourvu qu'ils ne contiennent sensiblement pas d'impuretés, en particulier des impuretés telles que l'hydrogène, l'azote, le soufre;, les halogènes, les composées de tous ces éléments et/ou d'autres impuretés, en proportions susceptibles de réagir fâcheusement avec le métal de la soudure ou de rendre ce métal poreux.
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Lorsque le gaz inerte monoatomique consiste en argon, on dérive l'argon et l'oxygène de préférence de l'air atmosphérique par un procédé de liquéfaction et de rectification qui donne la certitude qu'ils ne contiennent pas les éléments et composés indésirables précités. L'argon ainsi préparé est distribué dans l'industrie à un degré de pureté de 99,9 %, le très faible complément consistant en grande partie en azote.De plus, cette proportion d'azote est insuffisante pour exercer une action nuisible sur la soudure. De même, l'oxygène ainsi préparé est distribué dans l'industrie avec un degré de pureté de 99,5 %, le complément consistant en grande partie en argon.
Etant donné que l'argon et l'oxygène se dégagent successivement au cours de la rectification de l'air liquide, on a constaté qu'il est possible suivant l'invention de préparer directement un argon d'un degré de pureté d'environ 99p9 %:, en mélange avec une proportion comprise entre les limites choisies, de préférence comprises environ 0,7 et environ 1,5 % en volume d'oxygène, si on le désire, en effectuant un prélèvement en un point approprié d'une co- lonne de rectification d'une installation industrielle de liquéfaction et de séparation de l'air.
Ainsi qu'il a déjà été dit, l'invention convient particulièrement au soudage de l'acier par le procédé du brevet précité N 2.504.868;, à une vitesse d'exécution plus rapide. Cette plus grande vitesse est facile à obte-
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nir en raison des propriétés spéciales du procédé, à savoir une densité de courant beaucoup plus forte, un mouvement d'avancement continu du fil un arc concentré et une atmosphère protectrice du gaz inerte. En employant dans cette opération un gaz inerte très pur avec une addition d'oxygène on peut profiter complètement de l'avantage qui résulte de la grande vitesse d'exé- cution qu'il permet.
On constate que pour souder les aciers avec un courant de forte intensité et à grande vitesse par le procédé du brevet précité N 205040868., l'argon est nettement supérieur à l'hélium Cependant, l'emploi de l'argon seul à un degré de pureté de 99,9 % donne -Lieu à une sérieuse difficulté: il n'est pas possible en effet d'exécuter des soudures d'angle horizontales sans rochage considérable. Il est probable que ce rochage est dû à un fort bombardement par des ions positifs qui se produit dans un arc protégé par l'argon, sous un courant intense. Le rochage s'accompagne généralement d'un arc vagabondo L'arc vagabond est évidemment plus accentué dans une soudure en l'air que le rochage.
Ces problèmes sont résolus suivant l'invention qui permet d'entretenir l'arc de soudure dans une atmosphère formée par un mélan- ge de gaz monoatomique inerte et d'oxygène en proportions nouvelles et défi- nies. On supprime le rochage et le vagabondage de l'arc en ajoutant de l'oxy- gène à l'argon initial d'un degré de pureté de 9999 %, en quantité suffisan- te pour que le mélange ainsi obtenu contienne 0,7 % en volumed'oxygèneo Cette proportion peut atteindre 1,5 % en volume au maximum sans exercer d'influence appréciable sur la composition du métal déposé. En d'autres termes, on ob- tient en principe un transfert de 100 % des éléments de l'électrode par l'arc dans le cordon de soudure.
On a constaté que cette même atmosphère de protection de l'arc est avantageuse dans le soudage à l'arc de l'aluminium avec une électrode se con- sommant protégée par un gazo Etant donné qu'une pièce en aluminium est suscep- tible de dissiper la chaleur du bord de la masse liquide de la soudure, le rochage ne pose pas un problème aussi grave que dans le sousage de l'acier.
Mais lorsque l'intensité du courant dépasse une certaine valeur critique pour une série de conditions de soudage données on observe un phénomène nettement visible de crachement du métal fondu de la soudure, qui donne lieu à un cor- don de soudure contenant des inclusions d'oxydes et possédant une surface ir- régulière et exfoliée. On a constaté qu'avec le mélange de gaz de protection perfectionné suivant l'inventions le courant de soudure peut être plus in- tense, sans que se produise ce résultat fâcheux, Il en résulte évidemment qu'on peut augmenter la vitesse d'exécution de la soudure. De plus, l'arc est plus stable.
Par exemple, si l'on soude par rapprochement des plaques en alumi- nium 38 (1,2 % Mn le complément Al) de 25,4 mm d'épaisseur en atmosphère d'argon pur avec une électrode en fil'd'aluminium 438 (5 % Si!) le complément Al) de 4,7 mm de diamètre, au moyen d'un courant de 550 ampères!! on obtient des éruptions, de 1-'oxydation,, une surface rugueuse, etco Si l'on ajoute 1 % d'oxygène à l'argon dans les mêmes conditions, le courant peut atteindre plus de 600 ampères, sans éruptions de la masse liquide de la soudure et irrégula- rités de surface en résultant.
L'invention convient particulièrement, ainsi qu'il a déjà été dit au soudage d'alliages ferreux en atmosphère d'argon sensiblement pur addition- né d'oxygène entre les limites précitées, principalement dans le but d'em- pêcher le rochage. Mais elle convient aussi à 1-'aluminium, ainsi qu'il vient d'être dit., et à d'autres métaux avec d'autres gaz de protection et pour ar- river à d'autres résultats.Par exemple, elle permet un meilleur réglage de l'arc., c'est-à-dire de la constance de la tension, de la longueur et de la direction de l'arc;
, et augmente sa stabilité.Elle améliore la forme du cor- don de soudure et supprime le rochage et dans la plupart des cas, fait dimi- nuer la vaporisation du métal fondu de la soudure. Ces résultats améliorés sont obtenus avec des intensités du courant de soudure et des vitesses d'exé- cution plus faibles ou plus fortes., bien que l'amélioration du réglage de
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l'arc se manifeste particulièrement avec des intensités et vitesses plus fai- bles du courant de soudures tandis que la suppression du rochage, la diminu- tion de la vaporisation et l'amélioration du contour du cordon de soudure se manifestent spécialement avec des vitesses et des intensités plus fortes du courant de soudure.
Bien que les résultats les plus avantageux donnés par les addi- tions d'oxygène à l'atmosphère de l'arc suivant l'invention aient été obtenus avec l'argon et surtout avec l'argon sensiblement pur, ces additions sont également avantageuses avec d'autres gaz ou mélanges de gaz de soudure iner- tes et monoatomiques, par exemple avec l'hélium ou avec des mélanges d'argon et d'hélium.
L'oxygène, à l'encontre des composés contenant de l'oxygène, est l'élément le plus avantageux à ajouter à l'atmosphère de gaz inerte de l'arc, et il consiste de préférence en un mélange homogène avec le gaz iner- te, introduit sous forte pression, par exemple d'environ 141 kgs/cm2 dans une bouteille ou récipient à gaz de soudure, d'où il est fourni par un tuyau fle- xible aux canaux de passage du gaz de protection du pistolet de soudure.
Tou- tefois, dans certains cas, on peut faire arriver l'oxygène dans l'atmosphère de l'arc sous d'autres formes et par d'autres moyens.On a constaté qu' on peut éviter le rochage dans le soudage de l'acier par le procédé du brevet précité N 2.504.868 au moyen d'un mélange de gaz de protection consistant en principe en argon et/ou un autre gaz inerte monoatomique, contenant de l'an- hydride carbonique en proportions en volume d'environ 3 à environ 10 %. On suppose que l'anhydride carbonique ainsi mélangé avec le'gaz inerte monoato- mique dans les proportions précitées se décompose en totalité ou en partie par la chaleur de l'arc, de façon à dégager dans l'atmosphère de l'arc une proportion efficace d'oxygène comprise entre environ 0,5 et environ 2 %, ain- si qu'il est indiqué ci-dessus.
On peut aussi ajouter au gaz inerte monoato- mique avec des résultats satisfaisants des mélanges appropriés d'oxygène et d'anhydride carbonique, ou des mélanges de gaz quelconques appropriés qui mettent en liberté la quantité d'oxygène nécessaire dans la région de l'arc.
L'invention est considérée comme étant avantageuse pour le sou- dage de tous les métaux ferreux et non ferreux, mais surtout pour le sou- dage de l'acier ferritique et austénitique, y compris les aciers inoxyda- bles, les aciers alliés et les aciers ordinaires au carbone.
Une autre application avantageuse de la nouvelle atmosphère de protection suivant l'invention consiste dans lesoudage à l'arc protégé par un gaz avec une électrode ne se consommant pas, par exemple en wolfram.
On a constaté par exemple que lorsqu'on exécute une soudure d'an- gle de l'acier inoxydable en présence du nouveau mélange de gaz de protec- tion suivant l'invention entourant un arc jaillissant entre une a.node formée par la pièce et une cathode formée par l'électrode en' wolfram,\) on peut exé- cuter la soudure avec des courants d'intensité et à une vitesse sensible- ment plus fortes sans risque de rochage.
On peut exécuter une soudure d'angle satisfaisante dans une pièce en acier inoxydable, du type 304, (C = 0,08 %, Mn = 2 %, P = 0,04 %, S = 0903 %, Si = 1 %, Cr = 18-20 %, Ni = 8-11 %, Fe= le complément) de 1,5 mm d'épaisseur, avec une électrode en wolfram (thorié) de 1901 mm de diamètre, sans addition de métal de remplissage sous une in- tensité de 80 ampères, en présence d'un gaz de protection se composant de 0,7 % d'oxygène et 99,3 % d'argon débité à raison de 0,424 m3/heure.Sans addition d'oxygène, il est impossible d'exécuter cette soudure sans qu'il se produise -un rochage considérable.
Lorsqu'on emploie une atmosphère de protection de Parc consis- tant en un gaz inerte très pur avec une électrode en wolfram, on obtient pour une série donnée de conditions une certaine tension de l'arc. Si l'on emploie le nouveau mélange de gaz de protection suivant l'invention dans les mêmes conditions, la tension de l'arc est plus élevée. Ce résultat est ex- actement contraire à celui qu'on obtient dans le soudage à l'arc des métaux avec une électrode se consommant, où l'addition d'oxygène fait diminuer la
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tension de l'arc. L'explication de ce phénomène d'observation n'est pas im- médiatement évidente.
Mais quelle qu'en soit l'explication théorique, il n'en reste pas moins qu'en ajoutant environ 0,7 à environ 1,5 % en volume d'oxygène à un gaz inerte monoatomique sensiblement pur, on obtient un mé- lange de gaz qui donne des résultats nettement avantageux dans le soudage à l'arc protégé par le gaz avec des électrodes se consommant ou ne se consom- mant pas. Dans la plupart des cas, il en résulte une amélioration du con- tour du métal de la soudures, c'est-à-dire que le rochage est supprimé, la pénétration augmente, ainsi que le renforcement de la soudure.
L'arc se lo- calise et sa stabilité augmentée En ajoutant de l'oxygène entre les limites précitées, on fait naître une pression partielle d'oxygène de beaucoup su- périeure à la pression de dissociation des oxydes métalliques, mais insuf- fisante pour former une quantité appréciable et nuisible de ces oxydes mé- talliques. L'existence du cratère de l'arc est indépendante de l'addition d'oxygène, qui n'exerce aucune influence sur elle. On a constaté que la quan- tité d'oxyde existant à la surface du métal de la soudure est apparemment insuffisante pour modifier dans une mesure appréciable la tension superfi- cielle du métal de la soudureo
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation représentées et décrites, qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.