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Info

Publication number: BE534568A
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Description


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   La présente invention concerne la soudure à l'arc avec métal d' apport sous protection de gaz, plus spécialement avec une densité de courant relativement élevée. 



   Le gaz généralement utilisé en soudure à l'arc avec métal   d'ap-   port sous la protection d'un gaz inerte, est l'argon ou l'hélium. Toutefois, on a récemment, trouvé intéressant, pour la soudure d'acier au carbone par ce procédé, d'utiliser de l'argon contenant un peu d'oxygène, par exemple de 1 à 10% d'oxygène. On a aussi proposé d'utiliser un mélange d'   héliùm   et d'argon comme gaz de protection, quand on soude avec une électrode en métal réfractaire non consu mable, par exemple une électrode en tungstène ou en tungstène thorié. Mais il est impossible de prédire si une telle proportion conviendrait pour la soudure avec une électrode en métal fusible. 



   Dans une étude de recherche portant sur divers gaz et mélanges de gaz de protection convenant pour la soudure   d!acier   ou carbone cimenté, trempé à demi et trempé à coeur, il a été découvert qu'on obtient des perfectionnements entièrement inattendus avec un gaz de protection consistant en un mélange d'hélium, d'argon et d'acide carbonique. Par exemple, un gaz de protection d'arc composé d'un mélange de 80% d'hélium, 15% d'argon et   5%   d'acide carbonique, produit un arc calme, exempt d'éclats,donnant un cordon de soudure satisfaisant. Il a été 'établi que le gaz de protection convenant le mieux pour la soudure de l'acier au carbone, se compose de 40 à   80%   d'hélium, 3 à   5%   d'acide carbonique, le reste étant de   l' argon.   



  Des résultats satisfaisants peuvent cependant être obtenus avec un gaz de protection composé de 3 à 10% d'acide carbonique et 40 à 80% d'hélium, le reste étant de l'argon, pour souder l'acier au carbone avec du courant continu de polarité inverse. L'acide carbonique a une influence stabilisatrice sur le comportement de l'arc, quand il est mélangé à l'hélium et à l'ar-   ,on   dans   des proportions @e dépassant pas 10% de   CO2. 



   Des essais de soudure ont été faits pour des cordons de soudure en une seule passe sur une plaque d'acier au carbone épaisse d'un quart de pouce (6,35 mm), avec une électrode consistant en fil de soudure courant d'un seizième de pouce (1,59 mm) de diamètre, contenant   0,12%   de carbone,   1,0   à 1, 2% de manganèse,   0,25%   de silice, 0,35% de chrome, pas plus de,   0,015%   de soufre, le reste étant du fer.   On   a utilisé, pour la protection de la zone de soudure, divers mélanges gazeux hélium-argon-acide carbonique, contenant 1,3,5 et 10% d'acide carbonique. 



   Des cordons de soudure ont été réalisés à la vitesse de 25 et 50 pouces (63,5 et 127 cm) par minute, avec du courant continu à polarité inverse, et à la vitesse de 25 pouces (63,5 cm) par minute, avec du courant continu à polarité directe. La vitesse de 25 pouces (63,5 cm) a été choisie parce qu'elle représente le maximum praticable pour obtenir de bonnes soudures sur des plaques d'acier épaisses d'un quart de pouce (6,35 mm) avec de l'argon pur, et qu'elle représente aussi à peu près le maximum pour la soudure à la main. Quoique le courant d'arc ait été constant pour une vitesse et une polarité de soudure données,certaines variations de la tension d'arc ont été dotées.   On   a choisi la tension donnant le meilleur fonctionnement avec chaque mélange de gaz de protection. 



   Les cordons de soudure d'essai devaient avoir une pénétration un peu supérieure à la moitié de   l'épaisseur   de la plaque, soit 0,125 pouce (3,18 mm), et un rapport largeur-hauteur de quatre ou plus. Une dilution convenable est   50%   ou plus. La dilution est le rapport entre surface de métal de base fondu et surface fondue totale dans la section transversale du cordon. Ces conditions s'appliquent à une soudure en deux passes, assem- 

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 blage à plat. 



   Des cordons de soudure acceptables ont été réalisés à la vitesse de 50 pouces   (@27   cm) par minute, avec 3 et 5% de CO2, et même 10% de CO2, sauf dans ce dernier cas une légère porosité le long de la ligne médiane. 



  La qualité du cordon de soudure augmente quand on accroit le pourcentage d'hélium jusqu'à 70%, un cordon excellent étant obtenu avec 80% d'hélium quoiqu'il y ait trace de crachement . Il est recommandé, pour la soudure de l'acier doux avec du courant continu à polarité directe, d'utiliser un mélange de   70%   d'hélium, 25% d'argon et 5% de CO2. 



   La dilution et le rapport hauteur-largeur du cordon de soudure montrent que la plupart de ces soudures ont des sections transversales satisfaisantes. Avec de tels mélanges, le fonctionnement de l'arc est remarquablement stable, avec très peu de crachement. L'addition d'acide carbonique au mélange hélium-argon   augmenté  la stabilité de l'arc et réduit le crachement. L'égalité de la surface de soudure et la stabilité de l'arc sont considérablement meilleures que dans le cas de cordons comparables obtenus avec le mélange oxygène-argon. La stabilité d'arc et la souplesse de fonctionnement plus grandes font- 
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 oXygène :;est iêl.éale pour les opérations de Soudure en..:1 -Zâg- à la.\main. 



   L'invention convient évidemment aussi pour la soudure d'autres métaux, comme les aciers inoxydables et les aciers au carbone. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Procédé de soudure à l'arc sous la protection de gaz suivant lequel on établit un arc entre une pièce à souder et une électrode en métal fusible, caractérisé en ce que la zone de soudure est protégée par un courant de gaz consistant en un mélange de 40 à 80% d'hélium, de 3 à   10%   d'acide carbonique, et d'argon pour le reste. 
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  2.- Gaz de protection yur'l'exécution du procédé suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en un mélange de 40 à   80%   d'hélium, de 3 à   10%   d'acide carbonique, et d'argon pour le reste.

Claims

3.- Gaz de protection suivant la revendication 2, pour la soudure à l'arc en courant continu à polarité inverse d'acier au carbone à l'aide d'une électrode en métal fusible, caractérisé en ce qu'il consiste en un mélange de 70% d'hélium, 5% d'acide carbonique et 25% d'argon.