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Info

Publication number: BE550101A
Authority: BE

Description


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   La présente invention converne un procédé de soudure à l'arc de métaux et, plus spécialement, un procédé de protection par un gaz inerte et de refroidissement de soudures de métaux réactifs comme le titane. 



   Quand on soude de minces épaisseurs de métal, il est bon d'évacuer la chaleur des environs de la soudure aussi rapidement que possible afin de réduire .au minimum les déformations, et on utilise habituellement à cet effet des refroidisseurs. métalliaues. 



  En outre,quand on soude certains métaux réactifs comme le titane, il est de première importance que, pendant l'opération, le métal soit à l'abri de l'atmosphère afin d'éviter que le métal de sou- dure en fusion n'absorbe ni oxygène ni azote, qui auraient une influence néfaste sur les propriétés mécaniques de la soudure 

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 obtenue. Habituellement ceci se fait en utilisant un gaz inerte, comme l'argon, qui protège le métal de soudure en fusion et tout métal voisin à l'état solide qui se trouve à une température su- périeure à celle où la contamination se produit.

   Pour ramener ra- pidement le métal de soudure en dessous de cette température dé contamination, il :est courant d'utiliser des barres de serrage en acier servant de refroidisseurs,habituellement d'une épaisseur de l'ordre de un demi pouce (12,7 mm), qui appliquent fermement les pièces à souder contre une plaque support en acier pourvue d'un dispositif permettant de fournir une protection d'argon à la face arrière de la soudure. Quoique des soudures satisfaisantes puissent être obtenues de cette manière; il a été constaté que les refroi- disseurs   provoquent   des tourbillons dans le courant d'argon pro-   tecteur   lequel   .entraîne   ainsi de l'air qui peut contaminer la sou-   dure..   



   L'utilisation d'ailettes ou de joues d'une hauteur d'un   pouce   'et quart (32 mm) au moins, constituant des prolongements sur les bords'inférieurs des   refroidissemrs,   s'est avérée donner de meilleurs résultats et permet   d'obtenir   des soudures brillantes   à, faible   contamination d'une façon relativement aisée, à condition de serrer les   peces   à souder fortement et régulièrement. Cette solution ne présente aucune difficulté Si les pièces sont recti- lignes et plates, mais s'il s'agit de formes compliquées, le coût de l'usinage des refroidisseurs et des supports nécessaires peut être prohibitif. 



   La présente invention a pour but de procurer un procédé permettant de surmonter ces difficultés d'une manière simple et efficace. 



   La présente invention a pour objet un procédé de soudure        à l'arc   caractérisé en ce que le joint de soudure est refroidi à l'aide de refroidisseurs métalliques minces, ductiles et refroidis par un fluide dont la forme permet   un;   contact intimeentre les 

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 refroidisseurs et la surface des parties voisines du joint de sou- dure. 



     L'invention   a aussi pour objet un procédé de soudure à l'arc de métaux et alliages réactifs dans une atmosphère inerte caractérisé en ce que le joint de soudure est refroidi à l'aide de refroidisseurs métalliques minces, ductiles et refroidis par un fluide, dont la forme permet un contact intime entre les refroidis- seurs et la surface des parties voisines du joint de soudure,  l'at- mosphère inerte étant maintenue à   l'endroit   des refroidisseurs par des écrans à gaz, et à   '/aide   de bandes supports .arrière dont la forme permet un contact intime entre celles-ci et la surface des parties de   l'arrière   du joint de soudure. 



   Les refroidisseurs et écrans sont faits de préférence en un métal à haute conductibilité   comme   le cuivre ou l'aluminium à   l'état   recuit ou adouci. 



   Le procédé consiste en principe à réaliser les   refoîdis-     seurs   en tôle par des procédés   relativement   simples, par   exemple     par     pliage   et   'martelage   en fonction des   contours   de la   pièce   à   les   bords des refroidisseurs étant rendus   parallèles au     joint   de soudure;

   Des bandes   métalliques   sont fixées aux refroidis- seurs perpendiculiarement ou quasi   perpendiculairement   par brasage ou   autrement,     parallèlement   et près des bords des refroidisseurs de façon à constituer des écrans à   gaz, et   au moins un tube d'ame-   née''de   fluide de   refroidissement   est fixé à chaque refroidisseur. 



  Quand une paire de refroidisseurs, avec les écrans rapportés, sont serrés en place de part et d'autre du joint de soudure, il est formé entre les deux écrans et le joint un chenal dans lequel s'engage l'argon sortant du porte-électrode. L'arrière du joint de soudure est protégé contre   l'oxydation   par une;bande support arrière con- sistant en une pièce de métal doux très; mince de forme voulue, par exemple une très mince tôle de cuivre,, et pourvue   d'un   dispo- sitif permettant une alimentation ininterrompue   d'argon   sur la 

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 face arrière de la soudure, cette pièce étant fixée à   l'arriéra   du joint de soudure par du ruban adhésif. 



   Façonner les refroidisseurs au contour de la pièce à souder ne constitue pas une opération difficile. On peut utiliser les   procédés habituels de   façonnage des tôles ou bien, si les parties-à souder ont été embouties à la presse, le refroidisseur peut être façonné à l'aide de la même matrice. Le parachèvement assurant un bon contact entre le refroidisseur et la pièce à souder peut se faire in situ, par exemple par un martelage appro- prié. Les refroidisseurs sont maintenus en place et en contact   intime   par serrage léger ou par coinçage, suivant la forme de la pièce à souder. 



   Une forme d'exécution de la présente invention est re- présentée à titre d'exemple aux dessins annexés, dans lesquels: 
La figure 1 est une vue en perspective de refroidisseurs et écrans établis suivant l'invention, pour souder, suivant une section oblique un demi tube à une plaque découpée de façon corres- pondante. '   @   La figure 2 est une coupe suivant la ligne AA de la fi- gure 1. 



   La figure 3 est une vue de face de la forme d'exécution de la figure   1,   dans le sens de la flèche B. 



   Comme les dessins le montrent,les parties à souder entre elles consiste nt en une section oblique d'un demi tube 1 et en une plaque 2 dont une partie a été découpée de-façon que la partie 1 puisse s'y adapter. Un refroidisseur 3 pour la section oblique 1 est obtenu en cintrant une tôle de cuivre reduit d'une épaisseur d'un seizième de pouce (1,6 mm) au rayon intérieur de la section oblique 1, les bords de la tôle étant découpés de façon à être approximativement parallèles et à se trouver à une distance d'en- viron un quart de pouce (6,35 mm) des bords de la section oblique 1. Une bande de cuivre 4 d'une largeur d'un pouce un quart (32 mm) pu moins est fixée par brasage au côté concave du refroidisseur 3, 

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 parallèlement et à une distance d'environ 5/16 de pouce (8 mm) des bords.

   Un tube de cuivre 5 est ensuite brasé sur le refroi- disseur au bas de la bande 4 et derrière celle-ci. 



   La plaque 2 est pourvue de façon semblable d'un refroi- disseur 6, dont la bande 7 se trouve environ 5/16 de pouce (8 mm) en   retra    !: du   bord du refroidisseur 6 qui est parallèle au profil de la partie 1 découpée dans   la.   plaque 2. Un tuyau en cuivre 8 pour l'eau de refroidissement est brasé sur la plaque 2 au bas de la. bande 7. 



   Les positions relatives des bandes 4 et 7 qui consti- tuant des écrans à gaz sont importantes. La distance entre les bords supérieurs doit être telle que l'extrémité du porte-électrode de soudure puisse entrer avec l'électrode disposée bien d'aplomb au-dessus du joint à souder, tandis que la distance entre les bords brasés inférieurs doit être plus petite que celle entre les bords supérieurs. Il est souhaitable que les écrans soient aussi près que possible l'un de l'autre sans empêcher les manipulations du porte-électrode. 



   Pour effectuer l'opération de soudure, on place la sec- tion oblique.1 dans sa position correcte relativement à la plaque   2,. avec   une fixation provisoire si nécessaire, et un tube en cui- vre 9, conformé de façon à suivre la ligne de soudure, est mis en place à l'arrière du joint de soudure et immobilisé enle recou-   vrant   d'une tôle de cuivre* très mince 10 dont les bords sont collés sur la plaque 2 à l'aide de rubans adhésifs. Le tube de cuivre 9, qui peut être fermé à une extrémité, véhicule l'argon qui est dis- tribué à l'arrière du joint de soudure par des trous pratiqués dans la paroi du tube. Une source d'eau de refroidissement est rac- cordée aux tubes 5 et 8 de refroidissement des refroidisseurs 4 et 7, prévus de part et d'autre du joint.de soudure.

   Un contact intime est assuré entre les bords des refroidisseurs et les pièces, à souder, par martelage éventuel de ces bords. 

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  Les refroidisseurs sont immobilisés par des moyens de serrage convenables. La soudure se fait ensuite de la manière habituelle, en utilisant un lent écoulement de l'argon et un ajutage à grande section. 



   Suivant un autre procédé de protection à l'argon de l'ar- rière du joint de.soudure on façonne une tôle de cuivre très mince de façon à épouser la face arrière du joint de soudure dans sa po- sition d'assemblage, et de l'argon est envoyé sur la région de soudu re par des trous percés dans la tôle et dans un tube à argon brasé sur la face arrière de la tôle. 



   Les refroidisseurs et chicanes construits suivant la présente invention constituent un moyen d'obtenir des soudures bril- 
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 lantes, non contaminées dans des fabrieats, en titane de forme simple ou compliquée. Ces refroidisseurs présentent l'avantage   d'être   beaucoup plus faciles et moins coûteux à construire que des refroidisseurs en acier massif demandant un grand nombre d'o- pérations d'usinage, car les refroidisseurs de la présente inven- tion peuvent être.réalisés en grande partie à la main. En outre, des refroidisseurs de ce genre sont suffisamment robustes pour pouvoir être utilisés pour la soudure d'un grand nombre de pièces. 



   REVENDICATIONS 
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1.- Procédé de soudure à l'arc caractérisé en ce que le joint de soudure est refroidi à   l'aide   de refroidisseurs métal-        liques   minces, ductiles et refroidis par un fluide, dont la forme permet un contact intime entre   les   refroidisseurs et la surface des parties voisines du   joint'de.soudure.   

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Claims

2. - Procédé de soudure à l'arc de métaux et alliages @ réactifs dans une atmosphère inerte, caractérisé en ce que le joint de soudure est refroidi à l'aida de refroidisseurs métalliques min- ces, ductiles et refroidis par un fluide, dont laforme permet un contact intime entre les refroidisseurs et la surface des parties . voisines du joint de soudure, l'atmosphère inerte étant maintenue <Desc/Clms Page number 7> à l'endroit des refroidisseurs par des écrans à gaz, et à l'aide de bandes supports arrière dont la forme permet un contact intime entre celles-ci et la surface des parties à l'arrière du joint de soudure.

3.- Procédé de soudure à l'arc suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande support arrière en métal ductile est pourvue d'un moyen d'alimentation de gaz inerte à l'ar- rière du joint de soudure comprenant un tube métallique à paroi perforée prévu entre la bande support arrière et le joint de sou- dure.

4.- Procédé de soudure à l'arc suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande support arrière en métal ductible est pourvue d'un moyen d'alimentation de gaz inerte à 1 '.arrière du .joint de soudure, comprenant un tube métallique attache à la bande support arrière, des perforations étant faites dans la paroi du tube et dans la bande support arrière pour le passage du gaz.

5. - Procédé de soudure à l'arc suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le refroidis- sement par fluide des refroidisseurs se fait à l'aide de tubes mé- talliques fixés à ceux-ci.

6. - Refroidisseur pour le refroidissement de jointsde soudure soudés à l'arc, caractérisé en ce qu'il comprend une bande en métal ductile pouvant être déformée de façon à épouser la forme de la partie à souder voisine du joint et à laquelle est attaché un tube métallique véhiculant le fluide de refroidissement.

7.- Refroidisseur et écran à gaz combinés pour soudure à l'arc, caractérisés en ce qu'ils comprennent une bande mince en métal ductile pouvant être déformée de façon à épouser la forme de la. partie à souder voisine, du joint et à laquelle est fixée, en substance sur toute sa longueur, une ailette avec un tube métal- lique servant à véhiculer le fluide de refroidissement et attaché , à la bande en métal ductile sur toute sa longueur. <Desc/Clms Page number 8>

8.- Refroidisseur et écran à gaz combinés suivant la revendication.6 ou 7, caractérisés en ce que la bande en métal ductile est en cuivre.

9.- Refroidisseur et écran à gaz combinés suivant la revendication 6 ou 7, caractérisés en ce que la bande en métal duc- tile est en aluminium.

10. - Bande support arrière pour soudure à l'arc, carac- térisée en ce qu'elle consiste en une bande en métal ductile pou- vant ' être déformée de façon à épouser la forme du joint et pourvue d'un dispositif d'alimentation en gaz inerte pour l'arrière de la soudure.

11.- Bande support arrière suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation en gaz inerte comprend un tube métallique à paroi perforée.

12. - Bande support arrière suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation en gaz inerte comprend un tube métallique attaché à la bande support arrière et percé de perforations traversante la paroi du tube et la bande support arrière pour le passage du.gaz.

@ 13.- Procédé de soudure à l'arc, en substance comme dé- crit ci-dessus.

14.- Refroidisseur et écran à gaz combinés, en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.

15. - Bande support arrière, en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.

16. - Pièces métalliques soudées par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5.