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La présente invention concerne la soudure par dépôt de masse fondue de soudure métallique entre les bords des parties métalliques qui doivent être réunies.
Il est de la plus haute importance pour le métal' d'une soudure à abutement formée de cette manière de pouvoir s'éten- dre de manière homogène sur toute l'épaisseur des .parties à réunis, afin d'obtenir une résistance maximum au joint, eten fait il est préférable que la surface de la soudure forme une
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saillie légèrement convexe sur les deux faces, ce qui assure que la soudure sera au moins aussi épaisse que les parties qui sont réunies par cette soudure.
Pour arriver à ce résultat et produire une soudure sans parties creuses, sans porosité de la surface, ou autres irrégularités, il est usuel que la soudure soit effectuée des deux côtés, une coulée principale (ou série de coulées principales) étant d'abord versée sur l'un des côtés, la face inférieure de cette coulée étant ensuite coupée au ciseau, une coulée de scellement ou série de coulées de scellement étant ensuite appliquée ou appliquées de l'autre côté (ou côté coupé au ciseau).
Cependant, il est parfois impossible'et souvent peu commode d'avoir accès à la surface inférieure pour découper ainsi au ciseau et pour 'la soudure finale, comme dans le cas de récipients à double parois et de récipients de dimensions si petites qu'on ne peut pas travailler facilement à leur. intérieur, en admettant même que l'opérateur puisse y pénétrer.
Des essais pour faire la soudure de l'un des côtés seulement, mènent à,divers inconvénients. Il est rarement pos-' sible de produire un ajustage uniforme entre les bords des parties, et même de légères irrégularités dans cet ajustage tendent à produire de grandes variations dans le fini de la face-inférieure. Une pénétration insuffisante à l'autre face pour un ajustage serré peut laisser une trace analogue à une craquelure le long du joint, qui pourrait être le siège de causes de corrosion possibles ou de fatigue, ou autres défauts.
Pour un ajustage ouvert, la soudure peut pénétrer au-delà de la face et laisser des sphéroides en métal mal oxydé faisant saillie. Dans les cas extrêmes, la force de l'arc de soudure peut souffler un trou complètement à travers les bords qui viennent buter l'un contre l'autre, et ce dégât est extrêmement difficile, sinon impossible, à réparer de manière satisfaisante.
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L'inaccessibilité de l'autre face peut également rendre impossible l'application (et l'enlèvement ultérieur)d'un support rigide contre lequel le métal de soudure peut être coulé même lorsqu'il est possible de mouler un tel support de manière précise et l'adapter aux parties, et un tel arrangement en admettant même qu'il soit possible, est difficile à exécuter et est coûteux.
De même, la soudure d'une matière en feuille très mince est difficile à réaliser à cause de la facilité avec laquelle la matière peut se brûler sur toute son épaisseur, cependant la minceur des feuilles et leur tendance au gauchissement rend difficile'le maintien du bon contact qui est nécessaire entre les parties, et d'un support rigide appliqué sur la face inférieure, en supposant même que cette face inférieure soit accessible.
Selon la présente invention, la méthode pour la soudure de deux parties ferro-magnétiques consiste à fixer les parties . avec les bords adjacents en position correcte pour recevoir à l'avant un dépôt à l'état fondu du métal de soudure, à appliquer un champ magnétique entre les bords adjacents, à appliquer sur la partie postérieure des parties une poudre qui est ferro- - magnétique jusqu'à au moins 50 % de sa composition, de manière à former un pont continu, et à effectuer la soudure avec le pont de poudre formant un support à la prtie postérieure des parties pour le métal fondu de soudure.
On peut employer un aimant permanent ou un électro-aimant pour produire le champ magnétique et on peut employer autant d'aimants qu'il est nécessaire pour produire une longueur continue de ponts de support sur toute la longueur de la soudure qui doit être exécutée en une seule passe ; ainsi qu'il sera mentionné ci-après, il y a des circonstances où un seul
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aimant suffit.
Lorsqu'on emploie deux ou plusieurs aimants, ils sont espacés entre eux d'assez près pour assurer un fort pont de poudre sur la longueur déterminée par cet espacement,. et par un espacement assez serré on peut maintenir un tel pont quand un aimant quelconque est enlevé, pour permettre la continuation de la soudure sur la partie de la longueur précé- demment occupée par lui, comme cela pourrait être désirable pour une soudure non-interrompue, par exemple faite à la machine.
Avec des aimants facilement applicables sur la face externe accessible, la poudre magnétique peut être appliquée en quantité appropriée sur l'autre face, même lorsque l'accès en est\difficile, par exemple par l'emploi d'un tube non-magné- tique, dont l'embouchure peut être tirée à proximité de la ligne de soudure. Lorsque les aimants sont enlevés après que le pont de poudre a permis d'appliquer une bonne quantité de métal, la poudre est détachée des parties, qui sont ou bien démagnétisées dans ce but par la chaleur de la soudure, ou bien peuvent/être chauffées, et la poudre pourra alors être récupérée.
Dans les cas fréquents où plus d'une coulée est nécessaire, l'enlèvement des aimants après la première coulée permet à la chaleur de la soudure subséquente d'effectuer la démagnétisation des parties désirée.
L'invention s'applique également à la soudure électrique et à la soudure au gaz, ainsi qu'aux soudures verticales et inclinées; et aux soudures horizontales.
Le support mécanique du pont magnétique, ayant une tendance à se reétablir si la force de l'arc de soudure devait par hasard le déranger, est remarquablement bon, et il peut être très régulier le long de la ligne de soudure, de telle sorte que la face inférieure de la soudure présente un aspect régulier satisfaisant. Mais puisque le pont n'est pas complè- tement rigide, la face inférieure de la soudure tend à faire un
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peu saillie, en assurant ainsi une soudure finie au moins aussi épaisse que les Dords dos parties.Toute incorporation de poudre dans .Le soudure tend à se limiter à cette saillie.
Tres souvent cependant, une telle incorporation peut signifier très peu de chose. Ainsi, si de la poudre de fer est employée pour le) soudure d'acier doux ou d'alliage d'acier- à faible teneur, l'effet diluant de la poudre de fer sur une pre- mière coulée peut être très léger. Mais si cela même est indési- rable , la poudre enmployée pourra consister en un alliage correspondant à celui des parties nécessairement' magnétiques qui doivent être soudées entre elles, soit pré-alliées soit formées par un mélange dans les proportions requises de poudres séparées des ingrédients de l'alliage,.
On pourra également employer de la poudre magnétique en matière céramique et la nature réfractaire de cette substance. empêche la diffusion de ses constituants, dans la soudure.
On pourra employer des mélanges des diverses poudres, pourvu qu'au moins 50 % de l'ensemble soit ferro-magnétique, afin de permettre à la totalité de la poudre d'être maintenue comme pont de support. Ainsi, on pourra inclure du métal ou alliage non-magnétique, ou une matière réfractaire. Il pourra également être avantageux d'inclure un fondant sous forme de poudre, ce qui facilité l'obtention d'une face plus lisse et plus propre de la soudure.
La fa.cilité de réalisation d'une soudure, pour récipients longitudinaux, circonférenbiels et autres joints de récipients qui ne sont pas facilement accessibles au point de vue des faces intérieures dessoudures, sera évidente. Cependant, il peut être avantageux d'employer le pont magnétique pour éviter les ébré- chures, et employer la soudure interne lorsque l'accessibilité est assez bonne.
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Les dessins ci-joints montrent divers moyens pour la réalisation de l'invention dans la pratique.
Dans les dessins, la figure 1 est une vue latérale fragmentaire, partielle- ment en coupe médiane d'une paire de tuhes qui doivent être sou- dés bout à bout l'un avec l'autre, la figure 2 en est une vue supérieure en perspective, la figure 3 est une vue fragmentaire en plan d'une paire de plaques devant être soudées ensemble bord à bord, la figure 4 est une vue en perspective d'en-dessous, la figure 5 est une vue d'extrémité fragmentaire d'une paire de plaques devant être soudées entre elles bord à bord, la figure 6 est une vue fragmentaire en. perspective d'une paire de plaques devant être soudées entre elles en coin, et la figure 7 est une vue fragmentaire d'extrémité de quatre plaques pour former par soudure pour former une section de boite.
L'une des applications de l'invention, illustrée dans les figures 1 et 2, consiste en une soudure circonférentielle de conduites d'un.diamètre si petit qu'il empêche tout accès raison- nable à l'intérieur de la soudure. Dans ces cas, un seul aimant permanent/réunissant une partie des extrémités de deux conduites 2, 3 entre elles suffit pour former un pont circonférentiel complet 4 en poudre magnétique appliqué à l'intérieur des con- duites 2,J.
Une autre application consiste en la connexion entre elles bord à bord de deux plaques illustrées dans les figures 3 et 4.
Les plaques 5 et 6 sont respectivement placées de manière à laisser un intervalle 7 entre leurs bords; des aimants 8 sont placés à travers l'intervalle et sont convenablement espacés l'un de l'autre. De la poudre magnétique est appliquée sur le côté opposé
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des claques dans le voib @ de l'intervalle 7 et forme un pont 9 ayant une surface externe convexe, car il y a tendance de la part d'une partie de la poudre de passer dans l'intervalle 7 d'où elle peut être enlevée avant la soudure. Le pont de poudre forme un support mécanique pour le métal fondu introduit dans l'intervalle 7 à mesure que les plaques 5,6 sont soudées.
Selon un exemple spécifique, deux plaques en acier doux ayant chacune une épaisseur de 1/8" ont été placées cote à côte de telle sorte que leurs bords adjacents étaient cartes de l/lo". Une pluralité d'aimants furent placées de manière réunir les deux plaques, chaque aimant étant fait en "@lcomax II" et possédant un flux total de 12.500 lignes. Les aimants étaient espacés à des intervalles de 6". De la poudre de fer commerciale fut appliquée sur la face inférieure des plaques à proximité de l'intervalle laissé entre elles, et on a effectué la soudureen direction vers le bas en employant une électrode 10 S.W.G.
Type E. 217 avec un circuit ouvert à courant alternatif à 100 volts et un courant de fusion de 125 ampères. Il en est résulté une soudure uniforme ayant un côté inférieur légèrement convexe. Lorsque la soudure fut répétée dans les mêmes conditions, mais sans aimants et sans poudre de fer, il en est résulté une mauvaise combustion des plaques et une soudure piquée non uniforme.
Lorsqu'on doit réunir bord à bord des plaques relativement épaisses, d'après la pratique usuelle on biseaute les bords des plaques qui doivent être réunies, et on remplit la rainure en V ainsi formée, de métal 'e soudure. La présente invention peut s'appliquer à ce mode de soudurecomme illustré dans la figure 5, où les bords de deux plaques 10, 11 relativement épaisses devant être réunies, sont biseautés excepté sur une petite partie adjacente aux faces inférieures. Un pu plusieurs aimants 12 et de
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la poudre magnétique sont employés pour former un pont 13 sur la face inférieure des bords adjacents, un petit intervalle 14 étant laissé entre les parties adjacentes à extrémités carrées dont la poudre a été enlevée.
Selon un exemple spécifi- que, les bords de deuxplaques en acier doux d'une épaisseur de 3" devant être soudées, étaient biseautés. à 45 excepté sur 4 1" une face de racine de ?- qui était laissée sous forme carrée.
Les plaques furent placées avec leurs faces de racine à un
1" ""l" écartement de 1/8" et des aimants similaires à ceux mentionnés dans l'exemple décrit ci-dessus furent espacés entre eux de 6".
De la poudre de fer commerciale fut appliquée sur le côté inférieur des plaques à proximité des bords adjacents et la soudure fut effectuée avec une électrode 8 o.W.G. Type E. 217 employant un circuit ouvert de 100 volts courant alternatif et un courant de soudure de 160 ampères. Il en est résulté une soudure uniforme ayant une face inférieure légèrement convexe.
La soudure de plaques relativement épaisses sous forme de coin constitue une autre application de l'invention, et est illustrée dans la figure 6. Une plaque 15 devant être réunie verticalement avec une plaque lo disposée horizontalement, a son bord adjacent biseauté de manière à former une rainure en V entre ce bord et le bord adjacent de la plaque 16. Un ou plusieurs aimants 17 et de la poudre magnétique appliquée derrière la plaque 15 sont employés pour former un support de poudre 18, un petit intervalle étant laissé entre les cieux plaques, et la soudure est réalisée. Si on le désire, ou si on le juge préférable, le bord de la plaque horizontale peut également être biseauté, et on peut la.isser un bord de racine carrée sur le bord de la pique 15.
Selon un exemple spécifique, deux plaques en acier doux d'une épaisseur d'un demi-pouce davant être réunies sous forme d'angle ont été diposées à angle droit l'une par rapport à l'autre; , et ayant le bord de l'une des plaques et le bord adjacent de l'autre plaque biseautés
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pour former une rainure en V.
Une pluralité d'aimants "Alcomax II", chacun ayant un flux total de 34*500 lignes étaient espacés l'un de l'autre de 12". On a fait la soudure avecune électrode 8 S.W.G. Type E . 217 en employant un circuit ouvert de 100 volts courant continu et un courant de soudure de 140 ampères, et de la poudre, de fer commerciale qui avait été appliquée dans le coin interne réussit à fournir un support tel, qu'il en est résulté une soudure uniforme avec une petite rupture uniforme du métal de soudure et aucun endommagement par brûlure des plaques.
Dans les trois exemples donnés ci-dessus, il sera évident que puisque la soudure est effectuée le long des bords à réunir, chaque aimant doit être enlevé à son tour à mesure que l'électrode s'approche de lui, et doit à nouveau être placé dans sa position antérieure' quand l'électrode s'éligne. Dans les deux premiers exemples, il est nécessaire d'enlever un aimant d'environ 1/2" à l'avant de l'électrode, pour éviter la formation d'un arc.
Dans le troisième exemple, la distance est d'environ 2". Les aimants adjacents à chaque aimant enlevé sont tout-à-fait suffisants pour retenir la poudre magnétique en place en face de l'électrode de soudure à mesure qu'elle se déplace le long de la ligne de soudure.
La figure 7 montre l'application de l'invention à la soudure en forme de coin de plaques, afin de former une section de boite, dont l'intérieur est insuffisamment grand pour permettre d'avoir accès à la soudure interne.
Des plaques opposés 19, 21 de la section de boite formée
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par quatre plaques 19, 20, 21 et 22 respectivement, ont leurs oords longitudinaux biseautés en retenant un petit bord de racine, sous la forme carrée. Un ou plusieurs aimants 23 et de la poudre magnétique sont employés à tour de rôle pour former un support de poudre 24 pour la soudure respective. Dans la figure 7 on a montré deux soudures complètes.
En général, la force duchamp magnétique et/ou l'espacement d'aimants multiples peuvent être adaptés à l'épaisseur des plaques ou autres parties devant être réunies. Quoique la. tendance soit pour le pont de poudre de se placer seulement au-delà de la face arrière, une partie de la poudre pourrait s'acheminer dans la rainure de soudure formée par la formation préliminaire des bords de parties plus épaisses ou très épaisses, mais cela peut facilement être lissé pour laisser la fond de la rainure libre de recevoir la première coulée.
Dans le cas de feuilles minces à souder au gaz, la poudre magnétique suit tout gauchissement ou autre mouvement des feuilles pendant l'opération, et fournit un support tel que l'endommagement par brûlure soit pratiquement impossible. un peut cependant incorporer une quantité suffisante de la poudre dans la soudure pour rendre inutile l'emploi d'un fil métallique séparé, fournissant le métal de remplissage.
Dans la description qui procède on a décrit des aimants permanents, mais si on le désire on peut remplacer ces aimants permanents par des électro-aimants.
Il est à noter que lorsqu'on se reporte ici dans la description et dans les revendications aux "bords de deux parties" cela veut dire également les deux bords d'une seule partie, lorsque le texte le permet. Ainsi l'invention s'applique également à la connexion par soudure de deux bords d'une seule
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partie qui est repliée de telle sorte que les bords peuvent être adjacents l'un à l'autre, par exemple la. formation d'un tube en parta.nt d'une seulepièce de matière recourbée en soudant les bords bout à bout.