BE556002A

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Info

Publication number: BE556002A
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Description

La présente invention se rapporte à un procédé auto- matique ou semi-automatique de soudage à Il arc électrique sous atmosphère de gaz de protection, dans lequel celui-ci est amené à l'endroit du soudage par une lance traversée par une électrode métallique continue enrobée, pleine ou à noyau.

Il existe divers procédés de soudage électrique au- tomatique ou semi-automatique sous atmosphère gazeuse pro- tectrice dans lesquels le métal fondu est protégé contre la vapeur d'eau et l'oxygène atmosphérique et, dans certains cas, aussi contre l'azote atmosphérique, par une gaine gazeuse formée en totalité ou en partie d'argon ou d'anhy- dride carbonique sec.

Lorsque ces procédés sont appliqués à des métaux pour lesquels l'azote n'est pas nuisible, la gaine gazeuse protectrice peut aussi contenir de l'azote.

Certains de ces procédés protègent doublement le métal fondu, d'une part, par une couche de laitier liquide, d'autre part, par la gaine gazeuse.

Les matières solides destinées à former le laitier peuvent alors être amenées dans le bain de fusion de diver- ses manières par exemple elles peuvent être contenues dans l'élpctrode métallique continue utilisée pour le soudage.

C'est le cas notamment des procédés décrits dans les bre- vets belles n 547,243 et n 550.612 et dans la demande de brevet belge n 438.228 du 5.3.1957, procédés qui font usa- ge d'une électrode à noyau.

En soudage semi-automatique, la lance de soudage est tenue en main par l'opérateur, l' me du câble amenant le cou- rant électrique de soudage à la lance est généralement un

ressort à boudins qui livre passage à l'électrode continue.

Celle-ci est donc poussée par les galets moteurs de la machi- ne à travers le câble creux vers la lance. Le câble devant être souple pour ne pas fatiguer l'opérateur, on limite géné- ralement le diamètrede l'électrode métallique continue à 4 mm.

D'autre part, afin de limiter les frottements dans le câble, on se contente de faibles vitesses de passage de l'électrode. Ces deux conditions limitent le débit de métal dans la lance et donc l'intensité de courant utilisable en soudage sertti-automatique. Cette intensité est surtout basse . dans le cas de fils à noyau dont la section utile de métal est faible. Dans ces procédés de soudage semi-automatique avec électrode à noyau, on dépasse donc rarement 600 ampères comme courant de soudage.

Dans le soudage automatique à l'arc visible sous atmosphère protectrice, une grande partie de l'énergie dé- pensée dans l'arc est perdue par rayonnement.

Un des buts de la présente invention est d'augmenter le courant maximum utilisable en augmentant le débit de mé- tal à la lance, sans accroître le diamètre de l'âme de l'é- lectrode ni sa vitesse de passage.

Un autre but de l'invention est d'augmenter la vites- se de dép8t par l'augmentation seule du courant, en soudage semi-automatique.

Un autre but encore de l'invention est de modifier la composition chimique du métal déposé avec l'électrode dont l'âme est de composition constante.

Un autre but encore de l'invention est d'utiliser la poudre métallique pour modifier les caractéristiques de l'arc, les propriétés du laitier ou la composition de l'at- mosphère protectrice.

Suivant l'invention, on amène dans l'arc de soudure, en plus du métal provenant de l'électrode, une quantité sub- stantielle de métal magnétique en poudre qu'on apporte vers l'extrémité de l'électrode pendant le soudage et qui est entraînée magnétiquement sous forme d'une gaine adhérente jusqu'à l'endroit où l'arc jaillit.

Le métal magnétique en poudre peut être notamment du'fer, du cobalt et de nombreux ferro-alliages. Lorsqu'un tel métal est amené, à la sortie de la lance, à proximité de l'électrode, il est attiré par le champ magnétique créé par le courant de soudage parcourant l'électrode et donc il adhère facilement à celle-ci.

Le métal en poudre peut être transporté jusqu'à la lance par tout moyen connu. Il y est avantageusement porté en suspension dans le gaz de protection tel que l'argon ou l'anhydride carbonique destiné à former la gaine protectrice.

Les figures accompagnant cette description aideront à mieux saisir l'idée de l'invention.

La figure est une coupe axiale dans une lance de soudage semi-automatique fonctionnant selon le procédé de la présente invention.

1 est un tube en laiton formant l'enveloppe extéri- eure de la lance, 3 est un tube intérieur de la lance dans lequel est poussée une électrode à noyau 7, 2 est un bec en un métal bon conducteur de l'électrictié, par exemple en cuivre rouge, qui transmet à l'électrode le courant de sou- dage passant par les tubes concentriques 1 et 3, 13 dési- gnent deux des six rayons métalliques reliant électrique- ment les tubes 1 et 3, 4 est l'espace annulaire dans lequel passe un courant de gaz pr otecteur chargé de particules de métal magnétique en poudre. Ce métal provient d'un réservoii

en charge. Il est mis en suspension dans le gaz protecteur par tout moyen connu. Ce réservoir n'est pas représenté.

14 est une tuyère intérieure qui dirige le mélange gaz-poudre vers l'électrode 7 à l'extérieur du .bec 2.

Le mélange gaz-poudre provenant de l'espace 4 passe entre le bec 2 et la tuyère 14. La poudre métallique magné- tique se sépare en 8 du gaz dans l'embout 5 sous l'effet de la force d'inertie et de l'attraction due au champ magné- tique créé par le courant de soudage parcourant l'électrode 7 à proximité de cette électrode.

6 est une tuyère extérieure qui guide le gaz débar- rassé dé sa poudre vers l'extrémité de l'électrode et vers la pièce à souder 10, 5 est un embout en matière isolante muni d'une.buselure calibrée 17 reliée à la tuyère extérieu- re par trois oreilles dont une est représentée en 12.

Le gaz protecteur débarrassé de la poudre métallique et sortant de la tuyère extérieure 6 protège ensuite le métal fondu 16 sous l'arc 11. L'électrode sortant de la buse- lure calibrée 17 est entourée d'une gaine 9 de poudre métal- lique magnétique entre cette buselure et l'endroit où l'arc jaillit . Cette poudre fond dans celui-ci en même temps que l'électrode 7.

La quantité de poudre enrobant l'électrode 7 est limitée par la buselure calibrée 17 de l'embout 5. Ce dernie peut être muni d'un petit aimant permanent 15 dans le but de retenir la poudre métallique accumulée dans la lance lors'- qu'on arrête le soudage.

Comme on l'a déjà mentionné plus haut, dans le souda- ge automatique à l'arc visible sous atmosphèreprotectrice, une grande partie de l'énergie dépensée dans l'arc est per- due par rayonnement.

En plaçant le métal en poudre autour de l'électrode, une importante partie du rayonnement est absorbée par ce métal et la chaleur ainsi récupérée sert à fondre le métal en poudre.

Lors des essais du procédé, on a constaté qu'en sou- dant avec une électrode ferreuse à noyau de 3,20 mm de dia- mètre, sous atmosphère de CO2, avec un courant de soudage alternatif de 500 ampères, on déposait par heure 6.500 kgs. de fer.

Lorsque l'on mettait de la poudre de fer fine en su pension dans l'anhydride carbonique, l'on pouvait entourer l'électrode d'une gaine de poudre de 4,4 mm de diamètre ex- térieur.

Pour un même courant de 500 ampères, le dépôt de mé- tal fondu passait à 8 kgs. par heure bien que la vitesse d'a- vancement de l'électrode,était nettement plus faims.

On a aussi pu porter le courant à 700 ampères sans que la vitesse d'avancement de l'électrode devienne exagérée Le dépôt de métal est alors passé à 10,100 kgs par heure.

On voit que le procédé décrit a comme principal avan- tage d'augmenter la vitesse de dépôt en soudage semi-auooma- tique.

Toutefois, un autre avantage est de permettre de modifier la composition chimique du métal déposé avec l'élec- trode à noyau.

Par exemple, si l'on utilise comme poudre métalli- que un mélange judicieux de ferro-chrome -et de ferro-nickel ou de ferro-chromeènickel, avec une électrode à noyau en acier doux, on peut déposer par exemple un acier inoxydable à 20% de chrome et 8%de nickel.

Il est également possible d'utiliser la poudre mé- tallique pour modifier les caractéristiques de l'arc, les

propriétés du laitier ou la composition de l'atmosphère pro- tectrice. A cet effet, cette poudre peut servir de support à des éléments non métalliques. Par exemple, en imprégnant de l'éponge de fer au moyen de carbonate de potasse et en utilisant cette éponge de fer comme poudre métallique, on aug- mente sensiblement la stabilité de l'arc en courant alterna- tif.

D'autres formes de réalisation des opérations confort mes à l'invention, comme l'amenée de poudre à l'électrode, la composition du mélange gazeux de protection, la composi- tion du métal magnétique peuvent encore être imaginées sans pour cela être hors de portée de l'invention.

REVENDAICATIONS. -
1.- Procédé automatique ou semi-automatique de souda- ge à l'arc électrique sous atmosphère de gaz de protection comprenant de l'argon, de l'anhydride carbonique, de l'azote, un mélange de ces gaz, ou un mélange gazeux contenant prin- ces cipalement l'un de gaz dans lequel le gaz de protection est amené à l'endroit du soudage par une lance traversée par une électrode métallique continue enrobée, pleine ou à noyau , caractérisé en ce que de la poudre métallique magnétique est apportée en quantité substantielle à proximité de l'extrémi- té de l'électrode pendant le soudage et est entraînéemagé- tiquement sous forme d'une gaine adhérente jusqu'à l'endroit où l'arc jaillit.

Claims

2. - Procédé de soudage à l'arc électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'amener de la poudre métallique à la lance de soudage est le gaz de protection ou le mélange de gaz de protection.

3.- Procédé de soudage à l'arc électrique suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en <Desc/Clms Page number 7> ce que la gaine adhérente est régularisée et calibrée par son passage dans une buselure cylindrique coaxiale à l'élec- trode.

4.- Procédé de soudage à l'arc électrique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce portant la buselure cylindrique contient, un ou plusieurs barreaux magnétiques qui empêchent la poudre de tomber au travers de la buselure lorsque l'électrode est immobile.

5.- Procédé de soudage à l'arc électrique suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractéri- sé en ce que la poudre métallique employée sert de support à des matières non métalliques destinées à intervenir dans le comportement de l'arc et dans les conditions de la fu- sion du métal d'apport.

6.- Procédé de soudage à l'arc,-électrique suivant @ l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractéri- sé en ce que la poudre métallique est différente du métal de l'électrode et apporte des éléments d'alliages ou des désoxydants dans le bain de fusion.