BE568138A - - Google Patents

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BE568138A
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Description


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   La présente invention concerne la soudure électrique ' et, en particulier, la soudure de matières très réactives. 



   La fabrication-d'appareils modernes à créé une deman- de considérable de pièces faites en matières très réactives com- me le zirconium et l'hafnium et leurs alliages avec des matières      courantes comme   l'étain;  le zinc ou le cuivre. On a essayé jusqu'ici de souder ces nouvelles matières par d'anciens procédés; ces essais n'ont cependant pas donné satisfaction. Il a été constaté que les sou- dures'd'hafnium et de zirconium ainsi que de leurs alliages n'ont pas la même pureté ni la même résistance .mécanique   que-..le   métal correspondante et qu'elles se détériorent rapidement à l'usage. 



  Cet'te détérioration est accentuée du fait des conditions dans les- quelles des fabrications de ce genre sont utilisées. Par exemple, quand des constructions en zirconium et hafnium sont soumises   1,,des   températures élevées dans une atmosphère contenant de l'oxygène et/ou 

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 de l'hydrogène, les soudures se détériorent en un temps très court. 



   L'invention a pour but de procurer un procédé et un appareil pour la soudure de matières très réactives comme le zirconium, l'hafnium-et leurs alliages, y compris leurs alliages avec des métaux courants comme l'étain. 



   L'invention s'applique aussi à la soudure de matières comme le cuivre, le titane, le nickel, le molybdène, le palla- dium, l'uranium et leurs alliages avec des métaux plus courants, ainsi qu'à l'acier inoxydable. En outre, le procédé et l'appa- reil de l'invention conviennent aussi pour souder une des ma- tières du groupe précité à une autre matière de ce groupe comme, par exemple, la soudure de zirconium sur de l'hafnium., ou de palladium sur de l'acier inoxydable. 



   L'invention est basée sur la découverte de ce que la mauvaise qualité des soudures faites suivant l'ancienne techni- que est due à la présence d'azote dans les soudures et, à un degré moindre, à la présence d'oxygène. L'invention est aussi basée sur la constatation que la présence d'azote ou d'oxygène dans l'atmosphère environnante a une influence nettement diffé- rente sur une soudure proprement dite et sur une masse en fusion de la même matière subissant un travail à chaud sous l'une ou l'autre forme. Une masse de matière en fusion a généralement un volume relativement important et tout gaz absorbé par cette mas- se a, au contraire, un volume relativement faible, la contamina- tion de la masse en fusion par le gaz étant donc d'une densité très faible.

   En outre, les impuretés gazeuses absorbées par la masse en fusion tendent à se diffuser dans la matière au cours du travail à chaud subséquent, la densité de la contamination étant encore affaiblie en proportion. Dans le cas de soudures au'contraire, le volume de gaz est relativement grand et lé vo-   'lume   de métal en fusion relativement petit, de sorte qu'une forte concentration de gaz se produit, par absorption, dans le 

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 métal . En outre, la soudure ne subit plus de travail à chaud . par la suite et   le gaz   à forte concentration y reste donc occlus. 



  L'expérience montre que   la'concentration   en azote ou en oxygène de toute atmosphère gazeuse dans laquelle des métaux très réactifs ou leurs alliages sont mis en fusion., doit être maintenue extraordinairement faible. 



   En particulier, il a été constaté que, pour produire des soudures saines de zirconium, d'hafnium   ou' de   leurs alliages, la concentration en azote de l'atmosphère dans laquelle la sou- dure est effectuée, doit être limitée à moins de   0,002%.   Des essais ont montré que, lorsque des'soudures sont faites dans une atmosphère ayant une concentration en azote supérieure à 0,002%, les pièces   fabriquées   s'e corrodent en un temps très court, quand elles sont plongées dans de l'eau à   3l6 C   et sous pression'élevée. 



  Il a aussi été,,démontré que la présence d'oxygène dans une soudure de zirconium, d'hafnium ou de leurs alliages rend la soudure cassante et, comme des métaux tel que le zirconium, ont tendance à absorber toute trace d'oxygène présente, la concen- tration en oxygène doit être maintenue au minimum dans l'atmos- phère dans laquelle la soudure est effectuée.

   On en a conclu que, pour faire une soudure satisfaisante avec des métaux très réactifs, il faut disposer d'une atmosphère dans laquelle l'azote et l'oxygène sont présents en quantités inférieures à 1 x 10-7, et que les constructions réalisées par soudure de zirconium, d'hafnium et de leurs alliages dans une telle, atmosphère, ont une   g".ande   pureté et présentent une résistance mécanique et une   résistanJ   ce à la corrosion élevées, quand elles sont plongées dans de l'eau à 316 ou 371 C, sous une pression de   140   Kg/cm2. 



   Suivant une'forme d'exécution préférée de l'invention, des pièces en zirconium, hafnium, alliages de ces métaux ou autres matériaux précités, sont soudées dans une chambre sous vide.   La"soudure   peut être dû type à résistance, comme la soudure bout à bout, ou du type par peints, mais, de préférence 

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 et suivant les caractéristiques déterminées   delà   présente in- vention, le procédé utilisé est la soudure à l'arc avec une électrode non consumable, comme du tungstène, dans une atmos- phère constituée par un gaz inerte. Les gaz inertes sont les gaz dénommés rares, c'est-à-dire l'hélium, le néon, l'argon, le krypton et le xénon.

   La chambre sous vide contient les dis- positifs nécessaires pour le montage et le déplacement de la pièce à souder et des électrodes de soudage, de façon qu'une électrode de soudage puisse être maintenue et déplacée, relative- ment à la pièce à souder, de manière à pouvoir effectuer conve- nablement les opérations de soudure. Le déplacement de la pièce à souder et des électrodes se fait à l'aide de moteurs se trou- vant à l'extérieur de la chambre et comportant des arbres qui traversent la paroi de la chambre, au travers de scellements à vide rotatifs. (Quand le travail à effectuer est peu important, le nécessaire peut être fait pour déplacer les éléments à la main, à l'aide de gants en caoutchouc scellés à la paroi de la chambre). La chambre sous vide et ses éléments sont construits en des matières à trèsfaible tension de vapeur.

   Les arbres sont lubrifiés,non pas à l'aide de lubrifiant hydrocarbure,, mais à l'aide d'un lubrifiant en un métal rare, du sulfure de molybdène ou d'autres composés de molybdène. 



   Avant l'opération de soudure, la pièce à souder et les électrodes sont montées à l'intérieur de la chambre, et celle- ci est mise sous vide, à une pression de l'ordre de 10-6 mm de mercure. Afin d'obtenir cette pression très faible, la chambre est généralement pourvue de bandes chauffantes ou d'appareils de chauffage semblables pour le dégazage. Après mise sous vide de la chambre, celle-ci est remplie d'un gaz inerte extrêmement pur, sous une pression d'environ une atmosphère. Ce   gaz,doit   avoir une pureté de 99,999% et, à cet effet, il est préférable d'utiliser de l'hélium ayant cette pureté. L'impureté princi- pale restant maintenue dans ce gaz est l'hydrogène, sans trace 

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 mesurable d'azote ni d'oxygène. L'opération de soudure peut être effectuée maintenant. 



   Dans la fabrication de pièces pour appareils modernes, le temps de soudure peut être de l'ordre de cinq heures. Il est indispensable que, pendant tout ce.-temps, la soudure se fasse sans que la chambre soit ouverte, et c'est pourquoi il   fàut   éviter de devoir remplacer les électrodes. A cet effet, sui- vant la présente invention, on utilise tout d'abord une élec- trode ayant un rapport entre diamètre de pointe et diamètre de corps assurant une longue durée de vie, et en second lieu, plusieurs électrodes sont prévues de façon que, si une élec- trode est détériorée, elle puisse être remplacée par une autre. 



  Les électrodes sont agencées de façon que l'arc de soudure   oit,   à tout moment, uniquement établi entre une des électro- des et la pièce à soud.er. 



   L'invention ressortira clairement de la description détaillée, donnée ci-après, d'une forme d'exécution   représenté,   à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels: 
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un appareil de soudure suivant l'invention. 



   La fig. 2 est une coupe prise suivant la ligne   II-II   de la fig. 1. 



   La fig. 3 est une vue en bout, avec la cloche enlevée, d'une partie de l'appareil représenté aux figs. 1 et   2..   



   La fig. 4 est une vue de dessus, avec la paroi de la chambreenlevée. 



   La fig. 5 est une vue schématique représentant, à grande échelle, 'une partie de l'électrode de soudure utilisée dans la pratique de l'invention. 
 EMI5.1 
 



  La fig. '6 est uzgg^àphique montrant le rappQr,W. entre les diamètres de corps etdpointe d'une électrode-de-Sjou4g-e. suivant l'invention. 

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   La fige 7 est une vue en coupe d'un scellement rotatif utilisé dans la pratique de l'invention. 



   La fig. 8 donne une série de photographies de soudures réalisées suivant l'invention, et 
La fig. 9 donne une série de photôgraphies de soudures réalisées suivant l'ancienne technique. 



   L'appareil représenté aux figures 1 à 4 comprend une chambre C faite en tôle d'une matière à très faible tension de vapeur. Cette matière est, de préférence, de l'acier inoxydable., quoiqu'on puisse utiliser une matière comme de l'aluminium. 



  La chambre C consiste en une carcasse cylindrique, centrale, creuse 21 à section circulaire avec des brides d'extrémité 23 et 25, et des cloches d'extrémités 27 et 29 avec des brides 31 et 33. La chambre se monte en boulonnant, entre elles, les brides 23 et 31, et 25 et 33 des cloches 27 et 29 et de la partie cylindrique centrale 21. Les bourrages habituellement utilisés pour obtenir une herméticité sous vide poussé font partie des   joihts   23-31 et 25-33, de façon à s'assurer que ces joints soient hermétiques. En bref, les ouvertures pratiquées dans les brides et traversées par les boulons-34 sont rendues hermétiques par une rainure circonférentielle 36 dans laquelle un joint torique 38 est comprimé de façon à remplir la rainure entièrement.

   Les cloches d'extrémité 27 et 29 sont pourvues de paires d'ouvertures alignées 41 et 43 respectivement (deux par cloche) dans lesquelles passent des coussinets 45 et 47      ainsi que des arbres associés 49 et 51. Les coussinets 45 et 47 sont hermétiquement scellés aux parois des cloches 27 et 29, tandis que l'arbre traverse un scellement à vide rotatif. 



   Un scellement de ce genre est représenté à la fig. 7. 



  Il comprend un scellement proprement-dit 50 comprenant un an- neau 52 de bourrage en une matière comme le néoprène (caoutchouc synthétique) comprimé contre l'arbre 49 par un collier creux   54,   

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 un joint torique 56 de bourrage, comprimé dans une rainure 58 du palier 60 par le collier 54, et un second joint torique 62 scellé dans une rainure 64 du palier et servant à rendre her- métiques les boulons 66 qui maintiennent le palier. 



   La carcasse cylindrique 21 est pourvue, le long d'un   côté,   de plusieurs ouvertures 61 dans lesquelles des tubes à brides cylindriques 63 sont scellés . Les tubes 63 sont fermés par des fenêtres transparentes 65. Les ouvertures 61 sont disposées de façon à pouvoir observer l'opération de soudure au travers des fenêtres 65. La carcasse 21 est aussi pourvue d'une ouverture ou lumière supplémentaire 71 à laquelle une autre tubulure à bride circulaire 73 est scellée de manière hermétique. Cette tubulre est destinée à être reliée à un appa- reil à vide. Dans la pratique préférée de l'invention, cet ap- pareil à vide comprend une pompe mécanique en série avec une pompe à diffusion.

   Le tube 73 et l'appareil à vide ont des di- mensions et une capacité de pompage telles que la chambre puis- se être évacuée dans la proportion voulue, c'est-à-dire sous un vide de l'ordre de 10-6 mm de mercure. Une autre ouverture      scellée 75 est prévue pour   lintroduction   d'appareils de mesure et d'instruments ainsi que de câbles de connexion. La carcasse cylindrique 21 comporte, en' outre, une autre ouverture 81 à. la- quelle une tubulure 83 est scellée .Cette dernière est destinée à être reliée à un réservoir de gaz inerte permettant de remplir la chambre de gaz inerte à la pression voulue. 



   Plusieurs pièces   Wl   et W2 peuvent être soudées à l'in- térieur de la chambre. Chaque pièce Wl et W2 est suspendue à plusieurs arbres 91, 93 et 95 tournant dans des coussinets 97 et'99 montés sur des supports 101, 103 et 1.05 solidaires de chariots 107 et 109 respectivement. Les chariots 107 et 109 ,sont montés sur des roues 111,   113e   115,   117e   119 se déplaçant sur des rails respectifs 121,   et 123-   Les   rails 121   et 123 sont fixes sur des fers en U 125 -et   127   solidaires de .cornières 129, 

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 131 et 133 soudées à la carcasse 21 en des endroits convenable- ment répartis pour constituer un support rigide du chariot porte- pièce et de la pièce à souder. 



   Les arbres 91, 93, 95 aux bouts des pièces Wl et W2 portent chacun, à chaque extrémité, un accouplement 141,143 en contact avec un accouplement correspondant 145 et 147 soli- daire des arbres 49 et 51 traversant les parois des cloches 27 et 29. Les pièces Wl et W2 peuvent être mises en place pour la soudure, en amenant les chariots 107 et 109 à la position voulue sur les rails 121 et 123. Les pièces   Wl   et W2 peuvent être mises en rotation par un moteur (non représenté) relié aux arbres accouplés.49 et 51, à une extrémité, de façon que la soudure puisse progresser aussi bien transversalement que   longitudinalement.   



   L'appareil suivant l'invention comprend un bloc sup- port 151 auquel sont suspendues plusieurs électrodes El, E2, E3, E4, E5. Les électrodes El à E5 sont, de préférence, en tungstène et sont fixées dans le bloc à l'aide de vis de ser- rage (non représenté). Les différentes électrodes dépassent du bloc 151 de longueurs progressivement décroissantes. Le bloc support d'électrodes 151 est suspendu à une tige 153 pourvue d'ailettes de refroidissement 155 dans le voisinage du bloc 151 et porte une crémaillère (non représenté) La crémaillère engrène un pignon (non représenté) qui peut être mis en rotation pour faire monter et descendre la crémaillère et les électrodes El à E5. 



   Le pignon et une poulie 163 sont montés sur un arbre   161,' la   poulie étant entraînée, à vitesse réduite, par une au- tre poulie 165, à l'aide d'une courroie 167. Cette dernière poulie est entraînée par un arbre de moteur 169 traversant un scellement à vide rotatif et accouplé, par un engrenage réduc- teur 171, une"courroie 173, un arbre 175 de section carrée, et des pignons coniques 177 et 179, à un arbre 181 de section 

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 carrée.Ce dernier est relié à la poulie 165 par des engrena- ges coniques (non représenté). L'engrenage de commande 177 peut glisser sur l'arbre carré 175, tandis que l'engrenage de com- mande (non représenté) de l'arbre 181 peut aussi glisser sur ce dernier..

   Par conséquent,. l'arbre 18l et les éléments qu'il porte et entraînés par.lui peuvent être amenés en différentes positions le long de l'arbre 175, tandis que les poulies 163, 165 et les éléments qu'elles entraînent peuvent être amenés en différentes positions le long de l'arbre 181. 



   Les poulies 163 et 165, la   courroie'167,   l'arbre 161, le pignon (non représenté) sur l'arbre 161 et l'engrenage co- nique (non représenté) entraînant la poulie 165 sont montés sur un support 191 suspendu à un chariot 193 ayant la forme .d'un cadre rectangulaire. Le chariot 193 est pourvu de roues   195,   197, 199, 201, à ses extrémités, ces roues se déplaçant sur des rails 203 et 205.faisant corps avec des supports   207,   209 fixés à des cornières 211, 213, 25, 217 disposées dans le sens de la longueur de la carcasse 21. Le support 191 com- porte des manchons 221 et 223 qui glissent sur des tiges trans- versales 225 et 227 du chariot 193. Le support 191 comprend aussi une traverse 231 qui réunit les manchons 221 et 223.

   La traverse 231 est percée d'une ouverture taraudée 233 dans la- quelle passe un arbre taraudé 235 tournant dans des coussinets des tiges transversales 237 et 239 du chariot 193. Le supporta 191 peut se déplacer le long des tiges 225 et 227 en faisant tourner l'arbre taraudé 235 sous la commande d'un arbre carré 241, ceci par l'intermédiaire de pignons coniques 243 et 245. 



  L'arbre 241 est entraîné par un arbre de moteur 251 traversant un scellement à vide rotatif et entraînant l'arbre 241 par l'in- termédiaire d'un engrenage réducteur 253 et d'une .courroie 255. 



  Le support 191 et les parties qu'il porte., y compris les élec- trodes El à E5, se déplacent donc transversalement . Le pignon conique de commande 243 se déplace le long de l'arbre 241 et 

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 permet donc un déplacement longitudinal de l'engrenage 245 et de l'arbre taraudé 235 avec le chariot 1930 
Le chariot porte-électrodes 193 peut se déplacer lon- gitudinalement sur les rails 211 et 213 sous la commande d'une paire de chaînes 261 et 263 qui passent sur des roues dentées correspondantes 265, 267, et 269, 271. Une des roues dentées 265, 269 de chacune des chaînes 261 et 263 est entraînée par un arbre de moteur 281 traversant un scellement à vide rotatif. 



  Chaque chaîne 261 et 263 est attachée, à ses extrémités, à des plats 283 et 285 (fig.l) se trouvant en saillie sur les cô- tés du chariot rectangulaire 193. Ces plats sont boulonnés au cadre du chariot 193 en vue de tendre la chaîne. 



   En vue de l'amenée du courant de soudure, les pièces Wl et W2 ainsi qu'un pôle de la source de courant de soudure (non représenté) sont mis à la masse de la chambre. L'autre pôle de la source de courant est relié à une borne 291 traver- sant le centre de la carcasse 21 au travers d'un scellement à vide. Cette borne est attachée à une lamelle conductrice flexi- ble 293 passant sur une poulie 295 et reliée, de façon conduc- trice, à une tige-borne 297 du support 191. Cette tige 297 est connectée, par l'intermédiaire d'un conducteur flexible 299, à la tige 153 portant les électrodes El à E5. La poulie 295 est montée sur un support 301 relié, par un cadre 303, au pour- tour d'une autre poulie 305. 



   Quand le chariot porte-électrodes 193 se déplace lon- gitudinalement sous la commande des chaînes 261 et 263, la poulie porte-câble 305 tourne de façon à permettre à la lamelle flexible 293 de s'adapter à la position du chariot porte-élec- trodes 193 sur la longueur de la chambre C. Cetterotation de la poulie porte-câble 305, se fait à l'aide d'un. arbre 311 entraîné par les chaînes 261 et 263, par l'intermédiaire d'une paire de pignons coniques 313 et 305. Le pignon de   commande   313 est entraîné par l'arbre 311 par l'intermédiaire d'un res- 

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 sort à boudin 317 dont une extrémité est fixée à un anneau 319 solidaire de l'arbre 311 et dont l'autre extrémité est fixée à un anneau 321 sur un manchen 323 pouvant tourner relativement à l'arbre 311.

   Ce manchon 323   p,orte   le pignon de commande 313. 



  Quand les chaînes   261 et   263 sont mises en mouvement de manière à déplacer le   chariot. 193   longitudinalement dans l'un ou'dans l'autre sens, le ressort 317 se tend et, une fois tendu, tend à faire tourner lé pignon de commande 313 qui fait ainsi tour- ner la poulie 3b5 de manière à tendre ou à relâcher le câble 303 et à permettre ainsi à la poulie 295 de tourner dans   l'un   ou dans l'autre sens en vue de raccourcir ou de rallonger la lamelle 293. Le ressort 317   sert a.   tendre la lamelle 293 dans toutes les positions du chariot 193. Comme le câble 303 et la lamelle 293 sont flexibles, ils permettent un mouvement transversal du support 191. Le conducteur flexible 299 per- met les mouvements de montée et de descente des électrodes El à E5. 



   Les électrodes El à E5 utilisées dans la forme d'exécu- tion préférée de l'invention, sont effilées. Cette forme coni- que est telle que le diamètre du corps   .de   l'électrode soit au moins le double du diamètre de la pointe. Une électrode E du type préféré est représentée à la'figure 5, tandis que les deux graphiques de la figure 6 donnent la relation existant entre le diamètre du corps et le diamètre de la pointe pour des électrodes pouvant laisser passer des courants d'intensités différentes. 



   Quand une électrode du type venant d'être décrit est utilisée, la pointe travaille avec une forte densité de cou- rant, tandis que la partie de l'électrode à l'arrière de la pointe travaille avec un gradient de température élevé. Le gradient est tel que toute fusion et toute déformation de l'é- lectrode sont évitées. Quand on soude avec une électrode de ce genre, l'arc brûle avec un bord de couleur orange et est bien stable, de sorte qu'il n'y a aucune tendance du métal de 

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 .soudure à se volatiliser; surtout dans le cas du zirconium. 



  Il a été constaté que la volatilisation du métal tend à provo- quer un dépôt de métal sur la pointe de l'électrode qui gros- sit petit à petit et devient rapidement inutilisable. Le métal volatilisé se dépose aussi, sous forme de fine poudre, dans la chambre; cette poudre constitue un sérieux danger d'incendie. - 
Au moins cinq arbres de commande traversent les parois de la chambre C :   les .arbres     49   et 51 de la pièce Wl et les arbres similaires de la pièce W2, ainsi que les arbres 169, 251 et 281. Chacun'de ces arbres est entraîné de façon indé- pendante, un panneau de commande (non représenté) étant prévu pour leur mise en route séparée.

   Ce panneau de commande compor- te des interrupteurs de commande et des réglages de vitesse variables des moteurs de commande du déplacement longitudinal et du déplacement transversal. Des boutons poussoirs sont pré- vus pour le réglage manuel de la longueur de l'arc, une com- mande automatique étant prévue en outre. Des interrupteurs sont aussi prévus pour l'amenée et la coupure du courant de soudure . Les appareils de mesure habituels sont prévus pour la vérification de la longueur de l'arc. 



   En ce qui concerne l'utilisation de l'appareil, les pièces Wl et W2 sont montées sur le chariot porte-pièces 107 et le chariot est amené dans la position voulue pour la sou- dure de la pièce . Les électrodes El à E5 sont aussi montées dans le porte-électrodes 151. Le tube d'évacuation 73 est-alors relié à l'appareil à vide, et le tube à gaz   inerte.$3   'est re- lié au cylindre à gaz inerte- L'appareil à vide est mis en mar- che, ce qui provoque la fermeture de la vanne du cylindre à gaz inerte, et la chambre C est mise sous vide poussé. L'ex- périence a montre qu'une pression de 3 x 10-5 mm de mercure est souhaitable, quoiqu'il soit parfois préférable d'utiliser   une,pression   plus faible.

   Afin de faciliter l'évacuation, la chambre C est chauffée à l'aide d'éléments chauffants répartis 

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 sur le pourtour de celle-ci. Quand la chambre est mise sous vi- de, le gaz inerte, de préférence de l'hélium ayant une pureté de l'ordre de 99,999%, est envoyé dans la chambre sous une pression d'environ une atmosphère. Quand l'hélium a atteint la pression voulue, le chariot porte-électrode 193 est mis en position de façon que.la plus   longue.électrode   El soit capable de fairedes soudures, un arc est établi entre l'électrode la plus longue et la pièce à souder,'et l'opération de soudure commence. 



     Inexpérience   montre qu'avec une électrode effilée comme. décrit ci-avant, un arc de soudure uniforme est maintenu pendant plus de '75 mètres de soudure. Ceci convient dans la plupart des cas, mais pour l'éventualité où l'électrode de soudage serait mise hors service avant la fin de l'opération de soudure à. l'intérieur de la chambre, ou bien pour le cas où elle casse,,. des électrodes supplémentaires sont prévues. Ces électrodes (E2 à E5) dépassent le porte-électrodes 151 de longueurs pro-   gressivement   décroissantes, de façon que l'électrode la plus longue El soit toujours la première utilisée.

   Quand cette élec- trode est mise hors service on peut la briser en la poussant contre la pièce à souder pendant que le courant est coupé, ou en poussant l'électrode contre la paroi de la chambre C ou con- tre tout autre obstacle- La deuxième électrode la plus longue (E2) peut alors être utilisée pour continuer l'opération de soudure.- 
Un grand nombre de pièces en zirconium, hafnium et leurs alliages ont été fabriquées de façon satisfaisante avec l'appareil représenté aux dessins annexés. Du zirconium a aussi été soudé sur de l'hafnium.

   En outre, des pièces en alliages de cuivre, titane, nickel et des pièces en alliages de molyb- .dène, d'uranium ont été soudées, du palladium a été soude sur de l'acier inoxydable, des alliages de 'titane et de nickel et des alliages d'uranium et de molybdène ont été soudés, et du- 

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 titane a été soudé sur de l'hafnium et du zirconium. Toutes les soudures obtenues étaient de la plus haute qualité et très supé- rieures aux soudures faites sur les mêmes pièces sous la protec- tion d'un gaz inerte dans l'air atmosphérique. 



   La figure 8 montre la différence de qualité entre les soudures faites suivant l'invention (portant les références a, b, c, d) et des soudures faites soigneusement suivant l'ancienne technique (voir références al, bl, cl, dl). a et al sont des sou- dures decuivre. On peut constater que la soudure al présente plusieurs soufflures, tandis que la soudure a est une soudure pleine sans aucune piqûre, b et bl sont des soudures de nickel à faible teneur en carbone. Ici aussi, la soudure bl présente des soufflures, tandis que la soudure b n'en a pas. c et cl sont des soudures de zirconium. Dans ce cas, la soudure cl est recouverte d'une pellicule de nitrures et d'oxydes tandis que la soudure c présente une surface métallique. d et dl sont des soudures de titane.

   Ici, encore, la soudure dl est recouverte d'oxydes ou de nitrures, tandis que la soudure d présente une surface métallique. 



   Parmi les particularités importantes de la présente in- vention, on peut citer une chambre à vide comportant des scelle- ments pour pièces tournantes, des amenées de courant électrique et des commandes, les amenées d'eau habituelles et des fenêtres d'inspection, un mécanisme tridimensionnel permettant la mise en position et le mouvement relatif de l'électrode et de.la pièce à souder, entièrement contenu à l'intérieur de la chambre à vide, une électrode conformée de façon à maintenir les carac- téristiques voulues d'arc de soudure pendant de longues pério- des de travail, un appareil d'évacuation permettant d'atteindre un vide poussé, l'utilisation, comme protection, d'un gaz inerte de grande pureté à l'intérieur de la chambre, et l'utilisation, à   1-'intérieur-de   la chambre,

  de matières à faible tension de va- peur permettant d'obtenir le vide poussé demandé.

Claims (1)

  1. R E V E N D I C A T I O N S --------------------------- l.- Procédé de soudure d'une pièce en¯une matière de la classe du zirconium, de l'hafnium et de leurs alliages, des alliages de cuivre, de titane et de nickel, des alliages d'uranium, de molybdène, du palladium et de l'acier inoxydable,,¯--caractérisé en ce que la soudure se fait dans une atmosphère de protection contenant moins de 0,002% d'azote et uniquement des traces d'oxygène.
    2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère de protection ne contient pas plus de 1 x 10-7 partie d'azote et d'oxygène.
    3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel une électrode de soudure à l'arc non consumable et la pièce à souder sont montées dans une chambre étanche aux gaz, dans une position telle qu'un arc de soudure puisse être établi entre l'électrode et la pièce à souder, la chambre est évacuée puis remplie d'un gaz inerte sous une pression notable et un arc est établi entre l'électrode et la pièce de façon à souder celle-ci, caractérisé en ce que cette chambre est préalablement mise sous vide à une pression de l'ordre de 10-6 mm de mercure et en ce que le gaz inerte a une pureté de l'ordre de 99,999%.
    4. - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le gaz inerte est de l'hélium et la pression à laquelle le gaz remplit la chambre est de l'ordre d'une atmosphère.
    5. - Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on utilise une électrode de soudure du type en tungstène à bout effilé, ayant un diamètre de corps au moins double du diamètre de la pointe.
    6. - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre du corps et le diamètre de la pointe de l'électrode de soudure est en substance comme représenté à la figure 6 des dessins annexés.
    7.- Appareil pour l'exécution du procédé suivant l'une quel., conque des revendications 3 à 6, comprenant une chambre étanche, @ <Desc/Clms Page number 16> une électrode de soudure, un moyen pour monter la.pièce à souder à l'intérieur de la chambre, un moyen pour monter l'électrode à l'inté rieur de la chambre, et un moyen pour déplacer ce moyen porte-élec- trode, et amener l'électrode dans la position voulue relativement à la pièce pour souder celle-ci, caractérisé en ce que la chambre et le dit moyen de déplacement sont en une matière ayant une faible tension de vapeur.
    8.- Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre et le moyen de déplacement sont faits en substance uniquement en une ou plusieurs des matières de la classe com- prenant l'acier inoxydable et l'aluminium.
    9. - Appareil suivant la revendication 7 ou 8, pour la sou- .dure de pièces de forme allongée, caractérisé en de que la chambre est de forme allongée, le porte-pièce est disposé de façon à pouvoir maintenir la pièce dans le sens de la longueur de la chambre, et le moyen de déplacement du porte-électrode com- prend un moyen pour déplacer l'électrode dans le sens longi- tudinal de la chambre,un moyen pour déplacer l'électrode dans le sens transversal de la chambre, et un moyen pour approcher et éloi- gner l'électrode de la pièce à souder.
    10.- Appareil suivant la revendication 7, 8 ou 9, caracté- risé en ce que le porte-électrode comprend un moyen pour monter plu- sieurs électrodes de façon que la soudure puisse être effectuée à l'aide de l'une quelconque des électrodes au choix de l'opérateur sans devoir retoucher à l'appareil'pour la mise en service de chaque Electrode .
    Il.- Procédé et appareil pour la soudure à l'arc, en substan- ce'comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins' annexés, et com- me représenté sur ces dessins.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3158732A (en) * 1961-02-27 1964-11-24 Fedotovich Nicolay Method of diffusion joining in vacuum of metals, alloys and materials different in kind

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