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BREVET D'INVENTION FORMAR par la Société dite: WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION pour Articles produits en assemblant des métaux et- procédé utilisé à cet effet.
Demande de brevet .aux Etats-Unis d'Amérique du 8 mars 1962 en faveur de G.G. LESSMANN et R.L. PHEBUS,
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629389 - 3- faisante. Seuls deux postes à courant continu sur les quatre es- ! sayés ont permis de réaliser des soudures qui, à l'échelle indus- trielle, pourraient donner satisfaction au point de vue qualité. Un brode, d'une courte distance seulement, augmente fortement le taux de rejet des soudures. Un effort fastidieux est alors requis pour ajuster la soudure.
4.- La simplicité apparente de la construction du bouchon, , s'est révélée être fictive puisque des tolérances serrées sont re- quises. Il est difficile de trouver des vendeurs capables d'usiner
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629389 - 5 - mulation de métal de soudure sur l'extérieur du Joint soude à la suite de 1'opération de soudage. Dans beaucoup de cas, les tubes sont disposés de sorte qu'il est essentiel que cette accumulation soit réduite au mini=* La présente invention a encore pour but de procurer un montage étanche dans lequel l'accumulation du métal de ' soudure soit réduite au minimum.
Suivant les particularités spécifiques de 1'invention, l'élément de "ermeture pour le tube est un bouchon comportant une collerette. Dans la plupart des cas courants, le bouchon comporte une partie intérieure qui s'étend ou s'enfonce dans le tube et une [ partie extérieure qui s'étend à l'extérieur du tube. Ces bouchons sont dits encastrés et leur collerette est intercalée entre leurs parties intérieure et extérieure.
Dans d'autres cas le bouchon, dit non encastré, ne comporte qu'une partie qui s'étend à l'extérieur du?' tube et qui se termine dans la collerette.
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encastré; la Fige 4 est une copie d'une microphotographie d'une soudure réalisée suivant la technique connue; la Fige 5 est une copie d'une macrophotographie d'une soudure suivant l'invention dans laquelle le bouchon est du type encastré; les Figs. 6 et 7 sont des copies de microphotographies de la soudure représentée sur la Fige 5;
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6 01r,)W 9 3 8 9 - 7 - la Fige 8 est une copie d'une macro photo graphie d'une soudure comprenant un bouchon non encastré;
la Fige 9 est une copie d'une microphotographie de la
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g jq # - * - - - térieure se termine en un épaulement qui est attaqué par le bord du tube T. La soudure W est produite à la jonction de l'épaulement 8 et du bord du tube T. contraction du métal de soudure VM du tube qui s'écarte de la par- tie intérieure IE du bouchon. Ce vide n'apparaît qu'à la radiogra- phie. Dans l'entretemps, l'opérateur est confronté avec un choix délicat: attendre jusqu'à ce que la microphotographie soit achevée ou continuer à travailler et produire éventuellement un certain nombre de soudures défectueuses dont il ne sera averti que lorsque
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629389 l'électrode ou la jonction de façon que l'arc passe autour de cette jonction.
Les soudures résultantes obtenues sont représentées sur les Figs. 8 et 9. Ces soudures sont réalisées avec un bouchon P2 en acier inoxydable 304 et un tube T en acier inoxydable 348.
Dans la pratique de la présente invention, on a réalisé
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des tubes étanchesau moyen d'un bouchon PI ayant les dimensions ka ; représentées sur la Fig. 10. On utilise ce bouchon PI pour boucher des tubes-ayant des épaisseurs comprises entre 0,015 et 0,019 pouce
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(0,38 et 0,48 mai) et un diamètre intérieur de Oe395 t z005 pouce (1 cm + 0,013 mm). Pour le tube de 0,015 pouce (0,38 mm) le diamètre.'. de la collerette est de 0,432 ¯ 0,002 pouce (1,1 cm + 0,005 mm) et ! J i pour le tube de 0,019 pouce (0,48 mm) ce diamètre est de 0,440 0,002 pouce (1,12 cm ¯ 0,05 mm).
Les joints peuvent être soudés de façon satisfaisante avec une électrode de tungstène thorié à 2% meulée à un diamètre de 1/16 pouce (1,6 mm). La pointe de l'électrode
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------., ----------- "'-""'T -------- ..--- .------- -- --.., - '1- -- ...--- -- --- -- matière soudée. Le tableau I suivant montre les compositions chi- miques des tubes T et des bouchons Pl.- Les proportions sont données W en pour-cent en poids, le reste étant du fer.
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-ii - TAB ,A1 ¯ 1.
Détail de la série de soudures d'essai.
Bouchon encastre
Nombres de Matière du tube soudures 347, 0,019 pouce (0,48 mm) d'épaisseur Ecroui à 10% 58 de paroi 347, 0,019 pouce (0,48 mm) d'épaisseur Ecroui à 20% 26 de paroi 304, 0,015 pouce (0,38 mm) d'épaisseur Ecroui à 10% 164 de paroi 304, 0,015 pouce (0,38 mm) d'épaisseur Ecroui à 15% 142 de paroi 304, 0,019 pouce (0,48 mm) d'épaisseur Ecroui à 15% 30 de paroi
Total 420 Bouchon non encastré
Nombres de Matière du tube soudures 304, 0,019 pouce (0,48 mm) d'épaisseur Ecroui à 22% 34 de paroi 347, 0,015 pouce (0,39 mm)
d'épaisseur Ecroui à 10% 38 de paroi
Total 72
Les soudures sont exécutées par un technicien pendant une période d'environ 2 semaines à raison, d'une ou de deux sériée par jour. Les paramètres de soudage sont les suivants-
Coupant 33 à 35 ampères avec un démarrage de
60 à 70 ampères
Tension 12 à 13 volts
Vitesse de soudure 18 tours/minute (24 pouce/minute ou
61 cm)
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on lui fait subir un essai d'6tanoh.t l"hé11um.. pour détecter des fuites inférieures â 10 A CM2 /sec/atmosphère/em et on la passe sm,r Qtvm Y- j&n"la 1s rsAinars,nhia¯ nry nnn4 4t. Aaa l'I.n11I1,,,.,,,a vtl
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conclusion puisque les soufflures ont alors disparu.
Le bouchon non encastré P2 a également été soudé de façon satisfaisante sur une large gamme de réglages de courant et de
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- 15 - exécutée sur un tube du type 347 écroui à 15%. La sensibilité aux fissures de la soudure dans cette matière peut constituer un facteur contribuant à sa rupture.
Une inspection visuelle ne révèle pas d'autres soudures à rejeter que la fuite mentionnée plus haut sur le bouchon non en- castré et le groupe de soufflures. L'essai d'étanchéité à l'hélium
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- sj-A.9 -- - jazz 4---- *4,-q 4.-. ...1ft¯n "....wwl........."m ¯8 1-,- dtr.,..e..1 Ir cours des examens métallo graphique sauf dans un bouchon soudé non encastré où le cordon de soudure tend à affouiller la paroi du tube.
Seize soudures du type encastré parmi vingt-huit soudures section- nées sont de configuration semblable à la soudure représentée sur les Fige.', 6 et 7. Des variations de cette configuration comprennent une nervure .abrupte, deux soudures une nervure mince, une soudure; (0,38 et 0,48 mm) indépendamment du degré décrouissage ou de la variation de la matière. Toutes le:5 soudures des bouchons encastrés sectionnées sont satisfaisantes.
Cinq sur huit bouchons non encas- très sectionnés présentent un affouillement du tube et ne sont donc pas satisfaisants sous ce rapport.
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La plupart des joints mesurés ne comportent pratiquement:." 1 ,# pas d'accumulation de métal de soudure* Des mesures effectuées sur 84 soudures produites avec des tubes ayant une épaisseur de 0,019 pouce (0,48 mm) révèlent que 81% des soudures ne comportent pas d'accumulation et que 96,5% des soudures comportent une accumula- tion ne dépassant pas 0,001 pouce (0,025 mm).
Dans le cas des 295
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nexés, l'inventionn'y est évidomment pas limita et de nombreux changements et modifications peuvent y être apportas sans sortir de : son cadre*