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"Procédé de soudage à l'arc électrique perfectionne pour souder bout à bout deux tôles d'acier avec un cordon dorsal ridé".
La présente invention a trait à un procédé de soudage à l'arc électrique perfectionne pour le soudage bout à bout unilatéral de deux tôles d'acier, et , en particulier, un pro- cède de soudage 1 l'arc perfectionné pour le soudage bout bout unilatéral de deux tôles d'acier, agence de manière à obtenir, du côté dorsal, un cordon do soudure ridé.
L'homme de mé@ier sait que, dans le soudage 3. l'arc bout? bout, le procédé soudais dit "bout à bout unilatéral" présente des avantages sdeux sur le procédé de soudage dit
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"bout à bout bilatéral". L'expérience montre, d'autre part, que le soudage dit "soudage à l'arc submerge unilatéral" peut se faire soit par le procède dit "avec plaque de cuivre dorsale",
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soit par le procédé <3U saus flux".
On rait que, dans le procède de soudage 3. l'ar?- avec plaque do cuivre dorsale, une plaque de
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cuivre pourvue d'une Y;oxk;e est disposes sous la zone de réunion des deux pièces à souder, la orr:t;! étant destinée 11 recueillir le métal en fusion qui coule par le.joint, afin qu'il forme par sa solidification un cordon de soudure dorsal. Or, un cordon de
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soudure dorsal de ce genre, c'±:t""wi'"d.1'e obtenu dans 'le 1%'océd6 de soudage d l'arc G10r-tri,ue avec une plaque de cuivre dorsale pourvue d'une f;Or'0E:, 3. une forme assez réguliêre. Ce procède présente toutefois des inconvénients assez sérieux résultant, d'une part, de la formation de bavures de part et d'autre du cordon de soudure, et d'autre part, d'une fusion insuffisante du métal de base.
La conséquence en est que le procédé de soudage avec
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plaque dorsale ne donne pas entière satisfaction dans le sou- dage ( hot à bout. En effet, comme le mitai en fusion recueilli par la gorge de la plaqup de cuivre dorsale coule avec une cer- taine avance sur le mouvement du fil de soudure le long de la ligne de soudure, le métal en fusion se refroidit rapidement et se solidifie prématurément de manière 3. obstruer la gorge de la plaque. Il s'ensuit que l'épaisseur des pièces se trouve augmentée par la quantité de métal solidifie prématurément dans la gorge
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de la plaqua dorsal;;.
En outre coMme la surface inférieure du métal solidifie pdh5rc- fortement il la plaque de cuivre dorsale, le métal sc..c:.''Y# prématurément no peut entrer de nouveau en fusion lorsde passes de soudure subséquentes et les cordons de soudure suivants sont successivement posés sur chacune des cou- chez de métal précédemment solidifie, laissant les couches pré- maturées comme des portions non portées à l'état de fusion du
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métal d'apport, ce qui crrpêclw la formation d'une soudure impec...
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cable.
D'autre part, dans laméthode unilatérale dite "sous flux", du flux est appliqua sous la jonction entre les extrémités adjacentes de deux tôles d'ocier à assembler et le métal fon- du forme, en coulant, un cordon de soudure au point d'applica- tion du flux, tout en produisant des scories à la surface du cordon, et, en conséquence,cette méthode ne présenta pas d'inconvénient:; telsque la formation de bavures ou une fusion déficiente Mais présente néanmoins l'inconvénient que l'as- pect du corden produit par cette méthode est tout à fait irré- gulier.
Or, la présente invention a trait à un procède de souda- ge à l'arc électrique perfectionné pour souder des pièces uni- latéralement,agencé de manière à obtenir, du côté dorsal, un cordon de soudure au moyen d'un arc électrique, capable d'éli- miner effectivement les défauts, décrits ci-avant, inhérents aux méthodes de soudure 3. l'arcélectrique selon les techniques an- ciennes, tout en préservant les avantages présentés par les- dites techniques.
Lorsqu'on exécute un travail de soudage uni- latéral à l'aide d'une plaque de cuivre dorsale, pourvue d'une gorge, appliquée sous la zone de réunion des deux pièces à sou- der, une fente peut être menace en chanfreinant les deux abouts des pièces à réunir. tout en maintenant les bords extrêmes des deux pièces en contact intime l'un avec l'autre, de manière à ménager une ouverture en forme de V ou d'U entre lesdites pièces;
on maintenant à une certaine distance l'un de l'autre les aboutsdes pièces, de manière 3. ménager une ouverture en forme d'I entre lesdites pièces;ou en chanfreinant et mainte- nant à distance l'un- de l'autre les abouts des pièces de manière à ménager une ouverture en forme d'Y, la plaque de cuivre dorsale pourvue d'une gorge 3 tant ensuite appliquée contre les pièces sous la fente ainsi ménagée, et ce de telle manière que la gorge vient se placer juste en dessous dela fente, Un flux granulé con-
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tenant du fer en poudre en quantité variant de 10 à 75% en poids est place préalablement dans la gorge de la plaque dorsale, et,
au cas où le flux est introduit dans la fente aussi bien que dans la orgc, la fente est remplie de flux après installation de la plaque dorsale sousAadite fente. Dès lors les abouts des pièces sont soudés l'un à l'autre en remplissant la fente de mStal en fusion au moyen de l'un quelconque/des procèdes appelés soudage à l'arc submergé, soudage à l'arc en atmosphère gazeuse ou soudage à l'arc nu, tandis que, se forme un cordon de soudure ridé à la racine deAadite fente,
En effectuant, la soudure à l'arc électrique selon la présente invention,
comme la première phase de la mise en oeuvre est commandée par l'acte n du flux contenant du fer en poudre et placé au moins dans la gorge de la plaque de cuivre dor- sale, le métal en fusion coulant ne sera pas en avance sur le fil de soudure progressant le long de la ligne de soudure.
Et comme le flux se trouve ent"e la plaque de cuivre dorsale et le dessous des pièces à réunir, même s'il y a un léger jeu entre la plaque dorsale et le dessous des pièces, le métal fondu ne formera pas de bavures. De plus, comme le flux à uti- liser pour mettre en oeuvre la présente invention contient de la poudre de fer, la quantité de scories provenant du flux peut être réglée à volonté en modifiant la proportion de fer en pou- dre contenu dans le flux, et, du fait que la quantité de lai- tier peut être limitée dans une mesure fixée d'avance, il est ainsi possible d'éliminer des défauts, tels que la destruction du matai de basa due à un excès de pénétration et le manque d'épais* seur du cordon de soudure,
qui seraient constatés en utilisant les techniques anciennes de soudage à l'arc électrique, Il est ainsi possible d'obtenir un cordon de soudure uniforme, d'exel- lente qualité et ne présentant que peu de bavures. Si la pro-
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portion de fer en poudre dans le flux est inférieure à 10% en poids, la quantité de scories produites par le flux sera exces- sive et la quantité de métal fondu servant à former un cordon de soudure remplissant la gorge de la plaque dorsale deviendra in- suffisante, ce qui entraîne la formation de trous et de dépres- sions dans le métal de la soudure, et, en conséquence, le flux à utliser selon le nouveau procédé de soudure à l'arc élec- trique devra contenir du fer en poudre en proportion de 10% au moins, Lorsque la teneur en fer en poudre augmente au-delà de 10% en poids,
la quantité de scories à produire par le flux décroît proportionnellement à l'augmentation de la quantité de fer en poudre, et un cordon de soudure ridé se forme à la ra- cine de la fente, D'autre part, une teneur en poudre de fer supérieure à 75% en poids ne satisfait pas aux buts poursuivis par la présente invention, parce qu'elle rend impossible la for- mation, à la racine de la susdite fente, d'un cordon de soudure d'aspect uniforme, de bonne qualité et présentant une surface brillante.-
En conséquence, l'un des objets do la présente inven- tion concerne un procédé perfectionné de soudage à l'arc élec- trique pour souder unilatéralement des pièces à réunir de ma- nière à produire, de l'autre côté des pièces, un cordon de soudure ridé dépourvu de défauts tels que des bavures et dos irrégularités d'aspect,
qui ont été rencontrés dans la mise en oeuvre des anciennes techniques de soudage unilatéral- servant à réunir des tôles d'acier.
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé perfectionné de soudage à l'arc électrique unilatéral de pièces à réunir pour produire, du côté dorsal des pièces, un cordon de soudure impeccable, procédé ne nécessitant ni équipement-spécial, ni aptitude spéciale, pour effectuer le travail,
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Un autre objet encore de la présente invention con- cerne un procédé de soudage à l'arc électrique approprié à atteindre facilement des effets désires en modifiant la teneur en poudre de fer du flux.
Les caractéristiques et avantages de la présente in- vention ressortiront plus clairement de la description détail- lée suivante d'exemples d'exécution, donnée à titre purement indicatif, sans caractère restrictif aucun, et illustrée par le dessin annexé, dont la figure 1 représente une vue schématique en éleva- tion latérale d'un premier dispositif pour la mise en oeuvre du mode d'exécution auquel a trait la présente invention ; la figure 2 représente une vue schématique en éleva- tion latérale d'un deuxième dispositif pour la miseen oeuvre du mode d'exécution auquel a trait -- la présente invention ; la figure 3 représente une vue schématique en élé vation latérale d'un troisième dispositif pour la mise en oeuvre du mode d'exécution auquel a trait laprésente invention;
et la figure 4 est semblable à la figure 2, mais repré- sente un exemple dans lequel du flux est déposé à la fois dans la fente séparant les abouts des deux pièces à réunir, et dans la gorge de la plaque de cuivre dorsale.
Dans ces figures leaparties identiques et/ou corres- pondantes sont repérées par les mêmes chiffres,
En se référant aux figures des dessins annexés, dans lesquels différents dispositifs de mise en oeuvre du mode d'exécution sont représentés schématiquement, on voit ce qui suit.
Dans le dispositif représenté à la figure 1, la gorge 2 de la plaque de cuivre dorsale 1 est remplie d'abord de flux dé- capant 3, et ensuite deux tôles d'acier 4, dont les abouts à réunir sont chanfreinés, sont placées about contre about sur la plaque dorsale, de manière que le joint est centré sur la gorge 2 et que les abouts ménagent entre eux une fente 6 en forme de V,
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Dans le dispositif représente à la figure 2. la gorge 2 d'une plaque de cuivre dorsale 1 est remplie d'abord de flux décapant 2 de la même manier* que dans le cas du dispositif re- présente à la figure 1, mais les abouts 5 des deux tôles 4 ne sont pas chanfreinés.
de sorte qu'ils forment des plana à angle droit avec les faces des tôles, et lesdits abouts se faisant face sont sépares de manière à présenter entre eux une fente 6 en forme d'I.
Dans le dispositif représenté à la figure 3, la gorge 2 d'une plaque de cuivre dorsale 1 est d'abord remplie de flux,
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nA e4.4u cas ,y44 .xr décapant, comme dans les /représentée aux figures 1 et 2, mais, dans le dispositif représenté 3. la figure 3, les abouts 1 et 1 de deux tôles d'acier 4 sont chanfreinés et places non jointifs sur la plaque dorsale 1, de manière que lesdits abouts ménagent entre eux une fente en forme d'Y,
Le dispositif représente à la figure 4 est pratiquement le même que celui représenté à la figure 2, sauf que le flux décapant est déposé tant dans la gorge 1 de la plaque dorsale, que dans la fente 6 existant entre les abouts 5 et 1 des tôles d'acier.!!. à réunir. Le flux dans la fente 6 est repéré 7.
Il est entendu que, dans chacun des dispositifs représentés aux fi- gures 1 à Il, la fente 6 est centrée sur la gorge 2 de la plaque de cuivre dorsale 1. En mettant en oeuvre le mode d'exécution de la présente invention par l'utilisation de l'un quelconque des agencements représentes aux dessins, l'arc soue atmosphère de gaz inerte, l'arc sous atmosphère de gaz carbonique ou l'arc nu peuvent être introduits dans la susdite fente par au-dessus,
Dans ce qui suit, sont repris des exemples de mise en oeuvre entreprise avec succès, du mode d'exécution de la présente invention, Exemple1
Deux tôles d'acier de 12 mm d'épaisseur chacune ont
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été disposées en position non jointive,
de manière que les abouts des tôles à réunir forment une fente de 7 mm de largeur en forme d'I, et ensuite une plaque de cuivre dorsale pourvue d'une gorge de 14 mm de largeur, de 3 mm de profondeur et d'un rayon de courbure de 9 mm a été placée sous lesdites tôles, de manière que la fente est centrée sur la gorge de la plaque de cuivre dorsale. Ensuite la fente et la gorge ont été remplies de flux décapant. Le flux décapant utilisé se compose en poids de 20% de MgO, 9% de CaO, 10% de A12O3, 5% de SiO2 4% de CaF2, 2% de Na2O 46% de fer en poudre et 4% de désoxydant. On a soudé par laméthode de l'arc submergé dans les conditions suivantes : intensité du courant de 900 ampères, voltage de 33 volts, vites- se de soudage de 35 cm/minute et diamètre du fil de soudure de 6,4 mm.
Les résultats suivants ont été enregistrés: l'écou- lement du métal dans la gorge de la plaque de cuivre dorsale en avance sur la progression du fil de soudure le long de la ligne de soudure, est empêché;de cordon de soudure ridé, formé au fond de la gorge, a bel aspect et est couvert de laitier d'épaisseur convenable; il n'y a pas trace de destruction du métal de base par excès de pénétration ni de plages inégales; et le métal déposé est d'excellente qualité.
Exemple 2.
Deux tôles d'acier de 25 mm d'épaisseur chacune ont été placées non jointivesde manière que les abouts des tôles à réunir ménagent une fente en forme d'I d'une largeur de 9 mm, et une plaque dorsale, identique à celle utilisé dans l'exemple , 1, a été placée en dessous des susdites tôles. Un flux décapant, ! différent de celui utilisé dansa' exemple 1, a été déposé aussi bien dans la fente, que dans la gorge de la plaque dorsale.
Dans le présent exemple, le flux décapant utilisé se compose en poids de 23% de SiO2, 13% de A12O3, 7% de CaO, 15% de MgO, 3% de CaF2, 5% de CaCO3, 3% de Na2O, 25% de fer en poudre et de
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6% de désoxydant. La soudure a été exécutée par le procède de soudage à arc submergé dans les conditions suivantes: inten- sité de courant de 1300 ampères, voltage de 33 volts, vitesse de soudure de 22 cm/minute et diamètre du fil de soudure de 6,4 mm. Les résultats sont les mêmes qu'à l'exemple 1 et le métal dépose est de bonne qualité.
Exemple 3 :
Deux échantillons de tôle d'acier, chacun d'une épaisseur de 32 mm, présentant un about chanfreiné de 5 mm de longueur, ont été placés bout à bout, de manière que les abouts soient jointifs de manière à former un joint en forme d'Y à 70 , et une plaque dorsale en cuivre identique à celles utilisées dans les exemples 1 et 2 a été placée en dessous de la jonction
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1 1: l'} entre tôles. Le flux décapant utilise est différent de ceux ' tuvi 4- utilisés aux amples 1 et 2, Ledit flux a été dépose dans la gorge de la placée de cuivre dorsale avant de placer les ceux échantillons sur ladite plaque dorsale.
La composition en poids du flux décapant est de 16% de SiO2, 7% de CaO, 1% de Al2O3, 3% de MgO, 2% de Na2O, 68% de fer en poudre et 3 % de désoxydant, On a d'abord exécute une première passe de soudure par le pro- cédé d'arc en atmosphère de gaz carbonique, les caractéristi- ques de soudage étant les suivantes: débit de gaz carbonique 20 litres par minute, intensité de courant de 700 ampères, volta- ge de 44 volts, vitecse de soudage de 250 m/minute et diamètre du fil de scudure 20 mm. Lors de cette première passe, un cordon de soudure d'une 6paisseur de 10 mm environ a été dépose à la racine de la jonction des tôles d'acier.
On a ensuite soudé par le procédé à l'arc submerge en utilisant un flux décapant composé en poids de 35% de MgO, 12% de CaO, 21% de SiO2, 5% de MnO, 11% de CaC03, 7% de CaF2, 4% de Na2O et 5% de désoxydant.
Voici les caractéristiques de soudage lors de la seconde passe: intensité de courant de 1350 ampères, voltae de 38 volts,
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vitesse de soudage de 18 cm/minute et diamètre du fil de sou- dure de 6,4 mm, Au cours de cette première et de cette seconde passe de soudage, on a constate que le métal d'apport a forme des cordons de soudure de belle apparence tant sur la surface supérieure que sur la surface inférieure des tôles d'acier et au voisinage de l'axe de la soudure.
Il va de soi que la présente invention ne se limite nullement aux exemples d'exécution décrits ci-dessus et repré- sentés ci-après, mais en prévoit toutes modifications et adap- tations qui respectent son principe fondamental et restent dans les limites des revendications ci-après formulées.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de soudage à l'arc électrique unilatéral pour souder bout à bout deux tôles d'acier, agencé de manière à former du côté dorsal des susdites tôles d'acier un cordon de soudure, selon lequel une plaque de cuivre dorsale, pourvue d'une gorge, dans laquelle un flux décapant granulé contenant du fer er poudre dans une proportion pouvant varier de 10 à 75% en poids a été déposé au préalable, est installée en dessous des abouts des tôles d'acier à réunir, et ensuite les tôles à réunir sont soudées ensemble bout à bout, du côté signifié par le mot "unilatéral", au moyen d'un arc électrique.
2.- Procédé de soudage à l'arc conforme à la reven- dication 1, selon lequel les susdits abouts à réunir des tôles d'acier, sont en contact l'un avec l'autre et chanfreinés de manière à ménager entre eux une fente en forme de V.