BE681022A

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Info

Publication number: BE681022A
Authority: BE
Priority date: 1966-05-13
Filing date: 1966-05-13
Publication date: 1966-10-17

Description


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  Procédé de soudure autogène et de rechargement électriques à l'arc de pièces massives en cuivre. 



   L'invention a pour objet un procédé de soudure auto- gène et de rechargement électriques à l'arc de pièces massives en cuivre, permettant de réaliser des dépôts de structure parfaitement homogène ayant des propriétés équivalentes ou supérieures à celles du métal de base. 



   Ce procédé s'applique par exemple à la fabrication, au rechargement et à la réparation de pièces massives en cuivre ayant des parois de   moyenne   ou de forte épaisseur, dans lesquelles les propriétés du métal ont une importance considérable, telles que des pièces forgées ou moulées en cuivre électrolytique ou en bronze à haute   conducti:ilité   thermique, utilisées en métallurgie. 



  Ces pièces comprennent par exemple des tuyères à vent chaud ou à FB-3F. 

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 lui:.-.' -L <i.#x - - .'cul.3 siè7,,s de vannes à vent chaud, 
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 des hut:,-'curn.-au ;, dûs noz ,ie lances à oxygène d'aciéries, des 11r.got8S de a:'..3 centiruù, des porte-électrodes de fours élrc- triques d' âC.ir. ''T: t3, etc. 



   11 est bien connu que la soudure autogène et le rechar-   gement   du cuivresont des opérations délicates, d'une part à cause de lahaute conductibilité thermique du cuivre, nécessi- tant une   puissance   de chauffe très élevée, atteignant environ trois fois celle de   l'acier,   et d'autre part à cause de la grande fluidi- té du cuivre fondu, obligeant de soutenir l'envers des lignes à souder, ce qui est pratiquement impossible dans les pièces massi- ves creuses. Par conséquent, il est généralement admis dans l'in- dustrie que la soudure autogène et le rechargement électriques à l'arc de pièces massives en cuivre ne sont pratiquement pas réalisables.

   Pour ces raisons on fabrique ces pièces de préférence par moulage en bronze à haute conductibilité thermique qui possède des propriétés inférieures à celles du.cuivre électrolytique difficilement moulable,   cu   par assemblage d'éléments corroyés en cuivre électrolytique par brasure forte ou par soudo brasure. Ces soudures hétérogènes utilisées pour l'assamblage, le rechargement et la réparation ont pour effet de diminuer la température de fusion, les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion ou la conductibilité thermique de 
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 10e,-isemble aszemblé, rechargé cu réparé. 



   Le   précédé   suivant la présente invention remédie à ces lacunes et inconvénients. 



   Conformément à ce procédé, on soumet la pièce à un chauffage fractionné pour la porter à une température telle que la plage de travail soit portée à la température de fusion par le dépôt à l'arc, compte tenu de l'intensité du courant électrique compatible avec l'électrode choisie, des dimensions de la pièce et des propriétés du cuivre. On fait suivre le dépôt à l'arc d'un refroidissement brusque par arrêt du chauffage, 

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 d'un brasage pour enlever le laitier, è7ün nartelage de la plage de travail afin do d0t=<ire une struç:r'J éventuelle d'oxydule de cu1vr,:: ,:; ..affiner 1...i i=i;si '11.1) d'un traite- ment thermique de rrisin..

   S'1.':r:::' ce procédé, on réalise des assemblages Sùu<1";::;, la ré<co=1stzt.i=1.=;; i;;t<1.gr;;Le de pièces massives usées par recharjé;;<nt, o.u la due pièces avariées dans lesqu.-. 1.># #.Jt;;1 46pci,1 = :,;;;=..;;,n:ct1=re homogène, de propriétés ôqwiT7ai#nz;à ou jupéruj à ..:-:1':''::$ du rétal de la pièce, et, 1:;1'3..;8 a la i=clcn, e.-. im,ti...=.;;.;i ;i,: 1 .;e dernier. 



  COrü±1C n<SLal dppor on .7.. ,.r .#. due cuivre ëlectrolytiouG due g=a;;Je ayant des proprié- tés équivalûtes et souvent =Zme sup.Jrieur.s a celles du métal 
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 de base. Pour le dépôt à l'arc, on peut utiliser du courant continu ou du courant alternatif, sans ou avec contrôle de l'at- mosphère. 
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  Le chauffase do la pièce o=port0 une première opération, dans 1<çg ile cn la chauffe à un<,. ténpolrature de l'ordre 
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 de 300 C, variable suivant la conformation de la pièce, par un moyen de chauffage quelconque, pouvant comporter, entre autres, le chauffage au gaz de ville. 
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  Au cour= d'une seconde o'07t1o, allant de pair avec la pre=ière opération de chauffée, on porte la plage de travail de la pièce à une te=>pôratc;e de tordre de 700 C par combustion 
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 d'un fluide combustible qui produit autour de la plage 
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 de travail une atn osph3=<> neutre et e:r.:er::?tt: d'hydrobno. 



  Le fluide coràoasLible carbura peut liquide ou gazeux et cozpr;loi-; le fuel, le beniéa,a, ac&4,'.ène, le butane, le propane et autre, l'.xclust. d. t01t CO::Ll1st1ble fortcI:1ent hydrocéné, tel qu. ;'1:-'Y'!:".)L:t::1t': Q1, 1;e >jaz ville. La limitation des co=bustlMes utilibics ;,ou:- 13 s,jccnj,j 0,:J,:r;:.tion de chauffage aux co:tust1ble9 ci.=t,,Jr.lJ se ji;jtifi* r,...r i,jr cue le cuivre 
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 absorbe à partir d'un.. .:;;pr2. tl:1'J , -1,%j>'%" J. quantit,5 de gaz et que le cuivra util1sf ,,)ur 1.). ;:s' ¯.. ¯. , .... .l.c\:J 

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 massives, à parois de forte ou   moyenne   épaisseur, contient souvent jusqu'à 0,5% d'oxydule de cuivre   (Cu@O)   libre occupant un volume 
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 spécifique plus considérable :..1;

   1,, ':'.1 ::' susceptible ,1';;-;;::-8 réduit aisément en métal en p:s.,,c :.' :yt.1:-oci;:;e ou de combusti- bles riches en hydrogène, tels eue l3 ';J.z da villa. Cet-ce contrac- tion et la formation de vapeur d'eap par la réduction en métal da 
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 l'oxydule de cuivre provoquent :aa5 3.0. setal des fissures qui diminuent la résistance méc<1:1i''0 -:;':. ¯U IucLibil;t6 du #etê.l jt le rendent fragile, p:,éno:r.a '),-:1i.1 d appelé "maladie d'h:rd'J-:,,13 du cuivre". 



  Les deux opérations de c',-a;zf ¯ as se passent sirultanézent et se rapportent la première à la pièce entière ou au moins à une partie importante de la pièce si celle-ci est trop      volumineuse, la' seconde à la plage de travail uniquement, ce qui représente un chauffage économique, étant donné que le chauffage à 700 C est limité à une   parti--   restreinte de la pièce. En outre;, la grosse masse de cette dernière ne subit qu'un chauffage modéré à une température inférieure à cella où le cuivre devient perméa- ble aux gaz et pourrait absorber de l'hydrogène tandis que, à l'en- droit de la plage de travail, l'oxydule de cuivre libre que le cui- vre peut contenir, n'est pas affecta par le chauffage à 700 C dans les conditions   indiquées.   



   Les calories   nécessaires   pour porter la température de la plage de travail à la temperature de fusion du cétal sont fournies par la chaleur se dégagenant de l'arc pendant le dépôt de métal. Cette quantité de chaleur est relativecent réduite, 
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 gr2.cc aux deux opérations de c;:w;:. : ae dont il ost question 
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 ci-dessus et bien coc:pat1bl,(; -1;;c -9 1. 1. du courant 0E.eeta'i- alimentant les électrodes. C..-.-f:i pu'/.jr.t cnrobéc5 ou nues et utilisées alors cr, p-.-jr.cc d"I:1 fhx d.zo::<:,.d.ant. 
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  Pour éliriner copl tw..:;; la laitier for7, à chaque passe de travail par l'enrobiì <1.?2 Ùlec:ro4es ou par la flux - désoxydant, on provoque un refrJ,ciJserent brusque do la plago de travail par'interrupUoa cyclique du chauffage entre des ..T- ..... ¯ ¯¯ - ¯ . ¯ ¯ . ¯ .... . ,1..#:il"'r 

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 :'l'¯ UpJ .. u.... v J.rt.:.tAl. des tt:n1c;:5 4,> retrait. f .y u ,. 4 . 1 ¯ ¯ -'' '''j ;'..1 til..:, .1 :.. 1 -.. ....L 1. 



  ; "': .11 ::? u.......,j ¯ . 10 en:. \.'!..;;- ;:... .,:,,,sage. 



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  A>r4s 1 7.:'"':.'-':::,±:: on souaet la pit à un t#aitez.ent ther'aiquc d,) c;::::.:c11, ,'..p.^.,t^.OT't3.^.t une IW,:1'..:>Cc)il cie la p1ce à environ 65C'- en :.,;UStlé:re neutre suivie Cl'üT:Et trempe à 500 C. 



  Le ;1:'OC:;j. de soudure automne et de rechargement 1 électriques à 1'<,r,> .±;J ? ^ :-ccs :r.assives en cuivre, tel que décrit ci-dossus, pa; ::¯ . c..:; r,J12=:=é:; des dépôts ayant une structure ho#ogne et p0g(d G3 onri ' és mécaniques et une conduct1b111- té t:-lermic;:u12 .3.\. 'i..,:t;-1 "5>: :::'?' a celle du sétal de base.

Claims

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F 'Il --' 11, Z I C .1 IL" 1 ON S. EMI6.2

1.- 9b<J,i<F,1<J de 50uè\.:::: automne et de rechargement électriques à l'arc ac pièces ssives en cuivre, permettant de réaliser des 40po5t; du structure ;:fc''"jtts.:P.n hO:.lOt,:le ayant des propriétés équivalentes ou supérieures à celles du :::étal de base, caractérisa en ce qu'on soumet la pièce à un chauffage fractionne pour la porter à une température telle que la plage de travail soit portée à la température de fusion par le dépôt à l'arc, compte tenu de l'intensité du courant électrique compa- tible avec l'électrode choisie, des dimensions de la pièce et des propriétés du cuivre, on fait suivre le dépôt à l'arc d'un refroidissement brusque par arrêt du chauffage, d'un brossage pour enlever le laitier,

d'un nartelage de la plage de travail afin de détruire une structure eutectique éventuelle d'oxydule da cuivre et affiner le grain, ainsi que d'un traitement thermique de recristallisation.

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage comporte une première opération, dans la- quelle on chauffe la pièce à une température de l'ordre de 300 C par un moyen de chauffage quelconque pouvant comporter, entre autres, le chauffage au gaz do ville.

3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage comporte une seconde opération, dans laquelle EMI6.3 on porte 1 J,y:% '-.: travail de la pièce à une terapérature de l'ordre de 700 C par combustion d'un fluide combustible carburé, EMI6.4 en a1nlenn une atmosphère neutre et exespte d'hydrogène autour de la plage de travail.

4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on élimine complètement le laitier formé à chaque passe de travail dans les cas de dépôt à l'aide d'électrodes enrobées ou de fil nu avec flux désoxydant, par interruption cyclique <Desc/Clms Page number 7> du chauffage entre passes consécutive provoquant le refroidis- sement brusque de la plage de travail, des tenions de retrait EMI7.1 importantes 2 iib le dJpd; C ; l., ::, d :8 :,:COZIeCent du laitier solidifie.

5.- Prac.3 de s 1:,1;1,,.; i;- j%;.:,> at de rechargement électriques à l'arc::le pi?;ex 8:1 ari.Jr< ;"2..:5..>1.f, en substance comme décrit ci-dessus.