CH298207A - Procédé de soudage. - Google Patents

Description

  Procédé de soudage.    L'objet de la présente invention est     un     procédé de soudage, caractérise en ce     qu'on          applique    à la surface du métal de base une  première couche mince d'une     soudure    métal  lique, en chauffant le métal de base au-des  sous de son point de     fusion,    de façon qu'au  moins un constituant de     ladite    soudure forme  un alliage avec au moins un constituant du  métal de base pour lequel il possède une forte  affinité, les conditions étant telles que l'on  obtient une couche d'alliage intermédiaire dit  de surface ayant un point de fusion inférieur  à     ceux    du métal de base et de la soudure uti  lisée,

   et qu'on continue à fondre sur cette  couche d'alliage intermédiaire de la soudure  métallique, de façon à assembler cette der  nière au métal de     base    par l'entremise de la  couche intermédiaire d'alliage.  



  Le procédé selon l'invention est applicable  aux métaux ferreux et non ferreux ainsi qu'à  leurs     alliages.    Il est décrit ci-après, à titre  d'exemple, en regard du dessin annexé, dans  lequel  La fig. 1 est une coupe d'une pièce sou  dée par ce procédé, et  la     fig.    2 est une coupe partielle de l'assem  blage de la     fig.    1, à plus grande échelle.

    Pour obtenir la pièce représentée à la       fig.    1, un métal de base 10 a     été    en     partie          i    revêtu d'une première couche mince 11 de  soudure métallique dont     l'un    au moins des       constituants    possède une forte affinité pour  le métal de     base.    En chauffant le métal de  base, il s'est formé à . la surface de contact    entre le métal de base et la couche de soudure  11 une couche 12 d'alliage dit  de contact  ou   de surface , qui contient le ou des consti  tuants en question de la soudure et le ou des  constituants du métal de base;

   cet alliage in  termédiaire se présente sous la forme d'une  couche relativement mince ne dépassant gé  néralement pas 0,025 mm et     possédant    en  général une structure arborescente. La sou  dure métallique fondue sur la première cou  che mince est représentée en     11a.     



  La     fig.    2 montre, à échelle agrandie, l'al  liage  de     surface     12 qui relie la première  couche     mince    de soudure Il     au,    métal de base  10; avec     ses    limites supérieure et inférieure  13 et 14.

   En continuant à fondre sur la pre  mière couche mince 11,à partir de laquelle  s'est formée la couche 12 d'alliage de surface,  de 1a soudure     11a,    on obtient un     assemblage     qui, à l'examen métallographique, montre que  la. transition entre la couche 12 d'alliage       'intermédiaire    et la soudure 11 et 11a est plu  tôt     brusque,    tandis que la zone 15 du métal  de base avoisinant la couche d'alliage  de sur  face  12 est     interdispersée    avec le ou     les    cons  tituants de la soudure qui     forment    ledit  alliage;

   autrement dit, l'examen     microscopi-          que    révèle une forte interpénétration     granuL     Taire entre la soudure et le métal de base.  



  Les liaisons     ainsi    obtenues entre la sou  dure et le métal de base présentent une plus  grande résistance que celles obtenues avec les       procédés    .de soudage     connus    jusqu'à présent,  grâce à l'effet d'alliage de leurs constituants.      Le soudage peut, en outre, être effectué à très  grande vitesse et à des températures sensible  ment plus basses que jusqu'ici.

      Au cours de divers essais, on a observé que  lorsque les alliages utilisés comme soudure       contiennent    certains     constituants    ayant une  forte affinité pour un ou plusieurs des cons  tituants du     métal    de base, ces alliages une fois  liquéfiés à fade de la flamme     oxy-acétyléni-          que    non seulement adhèrent au métal de base  préalablement chauffé, mais forment     tin    nou  vel alliage à la surface de contact entre la  soudure liquide et le métal de base qui peut  être préchauffé bien au-dessous de son point  de fusion.

   Cet alliage dit  de surface  assure  un soudage efficace; il est de forme     cristalline     et     ses        cristaux    diffusent en quelque sorte dans  les pores du métal de base et y     forment    un  véritable ancrage du métal d'apport dans la  zone de jonction.

   La soudure, choisie de     façon     qu'au moins l'un de     ses    constituants puisse  former cet alliage de surface, apparemment       eutectique    avec     l'un    des     constituantes    du mé  tal de base, permet d'obtenir des     assemblages     très solides et des soudures propres qui n'exi  gent     qu'un.    minimum d'usinage ultérieur.  



  Le nouvel alliage intermédiaire ayant un  point de fusion inférieur à celui du métal de       base,    il a plus d'affinité pour la soudure  que le métal de base et, par conséquent, la  soudure peut être appliquée sur cet alliage de  surface à     plus    basse température et avec  moins de gaz. La     température    à laquelle la  soudure liquéfiée peut attaquer le métal de  base peut être indiquée par la     fusion    d'un  flux. désoxydant déterminé pour chaque ba  guette de soudure.

   Les flux     réduisent    la ten  sion     superficielle    de la soudure fondue; ils  empêchent l'oxydation et     favorisent    le flot  tage à la     surface    des impuretés de l'alliage de  surface     nouvellement    formé. La réaction qui  se produit ainsi entre la soudure et le métal  de base pendant l'opération provoque immé  diatement     la        formation    de l'alliage de surface  dans la zone avoisinant la surface     du    métal  de base.

   Bien que la soudure puisse être appli  quée à des températures notablement infé-         rielires    aux points de     fusion    des métaux de  base, le procédé réalise une véritable soudure.  <I>Exemple 1:</I>  Une éprouvette de cuivre pratiquement  pur     présentant    une fente superficielle est  mise en contact avec une baguette de soudure  en argent (point de     fusion    960  C) en endui  sant les     surfaces    en contact. avec un décapant  approprié. On chauffe ensuite à environ  800  C. Aux     environs    de 780  C, il com  mence à se former à la surface de l'éprouvette  que touche la baguette de soudure un alliage  Cu-Ag contenant environ 28 0/o de cuivre.

    Cet alliage, dit  de surface , présente lui  point de fusion de 778  C, donc inférieur à  celui du métal de base (point de fusion du  cuivre = 1083  C) et inférieur également à  celui de la     ,soudure    d'argent. En continuant  à fondre la     soudure    .d'argent     sur    cette pre  mière couche mince d'alliage  de surface   sans chauffer le métal de base     au-dessus    de  800  C, la nouvelle soudure adhère très soli  dement et très rapidement à cette première  couche et l'on obtient ainsi un assemblage  parfait et très résistant.  



  <I>Exemple</I>     ;,@:     Une éprouvette de fer forgé de 25     X    50 mm       e1;    de 12,5 mm     d'épaisseur,    fendue super  ficiellement, est chauffée préalablement à  environ 1000  C à la flamme     oxy-acétyléni-          que,    avec ou sans flux. La flamme est     réglée     de façon à augmenter l'apport de carbone par  un excès d'acétylène. Une baguette de soudure  d'acier contenant un peu plus de carbone que  le métal de base à traiter constitue le métal       d'apport    à point de fusion supérieur à  1100  C.

   En fondant     lune    mince couche de  cette soudure à la surface fendue de l'éprou  vette, on remarque qu'il n'y a pas besoin de  chauffer     ladite    soudure d'acier jusqu'à 1100 C  pour qu'il se forme à la     surface    de l'éprou  vette et     des    lèvres de la fente un alliage con  tenant 4,3     fl/o    environ de carbone. Cet alliage  possède un point de fusion     phis    bas que le  métal de     base    et     phis    bas également que la  baguette de soudure.

   La quantité de carbone  de la zone superficielle de l'éprouvette a été      augmentée non seulement par le carbone con  tenu dans la soudure, mais aussi par l'apport  de carbone de la flamme acétylénique.     Un.     alliage de surface luisant et facilement repé  rable s'est formé sur toute la surface de con  tact entre le métal de base et la soudure et  en continuant à fondre de la soudure     sur    la  première couche mince, la nouvelle soudure  adhère très solidement à     cette    première cou  che partiellement transformée en     alliage    de  contact.

   Un examen microscopique montre  qu'un assemblage parfait a été réalisé bien  que l'éprouvette de fer forgé n'ait pas été  chauffée à son point de fusion puisque la tem  pérature a été maintenue entre 950 et 1250  C.  



  La surface .d'un métal de base peut être  apprêtée, par exemple à l'aide d'un flux  approprié, de façon qu'elle absorbe plus     faci-          le-ment    un ou plusieurs     constituants    d'apport  ayant une forte affinité pour 12 métal de base;  on obtient ainsi dès l'application de la soudure  une couche d'alliage de surface qui s'allie ra  pidement et solidement au métal de     base    et       possède    en même temps la propriété d'adhérer  fortement à la soudure que l'on continue  d'appliquer sur la première couche. Le ou les  constituants d'apport contenus dans la sou  dure peuvent, en outre, être contenus, comme  c'est le cas pour le carbone, dans la flamme  servant à l'opération.

   On peut     aussi    appliquer       successivement    plusieurs soudures ayant des  propriétés et     des    points de fusion     différents     au métal de base afin de produire un assem  blage solide consistant en     couches        successives     rangées dans un ordre tel     que    la couche infé  rieure forme un alliage de surface avec le  métal 'de base parce qu'elle possède la plus  forte affinité pour le métal de     base,

      tandis  que     les    autres     couches    s'allient promptement    à cette couche inférieure et aux couches sui  vantes     respectivement.    Dans ces derniers cas,  il faut toujours tenir compte du fait que la  couche inférieure aura un point de fusion  plus     bas    que ale métal de base et que     l'une     quelconque des couches     successives.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de soudage, caractérisé en ce qu'on applique à la surface du métal de base une première couche mince d'une soudure mé tallique, en chauffant le métal de base au-des sous de son point de fusion, de faon qu'au moins un constituant de ladite soudure forme un alliage avec au moins un constituant du métal de base pour lequel il. possède une forte affinité, les conditions étant telles que l'on obtient une couche d'alliage intermédiaire dit de surface ayant un point de fusion inférieur à ceux du métal de base et de la soudure uti lisée,

   et qu'on continue à fondre sur cette cou che d'alliage intermédiaire de la soudure mé tallique, de façon à assembler cette dernière au métal de. base par l'entremise de la couche intermédiaire d'alliage. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on applique sur la première couche de soudure métallique formant l'al liage intermédiaire dit de surface au moins une autre couche de soudure métallique dif férente, ayant un point de fusion plus élevé que la première. 2.

   Procédé suivant la revendication, exé cuté à l'aide d'un chalumeau et caractérisé en ce que l'un des constituants formant l'alliage intermédiaire est en partie fourni par la flamme du chalumeau.