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.