Brevet FR2130725A1 — publié le 19721103

i 2130725 Il est bien connu en soudacre que des pièces ^faites d'un même métal ou de métaux similaires sont assemblées par fusion et chauffage du joint. Dans le souda?e par fusion, les bords à assembler sont fondus et ensuite assemblés par l'apport de la matière 5 de soudure fondue. Dans la pratique actuelle du soudage par fusion on utilise de plus en plus l'arc électrique. L'arc se produit entre le joint et une électrode métallique. Au cours de la fusion l'électrode fournit la matière d'apport nécessaire au joint. Dans le soudage arc-gaz, l'arc électrique et un gaz sont utilisés en 10 même temps. Un gaz inerte est utilisé comme gaz de protection, par exemple hélium ou argon, et ne prend pas part à la soudure proprement dite, mais il protège seulement l'arc et le métal fondu contre l'influence de l'atmosphère. A partir de ce procédé une certaine technique de soudage a été mise au point, selon laquelle le gaz 15 inerte protège l'arc entre une électrode de tungstène et la pièce, et si besoin est un additif est introduit dans l'arc. Cette techni-aue de soudage dite TIG (Tungstène - Gaz Inerte) s'applique manuellement, semi-automatiquement ou totalement automatiquement pour le soudage des alliages d'acier et d'aluminium. Dans la technique de 20 soudage dite MIG (Métal - Gaz Inerte), l'argon est aussi utilisé comme gaz inerte pour protéger l'arc produit entre le matériau de base et le fil de soudure alimentant continuellement le point de soudure. Le fil de soudure consommable sert de matière d'apport par une avance mécanique dans l'arc électrique. Le prix de ces gaz 25 étant relativement élevé, on a essayé d'autres gaz. Le bioxyde de carbone s'est révélé avantageux, par exemple dans le soudage des aciers. Le bioxyde de carbone peut aussi servir de gaz dit actif, c'est-à-dire qu'il prend également une part dans le processus du soudage proprement dit. Ce procédé est parfois appelé procédé de 30 soudage MAG (Métal - Gaz Actif). Sous le rapport du soudage des tôles minces, par exemple d'une épaisseur de 0,6 à 1 mm, le procédé de soudage MIG se développe d'une manière intensive. Comparé à d'autres procédés de sou-daee, par exemple le soudape à la baguette et le soudage sous gaz, 3 5 ce procédé présente des avantages bien déterminés à la fois dans la vitesse du travail et dans la qualité des résultats. Le type de scudare appliqué est le facteur décisif. Le joint de soudure 72 10749 2 2130725 obtenu par soudage MIG est plus résistant que le matériau de base et la zone chauffée est étroite. Les tensions créées par la chaleur dans les pièces lors du soudage et les contraintes de la matière qui en sont la conséquence, sont de faible amplitude en raison de 5 l'étroitesse de la zone chauffée. Qualitativement on obtient le même résultat par soudage MIG que par soudage TIG, mais le procédé est lent et donc onéreux. Dans le procédé de soudage MIG, le fil d'apport avance au moyen d'un moteur depuis la bobine jusqu'au point à souder à tra-10 vers le chalumeau. Une source de courant électrique est connectée entre la pièce à souder et le fil d'apport. Lors du contact du fil avec la pièce, un court-circuit s'établit entre le fil et la pièce. A cause du court-circuit, l'extrémité du fil fond et la goutte formée pénètre dans le joint de soudure. 15 Le moteur de l'appareil de soudage fait avancer le fil d'ap port à une vitesse constante dans l'arc électrique vers la pièce à souder, de sorte que l'extrémité du fil continue à avancer après fusion pour former un nouveau court-circuit. Un nombre de 100 à 200 court-circuits s'établissent par seconde. Un gaz de protection, gé-20 néralement un mélange d'argon et de bioxyde de carbone, assure la protection du métal fondu. Les caractéristiques de la source du courant de soudage, c'est-à-dire son comportement au moment du court-circuit, déterminent en priorité la stabilité du procédé de soudage. Naturellement la valeur de la tension du courant électrique et la 25 vitesse d'avance du fil ont une influence sur le résultat et doivent être en rapport avec les autres facteurs d'influence. Le problème du soudage des tôles minces consiste à obtenir un point de soudure assez froid pour que la tôle ne fonde pas dans toute son épaisseur au point en question. Toutefois la température 30 relativement basse désirée au point de soudure ne doit pas empêcher la matière d'apport de s'unir au matériau de base. Dans bien des cas, des résultats satisfaisants ont été obtenus grâce à un ajustement convenable des caractéristiques de la source de courant. Cependant, en d'autres cas spéciaux, par exemple la réparation des 3 5 carosseries d'automobiles par soudure, quand des tôles minces d'environ 0,6 mm d'épaisseur présentent un écartement de 0,5 à 1 mm entre elles parcequ'il est difficile de les monter ensemble, des problèmes se posent pour réaliser un cordon de soudure régulier continu, même avec les machines à souder les plus perfectionnées, 72 10749 3 2130725 ou bien ce travail ne peut être exécuté que par un ouvrier très qualifié. Afin d'apporter une solution aux problèmes décrits ci-dessus, on a mis au ooint le rrocédé selon la présente invention, dans 5 lecuel l'avance du fil de soudure dans l'arc électrique est auto-matiauement coupée au moyen c'un mécanisme de minuterie. Pendant le temps de coupure ce l'avance du fil d'apport, le gaz de protection est constamment diriré sur le point de soudure dont la température baisse alors et oui se trouve mieux en mesure de supporter 10 la soudure sans que la tôle ne fonde dans son épaisseur, mais celle-ci reste cependant suffisamment chaude pour que la matière d'apport s'unisse. Il importe ici oue l'avance du fil d'apport soit coupée à une cadence correcte. La périodicité qui convient comprend une durée du temps d'avance du fil ou temps de passage du courant 15 de 0,1 à 3 secondes. Pendant ce temps, alors que la source de courant est branchée entre le point à souder le fil d'apport, le mécanisme de la minuterie fait avancer le fil vers la pièce. La pause, ou temps de refroidissement, pendant laquelle ladite avance du fil est coupée, est avantageusement comprise entre 0,1 et 1 se-20 conde, mais du gaz continue à être dirigé sur le point de soudure. Lorsque l'avance du fil est coupée, la possibilité de court-circuit est alors aussi coupée et aucun arc électrique ne se produit. Cependant, il est également possible de couper le courant d'alimentation du secteur par un commutateur séparé. Si les conditions sont 2 5 bonnes, le point de soudure se refroidit grâce au débit du gaz pendant la pause à un niveau où la fusion ne se fait pas dans toute l'épaisseur, et le point reste néanmoins assez chaud pour que le matériau d'apport s'unisse. Du fait que les pauses mentionnées ci-dessus ou coupures de l'avance ont lieu automatiauement à des in-30 tervalles réguliers, courts et successif s .,1e soudage peut toujours continuer è une vitesse régulière pratiquement ininterrompue, donnant un joint parfaitement régulier. Les appareils de soudâce HIG construits pour les ateliers de réparation d'automobiles sont souvent épuipés d'un mécanisme de 3 5 minuterie, dIus particulièrement dans le cas de soudage par points. A ce sujet le même mécanisme de minuterie peut aussi être utilisé pour le soudage automatique par -périodes décrit dus haut. Naturellement, on ceut prévoir aussi un mécanisme de minuterie séparé 72 10749 2130725 pour l'exécution automatique des coupures décrites plus haut de l'avance du fil d'apport et du courant électrique sous un débit continu de gaz. Dans de tels mécanismes, on peut utiliser les dispositifs de commutation électrique connus à cet égard et dans 5 lesquels le moteur électrique assurant l'avance du fil de soudure est stoppé, par exemple, au moyen d'un condensateur et d'une résistance, et remis en marche automatiquement à des intervalles de temps donnés, courts et réglables. Afin d'utiliser le procédé et l'appareil selon l'invention 10 ces mécanismes peuvent aussi être appliqués en combinaison avec les dispositifs de soudage par points. Le soudage par point est réalisé selon le principe décrit plus haut de telle façon que les dites coupures ou pauses ont lieu entre les occurences de la soudure par points, individuelles ou en succession rapide, pendant 15 lesquelles le gaz de protection est encore continuellement dirigé sur le point à souder, ce qui le refroidit à un niveau convenable et l'empêche de fondre dans son épaisseur tout en permettant une température suffisante pour obtenir une bonne soudure. Le procédé et l'appareil selon l'invention peuvent aussi 20 être utilisés pour les soudures dites couvre-joints, une sorte de "clouage", c'est-à-dire une soudure limitée à quelques points le long de la couture à souder, pouvant être ultérieurement suivie d'une soudure complète. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux exemples 25 d'exécution décrits ci-dessus et peut varier de bien des façons dans le cadre des revendications du brevet. Ainsi les coupures de la tension électrique et de l'avance du fil de soudure n'ont pas nécessairement lieu en même temps alors qu'une seule d'entre elles peut se produire. Le flux de gaz ou de mélange gazeux n'a pas tou-30 jours à être constant, mais il peut avoir lieu à sa propre périodicité. De cette façon on peut commander les occurences du refroidissement comme on le désire. Par exemple, un accroissement de la quantité de gaz et de son débit pendant la pause de l'avance du fil et la coupure du courant accélère le refroidissement et raccourcit 3 5 la durée de la cause, 72 T0749 5 2130725 REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage MIG, soudage MAG, ou traitement correspondant, tel eue le soudage par points de tôles minces, caractérisé par le fait aue l'avance du fil de soudure alimentant le point à souder est coupée pendant de courts intervalles et/ou la tension 5 électrique entre le point à souder et le fil d'apport est coupée de manière semblable pendant de courts intervalles, le débit de gaz de protection et autres gaz pouvant encore continuer pendant ladite coupure. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 10 que l'avance et la tension électrique du fil d'apport sont coupées s imultanément. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la quantité et/ou le débit de gaz ou du mélange gazeux changent suivant leur propre périodicité, ou demeurent continuel- 15 lement les mêmes. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la coupure de l'avance du fil d'apport et la coupure du courant de soudage pouvant éventuellement avoir lieu simultanément sont obtenues par un mécanisme automatique effectuant 20 ces coupures automatiquement à des intervalles donnés, par exemple de sorte aue la durée du temps d'avance du fil d'apport ou le temps de passage du courant est de 0,1 à 3 secondes et la durée de la cause ou le temps de refroidissement est de 0,1 à 1 seconde. 5. Dispositif pour appliquer le procédé selon l'une quelcon-2 5 que des revendications 1 s t, caractérisé par le fait que, afin d'exécuter la soudure, l'avance du fil d'apport est coupée au mo-ven d'un mécanisme de minuterie, par exemple un relais ordinaire de soudure par points prévu pour être utilisé en conjonction avec un appareil de soudage KIG, ou autre mécanisme de minuterie corres-30 pendant, car exemple basé sur une combinaison de condensateurs et de résistances.