Brevet FR2202751A1 — publié le 19740510

La soudure habituelle au gaz utilisée pour la soudure des fines feuilles métalliques et des objets de faibles dimensions est devenue très appréciée à cause de sa commodité d'emploi et de son faible prix de revient. Cependant ces dernières années des résultats de qualité étant de plus en plus exigés, les soudures TIG à 1 t arc et aux microplasmas se sont répandues. En utilisant ce nouvel appareil muni d'un manchon à gaz inerte, on soude avec une flamme isolée par une atmosphère inerte, ce qui permet d'éviter les tourbillons d'air dans la flamme et partant des oxydations au niveau de la soudure. Dans ces conditions on obtient des résultats presque aussi bons que ceux obtenus avec les soudures, TIG à l'arc, et aux microsplasmas. La planche unique de l'appareil montre : le manchon à gaz (2) fixé au bec du chalumeau (1) ; trois arrivées de gaz (3) sur le manchon fournissent le gaz inerte (4), qui par des canaux (5) est envoyé dans le manchon et passe le long des parois de celuici pour envelopper la flamme (7) à la sortie de l'appareil (6). On obtient dans ces conditions une flamme parfaitement dirigée dans l'axe de l'appareil et sans tourbillons d'air ce qui fait que les résultats obtenus sont très bons. On peut voir sur cette planche que l'extremite du bec est en retrait de 5 mm Dar rapport à celle du manchon. Les expériences ont été faites en utilisant comme gaz inerte l'argon (4 1/min). Le premier tableau présente un graphe relatif aux résultats obtenus lors du test de pliure répétée de joints de soudure par la méthode TIS.Z.3126 (officielle depuis 1964). Ces joints ayant été réalisés sur de la tôle d'acier laminée à froid de 0,6 mm et soudée par les trois méthodes de soudure, au gaz, TIG à l'arc, et avec cet appareil. Les ronds blancs correspondent à des ruptures dans la cassure les ronds noirs à des ruptures dans la soudure, les triangles à des ruptures dans la pièce elle-meme (en dehors de la zone soudée) La colonne n0 1 correspond à la soudure au gaz, la colonne n 2 à la soudure avec ce nouvel appareil et la colonne n0 3 â cellc à l'arc TIG. La colonne s0 1 montre clairement que lors de la soudure habituelle au gaz le nombre de flexions amenant une rupture est très variable (entre 50 et 85) pour différents échantillons et que de lus la position de la rupture sur l'échontillon est très variable. La colonne N 2 montre que pour les échantillons traités avec ce nouvel appareil la rupture se produit toujours au niveau de la soudure, que le nombre de flexions amenant la rupture est moins variable d'un échantillon à l'autre et que la valeur moyenne en est améliorée. La faible dispersion obtenue est proche de celle obtenue pour la soudure TIG à l'art (N 3). Le deuxième tableau présente un graphe relatif au même examen de courbure répétée que précédemment réalisé sur de la feuille d'acier laminée à frois de 0,4 mm ayant subi soit la soudure habituelle au gaz (ronds noirs) soit la soudure avec ce nouvel appareil (ronds blancs) . Le paramètre que l'on a fait varier est la distance du bec à la feuille métallique. Pour les deux techniques lorsque la distance augmente le nombre de pliures nécessaires à la rupture diminue (augmentation de l'importance du tourbillon d'air). Cependant pour une distance donnée le schéma montre la supériorité de ce nouvel appareil sur l'ancien. Une autre tude comparative a été faite sur des joints de soudure réalisés sur des feuilles d'acier laminées à froid de 0,4 mm et 0,6 mm d'épais-eur par les trois techniques (au gaz, TIG a l'arc, nouvelle méthode). Il s'ait d'une étude de résistance à la traction faite suivant la méthode TIS - Z - 3121 (officielle depuis 1961) et qui a donné les résultats suivants (Tableau 3) Ce tableau montre que, dans tous les cas, la rupture se fait hors de la zone soudée et que la force de traction provoquant une rupture est toujours supérieure à celle trouvée pour la feuille métallique de référence.On constate que les résultats obtenus avec cet appareil quant à la force de traction sont à peu près équivalents à ceux obtenus avec les autres méthodes en comparant aux valeurs obtenues pour la feuille métallique de préférence. De lus, cet appareil enpechant la formation de tourbillons et la pénétration d'air au voisinage de la flamme, les oxydations sont évitées et les qualités mécaniques ainsi cue l'aspect de la soudure sOnG améliorés. TABLEAU I 200 ( 3 3 3 150 ( ) 3 3 o ( 3 3 3 ( ) ) g ) IOO ( 6 ) e ) 3 ( 3 3 3 O 3 b ) O 80 ( ) 3 3 x ( 3. 3 w 3 (9 60 ( 3 3 ( 3 3 3 X 50 ( 3 3 3 O 3 3 3 40 ( 3 3 3 ( 3 ) 3 ( 3 3 3 30 ( 3 3 3 ( 3 3 3 ( 3 3 3 20 ( 3 ) ) ( 3 3 3 ( 3 3 3 10 ( 3 3 3 ( 3 3 ( N' 1 3 N- 2 3 N' 3 3 3 3 3 Ordonnées - Nombre de pliures provoquant la rupture Colonnes - 1 soudure au gaz 2 soudure avec le nouveau dispositif 3 soudure TIG à l'arc TABLEAU 2 200 ~~~~~~~~~~~~~ ( --- ) 150 r 3 IOO j 3 80 ( 8 0 3 80 j o o o o o 60 o O so 50 ( 3 sa S r e 3a ( t e 20 ( e 3 r 3 I0 ) l ( ' ' ' ' 3 o 5 10 15 20 25 Ordonnées : - Nombre de pliures provoquant la rupture Abscisses : - Distance du bec à la feuille métallique en mm. TABLEAU 3 Echantillon Force de Emplacement de) traction la rupture ) (g/mm) ) ( ) ) ) ; ( feuille métal- ) ) ) ( lique de réfé- ) 32,2 ) " ) ( rence 3 3 3 Epaisseur ( Soudure usuelle ) @ hors de la @ ( au gaz ) 34,5 ) zone souuee ) ( ) ) ) 0.4 mm ( ) ) ) ( Soudure avec le ) ) ) ; ( nouvel appareil ) 34,9 ) " ) ( ) ) ) ( ) ) ) ( feuille métal- ) ) ) ( lique de réfé- ) ) ) ; ; ( rence ) 32,8 ) " ) ( ) ) ) ( ) ) ) ( Soudure TIG à ) ) ) Epaisseur ( l'are ) 34,8 ) " ) ( ) ) ) 0,6 mm ( ) ) ) ( Soudure usuelle ) ) ) ( au gaz ) 35,2 ) " ) ( ) ) ) ; ( Soudure avec le )) ) ( nouvel appareil ) 34,9 ) " ) Revendications Manchon à gaz inerte pour la protection de la flamme d'une soudure habituelle au gaz ; dispositif permettant d'éviter les tourbillons d'air au voisinage du dard, caractérisé par le fait que ce manchon protecteur entourant le bec d'un chalumeau canalise un gaz inerte amené par des canalisations appropriées, et provoque un amincissement de la flamme. Celle ci est isolée et diminue dans de notables proportions l'oxydation de la soudure et donne des résultats d'une qualité régulière.