Brevet FR2337606A1 — publié le 19770805

L'invention concerne un procédé de soudage à l'arc dans une chambre contenant un gaz à une pression supérieure à celte de 11 atmosphère. Le procédé selon l'invertion convient notaent au soudage sous l'eau. Avec le développement des industries en mer, il est Qeve- nu essentiel de pouvoir réaliser des soudures sous l'eau suivant des normes qui répondent à certains codes reconnus, nationaux et internationaux, de sondage. Des essais de soudage sous l'eau ont été effectués sans prendre de mesures pour protéger l'arc de l'eau. Ils n'ont pas donné satisfaction, en partie parce que l'eau atteignant l'arc est décomposée et que l'hydrogène ainsi libéré se dissout dans le bain de fusion. L'effet de refroidissement rapide de l'eau sur les soudures fait apparaître dans la zone chauffée des structures martensitiques dures pouvant entraîner la formation de fissures en raison de la diffusion de l'hydrogène dans la zone chauffée, notamment dans les joints soumis à des contraintes. On a tenté d'empêcher 11 eau d'atteindre l'arc en mettant en oeuvre une torche de soudage comportant une buse destinée à former un rideau annulaire protecteur d'eau à une certaine distan- ce de l'arc. Un procédé de soudage semi-automatique a été essayé avec un tel outil et avec un fil-électrode fusible et un gaz de protection contenant une grande proportion d'argon cu d'anhydride carbonique. Ce procédé est décrit, entre autres, dans "The Journal of the Japan Welding Society", t974, pages 23 à 30 et 141 à 146. Cependant, lorsqu'il est nécessaire de modifier l'incli- naison de la torche de soudage par rapport à la pièce (c'est-à- dire de réaliser un soudage "hors position"), comme c1 est le cas du soudage à l'arc en atmosphère inerte, le rideau d'eau de protection ne peut etre totalement maintenu et ne peut donc empê chel des quantités relativement importantes d'eau d'atteindre l'arc. Les turbulences qui en résultent affectent sensiblement la visibilité du soudeur.Meme dans le cas où une inclinaison constante est maintenue pour préserver le rideau d'eau (par exemple pour le soudage automatique rectiligne) la fumée émise par le fil-électrode fusible tend à etre retenue à proximité de l'arc par le rideau d'eau, ce qui affecte également sensiblement la isi- bilité du soudeur. En variante, on a essayé d'utiliser en milieu mouillé un fil-électrode à âme constituée de flux ou un fil plein, sous gaz protecteur et dans l'eau, sans formation de rideau d'eau. La mise en oeuvre d'un fil plein sous gaz protecteur s'effectue selon le procédé classique de sondage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible. De tels essais ont été décrits dans de nombreuses revues, par exemple par M.L. Levin dans la revue "Marine Technology", volume 4, Nc 3, juin 1973, pages 73 à~i77, et Ear I.M Savitch dans la revue "Weldi.ng in Offshore Constructions', Nc 20, du 26 au 28 février 1974, pages 217 à 220. Des soudures satisfaisantes peuvent être obtenues dans l'eau par la mise en oeuvre du procédé semi-automatique de soudage à l'arc sous atmosphère inerte en formant dans l'eau une chambre fixe, en la vidant de son eau par introduction d'un gaz, puis en réalisant les soudures par la mse en oeuvre du procédé classique en atmosphère inerte, suivant le mode par cow-t-circuit utilisant un fil plein. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 876 852 décrit un tel procédé. M.L.Levin, dans l'article "Welding in the Sea" (soudage en mer) de la revue "Marine Technology", volume 4, NO 3, juin 1973, pages 73 à 77, décrit également un procédé semi-automatique de soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode fusible, dans une chambre immergée et remplie de gaz, de manière à réaliser des soudures d'excellente qualité. Cet article mentionne notamment qu'il est avantageux que l'électrode utilisée ne contienne aucun flux.P.L.J. Leder et F.W. Lunau, dans un article intitulé "High duty welding" de la revue "Àustralian Welding Journal" 18, NO 5, pages 149 à 159, septembre-octobre 1974, décrivent également le soudage à l'arc en atmosphère inerte sous l'eau dans une petite chambre remplie de gaz et tenue à la main, à parois transparentes. il est cependant apparu que, malgré les publications mentionnées ci-dessus et concernant le soudage à l'arc semiautomatique et en atmosphère inerte (avec un fil-électrode plein) dans une chambre contenant un gaz, P procédé ne permet pas souvent d'obtenir des soudures @aines. car un manque do fusion aparaît fréquement entre le métal d'apport et les métaux à c'et--dire que le métal d'apport: se solidifie avant que les autres métau-x atteignent une fusion convenable. L'invention concerne un procédé de soudage à l'arc a l'intérieur d'une chambre dans laquelle est établi un er.vlronne- ment gazeux à une pression supérieure à celle de l'atmosphère. Dans le procédé selon l'invention, le métal d'apport provient d'un fil-électrode fusible, dont l'ame est constituée de flws et qui contient au moins un désoxydant fort (comme décrit ci- après). Dans le procédé selon l'invention, l'arc formé entre le fil-électrode et la pièce à souder est protégé par un mélange gazeux comprenant au moins un gaz inerte (indiqué ci-après) et de l'oxygène et/on un gaz contenant de l'oxygène qui, sous l'action de l'arc, se décompose pour libérer de l'oxygène ou réagit avec le ou les désoxydants forts.En permettant un équilibre convenable des conditions chimiques entre l'arc et le bain de fusion, la proportion d'oxygène ou de gaz contenant de l'oxygène (ou les deux) dans le gaz protecteur permet d'obtenir des soudures saines, malgré les effets nuisibles que la pression supérieure à celle de l'atmosphère et désignée ci-après haute pression" peut avoir sur les propriétés métallurgiques et.mécaniques du métal d'apport. l'expression "désoxydant fort désigne un métal dont la réaction avec l'oxygène est beaucoup plus exothermique que celle entre le fer et l'oxygène, Pour plus de clarté, le manganèse et le silicium, bien qu'utilisés intensivement comme désoxydants dans les électrodes de soudage, ne sont pas considérés comme des désoxydants forts. Ces derniers comprennent par contre les métaux suivants : le magnésium, l'aluminium, le zirconium, le titane, le baryum et le lithium. Des métaux tels que le calcium peuvent théoriquement être considérés comme des désoxydants forts, mais ils tendent à réagir si aisément et si violemment avec l'oxygène ou l'humidité qu'il est difficile de les conserver, de les manipuler et de les @@corpore@ dans des électrodes, ce qui rend leur utilisation tion coioene désoxydants fort: dangereuse et/ou peu commode. Pour certains métaux, par exemple le calcium, on a prétendu que certaines des difficultés mentionnées précédemment peuvent être réduites en les alliant avec généralement du fer. Les désoxydants forts préférés sont l'aluminium et le magnésium. Le procédé selon l'invention permet la mise en oeuvre de fils-électrodes à âme constituée de flux et contenant des désoxydants forts. Il convient de noter que de tels fils peuvent être considérés comme des exemples du type d'électrodes de scdage dit "autoprotégé" ou "à soudage à l'air libre". Bien que l'utilisation de désoxydants forts dans des fils-électrodes à ime en flux ait été proposée, de tels fils n'ont jamais été mis en oeuvre avec un gaz protecteur arrivant de l'extérIeur. Il est donc possible d'affirmer que le procédé selon l'invention met en oeuvre des fils-électrodes "autoprotégés" ou du type "à l'air libre", avec un gaz extérieur de protection. Des électrodes avantageuses utilisées dans le procédé selon l'invention sont commercialisées sous la marque "Innershield". Les types d'électrode "Innershield 203M" et "Inrershield 203 Ni" conviennent particulièrement à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cependant, ce procédé peut utiliser une électrode à âme constituée de flux, conçue spécialement à cet effet. Une telle électrode peut ne pas convenir au soudage à l'arc en l'absence de gaz extérieurs de protection et à la pres sion atmosphérique. L'expression "gaz inerte" désigne un gaz qui ne réagit pas chimiquement avec llun quelconque des constituants du filélectrode et qui n'affecte pas les caractéristiques métallurgiques du métal d'apport. Le gaz inerte préféré est l'argon. Cependant, il est possible d'utiliser l'hélium avec ou à la place de l'argon. De plus, un cu plusieurs gaz"nobles" tels que le krypton et le xénon peuvent être utilisés, si cela est souhaité, avec ou à la place de l'argon ou de l'hélium. Il est possible d'utiliser l'environnement gazeux dans a chambre sous ls forme d'un mélange gazeux de protection. Lorsque ce mode d'utilisation est adopté, il convient de noter qfle la protection gazeuse de l'arc doit être sensiblement fixe. Dans le technique classique du soudage à l'arc, l'écran gazeux est forme par un courant annulaire qui entoure le fil-électrode à sa sortie du pistolet de soudage. Dans le cas où l'environnement gazeux assume la fonction de mélange gazeux de protection, il peut ne contenir qu'un seul gaz inerte, par exemple de l'argon ou de l'hélium. En variante, il peut comporter à la fois de l'argon et de l'hélium. A moins de mettre en oeuvre un pistolet de soudage comportant son propre dispositif d'élimination de fumées, une quantité relativement grande de fumées se dégage presque inévitablement du fil-électrode. Il est souhaitable d'évacuer ces fumées de la chambre afin qutel- les n'obscurcissent pas la visibilité du soudeur. La demande de brevet français NC 76 54 675, déposée le 17 novembre 1976 par la même Demanderesse, décrit un extracteur de fumées pouvant être mis en oeuvre à cet effet. Cependant, un tel dispositif provoque la perte du gaz inerte qui est relativement couteaux. Cet inconvénient peut être éliminé avec le dispositif d'extraction de fumées décrit dans la demande de brevet britannique NO 28 421/76. Ce dispositif comprend un filtre qui élimine les particules de fumée, et un ventilateur qui extrait de la chambre le gaz chargé de fumées et qui renvoie dans cette chambre le gaz débarrassé des fumées. Le mélange gazeux de protection peut être dirigé vers l'arc avec le fil-électrode sous la forme d'un courant annulaire entourant ce fil à sa sortie du pistolet de soudage. Cette pratique est avantageuse dans le cas où la soudure doit etre réalisée sous l'eau, à l'intérieur d'une chambre suffisamment grande pour loger un soudeur, car elle évite d'avoir à emmener en mer une grande quantité de gaz inerte relativement coûteux pour former l'environnement gazeux à l'intérieur de la chambre. Par contre, une pompe peuetre mise en oeuvre pour prélever l'air de l'atmosphère et le faire descendre dans l'eau vers la chambre.Bien qu'une certaine quantité de gaz inerte soit nécessaire pour consti tuer le mélange gazeux de protection, elle est en général relativement faible par rapport au volume d'air nécessaire pour constituer l'environnement gazeux de la chambre. Il est cependant possible d'utiliser un gaz inerte tel que l'argon ou lthélium, ou un mélange de ces deux gaz, comme environnement gazeux. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre lorsqu'vil est souhaité de souder dans l'eau. Une chambre peut loger des dispositifs de commande réglant l'alimentation en gaz et régulant l'arrivée d'énergie électrique à un appareil à commande électrique, par exemple un appareil d'éclairage placé dans cette chambre. Des ouvriers peuvent travailler dans cette dernier sans leur scaphandre autonome. En général, une telle chambre comporte un fond ou une paroi latérale amovible (en totalité ou en partie) afin de permettre l'accès à l'intérieur de cette chambre, et afin également de permettre le refoulement de l'eau.La paroi d'une telle chambre est généralement réalisée en acier relativement épais, pouvant supporter les pressions supérieures à celle de l'atmosphère fréquemment rencontrées dans une telle utilisation. Ces chambres présentent l'inconvénient d'exiger un équipement complexe de support placé à la surface de l'eau. Il est avantageux de mettre en oeuvre une forme de chambre dans laquelle le soudeur conserve son scaphandre autonome et son alimentation en oxygène. Une telle chambre est conçue pour être disposée autour des pièces à souder et son fond est avantageuserent ouvert. Un gaz (en général de l'air ou de l'argon) est ensuite introduit dans la chambre pour en refouler l'eau et pour y constituer un environnement intérieur gazeux. La chambre peut tertre suffisamment grande pour permettre à un scaphandriersoudeur d'y travailler en introduisant sa tête et ses épaules (ou à peu près la totalité de son corps) dans l'atmosphère gazeuse. En variante, la chambre peut être juste assez grande pour permettre à un scaphandrier-soudeur d'introduire le pistolet de soudage dans l'atmosphère gazeuse. Dans le cas où la chambre n'est pas suffisamment grande pour qu'un plongeur-soudeur puisse travailler alors que sa tête pénètre dans l'atmosphère gazeuse, elle peut comporter une ou plusieurs parois transparentes à tra vers laquelle ou lesquelles le soudeur peut voir'ce qutil fait. En variante (bien que peu avantageuse), il est possible d'utiliser une chambre portative constituée d'lm petit cylindre dans lequel aboutit une torche de soudage. Ce cylindre est fermé à une extrémité, avantageusement par une plaque transparente, et ouvert à son autre extrémité. Un joint profilé et souple, destiné à être appliqué contre les pièces à souder, est avantageusement fixé à cette extrémité ouverte. La torche de soudage pénètre de préférence dans le cylindre en passant dans un chapeau souple situé sur un côté. lorsque les gaz pénètrent dans le cylindre, 11 eau en est refoulée par l'extrémité ouverte de .z.a- nière qu'une atmosphère gazeuse se forme dans ledit cylindre. Ur plongeur-soudeur peut manipuler la torche de soudage avec une main tout en maintenant le cylindre appliqué contre les pièces avec son autre main, et il peut observer la soudure déposée à travers la plaque transparente. La demande de brevet britannique NO 4207/76 décrit une autre forme avantageuse de chambre. Le procédé selon l'invention convient également au soudage dans une chambre à haute pression sur sol sec ou à la surface de l'eau. Le noyau ou l'âme de l'électrode contient avantageusement des substances pouvant former un laitier visqueux. En général, l'électrode peut contenir du fluorure de calcium et un composé de strontium et de baryum. Ces composés, ainsi que l'oxyde de magnésium et I'oxyde d'aluminium se formant dans les conditions de l'arc dans le cas où I'électrode contient du magnésium et de l'aluminium comme désoxydants forts, peuvent provoquer la formation d'un laitier visqueux. Ce dernier permet de souder "hors position" (par exemple dans l'orientation horizontale, verticale ou en surplomb) avec un apport de chaleur sensiblement supérieur à celui obtenu dans un procédé de soudage en atmosphère inerte avec fil-électrode plein. Il est également avantageux que l'âme de l'électrode contienne un composé, par exemple du fluorure ou un oxyde de lithium, qui, dans les conditions de l'arc, libère une vapeur métallique. On pense que cette dernière tend à protéger l'arc et à limiter la diffusion, dans le métal d'apport en cours de dépôt, du gaz provenant de l'atmosphère protectrice. On pense que des électrodes du type "Innershield 203 M" et "Innershield 203 Ni" comportent, dans leur âme, du magnésium, de l'aluminium, du fluorure de baryum et un composé de lithium. L'âme de l'électrode peut également contenir, si cela est souhaité, des oxydes métalliques tels qu'un oxyde de fer. Ces oxydes ont des réactions exothermiques avec des désoxydants forts tels que l'aluminium et le magnésium, ce qui provoque un apport supplémentaire de chaleur au bain de fusion. Il en résulte des caractéristiques de fusion supérieures à celles présentées par les procédés classiques de soudage dans lesquels un filélectrode plein ou à âme constituée de flux est utilisé avec un apport extérieur de gaz de protection. De plus, l'âme de l'électrode peut contenir également une poudre métallique d'alliage, par exemple de nickel. Dans le cas où le fil-électrode est composé de manière à être utilisé à la pression atmosphérique sans gaz protecteur, la proportion de désoxydants forts doit être choisie de manière à éviter deux causes d'affaiblissement du métal d'apport déposé par le fil. Une première cause d'affaiblissement est un manque de désoxydant fort. lorsque le niveau de désoxydant est insuffisant, oxygène et l'azote pénètrent dans la soudure et se combinent chimiquement avec le métal d'apport. L'autre cause d'affaiblissement est un excès de désoxydant fort. lorsque le niveau de désoxydant est excessif, ce désoxydant n'est pas utilisé totalement en réagissant avec l'oxygène et l'azote pour former du laitier. Il pénètre en partie dans le métal d'apport.Il est apparu que la présence de désoxydant fort en excès ou d'oxygène en excès dans le métal d'apport peut être nuisible. Les techniciens chargés d'établir la formulation des électrodes "autoprotégées" devant être utilisées à la pression atmosphérique essaient donc de déterminer une proportion de désoxydant fort telle que lors du soudage, la totalité de ce désoxydant soit utilisée sans que des quantités excessives d'oxygène ou d'azote pénètrent dans le métal d'an;ort. On pense que dans le cas où un fil-électrode, formulé pour être utilisé dans l'air à la pression atmosphérique sans gaz protecteur, est utilisé dans l'air à une pression supérieur à celle de l'atmosphère, la résistance du métal d'apport déposé diminue. Ce défaut augmente avec la pression. Il peut être dû à un certain nombre de raisons parmi lesquelles le fait que, lorsque la pression augmente, le nombre de molécules d'oxygène et d'azote tendant à diffuser dans l'arc augmente également et peut provoquer l'introduction de quantités excessives de gaz contami- nants dans le métal d'apport, ce qui le rend fragile.Cependant, il est probable que cette explication ne constitue pas la seule raison de la diminution des caractéristiques métallurgiques à une pression supérieure à celle de l'atmosphère. Par exemple, si 11 électrode produit son propre écran protecteur constitué de vapeur de métal, cet écran peut tendre à se rompre lorsque la pression augmente. De plus, ltaccrcissemert de pression tend également à affecter la stabilité de l'arc, ce qui entraîne également un affaiblissement de la soudure. Il est apparu que les effets nuisibles d'une pression supérieure à celle de l'atmosphère sur les caractéristiques mécaniques de la soudure peuvent être réduits par l'utilisation d'un fil-électrode avec un mélange gazeux de protection contenant une proportion choisie d'oxygène, cette proportion étant déterminée de manière à être complémentaire de la composition du filélectrode à la pression prévue. la proportion avantageuse d'oxygène ne semble pas être en rapport strict avec la pression partielle de l'oxygène dans l'air à la pression atmosphérique. On peut penser que pour donner au métal d'apport des caractéristiques mécaniques convenables, le pourcentage en volume d'oxygène dans le gaz de protection, multiplié par la pression régnant dans la chambre, doit être à peu près égal à la pression partielle de l'oxygène dans l'air, à la pression atmosphérique. Ainsi, le nombre de molécules d'oxygène pénétrant dans l'arc par unité de temps peut être maintenu à la même valeur qu'à la pression ambiante. En général, à des pressions pouvant atteindre 5 bars et plus, il est avantageux que le pourcentage d'oxygène en volume ne dépasse pas cette valeur. Cependant, il est apparu que la proportion en oxygène du gaz protecteur peut varier sur une très grande plage. Par exemple,à une pression absolue de 3 bars, le mélange gazeux peut contenir généralement de 2 à 7 % d'oxygène en volume, et à une pression absolue de 5 bars, il peut contenir de 1 à 4,2 ffi d'oxygène, en volume. Il est également apparu qu a une pression absolue d'environ 9 bars, un mélange gazeux contenant, en volume, 98 % de gaz inerte et 2 % d'oxygène, par exemple, peut être utilisé. A une pression absolue d'environ 15 bars, il est possible d'utiliser un mélange gazeux contenant, en volume, 99 fo de gaz inerte et 1 % d'oxygène. En fat, il est apparu avantageux d'utiliser un courant annulaire d'un mélange gazeux de protection comprenant, en volume, 98 % argon et 2 % d'oxygène, sous des pressions absolues de l'ordre de 3 à environ 9 bars. Ce mélange est disponible dans le commerce et il est donc inutile de mélanger les gaz sur place. De même, un mélange comprenant en volume 99 ffi d'argon et 1 % d'oxygène est disponible dans le commerce et peut être utilisé sous une pression d'environ 15 bars; Il peut sembler surprenant que le même mélange gazeux puisse former un courant protecteur mobile sur une grande plage de pressions. On pense que ceci est possible du fait que l'élec- trode de soudage tend, aux pressions élevées, à émettre des volumes croissants d'hydrogène. Il en résulte une demande croissante en oxygène, aux pressions élevées, pour oxyder l'hydrogène, cette demande s'opposant à la tendance à une diminution de la proportion d'oxygène nécessaire dans le mélange gazeux pour réagir avec les désoxydants forts.Un autre critère important est que la conception de la buse de la torche soudage influe sur le débit d'entraînement du gaz de l'atmosphère de la chambre dans le mélange gazeux de protection. Si l'atmosphère de la chambre est de l'air, cet entraînement augmente la teneur en oxygène du mélange gazeux de protection, alors que dans le cas où l'atmosphère de la chambre est de l'argon, cet entrainement tend à diluer davantage l'oxygène présent dans le mélange gazeux. Il est apparu préférable d'utiliser une buse qui maintient cet entraînement au minimum. La firme Tweco Company produit une telle buse sous la référence 1,N0 24A-62ES", comportant un ajutage conique normalisé de 16 mm.Aux pressions supérieures à environ 9 bars, la buse peut être disposée de manière que l'extrémité de contact se trouve dans le même plan que le carter. Aux pressions supérieures à environ 9 bars, l'extrémité de contact est avantageusement placée légèrement en retrait par rapport au carter. Par conséquent, en choisissant convenablement l'atmosphère de la chambre et la tor che de soudage, il est possible d'utiliser un mélange gaze w de protection, disponible dans le commerce, pour une grande plage de pressions. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de souder en atmosphère totalement saturée en vapeur d'eau, sous des pressions pouvant atteindre au moins 13,5 bars (ce qui équivaut à une profondeur d'immersion dans l'eau d'environ 12C m). Le soudage dans les mêmes conditions et à de plus grandes profondeurs d'immersion dans l'eau est également possible. les désoxydants forts ayant une réaction exothermique avec les gaz contenant de l'oxygènç, il semble possible, bien que non avantageux, d'utiliser un gaz contenant de l'oxygène à la place d'une partie ou de la totalité de l'oxygène présent dans le mélange gazeux de protection. Il a été affirmé que dans des mélanges gazeux de protection à la température ambiante, un volume d'oxygène équivaut approximativement à deux volumes d'anhydride carbonique.On peut donc prévoir raisonnablement que si le pourcentage, en volume, d'oxygène (lorsqu'il est présent) du mélange gazeux de protection, multiplié par la pression régnant dans la chambre et ajouté au pourcentage en volume d'anhydride carbonique multiplié par la moitié de la pression régnant dans la chambre, est inférieur à la pression partielle de oxygène dans l'air (à la pression atmosphérique), une soudure convenable peut être produite pourvu que la proportion d'anhydride carbonique et/ou d'oxygène soit supérieure à un certain seuil. Ainsi, à une pression absolue de 3 bars ou de 5 bars, 4 % en volume d'anhydride carbonique peuvent être ajouté au lieu e 2 % d'oxygène, en volume. La proportion optimale à respecter pour toute pression peut évidemment être déterminée par simple expérience. Si cela est souhaité, l'azote peut être ajouté au mélange gazeux de protection pour tenter de simuler plus étroitement les conditions rencontrées lorsqu'un fil-électrode est utilisé dans l'air, à la pression atmosphérique. Cependant, il est apparu inutile d'effectuer cette opération. De plus, lorsque de l'azote est-ajouté au mélange gazeux de protection, il faut prendre soin d'éviter son introduction dans le métal d'apport. Par conséquent, en cas d'apport d'azote, ce dernier doit être présent en quant- relativement faibles, et son pourcentage, en volume, dans le gaz de protection, multiplié par la pression régnant dans la chambre de soudage, ne doit pas dépasser la pression partielle d'azote dans l'air. La description précédente et portant sur la quantité d'oxygène ou de gaz contenant de l'oxygène devant être introduite dans le mélange gazeux de protection, est basée sur la supposition que le mélange gazeux de protection est utilisé avec un filélectrode de type commercialisé. Il est évidemment possible de composer une électrode conçue spécialement pour le procédé selon l'invention, bien que ceci soit peu avantageux du point de vue coût, car la commercialisation d'une telle électrode serait limitée. Néanmoins, il peut être avantageux, pour obtenir une bonne soudure sous l'eau, d'ajouter au fil-électrode des quantités inhabituellement grandes d'oxyde de fer et de désoxydant fort, par exemple d'aluminium. L'oxyde de fer et I'aluminium réagissent avec un dégagement important de chaleur pour former du fer et de l'aliunine. La chaleur dégagée par cette réaction favorise la fusion du métal d'apport et des pièces, et elle s'oppose à la tendance des pièces épaisses à se comporter comme des dissipateurs de chaleur et à augmenter ainsi la difficulté pour obtenir une fusion convenable. Le procédé selon l'invention est donc supérieur, à cet égard, aux procédés classiques de soudage sous atmosphère Inerte, avec fil-électrode plein. Il peut également être avantageux d'ajouter au fil-électrode davantage de substance de stabilisation de l'arc que dans les électrodes classiques, de manière à combattre la tendance de l'arc b devenir instable aux pressions élevées.Des sels de métaux alcalins et des terres rares conviennent généralement comme stabilisants. Dans le cas où le mélange gazeux, aux pressions supe- rieures à celle de l atmosphère, ne comporte pas d'oxygène ni de gaz contenant de l'oxygène, la soudure ne mouille pas les pièces à souder comme elle le fait lorsque l'oxygène est présent dans le mélange gazeux. L'excellent mouillage obtenu par l'apport d'oxygène dans le mélange gazeux est particulièrement important lors du soudage sous l'eau, car il réduit les dIfficultés rencontrées pour enlever le laitier des bords de la soudure entre les passes de sondage. Le procédé selon l'invention s'applique notamment aux pipelines et autres installations en mer demandant des travaux de soudage, L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma, avec coupe partielle, d'une forme de réalisation d'un appareil convenant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure représente- une source 2 d'alimentation en courant continu, placée au-dessus de l'eau et montée dans un circuit électrique comportant 11 extrémité de contact d'une torche 24 de soudage à laquelle cette source-est connectée par un conducteur 14 qui descend dans Ileau en passant dans un tube 16. Le circuit de soudage comprend également un conducteur 17 monté entre la source 2 d'alimentation et une pièce 32 à souder. Un dispositif submersible classique 6 d'alimentation en fil-électrode, représenté schématiquement sur la figure, comporte un moteur 4 de commande, un élément 8 de traction et une bobine 1C de filélectrode. Ces éléments, ainsi que le moteur, sont logés dans un carter étanche 12.Le moteur 4 est connecté à la source 2 d'alimentation par un conducteur 15 qui porte, à sa sortie du tube 16, un circuit convenable 13-de commande. Pour plus de clarté, les connexions électriques entre le conducteur 15 et le moteur 4 ne sont pas représentées. Cependant, des câblages convenables sont connus. En variante, le moteur 4 de commande peut avoir sa propre source d'alimentation en énergie. Le tube 16 renferme également un conduit souple 18 à gaz relié par une première extrémité à un mélangeur 20 placé au-dessus de l'eau, un conduit souple 70 à gaz relié à une source 72 de gaz comprimé (par exemple d'argon), située au-dessus de l'eau, et un conduit souple 74 relié à une source 76 de gaz comprimé (par exemple d'argon), située également aw-dessus de l'eau.Le tube 16 protège les conducteurs et les conduits qu'il entoure lorsqu'ils descendent vers le dispositif immergé d'alimentation en fil-électrode. Le conduit 74 aboutit dans le carter 12 et établit dans ce dernier une pression de gaz juste supérieure à la pression hydrostatique environnante, l'éva- cuation du gaz s'effectuant par une soupape convenable (non représentée) réglée de manière à empêcher toute élévation excessive de la pression établie dans le carter 12. Un prolongement 25 du tube 16, sortant du dispositif 6, protège le fil-électrode provenant de la bobine 10, un prolongement du conducteur 14 et un conduit 18 de gaz-de protection qui aboutissent à la torche 24 de soudage qu'un plongeur-soudeur peut introduire dans une chambre 40 de soudage. Le conduit 18 se termine peu avant la torche 24. La buse de cette dernière est alimentée en gaz, et la torche est réalisée de manière que le gaz de protection sortant de la buse forme un courant annulaire entourant le fil-électrode fusible. La chambre 40 de soudage comporte une paroi transparente 42. Un joint souple 30 est fixé à la paroi supérieure 44 de cette chambre, alors que le fond de cette dernière est ouvert. Le conduit souple 70 est prolongé au-delà du carter 12 et pénètre dans la chambre 40 par la paroi supérieure 44 de cel ] e-ci, de manière à y introduire le gaz qu'il conduit. Le mélangeur 20 de gaz comporte deux conduits 84 et 86 reliés par une première extrémité au conduit 18 de gaz de protection et par leur autre extrémité à une source 22 d'oxygène gazeux et à une source 23 d'argon gazeux, respectivement. Ces sources 22 et 23 sont des bouteilles classiques contenant du gaz comprimé. les régulateurs 50 et 52 de pression sont associés aux sources 22 et 23 de grir. Les corduits 84 et 86 @omportent, en aval de régu- lateurs 50 et 52, de robinets 54 et 56 auxquels sont associés des débitmètres 58 et 60. En observant le débit de gaz Indique' par les débitmètres 58 et 60, il est possible d'effectuer un réglage préalable-des robinets 54 et 56 pour obtenir tout mélange souhaité d'oxygène et d'argon. En variante, une bouteille contenant un mélange d'argon et d'oxygène en proportions choisies peut être utilisée à la place du mélangeur de gaz. En cours de fcnctionnement, la chambre 40 est maintenue contre la pièce 32 de par sa forme, par exemple annuaire, cu à l'aide de dispositifs de fixation tels que des brides, ez la pièce est reliée directement à la source 2 d'alimentation d1éner- gie électrique. Le dispositif 6 d'alimentation en fil-électrode est immergé aussi près que possible de la zone dans laquelle le métal d'apport doit être déposé. La source 2 d'alimentation, ainsi que les sources de gaz, le mélangeur 20 et le circuit 13 de commande des paramètres de soudage, sont placés au-dessus de la surface de l'eau.La source 2 et le dispositif 6 d'alimentation en fil-électrode -sont mis en marche, et les sources 22 et 23 et les sources 72 et 76 d'argon commencent à débiter lorsque le plongeur-soudeur est prêt à travaIller. L'argon introduit dans la chambre 40 en refoule l'eau de mer par le fond. Le plongeursoudeur introduit sa torche 24 dans la zone "sèche" ou l'environ nement gazeux ainsi constitué. Le mélange de gaz provenant du mélangeur 20 constitue pour le fil-électrode (avantageusement du type "Innershield") un gaz protecteur contenant une proportion réglable d'oxygène. Un arc est amorcé entre l'extrémité du fil-électrode fusible et la pièce, et le métal en fusion est transporté de l'électrode sur la pièce sous forme de nodules. La chambre 40 comporte avantageusement un conduit 46 qui traverse la paroi 44 et qui dépasse au-dessus de cette dernière. A l'extérieur de la chambre 40, le conduit 46 comporte un robinet 48 pouvant être commandé manuellement et réglé pour permettre au gaz de s'écouler à débit constant de la chambre 40. Le gaz peut être introduit dans la chambre 40 à un débit correspondant durant l'opération de soudage. Il en résulte un écoulement continu de gaz dans la chambre, de manière que les fumées dégagées lors du soudage soent évacuées. Il est souhaitable que l'environnement gazeux créé dans la chambre ait une teneur en oxygène inférieure à celle faisant apparaître un risque d'incendie ou d'explosion à la pression établie. En général, la concentration maximale, en volume, d'oxygène pouvant être tolérée dans l'environnement gazeux est de 14 Mc, mais aux pressions relativement élevées, cette concentration doit être réduite.En utilisant un mélange gazeux de protection contenant, en volume, 98 % dtargon et 2 % d'oxygène à toutes les profondeurs jusqu'à 75 mètres, et un mélange de gaz de protection contenant, en volume, 99 % d'argon et 1 % d'oxygène à une profondeur de 135 mètres, pour protéger le fil-électrode lors du sondage dans une chambre à atmosphère d'argon, il est possible d'obtenir les résultats indiqués dans les tableaux I et Il suivants avec un fil-électrode à âme de flux, du type 1,Lincoln Innershield 203M" Les essais ont été effectués selon les normes "BS 639", sauf que le métal d'apport n1 avait subi aucun traitement thermique pour éliminer l'hydrogène, un tel traitement étant possible, mais normalement difficile à effectuer sous l'eau. TABLEAU I Profondeur Limite élas- Résistance à la Allongement, Réduction Dureté Vickers (pyrade l'eau, tique, rupture % de sur- mide) du métal d'apport mètres N/mm N/mm face % (charge : 10 kg) 0 520 586 29 72 209 - 163/286 20,1 506 600 27 66 191 - 227/209 36,6 506 595 25 45 196 - 233/214 76,3 574 647 21,4 58,3 215 - 254/234 137 540 610 22 61 221 - 258/239 TABLEAU II Profondeur Résistance aux chocs (méthode Charpy) de l'eau, 60 C 30 C 0 C -30 C 60 C mètres J J J J J 0 180 165 130 90 50 20,1 210 205 165 132 71 36,6 219 202 175 116 68 76,3 190 151 101 75 41 137 195 180 145 100 60 RET/ENDICATIONS Procédé de soudage à l'arc sous l'eau ou sous pression supérieure à celle de l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il consiste à créer un environnement gazeux dans une chambre entourant la pièce ou la structure à souder, à déposer du métal d'apport provenant d'un fil-électrode fusible dont 1'Ame est constituée de flux et contenant au moins un désoxydant fort, à savoir un métal dont la réaction avec l'oxygène est beaucoup plus exothermique que celle entre le fer et l'oxygène, le procédé consls- tant également à protéger un arc amorcé entre le fil-électrode et la pièce ou structure à souder avec un mélange gazeux comprenant au moins un gaz inerte, à savoir un gaz qui ne réagit pas chimiquement avec les constituants du fil-électrode et qui n'affecte pas les caractéristiques métallurgiques du métal d'apport, le mélange comprenant également de l'oxygène ou un gaz contenant de l'oxygène ou les deux qui, sous l'action de l'arc, se décompose pour libre ier de l'oxygène ou réagit avec le ou les désoxydants forts. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'environnement gazeux réalisé à l'intérieur de la chambre assume la fonction de mélange gazeux de protection. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange gazeux de protection est dirigé vers l'arc et vers le fil-électrode sous la forme d'un courant annulaire entourant ce fil à sa sortie du pistolet de soudage. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le mélange gazeux de protection comprend de l'argon ou de l'hélium ou les deux. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'environnement gazeux réalisé à l'intérieur de la chambre comprend de l'argon ou da l'hélium ou un mélange des deux. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'environnement gazeux réalisé à l'intérieur de la chambre comprend de l'air. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux de protection comprend de l'oxygène, mais aucun gaz contenant de oxygène, le pourcentage, en volume, dfe l'oxygène présent dans le mélange gazeux de protection, multiplié par la pression régnant dans la chambre, ne dépassant pas la pression partielle de l'oxygène dans 11 air, à la pression atmosphérique. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pression régnant dans la chambre peut atteindre 3 bars et en ce que le mélange gazeux de protection contient de 2 à 7 % oxygène, en volume. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pression régnant dans la chambre est de 3 bars ou moins et en ce que le mélange gazeux de protection contient de 1 à 4,2 % d'oxygène en volume. 10. Procédé selon 11 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fumées émises par le filélectrode sont extraites de l'environnement gazeux.