Brevet FR2548569A1 — publié le 19850111

Procédé pour revêtir une surface métallique Dar un métal d'apport par arc électrique et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. D'une manière courante, on fait appel a l'arc électrique pour revenir la surface d'une pièce métallique par un métal ou alliage destiné a améliorer certaines qualités de la pièce. Dans les procédés connus, on fait jaillir un arc électrique entre une électrode et la pièce métallique et le métal d'apport '#s amené sous forme d'un fil dont l'extrémité est inter- posée entre l'électrode et la pièce à revêtir et, ainsi, plongée dans l'arc électrique. L'invention a pour objet un procédé caractérisé en ce ##'on fait appel à un premier arc électrique pour faire fondre la srfc de la pièce métallique suivant une plage destinée à recevoir lé métal du revetement et à un second arc électrique poul faire fondre le métal d'apport au-dessus de la plaqe #e lù pièce encore en fusion. Alors qu'il était estimé indispensable jusqu'ici d'effectuer )e dépôt au métal d'apport sur une plage dc la pièce simultanément à la fusion de celle-ci, il a été constaté que l'état dc fusion subsiste un temps suffisant pour que le décalage spatial entre les arcs électriques n'entrave pas la Lion entre le métal d'apport et le métal de la Dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. on a la possibilité de contrôler l'une et ''autre des opérations en fonction des conditions spécifiques à chacune d elles de sorte qu'on peut aboutir à la réduction de la quantite de métal de la pièce mis en fusion, et cela malgré le décalage dans le temps entre ladite fusion et le revêtement par le métal d'apport. Les alimentations électriques des arcs peuvent etre diffe- rentes l'une de l'autre en intensité. On peut utiliser pour la fusion du métal de la pièce un arc jaillissant de manière continue et adopter, pour la fusion du métal d'apport, un arc pulsé. Le procédé s'applique avec des avantages particuliers pour l'obtention d'outils destinés au travail à chaud : extrusion, forage, etc. Il peut être précédé et/ou suivi d'un traitement therNique de la pièce à revêtir ou de la pièce revêtue. On a déjà proposé d'utiliser un appareil comprenant plusieurs électrodes dont chacune est destinée à la formation d'un arc électrique, et cela en vue d'effectuer un chauffage progressif d'une pièce métallique à conformer, par exemple suivant un tube. Mais les arcs ont des rôles analogues entre eux, à savoir le chauffage de la pièce, et ils sont en principe alimentés à partir d'une meme source électrique La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés,dans lesquels - la figure 1 est une vue perspective schématique d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 mais pour partie seulement, et dans une phase ultérieure du procédé Au-dessus de la pièce métallique 11. (figure 1), dont la surface 12 doit être revêtue d'un métal ou alliage métallique, est présente une tête 13 dont l'extrémité est constituée par une buse 14 destinée à l'amenée d'un gaz neutre de protection. La te te 13 et la buse 14 se déplacent par rapport à la pièce Il dans le sens marqué par rå flèche F. A partir de la buse 14 font saillie une première électrode 15 et une seconde électrode 16. La distance entre la seconde électrode et la pièce peut être différente de la distance entre la première électrode et la pièce.La première électrode est reliée à une première alimentation électrique 17 et la seconde électrode est reliée à une seconde alimentation électrique 18 par des conducteurs, respectivement 19 et 20. Entre l'électrode 16 et la pièce ll est présente l'extrémité 21 d'un fil ou ruban 22 en métal ou alliage d'apport se déroulant à partir d'une bobine 23 et progressant dans le sens de la flèche f pour que l'extrémité 21 reste constamment en regard de la pointe 24 de l'électrode 16. Entre l'électrode 15 et la pièce ll est présente une différence de potentiel électrique d'une valeur suffisante pour que jaillisse un arc 30 entre la pointe 35 de l'électrode 15 et la plage en regard 26 de la pièce 11. Par ce premier arc électrique 30 est provoquée la fusion du métal de la plage 26 (figure 1) de la pièce ll à l'aplomb de la pointe 35 de la première électrode. Lorsque, par le déplacement de ls tête 13, la pointe 24 de la seconde électrode 16 vient à l'aplomb de ladite plage 26 (figure 2), l'arc électrique 27, jaillissant entre ladite pointe et la pièce 11, fait fondre l'extrémité en regard 21 du fil 22 et le métal d'apport, alors en fusion, tombe sous forme de gouttelettes sur la plage 26 de la pièce en métal encore à l'état liquide. Alors que l'arc 30 est en principe présent d'une manière continue, l'arc 27 peut etre interrompu à intervalles périodiques (arc pulsé). L'alimentation de la première électrode 15 est conduite de manière qu'à l'aplomb de la seconde électrode 16 se trouve l'épaisseur minimale, habituellement de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre, de métal fondu de la pièce, strictement nécessaire pour que celui-ci soit revetu dans les meilleures conditions du métal d'apport résultant du second arc et qui lui parvient sous forme de gouttelettes. L'expérience a démontré que, pour ce faire, l'épaisseur de la couche fondue à l'aplomb de l'électrode 15 est moindre que dans la mise en oeuvre du procédé classique à électrode unique. On peut ainsi revetir des pièces métalliques de très faible épaisseur. En tous les cas, la quantité requise du métal d'apport est minimale. Dans une autre forme de réalisation, l'appareil est fixe et c'est la pièce qui est déplacée par rapport à l'appareil. En général la tension et/ou l'intensité électrique entre la première électrode et la pièce sont inférieurs à ce qui est utilisé jusqu'ici dans le procédé classique à électrode unique. L'alimentation électrique de la seconde électrode est choisie en fonction de la nature du métal d'apport et/ou du diamètre du fil ou de l'épaisseur du ruban. Son ajustement n'a aucune influence sur les conditions de mise en fusion de la plage de la pièce métallique à revetir. Dans de nombreuses réalisations, les distances des extrémités d'électrodes par rapport à la pièce sont réglables indépendamment. Dans d'autres réalisations, ces distances sont réglables en commun. Le revetement d'une pièce se fait par une multiplicité de passages successifs, chaque passage correspondant à la formation d'un cordon mince et étroit, ou filet. Avec un arc pulsé, les discontinuités résultantes dans le revetement peuvent avoir, dans certains cas, un effet favorable sur l'efficacité de la pièce revetue. On a constaté que les pièces dont le revetement en métal d'apport était ainsi obtenu avaient une efficacité plus grande et une durée d'utilisation plus longue que des pièces en le même métal avec un revetement dans le même métal d'apport mais obtenu par le procédé classique faisant appel à une seule électrode. Il est probable que ce résultat inattendu procuré par l'invention est du au fait que le procédé évite la dilution du métal d'apport dans le métal de la pièce et conserve à l'un et l'autre des métaux les qualités qui leur sont propres sans les altérer ni l'un, ni l'autre. Le revêtement en métal d'apport est extremement mince, habituellement compris entre 1,2 et 1,3 mm. La couche du métal de la pièce utilisée pour la liaison du métal d'apport au corps de la pièce est également très mince. On a constaté également que, dans de nombreux cas, il n'était pas nécessaire d'usiner postérieurement les pièces ainsi revêtues. Dans d'autres cas, la pièce revetue du métal d'apport est usinée. Les électrodes sont avantageusement en tungstène. Revendications 1. Procédé pour le revêtement, par fusion, d'une pièce métallique par une couche d'un métal d'apport, caractérisé en ce qu'on réalise d'abord la fusion superficielle d'une plage de la pièce, puis sur ladite plage est apporté#du métal d'apport en fusion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une et l'autre des fusions se font par arc électrique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arc pour réaliser la fusion du métal d'apport est un arc pulsé. 4. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3 pour le revêtement d'une pièce métallique par un métal d'apport, caractérise~en ce qu'il comprend une première électrode (15) placée en regard de la pièce (11) jouant le rôle d'électrode de polarité opposée, l'arc formé (26) de ladite pièce, et en ce qu'il comprend une seconde électrode (16) placée à côté de la première (15) et propre à faire fondre par un arc électrique (27) un fil ou analogue (22) de métal d'apport interposé entre la seconde électrode (16) et la pièce 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour la seconde électrode (16) c'est également la pièce (H) qui joue le rôle d'électrode de polarité opposée. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux électrodes sont à des distances différentes de la pièce. 7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première électrode (15) et la seconde électrode (16) ont des alimentations électriques différentes (17,18). 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'alimentation de la seconde électrode (16) est propre à fournir un arc pulsé. 9. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première et la seconde électrodes(1,16) sont portées par une tête (13) comprenant une buse (14) dans laquelle circule un gaz de protection et entourant les électrodes (15,16). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tete (13) se déplace par rapport à la pièce (11). 11. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la te te est fixe et la pièce est mobile.