FR2986451A1 - Procede de soudage mig ou mag avec balayage plongeant de la torche - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de soudage MIG ou MAG de au moins deux pièces métalliques agencées l'une contre l'autre de manière à former un angle intérieur (alpha) compris entre 30° et 140° et définissant entre elles une ligne d'assemblage (1), dans lequel on opère progressivement la fusion du métal constitutif des pièces métalliques à souder le long de la ligne d'assemblage (1) au moyen d'un arc électrique établi entre l'extrémité d'un fil métallique fusible (4) d'une tête de torche (2) de soudage et les pièces métalliques à souder. Selon l'invention, la tête de torche (2) de soudage se déplace en translation le long de son axe longitudinal (3) selon un mouvement d'oscillation autour d'une position centrale (7) prédéterminée de manière à opérer périodiquement un rapprochement et un éloignement de ladite tête de torche (2) par rapport à la ligne d'assemblage (1).

Description

L'invention porte sur un procédé de soudage MIG ou MAG de au moins deux pièces métalliques, notamment de pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium, permettant d'améliorer les profils de pénétration des cordons de soudure obtenus en configuration de soudage en angle. L'invention concerne également une installation de soudage MIG ou MAG robotisée apte à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Les procédés de soudage MIG, pour « Metal Inert Gas », ou MAG, pour « Metal Active Gas » reposent sur l'utilisation d'un arc électrique établi entre l'extrémité d'un fil métallique fusible et les pièces métalliques à souder. La chaleur de l'arc électrique permet de fondre le métal constitutif des pièces à souder progressivement le long de la ligne d'assemblage, ainsi que le métal constitutif du fil fusible, i. e le métal d'apport, ce qui génère un bain de soudure, c'est-à- dire un bain de métal liquide, formé du métal des pièces à souder et du métal du fil fusible fondu et transféré dans l'arc électrique. La ligne d'assemblage correspond à la ligne d'intersection des surfaces supérieures des pièces à souder. C'est le long de cette ligne qu'est réalisé le cordon, ou joint, de soudure par re- solidification progressive du bain de soudure et déplacement relatif du fil fusible et des pièces métalliques tout au long de la ligne d'assemblage formée entre les pièces accolées l'une à l'autre. Au cours de l'opération de soudage, un flux de gaz de protection est distribué sur le bain de soudure par une buse positionnée au-dessus des pièces à souder, de manière à protéger le métal fondu de l'air ambiant.

La différence entre les procédés de soudage MIG ou MAG réside dans la nature du gaz de protection utilisé, à savoir inerte dans le cas du procédé MIG et active, plus précisément oxydante, dans le cas du procédé MAG. Ainsi, dans le cas de pièces métalliques en aluminium ou en alliage d'aluminium, on utilise de préférence un procédé MIG dans lequel le gaz ou le mélange gazeux de protection distribué contient majoritairement au moins un composé inerte choisi parmi l'hélium et l'argon. Dans le cas de pièces métalliques en acier non ou faiblement allié, tels que l'acier au carbone ou acier doux, ou en acier allié, on utilise un procédé MAG dans lequel le gaz ou mélange gazeux de protection distribué contient de l'argon et au moins un composé à caractère chimique oxydant choisi parmi le dioxyde de carbone (CO2) et l'oxygène (02).

Un procédé de soudage MIG ou MAG est généralement opéré avec une torche de soudage MIG ou MAG comprenant un tête de torche supportant en son extrémité inférieure, d'est-à-dire l'extrémité de la tête de torche située en regard de la ligne d'assemblage, le fil métallique servant d'électrode fusible ainsi que la buse de distribution du gaz de protection du bain de soudure. La torche MIG ou MAG est alimenté en courant, c'est-à-dire reliée électriquement à un générateur de courant délivrant un courant lisse ou pulsé, d'une intensité de l'ordre de 50 à 500 A.

La tête de torche comprend également un système de dévidage automatique du fil métallique fusible, lequel fil est agencé au sein d'un tube contact qui est relié électriquement au générateur de courant et permet de transférer le courant électrique au fil. La torche est également reliée fluidiquement à au moins une source de gaz de protection dont la composition est déterminée en fonction du type de procédé MIG ou MAG.

L'ensemble de ces éléments, à savoir torche de soudage, générateur de courant, source de gaz, ainsi que les câbles d'alimentations électriques, les circuits d'alimentation en gaz et, dans le cas d'un procédé de soudage automatique, les éléments tels que bâti-supports et/ou poutre mobile ou robot sur lesquels est agencée la torche MIG ou MAG sont compris dans un ensemble appelé installation de soudage MIG ou MAG. En particulier, dans le cas d'une installation de soudage 15 MIG ou MAG robotisée, la torche est agencée sur un robot de soudage comprenant des moyens de déplacement de la torche selon au moins 3 axes, ainsi que des moyens de rotation de la torche. Le procédé de soudage MIG ou MAG est couramment utilisé dans l'industrie pour souder entre elles plusieurs pièces métalliques formées de matériaux tels que l'aluminium ou un alliage d'aluminium, les alliages ferreux, en particulier d'acier inoxydable ou d'acier au carbone. 20 En effet, le soudage MIG ou MAG est un procédé relativement flexible qui permet d'obtenir des cordons de soudure de bonne qualité, en termes d'aspect et de tenue mécanique de l'assemblage, et ce avec une bonne souplesse en termes de positionnement de la torche de soudage MIG ou MAG par rapport aux pièces métalliques à souder. Un des principaux critères de qualité d'un cordon de soudure est le profil de pénétration 25 du cordon de soudure, défini par le contour de la zone fondue puis re-solidifiée formée au niveau du joint de soudure. Pour garantir la solidité mécanique de l'assemblage réalisé par soudage MIG ou MAG, le profil de pénétration du cordon doit être suffisamment large et profond, de manière à s'étendre jusque dans l'épaisseur des pièces métallique soudées, c'est-à-dire au-delà de la surface supérieure desdites pièces. 30 Un autre critère de qualité d'un cordon de soudure est sa compacité. La qualité du cordon est d'autant meilleure que celui-ci est compact, c'est-à-dire que le nombre de porosités présentes dans le cordon de soudure est réduit. La formation de porosités au cours de l'opération de soudage résulte en général de l'introduction d'impuretés gazeuses, notamment de l'hydrogène, dans le bain de soudure et qui restent emprisonnées dans le cordon après re-solidification du bain de métal fondu.

Ce problème bien connu est particulièrement néfaste dans le cas du soudage de pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium, la solubilité de l'hydrogène dans ces matériaux étant très bonne. Pour remédier à ce problème, différentes techniques ont déjà été proposées pour opérer une agitation du bain de soudure et favoriser le dégazage des impuretés introduites dans le bain, par exemple par application de champs électromagnétiques ou mise en vibration des pièces.

Toutefois, ces techniques sont relativement complexes et ne résolvent pas un autre problème rencontré par ailleurs en soudage MIG ou MAG concernant spécifiquement les configurations d'assemblages en angle. En effet, différentes configurations de soudage peuvent être rencontrées en soudage MIG ou MAG. Ainsi, les pièces métalliques peuvent être soudées en étant positionnées en bord à bord ou bien en angle, c'est-à-dire inclinée l'une par rapport à l'autre de manière à ce que les surfaces supérieures des pièces à souder, c'est-à-dire les surfaces des pièces situés en regard de la torche de soudage MIG ou MAG, forment entre elles un angle. Un assemblage en angle peut comprendre des pièces à bords droits ou des pièces comprenant au moins un bord chanfreiné. Dans le premier cas, les surfaces supérieures des pièces à souder forment entre elles un angle intérieur de l'ordre de 90°. Dans le deuxième cas, les surfaces supérieures des pièces à souder formant alors entre elles un angle intérieur typiquement compris entre 30° et 140°. Ce type de configuration d'assemblage en angle est couramment rencontré dans le cas de fabrications mécano-soudées où le soudage des pièces est en général robotisé et les épaisseurs des pièces à souder sont typiquement d'au moins 6 mm, de préférence au moins 8 mm. Il s'ensuit que les exigences en matière de résistance mécanique des assemblages sont sévères. Par ailleurs, pour des questions d'allégement des structures, il est courant d'utiliser des pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium. Or, il s'avère que le procédé de soudage MIG ou MAG peut donner lieu à des cordons de soudure de qualité insuffisante sur certains assemblages.

C'est notamment le cas pour les assemblages de pièces formant entre elles un angle intérieur inférieur à 90°, en particulier inférieur à 70°, le plus souvent compris entre environ 45° et 70°.

En effet, ces angles conduisent à un manque d'accessibilité de la torche de soudage MIG ou MAG dans l'espace formé entre les surfaces supérieures des pièces à souder. Il s'ensuit des difficultés à opérer la fusion du métal constitutif des pièces à souder jusqu'à la ligne d'assemblage définie à la jointure des pièces juxtaposées, et le long de laquelle doit être réalisé le cordon de soudure. Il devient difficile de remplir l'espace formé entre les surfaces supérieures de métal d'apport, et ce jusqu'à la ligne d'assemblage. Le profil de pénétration du cordon de soudure obtenue est alors insuffisant pour garantir la solidité de l'assemblage. Pour visualiser ce type de défaut, une macrographie d'un cordon de soudure a été réalisée sur un assemblage de pièces formées d'un alliage d'aluminium, dont l'une comprenait un bord chanfreiné. Les pièces formaient entre elles un angle intérieur de l'ordre de 60°. La vue a été prise dans un plan perpendiculaire à la direction de soudage, les pièces étant agencées l'une contre l'autre avant soudage et définissant entre elles une ligne d'assemblage, c'est-à-dire une ligne d'intersection des surfaces supérieures des pièces à souder. Outre la présence de porosités, on a pu constaté que le profil de pénétration du cordon de soudure était insuffisant. Plus précisément, le métal constitutif des pièces à souder n'avait pas été fondu jusqu'à la ligne d'assemblage et le métal d'apport fondu n'avait pas rempli l'espace situé entre les surfaces supérieures des pièces jusqu'à la ligne d'assemblage. Or, ce type de cordon de soudure n'est pas acceptable d'un point de vue industriel du fait de la dégradation de la résistance mécanique de l'assemblage qu'il entraîne.

Au vu de cela, le problème à résoudre est dès lors de proposer un procédé de soudage MIG ou MAG robotisé de pièces métalliques permettant d'améliorer le profil de pénétration des cordons de soudure obtenus lorsque les pièces sont dans une configuration de soudage en angle et ce, en garantissant une bonne compacité des cordons de soudure, notamment lorsque les pièces métalliques sont formées d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium.

La solution de l'invention est alors un procédé de soudage MIG ou MAG de au moins deux pièces métalliques agencées l'une contre l'autre de manière à former un angle intérieur compris entre 30° et 140° et définissant entre elles une ligne d'assemblage, dans lequel on opère progressivement la fusion du métal constitutif des pièces métalliques à souder le long de la ligne d'assemblage au moyen d'un arc électrique établi entre l'extrémité d'un fil métallique fusible d'une tête de torche de soudage et les pièces métalliques à souder, caractérisé en ce que la tête de torche de soudage se déplace en translation le long de son axe longitudinal selon un mouvement d'oscillation autour d'une position centrale prédéterminée de manière à opérer périodiquement un rapprochement et un éloignement de ladite tête de torche par rapport à la ligne d'assemblage.

Par ailleurs, selon le mode de réalisation considéré, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les surfaces supérieures des pièces métalliques agencées l'une contre l'autre forment entre elles un angle compris entre 30° et 90°, de préférence compris entre 45 et 70°. - la fréquence d'oscillation de la tête de torche le long de son axe longitudinal est comprise entre 1 Hz et 50 Hz, de préférence inférieure à 30 Hz, de préférence encore comprise entre 10 et 20 Hz. - l'amplitude d'oscillation de la tête de torche le long de l'axe longitudinal est comprise entre 0.05 et 2 mm, de préférence comprise entre 0.1 et 1 mm. - la tête de torche comprend un tube contact dans lequel est agencé le fil fusible, l'extrémité du tube contact se situant à une distance comprise entre 10 et 30 mm de la ligne d'assemblage lorsque la tête de torche est dans sa position centrale le long de l'axe longitudinal. - on obtient un cordon de soudure par déplacement relatif de la torche par rapport aux pièces métalliques à souder le long de la ligne d'assemblage à une vitesse de soudage comprise entre 0.2 et 2 m/min. - l'intensité moyenne du courant d'arc électrique établi entre le fil fusible et les pièces métalliques à souder est comprise entre 50 et 500 A, le soudage desdites pièces étant opéré en courant lisse ou pulsé. - l'intensité du courant d'arc électrique est modulée à une fréquence comprise entre 25 Hz et 500 Hz, de préférence entre 30 et 50 Hz, avantageusement de l'ordre de 30 Hz. - le fil fusible (4) a un diamètre compris entre 0.8 et 1.6 mm. - les pièces métalliques sont en aluminium ou en alliage d'aluminium. - les pièces métalliques ont une épaisseur d'au moins 6 mm, de préférence au moins 8 mm. - le soudage des pièces métalliques est opéré sous une atmosphère gazeuse protectrice formée par un gaz ou un mélange de gaz contenant au moins un composé inerte choisi parmi l'argon et l'hélium, et optionnellement au moins un composé à caractère chimique oxydant choisi parmi CO2 et 02, le au moins un composé oxydant représentant de préférence 2% au plus du mélange de gaz (% en volume). L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante faite en référence aux Figures 1 et 2 qui schématisent la mise en oeuvre d'un procédé de soudage 5 MIG ou MAG selon l'invention. Les pièces soudées sont en alliage d'aluminium, par exemple du type 5083, en particulier A1Mg4.5Mn, et ont une épaisseur de l'ordre de 10 mm. La Figure 1 présente une vue schématique, prise dans un plan perpendiculaire à la direction de soudage 8, de deux pièces métalliques à souder dans une configuration de soudage 10 en angle. Dans le cas illustré, les pièces ont des bords droits et sont agencées perpendiculairement l'une contre l'autre dans une configuration en « T ». Les surfaces supérieures des pièces, c'est-à-dire les surfaces des pièces situés en regard de la torche de soudage MIG ou MAG, forment entre elles un angle intérieur a de l'ordre de 90°. Une tête de torche 2 de soudage MIG ou MAG est positionnée au-dessus de la ligne 15 d'assemblage 1. La tête 2 comprend un tube contact 5, généralement en cuivre ou en alliage de cuivre, dans lequel est agencé le fil métallique fusible 4. Le tube contact 5 permet de transférer le courant délivré par le générateur de courant auquel est relié la tête 2 vers le fil fusible 4. Le fil fusible 4 a un diamètre compris entre environ 0.8 et 1.6 mm. L'intensité du courant est comprise entre environ 50 et 500 A. La tête de torche 2 peut 20 être alimentée par un générateur électrique délivrant, selon l'application visée, un courant lisse ou en courant pulsé. La tête de torche 2 comprend en outre une buse reliée à une source de gaz de protection (non illustrées) dont l'orifice, généralement coaxial au fil fusible 4, délivre le flux gazeux de protection de l'arc électrique et du bain de soudure. Ce flux gazeux est formée par un gaz ou un 25 mélange de gaz contenant au moins un composé choisi parmi l'argon, l'hélium, et éventuellement CO2 et/ou 02. L'intersection des surfaces supérieures des pièces agencées l'une contre l'autre définit la ligne d'assemblage 1, le long de laquelle est réalisé le cordon de soudure par déplacement relatif de la tête de torche 2 et des pièces métalliques à souder. 30 Comme on le voit sur la Figure 2, la tête de torche 2 de soudage comprend un axe longitudinal, représenté par la droite 3, qui définit son orientation par rapport aux pièces à souder.

Cet axe longitudinal 3 est coaxial avec la tête de torche 2 et les différents éléments que la tête comprend, tels que buse, tube contact 5, fil fusible 4. De préférence, dans une configuration de soudage en angle, l'axe longitudinal 3 de la tête de torche 2 est sensiblement compris dans un plan P (non représenté) défini par la bissectrice de l'angle intérieur a et la ligne d'assemblage 1. Dans le cas illustré, l'axe longitudinal 3 de la tête de torche 2 est compris dans un plan formant un angle de l'ordre de 45° avec chacune des surfaces supérieures des pièces à souder. A noter que dans certains cas, l'axe longitudinal 3 de la tête de torche peut se situer hors du plan P défini ci-dessus, et ce pour s'adapter à certains types de préparation du joint de soudure, ou pour souder des pièces d'épaisseurs différentes. Pour souder les pièces métalliques, on dirige la tête de torche 2 de soudage d'axe longitudinal 3 en direction de la ligne d'assemblage 1. Un arc électrique est amorcé puis établi entre l'extrémité du fil métallique fusible 4 et les pièces métalliques de manière à générer un bain de soudure par fusion du métal constitutif des pièces métalliques à souder et du métal constitutif du fil fusible 4. On obtient des pièces métalliques soudées par re-solidification du bain de soudure généré au moyen de l'arc électrique et un cordon de soudure par déplacement relatif de la tête de torche 2 le long de la ligne 1 d'assemblage. Ce déplacement relatif a généralement lieu à une vitesse dite de soudage comprise entre 0,2 et 2 m/min.

Selon l'invention, au cours du soudage des pièces métalliques, la tête de torche 2 de soudage se déplace également en translation le long de son axe longitudinal 3. Comme schématisé sur la Figure 2 (flèche 6), ce déplacement s'effectue selon un mouvement d'oscillation autour d'une position centrale 7 prédéterminée de la tête de torche 2. On opère ainsi périodiquement un rapprochement et un éloignement de la tête de torche 2, et par conséquent un rapporochement et un éloignement périodique de l'extrémité du tube contact 5 par rapport à la ligne d'assemblage 1. En fait, ce mouvement d'oscillation, ou dit autrement de balayage, de la tête de torche 2 permet d'exercer une pression supplémentaire sur le bain de soudure. Il s'ensuit une amélioration du profil de pénétration des cordons de soudure obtenus, notamment une fusion plus en profondeur du métal constitutif des pièces à souder et un meilleur remplissage de l'espace situé entre les surfaces supérieures des pièces par le métal d'apport résultant de la fusion du fil fusible 4, et ce jusqu'à la ligne d'assemblage 1. On améliore ainsi la résistance mécanique de l'assemblage réalisé. En outre, ce mouvement d'oscillation du fil fusible 4 permet d'obtenir une vibration du bain de soudure qui favorise le dégazage de l'hydrogène introduit dans le bain de soudure et réduit, voir élimine, le phénomène de formation de porosités dans le cordon de soudure. Conformément à l'invention, la fréquence d'oscillation de la tête de torche 2 le long de son axe longitudinal 3 est comprise entre 1 Hz et 50 Hz, de préférence inférieure à 30 Hz, de préférence encore comprise entre 10 et 20 Hz et avantageusement de l'ordre de 15 Hz. L'amplitude A d'oscillation de la tête de torche 2 le long de l'axe longitudinal 3 est comprise entre 0.1 et 2 mm, de préférence comprise entre 0.2 et 1 mm, avantageusement de l'ordre de 0.5 mm. Dit autrement, la tête de torche 2 se déplace d'une distance égale à A/2 de part et d'autre de sa position centrale 7. La Figure 1 illustre le cas où la tête de torche 2 est positionnée dans sa position centrale 7. Pour repérer la position de la tête de torche le long de son axe longitudinal 3, on utilise un repère représenté par une droite 9 perpendiculaire à l'axe 3. Lorsque la tête de torche 2 est positionnée dans sa position centrale 7, la droite 9 passe par la position 7. L'extrémité du tube contact 5 se situe alors à une distance D de la ligne d'assemblage 1. De préférence, lorsque la tête de torche 2 est dans sa position centrale 7 le long de l'axe longitudinal 3, l'extrémité du tube contact 5 dans lequel est agencé le fil fusible 4 se situe à une distance D comprise entre 10 et 30 mm de la ligne d'assemblage 1. A noter que la distance séparant l'extrémité du tube contact 5 et la ligne d'assemblage 1 est définie comme la distance séparant un premier point correspondant à la position de l'extrémité du fil fusible 4 et un deuxième point résultant de la projection orthogonale du premier point sur la ligne d'assemblage 1. La Figure 2 illustre le cas où la tête de torche 2 est positionnée à sa position extrême la plus éloignée de la ligne d'assemblage 1. Le repère 9 s'est alors éloigné de la position 7 d'une distance égale à la demi-amplitude A/2 du mouvement d'oscillation de la tête 2. L'extrémité du tube contact 5 se situe à une distance égale à D+A/2 de la ligne d'assemblage 1.

Avantageusement, la tolérance sur la position de la tête de torche 2 le long de l'axe longitudinal 3 est de 0.2 mm au plus, de préférence de l'ordre de 0.05 mm.

Dans le cadre de la présente invention, la fusion du fil fusible 4, et de là le transfert du métal fondu vers le bain de soudure, peut être réalisé selon plusieurs régimes. Dans le cas d'un régime dit "pulsé", le courant délivré par le générateur électrique alimentant la tête de torche est un courant pulsé. On superpose alors des pulsations de courant à un courant de base, ces pulsations l'intensité du courant d'arc est modulée à une fréquence de l'ordre de 25 à 500 Hz, de préférence entre 30 et 50 Hz, avantageusement de l'ordre de 30 Hz. Une telle modulation du courant d'arc permet de contrôler le détachement des gouttes de métal fondu du fil fusible 4 de manière à réduire les projections pouvant résulter d'une mauvaise maîtrise du bain de soudure lors de la réalisation du cordon de soudure.

En outre, le régime pulsé présente l'avantage de produire une vibration du bain de métal en fusion dont l'effet est d'améliorer encore plus le dégazage de l'hydrogène introduit dans le bain de soudure et de favoriser l'élimination des porosités dans le cordon de soudure. Ce régime de soudage, combiné avec par le mouvement de balayage de la torche selon l'invention, est donc particulièrement avantageuse dans le cas de pièces métalliques à souder en aluminium ou en alliage d'aluminium. Le procédé de soudage de l'invention est avantageusement un procédé automatique, de préférence un procédé robotisé, la précision nécessaire au contrôle du mouvement de la tête de soudage 2 étant aisément atteinte avec les robots de soudage actuels. De plus, un robot autorise une grande liberté de mouvement de la torche de soudage, ce qui est avantageux pour le soudage en angle de pièces destinées à former des assemblages mécano-soudés. Selon l'invention, l'arc électrique MIG ou MAG est protégé par un flux de gaz ou de mélange de gaz contenant majoritairement au moins un composé inerte choisi parmi l'hélium et l'argon, de préférence dans une proportion d'au moins 80% (en volume), et optionnellement au moins un composé minoritaire à caractère chimique oxydant choisi parmi CO2 et 02.

Pour le soudage de l'aluminium et ses alliages ou de l'acier inoxydable, on utilise avantageusement un mélange gazeux de protection comprenant au moins 90%, de préférence plus de 95%, d'hélium et/ou d'argon (% en volume). Avantageusement, le au moins un composé oxydant représente 2% au plus du mélange de gaz (% en volume). Par exemple, pour le soudage des aciers inoxydables, on protège de préférence l'arc électrique par un flux de gaz contenant environ 98% d'argon et 2% de CO2 (en volume).

Pour le soudage des aciers au carbone, on utilise de préférence un flux de gaz contenant un proportion plus importante de composé oxydant choisi parmi CO2 et 02, par exemple un flux de gaz contenant environ 92% d'argon et 8% de CO2 ou contenant 82% d'argon et 18% de CO2 (% en volume).

Le procédé de l'invention est avantageusement mis en oeuvre dans une installation de soudage MIG ou MAG robotisée apte à et conçue pour mettre en oeuvre un procédé de soudage selon l'invention. L'installation comprend une torche de soudage 2 reliée électriquement à un générateur de courant et reliée fluidiquement à au moins une source de gaz de protection. La torche de soudage est agencée sur un robot comprenant des moyens de déplacement de la torche, lesquels moyens sont reliés électriquement à une commande numérique et contrôlés par celle-ci. Le robot de soudage comprend en outre des moyens aptes à et conçus pour opérer un déplacement en translation de la tête de torche 2 de soudage MIG ou MAG le long de son axe longitudinal 3 selon l'invention. Ces moyens sont reliés à la commande numérique de l'installation. Celle-ci est apte à et conçue pour contrôler la fréquence et l'amplitude du mouvement d'oscillation de la tête de torche 2, et les adapter à l'épaisseur ou au type de matériau soudé, ainsi qu'à la configuration de soudage rencontrée. La présente invention concerne un procédé de soudage de pièces métalliques agencées l'une contre l'autre de sorte que leurs surfaces supérieures forment entre elles un angle intérieur a compris entre 30 et 140°, de préférence compris entre 30° et 90°.

Le procédé de l'invention est particulièrement avantageux lorsque les surfaces supérieures des pièces métalliques forment entre elles un angle a inférieur à 70°, avantageusement compris entre 45 et 70°, la ligne d'assemblage étant alors relativement difficile d'accès pour la torche de soudage. En effet, le procédé de soudage MIG ou MAG de l'invention permet d'améliorer les profils de pénétration des cordons de soudure obtenus sur ce type d'assemblage et offre une solution simple à mettre en oeuvre dans une installation de soudage automatique, en particulier une installation de soudage robotisé. Les pièces métalliques ont avantageusement une épaisseur d'au moins 6 mm, de préférence au moins 8 mm. Le procédé de l'invention peut être utilisé pour souder au moins deux pièces métalliques formées d'un alliage ferreux, de préférence de l'acier inoxydable ou de l'acier au carbone, ou au moins deux pièces métalliques formées d'aluminium ou d'alliage d'aluminium.

Etant précisé que l'invention est avantageusement mise en oeuvre pour souder au moins deux pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium puisqu'elle permet de réduire fortement, voire d'éliminer, les porosités pouvant apparaître dans le cordon lors du soudage de ces matériaux.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de soudage MIG ou MAG de au moins deux pièces métalliques agencées l'une contre l'autre de manière à former un angle intérieur (a) compris entre 30° et 140° et définissant entre elles une ligne d'assemblage (1), dans lequel on opère progressivement la fusion du métal constitutif des pièces métalliques à souder le long de la ligne d'assemblage (1) au moyen d'un arc électrique établi entre l'extrémité d'un fil métallique fusible (4) d'une tête de torche (2) de soudage et les pièces métalliques à souder, caractérisé en ce que la tête de torche (2) de soudage se déplace en translation le long de son axe longitudinal (3) selon un mouvement d'oscillation autour d'une position centrale (7) prédéterminée de manière à opérer périodiquement un rapprochement et un éloignement de ladite tête de torche (2) par rapport à la ligne d'assemblage (1).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces supérieures des pièces métalliques agencées l'une contre l'autre forment entre elles un angle (a) compris entre 30° et 90°, de préférence compris entre 45 et 70°.
3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence d'oscillation de la tête de torche (2) le long de son axe longitudinal (3) est comprise 20 entre 1 Hz et 50 Hz, de préférence inférieure à 30 Hz, de préférence encore comprise entre 10 et 20 Hz.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amplitude (A) d'oscillation de la tête de torche (2) le long de l'axe longitudinal (3) est comprise 25 entre 0.05 et 2 mm, de préférence comprise entre 0.1 et 1 mm.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de torche (2) comprend un tube contact (5) dans lequel est agencé le fil fusible (4), l'extrémité du tube contact (5) se situant à une distance (D) comprise entre 10 et 30 mm de la ligne d'assemblage 30 (1) lorsque la tête de torche (2) est dans sa position centrale (7) le long de l'axe longitudinal (3).
6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on obtient un cordon de soudure par déplacement relatif de la torche (2) par rapport aux pièces métalliques à souder le long de la ligne d'assemblage (1) à une vitesse de soudage comprise entre 0.2 et 2 m/min.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intensité moyenne du courant d'arc électrique établi entre le fil fusible (4) et les pièces métalliques à souder est comprise entre 50 et 500 A, le soudage desdites pièces étant opéré en courant lisse ou pulsé.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intensité du courant d'arc électrique est modulée à une fréquence comprise entre 25 Hz et 500 Hz, de préférence entre 30 et 50 Hz, avantageusement de l'ordre de 30 Hz. 15
9. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil fusible (4) a un diamètre compris entre 0.8 et 1.6 mm.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que les pièces métalliques sont en aluminium ou en alliage d'aluminium. 20
11. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que les pièces métalliques ont une épaisseur d'au moins 6 mm, de préférence au moins 8 mm.
12. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est 25 opéré sous une atmosphère gazeuse protectrice formée par un gaz ou un mélange de gaz contenant au moins un composé inerte choisi parmi l'argon et l'hélium, et optionnellement au moins un composé à caractère chimique oxydant choisi parmi CO2 et 02, le au moins un composé oxydant représentant de préférence 2% au plus du mélange de gaz (% en volume). 10