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PERFECTIONNEMENTS AUX ELECTRODES POUR LA SOUDURE ELECTRIQUE-- L'invention est relative à des électrodes métalliques pour la soudure. On sait que ce type de soudure résulte de l'établissement d'un arc entre la pièce à souder et une baguette métallique qui constitue l'électrode.
Au cours de la soudure, l'électrode est fondue ou vaporisée et le métal qui en émane se dépose et soude les pièces. On poursuit donc l'alimen- tation de l'électrode de manière à la diriger vers la soudure, le mouvement étant effectué à la main ou automatiquement, de façon à maintenir la longueur d'arc à peu près constante.
En associant certains matériaux à cette électrode, assimilable alors à une sorte de mèche, on améliore beaucoup les qualités du métal de sou-
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dage. La matière d'enrobage de cette électrode constitue un flux fusible.
Les électrodes fabriquées suivant l'invention sont de ce dernier type. Elles ont pour avantage de donner des soudures résistantes et uniformes en même temps que d'accélérer l'opération de soudage proprement dite. Le métal fourni par l'électrode est exceptionnellement fluide lors de son dépôt; il permet d'obtenir des surfaces planes et parfaitement lisses. A cet effet, l'en robage non seulement facilite l'opération de soudage, mais il se dépose sur la soudure, en formant une scorie liquide, du*on peut séparer facilement après refroidissement et sans qu'il en reste en inclusion dans le métal d'apport.
On peut ainsi déposer plusieurs couches de ce métal et réaliser des soudures de grande épaisseur.
Les électrodes peuvent être manipulées ou courbées sans que l'en- robage puisse en être séparé. Cet enrobage résiste également à la chaleur dé- gagée par l'arc en arrière de la partie active proprement dite. Il constitue donc @n enduit protecteur, qui reste légèrement en saillie par rapport à la pointe métallique sur laquelle est amorcé l'arc.
Un autre avantage de l'invention est que les soudures obtenues possèdent une résistance élevée à la traction et conviennent ainsi aux réci- pients soumis à la pression et autres appareils similaires.
On comprendra bien la structure de cette électrode en se repor- tant à la figure dans laquelle 1 désigne l'électrode métallique proprement dite, 2, 3,4 et 5 correspondant aux divers revêtements successifs dont l'en- semble constitue l'enrobage.
Une première composition appropriée à la couche 3 est la suivante bioxyde de titane .................... 0 à 1 en poids talc .................................. 0 à 1 feldspath ............................. 1 " silicate de soude liquide poida sensiblement égal au total des poids des éléments précédents.
Les produits solides sont utilisés de préférence sous forme pul- vérulente; une fois mélangés au silicate de soude, ils donnent une pôte que l'on peut diluer avec de l'eau, si cela est nécessaire, jusqu'à ce qu'on ob- tienne la consistance qui convient à la bonne adhérence à la baguette et au revêtement cellulosique extérieure 2. De préférence, on emploie un feldspath potassique, et le flux est appliqué sur une électrode non obtenue par tréfi- lage, ni décapée, mais nettoyée par voie mécaniqua : ce n'est pas strictement indispensable, mais donne de meilleurs résultats. Le silicate de soude sert
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de liant; on peut en faire varier le taux entre des limites assez larges sans affecter notablement l'opération de soudure ni les caractéristiques du métal déposé.
Il est commode d'employer une solution de silicate de soude à 41 B.
(densité environ 1,36) renfermant en poids 8 à 9 % Na2O et 28 à 29 % SiO2.
Le revêtement est effectué'\!! de la manière suivante: on enduit la baguette d'une couche 3 de la pâte ci-dessus, par exemple en immergeant cette baguette dans un bain qui possède cette composition. On règle l'épaisseur de revêtement en obligeant la baguette à traverser un calibre ad hoc ,non repré- sente. Le revêtement cellulosique extérieur 2 est, de préférence, une tresse de coton, formant gaine autour du premier revêtement. On immerge alors l'élec- trode dans un second bain de la même pâte qu'on oblige à pénétrer par frotte- ment dans les ressauts et interstices de la tresse.
Au cours de ce second passage dans le tain, il est préférable d'utiliser encore une filière ou un dispositif équivalent, qui enlève l'excès de pâte et règle son épaisseur à peu près à égalité avec celle de la gaine. Tout ce processus assure la Bégu- larité d'épaisseur du revêtement et les caractéristiques de l'arc, pendant le soudage, se maintiennent plus constantes. L'aspect de l'électrode est alors plus ou moins analogue à la région 4 de la figure. Finalement, on applique une poudre 5 sur l'extérieur, de manière à assécher la surface et à empêcher que l'électrode puisse adhérer aux pièces qui viennent en contact avec elle.
La composition du revêtement minéral peut varier entre des li- mites étendues. Si on emploie le feldspath et le silicate de soude seuls, le fonctionnement est tout à fait satisfaisant, mais, une fois fondue, la scorie tend à se rassembler sous forme globulaire, ou circulaire, produisant ainsi des dépressions à la surface du métal de soudure. Ces dépressions se terminent souvent, à leur partie inférieure, par des sortes de piqures ou craquelures, qui limitent la résistance mécanique. Le bioxyde de titane et le talc rendent la scorie plus fluide, et lui permettent de s'étaler à la surface de la soudu- re, assurant une meilleure protection du métal et laissant une surface lisse après que la scorie a été enlevée.
Une composition reconnue excellente pour l'enrobage est constituée par : bioxyde de titane ....................... 1 partie en poids
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talc 0...... #........... o ............. 0.1 il 11 feldspath ............................... 1 il " " silicate de soude liquide ............... 3 " " "
Il peut être avantageux d'ajouter à ces éléments des substances @
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métalliques qui, à haute température, possèdent une affinité particulière pour l'oxygène et l'azote et contribuent ainsi à protéger le métal fondu au bout de l'électrode et sur la soudure. On peut ainsi ajouter de l'aluminium, du zinc, du vanadium, du titane, du silicium, du manganèse, etc....
Le taux limite d'addition de ces ingrédients est déterminé par leur affinité plus ou moins grande pour le métal de soudure. Ainsi, on devra limiter l'addition d'a- luminiug ou de zinc à un taux très faible, car leur présence dans la soudure serait nuisible, tandis qu'on peut mettre des quantités plus grandes de vana- dium, de silicium ou de titane, et davantage encore de manganèse, suivant les caractéristiques désirées pour la soudure.
Une variante de la formule ci-dessus, avec addition métallique, est la suivante : ferro-manganèse ......................... 10 talc .................................... 10 feldspath ............................... 30 silicate de soude liquide ............... 24
On utilise encore ,de préférence, les ingrédients ci-dessus sous forme pulvérulente leur mélange donne une pâte dont on ajuste la consistance avec la quantité d'eau reconnue nécessaire. Cet enduit adhère à la baguette et à la matière cellulosique. Généralement, on ajoute deux à six parties d'eau en poids.
Comme précédemment, on retrouve les couches 3 et 4 du flux, la gaine cellulosique 2, qui sert d'armature, et facultativement, l'électrode peut être séchée par l'action d'une poudre 5 renfermant 10 en poids de talc et 30 de feldspath. La surface do la baguette présente encore l'aspect repré- senté en 5.
La poudre de séchage utilisée sur les revêtements à base de sili- cate de soude peut aussi être constituée par du bicarbonate de soude, pu par son mélange avec les constituante solides pulvérulente de la pâte. Par exem- ple, on emploiera un mélange à poids égaux de bioxyde de titane, de talc, de feldspath et de bicarbonate de soude. L'action de ce dernier corps est de pro- voquer la coagulation superficielle du silicate.
La tresse utilisée au recouvrement des électrodes, conformément à l'invention, constitue l'armature souple du flux minéral, tant que l'élec- trode ne brûla past elle disparaît par combustion au cours de l'emploi. L'é- paisseur du revêtement est commandée par celle de cette tresse, donc uniforme.
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L'enrobage de la tresse par des matières minérales empêche celle- ci de brûler en arrière de la partie active. De plus, l'enrobage étant moins combustible que l'électrode, vient en saillie par rapport à la pointe de l'âme métallique. Cette disposition, coexistant avec l'atmosphère neutre produite par la combustion de la partie protectrice en coton, empêche le métal déposé de s'oxyder pendant son transport de l'électrode sur la soudure. Enfin, le flux fondu s'étalant sur la soudure, la protège au cours de son refroidissement.
Une fois solidifié, le flux se rompt spontanément et peut être facilement en- levé, car il n'adhère pas.
La flux élève aussi la chuta de tension à travers l'arc, par com- paraison avec les électrodes nues. La tension varie en effet entre 25 volts pour un arc court et une intensité relativement petite, et 35 à 40 volts pour un arc plus long et une densité de courant plus forte. La puissance totale dépensée dans l'arc étant égale au produit de la tension par l'intensité, ces caractéristiques de l'arc correspondent à un dégagement de chaleur plus élevé pour une intensité donnée.
Il en résulte que l'électrode fond plus vite, que la pénétration du métal d'apport dans les pièces à souder est meilleure, que le métal coulé est plus chaud, donc plus fluide, et en définitive la soudure se trouve plus uniforme, plus homogène, sa surface est plus lisse, en même temps que l'on peut accroître considérablement la vitesse de soudage.
Quand le ferro-manganèse est utilisé comme constituant du flux, on le choisit, de préférence avec un taux réduit de carbone, soit en général moins de 1,5 %.
Il est préférable d'utiliser un revêtement relativement épais du flux dans la constitution des électrodes pour soudage. Par exemple, une baguet te de 6,3 mm. de diamètre aura un revêtement épais d'environ 1,2 mm. Le dessin indique , à 1'échelle, les proportions relatives moyennes entre les différents diamètres. On doit toutefois comprendre que le revêtement n'est pas impérieu- semant égal à l'épaisseur donnée ci-dessus et que, suivant les applications par exemple, on peut le rendre à volonté plus mince ou plus épais, l'épaisseur ne constituant pas une des caractéristiques revendiquées par l'invention.
La tresse aura une épaisseur voisine de 1 à 1,25 mm. dans le cas cité plus haut. On utilisera des revêtements plus épais, lorsqu'on désire accroître la tension à travers l'arc et la fluidité du métal de soudure, ce qui arrive souvent.
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Dans le cas où l'on adopte la dernière formule ci-dessus, la flux fondu est très visqueux, mais par refroidissement il devient fragile et souvent se sépare spontanément de la soudure, abandonnant celle-ci à l'état brillant et non oxydé. On peut d'ailleurs enlever ce flux immédiatement après soudage, en grattant légèrement la soudure avec une brosse métallique.
Les électrodes décrites ci-dessus peuvent être connectées indif- féremment au polo négatif (polarité usuelle), ou au pôle positif (polarité in- verse) de la source de courant' En général, avec les densités de courant éle- vées, lorsqu'on désire accroître la vitesse de soudage, il est préférable d'utiliser la polarité inverse. Avec la polarité usuelle, les densités de courant élevées peuvent être un inconvénient, tandis qu'avec la polarité inve> se, plus l'intensité est grande et plus l'opération devient facile. Si l'on tient par conséquent à connecter l'électrode au pôle négatif, on gardera de basses densités de courant. De cette manière, on conserve les avantages de résistance et de ténacité de la soudure, mais on réduit en proportion la vi- tesse de soudage.
Quand l'électrode est connectée au pôle positif et qu'on utilise de grandes densités de courant, le métal d'apport est très fluidet il est alois préférable de disposer la partie à souder en position horizontale, préalable- ment à la soudure. En cas de soudures verticales ou surplombantes, on devra donc prendre l'autre polarité et utiliser des intensités de courant plus,fai- bles. Dans ces conditions,il conviant d'employer un flux plus mince que dans le cas de la soudure en position horizontale. En effet, un revêtement épata provoque la surchauffe du métal qui devient très fluide et ne peut rester en place dans le cas d'une soudure verticale ou surplombante.
Le métal déposé au cours du soudage par l'électrode enrobée au ferro-manganèse est pratiquement exempt d'inclusions de gaz ou de scories. La densité moyenne du métal sur soudures effectuées par trois opérateurs diffé- rents, a été observée voisine de 7,84. La charge de rupture par traction sur ce métal d'apport était en moyenne de 45,5 kg:cm2, et l'allongement obtenu sur une éprouvette de 50 mm. variait de 25 à 33%.
Les soudures métalliques obtenues dans ces essais ont satisfait aux règles de construction admises par la Société américaine des Ingénieurs Mécaniciens, dans le cas des chaudières à vapeur telles qu'on les exécutait en 1931./
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Les échantillons soumis à des essais de traction sur éprouvettes à section réduite, comme spécifié dans les règles rappelées ci-dessus, se sont tous cassés en dehors des soudures. Dans tous les cas, les échantillons ont pu être courbés à 1800 et très souvent aplatis sans présenter de fissures dans la partie courbée.
Les soudures de cette qualité sont toutes considérées comme satisfaisant aux exigences de la Société Américaine des Ingénieurs Mécaniciens en vue de la construction des chaudières et autres récipients destinés à être chauffés, tout en subissant la pression.
En utilisant l'enrobage au ferro-manganèse (formule donnée plus haut et une électrode suivant analyse : carbone .............................. 0,17 % manganèse ............................ 0,54 % soufre ............................... 0,013 phosphore 0,025 silicium trace fer ....................... complément à 100 on a obtenu, pour le métal de la soudure, la composition suivante :
carbone .............................. 0,04 manganèse ............................ 0,73 % soufre ............................... 0,034 % phosphore ............................ 0,020 silicium ............................. 0,42 % fer ....................... complément à 100
Les électrodes pour la soudure fabriquées suivant l'invention peuvent être préparées, soit en faibles longueurs et avec une extrémité dénu- dée pour l'emploi à la main, soit en grandes longueurs pour l'utilisation dans les machiner soudage automatiques ou semi-automatiques.
Lorsqu'on fait le soudage à la main, la partie dénudée de l'électrode est insérée dans un porte électrode et le soudage est effectué par un opérateur qui alimente en métal, en dirigeant celui-ci vers la partie à souder au prorata de ce qui a été consommé dans l'arc. Dans la soudure automatique, la progression de l'é- lectrode est effectuée par un mécanisme qui maintient automatiquement la chute de tension du courant à travers l'arc. Dans les machines automatiques de ce type, le courant est amené à l'électrode au moyen d'Incisions pratiquées dans son revêtement, ou bien une partie de ce revêtement est supprimée et l'ali- mentation se produit successivement tout le long de la partie dénudée.
Bien qu'on puisse utiliser seuls les enrobages indiqués ci-dessus comme flux, on obtient les meilleurs résultats en les armant avec la matière cellulosique. Il est plus commode d'employer cellu-ci sous forme de tissus;
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celui-ci peut être tissé à même l'élestrode, ou appliqué sur celle-ci sous forme d'une bande indéfinie, d'une gaze que l'on enroule en hélice, ou encore sous forme d'une gaine, etc.... Les poudres desséchantes mentionnées ci-dessus ont pour objet principal de rendre le procédé de fabrication plus rapide et ne constituent pas un élément nécessaire de l'invention. Les proportions mu- tuelles des constituants indiqués peuvent varier légèrement autour des propor- tions mentionnées, sans cesser d'être revendiquées toi.
En augmentant le taux de manganèse dans le flux, on élève la ré- sistance à la traction de la soudure, mais on en diminue sa ductibilité. O@ obtient des effets inverses en réduisant le taux de manganèse. L'addition du talc accroît la fluidité de la scorie et on peut obtenir une scorie encore plus fluide en augmentant la quantité de talc au-dessus de ce qui est indiqué dans la formula.
Enfin, l'invention n'est pas limitée à l'application externe du revêtement : on peut également disposer le flux à l'intérieur de l'électro- de, comme unesorte de mèche; ou bien dans des rainures ou des trous disposés à la surface de celle-ci.
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IMPROVEMENTS IN ELECTRODES FOR ELECTRIC WELDING - The invention relates to metal electrodes for welding. It is known that this type of welding results from the establishment of an arc between the part to be welded and a metal rod which constitutes the electrode.
During welding, the electrode is melted or vaporized and the metal emanating from it settles and welds the parts. The supply of the electrode is therefore continued so as to direct it towards the weld, the movement being carried out by hand or automatically, so as to maintain the arc length approximately constant.
By associating certain materials with this electrode, which can then be assimilated to a kind of wick, the qualities of the base metal are greatly improved.
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dage. The coating material of this electrode constitutes a fusible flux.
The electrodes manufactured according to the invention are of the latter type. They have the advantage of giving strong and uniform welds at the same time as speeding up the actual welding operation. The metal supplied by the electrode is exceptionally fluid when it is deposited; it allows to obtain flat and perfectly smooth surfaces. To this end, the coating not only facilitates the welding operation, but it is deposited on the weld, forming a liquid slag, * which can be easily separated after cooling and without any remaining in inclusion in the filler metal.
It is thus possible to deposit several layers of this metal and to produce very thick welds.
The electrodes can be manipulated or bent without separating the coating. This coating is also resistant to the heat given off by the arc behind the active part proper. It therefore constitutes a protective coating, which remains slightly protruding from the metal point on which the arc is struck.
Another advantage of the invention is that the welds obtained have a high tensile strength and are thus suitable for pressure vessels and the like.
The structure of this electrode will be clearly understood by referring to the figure in which 1 designates the metal electrode proper, 2, 3, 4 and 5 corresponding to the various successive coatings, the whole of which constitutes the coating.
A first composition suitable for layer 3 is the following titanium dioxide .................... 0 to 1 by weight talc .......... ........................ 0 to 1 feldspar ...................... ....... 1 "liquid sodium silicate weight substantially equal to the total of the weights of the preceding elements.
The solid products are preferably used in pulverulent form; when mixed with sodium silicate, they give a pot which can be diluted with water, if necessary, until the consistency is obtained which is suitable for good adhesion to the stick. and the outer cellulosic coating 2. Preferably, a potassium feldspar is used, and the flux is applied to an electrode not obtained by drawing or pickling, but cleaned mechanically: this is not strictly essential, but gives better results. Soda silicate is used
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binder; the rate can be varied between fairly wide limits without appreciably affecting the welding operation or the characteristics of the metal deposited.
It is convenient to use a solution of sodium silicate at 41 B.
(density approximately 1.36) containing by weight 8 to 9% Na2O and 28 to 29% SiO2.
The coating is carried out '\ !! in the following manner: the rod is coated with a layer 3 of the above paste, for example by immersing this rod in a bath which has this composition. The coating thickness is adjusted by forcing the rod to pass through an ad hoc gauge, not shown. The outer cellulosic coating 2 is preferably a cotton braid, forming a sheath around the first coating. The electrode is then immersed in a second bath of the same paste which is forced to penetrate by rubbing into the projections and interstices of the braid.
During this second passage through the tain, it is preferable to still use a die or an equivalent device, which removes the excess paste and regulates its thickness approximately equal to that of the sheath. This whole process assures the consistency of the coating thickness and the arc characteristics, during welding, are maintained more constant. The appearance of the electrode is then more or less similar to region 4 of the figure. Finally, a powder is applied to the outside, so as to dry out the surface and prevent the electrode from adhering to the parts which come into contact with it.
The composition of the mineral coating can vary over wide limits. If feldspar and sodium silicate are used alone, the operation is quite satisfactory, but, once melted, the slag tends to collect in a globular or circular form, thus producing depressions on the surface of the weld metal. . These depressions often end, at their lower part, with a kind of pitting or cracking, which limits the mechanical resistance. The titanium dioxide and talc make the slag more fluid, and allow it to spread over the surface of the weld, providing better protection of the metal and leaving a smooth surface after the slag has been removed.
A composition recognized as excellent for coating consists of: titanium dioxide ....................... 1 part by weight
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talc 0 ...... # ........... o ............. 0.1 il 11 feldspar ............ ................... 1 il "" liquid sodium silicate ............... 3 "" "
It may be advantageous to add substances to these elements @
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metals which, at high temperature, have a particular affinity for oxygen and nitrogen and thus help protect the molten metal at the end of the electrode and on the weld. One can thus add aluminum, zinc, vanadium, titanium, silicon, manganese, etc ....
The limit rate of addition of these ingredients is determined by their greater or lesser affinity for the weld metal. Thus, the addition of aluminum or zinc should be limited to a very low rate, as their presence in the solder would be detrimental, while larger amounts of vanadium, silicon or zinc can be added. titanium, and even more manganese, depending on the characteristics desired for the weld.
A variant of the above formula, with metallic addition, is: ferro-manganese ......................... 10 talc ... ................................. 10 feldspar ............... ................ 30 liquid sodium silicate ............... 24
The above ingredients are also preferably used in powder form; their mixture gives a paste, the consistency of which is adjusted with the quantity of water recognized as necessary. This coating adheres to the rod and to the cellulosic material. Usually, two to six parts of water are added by weight.
As previously, there are layers 3 and 4 of the flux, the cellulose sheath 2, which serves as a reinforcement, and optionally, the electrode can be dried by the action of a powder 5 containing 10 by weight of talc and 30 of feldspar. The surface of the rod still has the appearance shown in 5.
The drying powder used on coatings based on sodium silicate can also consist of baking soda, or by mixing it with the solid powder constituents of the paste. For example, a mixture of equal weights of titanium dioxide, talc, feldspar and sodium bicarbonate will be used. The action of the latter body is to cause the superficial coagulation of the silicate.
The braid used to cover the electrodes, in accordance with the invention, constitutes the flexible reinforcement of the mineral flow, as long as the electrode does not burn, it disappears by combustion during use. The thickness of the coating is controlled by that of this braid, therefore uniform.
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The coating of the braid with mineral matter prevents it from burning behind the active part. In addition, the coating being less combustible than the electrode, protrudes from the tip of the metal core. This arrangement, coexisting with the neutral atmosphere produced by the combustion of the protective cotton part, prevents the deposited metal from oxidizing during its transport from the electrode to the weld. Finally, the molten flux spreading over the solder protects it during its cooling.
Once solidified, the flux breaks up spontaneously and can be easily removed because it does not adhere.
The flux also increases the voltage drop across the arc, compared to bare electrodes. The voltage in fact varies between 25 volts for a short arc and a relatively small intensity, and 35 to 40 volts for a longer arc and a higher current density. The total power expended in the arc being equal to the product of the voltage by the intensity, these characteristics of the arc correspond to a higher heat release for a given intensity.
The result is that the electrode melts faster, that the penetration of the filler metal into the parts to be welded is better, that the cast metal is hotter, therefore more fluid, and ultimately the weld is more uniform, more homogeneous, its surface is smoother, at the same time that the welding speed can be considerably increased.
When ferro-manganese is used as a constituent of the flux, it is chosen, preferably with a reduced carbon content, ie in general less than 1.5%.
It is preferable to use a relatively thick coating of the flux in the constitution of the electrodes for welding. For example, a 6.3 mm rod. in diameter will have a thick coating of about 1.2mm. The drawing indicates, to scale, the average relative proportions between the different diameters. It should however be understood that the coating is not imperative equal to the thickness given above and that, depending on the applications for example, it can be made thinner or thicker as desired, the thickness not constituting one of the characteristics claimed by the invention.
The braid will have a thickness of around 1 to 1.25 mm. in the case cited above. Thicker coatings will be used when it is desired to increase the tension across the arc and the fluidity of the weld metal, which often happens.
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In the case where the last formula above is adopted, the molten flux is very viscous, but on cooling it becomes brittle and often spontaneously separates from the solder, leaving the latter in a shiny and unoxidized state. This flux can also be removed immediately after welding, by lightly scraping the weld with a wire brush.
The electrodes described above can be connected either to the negative polo (usual polarity), or to the positive pole (reverse polarity) of the current source. In general, with high current densities, when. it is desirable to increase the welding speed, it is preferable to use the reverse polarity. With usual polarity, high current densities can be a disadvantage, while with inverted polarity, the greater the current, the easier the operation becomes. If we therefore want to connect the electrode to the negative pole, we will keep low current densities. In this way, the advantages of strength and toughness of the weld are retained, but the welding speed is proportionately reduced.
When the electrode is connected to the positive pole and high current densities are used, the filler metal is very fluid and it is preferable to have the part to be welded in a horizontal position, prior to welding. In the event of vertical or overhanging welds, the other polarity must therefore be taken and lower currents used. Under these conditions, it is advisable to use a thinner flux than in the case of welding in a horizontal position. In fact, a flat coating causes the metal to overheat, which becomes very fluid and cannot remain in place in the case of a vertical or overhanging weld.
The metal deposited during welding by the ferro-manganese coated electrode is practically free from gas inclusions or slag. The average density of the metal on welds made by three different operators was observed to be close to 7.84. The tensile breaking load on this filler metal was on average 45.5 kg: cm2, and the elongation obtained on a test specimen was 50 mm. ranged from 25 to 33%.
The metal welds obtained in these tests met the construction rules accepted by the American Society of Mechanical Engineers, in the case of steam boilers as they were made in 1931./
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The samples subjected to tensile tests on specimens with reduced cross-section, as specified in the rules recalled above, all broke outside the welds. In all cases, the samples could be bent at 1800 and very often flattened without showing cracks in the bent part.
Welds of this quality are all considered to meet the requirements of the American Society of Mechanical Engineers for the construction of boilers and other vessels intended to be heated while undergoing pressure.
Using the ferro-manganese coating (formula given above and an electrode following analysis: carbon ............................. . 0.17% manganese ............................ 0.54% sulfur ........... .................... 0.013 phosphorus 0.025 silicon trace iron ....................... complement at 100 the following composition was obtained for the weld metal:
carbon .............................. 0.04 manganese ............... ............. 0.73% sulfur ............................... 0.034 % phosphorus ............................ 0.020 silicon .................. ........... 0.42% iron ....................... complement to 100
The electrodes for welding produced according to the invention can be prepared either in short lengths and with a stripped end for use by hand, or in long lengths for use in automatic or semi-automatic welding machines. .
When welding by hand, the stripped part of the electrode is inserted into an electrode holder and the welding is carried out by an operator who feeds the metal, directing it towards the part to be welded in proportion to this which was consumed in the arc. In automatic welding, the advancement of the electrode is effected by a mechanism which automatically maintains the voltage drop of the current across the arc. In automatic machines of this type, the current is brought to the electrode by means of Incisions made in its coating, or else a part of this coating is removed and the supply is produced successively throughout the part. naked.
Although only the coatings indicated above can be used as flux, the best results are obtained by reinforcing them with the cellulosic material. It is more convenient to use the latter in the form of fabrics;
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this can be woven from the elestrode itself, or applied to it in the form of an indefinite strip, of a gauze which is wound in a helix, or in the form of a sheath, etc. The main purpose of the drying powders mentioned above is to make the manufacturing process faster and do not constitute a necessary element of the invention. The mutual proportions of the constituents indicated may vary slightly around the proportions mentioned, without ceasing to be claimed.
By increasing the level of manganese in the flux, the tensile strength of the weld is increased, but its ductibility is reduced. O @ obtains opposite effects by reducing the manganese level. The addition of the talc increases the fluidity of the slag and an even more fluid slag can be obtained by increasing the amount of talc above that stated in the formulation.
Finally, the invention is not limited to the external application of the coating: it is also possible to place the flux inside the electrode, as a sort of wick; or else in grooves or holes arranged on the surface thereof.