BE395542A - - Google Patents

Description

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  " Electrode pour soudure à l'arc éleotrique " 
On sait que pendant la soudure de l'acier à l'aro élec- trique avec électrodes d'acier, les corps fondus absorbent, pendant l'opération, l'oxygène et l'azote de l'air ambiant, ce qui nuit aux propriétés de la soudure. La soudure devient ainsi surtout cassante. La résistanoe à la rupture par plia- ge qui, pour un bon acier doux, est de l'ordre de 15 à 30 kg. m/cm2., descend, à l'endroit de la soudure jusqu'à en- viron 1   kg.m/am2   ., lorsque l'on emploie des électrodes en acier doux au carbone sans aucun revêtement. Ces soudures se trouvent en danger lorsqu'elles se trouvent exposées à des chocs, ou lorsqu'il y a possibilité de formation de cra- quelures du fait de dilatations par la ohaleur etc...

   Elles ne doivent pas être employées dans les constructions où la cassure d'une soudure peut avoir de graves   conséquences,corme   par exemple dans la construction de chaudières à vapeur. 



   Par l'emploi de matières alliées à l'aoier de l'électro. 

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 de,- comme le manganèse, par exemple,- qui se combinent plus aisément à l'oxygène de l'air que le fer, et dont les oxydes sont moins nuisibles à la soudure, on pourrait ramener la ré- sistance à la rupture de oes soudures jusqu'à environ 5 kg.m/cm2. 



  Un autre moyen pour obtenir cet avantage est l'emploi de revê- tements sur les éleotrodes, pour isoler l'aro de l'air envi- ronnant. La plupart des revêtements oourants n'ont oepen- dant aucun effet sur la résistance de la soudure, étant soit trop minces pour être efficaces, ou oontenant eux- mêmes des corps qui produisent une oxydation ou autre souil- lure de la soudure. Seuls, certains revêtements, éventuelle- ment en combinaison aveo des corps alliés à   l'âme   d'aoier de l'électrode, donnent des valeurs d'environ 5 - 10 kg.m/cm2 pour la résistance de la soudure. Ce procédé a oependant l'inconvénient que les corps alliés à l'aoier et ceux consti- tuant le revêtement et qui augmentent la résistance de la soudure, rendent la soudure très poreuse et la font ainsi non étanohe et diminuent sa résistanoe mécanique.

   Une porosi- té plus élevée peut aussi, lors des essais de rupture,donner   oomne   résultat un effort de rupture plus élevé, que le même corps à l'état non poreux . Il en résulte que les pores font oroire à une résistance à la rupture plus grande, qu'el- le ne l'est en réalité. ces pores (bulles de gaz) sont le résultat de réaotions chimiques se produisant dans la soudu- re sous l'influence de l'oxygène de l'air, des corps alliés à l'aoier de l'électrode et des corps constituant le revê- tement. 



   A la suite d'une longue série d'essais très poussés on est arrivé à oonstruire une éleotrode,donnant une soudure pratiquement exempte de pores, et dont la résistance est éga- le, à peu , de ohose près, à celle du corps laminé à souder. 



   Pour obtenir cet effet la nécessité s'était fait sentir d'employer un acier particulièrement pur comme âme d'éleotro- 

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 de. C'est une nécessite bien connue lorsque l'on désire ob- tenir une bonne soudure. L'acier obtenu à partir du fer brut le plus pur dans un four Siemens Martin aoide a donné de bien meilleurs résultats que les aciers obtenus par tout autre procédé (par exemple par fusion au four électrique.) L'aoier Siemens Martin est exempt d'impuretés que   l'onrou-   ve dans l'aoier obtenu par d'autres procédés, impuretés ayant un effet néfaste sur la soudure bien que s'y trouvant en si petite quantité qu'une   @   analyse ordinaire est impuissante à les déoeler. 



   Il a aussi été néoessaire d'employer un revêtement ne oontenant aucun corps pouvant avoir une mauvaise influence sur la soudure. Un mélange de silioate de magnésium (du talo par   exemple)   et de silicate de sodium s'est trouvé donner de bons résultats. Le revêtement doit avoir une épaisseur suf- fisante,   comme   on sait, pour entourer   l'extrànité   en fusion de l'électrode et former un oratère la dépassant légère- ment, entourant partiellement l'arc et le   protégeant   oon- tre l'arrivée de l'air. Le revêtement en fusion, s'égoutant des bords du oratère, et s'évaporant en partie grâce à la haute température de l'aro, constitue une nouvelle   proteo-   tion, en reoouvrant, en partioulier le bain d'aoier en fu- sion d'une couche liquide imperméable à l'air.

   Il importe que le revêtement soit exempt de matières pouvant avoir une influence néfaste sur l'aoier par leur oontaot intime avec ce dernier à très haute température. Il faut éviter l'absorp- tion d'oxygène et d'autres impuretés comme il arriverait par exemple aveo des oomposés qui laisseraient dégager de l'anhydride carbonique ou avec des oxydes facilement   réduo-   tibles. Le revêtement doit par suite former aussi à l'état solide une couche compacte et homogène autour du crayon de soudure; ilfoonvient, en outre qu'il ne soit ni poreux ni ru- gueux pour n'absorber avant l'emploi ni   humidité   ni autres 

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 impuretés. A l'état de fusion le laitier est bien fluide et vient bien mouiller l'aoier; il se répand uniformément sans s'agglutiner en certains endroits.

   Il est utile aussi qu'il ne possède pas la propriété d'absorber, à haute tempéra- ture, l'oxygène de l'air pour le reporter sur l'aoier en fusion. 



   Le revêtement peut, pour   améliorer   son action, reoevoir enoore d'autres substanoes, oomme par exemple du ferroman- ganèse qui, sans produire des impuretés nuisibles, s'empa- rent des traoes d'oxygène enoore présentes, ou donnent des éléments s'alliait aisément à l'aoier, comme par exemple du Manganèse, du Molybdène, eto., et améliorent ainsi la qualité de la   soudure:   
Il a été trouvé que oes éléments d'apport agissent d'autant mieux qu'ils se trouvent plus près de l'âme d'a- oier. Pour atteindre ce résultat on peut appliquer sur l'é- leotrode plusieurs oouohes oonséoutives, dont la plus oen- trale contienne les éléments d'apport au degré de oonoen- tration le plus élevé. 



   Des électrodes d'acier pur, pourvues du revêtement dé- crit, donnent des soudures pratiquement sans pores dont la résistanoe est de l'ordre de 10 à 15 kg. m/cm2 .. 



   La résistance de la soudure a été enoore   augmentée,en   entourant à son tour le revêtement déorit plus haut, d'une couverture réfractaire. Cette couverture produit un prolonge- ment du cratère protégeantl'arc, et empêche enoore davanta- ge les rentrées d'air. Une enveloppe de papier rendu   ignifu-   ge par imprégnation de silicate de soude s'est montrée avan- tageuse à cet effet. Le revêtement fusible intérieur s'écou- le à l'intérieur le long du oratère en papier. Ce dernier s'échauffe à tel point que le silioate dont il est imprégné fond aussi et vient se mélanger aux produits du revêtement intérieur, tandis que le papier brûle par le dehors ou s'ef- 

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 frite après carbonisation. 



   Le papier doit, lui aussi, ne oontenir aucun produit nuisible à la soudure. Ces produits arriveraient dans le laitier et de là, dans l'acier en fusion. Le plus indiqué est un papier buvard très pur; celui-ci possède aussi les qualités absorbantes pour s'incorporer une quantité suffi- sante de silicate de soude. Le corps désigné jusqu'ici par la dénomination silicate de soude est en réalité un mélange de silicates de soude et de potasse. L'expérience a montré que ce dernier était plus efficace que le simple silicate de soude. 



   La résistanoe de la soudure devient, grâoe à cette aug- mentation de la proteotion, égale à 20 kg.   m/om2 .   et même davantage, et est pratiquement exempte de pores. La résis- tanoe à l'allongement et l'élasticité sont bonnes et unifor- mes. On peut couramment plier les pièces soudées à 180  lorsque les soudures ont été   convenablement   éxéoutées,même pour les épaisseurs les plus élevées des corps à souder rencontrées dans la pratique.

Claims (1)

1. R E S U M E --------------- 1. Electrode en acier pour soudure par l'arc électrique entourée d'un revêtement contenant un silioate de magnésium et un silicate aloalin, caractérisé par le fait que le revê- tement se compose d'une pâte de silicates de soude et de'po- tasse et de silicate de magnésium aussi pur que possible, exempte d'éléments pouvant transporter l'oxygène et d'autres impuretés sur l'acier, en particulier exacte d'éléments dé- gageant de l'anhydride carbonique et d'oxydes facilement réductibles. Le revêtement contient par contre des éléments réducteurs ou des additions de métaux destinés à former des alliages aveo l'aoier. Il est entouré à l'extérieur d'une coti- verture de papier imprégné de silicates de soude et de potas- se. <Desc/Clms Page number 6>

   2. L'électrode décrite en 1: a) est en@ourée de plusieurs couches concentriques dans lesquelles la oonoentration des élânents auxiliaires va en diminuant vers l'extérieur. b) est en outre munie d'une couverture en papier bu- vard très propre. o) Ce papier est imprégné d'un mélange de silicates de soude et de potasse. d) L'âme de l'électrode est faite d'un acier partiou- lièrement pur, obtenu par fusion dans le fbur Siemens Mar- tin aoide, à partir du fer brut le plus pur.