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BREVET D'INVENTION "BAGUETTE OU ELECTRODE ET PROCEDE POUR LA SOUDURE OU LE
DEPOT DE METAUX OU ALLIAGES John Baker FORSTER et Joseph FINN
Cette invention est relative à des perfectionnements apportés aux moyens et procédés utilisés pour l'exécution des soudures ou le dépôt ou la coulée des métaux ou alliages.
Elle envisage l'application d'une électrode ou baguette de soudure d'un genre particulier et qui est composée essentiellement d'une enveloppe ou gaine dans laquelle sont fortement tassées des particules finement divisées qui sont entièrement ou principalement en un ou plusieurs métaux ou éléments d'alliage choisis, la dite enveloppe et les dites particules qu'elle contient étant en matières et de
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composition choisies selon la nature du travail à effectuer, c'est-à-dire selon la composition de la matière à souder ou la nature du dépôt métallique désiré. Dans la pratique courante, jusqu'à ce jour, il avait été nécessaire, pour souder avec (ou déposer) un alliage, que celui-ci soit d'abord fabriqué. On évite cette nécessité par la présente invention.
Avant d'utiliser l'enveloppe ou gaine en question avec les particules qu'elle contient comme électrode ou baguette de soudure, il est préférable de la chauffer de façon à la convertir en une masse f erme. On enlève ensuite la couche d'oxyde résultant de ce préchauffage et, pour certaines applications, on peut, si on le désire, munir l'électrode ou baguette de soudure d'un revêtement en la plongeant dans une matière à revêtement fluide ou semi-fluide choisie, qu'on sèche ensuite.
L'invention se prête à son application aux systèmes bien connus et en usage courant pour la soudure des métaux, tels que, par exemple, la soudure électrique à l'arc métallique (courant alternatif ou continu), la soudure électrique à l'arc au carbone (courant alternatif ou continu) et la soudure oxy-acétylénique.
Des dépôts ou coulées de métaux ou alliages peuvent, suivant l'invention, être effectués à des températures relativement basses ou élevées sur des métaux tels que l'acier, la fonte de fer, d'autres métaux et des alliages non-ferreux et pour de nombreux usages connus, par exemple pour effectuer un joint entre deux pièces métalliques par des opérations de soudure ; pour reconstituer des surfaces ou portions usées de pièces ou constructions métalliques;
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pour déposer du métal dans des moules de forme désirée ; pour munir des éléments métalliques de bouts en métal de coupe ;
et pour munir des objets ou produits d'une couche de métal ou d'alliage en vue de leur donner la propriété de résister aux actions corrosives des acides, alcalis, solutions de sels, fumées gazeuses ou métaux fondus ou d'empêcher leur oxydation dans des conditions variables ou en vue de constituer sur eux des surfaces qui résistent à l'usure dans des conditions variables de température, etc.
Des dépôts de métaux ou d'alliages suivant l'invention peuvent être effectués à 1!aide de l'équipement et par des opérations connus usuels, tels que ceux qui sont normalement utilisés dans la soudure électrique, et ces dépôts de métaux ou alliages sont bien entendu d'un caractère tel qu'ils se laissent travailler d'une manière connue sur des tours ou perceuses ou à l'aide d'autres appareils de coupe, de polissage ou de brunissage.
Pour les besoins de la présente description il suffira de décrire à titre d'exemple une forme d'électrode ou baguette de soudure suivant l'invention qui est applicable au procédé de soudure électrique dit "à l'arc métallique" consistant à déposer du métal à l'aide d'un arc électrique créé entre l'ouvrage et une électrode métallique, cette dernière servant à la fois de conducteur pour le courant électrique et de source de soudure, et la chaleur de soudure étant obtenue électriquement par la résistance offerte par l'arceau passage du courant.
Sur le dessin annexé : la figure 1 est une vue perspective d'une portion d'enveloppe ou de gaine faisant partie d'une électrode ou baguette de soudure établie suivant l'invention;
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la figure 2 représente en perspective l'électrode ou baguette finie; la figure 3 est une coupe longitudinale brisée, et la figure 4 une coupe transversale, de cette électrode ou baguette finie.
Selon cet exemple, l'enveloppe ou gaine 2 est faite d'une mince tôle d'acier doux et possède une forme sensiblement cylindrique avec des bords longitudinaux 6 juxtaposés, une de ses extrémités, 7, étant fermée par une opération d'agrafage ou de pliage, en 8, et le tube étant ensuite rempli de particules métalliques finement divisées et choisies 2 (d'une matière choisie selon la nature du travail à exécuter, par exemple la nature de pièces métalliques à souder) additionnées d'une proportion désirée d'un fondant convenable tel que le borax, par exemple, finement divisé.
Ces particules 9 peuvent avoir été moulues ou broyées à tout degré voulu de finesse et mélangées par tout procédé convenable connu, mais on mentionnera que des résultats très satisfaisants pour la plupart des applications ont été obtenus avec un degré de finesse tel que les particules passent à travers un tamis de 15 à 16 mailles par
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cm2.
La dite enveloppe ou gaine 2 peut être faite d'une tôle ou autre matière de tout calibre convenable.
Les matières finement divisées 2 que contient cette gaine sont alors fortement tassées dans la dite gaine, soit à la main, soit à l'aide de tout dispositif compresseur mécanique approprié.
Au lieu ou en plus du borax, on peut mélanger avec les matières finement divisées 2 des fondants, sels,
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oxydes ou désoxydants en poudre choisis pour satisfaire à des conditions particulières, en toutes proportions convenables. Des exemples de désoxydants sont l'aluminium, le ferro-titane, le ferro-anadium et le ferro-phosphore en poudre.
On ferme alors l'extrémité 10 de l'enveloppe 5, en 11, par exemple par une opération d'agrafage ou de pliage, les deux extrémités de l'enveloppe étant maintenant fermées et son contenu enveloppé.
On chauffe alors l'électrode ou baguette de soudure ainsi formée à une température de 7000 environ, pour en former une masse ferme comme précédemment mentionné.
Après cette opération de chauffage, on enlève la couche d'oxyde qui en est résultée.
L'électrode ou baguette de soudure est maintenant prête à servir, mais peut, pour des applications spéciales être pourvue, si on le désire, d'un revêtement convenable 12, consistant par exemple en un mélange de fluorure de calcium (CaF2), de chaux (CaO) et d'amidon soluble, les deux premiers de ces composants étant maintenus en suspension dans une solution du troisième dans de l'eau et l'électrode ou baguette de soudure étant immergée d'une manière connue dans la dite solution pour recevoir son revêtement.
Il est bien entendu que l'enveloppe ou gaine 5, d'une part, et les matières qu'elle contient, d'autre part, qui constituent une électrode ou baguette de soudure suivant l'invention, sont faites de matières choisies selon la nature du travail appelé à être exécuté. Par exemple, au lieu d'être en acier, l'enveloppe ou gaine peut être faite d'alliage ou
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de nickel ou d'un autre métal choisi et convenable ; bien, dans des cas spéciaux, elle peut être en céramique ou en un réfractaire approprié ; bien encore elle peut con- sister en une matière résineuse synthétique, en verre, en mica, en une matière carbonée telle que le graphite, en des sels fondus ou en une matière organique comprimée d'un genre approprié, par exemple d'un genre tel qu'elle se comporte à la façon d'un décapant.
De même, les matières finement divi- sées que contient l'enveloppe peuvent être de genres très divers. Par exemple, le métal finement divisé peut être du fer ou des éléments d'alliage. En outre, les dimensions de l'électrode ou baguette de soudure sont déterminées par les besoins de la soudure, la matière à souder ou la nature du dépôt de matière exigé de l'électrode ou baguette de soudure.
D'une façon générale, sans sortir du cadre de cette invention,la composition de l'électrode ou baguette de sou- dure dépend entierement du type de travail et de la composi- tion de la matière qui doit être soudée ou recevoir un dépôt de métal ; c'est-à-dire que la matière dont est faite l'enve- loppe ou gaine et les matières finement divisées qu'elle contient sont choisies de façon à constituer collectivement un alliage du genre désiré, qui est déterminé d'avance selon la nature du travail à exécuter.
Si on le désire, on peut étirer ou autrement tra- vailler une électrode ou baguette de soudure établie suivant l'invention, de façon à réduire son diamètre pour satisfaire à des uesoins particuliers.
Si on le désire, on peut disposer les bords longi- tudinaux 6 de l'enveloppe ou gaine ,5 à recouvrement au lieu
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de les juxtaposer, ou établir l'enveloppe d'une autre manière.
On constate que l'application d'un revêtement tel que celui précédemment décrit à une électrode ou baguette de soudure suivant l'invention, tend fortement à localiser d'une manière désirée et empêcher l'étalement de la matière de soudure fondue pendant qu'on fait mouvoir la dite électrode ou baguette au-dessus de l'ouvrage.
On a trouvé que, dans de nombreux cas, une électrode ou baguette de soudure suivant l'invention, est particulièrement utile, pour effectuer le dépôt de métal fondu dans un moule, tel qu'un moule en graphite, en vue de constituer une petite pièce coulée.
Il va de soi que, lorsque l'invention est appliquée conjointement avec le procédé de soudure par l'arc métallique susmentionné, l'électrode se comporte réellement à la façon d'une électrode aussi bien que d'une baguette de soudure et que, lorsqu'elle est appliquée conjointement avec le procédé de soudure à l'arc au carbone ou le procédé oxyacétylénique, tous deux déjà mentionnés, l'électrode se comporte à la façon d'une baguette de soudure, mais non réellement à la façon d'une électrode, bien que les baguettes de soudure de ce genre soient souvent désignées sous l'appellation d'électrodes.
Par l'application d'une électrode ou baguette de soudure suivant l'invention, et comme précédemment décrit, on a constaté qu'on peut effectuer le dépôt de métaux ou alliages, en vue de la soudure ou d'autres usages, d'une façon beaucoup plus satisfaisante et plus rapide que jusqu'à ce jour, le mélange à l'état finement divisé, susmentionné
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de métaux et/ou d'alliages et/ou d'autres matières finement divisées déjà mentionnées (selon les besoins du travail) @ provoquant apparemment des réactions métallurgiques et/ou chimiques qui réalisent un tel dépôt d'une façon beaucoup plus satisfaisante et plus rapide.
Il y a lieu de mentionner qu'il était déjà connu d'utiliser une brasure composée de métal et d'un décapant renfermé à l'intérieur de plis longitudinaux ou parois laté- rales du dit métal, mais la présente invention se distingue nettement de ce procédé connu.