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La présente invention est relative au type d'électrode de soudure à l'arc, qui comprend un noyau en:forme de fil réalisé en un alliage de nickel-chrome et recouvert. d'un revêtement de fondant, le noyau contenant 10 à 25 % de chrome, 0 à 20 % defer et au moins 50 % de nickel, avec ou sans autres constituants.
Suivant l'invention, l'électrode contient, par rapport à son poids, 1,5 à 5 % de niobium, 0,5 à 7 % de molybdène et 0,75 à 4 % de manganèse. L'un quelconque de ces trois éléments peut être
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présent totalement dans le noyau, ou totalement dans le fondant, ou partiellement dans le noyau et partiellement dans le fondant, et' ils peuvent être introduits sous toute forme convenable.
Le niobium peut être remplacé en partie par du tantale La plupart des sources commerciales de niobium contiennent habituel- lement du tantale, et dans la présente description, le mot " nio- bium " est utilisé pour désigner à la fois le niobium et le tantale
L'avantage particulier obtenu par la combinaison de molybdène, de niobium et de manganèse est la réduction ou l'élimi- nation du fendillement à chaud qui se rencontre ordinairement lors- qu'une soudure est diluée avec du fer.
La composition du revêtement de fondant est une carac- téristique importante en vue de l'obtention des meilleurs résultats On connaît de nombreux revêtements de fondant et il est difficile ou même impossible de prédire l'effet de la variation du revête- ment sur le fonctionnement de l'électrode. Le revêtement préféré suivant l'invention contient 30 à 50 % de carbonate de calcium, 15 à 35 % de cryolithe, 5 à 15 % de silicate de calcium et un li- ant de. silicate. Dans ce revêtement, la cryolithe (fluorure double de sodium et d'aluminium) est présente au lieu du fluorure de cal- cium contenu dans certains revêtements connus. La cryolithe produit une bonne action de fondant et aide à produire des soudures saines mais elle tend à diminuer la stabilité de l'arc.
Cette stabilité est accrue en augmentant la concentration de l'ion calcium et, par conséquent, la teneur de carbonate de calcium dans ce revêtement préféré est supérieuxe à ce qui est habituel et, en outre, du sili- cate de calcium est présent. Le silicate de calcium permet plus facilement le fonctionnement de l'électrode dans les soudures aé- riennes, partiellement parce que la scorie est produite de façon plus satisfaisante lorsque du silicate de calcium est présent.
Le revêtement contient,de préférence, les trois consti- tuants cités, en des quantités suivantes : 35 à 45 % de carbonate de calcium, 20 à 30 % de cryolithe et 6 à 10 il de silicate de cal-
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cium, en poids du revêtement.
Un revêtement de fondant (doit habituelle:,lent être sé- ché ,et cuit après application à un noyau. Un liant de silicate est utilisé pour procurer un revêtement durable et dur après séchage et cuisson. Ce liant de silicate peut être une solution de silica- te de sodium ou de silicate de potassium ou des deux. D'autres ty- pes de liant ont été trouvés moins satisfaisants. Par exemple, un lant de dextrine, tel qu'utilisé dans certaines électrodes con- nues, donne un revêtement qui n'est pas dur et durable, spéciale- ment lorsque l'électrode est cuite à une température suffisamment élevée pour assurer que les soudures seront saines à la radiogra- phie.
Un liant convenable contient 10 à 20 % (en poids du fondant sec) d'une solution aqueuse de silicate d'environ 42 Bé @ et 1,5 à 3 %'(en poids du fondant sec) d'une solution de sucre in- verti d'environ 43 Bé.
Après application au noyau par extrusion, le revête- ment peut être séché et.cuit par un chauffage progressif jusqu'à 315 0,et maintenu à cette température pendant deux heures.
Le revêtement de fondant peut avantageusement contenir également du carbonate de lithium en une quantité n'excédent pas 1 % du revêtement en poids. Ceci facilite grandement l'enlèvement de la sourie.
Le revêtement de fondant contient, de préférence aussi, de la bentonite en une quantité n'excédant pas 5 % du revêtement .en poids. La présence de cette argile colloïdale améliore grande- ment l'aptitude à l'extrusion du fondant.
Il est très commode dans la pratique industrielle de réaliser l'électrode d'une couleur particulière pour lui permettre d'être facilement identifiée et, dans ce but, le revêtement de fon- dant peut contenir 3 à 8 ,le d'oxyde de chrome en poids du revêtement
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Cet oxyde colore l'électrode en vert sans produire d'effet préju- diciable sur les caractéristiques avantageuses de l'électrode.
La composition de base de l'alliage du noyau peut .être de 80 % de nickel et 20 % de chrome, mais l'invention est spéciale- ment applicable aux noyaux ayant la composition de base : 14 à 17% de chrome, 5 à 10 % de fer et au moins 70 % de nickel.
Il est commode d'inclure dans le noyau une certaine quantité de niobium, par exemple 2 µ1, et une quantité de manganèse telle que couramment présente comme élément accidentel dans les alliages de nickel et de chrome, et d'introduire tout le molybdène et le restant du niobium et du manganèse dans le revêtement, mais comme indiqué ci-avant,,la manière suivant laquelle ces trois élé- ments sont répartis entre le noyau et le revêtement peut varier largement.
Le noyau peut contenir d'autres éléments, et en parti- culier du titane jusqu'à, par exemple,0,5 %, du magnésium jusqu'à, par exemple.,0,08 %, du silicium jusqu'à, par exemple, 0,75 % et du carbone jusqu'à, par exemple, 0,15 %. Il contiendra aussi habituel- lement des impuretés et des désoxydants résiduaires.
Les alliages de chrome-nickel sont généralement désoxy- dés avec de l'aluminium, et la teneur en aluminium résiduaire est souvent de 0,25 à 0,3 %. On a trouvé que si le métal de soudure est sévèrement contenu pendant qu'il se solidifie et se refroidit, par exemple pour que les parties qui sont soudées ne puissent su- bir aucun déplacement relatif, la tendance à un fendillement à chaud dans le métal de soudure à l'interface entre ce métal et le métal qui subit la soudure augmente avec un accroissement de la teneur en aluminium résiduaire. Pour cette raison, il est désirable de maintenir la teneur en aluminium aussi basse que possible, et de réduire ou d'éliminer ainsi la quantité qui se présente si l'élec- trode est utilisée pour la soudure de pièces qui sont pratiquement tout à fait contenues.
C'est ainsi que la teneur d'aluminium est,
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de préférence , inférieure à 0,12 % et, si possible, inférieure à 0,06 %.
Le noyau et le revêtement de fondant peuvent être 'com- modement proportionnés de manière que le revêtement de fondant
EMI5.1
constitue de 15 '/-' à ;5 7a au poids de l'électrode revêtue.
Deux exemples d'électrodes suivant l'invention sont les suivants.
EMI5.2
il1 o y a u Revêtement de fondant
EMI5.3
<tb> Elément <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> Ingrédient <SEP> en <SEP> poids <SEP> des <SEP> in-
<tb>
<tb> du <SEP> noyau <SEP> grédients <SEP> secs
<tb>
EMI5.4
------------------------------------------------------------------ Electrode A
EMI5.5
<tb> Chrome <SEP> 15 <SEP> Carbonate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 38
<tb>
<tb> Fer <SEP> 8 <SEP> Cryolithe <SEP> 23
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 0,25 <SEP> Silicate <SEP> de <SEP> calcium
<tb>
EMI5.6
Silicium i 0,2 l"erre-manganèse (5 o) -9
EMI5.7
<tb> Carbone <SEP> 0,05 <SEP> Ferro-molybdène <SEP> (60 <SEP> %) <SEP> 5,25
<tb>
<tb>
<tb> Titane <SEP> 0,2 <SEP> Ferre-niobium <SEP> (50 <SEP> %) <SEP> 9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aluminium <SEP> 0,
05 <SEP> Carbonate <SEP> de <SEP> lithium <SEP> 0,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnésium <SEP> 0,03 <SEP> Bentonite <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Niobium <SEP> 2 <SEP> Oxyde <SEP> de <SEP> chrome <SEP> 4,25
<tb>
EMI5.8
1,molybdène
EMI5.9
<tb> Nickel <SEP> et <SEP> impu-
<tb>
<tb> retés <SEP> le <SEP> reste <SEP> '
<tb>
EMI5.10
ïJ 0 Y a u- Keyetement de fondant
EMI5.11
<tb> Elément <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> Ingrédient <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> des
<tb>
<tb> du <SEP> noyau <SEP> ingrédients <SEP> secs
<tb>
<tb>
Electrode B
EMI5.12
<tb> Chrome <SEP> 16 <SEP> Carbonate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 41,25 <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fer <SEP> 7,5 <SEP> Cryolithe <SEP> 24,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 1,
04 <SEP> Silicate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicium <SEP> 0,43 <SEP> Ferro-manganèse <SEP> (85 <SEP> %) <SEP> 9
<tb>
EMI5.13
Carbone 0, 05 Ferro-molybdène (60 ,,) 0 Titane 0,01 Ferro-nioblum (50 )1) 9
EMI5.14
<tb> Aluminium <SEP> <0,01 <SEP> Carbonate <SEP> de <SEP> lithium <SEP> 0,5
<tb> Magnésium <SEP> 0,036 <SEP> Bentonite <SEP> 3
<tb>
EMI5.15
Niobium ,2 Oxyde de chrome J.., 25
EMI5.16
<tb> molybdène <SEP> 1,56
<tb> Nickel <SEP> et <SEP> inipuretés <SEP> le <SEP> reste
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
Le liant pour les deux électrodes A et B est le sui- vant :
EMI6.1
<tb> Ingrédient <SEP> ¯¯µ1¯en <SEP> poids <SEP> du <SEP> fondant <SEP> sec
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solution <SEP> de <SEP> silicate <SEP> de <SEP> sodium
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (42 <SEP> Bé) <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solution <SEP> de <SEP> sucre <SEP> inverti
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (43 <SEP> Bé) <SEP> 2,5
<tb>
Avec l'une ou l'autre de.ces électrodes, le métal de soudure déposé, s'il n'est pas dilué par le métal qui est soudé, peut être considéré comme ayant à peu près la composition suivante.
EMI6.2
<tb>
Eléments <SEP> Pourcentage
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 14
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fer <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molybdène <SEP> 0,75
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Niobium <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> 1,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicium <SEP> 0,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbone <SEP> 0,05
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Titane <SEP> 0,02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnésium <SEP> <0,01
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aluminium <SEP> 0,02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nickel <SEP> et <SEP> impuretés' <SEP> le <SEP> restant
<tb>
Les électrodes A et B peuvent être utilisées pour don- ner des résultats très favorables dans la soudure d'acier inoxyda- ble à de l'acier doux ou dans la soudure de divers alliages, tels que des alliages de fer-chrome-molybdène-manganèse, des alliages de nickel-molybdène-chrome-tungstène-fer,
des alliages de nickel- cuivre et des alliages de nickel-chrome-fer, à de l'acier doux ou à d'autres alliages.
L'aptitude des dépôts de soudure produits par les é- lectrodes A et B à résister aux fendillements à chaud en dépit d'une dilution importante du métal de soudure par le fer est mon- trée par des tests d'une nature très rigoureuse. Dans ces tests, de petites plaques d'acier doux contenues en étant fixées à des plaques de montage d'acier doux plus grandes étaient réunies en
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deposant des gouttes de soudure grâce aux électrodes. La dilution moyenne par le fer dans la première couche de gouttes de soudure était d'environ 25 %.
Les pertes étaient usinées, polies et cor- rodées, et ensuite examinées pour déterminer le degré de fendille- ment près de l'interface entre le métal de soudure et les plaques d'acier. -Il n'y avait pas de fendillement dans la soudure réalisée avec l'électrode B et très peu de fendillement dans la soudure réa- lisee avec l'électrode A.
Pour des raisons de comparaison, trois électrodes con- nues étaient soumises aux mêmes tests. La première électrode avait un noyau en forme de fil semblable à celui de l'électrode A, sauf qu'elle ne contenait pas de niobium, et un revêtement de fondant contenant des quantités de niobium et de molybdène, qui étaient inconnues mais qui étaient sans doute inférieures à celles requi- ses par la présente invention, car le métal de soudure déposé.con- tenait 0,42 % de niobium, 0,4 % de molybdène, 0,27 % de silicium, 0,12 % de carbone et 0,02 % de soufre, et était pratiquement exempt d'aluminium, de titane et de magnésium. Le fendillement dans ce métal de soudure était très important.
La seconde électrode connue avait le même noyau que la première et un revêtement également de composition inconnue. Le métal de soudure déposé contenait environ 28 % de fer, 0,06 % de molybdène, 0,76 % de niobium, 1 % de manganèse, (),où % de carbone et 0,28 % de silicium. De façon évidente, le revêtement contenait de nouveau moins de molybdène que celui nécessaire suivant l'inven tion. Le fendillement dans ce métal de soudure était modéré.
La troisième électrode connue avait un noyau pratique- ment identique à celui de l'électrode A, sauf que la teneur en alu- minium était de 0,2 % . Le revêtement de fondant de cette électrode contenait 45,75 de carbonate de calcium, 28 % de cryolithe, 10% de silicate de calcium, 3 % de Terro-manganèse (85 %), 10% de ferro-niobiurn (50 %), 0,25 % de carbonate de lithium et 3 % de ben- tonite, la liaison comprenant 15 % d'une solution de silicate de
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sodium (42 Bé) et 2,5 % de solution de sucre inverti. Le métal de soudure déposé contenait 37 % de fer, 0,3 % de silicium, 1,8 % de niobium, 0,09 % de carbone et 0,76 % de manganèse, et pratiquément pas de molybdène, de titane, d'aluminium ou de magnésium.
Le fendil- lement dans ce métal de soudure était sévère.
L'importance du réglage de la teneur en aluminium est montrée par des tests similaires qui sont tous réalisés avec des électrodes ayant le même revêtement que l'électrode A et ayant des- noyaux contenant tous environ 16 % de chrome, 2 % de niobium, 0,4% de manganèse, 0,2 )0 'de titane, 0, 08 % de magnésium, 0,07 % de car- bone et 0,35 % de silicium, le restant étant pratiquement consti- tué entièrement de nickel, et contenant différentes teneurs dtalu- minium.
Les résultats étaient les suivants.
EMI8.1
<tb>
Teneur <SEP> approximative <SEP> d'aluminium <SEP> Fendillement <SEP> près <SEP> de
<tb> dans <SEP> le <SEP> noyau <SEP> (% <SEP> en <SEP> poids) <SEP> l'interface
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,15 <SEP> sévère
<tb>
<tb> 0,09 <SEP> modéré
<tb> 0,06 <SEP> modéré
<tb>
<tb> 0,03 <SEP> léger
<tb>
<tb> 0,01 <SEP> très <SEP> léger
<tb>
<tb> 0,005 <SEP> très <SEP> léger
<tb>
REVENDICATIONS
1.
Une électrode de soudure à l'arc, comprenant un noyau formé d'un fil d'un alliage de nickel-chrome, recouvert d'un revêtement de fondant, le noyau contenant 10 à 25 % de chrome, 0 à 20 % de fer et au moins 50 % de nickel, avec ou sans autres constituants, cette electrode contenant, par rapport à son poids, 1,5 à 5 % de niobium, U,5 à 7 % de molybdène et 0,75 à 4 % de manganèse.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to the type of arc welding electrode, which comprises a core in the form of a wire made of a nickel-chromium alloy and covered. of a flux coating, the core containing 10 to 25% chromium, 0 to 20% iron and at least 50% nickel, with or without other constituents.
According to the invention, the electrode contains, relative to its weight, 1.5 to 5% niobium, 0.5 to 7% molybdenum and 0.75 to 4% manganese. Any of these three elements can be
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present wholly in the core, or wholly in the flux, or partly in the core and partly in the flux, and they can be introduced in any suitable form.
Niobium can be partially replaced by tantalum Most commercial sources of niobium usually contain tantalum, and in this specification the word "niobium" is used to refer to both niobium and tantalum.
The particular advantage obtained by the combination of molybdenum, niobium and manganese is the reduction or elimination of hot cracking which is ordinarily encountered when a weld is thinned with iron.
The composition of the flux coating is an important characteristic for obtaining the best results. Many flux coatings are known and it is difficult or even impossible to predict the effect of varying the coating on operation. of the electrode. The preferred coating according to the invention contains 30 to 50% calcium carbonate, 15 to 35% cryolite, 5 to 15% calcium silicate and a binder of. silicate. In this coating, cryolite (double fluoride of sodium and aluminum) is present instead of the calcium fluoride contained in some known coatings. Cryolite produces a good fluxing action and helps produce sound welds, but it tends to decrease the stability of the arc.
This stability is increased by increasing the concentration of the calcium ion, and therefore the content of calcium carbonate in this preferred coating is higher than usual and furthermore calcium silicate is present. Calcium silicate makes electrode operation easier in overhead welds, in part because slag is produced more satisfactorily when calcium silicate is present.
The coating preferably contains the three listed components in the following amounts: 35-45% calcium carbonate, 20-30% cryolite and 6-10% calcium silicate.
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cium, by weight of the coating.
A coating of fondant (usually should be slow dried, and cured after application to a core. A silicate binder is used to provide a durable and hard coating after drying and baking. This silicate binder can be a solution of sodium silica or potassium silicate or both. Other types of binder have been found to be less satisfactory. For example, a dextrin lant, as used in some known electrodes, provides a coating. which is not hard and durable, especially when the electrode is fired at a temperature high enough to ensure that the welds will be radiographically sound.
A suitable binder contains 10 to 20% (by weight of dry flux) of an aqueous silicate solution of about 42 Bé® and 1.5 to 3% (by weight of dry flux) of an aqueous solution of sugar. - verti of approximately 43 Bé.
After application to the core by extrusion, the coating can be dried and cured by gradual heating to 315 0, and maintained at this temperature for two hours.
The flux coating may advantageously also contain lithium carbonate in an amount not exceeding 1% of the coating by weight. This greatly facilitates the removal of the mouse.
The flux coating also preferably contains bentonite in an amount not exceeding 5% of the coating by weight. The presence of this colloidal clay greatly improves the extrusionability of the flux.
It is very convenient in industrial practice to make the electrode a particular color to enable it to be easily identified, and for this purpose the flux coating may contain 3 to 8 chromium oxide. by coating weight
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This oxide colors the electrode green without producing a detrimental effect on the advantageous characteristics of the electrode.
The basic composition of the core alloy may be 80% nickel and 20% chromium, but the invention is especially applicable to cores having the basic composition: 14 to 17% chromium, 5 to 10% iron and at least 70% nickel.
It is convenient to include in the nucleus a certain amount of niobium, for example 2 µ1, and an amount of manganese such as commonly present as an accidental element in alloys of nickel and chromium, and to introduce all the molybdenum and the remaining niobium and manganese in the coating, but as noted above, the manner in which these three elements are distributed between the core and the coating can vary widely.
The core may contain other elements, and in particular titanium up to, for example, 0.5%, magnesium up to, for example, 0.08%, silicon up to, for example. example, 0.75% and carbon up to, for example, 0.15%. It will also usually contain impurities and residual deoxidizers.
Chromium-nickel alloys are generally deoxidized with aluminum, and the residual aluminum content is often 0.25-0.3%. It has been found that if the weld metal is severely contained as it solidifies and cools, for example so that the parts which are welded cannot undergo any relative displacement, the tendency for hot cracking in the metal weld at the interface between this metal and the metal which is welded increases with an increase in the residual aluminum content. For this reason, it is desirable to keep the aluminum content as low as possible, and thus reduce or eliminate the amount which occurs if the electrode is used for welding parts which are almost entirely. contained.
This is how the aluminum content is,
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preferably less than 0.12% and, if possible, less than 0.06%.
The core and the flux coating can be suitably proportioned so that the flux coating
EMI5.1
constitutes from 15% to 5% to the weight of the coated electrode.
Two examples of electrodes according to the invention are as follows.
EMI5.2
there is a fondant coating
EMI5.3
<tb> Element <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> Ingredient <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> in
<tb>
<tb> of the <SEP> core <SEP> dry <SEP> ingredients
<tb>
EMI5.4
-------------------------------------------------- ---------------- Electrode A
EMI5.5
<tb> Chromium <SEP> 15 <SEP> Carbonate <SEP> of <SEP> calcium <SEP> 38
<tb>
<tb> Iron <SEP> 8 <SEP> Cryolite <SEP> 23
<tb>
<tb> Manganese <SEP> 0.25 <SEP> Silicate <SEP> of <SEP> calcium
<tb>
EMI5.6
Silicon i 0.2 l "erre-manganese (5 o) -9
EMI5.7
<tb> Carbon <SEP> 0.05 <SEP> Ferro-molybdenum <SEP> (60 <SEP>%) <SEP> 5.25
<tb>
<tb>
<tb> Titanium <SEP> 0.2 <SEP> Ferre-niobium <SEP> (50 <SEP>%) <SEP> 9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aluminum <SEP> 0,
05 <SEP> Carbonate <SEP> of <SEP> lithium <SEP> 0.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnesium <SEP> 0.03 <SEP> Bentonite <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Niobium <SEP> 2 <SEP> Chromium <SEP> <SEP> oxide <SEP> 4.25
<tb>
EMI5.8
1, molybdenum
EMI5.9
<tb> Nickel <SEP> and <SEP> impu-
<tb>
<tb> retés <SEP> the <SEP> remains <SEP> '
<tb>
EMI5.10
ïJ 0 Y has u- Keyetement of fondant
EMI5.11
<tb> Element <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> Ingredient <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of
<tb>
<tb> of the <SEP> core <SEP> dry <SEP> ingredients
<tb>
<tb>
Electrode B
EMI5.12
<tb> Chromium <SEP> 16 <SEP> Carbonate <SEP> of <SEP> calcium <SEP> 41.25 <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Iron <SEP> 7.5 <SEP> Cryolite <SEP> 24,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganese <SEP> 1,
04 <SEP> Silicate <SEP> of <SEP> calcium <SEP> 9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicon <SEP> 0.43 <SEP> Ferro-manganese <SEP> (85 <SEP>%) <SEP> 9
<tb>
EMI5.13
Carbon 0.05 Ferro-molybdenum (60 ,,) 0 Titanium 0.01 Ferro-nioblum (50) 1) 9
EMI5.14
<tb> Aluminum <SEP> <0.01 <SEP> Carbonate <SEP> of <SEP> lithium <SEP> 0.5
<tb> Magnesium <SEP> 0.036 <SEP> Bentonite <SEP> 3
<tb>
EMI5.15
Niobium, 2 Chromium oxide J .., 25
EMI5.16
<tb> molybdenum <SEP> 1.56
<tb> Nickel <SEP> and <SEP> impurities <SEP> the <SEP> remains
<tb>
<Desc / Clms Page number 6>
The binder for the two electrodes A and B is as follows:
EMI6.1
<tb> Ingredient <SEP> ¯¯µ1¯in <SEP> weight <SEP> of the <SEP> melting <SEP> dry
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solution <SEP> of <SEP> sodium <SEP> silicate <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (42 <SEP> Be) <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solution <SEP> of <SEP> invert <SEP> sugar
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (43 <SEP> Be) <SEP> 2.5
<tb>
With either of these electrodes, the weld metal deposited, if not diluted by the metal being welded, can be considered to have approximately the following composition.
EMI6.2
<tb>
Elements <SEP> Percentage
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 14
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Iron <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molybdenum <SEP> 0.75
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Niobium <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Manganese <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicon <SEP> 0.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbon <SEP> 0.05
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Titanium <SEP> 0.02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnesium <SEP> <0.01
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aluminum <SEP> 0.02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nickel <SEP> and <SEP> impurities' <SEP> the remaining <SEP>
<tb>
Electrodes A and B can be used to give very favorable results in welding stainless steel to mild steel or in welding various alloys, such as iron-chromium-molybdenum alloys. manganese, nickel-molybdenum-chromium-tungsten-iron alloys,
from nickel-copper alloys and nickel-chromium-iron alloys, to mild steel or other alloys.
The ability of the weld deposits produced by electrodes A and B to resist hot cracking despite substantial dilution of the weld metal by iron is demonstrated by tests of a very rigorous nature. In these tests, small mild steel plates contained by being attached to larger mild steel mounting plates were brought together in
<Desc / Clms Page number 7>
depositing drops of solder thanks to the electrodes. The average dilution by iron in the first layer of solder drops was about 25%.
The losses were machined, polished and corroded, and then examined to determine the degree of cracking near the interface between the weld metal and the steel plates. -There was no cracking in the weld made with electrode B and very little cracking in the weld made with electrode A.
For the sake of comparison, three known electrodes were subjected to the same tests. The first electrode had a wire-shaped core similar to that of Electrode A, except that it did not contain niobium, and a coating of flux containing amounts of niobium and molybdenum, which were unknown but were free. doubt less than those required by the present invention, because the weld metal deposited contained 0.42% niobium, 0.4% molybdenum, 0.27% silicon, 0.12% carbon and 0.02% sulfur, and was substantially free of aluminum, titanium and magnesium. The cracking in this weld metal was very important.
The second known electrode had the same core as the first and also a coating of unknown composition. The weld metal deposited contained approximately 28% iron, 0.06% molybdenum, 0.76% niobium, 1% manganese, (), where% carbon and 0.28% silicon. Obviously, the coating again contained less molybdenum than required according to the invention. The cracking in this weld metal was moderate.
The third known electrode had a core substantially the same as that of electrode A except that the aluminum content was 0.2%. The flux coating of this electrode contained 45.75 calcium carbonate, 28% cryolite, 10% calcium silicate, 3% terro-manganese (85%), 10% ferro-niobiurn (50%), 0.25% lithium carbonate and 3% benzonite, the bond comprising 15% of a silicate solution of
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sodium (42 Bé) and 2.5% invert sugar solution. The weld metal deposited contained 37% iron, 0.3% silicon, 1.8% niobium, 0.09% carbon and 0.76% manganese, and virtually no molybdenum, titanium, aluminum or magnesium.
The cracking in this weld metal was severe.
The importance of adjusting the aluminum content is shown by similar tests which are all performed with electrodes having the same coating as electrode A and having cores all containing about 16% chromium, 2% niobium, 0.4% manganese, 0.2) 0 'titanium, 0.08% magnesium, 0.07% carbon and 0.35% silicon, the remainder being practically entirely nickel, and containing different levels of aluminum.
The results were as follows.
EMI8.1
<tb>
Approximate <SEP> content <SEP> of aluminum <SEP> Cracking <SEP> near <SEP> of
<tb> in <SEP> the <SEP> kernel <SEP> (% <SEP> in <SEP> weight) <SEP> interface
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0.15 <SEP> severe
<tb>
<tb> 0.09 <SEP> moderate
<tb> 0.06 <SEP> moderate
<tb>
<tb> 0.03 <SEP> light
<tb>
<tb> 0.01 <SEP> very <SEP> light
<tb>
<tb> 0.005 <SEP> very <SEP> light
<tb>
CLAIMS
1.
An arc welding electrode, comprising a core formed of a wire of a nickel-chromium alloy, covered with a coating of flux, the core containing 10 to 25% chromium, 0 to 20% iron and at least 50% nickel, with or without other constituents, this electrode containing, relative to its weight, 1.5 to 5% niobium, U, 5 to 7% molybdenum and 0.75 to 4% manganese .
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