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Publication number: BE557933A
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Description


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   La présente invention est relative à un. procédé et à des élec- trodes pour la soudure à l'arc électrique de matières   ferreuses.   



   L'on a utilisé depuis de nombreuses années, pour la soudure de matières ferreuses, des électrodes ayant une âme filiforme entourée par une couche de recouvrement dite de flux et une large gamme de différentes compositions de recouvrement a été utilisée pour donner un choix d'électrodes adaptées chacune particulièrement à des matiè- res à souder déterminées dans des conditions déterminées, non seule- ment de courant mais également de position.

   Des électrodes ayant une composition de recouvrement contenant une forte   propotion   de 

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 matières basiques, par exemple du fluorure de calcium, déposent, même sous de fortes densités de courant, une matière de soudure ayant de bonnes propriétés mécaniques, mais de telles'électrodes se sont révélées ne convenir, sous de   fortes   densités de courant, que pour souder dans une position pratiquement plane.

   D'autre part, des électrodes ayant un recouvrement contenant une forte proportion de matières rutiles se sont révélées mieux adaptées pour la soudure en position non plane, en position de condon horizontal/vertical par exemple, mais à moins que la densité de courant ne soit sévère- ment limitée, il s'est révélé que les propriétés mécaniques du métal de soudure déposé par ces électrodes sont relativement mauvaise 
Il a été découvert que si une électrode de soudure ayant un re- couvrement de composition en majeure partie rutile mais contenant une faible proportion de matière basique et fabriquée de façon à contenir un minimum d'hydrogène résiduel, est utilisée conjointement avec un écran d'anhydride carbonique afin d'exclure l'atmosphère de le zone de soudure et de façon à réduire la concentration   d'hydrogène   résiduel.

   dans l'arc, l'on peut déposer un métal de soudure ayant de bonnes propriétés mécaniques sous une forte densité de courant et, en outre, la position de soudure n'est pas limitée à une soudure dans un plan horizontal. 



   Suivant un aspect de la présente invention, un procédé pour sou- der à l'arc électrique des matières ferreuses comprend l'établissemen d'un arc électrique entre une pièce de ladite matière et une électro- de recouverte ayant une âme de matière ferreuse munie d'un recouvre- ment contenant une proportion nettement plus forte de matière rutile que de matière "basique", en plus d'une matière désoxydante et la protection de l'arc et de la zone de soudure par rapport à l'atmosphé- re au moyen d'un écran d'un gaz constitué essentiellement-par de l'anhydride carbonique..Des matières de flux autres que des matières rutiles ou basiques peuvent être utilisées.

   L'expression "un gaz constitué essentiellement par de l'anhydride carbonique" tel qu'uti- 

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   lisé?dans   le présent brevet doit être considéré comme indiquant un gaz contenant au moins 80 % en volume d'anhydride carbonique,, De l'oxyde de carbone, des hydrocarbures gazeux, de l'azote ou des gaz monoatomiques tels que l'argon ou un faible pourcentage d'oxy- gène peuvent également être présents, soit   is.olément,   soit en mélange. 



  Il faut entendre, par une proportion nettement plus importante de matière rutile que celle de matière basique, dans le sens du présent brevet, que le poids de matière rutile est d'au moins 50 % supérieur au poids de matière basique. 



   Le terme "basique" utilisé dans le présent brevet signifie des matières minérales telles   que;, par     exempleydu   carbonate de calcium dans l'une de ses diverses formes, par exemple de la pierre calcaire, des carbonates de magnésium et d'autres carbonates qui sont "basiques" dans le sens du terme tel qu'utilisé normalement pour des recouvrement d'électrodes et il englobe des matières telles que le fluorure de calcium et d'autres fluorures de métaux et mélanges de fluorures ap- paraissant dans des minéraux utilisés couramment dans la fabrication de recouvrement de flux pour des électrodes   métalli ques.   Dans la tech- nique de la fabrication d'électrodes de soudure,

   ces matières "basi- ques" sont opposées à des matières essentiellement rutiles qui sont constituées par des oxydes de   titane'   ou de minéraux, tels que par exemple de 1'ilménite,qui contiennent une forte proportion de dioxyde de titane associée à d'autres composés. Etant donné qu'un silicate de zirconium peut être utilisé pour remplacer partiellement les oxydes de titane, cette matière doit être considérée comme une matière rutile dans les buts de la présente invention lorsqu'elle est utilisée conjointement avec xxnn des oxydes de titane dans le recouvrement. 



   Sous son aspect le plus large, la présente invention procure un procédé de soudure à l'arc électrique de matière ferreuse qui comprend l'établissement d'un arc électrique entre une pièce de ladite matière et une électrode recouverte ayant une âme munie d'un recouvrement contenant des matières de flux et/ou désoxydanteset la protection 

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 de l'arc et de la zone de soudure par rapport   à l'atmosphère   au moyen d'un gaz constitué essentiellement par de   l'anydrmde   carbonique. 



   La présente invention comprend également des électrodes de sou- dure prévues pour une soudure suivant les procédés exposés ci-avant et qui comprennent une âme filiforme en matière ferreuse munie d'un recouvrement contenant une proportion de matière rutile nettement supérieure à celle de matière basique, en plus de   matière5désoxydantes   et de flux. La proportion de matière rutile peut être comprise entre 65 et 20 % en poids de la composition de recouvrement.. 



   Les compositions de recouvrement peuvent également contenir des poudres métalliques, telles que par exemple de la poudre de fer et, si on le désire, elles peuvent contenir une faible proportion de ma- tières destinée à faciliter l'extrusion de la composition de recou- vrement. Après l'application de la composition de recouvrement sur le fil d'âme, il est très désirable que l'électrode recouverte soit cuite à une température suffisamment élevée afin d'éliminer l'eau libre qui peut être contenue dans des silicates ou d'autres liants ou dans les minéraux faisant partie de la composition de recouvrement. 



  L'élimination de   cette   eau diminue fortement la teneur en hydrogène du métal de soudure déposé. Afin de faciliter la retenue de la compo- sition de recouvrement sur l'électrode, le fil d'âme peut être entou- ré par un ou des fils enroulés en hélice en une ou plusieurs couches ce ou ces fils étant en contact électrique avec le fil d'âme et étant exposés à travers la surface du recouvrement sur une partie au moins de leur longueur, afin d'établir une voie pour le passage du courant électrique vers le fil d'âme. 



   L'invention peut être appliquée à de courtes longueurs d'élec- trodes de soudure telles qu'utilisées normalement pour la soudure à la main et dans lesquelles la connexion électrique avec le fil d'âme est normalement effectuée à une extrémité de l'électroden mais l'in- vention est particulièrement applicable à des électrodes continues enroulables prévues pour la soudure automatique ou   semi-automatque'.   

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 et pour une utilisation sous des densités de courant de 1.'ordre de   40.000   ampères par pouce carré. Il faut toutefois remarquer que de courtes   longueurs   d'électrodes de soudure suivant l'invention peuvent être accouplées bout à bout àfin de former une électrode continue. 



   Avec des électrodes continues   recouvertes   de flux, il est néces- saire d'amener le courant,électrique à partir d'un ou plusieurs orga- nes de contact jusqu'au fil d'âme pendant que l'électrode se- déplace dans une tête de soudure. Le contact avec le fil d'âme peut, si on le désire, être effectué par un ou plusieurs bords coupants pénétrant à travers le recouvrement lorsque l'électrode traverse la tête de soudure, mais de préférence l'électrode est munie d'une ou plusieurs couches de fil ou fils enroulés en contact électrique avec   l'âme.   



  La fil enroulé ou le fil enroulé extérieur lorsque plus d'une couche existe, est exposé à travers le recouvrement de flux afin d'établir un contact avec un ou des organes de contact lorsque .l'électrode traverse une tête de soudure. Une forme de construction d'électrode à enroulement réticulé telleque décrite dans le brevet britannique   584.299   est particulièrement convenable, et d'autres constructions comportant une ou plusieurs couches de fil enroulé constitué chacune par   un   ou plusieurs fils peuvent être utilisées. 



   Une construction d'électrode de soudure suivant la présente in- vention est représentée au dessin annexé qui représente schématique- électrode ment 1/   utilisé2'pour   déposer une couche de métal de soudure sur une pièce par le procédé suivant la présente invention. 



   D'après ce dessin, l'électrode de soudure continue est consti- tuée par un fil d'âme 1 entouré d'un réseau de fil', avec lequel il est en contact électrique et qui est constitué par une couche interne formés par quatre fils parallèles 2, 3, 4 et 5 enroulés en hélice au- tour du fil d'âme dans le sens des aiguilles d'une montre et par une couche extérieure formée par quatre autres fils   parallèles   6, 7,8 et 9, enroulés en hélice autour de la couche intérieure, dans le sans opposé à celui des aiguilles d'une montre. Les fils 6,7, 8 et 9 

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 s'étendent jus qu'à la surface de l'électrode et sont en contact élec- trique avec les fils 2,3, 4 et 5.

   Les interstices entre les fils des couches de mailles sont remplis par une matière de recouvrement 10 dont la composition répond à l'un des exemples exposés ci-après. 



  La composition de recouvrement comprend des matières désoxydantes et de flux et peut contenir des poudres métalliques telles que de la poudre de fer. 



     L'électrode   de soudure est agencée de façon à être amenée de façon continue par des moyens classiques, non représentés, à travers un ajutage 22 vers une pièce 11 et des moyens de contact classiques non représentés mais prévus pour venir en contact avec les ffils extérieurs 6, 7, 8 et 9 sont prévus afin d'amener le courant électri- que à l'électrode de soudure immédiatement avant l'ajutage 22, par l'intermédiaire du système réticulé jusqu'au fil d'âme 1. 



   En fonctionnement, un arc est établi entre l'électrode de soudure et la pièce 11 et l'électrode de soudure est amenée de façon continue, par l'intermédiaire,de l'ajutage 22, vers la pièce 11 afin de déposer une pièce 14 de.métal de soudure de la composition désirée. De l'anhy- dride carbonique est envoyé - autour de l'électrode par l'ajutage 22 vers la pièce 11 afin de circuler autour de l'électrode de soudure et de protéger l'arc de soudure, comme indiqué par les flèches. Le gaz de protection peut également donner une protection pour la zone de soudure par rapport à l'atmosphère ambiante au voisinage de l'arc. 



  'Les matières formant des scories contenues dans le recouvrement for- ment une couche protectrice 15 au-dessus du métal de soudure déposé 14, protégeant ce dernier d'un contact avec l'atmosphère pendant le refroidissement. En utilisant l'une des compositions de recouvrement indiquées dans les exemples ci-après, conjointement avec un écran d'anhydride carbonique, des conditions de soudure très stables sont obtenues conjointement avec un fini parfait de la soudure. En outre, le procédé   a. pour   résultat un dépôt de scories 15 qui peut être aisé- ment détaché. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   L'on se rendra compte que la construction de l'électrode utili- sée pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention peut être d'un type quelconque. Les fils enroulés 2,3,   4,   5,6, 7, 8 et 9 peuvent, par exemple, être éliminés de l'électrode représentée au dessin, de telle sorte que cette électrode serait constituée par un fil d'âme 1 comportant un recouvrement 10. 



   Un certain nombre d'exemples d'électrodes de soudure et de com- positions de recouvrement destinées à être utilisées pour la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention seront maintenant donnés à titre non limitatif. Dans chaque cas, l'électrode doit être cuite à une température suffisamment élevée afin de déshydrater for- tement le recouvrement si l'on doit déposer un métal de soudure ayant les meilleurs propriétés mécaniques. 



  Exemple 1. 



   Une électrode de soudure telle que décrite ci-avant en se réfé- rant au dessin annexé comporte un fil d'âme 1 et deux couches de fils 2, 3, 4, 5, 6, 7,8 et 9, tous en acier doux. La composition de recouvrement 10 introduite dans les espaces entre les fils comprend une proportion importante de matière rutile et une faible'proportion de matière basique. La matière rutile constitue entre 65 et. 20 % en poids de la composition et du fluorure de calcium (fluoridine) entix 0,5 et 20   %   en poids. La composition contient également des matières désoxydantes, telles que par exemple des alliages ferreux, dans une proportion pouvant atteindre entre 10 et 30   %   en poids.

   La composi- tion peut également comprendre une matière de formation de scories telle que du feldspath jusqu'à 30 % en poids et, si on le désire, de la poudre métallique, telle que de la poudre de fer, peut être   a-   joutée afin d'augmenter la masse de métal contenue dans l'électrode, de telle sorte qu'elle se trouve en rapport convenable avec la quan- tité de matières rutiles, basiques et autres contenues dans la composi- tion de recouvrement. Une telle électrode peut être utilisée pour la 

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 soudure d'acier doux ou d'acier d'alliage faible. 



  Exemple 2. 



   Une électrode de soudure essentiellement telle que décrite dans l'exemple 1 comprend un recouvrement dont la teneur en matière rutile se trouve entre 50 et 30 %, tandis que la teneur en fluorure est com-   entre prise / 1 et 10 exemple 3.    



   Une électrode de soudure ayant un fil d'âme qui peut, si on le désire, être muni d'un filet de fils l'entourant, est recouvert   dtune   composition comportant les éléments suivants : 
 EMI8.1 
 
<tb> Rutile <SEP> 46% <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 5% <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 15 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-manganse <SEP> 16 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Poudre <SEP> de <SEP> fer <SEP> 18,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Argile <SEP> bentonite <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids.
<tb> 
 



   Le but de l'addition d'argile est'de faciliter l'opération d'ex- trusion grâce à laquelle la composition de recouvrement est appliquée sur l'électrode. Le recouvrement est cuit à une température suffisam- ment forte pour déshydrater fortement ledit recouvrement. 



   Il a été découvert que le métal de soudure déposé sous un écran d'anhydride carbonique au moyen d'une électrode suivant l'exemple 3 possède des propriétés mécaniques, particulièrement d'allongement, qui sont comparables à celles obtenues en utilisant une électrode ayant un recouvrement essentiellement basique et une densité de cou- rant analogue, mais sans protection par de l'anhydride carbonique. 



  L'électrode suivant l'exemple 3   S'est   toutefois révélée convenable . pour une utilisation en soudure de cordon horizontal-vertical, tandis que l'électrode avec un recouvrement basique ne oonvenait que pour la soudure en position plane. 



  Exemple 4. 



   Une électrode pour la soudure d'acier doux oomporte un fil d'âme 

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 en acier doux entouré par des mailles constituées par deux couches de fil enroulées dans des directions opposées autour du fil d'âme. 



  Les fils formant les mailles sont en acier doux. Dans les interstices des mailles, l'on maintient un recouvrement ayant la composition sui- vante : 
 EMI9.1 
 
<tb> Rutile <SEP> 45-60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 4 <SEP> à <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> à <SEP> 24 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
De la poudre de fer peut être ajoutée afin d'obtenir un rapport métal/flux approprié dans l'électrode. 



   Les alliages ferreux peuvent comprendre jusqu'à 10 parties en poids de ferro-manganèse et le reste peut être constitué par du ferro-silicium, du ferro-aluminium, du ferro-titane et/ou d'autres alliages ferreux désoxydants. 



   Exemple 5. 



   Pour une électrode destinée à la soudure d'acier à faible allia- ge, par exemple d'acier contenant 1% de chrome et 0,5% de molybdène, la construction et le recouvrement d'électrode peuvent être tels que décrits ci-avant pour l'exemple 4, en ajoutant du ferro-ohrome et du ferro-molybdène à la composition de recouvrement. Par exemple, l'on peùt ajouter entre 5 et 10 parties en poids de ferro-chrome et environ deux parties en poids de ferro-molybdène aux matières mention- nées pour l'exemple 4. 



  Exemple 6. 



   La composition de recouvrement convenant le mieux dépend jusqu'à un certain point des conditions dans lesquelles la pièce doit être   doudée.   Par exemple, pour souder de l'acier doux avec des courants élevés de l'ordre par exemple de 800 ampères avec une électrode ayant un fil d'âme de 4,1 millimètre en position plane, l'on peut utiliser une électrode ayant un fil d'âme en acier doux et des fils d'acier doux enroulés autour de celui-ci de façon à former des mailles,   avec .   

 <Desc/Clms Page number 10> 

 une composition de recouvrement comprenant essentiellement les élé- ments suivants :

   
 EMI10.1 
 
<tb> Rutile <SEP> 20-60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 5-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 0-30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Argile <SEP> 0- <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
Alliage ferreux choisi   parmi(ferro-manganèse)   2-30 parties en poids (ferro-silicium) (ferro-titane) (ferro-aluminum) 
L'on peut en outre ajouter à la composition de recouvrement d'autres matières telles que, par exemple, de la poudre de fer, du   ferro-chrome,   du nickel ou du cuivre et, si on le désire, des matières destinées à stabiliser l'arc en augmentant l'émission ou l'ionisation, par exemple des carbonates de strontium ou de baryum.

   Si on le désire, des matières telles que du silicate de zirconium ou de l'ilménite peuvent être utilisées pour remplacer partiellement le rutile. L'on peut également ajouter de la silice. 



  Exemple 6A. 



   La composition de recouvrement peut contenir les ingrédients suivants, à titre d'exemple précis rentrant dans le cadre de l'exem- ple 6 : 
 EMI10.2 
 
<tb> Rutile <SEP> 50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-silicium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-titane <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> de
<tb> (de <SEP> préférence/potassium)
<tb> 
<tb> Argile <SEP> néant.
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 



  Exemple 7. 



   Pour une électrode destinée à souder de l'acier doux en position de soudure de cordon horizontal-vertical, le fil d'âme et les fils enroulés éventuels peuvent être en acier doux. La composition de re- couvrement peut essentiellement contenir les éléments suivants : 
 EMI11.1 
 
<tb> Rutile <SEP> 20-65 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 1-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 1- <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 2-30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 0-30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Argile <SEP> 0- <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids.
<tb> 
 



   D'autres matières peuvent être ajoutées à la composition de re- couvrement, comme mentionné dans l'exemple 6 ci-avant. 



  Exemple 7A. 



   Une composition typique de matière de recouvrement rentrant dans le cadre de l'exemple 7 est la suivante : 
 EMI11.2 
 
<tb> Rutile <SEP> 47 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 5 <SEP> 1/2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-zilicium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 (de préférence de potassium) 
Argile 1/4 partie en poids Exemple 8. 



   Pour la soudure d'un acier contenant de 4 à 6% de chrome et 0,5 % de molybdène, une électrode ayant une âme en fil d'acier doux' et deux couches de fil enroulé de même matière peut être recouverte avec la composition suivante : 
 EMI11.3 
 
<tb> Rutile <SEP> 35 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 
 EMI12.1 
 
<tb> Argile <SEP> néant
<tb> 
<tb> Ferro-manganése <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-silicium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-titane <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-chrome <SEP> 22 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 

  Ferro-molybdène <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
   Exemple 9,    
Une électrode destinée à déposer un métal de soudure contenant entre xx 2 et 3 % de nickel peut avoir un fil d'âme en acier doux et des fils enroulés en acier doux, comme mentionné   ci-avant.   Le fil d'ame est recouvert avec une composition ayant les ingrédients sui-   vants :

   :   
 EMI12.2 
 
<tb> Rutile <SEP> 50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Argile <SEP> néant
<tb> 
<tb> Poudre <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-silicium <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids.
<tb> 
 



  Exemple   10.   



   Pour déposer un métal de soudure ayant une teneur d'alliage relativement élevée, par exemple 14   % de   manganèse, une partie majeure de l'addition d'alliage peut être fournie par le fil d'âme. Par exem- ple, un fil d'âme ferreux contenant 14 % ou plus de manganèse peut être utilisé conjointement avec des fils enroulés en acier doux et avec des compositions de recouvrement telles que décrites pour les exemples 6 et 7. L'on se rendra compte que si des fils enroulés en acier doux sont utilisés conjointement avec un fil d'âme ayant appro- ximativement la composition du métal de soudure désiré, il sera   néces-     saire   d'ajouter des éléments   d'alliage à   la composition de recouvre- ment.

   L'élément d'alliage peut être du ferro-manganése par exemple.. 

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  Exemple 11. 



   Pour souder des aciers résistant à la corrosion du type   contenait   18   %   de chrome et 8 % de nickel, une électrode peut avoir un fil d'âme en alliage ferreux contenant 18   %   de chrome et 8 % de nickel et des couches interne et externe. de fils enroulés ayant la même composition. D'une autre façon, n'importe lequel des fils ou tous ceux-ci peuvent être en acier doux. Les fils peuvent comprendre du niobium.

   La composition de recouvrement peut être la suivante : 
 EMI13.1 
 
<tb> Rutile <SEP> 20-50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 8-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 5-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 0-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Poudre <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 5-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Ferro-niobium <SEP> 0-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Ferro-chrome <SEP> 10-25 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 Exemple 11A. 



   Dans un cas précis rentrant de le cadre de l'exemple 11, le recouvrement peut avoir la composition suivante : 
 EMI13.2 
 
<tb> Rutile <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Feldspath <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Ferro-chrome <SEP> 22 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Poudre <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 6 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
Ferro-niobium 10 parties en poids. 



   L'on remarquera que dans les électrodes suivant la présente in-' vention, le recouvrement contient une forte proportion de rutile qui peut être sous la forme de rutile minéral ou qui peut être contenu dans des minéraux avec des quantités importantes de titane. En outre, l'on préfère que le reoouvrement oontienne une faible proportion de fluorure de calcium et d'autres matières "basiques" telles que défi- nies ci-avant, ainsi   qu une   quantité importante d'alliage ferreux. 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 agissant en tant qu'agent désoxydant.

   Après le mélange de la   composi-   tion de recouvrement avec des liants appropriés afin de former une pâte, celle-ci est appliquée au fil d'âme recouvert de treillis de fil et est ensuite cuite afin d'éliminer l'eau en excès, réduisant ainsi à une faible valeur la quantité d'hydrogène contenue dans 1' électrode de soudure. Lorsque de telles électrodes sont utilisées conjointement avec un écran d'un gaz constitué essentiellement par de l'anhydride carbonique, il a été découvert que l'on peut effec- tuer des soudures avec d'excellentes propriétés mécaniques sous des courants très élevés qui peuvent, par exemple, être de l'ordre de 800 ampères appliquées à une électrode de   4,1   mm. avec pour résultat une densité de courant d'environ   40.000   ampères par pouce carré.

   Non seulement, la densité de courant admissible est nettement supérieure à celle qui s'était précédemment révélée possible- des électrodes ayant un recouvrement essentiellement de rutile mais en outre, malgré la forte densité de courant, le métal de soudure s'est révélé être sans porosités et fissures qui pourraient être provoquées par l'hydro- gène dissout dans le métal de soudure. 



   Il a été découvert qu'en utilisant une électrode suivant la présente invention, l'on produit pendant la soudure beaucoup moins de fumée et que cette fumée est moins désagréable pour le soudeur que les fumées   produitsspar   des électrodes du type   "basique",   dont le recouvrement peut contenir une relativement forte proportion de fluoridine. Un autre avantage des électrodes suivant la présente in- vention est le fait que par suite de la matière de recouvrement "rutile", l'électrode peut être utilisée pour souder dans des posi- tions non planes, par exemple dans la position de cordon horizontal- vertical,   REVENDICATIONS.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1. Procédé de soudure à l'arc électrique de matière ferreuse, comprenant l'établissement d'un arc électrique entre une pièce de ladite matière et une électrode recouverte ayant une âme de matière <Desc/Clms Page number 15> ferreuse et un recouvrement contenant des matières de flux et/ou désoxydantes et la protection de l'arc et de la zone de soudure par rapport à l'atmosphère pendant la soudure au moyen d'un écran d'un gaz constitué essentiellement par de l'anhydride carbonique.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme de l'électrode est munie d'un recouvrement contenant une pro- portion de matièresrutilesnettement supérieure. à celle de matières basique telles que définies ci-avant, en plus de matières désoxydantes, 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le recouvrement contient en outre des matières de flux différentes des matières rutiles et basiques.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le recouvrement contient entre 65 et 20 % en poids de matières rutiles.

5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications, précéden- tes, caractérisé en ce que l'électrode de soudure est une électrode continue aveo un fil enroulé autour de l'âme et se trouvant en con- tact électrique avec celle-ci et s'étendant jusqu'à la surface de l'électrode ou en contact. électrique avec un fil qui s'étend jusqu'à ' la surface de l'électrode afin de permettre d'amener le courant élec- trique à l'âme 6. Electrode de soudure, comprenant un fil d'âme en matière fer- reuse munie d'un recouvrement contenant une proportion de matière rutile nettement supérieure à celle de matière basique, telle que définie ci-avant, en plus de matières désoxydantes et de flux.

7. Electrode, de soudure,, comprenant un fil d'âme en matière ferreuse, un fil enroulé autour de cette âme et se trouvant en oon- tact électrique avec celle-ci et s'étendant jusqu'à la surface de l'électrode afin de= permettre d'mamener un courant électrique à ladite âme. et un recouvrement sur l'âme contenant une proportion de matière 'rutile nettement supérieure à oelle de matière basique telle que définie ci-avant, en plus de matiére désoxydantes et de flux. <Desc/Clms Page number 16>

8. Electrode suivant l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que la proportion de matière rutile est comprise entre 65 et 20 % en poids de la composition de recouvrement.

9. Electrode de soudure suivant l'une quelconque des revendica- tions 6 à 8, caractérisée en'ce que la composition de revcouvrement con- prend de la fluoridine jus qutà 20 % en poids de la composition de recouvrement.

10. Electrode suivant l'une queloonque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que la composition de recouvrement comprend du faldspath jusqu'à 30% en poids de la composition de recouvrement.

11. Electrode suivant l'une queloonque des revendications. 6 à 10, caractérisée en ce que la composition de recouvrement comprend au moins 2 % d'un alliage ferreux.

12. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 6 à 11, destinée à la soudure d'acier doux et d'acier à faible alliage, carac- térisée en ce que la composition de recouvrement comprend entre 50 % et 30 % en poids de matière rutile, entre ! et 10 % en poids de fluo- ridine et jusqu'à 30 % en poids d'alliages ferreux.

13. Electrode suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le composition de recouvrement comprend : EMI16.1 <tb> Rutile <SEP> 45 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 5% <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Feldspath <SEP> 15 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Ferro-manganèse <SEP> 16 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Pondre <SEP> de <SEP> fer <SEP> 18,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Argile <SEP> bentonite <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids. <tb>

14. Electrode suivant la revendication 8, destinée à la soudure d'acier doux, comprenant un fil d'âme en acier doux ayant un recou- vrement de la composition suivante : EMI16.2 <tb> Rutile <SEP> 45-$0 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> '14 <SEP> <tb> <tb> Fluoridine <SEP> .4-12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Feldspath <SEP> 12-24 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 10-20 <SEP> partiés <SEP> en <SEP> poids. <tb> <Desc/Clms Page number 17>

15. Electrode suivant la revendication 14, destinée à la soudure d'acier à faible alliage, caractérisée en ce que le recouvrement com- prend l'addition d'entre 5 et 10 parties en poids de ferro-chrome et environ 2 parties en poids de ferro-mollybdéne.

16. Electrode suivant les revendications 7 et 8, dastinée à souder de l'acier doux sous des densités de courant de l'ordre de 800 ampères avec une électrode ayant un fil d'âme de 4,1 mm, en position plane, caractérisée en ce que le fil d'âme et le ou les fils enroulés sont en acier doux, la composition de recouvrement étant la suivante EMI17.1 <tb> Rutile <SEP> 20-60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 5-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Feldspath <SEP> 0-30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Argile <SEP> 0- <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> Alliage ferreux choisi parmi (ferro-manganése) 2-30 parties en poids (ferro-silicium) (ferro-titane) (ferro-aluminium)

.

17. Electrode suivant la revendication 16, caractérisée en ce que la composition de recouvrement est la suivante ; EMI17.2 <tb> Rutile <SEP> 50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-manganèse <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-silicium <SEP> 2 <SEP> partios <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-titane, <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids. <tb>

18 Electrode suivant la revendication 8, destinée particulière- ment à la soudure d'acier doux en position de soudure de cordon hori- zontal-vertical, caractérisée en ce que le fil d'âme est en acier <Desc/Clms Page number 18> doux et le recouvrement a la composition suivante :

EMI18.1 <tb> Rutile <SEP> 20-65 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 1- <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 1-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 2-30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Feldspath <SEP> 0-30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Argile <SEP> 0- <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids. <tb>

19. Electrode suivant la revendication 18, caractérisée en ce que la composition de recouvrement est la suivante : EMI18.2 <tb> Rutile <SEP> 47 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> Fluoridine' <SEP> 5 <SEP> 1/2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-manganèse <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-silicium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> Feldspath <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> (de <SEP> préférence <SEP> de <tb> <tb> <tb> <tb> potassium) <tb> <tb> <tb> <tb> Argile <SEP> 1/4 <SEP> partie <SEP> en <SEP> poids <tb> 20.

Electrode suivant les revendications 7 et 8, destinée à la soudure d'acier contenant 4 à 6 ,; de chrome et 0,5 % de molybdène, varactérisée en ce qu'elle comprend un fil d'âme et un ou des fils enroulés en acier doux, la composition de recouvrement étant la sui- vante :

EMI18.3 <tb> Rutile <SEP> 35 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-manganèse <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-silicium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-vitane <SEP> @ <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-chrome <SEP> 22 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-molybdène <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <Desc/Clms Page number 19> 21. Electrode suivant la revendication 8,

destinée à déposer un métal de soudure contenant entre 2 et 3 % de nickel. caractérisée en ce quelle comprend un fil d'âme en acier doux avec un recouvrement dont la composition est la suivante; EMI19.1 <tb> Rutile <SEP> 50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Feldspath <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-manganèse <SEP> - <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-silicium <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Pondre <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> 22 Electrode suivant l'une quelconque des

revendications 6 à 8, destinée particulièrement à la soudure d'acier ayant une teneur d'al- liage relativement élevée, par exemple 14 % de manganèse, caractérisée en ce qu'elle comprend un fil d'âme ferreux contenant ].'élément d'al- liage requis et avec un recouvrement dont la composition est comprise dans les limites des revendications 16 ou 18.

23. Electrode suivant la revendication 8, destinée à la soudure d'aciers résistant à la corrosion du type contenant 18 % de chrome et 8% de nickel, caractérisée en ce qu'elle comprend un fil d'âme en alliage ferreux muni d'un recouvrement dont la composition est la suivante :

EMI19.2 <tb> Rutile <SEP> 20-50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 8-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 5-20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Feldspath <SEP> 0-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Poudre <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 5-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-niobium <SEP> 0-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> Ferro-chrome <SEP> 10-25 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids. <tb>

24. Electrode suivant la revendication 23, caractérisés en ce que le recouvrement a la composition suivante EMI19.3 <tb> Rutile <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Fluoridine <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <Desc/Clms Page number 20> EMI20.1 <tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Feldspath <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Ferro-chrome <SEP> 22 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Poudre <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 6 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <tb> <tb> Ferro-nicbium <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> 1 <SEP> en <SEP> poids. <tb>

25. Procédé et électrode pour la soudure à l'arc électrique de matières ferreuses, tels que décrits ci-avant ou conformesau dessin annexé.