La présente invention est relative à une barre à souder amélio-' rée possédant des caractéristiques de coulée libre même sous des températures relativement basses et qui est particulièrement utile pour la soudure de fonte ou de matières analogues.
Suivant un procédé courantpour la soudure au gaz de la fonte, cette dernière est préchauffée avant l'opération de soudure de façon a éviter des tensions et des fentes dues au retirait à l'endroit de jonction.
Lors de l'exécution de la soudure, l'on donne au joint à souder
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lénique, est amenée à parcourir le V jusqu'à ce que les parois du métal commencent à fondre. Une barre à souder, trempée dans le flux, est alors portée au rouge et enfoncée dans le métal fondu.
Une soudure du type décrit ci-avant doit être au moins aussi
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dure déposée ne doit pas être dure au point d'être cassante de telle sorte que la pièce soudée pourrait se briser au choc.
Un but de la présente invention est de procurer une barre soudée améliorée possédant des caractéristiques de coulée libre même sous
des températures relative ment basses.
Un autre but de la présente invention est de procurer une barre
à souder améliorée destinée à l'usage général pour la soudure de fonte et de
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couronnée de succès.
Un autre but de l'invention est de procurer une barre à souder possédant d'excellentes caractéristiques de résistance à la rupture sans être excessivement dure.
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joint soudé entre des éléments ferreux avec un dépôt de soudure jouissant de propriétés améliorées.
Les barres à souder la fonte utilisées pour la soudure oxyacéty-
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cium et des quantités plus faibles de manganèse, de soufre et de phosphore. Il a maintenant été découvert que l'inclusion de relativement faibles quantés bien déterminées de cuivre et de nickel a des effets très intéressants.
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de coulée de la matière de la barre pendant l'opération de soudure et en ce qui concerne le genre ou les caractéristiques de la' soudure obtenue. Plus précisément, la barre à souder suivant la présente invention a 'une composi-
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Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la teneur en cuivre et celle en nickel du tableau précédent sont limitées dans une gamme d'environ 0,5 % à environ 1,5 % pour chacune d'elles.
Pour souder deux articles ferreux ensemble avec une barre à souder suivant la présente invention, les meilleurs résultats sont obtenus si
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Une quantité minimum de flux est à recommander pour éviter un dégagement gazeux dans la soudure. Après que la barre a été rendue maléable, il est à conseiller de puddler la soudure fondue avec la flamme, légèrement afin d' éliminer toute porosité. Au moment de l'achèvement de l'opération de soudure, il convient de faire repasser le chalumeau à souder sur la zone soudée de façon à éliminer les tensions.
.
La soudure obtenue avec la barre à souder suivant la présente invention offre une soudure plus fluide à une température plus basse, donnant, par conséquent une soudure beaucoup plus facile à usiner et plus propre exempte de saletés et d'inclusions. La soudure déposée a une résistance à
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pouces carré et elle possède une structure de grain plus fine que celle obtenue avec des barres à souder la fonte ordinaires. L'utilisation de la barre - à souder suivant l'invention a également pour résultat une surface plus
nette avec éclat plus vif qu'il n'était possible d'obtenir avec les barres à
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Au point de vue métallurgique, le métal déposé est caractérisé
par une structure de fer gris possédant une distribution normale de perlite et
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structure peut être considéré comme étant une soudure "douce" par opposition avec les soudures dures et cassantes obtenues fréquemment avec des bar-
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La diminution de dureté désirée n'est pas accompagnée d'un effet important sur la résistance à la rupture, étant donné que les soudures avec
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sais, se sont révélées au moins aussi résistantes que les corps ferreux sur lesquels les soudures étaient appliquées.
Afin d'éviter l'oxydation de la barre pendant son emmagasinage, il est désirable de recouvrir la surface de la barre à souder de cuivre, l'épaisseur du recouvrement étant habituellement comprise entre environ
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vant la présente invention indiquent que la durété d'une soudure est suffi-
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est en général comprise entre un indice de dureté Brinell de 238 et un in-
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obtenues sous une charge de 1500 kg dans un appareil d'essai à bille de 10mm.
L'exemple précis ci-après illustre la manière suivant laquelle une barre
à souder est produite suivant la présente invention, ainsi que les résultats obtenus.
EXEMPLE
La matière première pour la fabrication de la barre à souder est
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à 3,00% de silicium, 0,60 à 0,75% de manganèse, 0,50 à 0,75% de phosphore et un maximum de 0,08% de soufre.Ce fer est fondu dans un cubilot sous une
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mi % en poids de cuivre et un demi % en poids de grenailles de nickel. La matière en fusion est versée dans des moules.de sable et l'on obtient une barre à souder ayant la composition suivante
TABLEAU II
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Les barres sont retirées du sable et subissant une.opération
de nettoyage après laquelle elles sont placées dans une cuve à recouvrir de cuivre dans laquelle une mince couche de cuivre est appliquée sur chaque barre.
La présence du nickel et du cuivre s'est révélés provoquer un abaissement du point de fusion mormal d'environ 10 à 25 [deg.]F par comparaison avec un fer à barre analogue mais ne contenant pas de nickel et de cuivre.
Deux pièces de fonte sont soudées ensemble en utilisant la barre à souder de l'exemple ci-avant et chaque soudure révèle une fusion totale et satisfaisante du métal déposé et du métal de base. Aucune scorie ou autre inclusion ne sont présentes. La soudure offre de bonnes possibilités d'usinage.
L'indice de dureté Brinell du métal de base est de 160, tandis qu'à la paroi adjacente à la soudure l'indice de dureté Brinell est de 170. L'indice de dureté Brinell de la soudure elle-même est en moyenne d'environ 238 .
D'après ce qui précède, il sera évident que la barre à souder sui-
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caractéristiques de résistance et de dureté. Les barres à souder suivant l'invention améliorent également l'opération de soudure en procurant un dépôt de soudure coulant librement qui ne nécessite que peu ou pas de flux pour son application.
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tée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans'sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS.
1 . Barre à souder ayant'la.composition suivante :
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The present invention relates to an improved solder bar having free-casting characteristics even at relatively low temperatures and which is particularly useful for soldering cast iron or the like.
According to a common process for gas welding of cast iron, the latter is preheated before the welding operation so as to avoid stresses and slits due to the withdrawal at the junction location.
When performing the weld, the joint to be welded is given
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lenic, is caused to travel the V until the walls of the metal begin to melt. A solder bar, soaked in the flux, is then turned red and driven into the molten metal.
A weld of the type described above must be at least as
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hard deposited must not be so hard as to be brittle so that the welded part could break on impact.
An object of the present invention is to provide an improved welded bar having free-casting characteristics even under
relatively low temperatures.
Another object of the present invention is to provide a bar
improved welder intended for general use for welding of cast iron and
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successful.
Another object of the invention is to provide a solder bar having excellent tensile strength characteristics without being excessively hard.
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welded joint between ferrous elements with a weld deposit with improved properties.
Cast iron solder bars used for oxy-acetylene welding
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cium and lower amounts of manganese, sulfur and phosphorus. It has now been discovered that the inclusion of relatively small, well-determined amounts of copper and nickel has very interesting effects.
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of the material of the bar during the welding operation and with regard to the kind or characteristics of the weld obtained. More specifically, the solder bar according to the present invention has a composition.
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In a preferred embodiment of the invention, the copper content and that of nickel in the preceding table are limited to a range of about 0.5% to about 1.5% for each of them.
For welding two ferrous articles together with a soldering bar according to the present invention, the best results are obtained if
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A minimum quantity of flux is to be recommended in order to avoid gassing in the weld. After the bar has been made malleable, it is advisable to puddle the molten solder with the flame, lightly in order to remove any porosity. Upon completion of the welding operation, the welding torch should be passed over the welded area to release the stresses.
.
The weld obtained with the solder bar according to the present invention provides a smoother weld at a lower temperature, therefore giving a much easier to machine and cleaner weld free from dirt and inclusions. The weld deposited has a resistance to
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square inches and has a finer grain structure than that obtained with ordinary cast iron solder bars. The use of the solder bar according to the invention also results in a larger surface.
sharp with sharper luster than was possible with
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From a metallurgical point of view, the deposited metal is characterized
by a gray iron structure having a normal distribution of perlite and
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structure can be considered to be a "soft" weld as opposed to the hard and brittle welds frequently obtained with bar.
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The desired decrease in hardness is not accompanied by a significant effect on the breaking strength, since welds with
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know, have proven to be at least as strong as the ferrous bodies to which the welds were applied.
In order to avoid oxidation of the bar during storage, it is desirable to cover the surface of the solder bar with copper, the thickness of the cover usually being between about
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before the present invention indicate that the hardness of a weld is sufficient.
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is generally between a Brinell hardness index of 238 and an in-
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obtained under a load of 1500 kg in a 10mm ball test apparatus.
The specific example below illustrates how a bar
solder is produced according to the present invention, as well as the results obtained.
EXAMPLE
The raw material for making the soldering bar is
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at 3.00% silicon, 0.60 to 0.75% manganese, 0.50 to 0.75% phosphorus and a maximum of 0.08% sulfur. This iron is melted in a cupola under a
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mi% by weight of copper and half% by weight of nickel pellets. The molten material is poured into sand molds and a solder bar is obtained having the following composition
TABLE II
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The bars are removed from the sand and undergoing an operation.
cleaning after which they are placed in a copper-lined tank in which a thin layer of copper is applied to each bar.
The presence of nickel and copper have been found to cause a lowering of the normal melting point of about 10 to 25 [deg.] F as compared to a bar iron similar but not containing nickel and copper.
Two pieces of cast iron are welded together using the solder bar from the example above and each weld reveals a complete and satisfactory fusion of the deposited metal and the parent metal. No slag or other inclusion is present. Welding offers good machining possibilities.
The Brinell hardness index of the parent metal is 160, while at the wall adjacent to the weld the Brinell hardness index is 170. The Brinell hardness index of the weld itself is on average d 'about 238.
From the above, it will be evident that the solder bar follows
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characteristics of strength and hardness. The solder bars according to the invention also improve the soldering operation by providing a freely flowing solder deposit which requires little or no flux for its application.
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ted to the above embodiments and that many modifications can be made to them without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS.
1. Soldering bar having the following composition:
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