<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1> <EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
un procédé de soudage automatique à l'arc submergé d'aciers et de fontes, du type dans lequel on emploie un fil d'apport
<EMI ID=5.1>
trode afin de former un joint de soudure avec un métal de base ou ouvrage pendant qu'on protège l'arc par un flux granuleux au cours de l'opération de soudage.
La présente invention est, en outre, relative à un appareil convenant pour la réalisation des procédés susdite et à un fil d'apport tubulaire en acier utilisé dans ces pro cédée,
Il est bien connu que les procédés classiques de soudage de métaux à l'arc submergé présentent les inoonvénienta par rapport au soudage à l'arc manuel par le fait que les propriétés physiques des soudures sont moins bonnes malgré la plus grande efficacité de l'opération de soudage dans le cas de l'arc submergé, opération qui est effectuée sous un courant de haute densité avec mise à 3 'abri de l'aro par un flux granuleux.
Parmi les inconvénients que provoquent lesdits
<EMI ID=6.1>
submergé, on peut citer en premier lieu l'augmentation de la teneur en oxygène de la soudure qui vaut à peu près six fois la teneur obtenue avec le soudage manuel,avec la conséquence d'une moindre résilience de la soudure qui peut être attribuée à une mauvaise désoxydation d'un flux granuleux préfondu utilisé pour abriter l'arc, qui contient comme ingrédients <EMI ID=7.1>
pable d'effectuer une désoxydation suffisante au cours de l'opération de soudage; en deuxième lieu l'augmentation de la teneur en silicium en même temps que l'énorme augmentation d'inclusions non métalliques telles que des silicate., dans
<EMI ID=8.1>
en troisième lieu la haute densité de courant utilisée pour l'opération de soudage ce qui entraîne un important développent de chaleur par unité de longueur du cordon, retarde la vitesse de refroidissement de la soudure avec, comme conséquence, une structure métallographique à cristaux grossiers et fragiles, par eatemple une structure dendritique pour laquelle la ductilité de la soudure est considérablement diminuée,
Pour résoudre ces problèmes, la présente Invention
a comme objets de nouveaux procédés de soudage automatique
à l'aro électrique présentant des particularités et des avantages qui vont être illustrés ci-après
<EMI ID=9.1>
à une rupture sèche de la soudure est obtenue par suite d'une forte désoxydation et d'une moindre inclusion non métalliques de caractère acide.
2) Une amélioration de la résilience de la soudure par suite d'une vitesse de refroidissement plus grande du bain de soudure, oe qui permet d'éviter la formation d'une structure dendritique à gros cristaux.
<EMI ID=10.1>
rechargement dure par suite de 11 augmentation de la quantité de soudure déposée et de la largeur des cordons.
4) Le procédé de soudage selon la présente invention
<EMI ID=11.1>
des éléments analogues peuvent être contenue dans les propor-
<EMI ID=12.1> en acier.
<EMI ID=13.1>
diminuée de sorte qu'on obtient une soudure de moindre fragilité et une décarburation.
6) Le procédé de soudage est moins sensible à des fissures de la soudure.
7) La tension de soudage est réduite.
8) Le nombre de passe. peut'.: . être diminue a eause de la grande quantité de soudure déposée par passe de aorte que la durée de l'opération de soudure est moindre.
9) Comparativement au cas où on utilise comme flux de protection un ,;flux aggloméré par un liant, on peut utili-
<EMI ID=14.1>
grande vitesse de soudage de sorte que, selon la présente invention, on peut appliquer les mêmes conditions de soudage à haute efficacité que dans les procédés classiques de soudage à l'arc submergé.
Le fil d'apport tubulaire en acier conforme à la présante invention comprend, d'une part, une enveloppe extérieure constituée par une mince bande d'acier à laquelle on a
<EMI ID=15.1>
re, d'un agent désoxydant, d'une matière formant un laitier, d'un agent dénitrurant, d'un agent stabilisateur de l'arc et d'un élément d'alliage, tous ces ingrédients étant sous forme amenuisée. Par conséquent, conformément à l'invention, on
peut obtenir une soudure qui convient pour le soudage d'un ouvrage par exemple en acier à haute résistance, en acier inoxydable en fonte, en acier au chrome-molybdène. En outre, on obtient une soudure à basse teneur en phosphore et en soufre par le fait que la basicité du laitier de soudure peut être augmentée en ajoutant des composés de calcium au noyau, ce
qui facilite la désoxydation, la déculturation et la déphoepho- <EMI ID=16.1>
lion du fil d'apport peut 4tre réglée en fonction de celle
du fil-électrode et d'un but particulier du soudage.
En conséquence, un objet de la présente invention consiste à réaliser une soudure améliorée présentant une teneur considérablement réduite en oxygène et en inclusions non métalliques par suite de la désoxydation complète effectuée par une quantité adéquate d'agent désoxydant contenue dans le noyau d'un fil d'apport et possédant de oe fait une plus gran-
<EMI ID=17.1>
<EMI ID=18.1>
réaliser une soudure améliorée présentant une teneur en azote considérablement réduite par suite d'un agent dénitrurant contenu dans le noyau d'un fil d'apport, des teneurs en silicium, soufre et phosphore considérablement réduites grâce à la plus grande basicité du laitier de soudure, en particulier à un composé de calcium dans le laitier, ce qui facilite l'élimination du soufre et du phosphore du métal de soudure, la soudure
<EMI ID=19.1>
Un autre objet de l'invention consiste à réaliser une soudure améliorée contenant des cristaux de dimensions extrêmement petites par le fait qu'on amène un fil d'apport froid dans un bain de métal fondu et qu'on empêche la crois-
<EMI ID=20.1>
cilite le refroidissement du bain de métal fondu, de sorte que les propriétés physiques de la soudure sont améliorées, en
<EMI ID=21.1>
donne lieu à une moindre tension de soudage.
Un autre objet de l'invention consiste en un procédé de soudage à l'arc électrique de métaux dans lequel on fait fondre un fil d'apport par la chaleur de l'arc produit par le fil électrode de sorte que la quantité de soudure déposée
<EMI ID=22.1> <EMI ID=23.1>
cacité du Boudas..
<EMI ID=24.1>
une soudure présentant une composition qui convient au métal de base 4 souder, cette composition pouvant être réglée en ajoutant n'importe quelle sorte d'élément d'alliage désiré
<EMI ID=25.1>
une soudure ayant une composition métallurgiquement compatible avec le métal de base, tandis qu'on conserve inchangés les ingrédients de l'électrode et le noyau intérieur du fil d'apporta de aorte que l'opération de soudage est réalisée avec facilité et économie,
D'autres objets et les moyens de les obtenir apparattront de la description ci-après.
Le procédé de soudage automatique à l'arc électrique selon la présente invention comprend l'emploi d'un fil électrode d'un type quelconque à partir duquel l'arc jaillit à l'abri d'un flux granuleux, l'emploi d'un fil d'apport en acier ayant une forme tabulaire, l'enveloppe extérieure de ce fil d'apport contenant ou ne contenant pas un agent désoxydant et le noyau intérieur de ce fil d'apport contenant du flux et/ ou une substance métallique dans oe flux, l'avancement dudit
<EMI ID=26.1>
trode, soit à une vitesse au choix au moyen d'un moteur indépendant d'un autre moteur utilisé pour faire avancer le fil électrode.et la fusion du fil d'apport au moyen de la chaleur de l'arc provenant du fil électrode, Le noyau du fil d'apport peut être constitué d'un agent désoxydant tel que le ferromanganèse et la ferro-silloium, ou d'un agent dénitrurant tel que le ferro-zirconium ou d'une matière formant laitier pour faciliter l'opération de soudage et pour régler la basicité
<EMI ID=27.1>
tels que le nickel, le chrome, le molybdène, le titane et le zirconium.
D'autres détails de l'invention apparaîtront au
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
l'appareil Belon l'invention*
les figures 2(a), (b) et(o) représentent, après a-
<EMI ID=30.1>
d'exécution préférées de fils d'apport selon l'invention contenant un noyau de flux.
La figure 3 est une vue latérale schématique d'un appareil à utiliser dans l'invention. La figure 4 est une vue latérale schématique d'un autre appareil à utiliser dans l'invention.
<EMI ID=31.1>
un moteur 7 servant à faire avancer un [pound]il-électrode dans
<EMI ID=32.1>
d'apport tubulaire en acier 5 contenant un noyau de flux ,
<EMI ID=33.1>
<EMI ID=34.1>
celui-ci étant protégé par un flux granuleux 3 qui sert en même temps comme écran de protection au-dessus du bain de métal fondu (non représenté). Les flèches A indiquent la direction dans laquelle le travail de soudas progresse, Dans l'appareil selon la figure 3, le fil-éleotrode et le fil d'apport portés par un même support sont montés de façon que leurs mouvements soient mécaniquement synchronisés par un
<EMI ID=35.1>
d'apport peut être entraîné à volonté à une autre vitesse
<EMI ID=36.1>
de sorte qu'une relation non synchronisée est ainsi établit entre le fil-électrode et le fil d'apport.
Les file d'apport à noyau de flux représenté* aux <EMI ID=37.1> <EMI ID=38.1>
forme d'un tube ainsi qu'un noyau intérieur constitué par du
<EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
De toute façon, auoun courant n'est transmis par le fil d'apport.
Les exemples suivants illustrent quelques formes d'exécution particulières de l'invention.
EXEMPLE
Le soudage d'acier doux a été réalisé par l'emploi d'un fil d'apport selon l'invention contenant dans son noyau du ferro-manganese et du spath-fluor. Les résultats de ce soudage apparaissent dans le tableau ci-après.
<EMI ID=41.1>
<EMI ID=42.1>
<EMI ID=43.1>
EXEMPLE 3
Le soudage d'acier à haute résistance à la traction,
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
de l'ordre de 80 kg/mm2 a été repliée au moyen d'un fil d'apport selon l'invention dont le noyau contenait du nickel, du
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
EXEMPLE 5
Un rechargement superficiel dur a été déposé con-
<EMI ID=49.1>
selon l'invention dont le noyau contenait, du nickel, du chrome, du vanadium, du molybdène, du carbure de chrome, du ferromanganèse et du spath-fluor,
<EMI ID=50.1>
<EMI ID=51.1>
<EMI ID=52.1>
te invention, d'employer un fil-électrode en acier doux tandis que le fil d'apport tubulaire contient un flux et des éléments d'alliage ou d'employer un fil-électrode contenant des ingrédients spécifiques tandis que le fil d'apport contient un flux et des éléments d'alliage spécifiques afin que la soudure convienne pour le métal de base d'un type quelconque, en par-
<EMI ID=53.1>
l'acier au tungstène, l'acier au chrome-molybdène et pour des fontes. Le fil d'apport peut être du même genre que le métal de base.
Conformément au procédé de soudage de l'invention, l'action désoxydante est effectuée parfaitement lorsque l'agent désoxydant est à l'état non-oxydé.
Contrairement à l'état antérieur de la technique où on a employé un fil-électrode possédant à l'intérieur une quantité considérable d'agent désoxydant afin de compenser une action désoxydante déficitaire, on peut utiliser avec entière satisfaction dans le procédé selon l'invention, un fil électrode constitué par un acier ordinaire parce que dans ce procédé on utilise un fil d'apport à noyau de flux*
<EMI ID=54.1>
convenable d'élément d'alliage tel que du niokel, du chrome, du molybdène et du vanadium de façon à régler la composition chimique de la soudure à obtenir.ainsi que cela résulte des exemples qui précèdent on peut réaliser facilement la soudage des différents aciers à haute résistance à la traction, de l'ordre, par exemple, de 60 kg/mm2, de 70 kg/mm2, de
<EMI ID=55.1>
à être utilisés à basse température. De plus, on peut obtenir
<EMI ID=56.1>
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1> <EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
a process for automatic submerged arc welding of steels and cast iron, of the type in which a filler wire is used
<EMI ID = 5.1>
trode to form a weld joint with a base metal or workpiece while protecting the arc by a granular flux during the welding operation.
The present invention further relates to an apparatus suitable for carrying out the aforesaid processes and to a tubular steel filler wire used in these processes,
It is well known that the conventional submerged arc metal welding processes have the drawbacks compared to manual arc welding in that the physical properties of the welds are less good despite the greater efficiency of the operation. welding in the case of the submerged arc, operation which is carried out under a current of high density with sheltering of the aro by a granular flux.
Among the disadvantages caused by said
<EMI ID = 6.1>
submerged, we can cite in the first place the increase in the oxygen content of the weld which is about six times the content obtained with manual welding, with the consequence of a lower resilience of the weld which can be attributed to poor deoxidation of a pre-melted granular stream used to shelter the arc, which contains as ingredients <EMI ID = 7.1>
able to carry out sufficient deoxidation during the welding operation; second, the increase in silicon content along with the enormous increase in non-metallic inclusions such as silicates., in
<EMI ID = 8.1>
thirdly, the high current density used for the welding operation which causes a large heat development per unit length of the bead, retards the cooling rate of the weld with, as a consequence, a coarse crystal metallographic structure and fragile, for example a dendritic structure for which the ductility of the weld is considerably reduced,
To solve these problems, the present invention
has as objects new automatic welding processes
electric aro having particular features and advantages which will be illustrated below
<EMI ID = 9.1>
dry failure of the weld is obtained as a result of strong deoxidation and less inclusion of non-metallic acidic character.
2) An improvement in the resilience of the weld as a result of a greater cooling rate of the weld pool, which prevents the formation of a dendritic structure with large crystals.
<EMI ID = 10.1>
hardfacing takes place due to an increase in the amount of weld deposited and the width of the beads.
4) The welding process according to the present invention
<EMI ID = 11.1>
analogous elements may be contained in the propor-
<EMI ID = 12.1> made of steel.
<EMI ID = 13.1>
reduced so that a weld of less brittleness and decarburization is obtained.
6) The welding process is less susceptible to weld cracks.
7) Welding voltage is reduced.
8) The number of passes. can'.: . The greater the amount of solder deposited per aorta pass, the less the duration of the soldering operation is.
9) Compared with the case where a protective flux is used,; flux agglomerated by a binder, it is possible to use
<EMI ID = 14.1>
high welding speed so that according to the present invention the same high efficiency welding conditions can be applied as in conventional submerged arc welding processes.
The tubular steel filler wire according to the present invention comprises, on the one hand, an outer casing consisting of a thin steel strip to which we have
<EMI ID = 15.1>
re, a deoxidizing agent, a slag forming material, a denitriding agent, an arc stabilizer and an alloying element, all of these ingredients being in depleted form. Consequently, according to the invention, it is
can obtain a weld which is suitable for welding a work, for example high-strength steel, stainless steel cast iron, chromium-molybdenum steel. In addition, a solder with a low phosphorus and sulfur content is obtained by the fact that the basicity of the solder slag can be increased by adding calcium compounds to the core, this
which facilitates deoxidation, deculturation and dephoepho- <EMI ID = 16.1>
lion of the filler wire can be adjusted according to that
wire electrode and a particular purpose of welding.
Accordingly, it is an object of the present invention to achieve an improved solder having a considerably reduced content of oxygen and non-metallic inclusions as a result of the complete deoxidation carried out by an adequate amount of deoxidizing agent contained in the core of a wire. contribution and possessing of oe makes a greater
<EMI ID = 17.1>
<EMI ID = 18.1>
achieve an improved weld with a considerably reduced nitrogen content as a result of a denitriding agent contained in the core of a filler wire, considerably reduced silicon, sulfur and phosphorus contents thanks to the greater basicity of the welding slag , in particular to a calcium compound in the slag, which facilitates the removal of sulfur and phosphorus from the weld metal, the weld
<EMI ID = 19.1>
Another object of the invention is to achieve an improved weld containing crystals of extremely small dimensions by bringing a cold filler wire into a bath of molten metal and preventing the growth.
<EMI ID = 20.1>
cilitates the cooling of the molten metal bath, so that the physical properties of the weld are improved, by
<EMI ID = 21.1>
results in less welding voltage.
Another object of the invention consists of a method of electric arc welding of metals in which a filler wire is melted by the heat of the arc produced by the electrode wire so that the quantity of weld deposited
<EMI ID = 22.1> <EMI ID = 23.1>
cacity of Boudas.
<EMI ID = 24.1>
a weld having a composition which is suitable for the base metal to be welded, which composition can be adjusted by adding any kind of alloying element desired
<EMI ID = 25.1>
a weld having a composition metallurgically compatible with the base metal, while the ingredients of the electrode and the inner core of the aorta filler wire are kept unchanged, so that the welding operation is carried out with ease and economy,
Other objects and the means of obtaining them will appear from the description below.
The automatic electric arc welding process according to the present invention comprises the use of an electrode wire of any type from which the arc springs out protected from a granular flux, the use of a steel filler wire having a tabular shape, the outer casing of this filler wire containing or not containing a deoxidizing agent and the inner core of this filler wire containing flux and / or a metallic substance in oe flow, the advancement of said
<EMI ID = 26.1>
trode, either at a speed of your choice by means of a motor independent of another motor used to advance the electrode wire. and melting of the filler wire by means of the heat of the arc coming from the electrode wire, The core of the filler wire may consist of a deoxidizing agent such as ferromanganese and ferro-silum, or a denitriding agent such as ferro-zirconium or a slag-forming material to facilitate the operation of welding and to adjust the basicity
<EMI ID = 27.1>
such as nickel, chromium, molybdenum, titanium and zirconium.
Other details of the invention will become apparent from
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
the Belon invention device *
Figures 2 (a), (b) and (o) represent, after a-
<EMI ID = 30.1>
preferred embodiments of filler yarns according to the invention containing a flux core.
Figure 3 is a schematic side view of an apparatus for use in the invention. Figure 4 is a schematic side view of another apparatus for use in the invention.
<EMI ID = 31.1>
a motor 7 serving to advance a [pound] il-electrode in
<EMI ID = 32.1>
tubular steel filler 5 containing a flux core,
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1>
the latter being protected by a granular flow 3 which serves at the same time as a protective screen above the bath of molten metal (not shown). The arrows A indicate the direction in which the welding work progresses.In the apparatus according to figure 3, the electrode wire and the filler wire carried by the same support are mounted so that their movements are mechanically synchronized by a
<EMI ID = 35.1>
feed can be driven at will at a different speed
<EMI ID = 36.1>
so that an unsynchronized relationship is thus established between the wire electrode and the filler wire.
The feed kernel feed queues shown * at <EMI ID = 37.1> <EMI ID = 38.1>
shape of a tube as well as an inner core consisting of
<EMI ID = 39.1>
<EMI ID = 40.1>
Either way, no current is transmitted by the filler wire.
The following examples illustrate some particular embodiments of the invention.
EXAMPLE
The welding of mild steel was carried out by using a filler wire according to the invention containing in its core ferro-manganese and fluorspar. The results of this welding appear in the table below.
<EMI ID = 41.1>
<EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1>
EXAMPLE 3
Welding of high tensile steel,
<EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1>
of the order of 80 kg / mm2 was folded back using a filler wire according to the invention, the core of which contained nickel,
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
EXAMPLE 5
A hard surface surfacing was deposited against
<EMI ID = 49.1>
according to the invention whose nucleus contained nickel, chromium, vanadium, molybdenum, chromium carbide, ferromanganese and fluorspar,
<EMI ID = 50.1>
<EMI ID = 51.1>
<EMI ID = 52.1>
according to the invention, to employ a mild steel wire electrode while the tubular filler wire contains flux and alloying elements or to employ a wire electrode containing specific ingredients while the filler wire contains specific flux and alloying elements so that the weld is suitable for base metal of any type, in part
<EMI ID = 53.1>
tungsten steel, chrome-molybdenum steel and for cast irons. The filler wire can be of the same kind as the base metal.
According to the welding process of the invention, the deoxidizing action is performed perfectly when the deoxidizing agent is in the non-oxidized state.
Unlike the prior state of the art where a wire electrode having inside a considerable quantity of deoxidizing agent in order to compensate for a deficient deoxidizing action has been employed, it is possible to use with complete satisfaction in the process according to the invention. , an electrode wire made of ordinary steel because in this process a flux core filler wire is used *
<EMI ID = 54.1>
suitable alloying element such as niokel, chromium, molybdenum and vanadium so as to adjust the chemical composition of the weld to be obtained. as follows from the above examples one can easily carry out the welding of different steels with high tensile strength, of the order, for example, of 60 kg / mm2, of 70 kg / mm2, of
<EMI ID = 55.1>
to be used at low temperature. In addition, we can obtain
<EMI ID = 56.1>