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Matière d'apport pour soudage à l'arc électrique et son prooédé d'obtention ,
La présente invention concerne, d'une part, une matière d'apport pour soudage à l'arc électrique, obtenue par métallurgie des poudres, d'autre part, un procédé d'obtention d'une telle matière et, enfin, dea
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,51ÓIImt8 db const-ruct-ion obtenu> à l'aide de cette matière.
Au cours des dernière décennies, on a perfectionné les matières d'apport pour soudage à l'arc électrique et la qualité des soudures, dans sa relation
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avec les propr5téa de cette matière, ne pose plus aubun
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problème. Les efforts se concentrent maintenant sur la question d'abaisser le prix de revient. On a fait, pendant ces dix dernières années, diverses suggestions tendant à l'obtention de 00 résultat.
Ainsi, par example, on a tenté de réduire les charges du soudeur par l'introduction de machines à couder automatiques ou semi- automatiques, de réduire la consommation d'électrode et la somme de travail préparatoire par l'introduction d'électrodes à grande profondeur de pénétration ainsi que d'accroître la vitesse de fusion des électrodes par' introduction de poudre de fer dans l'enrobage des électrodes, etc...
La matière d'apport suivant l'invention correspond à une nouvelle étape dans cette direction et l'invention a pour but principal de réduire la oonsommation des-électrodes et le travail préparatoire en accroissant la pression ou concentration de l'arc.
Suivant la technique antérieure, il est bien connu qu'on peut accroître la pression d'arc en prévoyant sur la matière d'apport un revêtement qui fonde un plus plus lentement que l'âme métallique. On obtient ainsi autour de la pointe de l'électrode une formation en critère qui agit sur l'arc et accroît sa concentration. On a considéré comme acceptable qu'au cours de ce. processus, la pointe de l'électrode acquière une seotion transversale longitudinale de forme trapézoïdale, c'est-à-dire que la fusion de l'âme en fil métallique s'opère suivant un motif rectangulaire.
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Il est également bien connu qu'on peut accroître la pression d'arc en introduisant en mélange dans l'enrobage ou revêtement des éléments qui accusent l'ionisation et l'excitation des atomes contenus dans l'aro. L'ionisation et l'excitation mènent à la formation d'une âme dans l'ares autrement dit, le courant de soudage passe surtout à travers une Motion transversale faible, à haute température.
Un arc à âme prononcée assure la fusion dans une zone étroite et relativement profonde, ce qui est avantageux.
Quand on utilise des électrodes formées par des fil,$ métalliques nus, in demeure jusque présent impossible d'utiliser la formation en cratère, du moins dans une mesure notable et, surtout, d'obtenir un arc stable. Par contre, quand on pratique le soudage à l'arc enrobé, on obtient une faible tendance à la formation en cratère- c'est-à-dire un effet de contrôle et de concentration de l'arc- du fait que la poudre orée une formation en cane autour de la pointe d'électrode, qui ond suivant un motif rectangulaire. Ainsi, la nécessité d'accroître la pression d'arc et de stabiliser l'arc se fait surtout sentir quand on utilise des fils non enrobés.
La. présente invention a pour but de résoudre ce problème et d'accroître la pression d'aro, notamment quand on soude à l'aide d'une matière d'apport non enrobée. On obtient ne résultat en utilisant
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une matière d'apport Métallique contenant des constituants non métalliques, de préférence oxydes et! silicates, dont la concentration orott on continu vers l'âme ou le coeur de la mâtiné! la concentration est ainsi directement transmise à l'arc à partir de la matière d'apport.
Suivant -un mode de réalisation, on obtient la pression d'arc accrue à l'aide d'une matière d'apport obtenue par métallurgie dos poudres, formée surtout de fer et de faibles quantités de constituants autres que carbone et fer, qu'on ren- contre dans les aciers non alliés; les constituants non métalliques sont surtout les oxydes et silicates qu'on rencontre dans le minerai de fer et dans les gangues de minerai de fer.
Suivant un autre procède d'obtention de cette matière d'apport, on peut mélanger les éléments d'addition avec la matière d'apport suivant une technique bien connue ou, en variante, lea introduire au moyen d'un enrobage d'électrode ou poudre formant laitier.
Pour accroître encore la pression.d'arc, on pourra mélanger à la matière d'apport des composés additionnels, éventuellement étrangers aux minorais de fer et gangues de minerai de fer, avantageux du point de vue physique, tels que composés de baryum et de strontium.
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Le procédé d'obtention de la matière d'apport se caractérise essentiellement en ce qu'on transforme par réduction le minerai de fer, rencontré par exemple sous forme de concentres, en fer songieux, en ce qu'on concasse et qu'on broie le fer spongieux et qu'on la transforme par compression en un semiproduit poreux, en ce qu'on soumet le semi-produit à une post-réduction contrôlée, dans un tour dont l'atmosphère est soumise à régulation, et en ce qu'on transforme le semi-produit résulant, par réduction de section, en une matière d'apport convenable pour soudage à l'arc électrique.
On pourra éventuellement concentrer le fer spongieux concassé et broyé,
Le ter spongieux ou la poudre de fer obtenus par les techniques modernes de réduction oontiennent presque toujours des quantités résiduelles notables d'oxydes, au premier chef oxydes de fer, à des pourcentages pouvant atteindre plusieurs centièmes.
Dans les nombreux produits obtenus par métallurgie des poudra'!', ces impuretés formant un* cons, tituant indé sirable du fait qu'elles réduisent'la résistance mécanique des produits finis et nuisent d'une manière générale à la ,qualité du produit.
En conséquence,, pendant fabrication de matériaux ou d'éléments de construction par métallurgie des poudras, on réduit la teneur normale en impuretés non métalliques par nouvelle réduction de la poudre broyée.
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La présente invention, au contraire,, met à profit la présence d'impuretés non métalliques.
Suivant l'invention, on opère une réduction, dite ci-après post-réduction, sur des semi-produits poreux (dits profilés à fils} obtenus à partir de la mousse de fer concassée et broyée. La post-réduction peut s'opérer dans une atmosphère d'hydrogène ou d'autre gaz réducteur. Dans ce cas, on peutla contrôler de manière à ce que la réduction des semi-produits ne soit pas complète;
le degré de réduction décroit alors sensiblement en continu à partir de la surface de la matière, où il atteint pratiquement 100%, vers le coeur de la, manière, où il peut être par exemple d'environ 95%. on peut aussi exprimer ce tait en disant que la teneur totale en oxydes croit de la surface vers le coeur de la matière, Il arrive toutefois que la teneur en oxydes réductibles en surface puisse, au lieu d'être nulle, prendre un* cartaine valeur.
L'invention a notamment pour but l'obtention de constituants plus facilement fusibles dans le coeur qu'en surface, ce qui permet d'obtenir à un degré exceptionnel, la formation on cratère désirée, même lorsque le soudage s'opère à l'aide de fil non enrobé.
Comme indiqué plus haut, il est ainsi préférable que la teneur en constituants ridri métalliques croisse dans une certaine mesure de la surface vers le coeur de la matière d'apport.
D'après ce qui précède, il est également indiqué que la matière d'apport présente en surface
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une composition correspondait sensiblement à oelle de l'acier doux, à laquelle il faut ajouter lea inclusions non métalliques précitées qu'on ne rencontre pas normalement dans l'acier doux.
Le coeur de la matière d'apport a sensiblement la même composition que la surface, mata peut en différer notamment par une haute teneur en carbone, ainsi que par la présence d'un ou plusieurs . des constituants suivants : SiO2, CaO, TiO2, MnO, V2O5 et d'oxydes de fer, ainsi que de faibles quantités d'autres oxydes métalliques, tels par. exemple que MgO.
La compression de la poudre de fer spongieux broyé peut s'opérer par divers procédés connus en soi, tels que compression à froid, compression par étapes, laminage entre des cylindres calibrés ou laminage par étapes entre cylindres cannelés. Il est essentiel à ce propos qu'on obtienne un semi-produit facile à traiter, assez poreux pour permettre la pénétration de gaz réducteurs Il est Indiqué que le semi-produit ait une densité de 4 à 6.
Comme déjà mentionné plus haut, on peut oontrOler la post-réduction par un procédé particulier suivant l'invention, Le mieux est d'obtenir ce résultat en soumettant à une régulation la température ou l'atmosphère du four et/ou le temps de réduction.
Lorsqu'on a soumis les semi-produits poreux à la post-réduction, on leur confère une forme
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convenable pour le soudage à l'arc électrique par réduction de section. On peut obtenir ce résultat par un procédé connu en soi, par exemple laminage, compression et/ou tréfilage.
Simultanément à la post-réduction, on pourra opérer un frittage et un chauffage aux tempé- ratures de laminage. Toutefois, dsrma certains cas, il sera bon d'exécuter ces trois opérations séparément.
Il faut que la température de post- réduction soit comprise entre 600 et 1 200 C et, de préférence, entre 800 et 1 100 C. La température de frittage doit être comprise entre 700 et 1 200 C et, de préférence, entre 1 000 et 1 200 C, la tempé- rature de chauffage aux fins de laminage étant sensi.. blement comprise dans la même gamme.
Pendant essais, on a maintenu le temps de chauffage entre 10 et 40 minutes et obtenu. de bons résultats. Il faut toutefois insister sur le fait que le temps de chauffage et la température de chauffage dépendent dans une mesure oconsidérable des dimensions des semi-produits.
La matière d'apport suivant l'invention sera avantageusement enrobée de céramique, comme les fils métalliques formant l'âme des électrodes à souder enrobées classiques. A titre d'exemple de oomposition d'untel enrobage d'électrodes, on peut citer en gros les chiffres suivants :
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<tb>
<tb> Enrobage <SEP> au <SEP> Enrobage <SEP> à <SEP> l'oxyde <SEP> Enrobage <SEP> basique
<tb> rutile <SEP> organi- <SEP> de <SEP> fer
<tb>
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que¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ S X50% de z'ut3 J a 20% d'oxyde de fer 20X de ohaux 7% d1 \),"1llulose 20% deeldspath 30% de spath fluor
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<tb>
<tb> 1 <SEP> 1,5 <SEP> de <SEP> chaux <SEP> 17% <SEP> de <SEP> silice <SEP> 35% <SEP> de <SEP> poudre <SEP> de
<tb> fer
<tb> 1 <SEP> il% <SEP> de <SEP> mica <SEP> 12% <SEP> de <SEP> chaux <SEP> 5% <SEP> de <SEP> fer <SEP> au
<tb> silicium
<tb>
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13% de ferl'ol11anganèae 25% de terro- 5% d f " '' manganèse *<'-M'c 445% d'autves 5% d'autres 5" d'autres f ,5% d'eau 1% d'eau 0% d'eau
Pour mieux illustrer l'invention,
on 'Va donner un certain nombre d'exemples en ce référant aux dessins annexés sur lesquels :
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Les figures 1 à 3 sont des micrographiea (grossissement 300) d'une matière d'apport suivant l'invention, la figure 1 montrant la surface, la figure 2 uno partie située immédiatement nous la
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nurfat .rt la '.1 ;Ul"(I 3 le o.)eur.
Les figures 4 à 6 montrent la structure de trois soudures dont l'une (figure 4) est obtenue à l'aide d'un fil métallique d'apport qu'on trouve dans
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le commerça (dit ci-aprês fil normal) et dont lea autres (figures 5 et 6) sont obtonuea k 1'aide d'une matière de charge suivant l'invention (dite ci-après
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fil L), dans toua les cas à l'aide du fondant qu'on trouve dans le commerce.
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Les t'igu1:'oS '{ à 9 sont des photographleu sections pratiquëss à travers des rainures en .i-< V, la figure 7 montrant la coupe d'une soudure
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au'fil normal et les figures 8 à 9 celles de isfd'. opérées respootiveint3nt avec des fils L-1 et t-e suivant 1 ' ii;véràL 1Gn .
La figure 10 montre la structure de di;;. dont l'une (suudure gauche) est pratiquée à 1 '<.>;. i.> fil normal et 11 aut1.' (elté droit) à l'aide di d'apport suivant ieînvention, dans les deux ci;, l'aide du f.H1.dan.l: qiJ ton trouve dans la oommoi,<àoe ,
La figure @ est la photographie d'une ec : pratiqua dans une soudure opérée en surface a
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orw3bâ, l'aide ue fil normal de 4 mm do dlamètr Ut figure Il est la photographie d'unù pratiquée dans une soudure opérée en surface à d'ast enrobé, à l'aide de fil L suivant l'invention, de diamètre, et du fondant qu'on trouve dans merce.
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Les figurer 1}A à te et 14A à 14F x>. micrographies (grossinnementi 200) 111u8tnnt j, . s1t1un entre la peinte d'électrode prdoédcmmcnt 1,- , et le fil non fendu formant l'âme, les figures de série 13 montrant le fil normal et colles du la 14 la matière d'apport suivant l'invention.
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Les figures 15 et 16 montrant la même
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zone do tr'ana1t:1.on que :la t1gnl'e ! !cAl fIl8.15 avo;. un grozzisaement de 400 la iy.tre 15 côriiàaopomlr >% au o3t lnfriur gauche de la fle-e bzz at la
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figure 16 >1 n< : .;<= - t't, t.igloU" :Yà, Les figures 11 et 18 sont à. i :.*#iphiea 111uatrant la d1rfrence entre des soudage manuel comportant, l'une., u; r'' normal, et l'autre, un.'' âme en fi. t.. -: ntlon.
1't) t 1'lerea 19 et ' o )..!'. d1ex.úll1plua des mi.C1 <>aÈ1' >; 1 w én w ,a i yç 1 , < ' 6 tjudupea obconucs l'aide il\: !'j.,; ... i>#ai et.
Les fip.t'*. 1 eà ,;3 m,)4iciont ù 'é ' .r< d'eX('I\1plC's d6Ë ,!:>ct'I..", '. ,f)'tures typiQ'Ks b:)nuea à l'aide de métal ,le soudage constitué par du fil du type L-1 suivant l'invention.
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EXLUPLE 1
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fabrication da matière d'apport.
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On broia du mînorai do for concontrd# à ton3ur totala en rocha d'onviron 1 % out 1 .-3uJntani une Durfac3 spécifique d'environ 700 c; /*,/<;ii ut oi. porto par concentration magndtiqua f:Ui :m.rac.; pJcifiqua aux onvi"Jt8 do 4.500 cm :] 1 C"n 3 on ramonant sa teneur totala en roche au-dossous do 0,3 'k, A partie dos produits tr s fortomont concentrés, on produit Mors du fur spongieuX: par 1< pfoejdô iï3 nSs.
On pousse 14 réduction da la moussa de fer jusqu'à 08,5 environ ot l'on rambno la tünÇ)u1* en charbon a O,3 % environ, On concasse ot l'on broie Io for sponaieux pour obtenir dos grains etuna dimonsion Maxi!snlt3 du 1 Mm.
On fabrique dos briquettes par comproaslon à froid do la matiore. La pression d-a comproBaioa attalut environ 2 tonnos/cM 2 ot whno à une donsit
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d'environ
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On procède à la post-réduction dans un fouichauffé ôloctriquoment on plaçant los billettob AU four dans un moufflo. Lx tcmrieraturu do chauriaie est d'environ I,ItOeC et l'atmosphère du 1.>u, o formé\) d'hydrogène gazoux. Après réduction, on nettoie 10 four par projection <iin>.<g,-,. -cumps do chauffage est do 25 Minutes, "....i,6-ÔJ(. t Ion de .h1C...
1-ion ultérieure coinlio-etci tj4 iumàa;>g% a chaud auiv;;nt un programme classique fia laminago rctangulaiî"o-.ovn< 10 pourauivî pqndant 14 passce peur ramoner la soc- 1 tion finalu du fil z 5,0 mm.
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EXEMPLE 2
Fabrication de matière d'apport,
On tréfila à froid un fil laminé à chaud suivant l'exemple 1 pour lui imprimer une réduction do section d'environ 96 %, sans recuit intermédiai- re.
EXEMPLE 3 Examen microscopique.
On analyse au microscope, en coupa trans- vorsale axiale, la matière d'apport obtenue suivant l'exomple 1. La figure 1 montre uno micrographie (grossissement 300) prise on surface, la figure 2 une micrographie prise immédiatement nous la surface ot la figura 3 uno micrographie prisa au coeur do la matière. Comme le Montrent los Micrographies, la teneur en inclusions non Botaniques et carbures (cémentique) crott vers le coeur, où ollo devient relativement importante et où les inclusions ainsi que, dans une c3rtaine Mesure, la cémentique appa- raissent sous forma da lamelles, EXEMPLE 4 Essais de soudage .
On procède à des essais de soudage dans une soudeuse automatique de soudage à l'arc enrobé en vue de comparer le fil normal et le fil L (..titre d'apport suivant l'invention). Les compositions des deux fils sont portées dans le tableau 1 ci-dessous
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TABLEAU
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<tb>
<tb> Fil <SEP> C <SEP> 8i <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S
<tb>
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## Fil normal 0,04 0,02 O,2 0,007 0,010 fil L à pont-réductlon i<co)cpl6t<' 0,07 0,08 0,12 0,007 0,009.
Fil L à post-réduction compléta 0,01 0,07 0,14 0,008 0,011 Ce tableau porm3t de comparer le fil normal
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au fil L POBt-duct1on incomplète (dit ci-après L-lj ot. du fil L à, poat-rôduction complète (dit ci-après L-2). Il apparaît que la composition dos ditf4route file varie beaucoup, !n6MO ai l'on no tient pas compte do la teneur en roche doa fils L.
Pour la soudage, on utilise le fondant à
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araîn i,n, mesurant un apport do roaanaz3eas qu'on trjuvo dans la commerce ; on l'adapte au 8oudao à 11aido do fil non allie. On procéda au uoudago à l'aide do courant alternatif.
Le tabloau Il ci-dessous ind1Q89 das donndea numériques rolativoo au soudage.
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TABLEAU il latenaità Tension Vitesse ' "ô ' l' ô ÎÉ[5É[µ ce(volte) zus au eurtace (plaquo do 13..) Fil normal 75032 50
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<tb>
<tb> " <SEP> L-1 <SEP> 750 <SEP> 32 <SEP> 50
<tb> " <SEP> " <SEP> L-2 <SEP> "50 <SEP> 32 <SEP> 50
<tb> dans <SEP> une <SEP> double <SEP> 675 <SEP> 32 <SEP> 50
<tb>
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gatuure en V(plaquo do 15axt) Fil normal 750(aouduro 32 50
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<tb>
<tb> étanche)
<tb> " <SEP> L-1 <SEP> 575 <SEP> 32 <SEP> 50
<tb> 675 <SEP> d' <SEP> 32 <SEP> 50
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> L-2 <SEP> 575 <SEP> 32 <SEP> 50
<tb> 675 <SEP> d' <SEP> 33 <SEP> 50
<tb>
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en tronçonne Ion échantillons soucie. on les attaque à l'acide ot l'on compara les résultat@ du soudage. La figure 4 montre clairement la diffé- ronca antro los effets do chauffage qui apparaissant
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dans des soudures opérées on surfaces l'es<:a de fil normal ot à l'aide do fil L-1 at L-2 suivant la présente invention.
Ces daux dernières soudures
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ont subi un chauffage nettement plus important qqo la pJ'em1rGJ co qui ressort netteoont tant da '4-. talamont des zonos touchées par la chaleur autour de la section transversale des soudures que de la
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profondeur de r-énetratlon. Pour du fil normal cotte profondeur est de 7 5 mm. pour le fil L-1 elle est do 9,0 mm et pour La filL-2 da 9,5 mm,
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Cette ralatisxn uat également rdflôcb1e par les compositions dag diff6rentes soudures, portam dans le tableau III ci-dessous.
En comparant cas compositions à celles portéas dans le tabloau I, on constate que la métal
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do base rénbtra en plus grande QUaotit6 dans loo soudures oporcea à l'aide de fils suivant 1'iarss tien que dans les soudures opérées à l'aide slar fil8 : normaux.
Co point ressort partlcul1èrDt c!tu comparaison entre les teneurs en aanganàao doa 8OU- dures ; on constate que les deux fils suivant l'in-
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vention, dont les teneurs initiales n manalugue étaient trba faibles, donnent, gr8.co Itadditim précitée à partir d'acier à assez bsr.t.x toaoew ,s manganlse, des soudures teneurs an aanaso st.. rieuros A collee obtenue" à l'aide de fil Dormi,
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Comms indiqua dans lo ta.ù1.Q/tu 11, on a op6r6 don oaoMo do 20tleauu à l'aide no fil normal et à l'aide de fil L-1 ot L-2 suivant l'invention dans une double rainure on V pratiquée) dans une,
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plaquo do 15 JI:,\U, Ilanalo inclus 6talit de 60" ut la tranche non bise&ut<3o de 2 ma.
On examine les soudures aux rayons les fils suivant l'invention donnent dos soudures ayant aux rayons X un indice do 5 (Absonco de 44-faut), tandis que la soudure opérée à l'aide de fil normal présenta aux rayons X un indice de 3 (valeur la plus faible admise) du fait de
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défauts à la basa résultant d'une Ondtration in- Complète. Comma la Montra le tableau II, les don-
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nées num5riquon relatives au soudage sont les memes.pour toua Ion onouis de soudage au double rai nure en V et les figuras 7,8 ot 9 montrent on coupe les échantillons soudés.
La figura ? Montre en coupe la soudure pratiquée ± l'aide do fil normal dans une partie exempte do défauts à la base.
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TABLEAU III ANALYSES Sôudaga apéré en surface
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<tb> Fil <SEP> Soudure
<tb>
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dsppcrt Matière d'apport llâtal de bI!ui Soudure un )1* zizi1 JIn t ' "C Fil normal Q,04 O, Elâ t7, 4 0,007 0,013 t3, ï3 Q, t?6 1;zr O,t'08 0,021 1),00 O, 3i fl, 9 0,010 (\.021 Ir-1 O,Cf1 O,C6 O,12 0,007 C, CC# t3, 33 aD, E36 1 'Ir- 0.008 0,021 O,O c'la l,# 0,010 C.C!l1.
I,...2 0, 01 0, 07 'a, .4 0,009 0,011 C, 3 L, t!B 15 0, Coe 0,031 i3, C:'1 0, IS 1, 04 0,009 bzz
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Eu comparant les résultats do soudage, on
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constate que l'avantage particullür des soudures obtenues à l'aida du fil suivant l'invention (figurus 8 et 9) résida dans le fait que cas souu-
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res, outre qu'alles oint de maillours indices aux rayons X tels qu'indiqués ci-eassus, ne font ap- paraîtra qu'une très légère protubérance par rapport à la surface de la plaque. Ce point est d'im-
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portanco exceptinnnollo pour la résistance mdcrn3. quo d'une soudure soumise à une charge dynamique (résistance à la fatigue).
Sous une.telle charge, l'effet d'entaille qui apparaît suivant la ligno de transition entre la protubérance formée par la soudure ot la plaque constitue un facteur majeur,
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on général pr6,onÓrant par rapport aux propriétés réelles (0 la matiyne-àt, qui rc3duit cianaidlrabl.o. ment la résistance fi la fatigue. Le soudage opôrb ,A, 11 a 1 go .ilH ,f±1 .il; iypa, h % ,(1 iiiHfo %) M6 -s résultats partîcult.roment bons ici, l'effet d'entaille introduit suivant la ligne de transition entre la protubérance forcée par la soudure et la plaque ost particulièrement insignifiant.
Pratiquement, il devient alors possible do se dis-
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penser do maular à stands frais les protubérances formées par les soudures, ce qui est proscrite dans
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la plupart des instructions aormalia4or, concarnant les assomblagon souc.ôs destinas oc subir eau chargas dynamiques.
Il faut dire oncora que la soudure prati- quée à l'aida de fil normal présente das défauts à la base, bien que pour obtanir dos soudares
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c3trlacho l'aida do fil normal on ait utl11ad un courant plue 3atarsa que calui nêcG80aira pour las fils L (voir cablaau II).
EXEMPLE 5 Essais de soudage.
On pratiqua des soudures en surface,
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comme dans l'exemple ci-dessna, à l'aida da fil normal et da fil L-1 suivant la presanta invention.
Le tablsau IV ci-dessous indique les compositiom des doux fils utilisés dans cet exemple. TABLEAU IV
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<tb>
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S
<tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> %
<tb>
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Fil normal \ 1('\ <. o, oa osa C, ax4 0,C3O Fil suivant l'inventif (typo L-1) 0,12 0,04 0,14 O,C07 0,016
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On voit qu'ici encore, la composition des fils varie can-idàrablement.
On utilisa encore ici le fondant utilise dans l'exemple précédent et l'on opère 3ncore le
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soudaga à l'&ida c:r courant alternatif. L'épaisseur de la plaqua est d'environ 12 am, l'1atenait. de 600 ampères, la tension de 35 volts et la vitesse d'avance da 50 cm/mn.
Après examen à l'oeil nu, un arbitre ex-
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périmentô en matiàr3 de soudage na saurait déceler aucune d1ff'renca entre lea différentes soudures.
C'est ca qu'indique la figure 10, sur laquelle la soudure gauche a été pratiquée A l'aide de fil normal et la soudure droite à l'aide de matières d'apport suivant la présente invention.
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Ces çràtiquo (.00 coupla 4 truvwt'a los doux OOUc'1.1l'OO et loir attttquo à l'acide pour compara' la profondou da pénétration. La figure 11 Montra en coupe la soudure ()pJ'Óe à. l'aide de fil noi-mal ot la figura 12 cello opo l'1.\1èo do fil oui- vant l'invention. Ici, 01W01'O, il apparaît que li ox-n1èl'O f3QUÇUX'Q a 4tô corw1èarn'blolnont p1uo chaili- fsa que celle QpJ'3 au- fil nortnai ot par masure planii;;iô,icjuù 3 1.;, cut'i.jt. dû 1 soctiott 4l:a mùtsàre fonduo, on tonstatu tI LUO le rapport entre ces 8upoyficiaa,jpour la. #oudu.;e px.1ttiquùJ à l'alee du suivant l'iavcnticm at pour la soudure pratiquee à l'nièo da fil normal, ont de 1 , 9.
La profondeur de p.1nàzratlon est de 8 mm pour le fil suivant l'invention et de 5 mm pcuf 1(1 fil normal.
Cet exemple indique aussi la relation
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entra la profondaur dQ p4nôt*ation et la coinposi- tion daa mdtaux do aoudaga, indiquas dans le ta.. bloau V.
TABLEAU V
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<tb>
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S
<tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> %
<tb>
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Soudure au fil normal O,ln n,23 1 , 1. 9 O, 015 0,023
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<tb>
<tb> Soudura <SEP> au <SEP> fil <SEP> suivant
<tb> l'invention
<tb>
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(typo .74-1) c'Io 0,10 1>#?) Q,012 fi,OIS EXEMPT
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;
t3Einiq de yaistanoa Môcaniouc On procéda A do3 osnais do aout*as9 , S l'aida do fils suivant l'exemple 5 dans une double
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rainure en V pxzstiquba dans une plaque de 16 an, i,évanement do la fainuye étant de 60 et la tranche non bisaaut60e ôtant de 2 mrA, Ici oneoro, le fil suivant l'invantion obtient aux rayons X un indice de 5, tandis quo 10 fil normal obtient un indica iad!iocr3) do 3, du fait de cldtauts à la base observée sur toute la
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soudure.
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on xoc,do des essais da rbsistance mécanique dont les rbstt3ta,ts sont poftôs dans le tublaau VI eî-,Iossous.
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TI,3T;;-t3 'I
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Fil i'ormil Fil suivant l'invention Eprouvettc DIN Eprouvette Eprouvettu Eprouvottc
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<tb>
<tb> nerforée <SEP> DIN <SEP> perforée
<tb> Char.., <SEP> rupture
<tb>
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k6/"lJ' 5l'i 52,? 527 58 5
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<tb>
<tb> Allons: <SEP> . <SEP> , <SEP> % <SEP> 13 <SEP> 63 <SEP> 14,5 <SEP> 78
<tb> sur <SEP> barreau
<tb> entaillé
<tb> Température <SEP> d'essai
<tb>
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Kgm 00 +0 -10 -10 IV, 1 3,7 5,3 4,1
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Les essais de 1'6131lict'!co -.sont opères sur barreau (:entaillé un V at les chiffres donnes rop1lÔsentent. les nioyenrieu dc's chiffres obtenus sur un grand nombre d'essais.
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RXi:MPLE 7.
Ms '''- - s.
On uir,>:>; 1 1J.l du type L-2 suivant l'invention Uu 0vètt.:!t.\,mts class1qus pour électrodes 4u genre céra- ;>;:qr= iwx 1';\ ns d(- comparaison avec lus électrodes de "-,4ge manuel qu'on \;rouV(,1 dans le commerle. Les rcv3'... tntlcnts ou énrobagex ueuayde sont l'un basique, ;'autre nu genre oxydu de fur et: le troisième du genre rutilu organique.
Indépendamment de la nature des revêtements utilisés, des pointes d'électrodes et des cratères qui appa-
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t'aisst-nt quand l'n interrompt le processus de soudage, on note des différences caractéristiques entre la ma- et
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tîère d'apport suivant l'invention/les électl'odo3 5. ÂtnO . en fils claesiques. C'est ce qu'illustrent les t1gurf:lJ 13 et 14, dont la première est une m1crogrnph10 de la
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zone de transition entre la pointe dëlectrode précèdes' ment fondue ot l'âme non , ondue de l'électrode classique et les secondes soi t des vues corrC5'pondantus de :. ¯Y r ,rw à âme <:n fil métallique formé de matière d'apporc :iuiiai<1 l'invention.
On constate que la différence notée ne r,iL,Î 1",' \)"\3 seulement de la différence entre les teneurs en caM du fil classique et du fil suivant l t 1nv.:nr ".d' .. s' ;,;. renoe réfléchie par l'importance relative de 1'::\ jerecur de la zone de t.l.'..ns1tion aaiis le {.1J.'t:ml t.:l' C;-s: \. 1.. ù. i:>r;:;ùnce d'une telle .::.xiw ûe transition J,;I.., le ::1;rà:i;1, ±<1 effet, on rümal'qu0 aussi cjuu J.1..;1':1t,.1-'1'''.' d' . l rt suivant . xxt,r.n.à.or subit un 'à.!b.'l1..;nt vid;n1; portant sur les inclt1:f 011$ non "', . :..t 1'1:;':: si ".:uées 't1. 1,<'l;;:;lr.a.. go immédtat ::1.1 1 O"'''lI.t.)., - ',' , 1 FI gouttclett{ de matiere d'apport 4 ici 1'.tJ. non fondu formant 1 tamc. Luts 1nclt:Jions nvn mtalliquú3 qui.. à l'état original, sont.
Ltr..\.!1i.rl.1s ,sc ..::ontl'âctl3nt pour formol' des 1nclus1on plu5 cu moins spheriques et plus grosses et se r6v-I.unt autre avoir changé de composition
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quand on les soumet à l'analyse à la micro-sonde.
En conséquence les résultats des essais indiquent que les inclusions non métalliques sont à point de fu-
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sion très inférieurs aelui de la matière métallique environnante dans le fil d'apport suivant l' ...lv""nt1on.
Ainsi, non seulement elles fonden plus tôt z 1.:, métal environnant, mais elles subissent en outr: Uit <;jjement de forme et de composition par diffusion dans : .total
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non fondu.
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Il s'est révélé possible d'évaluer l'état initial que l'état modifié des inclusions non métalliques., par analyse' à. la microsonde.. Au cours de cette analyse, on a constaté que les inclusions sont à deux phases dans les deux cas et le passage de l'état initial à l'état modifié est illustré par le tableau VII et par les figures 15 et 16.
La phase C éclaire et la phase D foncée (figure 15) correspondant aux deux phases présentrs à l'état initial et la phase A claire et B foncée (figu- re 16) aux phases Modifiées,
D'après le tableau VII, la réaction est évidente,'
Phase C + phase D # (phase A + phase B)
Dans l'intervalle il se produit, au premier chef., une conversion de la MnO et de la CaO contenues mais d'autres éléments aussi prennent part à la réaction pendant processus de formation des inclusions plus facilement fusibles (phase A + phase B),
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Phase A 15% mno, 16% fs'(O. 4()% v 2 05P 9% Caû,,r,,4TIO Phane B ; 15% MnO. 105 cO. -.--# 9% Ca0 1;%'l'10>>;>53J"];
a 20% Morio, 33% peo 4&% v 2 05# ............. 6'l'102'"'''''''.''' J'"> vie D : ------- 15% F<noi, #--.-. 30% CaO,-.......-5O%ao.: En ce qui concerne la t>.:)t'lnat1on de cratères, lea figures 17 et 18 montrént la différence entre une leêtl'O" de pour soudage manuel à âme "'11 fil métallique classique et une électrode à Sme en ri suivant l'invention. Cette (figure 18) provoq<1;; sur l'enrobage de l'électro* de un effet thermique nt:t il'0meut dl r.férent (flèche E), .b 1;;mont;; plus avantúg",;.t <iii; qui apparatt quand on utilise comme âme un f:U classique (flèche P). La for.. i ùt.lun en cratère est alment. plus prononcée ici que 1."lf' .1t figure 17.
$ll1vant ) ]!'exemple, il cat' evidf-nt que tant la r±4ue- 2:Jn de conductibilité thermiqn.: q'i l'accroissement, de t'usjstanse électrique obtenue ùJns la matière d'apport ::l1J vl'.nt l'invention t.:ntl.'atnt!nt une modification radicale <.1. avantageuse de l'éq\111 H,re thermique apparaissant dans .1' psintM de Ilélectrcde, du soudage tant manuel qu'au- t:QII1ú. t"l (lue.
1, t exemple illustre encore une des raisons pour la- <3uel:!e apparaît l'effet d'arc contrôlé" mentionné plus heut, qui se traduit par une concentration plus accusée de l'Ttï'c avec la matière d'apport suivant l'invention. raison est la suivante e des matières non inétalliques qi, dans le soudage t?;anu-?l prn'liennent -.------ ;... ..Q du. f <\ 1 "," .;'(j et qul, elans 14 ("'ldhl1;! automatique J pcrUWIl!t encosse de 3.'cm'b- d l 'élec% OEie, $ ma18 :,;n;sl nu fondant en poudre qui i#J#1,14<,; le point de sc,acix;e, Hont fournies à l t'arc. quaïd
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en utilise la matièru d'apport suivant l'invention, par cotte matière d'apport elle-même sous forme d'oxydes et de silicates faciles à fondre ut fortement ionisés.
L'ex emple indique encore, en ce qui concerne le soudage à l'aide d'électrodes enrobées, que la perte de chaleur subie vers l'amont dans le fil formant âme est notable- ment plus faible dans la matière d'apport suivant l'in- vention que dans l'âme en fil classique. Ce fait a luimême pour conséquence que de nombreux enrobages d'élec- trodes, qui se trouvent affectés au-delà do certaines températures-limites, quant à l'effet qu'ils doivent exercer sur la formation de cratères et sur l'arc, no se trouvent pas aussi facilement surchauffés quand on utilise des fils L à haute résistance thermique,
EXEMPLE 8 Miere-essais.
Les figures 19, 20, 21 et 22 illustrent dos exemples de micro-structures typiques do soudures obtonuos à l'aide de fil normal (figures 19 et 20) ot l'aide de fil du type L-1 suivant l'invention (figures 21 et 22).
La composition des fils est celle portée dans le tableau III ci-dessus (fil normal et fil L-2 respectivement).
On constate que les micro-structures des soudures obtenues à l'aide de fil normal présentent une différence caractéristique par rapport à celles des soudures obtenues à l'aide de la matière.d'apport suivant l'inven- tion.En effet, ces dernières contiennent une fraction évidemment supérieure de phases eutectiques (bainite et perlite fine), ce qui indique, on le sait, que les soudures ont une meilleure résilianne sur barreau entaillé.
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De telles structura caractérisent aussi les soudures à faibles teneurs en carbone et à teneurs en manganèse rela- tivement: élevées.
Un nouvel avantage; de l'invention réside ainsi dans le fait qu'on peut obtenir un tel résultat bien que la matière d'apport suivant l'invention soit très faiblement alliée, ceci du fait que la fusion du métal de base est beaucoup plus accusée que dans les soudures opéfées au fil normal.