CA1035174A - Conglomerated fluxes for automated submerged arc welding of ordinary or low alloy steels - Google Patents

Abstract

PRECISION OF DISCLOSURE:

Submerged arc welding process, in large horizontal passes, thick sheets of ordinary steel or weakly allied. In this process we use fluxes specifics obtained by mixing a mixture of powders with hydrated sodium silicate, at a rate of 130 to 200 g. silicate per kilogram of mixture, mixtion followed by cooking with trommel between 500 and 1000 ° C., said mixtures of powders have components Sessions meeting the qualitative and quantitative conditions dosage below:

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Description

~035174 1a pr~sente inve~tion ~e rapporte a des flu~ pour le soudage à l'arc submergé d'aciers ordinaires ou ~aiblement alliés taciers 52) et plu~ particuli~rement au soudage de t81e~ relati-vement épai3se~ ( ~ 2 cm) - en grosses passes (une recto - une ver~o).
~e procédé, bien CODnU,, de ~oudage à l'arc submergé
(ou soudage ~OU8 flux) présentait à ses début~, l'inoonvénient lmportant de ne procurer que des résiliences relativement ba~ses en comparaison de celles obte~ues par le8 procédés manuels (MMA = Manual Metal ~rc) ou 80U8 gaz.
Cet iDconvénlent put être surmonté lorsqu'apparureDt le8 flux "basiques"; toutefols, le pro¢édé à ar¢ sous flux baslque ne pallialt le d~faut de résilience qU'eD soudage "multl-passes"; lorsque la dilutlon du métal de soudure dans le m~tal de base est rédulte par deux effets spéclfique~ :
- le ~raotio~nement, dans le temps~ de l'apport total de ohaleur, et - le "recult" gue ~ubissent le~ cordons in~érleur~
lors des passes ultérleures.
~e probleme reetait donc entier lorsque, pour des ralsons évidentes d'~oonomie, on d~sirait obtenir de gros dépôts, bien anorés et sans défauts de ¢ontinulté, eD deux passe~
opposées (recto-ver~o) ~ des ~ltesses d'avan¢ement a¢ceptables (40-45 cm/mln.).
En ralsonnant par a~alogie avec les op~ration~ sldé-rurgi~ues, dans le~quelles l'afflnage des a¢ler~ est obtenu par dea réactlon~ su¢cesslves d'oxydatlon et de rédu¢tlon, on recher¢he l'augmentatlon de résilience de3 cordons de soudage -~
AS. eD introdui~ant des agents oxydants pour provoquer le premier type de r~action et en compensant leurs e~fet~, dans un second temps, par l'utilisation d'électrodes pleines ~ relative-~, ment haut~s teneurs en Sl et Mn, ,," ~ ,.
'' , , ' .

'.''.'.'"'"'''".'',.'' ~'`' '"'~'' '' ' ',' '.,''''`' '';'''':'' ~'utilisation de carbonates e~t connue. Outre leur~
effets oxydants, par dégagem~nt de C02 --~ CO + O, ils contri-buent d'une part ~ r~aliger la ba~icit~ des flux (CaO), et d'autre part, il~ provoquent, par dégagement gazeux, une agitation de~ bain~ favorable à leur i~filtratio~ dans le3 joints profonds eD X et en Y.
Actuellement cependant, on n'~vite le~ trop grandes dilutions,nuisibles à ~a r~9ilience - en soudage en deux passes opposées - que par l'utilisatioD de flux à pourcentages élevés de carbonates (plus de 15%), dont la décomposition endothermique absorbe une partie de la chaleur d'arc. Ces n ux sont utilisés conourremment avec des éleotrodes a relativement hautes teneur~
en Mn (+ 1,5%) et en Si (+ 1%).
Au ¢ours de nos recherches séle¢tives parmi les flux à base d'oxydes alcallns ou alcalino-terreux - domai.ne ¢ouvert par dosnombreux bre~et~, le brevet britannique 1.080.337 en particulier - nous avons d~oou~ert, de façon l~attendue, qu'en aJoutant ~ des mélanges choisis à haute teneur eD MgO et Ca~2 de f~ible~ pour¢entages en CaC03, o.n pou~ait obte~lr OD seule-ment une bonne p~nétration des ~oiDts X ou Y en deux passes,san~ "bulle" intercalaire, mais eDcore des résllien¢e~ accrues dans des proportions lnatte.ndues (de 40% plus élevées).
~ es flux agglomérés selon l'invention, soDt c~racté-risés par les oomposltloDs oentésimale~ des m~langes de poudres gul sont liées au ~ilioate de soude, ~ raison de 130 à 200 gr.
de ~illcate par kg de poudre et e~sulte cuit à des températurea allant de 500 à 1000a et e.n atmosph~res noxmales ou contrôl~es.
aes compositions centésimales (eD poids de poudre) ~e sltuent dan~ les "rourchette~" suivantes.
Oxyde de magnésium (Mg C03 calciné) 30 a 60 %
Spath fluor (~ 90% de Ca F2) 20 ~ 35~
, , , ~ 2 ~ ;:

lQ35~74 Corindon, ~lumine ou bauxite (à 85%
d'A12 03) 10 ~ 25%
Silicate de c~lcium (50/50) o à 10% :,:
Quartz (à 99% de Si 2) 0 ~ 10%
Fe Si (à 90%) 0,25 à 2% ~-Fe Mo (à 65-75% de Mo) o à 3%
~e Mn (affiné) 1 à 5%
Carbonate de chaux 1 à 6~
En soudant, e~ arc submergé, avec ces compositions des t81ss couchées (d'acier 52) de 20 mm. d'épais~eur, chanfrei-née~ e.n % et e.n Y (~oir figure unlque) en deux passes (recto-~erso) en courant coDtinu, p81e positif à la pince :
la première sous 650-700 A et 32V à 45 om/min d'a~ance.-me.nt la seco~de ~ou8 650-700 ~ et 32V ~ 40 om/min d'avaDce- . . . .
ment .
o~ a obtenu, a la raoine du ~¢ond oordon, des reslllences Charp~ V (à - 20) moyeDnes de 7,65 kg/cm2, l'éle¢trode utili~ée ~ ......
étant en aoier à en~lron 0,5 de Mn et 0,05 de S~ max.

2~ ~a soudure est ~aine et, en parti¢ulier, sans porosité
à l'interfaoe des deu~ passes.
Dane lec même~ oonditlons, en utlll~ant un nux .:
semblable, malb ~ans carbonate, la résilience moyenne relevée ~: au m~e endroit D'~tait que de 5,39 kg/om2.
~ a ~ubstltutlon de deux parts de CaC03 ~ deu~ parts de MgO a alnsi provo~u~ une augmeDtatio.D lnattendue de résilienoe : de l'ordre de 41% (2,26 kg/om2), 'utilisation de tels flux e~ soudage AS de tôles pai88e8, sur chantier, permet donc de satisfaire ~conomiquement ~; aux spécification~ des conætructions navales et de génie civil. ..
: ~ .
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Claims (2)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de soudage à l'arc submerge, en grosses passes horizontales, de tôles épaisses d'aciers ordinaires ou faiblement alliés, caractérisé en ce que l'on utilise un flux spécifique obtenu par la mixtion d'un mélange de poudres à du silicate de soude hydraté, à raison de 130 à 200 g. de silicate par kilogramme de mélange, mixtion suivie de cuisson au trommel entre 500 et 1000°C., lesdits mélanges de poudres ayant des compositions répondant aux conditions qualitatives et quantitatives de dosage ci-après:

2. Flux agglomérés pour le soudage automatique à l'arc submergé d'aciers ordinaires ou faiblement alliés, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par la mixtion d'un mélange de poudres à du silicate de soude hydrate, à raison de 130 à 200 g. de silicate par kilogramme de mélange, mixtion suivie de cuisson au trommel entre 500 à 1000°C., lesdits mélanges de poudres ayant des compositions répondant aux conditions qualitatives et quantitatives de dosage ci-après: