CH621963A5

CH621963A5 - Flux-cored welding wire and method for the manufacture thereof

Info

Publication number: CH621963A5
Application number: CH509778A
Authority: CH
Inventors: Jacques Blanpain
Original assignee: Arbed
Priority date: 1977-07-18
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1981-03-13
Also published as: IT1106857B; DE2829517C2; IT7850340A0; GB1597818A; DE2829517A1; NL7803750A; FR2397915A1; LU79445A1; BE865079A; FR2397915B1

Description

La présente invention est relative à un fil de soudage fourré ainsi qu'à un procédé pour la fabrication d'un tel fil. The present invention relates to a cored welding wire and to a process for the manufacture of such a wire.

Ces fils fourrés, utilisés tant pour le soudage de pièces métalliques par voie automatique ou semi-automatique à l'arc avec ou sans atmosphère de gaz protecteur que pour le rechargement de pièces métalliques, sont constitués d'une àme de poudre entourée par une gaine métallique. La gaine métallique est le plus souvent en acier, allié ou non, et elle possède une forme circulaire d'un diamètre compris entre 0,5 et 10 mm. L'âme de poudre est formée de produits minéraux et métalliques pulvérulents, tels que surtout des laitiers, des fondants, des désoxydants ou des alliages qui constituent entre 10 et 70% du poids total du fil fourré. These cored wires, used both for welding metal parts by automatic or semi-automatic arc welding with or without a protective gas atmosphere and for reloading metal parts, consist of a core of powder surrounded by a sheath metallic. The metal sheath is most often made of steel, alloyed or not, and it has a circular shape with a diameter between 0.5 and 10 mm. The powder core is formed from powdery mineral and metallic products, such as especially slag, fluxes, deoxidizers or alloys which constitute between 10 and 70% of the total weight of the cored wire.

On connaît de tels fils dits non fermés. L'enveloppe de ceux-ci, façonnée à partir d'un ruban métallique, présente un joint longitudinal non étanche qui est formé soit par les bords du ruban qui se touchent le long d'une ligne axiale, soit par les zones marginales du ruban qui se recouvrent par simple superposition. Toutefois, la juxtaposition des bords longitudinaux et la superposition des zones marginales ne sont pas de nature à garantir une isolation hermétique de la poudre par rapport à l'atmosphère extérieure. Aussi la poudre peut-elle s'altérer lors du transport ou du stockage ou lors du traitement du fil fourré ou de l'ébauche servant à sa production. Par ailleurs, cette conception ne convient que pour des fils fourrés de diamètre relativement épais. We know such son said not closed. The envelope of these, shaped from a metallic tape, has a non-watertight longitudinal seal which is formed either by the edges of the tape which touch each other along an axial line, or by the marginal zones of the tape which overlap by simple superposition. However, the juxtaposition of the longitudinal edges and the superposition of the marginal zones are not such as to guarantee a hermetic isolation of the powder from the external atmosphere. The powder can therefore deteriorate during transport or storage or during the processing of the cored wire or the blank used for its production. Furthermore, this design is only suitable for cored wires of relatively thick diameter.

Contrairement aux fils fourrés non fermés, les fils dits à joint soudé sont absolument étanches. Leur fabrication, qui était jadis pratiquement impossible parce que la contamination des bords de l'ébauche par de la poudre lors du profilage ou lors du soudage ne permettait pas d'obtenir un joint de soudage suffisamment impeccable pour un étirage convenable de l'ébauche, est maintenant très aisée grâce au procédé suivant le brevet français N° 74.17830. Dans ce procédé on transforme d'abord en continu une bande d'acier en un profil en forme de rigole et on introduit un mélange de poudre dans le fond de cette rigole. On recouvre ensuite la poudre à l'aide d'un mince feuillard métallique qui retient la poudre au fond de la rigole lors de la fermeture de l'ébauche et lors du soudage du joint. Les ébauches fourrées obtenues présentent un joint soudé impeccable et un remplissage homogène et se laissent soumettre sans trop de difficultés à l'étirage. Toutefois, pour les diamètres très minces les conditions d'étirage se détériorent, étant donné que la paroi de l'ébauche ne reste pas uniformément cylindrique au cours de l'étirage, mais présente des zones à paroi plus épaisse suivies de zones à paroi plus mince et plus fragile à l'étirage. Cet inconvénient devient encore plus prononcé si la poudre contient des particules de métaux durs qui s'enfoncent dans la paroi de l'ébauche et y constituent des amorces de rupture. Sous ces conditions, les interruptions de production sont fréquentes et les déchets assez importants. Unlike unclosed cored wires, so-called welded wires are absolutely waterproof. Their manufacture, which was formerly practically impossible because the contamination of the edges of the blank by powder during profiling or during welding did not make it possible to obtain a welding joint sufficiently impeccable for a suitable drawing of the blank, is now very easy thanks to the process according to French patent N ° 74.17830. In this process, a steel strip is first continuously transformed into a channel-shaped profile and a powder mixture is introduced into the bottom of this channel. The powder is then covered using a thin metal strip which retains the powder at the bottom of the channel when the blank is closed and when the joint is welded. The filled blanks obtained have an impeccable welded joint and a uniform filling and can be subjected to drawing without much difficulty. However, for very thin diameters the drawing conditions deteriorate, since the wall of the blank does not remain uniformly cylindrical during drawing, but has thicker walled areas followed by thicker walled areas thinner and more fragile when stretched. This drawback becomes even more pronounced if the powder contains particles of hard metals which sink into the wall of the preform and constitute fracture initiators there. Under these conditions, production interruptions are frequent and the waste quite significant.

La présente invention a en conséquence pour but de remédier à ces inconvénients. The present invention therefore aims to remedy these drawbacks.

Le fil de soudage fourré suivant la présente invention d'un manteau constitué d'une âme de poudre entourée métallique est caractérisé en ce que le manteau est formé par deux gaines, l'une en contact avec l'autre, la gaine intérieure étant constituée de deux bandes indépendantes s'étendant dans la direction axiale et tapissant chacune une partie de la paroi intérieure de la gaine extérieure, le joint unique de la gaine extérieure s'étendant à peu près sur la ligne médiane de la bande sous-jacente de la gaine intérieure. The cored welding wire according to the present invention of a coat made up of a metal surrounded powder core is characterized in that the coat is formed by two sheaths, one in contact with the other, the inner sheath being made up of two independent bands extending in the axial direction and each lining a part of the inner wall of the outer sheath, the single joint of the outer sheath extending approximately on the center line of the underlying band of the inner sheath.

Les deux bandes recouvrant en forme de gaine la paroi intérieure de l'enveloppe extérieure du fil fourré sont souvent de la même composition que le matériau de l'enveloppe extérieure, c'est-à-dire généralement en acier doux. Elles peuvent également présenter une composition différente, par exemple englober des éléments métalliques exerçant une quelconque action lors du soudage, pourvu qu'elles présentent une ductibilité qui ne soit pas sensiblement inférieure à celle du matériau de la gaine extérieure. En général, ces bandes sont moins épaisses que la bande formant la gaine extérieure. The two bands covering the inner wall of the outer casing of the cored wire in the form of a sheath are often of the same composition as the material of the outer casing, that is to say generally of mild steel. They may also have a different composition, for example encompassing metallic elements exerting any action during welding, provided that they have a ductility which is not substantially less than that of the material of the outer sheath. In general, these strips are thinner than the strip forming the outer sheath.

Comme les joints de la gaine intérieure sont recouverts par la gaine extérieure et comme les joints sont en général distants d'au moins un quart de la circonférence du fil, l'étanchéité est si parfaite qu'on peut en général renoncer à se faire chevaucher les bords de la gaine extérieure ou à souder le joint formé par les bords de la gaine extérieure qui s'accostent. Par ailleurs les bords des deux bandes plus minces constituant la gaine intérieure se chevauchent généralement et garantissent pratiquement à eux seuls un assemblage étanche. Le risque d'une déformation des bords du joint de la gaine extérieure lors des opérations de bobinage et de débobinage est beaucoup plus réduit que pour les fils fourrés non fermés classiques, étant donné que la poudre compactée est contenue par la gaine intérieure et n'agit pas directement As the joints of the inner sheath are covered by the outer sheath and as the joints are generally at least a quarter of the circumference of the wire, the sealing is so perfect that one can generally avoid overlapping the edges of the outer sheath or to weld the joint formed by the edges of the outer sheath which dock. Furthermore, the edges of the two thinner strips constituting the inner sheath generally overlap and virtually guarantee a tight assembly on their own. The risk of deformation of the edges of the outer sheath joint during winding and unwinding operations is much lower than for conventional unclosed filled wires, since the compacted powder is contained by the inner sheath and does not not act directly

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sur le joint. Toutefois, rien ne s'oppose à fermer le joint extérieur par soudage, notamment en vue d'un tréfilage vers des diamètres très réduits de l'ordre de 1 mm, car toutes les conditions pour la réalisation d'un joint de soudage impeccable sont données. on the joint. However, there is nothing to prevent the outer seal from being closed by welding, in particular with a view to drawing to very small diameters of the order of 1 mm, since all the conditions for producing an impeccable welding seal are data.

Etant donné que la gaine métallique entourant le noyau de poudre conserve sur toute la circonférence une surface lisse vis-à-vis de la gaine extérieure, l'étirage des ébauches fourrées à double gaine s'effectue sans rupture jusqu'aux diamètres les plus minces. En effet, lors de l'étirage, l'écoulement plastique du matériau de la gaine extérieure parfaitement cylindrique peut avoir lieu sans aucune entrave résultant de la forme ou de la nature du matériau sous-jacent, comme tel était le cas jusqu'ici. Since the metal sheath surrounding the powder core retains a smooth surface over the entire circumference vis-à-vis the outer sheath, drawing of the double-sheath filled blanks is carried out without breaking down to the thinnest diameters . In fact, during stretching, the plastic flow of the material of the perfectly cylindrical outer sheath can take place without any obstacle resulting from the shape or the nature of the underlying material, as was the case hitherto.

Les fils fourrés à double gaine ont en général une section circulaire et sont obtenus à partir d'ébauches circulaires ou ovales. The double-sheathed cored wires generally have a circular section and are obtained from circular or oval blanks.

Des ébauches circulaires ou polygonales peuvent toutefois aussi être façonnées, surtout étirées et ensuite laminées de telle sorte que le fil fourré obtenu présente une section sensiblement rectangulaire. En général, la largeur de tels fils fourrés dits plats est au moins cinq fois plus grande que l'épaisseur. Ces fils sont spécialement adaptés à l'obtention de cordons de soudure larges dans les procédés à l'arc avec ou sans gaz protecteur ou sous flux. Circular or polygonal blanks can however also be shaped, especially drawn and then rolled so that the cored wire obtained has a substantially rectangular section. In general, the width of such so-called flat filled wires is at least five times greater than the thickness. These wires are specially suitable for obtaining wide weld beads in arc processes with or without protective gas or under flux.

Le procédé de fabrication du fil suivant la présente invention comprend la transformation d'un ruban métallique en un profil en forme de rigole, l'introduction d'un mélange de poudre de soudage dans la rigole, le façonnage des flancs de la rigole jusqu'à fermeture de l'ébauche sur un joint et la réduction de la section de l'ébauche jusqu'au diamètre désiré et est caractérisé en ce qu'on introduit dans la rigole préfaçonnée un feuillard métallique, qui épouse la forme du fond de la rigole et s'étend jusqu'au moins la mi-hauteur des flancs latéraux de la rigole, qu'on dépose un cordon du mélange de poudre de soudage dans le feuillard tapissant le fond de la rigole et qu'on recouvre la poudre à l'aide d'un deuxième feuillard dont les bords sont repliés vers le bas. The method of manufacturing the wire according to the present invention comprises the transformation of a metallic strip into a channel-shaped profile, the introduction of a mixture of welding powder into the channel, the shaping of the sides of the channel up to closing the blank on a joint and reducing the section of the blank to the desired diameter and is characterized in that a metallic strip is introduced into the pre-ditch, which follows the shape of the bottom of the ditch and extends to at least half the height of the lateral flanks of the channel, that a bead of the mixture of welding powder is deposited in the strip lining the bottom of the channel and that the powder is covered with using a second strip whose edges are folded down.

Suivant une forme d'exécution, le feuillard métallique destiné à former la partie inférieure de la gaine intérieure est préfaçonné à l'aide de galets profiteurs et inséré ensuite dans la rigole. According to one embodiment, the metal strip intended to form the lower part of the inner sheath is pre-shaped using profiteer rollers and then inserted into the channel.

D'après une autre forme d'exécution, le feuillard pour le revêtement du fond de la rigole est amené en direction de la rigole préfaçonnée et est pressé contre le fond de celle-ci à l'aide d'un galet rotatif. According to another embodiment, the strip for coating the bottom of the channel is brought in the direction of the prefaced channel and is pressed against the bottom of the latter using a rotary roller.

Le feuillard supérieur, qui recouvre le cordon de poudre en prenant appui contre les flancs du feuillard inférieur, peut être dimensionné de telle sorte que l'ébauche peut être fermée sans coincement de ce feuillard dans 1e joint. The upper strip, which covers the powder bead by pressing against the sides of the lower strip, can be dimensioned so that the blank can be closed without jamming this strip in the joint.

L'installation pour la fabrication de ces fils fourrés à double gaine correspond, pour ce qui est des outils pour le façonnage de l'enveloppe extérieure et du feuillard supérieur, pour l'alimentation en poudre, pour le soudage éventuel du joint, ainsi que pour s la réduction de la section de l'ébauche, à celle décrite dans le brevet français N° 74.17830. On n'a qu'à ajouter les outils nécessaires pour façonner et mettre en place le feuillard destiné à tapisser le fond de l'ébauche ouverte de la gaine extérieure. The installation for the manufacture of these double-sheathed cored wires corresponds, as regards the tools for the shaping of the outer casing and of the upper strip, for the powder supply, for the possible welding of the joint, as well as for s the reduction of the blank section, to that described in French patent N ° 74.17830. We only have to add the necessary tools to shape and put in place the strip intended to line the bottom of the open blank of the outer sheath.

Un exemple d'exécution est décrit ci-après en relation avec la io figure unique qui présente une coupe à travers une ébauche fourrée à double gaine à joint soudé. An exemplary embodiment is described below in relation to the single figure which presents a section through a filled blank with double sheath with welded joint.

Un ruban 1 en acier doux d'une largeur de 32 mm et d'une épaisseur de 1,8 mm est façonné à l'aide de galets en un profil ayant la forme d'une rigole de 7 mm de profondeur et de 23 mm 15 de largeur. A mild steel strip 1 with a width of 32 mm and a thickness of 1.8 mm is formed using rollers in a profile having the shape of a channel of 7 mm deep and 23 mm 15 wide.

Un feuillard 2 de 20 mm de largeur et de 0,3 mm d'épaisseur est plié en arc de cercle au moyen de galets et introduit contre le fond de la rigole. A strip 2 20 mm wide and 0.3 mm thick is folded into an arc by means of rollers and introduced against the bottom of the channel.

La rigole tapissée du feuillard profilé 2 défile sous un alimenta-20 teur-doseur qui y dépose un cordon de poudre de soudage 4. The channel lined with the profiled strip 2 runs under a metering feeder which deposits a bead of welding powder 4 therein.

A la sortie de l'alimentateur-doseur, une feuille de couverture 3 pliée en arc de cercle à partir d'un feuillard de 20 mm de largeur et de 0,3 mm d'épaisseur est disposée sur le cordon de poudre de telle façon que les bords de la feuille de couverture 25 touchent les flancs du feuillard tapissant le fond de la rigole. At the outlet of the feeder-doser, a cover sheet 3 folded in an arc from a strip 20 mm wide and 0.3 mm thick is placed on the powder cord in such a way that the edges of the cover sheet 25 touch the sides of the strip lining the bottom of the channel.

L'ébauche préformée est tirée à travers une filière dans laquelle les bords de la rigole sont repliés de façon à venir s'accoler l'un contre l'autre. The preformed blank is drawn through a die in which the edges of the channel are folded so as to come to abut one against the other.

Après un nettoyage à la flamme, l'ébauche est prête à être 3o envoyée soit dans une station de soudage pour le fermeture du joint, soit vers une station de réduction de la section de l'ébauche. Cette dernière opération est effectuée par laminage ou par étirage afin d'obtenir déjà un certain serrage de la poudre permettant la manutention de l'ébauche. After flame cleaning, the blank is ready to be sent 3o either to a welding station for closing the joint, or to a reduction station of the blank section. This last operation is carried out by rolling or stretching in order to already obtain a certain tightening of the powder allowing the handling of the blank.

35 La réduction de la section de l'ébauche au diamètre final du fil fourré est effectuée par étirage. The reduction of the section of the blank to the final diameter of the cored wire is carried out by drawing.

A titre d'exemple, nous mentionnons un fil fourré à double gaine pour assemblage et rechargement qui présente un diamètre de 0,9 mm. As an example, we mention a double sheathed cored wire for assembly and reloading which has a diameter of 0.9 mm.

40 Les gaines présentent les caractéristiques suivantes : 40 The ducts have the following characteristics:

— gaine extérieure: acier doux calmé; - outer sheath: soft mild steel;

— gaine intérieure: acier doux calmé; - inner sheath: mild steel calmed;

— âme de la poudre : 80% d'éléments d'alliages métalliques et 20% de flux; - powder core: 80% of metal alloy elements and 20% flux;

45 — rapport poudre/métal: 30% en poids. 45 - powder / metal ratio: 30% by weight.

R R

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

621,963

1. Cored welding wire, consisting of a powder core surrounded by a metallic mantle, characterized in that the mantle is formed by two sheaths, one in contact with the other, the inner sheath consisting of two independent strips extending in the axial direction and each covering part of the inner wall of the outer sheath, the single joint of the outer sheath extending approximately on the midline of the underlying strip of the inner sheath .

2. Cored welding wire according to claim 1, characterized in that the two metal strips which form the inner sheath are of a different composition from the material forming the outer sheath.

2

3. Cored welding wire according to claim 1 or 2, characterized in that the two metal strips which form the inner sheath are thinner than the outer wall.

4. Cored welding wire according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the edges of the metal strips which form the inner sheath overlap.

5. Cored welding wire according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the section of the wire as delimited by the mantle is substantially rectangular, the width being at least five times greater than the thickness.

6. A method of manufacturing the cored wire according to claim 1, which comprises transforming a metallic strip into a channel-shaped profile, introducing a mixture of welding powder into the channel, shaping the sides of the channel until the blank is closed on a joint and the reduction of the section of the blank to the desired diameter, characterized in that a metal strip is introduced into the pre-channel, which follows the shape of the bottom of the channel and extends to at least half the height of the lateral flanks of the channel, that a bead of the mixture of welding powder is deposited in the strip lining the bottom of the channel and that the powder using a second strip whose edges are folded down.

7. Method according to claim 6, characterized in that the metal strip intended to line the bottom of the channel is prefaced by rolling between profiled rollers before being deposited in the channel.

8. Method according to claim 6 or 7, characterized in that the first strip is brought in the direction of the prefaced channel and is pressed against the bottom thereof using a movable roller.

9. Method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the edges of the prefabricated cover strip bear against the sides of the strip covering the bottom of the channel.