FR2490521A1 - Procede de soudage a l'arc immerge d'un acier presentant une tres faible teneur en carbone - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE SOUDAGE A L'ARC IMMERGE D'UN ACIER A TRES FAIBLE TENEUR EN CARBONE. DANS CE PROCEDE L'ON UTILISE UNE BAGUETTE DE SOUDAGE CONTENANT DE 0,18 A 0,55 DE CARBONE, ON AJOUTE SOIT DU TITANE ETOU DU BORE DANS LA BAGUETTE DE SOUDAGE ETOU LE FLUX DE SOUDAGE ET ON SOUDE A L'ARC IMMERGE UN ACIER CONTENANT DE 0,005 A 0,06 DE CARBONE, LE TITANE ET LE BORE ETANT AMENES A COEXISTER DANS LE METAL DE LA SOUDURE. CE PROCEDE EST UTILISE POUR LA FABRICATION DE TUBES DE CANALISATION UTILISABLES DANS LES CLIMATS FROIDS.

Description

Procédé de soudage à l'arc immergé d'un acier présentant

une très faible teneur en carbone.

La présente invention concerne un procédé de soudage à l'arc immergé d'un acier présentant une très faible teneur en carbone pour obtenir un tube de canalisation avec une résistance, une ténacité et des performances élevées, tube qui convient pour des applications à basses températures. Comme on le voit d'après l'évolution de l'acier pour tubes de canalisation utilisable dans les climats froids, un

progrès remarquable a été fait en abaissant le carbone équi-

s10 valent des aciers faiblement alliés à haute résistance et en particulier en abaissant la teneur en carbone de tels aciers jusqu'à un pourcentage très faible de manière à obtenir des aciers présentant une bonne soudabilité et une bonne

ténacité aux basses températures.

De plus les progrès réalisés dans la technologie du laminage contrôléont rendu disponibles divers aciers à faible teneur en carbone ne contenant pas plus de 0,06% de carbone (par comparaison avec les aciers usuels qui contiennent au moins

0,1% de carbone).

A l'heure actuelle, un tube de canalisation est produit à partir d'un acier faiblement allié de résistance élevée en utilisant un procédé de soudage à l'arc immergé dans lequel, en vue d'améliorer la ténacité aux basses températures, on utilise en combinaison un flux de soudage auquel sont ajoutés du titane et du bore et une baguette de soudage présentant l'une des compositions spécifiées ci-après. Les compositions des baguettes de soudage sont les suivantes:

Tableau 1

(poids %) Nota: JIS SAW AWS : Norme Industrielle japonaise : Soudage à l'arc immergé : American Welding Society : Mo- et/ou Ni, etc. sont ajoutés en plus des constituants spécifiés par la Norme Industrielle Japonaise.

Pour la fabrication d'un produit tubulaire en l'acier men-

tionné ci-dessus, divers procédés, tels que le procédé de formage UO, le procédé de fabrication d'un tube soudé en

hélice et le procédé de formage par cintrage ont été utilisés.

Conformément au procédé conventionnel, un acier faiblement allié contenant une faible teneur en carbone de 0,05% a été soumis à un laminage contr8ôlé pour donner une tôle d'acier

qui a ensuite été mise sous forme tubulaire. Le produit tubu-

laire a été soumis à un soudage à l'arc immergé en utilisant en combinaison une baguette de soudage contenant 0,10% de carbone, 2,0% de manganèse et 0,5% de molybdène correspondant à une baguette de la norme AWS - EA3 et un flux du type fondu d'un système contenant de l'oxyde de titane (TiO2) et de C Si Mn Mo JIS SAW32 i0,15 0,05-0,25 1,30-1,80 4

JIS SAW41 0,17 - 0,05 1,80-2,20 4

AWS Norme EA3 0,10-0,18 &0,05 1,70-2,40 0,45-0,65

AWS Norme EH14 0,10-0,18 0,05-0,30 1,75-2,25 -

3. l''oxyde de bore (B203). Les propriétés mécaniques du métal de la soudure ainsi obtenue ont été examinées. Les résultats

obtenus sont donnés dans le Tableau 2.

Tableau 2

* Acier avec 0,05C-0,3Si-1,5Mn-0,2Ni-0,25Mo-0,05Nb-

0,07V-0,03Al-O,OlTi **: Acier avec 0,09C-0,3Si-1,6Mn-0,3Cu-0,3Ni-0,05

0,09V-0,03A1

Les recherches effectuées par les inventeurs ont révélé une réduction de la ductilité à haute température du métal de la soudure et une tendance à promouvoir l'apparition de défauts dans le métal de la soudure. En conséquence comme indiqué

dans le Tableau 2, la variation de la ténacité à basse tempé-

rature devient plus importante que celle du métal de la soudure

d'un acier usuel contenant la quantité usuelle de carbone.

D'autre part, l'acier usuel faiblement allié contenant 0,09% de carbone, soudé par le procédé de soudage à l'arc immergé mentionné ci-dessus n'est sujet à aucune diminution de la ténacité à haute température. Il en résulte que la variation de la ténacité à basse température est faible, comme cela ressort également du Tableau 2. De cette manière, il a été démontré que le problème inhérent au métal de la soudure lors du soudage d'un acier à très faible teneur en carbone résulte de la combinaison d'une baguette de soudage contenant la quantité usuelle de carbone et d'un acier à très faible Résultats de l'essai Essai avec les combinaisons au choc de Charpy Tôle d'acier Baguette de Flux de sou- Encoche en V2mm soudure dage Teneur en- 0,1%C-2%Mn Flux fondu de Nombre d'essais 60 acier à très -0,5%Mo O -B O Valeur moyenne 177J faible car- TiO2 2 3 Variation a = 34 bone * Nombre d'essais 6u Acier C usue idem idem Valeur moyenne 200J ** Variation a =8,8

teneur en carbone.

Les inventeurs ont cherché à développer un procédé de soudage à l'arc immergé qui empêche la détérioration de la ténacité S. à haute température dans le métal de la soudure d'un acier à très faible teneur en carbone et qui en même temps assure une bonne ténacité aux basses températures. On s'est tout d'abord penché sur le problème de la diminution de la ductilité à haute température, ce qui s'est trouvé avoir un rapport étroit avec les quantités de carbone et de bore dans le métal

de la soudure.

Un but de la présente invention est de fournir un procédé de soudage à l'arc immergé pour un acier présentant une très faible teneur en carbone par lequel sont assurées à la fois la ductilité aux température élevées et.la ténacité aux basses températures.

Un autre but de la présente invention est de fournir un pro-

cédé de soudage à l'arc immergé pour un tube de canalisation en acier à très faible teneur en carbone par lequel sont assurés, dans le métal de la soudure, à la fois la ductilité

aux températures élevées et la ténacité aux basses températures.

Encore un but supplémentaire de la présente invention est de fournir un procédé de soudage à l'arc immergé pour un tube de canalisation en acier à très faible teneur en carbone dans lequel une combinaison convenable entre -l'acier à très faible teneur en carbone, la baguette-de soudage et le flux

de soudage est choisie de façon adéquate.

D'autresbuts et avantages de la présente invention appa-

raîtront à la lecture de la description détaillée faite ci-

après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels:

La figure 1 est une vue schématique d'un ap-

pareil simulant un cycle thermique de solidi-

fication de la soudure; la figure 2 est un gra-

phique représentant les ductilités aux tempéra-

tures élevées de divers métaux solidifiés obtenues au moyen de l'appareil d'essai simulant un cycle thermique de solidification de la soudure; la figure 3 est une vue schématique représentant la position d'échantillonnage d'un spécimen d'essai provenant de l'appareil simulant un cycle thermique de solidification de la soudure; la figure 4 est une vue schématique représentant la position d'échantillonnage d'un specimen d'essai pour l'essai au choc de Charpy et la

figure 5 est une vue représentant le tracé géomé-

trique du joint entre plaques utilisé dans les

exemples de la présente invention.

La figure 1 est une vue schématique d'un appareil simulant un cycle thermique de solidification de la soudure utilisé par les inventeurs. Dans l'appareil représenté figurent un

thermomètre infrarouge A, un vérin de mise en charge hydrau-

lique B avec un accumulateur pneumatique, une cellule de charge C, un dilatomètre D, une chambre E, un specimen d'essai F, une bobine d'induction G et deux blocs de cuivre refroidis

à l'eau H. Une explication détaillée de l'appareil de simula-

tion peut être trouvé dans l'article "Un mécanisme de rupture à haute température des métaux des soudures sur acier" Journal de soudage (Welding Journal) Vol. 58 (1979) Sept., pages

277 et suivantes.

La figure 2 est un graphique représentant les résultats des essais effectués en utilisant l'appareil simulant un cycle thermique de solidification de la soudure dans lequel est représentée la subordination à la température de la ductilité

immédiatement après la solidification de divers métaux.

La figure 3 représente le métal d'une soudure à l'arc immergé

12 d'une barre ronde 11 de lOmm soumise à l'essai. Les composi-

tions chimiques de la partie 12 des huit échantillons essayés

sont indiquées dans le Tableau 3.

A savoir, les échantillons 1 à 8 représentés dans la figure 2 désignent les ductilités à hautes températures des métaux solidifiés présentant les compositions chimiques données

dans le Tableau 3.

Tableau 3

(Poids %) No. C Si Mn P S Mo Ti B vE- 50 i Mn_ Joules

1 0,03 0,26 1,62 0,018 0,015 0,13 0,01 27,4

2 0,03 0,27 1,58 0,019 0,012 0,12 0,02 0,0045 65,6

3 0,06 0,27 1,63 0,017 0,017 - 0,01 0,0051 119,6

4 0,07 0,26 1,58 0,015 0,016 - - - 24,5

0,07 0,25 1,59 0,016 0,013 - 0,02 0,0039 117,6

6 0,12 0,31 1,60 0,017 0,012 0,12 0,01 - 31,4

7 0,13 0,29 1,58 0,015 0,015_ 0,12 0,02 0,0044 102,9

8 0,14 0,30 1,64 0,015 0,013 0,12 0,02 0,0047 76,4

La partie essayée présente une largeur d'environ 6 mm et est soumise à un chauffage, une fusion et un refroidissement selon un cycle thermique simulant celui du soudage à l'arc immergé. Durant le refroidissement, la partie essayée a été soumise à rupture par une force externe. La ductilité au moment de la rupture est habituellement représentée par la diminution de la surface (%) (la surface en coupe solidifiée moins la surface en coupe après rupture/la surface en coupe telle que solidifiée x 100). Si la diminution de la surface garde une valeur supérieure à 50% entre 1300 -.1000 C après

une augmentation rapide à partir de zéro au point de solidi-

fication, il n'y a ensuite aucun danger qu'il se produise un défaut, même dans le cas o une déformation transitionnelle est susceptible de se produire comme dans la fabrication

d'un tube par soudage.

Il est connu que la ductilité à température élevée du métal de la soudure d'un acier faiblement allié peut être améliorée lorsque la teneur en carbone de l'acier diminue. Ceci concorde avec la figure 2 qui montre que, dans un système ne contenant pas de bore, on obtient une bonne ductilité à la traction à température élevée si la teneur en carbone tombe en dessous

d'un certain niveau.

D'autre part, cependant, ceci ne se produit pas dans le métal de la soudure d'un acier contenant du bore. La figure 2 montre que la ductilité à haute température d'un acier contenant du bore est réduite d'une manière importante, même lorsque la teneur en carbone est comprise entre 0,06 et 0,14%. Ceci

sera examiné plus en détail ci-après.

Parmi les systèmes NO 1, 4 et 6 qui ne contiennent pas du tout de bore, on notera que le système 6 contenant 0,12% de carbone présente une valeur de la ductilité relativement faible. Néanmoins, la ductilité de l'acier du système NI 6 reste supérieure à 50% à toutes températures comprises entre 13000C et 10000C de sorte-qu' il n'y a aucundanger de développement d'un défaut sous une condition hautement limitée. On considérera ensuite l'acier du système NI 2 qui, comme celui du système NO 1, contient 0,03% de carbone mais qui contient aussi 0,0045% de bore. Dans ce cas, il y a seulement une petite récupération de la ductilité suivant immédiatement le point de solidification et, de plus, la valeur de la ductilité reste extrêmement faible (inférieure à environ %) pour toutes les températures inférieures à 13000C. Une tendance semblable est observée dans le système N0 3 contenant

0,06% de carbone et 0,0051% de bore. Si une déformation impor-

tante est donnée au métal solidifié des systèmes NO 2 et 3, il est possible qu'un défaut, à savoir une "fissure",

se produise dans l'essai de courbure du cordon.

Le système NO 5 qui contient 0,07% de carbone et 0,0039% de bore présente une ductilité quelque peu inférieure à celle du système NO 4 qui contient aussi 0,07% de carbone mais ne contient pas du tout de bore. On notera encore que le système No 5 montre une récupération rapide de la ductilité suivant immédiatement le point de solidification et, de plus,

qu'il a une ductilité supérieure à 80% aux températures infé-

rieures à 13000C. Ainsi il n'y a aucun danger que des défauts

se développent dans cet acier.

Quoique le système NO 7 contenant 0,13% de carbone et 0,0044% de bore présente une ductilité très inférieure à celle du système NO 5, sa ductilité aux températures inférieures à 1.3000C est d'environ 70% de sorte qu'il n'y a aucun danger

de défauts. -

Le système NO 8 qui contient 0,14% de carbone et 0,0047% de bore, est semblable aux systèmes NO 2 et 3 en ce qu'il présente une récupération de ductilité faible après le point de solidification. De plus, la ductilité aux températures inférieures à 1300WC est d'environ 40%, excepté au voisinage de 12001C o elle atteint 50%. En conséquence, il y a un

danger que des défauts-puissent se produire sous des con-

traintes élevées.

Simultanément, comme indiqué dans la figure 4, les échantillons d'essai 13 ont été soumis à l'essai au choc de Charpy, la partie essayée des échantillons étant la même que celle essayée

dans le simulateur du cycle de solidification de soudure.

L'éprouvette pour l'essai au choc de Charpy a reçu une encoche 14 et l'essai a été effectué à - 501C. Les résultats sont

indiqués dans le Tableau 3.

En comparant les NO 3, 5 et 7 présentant une bonne ténacité aux basses températures avec les numéros 4 et 6 présentant une faible ténacité aux basses températures on voit qu' une ténacité satisfaisante aux basses températures ne peut pas être obtenue à moins que du titane et du bore soient tous les deux présents. En outre, comme cela est évident à partir de la comparaison entre le NO 2 et les NO 3, 5 et 7, même lorsque du titane et du bore sont à la fois présents, une ténacité satisfaisante aux basses.températures ne peut pas être obtenue si la teneur

en carbone du métal de la soudure est extrêmement faible.

D'autre part, si la teneur en carbone excède 0,14% comme dans le NO 8, la ténacité aux basses températures est également

faible.

Sur la base de ces découvertes, les inventeurs ont réalisé la présente invention qui est dirigée vers un procédé de soudage à l'arc immergé d'un acier à très faible teneur en carbone caractérisé en ce que l'on utilise une baguette de soudage contenant de 0,18 à 0,55% de carbone, avec du titane et/ou du bore contenus dans la baguette de soudage et/ou dans le flux de soudage de manière à inclure une combinaison

du titane et du bore dans le métal de la soudure et en sou-

mettant un acier contenant de 0,005 à 0,06% de carbone à un soudage à l'arc immergé en utilisant ladite baguette et

ledit flux.

L'acier à très faible teneur en carbone auquel est appliquée la présente invention est un acier faiblement allié à haute résistance qui convient pour les tubes de canalisation utilisés dans les climats froids. Des exemples de compositions d'un tel acier sont les suivants: (Poids %) No. C Si Mn P S Cr Ni Mo Nb V Ti B

A 0,049 0,29 1,56 0,017 0,005 0,01 0,27 0,25 0,049 0,068 0,007 -

_. - -_ -_ - - -_ _ _

B 0,021 0,14 1,59 0,018 0,003- - - 0,041 -_ 0,017 0,0010

f_. _- ,

La présente invention sera décrite en détail ci-après.

Dans le soudage d'un acier contenant de 0,005 à 0,06% de carbone par le procédé de soudage à l'arc immergé, la baguette de soudage devra contenir de 0,18 à 0,55% de carbone. La raison de ceci est la suivante. Pour obtenir une ductilité

satisfaisante à haute température en vue d'empêcher l'appa-

rition de défauts dans le métal de la soudure contenant du bore, il est nécessaire -que la teneur en carbone du métal

de la soudure soit comprise dans la gamme de 0,07 à 0,13%.

Dans le' soudage à l'arc immergé d'un acier contenant 0,005% de carbone, la teneur en carbone du métal de la soudure tombe dans cette gamme si la baguette de soudage contient de 0,30 à 0,55% de carbone. D'autre part, dans le soudage à l'arc immergé d'un acier contenant 0,06% de carbone, la teneur en carbone du métal de la soudure tombe dans la gamme spécifiée

si la baguette de soudage contient 0,18 à 0,33% de carbone.

Sur la base de la considération ci-dessus, la teneur en carbone de la baguette de soudage pour le soudage à l'arc immergé

d'un acier contenant de 0,005 à 0,06% de carbone a été spé-

cifiée comme tombant dans la gamme comprise entre 0,18 et 0,55%. Si la teneur en carbone tombe dans la gamme ci-dessus, on voit que la ténacité à basse température du métal de la

soudure est aussi beaucoup améliorée.

Il est de première importance pour la présente invention que soit la baguette de soudage ou le flux de soudage, soit la baguette de soudage et le flux de soudage à la fois, contiennent soit du titane ou du bore, soit à la fois du titane et du bore, de manière que le métal de la soudure

contienne à la fois du titane et du bore.

il Lorsqu'il est présent avec du bore, le titane est un élément efficace pour rendre la microstructure beaucoup plus fine

et pour améliorer ainsi la ténacité aux basses températures.

Dans le but de réduire le risque de rupture due à la ténacité aux basses températures et d'assurer une bonne ténacité aux basses températures,il est indispensable que ces deux éléments soient présents dans le métal de la soudure et donc de les inclure soit dans la baguette de soudage ou dans le flux de soudage soit à la fois dans la baguette de soudage et

le flux de soudage.

Les quantités de titane et de bore présentes dans le métal de la soudure seront comprises dans la gamme de 0,004 à 0,035%

de titane ou 0,001 à 0,005% de bore.

Si la quantité totale de titane ajoutée au métal de la soudure est inférieure à 0,004%, une ténacité à basse température satisfaisante ne peut pas être atteinte et, si elle excède 0,035%, cela est indésirable parce que la ténacité du métal

de la soudure réchauffé est détériorée.

Si du titane doit être ajouté au métal de la soudure à partir d'une baguette de soudage pleine, il est inclus dans la

baguette de soudage et il sera contenu comme un-élément d'al-

liage dans la gamme comprise entre 0,004 et 0,035% en poids.

Si une baguette à noyau avec flux est utilisée, le titane

est ajouté sous la forme de ferrotitane.

Si le titane est ajouté à partir du flux de soudage, il peut être ajouté sous forme de rutile, de laitier de titane ou de ferrotitane. De plus, si le titane est ajouté à partir du flux de soudage sous la forme de rutile, de laitier de titane ou du ferrotitane, l'addition de 5 à 30% en terme de TiO2 ou de 0,5 à 5% en terme de ferrotitane (Ti 50%) seront équivalentes à l'addition de 0,004 à 0,035% de titane au

métal de la soudure.

En ce qui concerne l'addition de bore, si la quantité totale de bore contenue dans le métal de la soudure est inférieure à 0,001%, une ténacité suffisante aux basses températures ne peut être obtenue tandis que si elle excède 0,005%, cela est indésirable parce qu'elle augmente la susceptibilité

à la fissuration à température élevée.

Dans le cas o le bore est ajouté à partir d'une baguette de soudage pleine, il est préférable qu'il soit inclus dans la baguette sous forme d'élément d'alliage dans la gamme de 0,002 à 0,010%. Si la baguette de soudage est une baguette à noyau de flux, le bore peut être ajouté comme un élément d'alliage sous la forme de ferrobore. Le bore peut aussi être ajouté à partir du flux de soudage sous forme d'acide borique, de borate ou d'un sel de métal alcalin contenant

du bore, tel que du borax ou du ferrobore.

Lorsque le bore est ajouté à partir du flux de soudage sous forme d'acide borique, de borate, de borax ou de ferrobore, l'addition de 0,05 à 1,0% en terme d'oxyde de bore (B203) ou de 0,07 à 1,7% en terme de ferrobore (B 20%) sera équivalent

à l'addition de 0,001 à 0,005% de bore au métal de la soudure.

De plus, en ce qui concerne des composants tels que le rutile le laitier de titane, l'acide borique, le borate, le borax, etc. le même effet peut être obtenu par l'utilisation soit

d'un flux d'enrobage, soit d'un flux fondu.

La baguette de soudage utilisée contient de préférence 0,01 à 0,5% de silicium et 0,9 à 3,5% de magnésium comme composants principaux. A savoirle silicium dans la baguette de soudage

est un élément efficace qui agit comme agent de désoxydation.

Si le silicium excède 0,5%,il réduira cependant la résistance aux fissures du métal de la soudure. D'autre part, l'effet de désoxydation ne sera pas satisfaisant si la teneur en

Si est inférieure à 0,01%.

Le manganèse est un élément efficace pour produire une micro-

structure de ferrite aciculaire dans le métal de la soudure laquelle améliore la ténacité aux basses températures. Si la teneur en manganèse est inférieure à 0,9%, une ténacité

aux basses-températures adéquates ne peut pas être obtenue.

Si la teneur excède 3,5%, la ténacité aux basses températures est alors détériorée et une teneur excédant 3,5% n'est de io plus pas souhaitable parce que l'aptitude à l'étirage de

la baguette est dégradée.

On comprendra que l'invention spécifie seulement que les

teneurs en carbone de l'ensemble de la baguette soient com-

prises à l'intérieur d'une gamme spécifiée; la baguette de soudage utilisée dans la présente invention peut avoir toutes formes souhaitables et, de manière plus spécifique, elle peut être soit une baguette pleine ou soit une baguette à noyau de flux constituée par une baguette tubulaire chargée avec une poudre métallique ou une poudre d'alliage qui contient

une partie de la composition d'alliage.

De plus, outre les éléments mentionnés ci-dessus, l'un ou l'autre ou à la fois moins de 0,6% de molybdène et moins de 3,5% de nickel, peuvent être ajoutés à la baguette de

soudage utilisée dans la présente invention.

Une addition allant jusqu'à 0,6% de molybdène est efficace pour améliorer la résistance du métal de la soudure. Cependant lorsque le molybdène excède 0,6%, la ténacité aux basses températures est détériorée de manière notable. Le nickel est aussi efficace pour accroître la ténacité aux basses températures et peut être ajouté jusqu'à 3,5%. Cependant si plus de 3,5% est ajouté, la ténacité aux basses températures

est réduite de manière notable.

Comme mentionné ci-dessus, un but de la présente invention réside dans le fait d'empêcher le bore d'abaisser la ductilité à chaud du métal de la soudure en limitant la teneur en carbone du métal de la soudure à l'intérieur de la gamme comprise entre 0,07 et 0,13%. En conséquence, lorsque la soudure est effectuée en utilisant des électrodes multiples, il n'est pas absolument nécessaire pour toutes les baguettes de soudure d'avoir la composition spécifiée ci-dessus. Pourvu que le but de la présente invention puisse être atteint, il est possible d'utiliser des baguettes de soudage ordinaires avec des baguettes de soudage et des flux de soudage présentant

la composition spécifiée.

En ce qui concerne la basicité du flux de soudage utilisé, un travail de soudage satisfaisant peut être effectué avec un flux présentant une basicité comprise entre 0,5 et 2,5, en accord avec la désignation de l'Institut International de Soudage (IIW). La formule permettant de déterminer la basicité est la suivante: CaO,% + MgO,% + BaO,% + CaF21% + l(MnO,% + FeO,%) Basicité = 2,+ Sio 2'% +z 1'2 3'% 2+ TiO2%) Si la basicité devient inférieure à 0,5, la teneur en oxygène

dans le métal de la soudure augmente extrêmement pour dété-

riorer la ténacité aux basses températures; si la basicité devient supérieure à 2,5, il est difficile de maintenir une

bonne aptitude au soudage.

Les effets et les avantages de la présente invention appa-

raitront pleinement avec référence aux exemples suivants.

Les Tableaux 4a, 4b indiquent les compositions chimiques des baguettes de soudage, des flux et des plaques d'acier

ensemble ainsi que les conditions de soudage mise en oeuvre.

Dans les Tableaux 4a et 4b, A, C, E, G, M, N, O, P, Q et R sont des exemples de comparaisons tandis que B, D, F, H,

24 9052 1

I, J, K et L sont des exemples conformes à la présente inven-

tion. Des éprouvettes d'essai pour l'essai au choc de Charpy ont été prélevés dans chaque joint de la manière illustrée dans la figure 4 et les éprouvettes d'essai pour l'essai de cintrage du cordon longitudinal ont été prélevées dans

la même région.

Tableau 4a

a5SiZ.? %jO.hr daee- 1:h,i,,&anWpG) Composition chimique du flux %[ TypebiamA- Tye!meso Uo. C Si Mn Mo1 |Ni Ti 3 dpe redis- SiOd2 A1203 TiO2 CaO MgO OSaO car2 Autres B 203Cits- deu de la ibaguettea baguett ct uxarticule (mm) _ __._ __-,amis) A |:,60j0,5512,04 _ _ _ _ baguette 4,0 12,5 17,7 24,2 4,9 - 24,6 14,0 0t7 1,30 Fondu,4xO,Q6.m

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I N! N - - - 1 I 12,6 19,00,613,2 27,2-26,1MO0,33,111. N

| 0,19 0,23 1,65 0,20 - | N N | " |10,5 13,2 16,8 10,5 34,6 - 10,0 0,5 2,25 Enrob lSxOl.s

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TABLEAU 4b

Composition chimique de la t81e d'acier(%) 0 N o - - - - _ _ _ _ _ _

Epais- Autres.'.

seur C Si Mn Nb V Al Ti Mo A raI alments* 7'

A 25,0 0,05 0,32 1,54 0,04 0,05 0,019 0,014 0,20 -I

B tu,! le,t '!It, i tu C 19,5 " " "" " H "" - f it le,! Ir et I te I!

-- -,--,

E 19,5 0,025 0,14 1,91 0,06 - 0,020 0,019 - B

0,0012

F il Il si le - t If G " of I f fi i, H tu ID go tu il 0,05 0,38 1,28 0, 03 0,03 0,03 0,010 0,10 Ni

0,93 I I

Y " 0,008 0,30 1,95 0,06 - 0,021 0,011 - B

-. -.- ______ 0,0014

K le 0,05 0,38 1,28 0,03 0,03 0,03 0,010 0,10 Ni 0,93

L " 0,025 0,14 1,91 0,06 - 0,02 0,019 - B

0,0005

M 'P. et et,_ 0,020 " B,,

0,0012

N" te fi et tg le B 0 22 0,003 0,35 1,95 0,05 - " et 0,21 00I

0,0008

P " 0,09 0,24 1,56 " 0,07 0,022 0,015 0,10 - "

Q 19,5 0,018 0,16 2,01 - 0,015 0,018 0,30 B

0,0012

R et f II lPI l t _ P P! I J.8 Note Conditions de soudage: Combinaison N I 600A x 35V x 300mm/min. Courant continu, fil simple La géométrie du joint est représentée à la Fig.5 dans laquelle t1 = 25mm, t2 = 8mm, t3 = 9mm, t4 = 8mm

01 =90, e2 =90 .

i 2

II Electrode de tête 1100Ax35VxllOO1mm/min COuran alternatif, ba-

guettes en tandem Electrode arrière 900Ax40VxllO00E/min J (les Tfmes) La géométrie du joint est représentée dans la figure 5 dans laquelle t1 = 19, 5mm, t2 = 7mm, t3 = 6mm, t4 = 6,5mm

1 = 70 ' 02 = 90 '

III Electrode de tête 1350Ax35Vxl290mm/min Courant alternatif, Electrode intermédiaire 100OAx40Vx1200 mm/min 3 baguettes électrodes Electrode arrière 780Ax38Vxl200mm/min) (les mêmes) La géométrie du joint est représentée dans la figure 5 dans laquelle t1 = 19,5mm, t2 = 7mm, t3 = 6mm, t4 = 6,5mm

1 = 70 , 02 = 90 .

Les.baguettes à noyau de flux contenaient du CaF2 sous quantité de 15% en plus des composants indiqués dans le Tableau sous E et F.

Le bore a été ajouté sous forme de ferrobore (B = 20%).

Les résultats des essais effectués sur les exemples sont

indiqués dans le Tableau 5.

Lorsqu'une baguette de soudage ayant la composition spécifiée conforme à la présente invention est utilisée, les quantités de C, Ti et de B contenues dans le métal de la soudure tombent dans les gammes de 0,07 à 0, 13% de C, 0,004 à 0,035% de Ti et 0,001 à 0,005% de B, respectivement. Comme on le voit clairement dans les exemples B, D, F, H, 1, J, K et L du Tableau 5, lorsque les conditions de la présente invention sont satisfaites, aucune fissure ne se produit lors de l'essai de courbure longitudinale du cordon et la valeur vE à -60C

est satisfaisante.

D'autre part, cependant, lorsqu'une baguette de soudage habituelle ou une baguette contenant plus de carbone que celle de la présente invention, est utilisée, la teneur en carbone devient inférieure à 0,06% ou devient 0,20% avec, comme résultat, que l'on peut observer l'apparition de fines

fissures dans l'essai de courbure du cordon longitudinal.

On voit aussi que la valeur vE à -600C tombe quelquefois

en dessous de 29,4 joules.

TABLEAU 5

Composition du métal Nombre * vE - 600C de la soudure._ _ de Joules No.,Ti - Bd Valeur Mini-arques CO.- Ti B -B fissures moyenne mum A 0,20 0,020 0,0052 19 73,5/31,4 Comparaison B 0,080 0,019 0,0048 0 160,7/155,8 L'invention C 0,060 0,025 0,0024 4 158,8/135,2 Comparaison D 0,087 0,026 0,0022 O 181,3/159,7 L'invention E 0,041 0,020 0,0019 26 66,6/28,4 Comparaison F 0,078 0,018 0,0018 O 149,9/110,7 L'invention G 0,052 0,037 0,0038 8 41,2/27,4 Comparaison H 0,077 0,020 0,0036 O 93,1/80,36 L'invention I 0,075 0,022 0,0045 O 145 /130,3 L'invention

J 0,13 0,005 0,0021 O 102,9/86,2

K 0,081 0,032 0,0028 0 129,3/117,6

L 0,075 0,017 0,0013 0 115,6/102,9

M 0,070 0,012 0,0023 0 31,4/22,5 Comparaison

N 0,076 0,020 0,0025 3** 96 /80,3

O 0,045 0,028 0,0032 12 63,7/27,4

*P 0,14 0,025 0,0033 11 86,2/51,9

Q 0,072 0,026 0,0008 O 49,1/26,4

R 0,073 0,002 0,0022 0O 38,2/20,6.

* Nombre de fissures dans

** longitudinal.

l'essai de courbure du cordon

Fissures partant des inclusions de laitiers.

Claims (6)

Revendications

1. Un procédé de soudage à l'arc immergé d'un acier à très faible teneur en carbone, caractérisé en ce que l'on utilise une baguette de soudage contenant de 0,18 à 0,55% de carbone, on ajoute soit du titane et/ou du bore dans la baguette de soudage et/ou le flux de soudage et on soude à l'arc immergé un acier contenant de 0,005 à 0,06% de carbone,le titane et le bore étant amenés

à coexister-dans le métal de la soudure.

2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal de la soudure contient de

0,004 à 0,035% de titane et de 0,001 à 0,005% de bore.

3. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage à l'arc immergé est effectué en utilisant une baguette pleine contenant de 0,18 à 0,55% de carbone, de 0,01 à 0,5% de silicium, de 0,9 à 3,5% de magnésium, de 0,004 à 0,035% de titane et de 0,002 à

0,010% de bore.

4. Un procédé selon la revendication 1, -

caractérisé en ce que le soudage à l'arc immergé est effectué en utilisant un flux de soudage contenant du rutile ou du laitier de titane contenant de 5 à 30% en terme de TiO2 et de 0,05 à 1,0% d'acide borique, de borate et de bore en terme d'oxyde de bore B203Q

5. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage à l'arc immergé est effectué en utilisant un flux de soudage contenant de 0,5 à 5% de ferrotitane en terme de ferrotitane (Titane 50%) et de 0,07

à 1,7% de ferrobore en terme de ferrobore (Bore 20%).

6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 4

2,2 et 5, caractérisé en ce que le soudage à l'arc immergé est effectué en utilisant un flux de soudage présentant une basicité de

0,5 à 2,5.