FR2490982A1 - Procede de preparation de poudres a souder basiques, fondues au prealable, pour la soudure sous poudre protectrice - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE PREPARATION DE POUDRES A SOUDER BASIQUES FONDUES AU PREALABLE POUR LA SOUDURE SOUS POUDRE PROTECTRICE. ON FOND SEPAREMENT LES COMPOSANTS DU TYPE OXYDES ET LES COMPOSANTS DU TYPE FLUORURES ET ON FORME LA POUDRE A SOUDER PAR MELANGE DE CES COMPOSANTS AUX PROPORTIONS VOULUES. ON OBTIENT AINSI DES POUDRES A SOUDER A TRES FAIBLE TENEUR EN HUMIDITE.
Description
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation de poudres à
souder basiques, fondues au préalable, pour soudure sous poudre protectrice (en abrégé ci-après "procédé UP" - Unterpulver) présentant à l'analyse la composition suivante: 0,5 à 20%/ en poids de SiO2, à 35% en poids d'Al203, 0,05 à 10% en poids de TiO2, jusqu'à 10% en poids de ZrO2, 0,01 à L1o en poids de MnO, 0,1 à 3% en poids d'oxydes de fer, à 40%/l en poids d'oxydes de métaux alcalino-terreux,
à 35% en poids de fluorures, de préférence du spath-
fluor, 0,3 à 3% en poids d'oxydes de métaux alcalins,
avec des impuretés provenant des matières premières.
On trouve des poudres à souder à cette composition dans le commerce; on les utilisait déjà antérieurement
pour la soudure sous poudre protectrice.
Avec le procédé UP, il faut utiliser des pou-
dres à souder basiques si l'on veut parvenir à des qualités aussi hautes que possible dans le métal soudé, et en particulier si
l'on veut parvenir à de hautes valeurs de ténacité. Or, les pou-
dres à souder basiques sont hygroscopiques.
Les problèmes qui en découlent sont bien
connus: dans la soudure sous poudre protectrice, un arc électri-
que sur lequel on averse de la poudre à souder brale en faisant fondre un fil d'électrode. Les gouttes métalliques pulvérisées dans l'arc électrique réagissent avec l'humidité contenue dans la poudre à souder avec formation d'hydrogène. Celui-ci se dissout
dans l'acier mais sa solubilité dans le métal dépend très forte-
ment de la température de sorte qu'au refroidissement de la piè-
ce il se forme fréquemment des fissures dans la soudure ou au voisinage de la poudre (fissures à côté du joint de soudule). Ces problème se rencontrent en particulier lors du travail avec des
aciers de construction à grains fins, de haute valeur.
Par suite, les exigences posées en matière de teneur en humidité aux poudres à souder destinées à être utilisées dans la
soudure sous poudre protectrice sont extrêmement sévères.
Habituellement, les poudres à souder basiques sont prépa-
rées par fusion des matières premières à la composition voulue
pour le produit final, coulée dans la masse fondue dans des cuvet-
tes en acier et broyage du produit à la dimension de grain voulue.
Ces poudres à souder attirent rapidement l'humidité en
surface. Par suite, avant de les utiliser, on les sèche à 2500C.
Avec de telles poudres à souder, on parvient à des teneurs en hydrogène, déterminées conformément au projet de norme allemande
DIN 8 572, de 8 ml pour 100 g de fil fondu.
Toutefois, il serait souhaitable de descendre à moins de ppm. Cette différence faible en apparence, peut pourtant être déterminante dans la soudure des aciers de construction à grains fins et haute résistance à l'égard de l'apparition éventuelle de fissures dans le métal soudé. On peut parvenir aux basses valeurs
recherchées avec des poudres à souder qui, après broyage à la di-
mension de grain voulue, sont encore recuites à 10000C environ.
Mais une telle opération de chauffage est pénible et coûteuse.
La Demanderesse a cherché à mettre au point un procédé de préparation de poudres à souder fondues basiques pour le procédé
UP qui répondent aux exigences posées en matière de teneur en hu-
midité telles qu'elles sont satisfaites par les poudres à souder
recuites à 1000WC mais en évitant ce traitement.
On a trouvé avec surprise qu'on pouvait obtenir des pou-
dres à souder basiques fondues au préalable répondant à ces exi-
gences en fondant séparément les composants du type oxydes et les
composants du type fluorures correspondant à la composition voulue.
L'invention a donc pour objet un procédé de préparation
de poudres à souder basiques pour la soudure sous poudre protec-
trice, procédé caractérisé en ce que l'on obtient les poudres à souder par mélange de composants principalement du type oxydes, dont la teneur en composants du type fluorures est au maximum de 5% en poids, avec des composants principalement du type fluorures, dont la proportion en composants du type oxydes est au maximum de 5% en poids, les composants principalement du type oxydes et les composants principalement du type fluorures ayant été
fondus séparément avant le mélange.
On a obtenu des résultats satisfaisants dans le procédé UP avec des poudres à souder basiques présentant à l'analyse la composition suivante: 0,5 à 20% en poids de SiO2, à 35% en poids d'Al203, 0,05 à 10% en poids de TiO2, jusqu'à 10% en poids de ZrO2, 0,01 à 10% en poids de MnO, 0,1 à 3% en poids d'oxydes de fer, à 40% en poids d'oxydes alcalino-terreux, à 35% en poids de fluorures, en particulier du spath-fluor, 0,3 à 3% en poids d'oxydes alcalins,
et des impuretés provenant des matières premières.
Pour préparer les poudres à souder selon l'in-
vention, on utilise les matières premières déjà utilisées anté-
rieurement pour la préparation de poudres à souder basiques,
fondues au préalable, pour le procédé UP.
Les composants principalement du type oxydes peuvent contenir au maximum 5% en poids de composants du type fluorures. Ils sont fondus par exemple dans des fours revêtus de carbone, la limite inférieure des températures à observer étant naturellement la température de fusion du mélange. En général, les températures vont de 1500 à 18001C. Le produit liquéfié par fusion est coulé dans des cuvettes en fer; après refroidissement, il est broyé à la dimension de grain voulue, en général inférieur
à 2 mm.
Le traitement des composants principalement dt type fluorures, qui ne peuvent contenir au maximum que 5% en poic
de composants du type oxydes, est analogue.
La poudre à souder basique fondue au préalable est fina-
lement obtenue par simple mélange des composants fondus au préa-
lable et broyés. Les proportions relatives en poids entre les com-
posants sont fixées par la composition finale voulue pour la pou-
dre à souder.
Les poudres à souder selon l'invention per-
mettent de parvenir dans le métal soudé à des teneurs en hydro-
gène qui sont au moins aussi basses que celles auxquelles on
parvient avec des poudres fondues et recuites ensuite à 1000IC.
Par conséquent,le procédé de préparation selon l'invention per-
met d'éviter le recuit subséquent, pénible et coûteux.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter; dans ces exemples, les indications
de parties et de % s'entendent en poids sauf mention contraire.
EXEMPLE 1
On fond à 17001C dans un four revêtu de car-
bone un composant du type oxyde à la composition suivante SiO2 18,90%
A1203 19,33%
FeO 0,50% TiO2 5,89% MnO 3, 19% CaO 7,62% MgO 33,78% CaF2 2,86% ZrO2 5, 61% Na20 0,72%
K 20 0,67%
et impuretés provenant des matières premières.
Après une opération de fusion de 2 à 4 heures et une fusion complète, le mélange encore liquide est coulé dans une cuvette en fer; après refroidissement, il est broyé à une
dimension de grain de 0,3 à 1,75 mm.
249v982
On fond par ailleurs à 1600 C dans un four re-
vêtu de carbone un composant du type fluorure à la composition ci-après. SiO2 0,73 % CaF2 97,89 %
K20 0,95 %
K20
et les impuretés provenant des matières premières.
Après une opération de fusion de 2 à 4 heures
et fusion complète, on coule le mélange fondu; après refroidisse-
ment, on broie à une dimension de grain de 0,3 à 1,75 mm.
La poudre à souder recherchée est obtenue par - mélange de 83% du composant du type oxyda et 17% du composant du
type fluorure.
La composition globale de la poudre à souder est alors la suivante ,81% de SiO2 16,04% de A1203 0,41% de FeO 4,89% de TiO2 2,65% de MnO 6,32% de CaO 28,04% de MgO 19,02% de CaF2 4,66% de ZrO2 0,60% de Na20 0,72% de K20
et impuretés provenant des matières premières.
Lorsqu'on utilise la poudre selon l'invention pour la soudure, on trouve après le séchage préalable usuel à 250 C une teneur en hydrogène de 3,8 ml pour 100 g de fil fondu, la détermination étant faite conformément au projet de norme
allemande DIN 8572.
EXEMPLE COMPARATIF 1
A titre de comparaison, on utilise une poudre à souder du commerce obtenue par fusion homogène, c'est-à-dire sans séparation des composants, avec une composition analytique voisine: cette composition analytique est la suivante: 17,12% de SiO2 16,27% de A1203 0,38% de FeO ,13% de TiO2 2, 97% de MnO 6,25% de CaO 27,37% de MgO 18,17% de CaF2 ,00% de ZrO2 0,35% de Na20 0,76 % de K20
et impuretés provenant des matières premières.
Le contrôle de la teneur en hydrogène est
réalisé comme décrit dans l'exemple 1.
On trouve 7,8 ml pour 100 g de fil fondu.
EXEMPLE COMPARATIF 2:
On répète l'opération de l'exemple comparatif
1, mais on soumet en outre la poudre à souder à un recuit à 10000 C.
La teneur en hydrogène est de 4,3 ml pour 100 g
de fil fondu.
Claims (1)
- REVENDICATIONProcédé de préparation de poudres à souder basiques fondues au préalable pour la soudure sous poudre protectrice, à la composition analytique suivante: 0,5 à 20% en poids de SiO2, à 35% en poids d'A1203, 0,05 à 10% en poids de TiO2, jusqu'à 10% en poids de ZrO2, 0,01 à 10% en poids de MnO, 0,1 à 3% en poids d'oxydes de fer, à 40% en poids d'oxydes de métaux alcalino-terreux, à 35% en poids de fluorures, de préférence du spathfluc 0,3 à 3% en poids d'oxydes de métaux alcalins, et impuretés provenant des matières premières, procédé caractérisé en ce qu'on obtient les poudres à souder parmélange de composants principalement du type oxydes dont la te-neur en composants du type fluorures est au maximum de 5% en poicavec des composants principalement du type fluorures dont la te-neur en composants du type oxydes est au maximum de 5% en poids, les composants principalement du type oxydes et les composants principalement du type fluorures ayant été fondus séparément avarle mélange.
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