PT95255A

PT95255A - Electrodo com nucleo metalico basico e seu processo de fabrico

Info

Publication number: PT95255A
Application number: PT95255A
Authority: PT
Inventors: Chang-Shung Chai; David A Fink; John Gonzalez
Original assignee: Lincoln Electric Co
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1992-06-30
Also published as: FI904464A0; ES2065448T3; US5132514A; ATE112707T1; EP0417546A1; AU6019090A; JP2588440B2; EP0417546B1; NO903769D0; DK0417546T3; JPH03142100A; DE59007441D1; NO903769L; US5003155A; KR910005962A; KR930004776B1

Description

PATENTE DE INVENÇÃO d e "ELÉCTRODO COM NÚCLEO METÁLICO BÁSICO E SEU PROCESSO DE FABRICO"

Requerente THE LINCOLN ELECTRIC COMPANY, norte-americana (estado de Ohio), industrial, com sede em 22 801, St. Clair Avenue, Cleveland, Ohio 44117-1199, Estados Unidos da América. =**=**=:**=**-**=**=:**=**=**=;**=**=**=**=:**=:**=**-**=**=**=**= A presente invenção refere-se ao tipo de elementos de soldadura consumiveis, tais como metal de enchimento e eléctrodos do tipo consumível usados na soldadura por arco e, mais particularmente a um eléctrodo com núcleo metálico básico.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um elemento de soldadura consumível que pode ser usado como metal de enchimento para soldadura TIG (tungsteninert gas welding) ou como eléctrodo consumível na soldadura MIG (magnesium-inert-gas); é no entanto mais aplicável para a soldadura MIG de metais de elevada resistência, do tipo exigido em certas aplicações militares e industriais e será discutida relativamente a essa aplicação. Esta discussão é aplicável a todas as utilizações da presente invenção.

Na técnica da soldadura por arco eléctrico é uma prática comum utilizar um processo MIG no qual se faz avançar um arame metálico no sentido da peça em curso de soldadura, enquanto se cria um arco eléctrico entre o arame, designado por eléctrodo consumível, e a peça em curso de soldadura, com a finalidade de fundir a extremidade do arame ou eléctrodo para depositar metal sobre a peça em curso de soldadura. Um tal processo de soldadura MIG impli- cava uma tecnologia altamente desenvolvida e sofisticada no domí nio da composição exacta do eléctrodo que é consumido no processo de soldadura. A composição dos eléctrodos, o sistema de adição do fundentej o tipo de corrente eléctrica, o gás envolvente e outros factores são ajustados e manipulados para obter os ob-jectivos desejados na soldadura. Um objectivo primário de qualquer processo de soldadura por arco consiste em obter uma elevada taxa de deposição, a qual, para o processo MIG, é usualmente indicada como sendo uma taxa superior a 2,268 Kg/h (5 libras/h) para soldadura no plano vertical. 0 metal da zona fundida resultante tem de possuir uma boa formação do cordão de soldadura, quantidades reduzidas de escória, e outras características físicas, que reduzem a quantidade de mão-de-obra necessária para lim par a junta de soldadura resultante, depois do processo de solda dura. Além disso, o metal da zona fundida, ou cordão de soldadura, da própria junta tem de ter propriedades físicas tais como tendência reduzida para o fendilhamento e uma elevada resistência ao choque, por vezes medida pelo valor de resistência ao chQ que Charpy. Alem disso, é desejável poder utilizar o eléctrodo de soldadura não só numa posição deitada como também soldar fora da posição. Todos estes objectivos têm sido objecto de substancial tecnologia patenteada. Não é necessário repetir os pormenores das composições dos eléctrodos para os especialistas da mat£ ria compreenderem a presente invenção.

Quando a resistência à deformação do metal da peça em curso de soldadura aumenta para níveis de resistência elevados, por exemplo nas especificações militares HY-8o, HY-100 e mesmo HY-130, têm-se encontrado problemas sérios para obter um fendi-lhamento reduzido e uma elevada resistência ao choque, ao mesmo tempo que se mantém a possibilidade de soldar com 0 eléctrodo fg ra da posição com elevadas taxas de deposição. Quando se soldam estes aços de elevada resistência à deformação, tais como os aços HY-80 (80 000 psi), 0 eléctrodo consumível tem até agora to mado a forma de um arame maciço metálico com um diâmetro, fora da posição, de cerca de 1,1*6 mm (0,0^511) e com um diâmetro, na posição deitada ou posição horizontal, de cerca de 1,575 mm (0,062”). A soldadura de aços de elevada resistência à deformação, incluindo um aço que excede 0 HY-100 tem sido extremamente - 3 - difícil mesmo com tais arames maciços MIG. O objecto da presente invenção consiste em proporcionar um eléctrodo consumível para soldadura MIG ou um arame de enchimento para soldadura TIG que possa ser usado para aços de elevada resistênciaj acima do HY-80 e idealmente para aços com resistência tão grande como Ηϊ-130. Os esforços para conseguir atingir este objectivo implicaram) no passado> a utilização de arame maciço com ajustamentos da composição da liga) juntamente com 0 pré-aquecimento da peça em curso de soldadura. Estes esforços têm sido menos que infrutíferos. Na técnica da soldadura há sempre um ímpeto tremendo para aperfeiçoar o eléctrodo de soldadura com os objectivos de aumentar a facilidade com que se soldam os aços de elevada resistência à deformação) com fendilhamento redu zido e bons resultados nos ensaios de choque. É este 0 objectivo conseguido pela presente invenção.

As tentativas de utilizar a soldadura MIG para os aços de elevada resistência à deformação (acima de 80 000 psi (5 62k96 Kg/cm )) com taxas de deposição elevadas e soldadura de elevada qualidade implicavam) como se mencionou) a utilização de arame ma ciço. Um tal arame não tem as capacidades de criar um nível relativamente baixo de hidrogénio difusível no metal da zona fundida; porém) quando for necessário um fundente com 0 eléctrodo) aumenta 0 hidrogénio difusível no metal da zona fundida. Isso aumenta a tendência para 0 fendilhamento do metal após a solidificação. Te& do em vista a tendência de os compostos fundentes para aumentar 0 hidrogénio difusível no metal da zona fundida? foi geralmente per cebido que os eléctrodos com núcleo metálicos para o processo MIG não seriam satisfatórios para as aplicações com resistências elevadas ) tais como as que atrás foram mencionadas. 0 processamento e a composição dos materiais do núcleo também aumentam a quantida de de oxigénio no metal da zona fundida. Assim) quando se empregam resistências a deformação extremamente elevadas) por exemplo no caso do casco de navios) as especificações militares têm geral mente exigido a utilização de arame de soldadura maciço. Isso limitava a taxa de deposição) na soldadura fora de posição) a cerca de 2)722 Kg/h (6 libras/h)) o que apenas por técnicas pulsatórias eléctricas elaboradas podia obter-se. Independentemente disso) os militares não estavam satisfeitos com um tal arame de soldadura maciço para aplicação acima de valores da resistência à deforma- - lf - ção de aços HY-100. Se se empregassem eléctrodos com núcleo de fundente) verificava-se um maior nível de hidrogénio difusível no metal da zona fundida) o qua aumentava a tendência para o fendilhamento. A utilização de arame de soldadura maciço para soldar aços de elevada resistência à deformação tornou-se a prá tica normal e apenas aceitável* Para aumentar as propriedades mecânicas da junta de soldadura) aquecia-se muitas vezes o metal de base para preparar a soldadura. Um tal material de eléctrodos de arame maciço também obrigava a conter os materiais de liga em percentagens exactas. Por conseguinte) era extremamente crítico o controlo preciso sobre a composição das ligas do arame maciço. Era esta uma tarefa metalúrgica difícil.

Na indústria da soldadura) utilizam-se muito comummente eléctrodos com núcleo) para a soldadura MIG. Tais eléctrodos com núcleo reduzem a criticidade do metal de liga que forma o componente tubular do eléctrodo. Isso consegue-se incorporando os metais de liga no interior do núcleo em proporções muito pre. cisas para obter as caracteristscas e percentagens da liga des£ jadas no metal na zona fundida resultante. Embora a utilização de um eléctrodo com núcleo) com um núcleo de pó metálico) para controlar a composição do metal na zona fundida não melhore a possibilidade de controlar a composição actual do metal na zona fundida) um eléctrodo de núcleo metálico tem a tendência para introduzir uma quantidade substancial de oxigénio no metal da zona fundida e para provocar uma diminuição da resistência ao choque do metal na zona fundida. Além disso) são necessários in gredientes fundentes quando se utilizam eléctrodos de núcleo ma tálico nas aplicações críticas de elevada resistência. Daí resulta uma quantidade de hidrogénio difusível no metal da zona fundida maior que a que se verifica na utilização de arame maci ço. Além dissO) um tal material de eléctrodo com núcleo metálico era muitas vezes sensível às diferenças de acoplamento eléc-trico durante o processo de soldadura. Este inconveniente foi atribuido à humidade no núcleo do eléctrodo e na junta de solda dura e à humidade no gás de envolvimento em torno do eléctrodo. Assim) a utilização de eléctrodos com núcleo metálico com todos os seus inconvenientes) relativamente ao controlo da composição efectiva do metal na zona de soldadura) tem deficiências sérias e não foram usados para resolver o problema de soldar aço de - 5 - elevada resistência à deformação do tipo usado na indústria da construção naval. Além disso* os eléctrodos com núcleo não eram geralmente usados em processos de soldadura por impulsos, tais como os usados na soldadura fora da posição de aços de elevada resistência.

Através dos anos, a tecnologia associada com a soldadura do aço de elevada resistência à deformação (acima dos 5 62^,6 Kg/cm ou 8o 000 psi) tem implicado um processo de soldadura MIG sofisticado que utiliza arame de soldadura maciço. As sugestões de utilização de um eléctrodo com núcleo metálico não têm tido aceitação. A utilização de ligas de pés metálicos no núcleo do eléctrodo resolveram aqui as dificuldades da criticidade associa das com a exigência de percentagens exactas no metal na zona de fusão; porém, a utilização de um tal eléctrodo com núcleo aumentou as dificuldades encontradas com o hidrogénio e o oxigénio no metal da zona fundida da junta de soldadura resultante. Como estes inconvenientes tornaram inapropriada a utilização do eléctro do de núcleo metálico para a soldadura MIG do aço de elevada resistência, não é de surpreender a limitação do uso de eléctrodos com núcleo de fundente para a soldadura do aço de elevada resistência à deformação. Os problemas encontrados para os eléctrodos com núcleo metálico estavam presentes nos eléctrodos com núcleo de fundente. Porém, os eléctrodos com núcleo de fundente tinham ainda outras limitações.

Um eléctrodo com núcleo de fundente comum é um eléctrodo com um sistema de fundente de dióxido de titânio moldado sob a forma de pó no núcleo e envolvido por um invólucro de aço com pe quena percentagem de carbono. Estes eléctrodos com núcleo de fun dente proporcionam uma boa soldadura para taxas de deposição eles vadas, até 3 >629 Kg/h (8 libras/h), podem ser usados na soldadura fora da posição. Porém, tais eléctrodos conduzem um nível de hidrogénio difusível mais elevado que o que pode usar-se nos aços HY-8o. Além disso, o oxigénio produz uma resistência Gharpy relativamente baixa. Por conseguinte, a utilização de eléctrodos de núcleo de fundente de aço macio, que utilizam o fundente normal de óxido de titânio, produz boas características de soldadura, com taxas de deposição elevadas e relativamente bem aceites pelo operador; mas o metal resultante na zona fundida tem oxigénio e hidrogénio num nível não aceitável para a maioria dos aços - 6 - de elevada resistência à deformação. Devido à qualidade extremamente elevada e às elevadas taxas de deposição que podem obter--se por outros eléctrodos com núcleo de fundente, foi sugerido utilizar um eléctrodo com núcleo de fundente básico utilizando compostos elementares, tais como o fluoreto de cálcio. Estes eléctrodos produzem uma boa resistência ao choque, visto que o fluor tem a tendência para expulsar o oxigénio do metal na zona fundida; porém, tais eléctrodos com núcleos de fundentes elementares não podem ser usados de maneira satisfatória na soldadura fora de posição. Os eléctrodos com núcleo de fundente elementar não são geralmente aceitáveis pelo soldador, visto que geralmente o seu uso limita-se à soldadura na posição horizontal. Por conseguinte, não têm sido usados os eléctrodos com núcleo de fun dente básico ou elementar para este tipo de soldadura de elevada resistência à deformação.

Em resumo, os eléctrodos com núcleos de metal, os eléctrodos com núcleo de fundente e os eléctrodos com núcleo de fundente básico não têm até agora sido usados de maneira aceitável na soldadura MIG de aços de elevada resistência à deformação, is. to é, aços com resistência superior a cerca de 5 62^,6 Kg/cm^ (8o 000 psi) (H-$0). Apenas o eléctrodo de arame maciço tem sido largamente aceite nas aplicações militares e industriais para e.s ta aplicação de soldadura mecanizada de aços de elevada resistên cia.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um elemento de soldadura, tal como um eléctrodo ou arame de enchimento, que pode ser usado para soldar aços de elevada resistência à deformação, superiores ao Ηϊ-lOO. De facto, o eléctrodo é susceptível de ser usado para o aço HY-130. Este eléctrodo aperfeiçoado é um eléctrodo com núcleo de metal básico que não tem os inconvenientes dos eléctrodos com núcleo de fundente básico, como atrás se expôs, inconvenientes que tinha como consequência o uso universal de arame metálico maciço para 0 processo de soldadura MIG quando se soldam aços de elevada resistência à deformação, superior a Ηϊ-80. A presente invenção refere-se a um eléctrodo de núcleo metálico bá sico que pode ser usado para soldar fora de posição, que obtém uma taxa de deposição substancialmente maior que cerca de 2,268

Kg/h (5,0 libras/h), que exige um menor número de passagens e pr£ duz um cordão de soldadura que reproduz substancialmente um cordão de soldadura feito com arame maciço> no qual se formam apenas ilhas reduzidas de escória ao longo da superfície do cordão.

Segundo a presente invenção, proporciona-se um eléctrodo com núcleo metálico básico que pode ser utilizado para a soldadura MIG de aços de elevada resistência à deformação, superior a 7 031 Kg/cm (100 000 psi) ou um arame de enchimento com núcleo para o mesmo fim. Segundo a presente invenção proporciona-se um eléctrodo ou elemento de soldadura por arco consumível que compre ende um invólucro de aço que envolve um núcleo compactado contendo pó de liga metálica. Este núcleo inclui também um composto substancialmente 100$ básico numa quantidade menor que cerca de 1,6$ do peso total do elemento, isto é, do eléctrodo. 0 pó de liga metálica utiliza uma tecnologia normalizada para determinar a composição da liga do cordão de soldadura resultante. 0 composto básico proporciona um agente fluente com um único ingrediente, eja quanto reduz 0 oxigénio no metal na zona fundida a um nível inferior a cerca de 0,0*4·$ do metal na zona fundida. Segundo a presente invenção, 0 composto 100$ básico é pó de fluoreto de cálcio.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o pó de fluoreto de cálcio está contido no interior do núcleo numa quantidade entre cerca de 0,1$ e cerca de 0,9$ do peso total do eléctrodo. Tendo esta baixa percentagem dos ingredientes do fundente, nomeadamente do pó de fluoreto de Gálcio, resolvem-se os problemas de soldadura anteriormente encontrados e aqui referidos com os eléctrodos com núcleo de fundente, enquanto que o fluoreto de cálcio controla a quantidade de oxigénio no metal na zona fundida resultante.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, o eléctrodo com núcleo de metal básico inclui uma pequena quantidade de um agente para reduzir a quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundida. Este agente é escolhido no grupo formado por um polímero que contém fluor, pó de zinco elementar, um pó de liga de zinco e combinações desses agentes. 0 po límero contendo fluor tem um ponto de fusão inferior a cerca de 537,78°C (1 000°F), de modo que pode ser incorporado no material do núcleo na forma de partículas e retém a sua composição durante a modelação e 0 estiramento do eléctrodo. Este agente liberta - 8 - fluor para fins de captação do hidrogénio difusível no metal na zona fundida durante o processo de soldadura por arco. 0 pó de zinco pode também ser incorporado nas quantidades controladas com precisão no núcleo do eléctrodo. Estes agentes de expulsão ou redução do hidrogénio não poderiam ser usados num eléctrodo de arame metálico maciço. 0 polímero seria consumido em qualquer processo de fusão ou de formação de uma liga para a produção de um arame maciço. 0 pó de zinco poderia estraficar-se ou perder a sua eficácia.

De acordo com um aspecto primário da presente invençãoj o eléctrodo com núcleo de metal básico inclui, como ingrediente único do agente fundente, pó de fluoreto de cálcio no núcleo, além do pó utilizado para a expulsão do hidrogénio, tal como um polímero contendo fluor ou pó de zinco. Inclui-se também pó de liga metálica no núcleo com o ingrediente único do fundente e o agente de expulsão do hidrogénio. O núcleo é envolvido por um ija vólucro de aço com baixa percentagem de carbono, que pode ser e£ tirado para formar um eléctrodo com um diâmetro inferior a cerca de 2,5^ mm (0,10011). Ê claro que pode conceber-se o invólucro do eléctrodo formado num forno eléctrico de liga para evitar a necessidade de introduzir o pó metálico de liga no núcleo de um eléctrodo consumível. Porém, uma característica própria importan te da presente invenção consiste na realização prática de um eléctrodo com núcleo de metal básico que utiliza um ingrediente único que á 100$ básico e geralmente inerte, juntamente com um agente de expulsão do hidrogénio. Ser o metal de liga um metal de invólucro cuidadosamente controlado ou controlado por pó de liga metálica no núcleo não á crítico para esta importante cara.c terístsca. A tecnologia do conceito de formação da liga e os resultados podem ser modificados de acordo com a habilidade normal do técnico. Porém, resulta uma vantagem distinta da utilização de metais de liga no núcleo. Assim, a presente invenção implica um eléctrodo com núcleo de metal básico que pode substituir um arame maciço, obtendo-se os mesmos resultados, com a vantagem de se diminuir o oxigénio no metal na zona fundida e reduzir a quafi tidade de hidrogénio difusível. É este um novo conceito que nunca foi aplicado na técnica da soldadura. Por meio da presente in venção conseguiu-se a soldadura MIG de aços de resistência extre mamente elevada, mesmo na soldadura fora de posição. - 9 - 0 eléctrodo com núcleo de metal básico segundo a presente invenção é um desenvolvimento contrário ao saber comum no cam po da soldadura por arco para a soldadura MIG de aço de elevada resistência à deformação. Devido à limitação dos eláctrodos com núcleo, a tecnologia de soldadura anterior implicava a utilização de arame metálico maciço que, por sua vez, tinha os inconvenientes atrás descritos. Não á satisfatória para aço com uma resistência à deformação superior a 5 62^,6 Kg/cm2 (8o 000 psi). A presente invenção envolve a utilização de um composto 100$ básico que é inerte, no interior de um núcleo de um eléctrodo. Utili za-se para este fim pó de fluoreto de cálcio. No passado, quando se usava pó de fluoreto de cálcio no núcleo de um electrodo, o fluoreto de cálcio estava presente em percentagens relativamente elevadas para equilibrar os constituintes do fundente normalmente ácidos. Gomo a percentagem de fluoreto de cálcio era relativa mente elevada, era difícil a soldadura fora de posição. Assim, a técnica não recomendava a utilização de fluoreto de cálcio como ingrediente num eléctrodo com núcleo, eficaz para ser usado em aplicações de soldadura de alta resistência fora de posição. Segundo a presente invenção, utiliza-se o pó de fluoreto de cálcio; mas é usado de uma maneira diferente. 0 fluoreto de cálcio é usado na presente invenção como o ingrediente único do fundente no núcleo do eléctrodo. Não há qualquer sistema de fundente, tal como o sistema normal de TÍO2 ou um sistema de fundente bási co. 0 termo “sistema" significa dois ou mais ingredientes do fufi dente que reagem para criar a acção do fundente. 0 novo conceito da presente invenção consiste no facto de o fluoreto de cálcio não colaborar com qualquer outro agente de fundente, mas sim ac-tuar por si como agente fundente. Segundo a presente invenção, a quantidade de fluoreto de cálcio é reduzida a um nível inferior a cerca de 1,6$, em peso, do peso total do eléctrodo e, de prefs, rência, inferior a 0,9$, em peso. Para esta pequena quantidade de fluoreto de cálcio, a acção de fundente é conseguida paio pró prio fluoreto de cálcio. Não há qualquer sistema fundente. Redu-zindo-se 0 pó de fluoreto de cálcio a um nível inferior a 1,60$ e, de preferência, inferior a 0,9$ do peso do eléctrodo, 0 fluoreto de cálcio controla 0 oxigénio no metal da zona fundida sem produzir uma operação de soldadura pobre e a incapacidade de sol dar fora de posição normalmente associada a um eléctrodo com nú- - 10 - cleo de fundente com um maior volume de fluoreto de cálcio. 0 fluoreto de cálcio pode ser reduzido mesmo abaixo do limite supâ rior atrás mencionado (l?6o$) sem afectar a operação de soldadura 5 porém? quando 0 limite inferior do fluoreto de cálcio se aproxima dos 0?2$? a quantidade de oxigénio no metal na zona fu& dida aumenta para um nível que reduz a resistência ao choque de um aço de elevada resistência à deformação para o qual 0 eléc-trodo foi especialmente desenvolvido. Como o fluoreto de cálcio é 100$ básico e inerte? ele produz um agente ou ingrediente único do fundente para 0 eléctrodo com núcleo. Como 0 fluoreto de cálcio é limitado na sua percentagem máxima para criar 0 eléctro do aperfeiçoado? o fluor disponível a partir do fluoreto de cálcio para ser usado no metal na zona fundida é limitado. Como 0 fluor é um agente para reduzir o hidrogénio difusível? que dá ori gem à fissuração associada com a maioria dos esforços para soldar aço de elevada resistência à deformação? a presente invenção? de acordo com um outro aspecto? incorpora como ingrediente adicional? um agente redutor do hidrogénio. Este agente é novo e di mimui a quantidade de hidrogénio difusível no metal da zona fundida. Dois agentes redutores de hidrogénio primários que fazem parte da presente invenção são um polímero contendo fluor e pó de zinco elementar.

Como até aqui se descreveu? a presente invenção emprega pó de fluoreto de cálcio numa quantidade relativamente baixa? dentro de uma gama precisa? juntamente com uma pequena quantidade de um agente apropriado redutor do hidrogénio? tal como um po límero contendo fluor ou pó de zinco elementar.

Na sua realização prática? a presente invenção é um eléç trodo com núcleo metálico básico; portanto? os metais de liga pa ra 0 metal na zona fundida estio sob a forma de pó e- comprimidos no núcleo, tí claro que pode conceber-se a incorporação dos materiais de liga no invólucro envolvente do eléctrodo? se puder obter-se uma precisão metalúrgica na formação da liga do aço do in vólucro. De acordo com a forma de realização preferida da presen te invenção e na forma de realização mais prática da presente in venção? utiliza-se para envolver 0 núcleo um invólucro de aço com baixa percentagem de carbono ou aço de baixa liga. Os metais de liga são incorporados como pó no núcleo. Por conseguinte? 0 objecto da presente invenção é designado eléctrodo com núcleo de

V - 11 - metal básico. 0 eléctrodo é estirado para obter as dimensões desejadas» sendo de preferência um cilindro com um diâmetro menor que 2,5^ mm (0,100”)· Este arame estirado com núcleo, construído segundo a presente invenção, é usado para a soldadura MIG para obter todas as vantagens de um eléctrodo com núcleo, juntamente com as vantagens de um eléctrodo de arame maciço. Usando um cons. tituinte básico único em pequenas quantidades no interior do núcleo, juntamente com um novo agente redutor de hidrogénio, reduzem-se o oxigénio e o hidrogénio no metal na zona fundida. 0 eléctrodo de soldadura pode ser usado para soldar aço de elevada resistência à deformação de 7 031 Kg/cm^ (100 000 psi) (ΗΪ-100) e mesmo de 9 1^0,2 Kg/cm^ (130 000 psi) (ΗΪ-130). Segundo a presente invenção, este eléctrodo com núcleo de metal básico pode ser usado para soldar fora de posição visto que o fluoreto de cálcio existe num nível máximo limitado controlado, menor que 1,60$ e este fluoreto de cálcio constitui o único constituinte fundente no interior ou sobre o eléctrodo.

Utilizando a presente invenção, o fluoreto de cálcio é o único ingrediente fundente no interior do núcleo e o eléctrodo resultante solda substancialmente da mesma maneira que um arame MIG maciço, por exemplo na soldadura fora de posição e/ou na sol dadura por impulsos. As vantagens de um eléctrodo com núcleo são mantidas com as vantagens de um eléctrodo de arame maciço.

No passado, a utilização de um eléctrodo com núcleo metá lico produzia níveis de oxigénio mais elevados. Este oxigénio, na presente invenção, é reduzido, por inclusão de partículas ou pó de fluoreto de cálcio no núcleo; mas o nível de inclusão de fluoreto de cálcio é limitado a quantidades pequenas, inferiores a l,6o$ de modo que as dificuldades antes encontradas na utiliza ção de fluoreto de cálcio, isto é, a incapacidade para a soldadu ra por impulsos fora de posição, não é uma característica prejudicial da presente invenção. A redução do fluoreto de cálcio no núcleo tal como se usa na presente invenção é nova. Um aspecto da presente invenção baseou-se no reconhecimento de que os níveis mais elevados de fluoreto de cálcio, tais como os usados num sistema de fundente básico, não eram necessários se o funden te fosse apenas de fluoreto de cálcio. Deste modo, criou-se um fundente básico pelo fluoreto de cálcio. Retirando os outros constituintes do sistema de fundente básico, pode usar-se o fluo - 12 reto de cálcio em menores quantidades. Reduzindo a quantidade de fluoreto de cálcio» tornam-se aceitáveis as características do eléctrodo. Assim» a presente invenção envolve o controlo da má-quimicado fluoreto de cálcio para utilizar apenas o fluoreto de cálcio suficiente para a remoção do oxigénio no metal na zona fundida. 0 fluoreto de cálcio não é um de vários constituintes de um sistema fundente básico. Com este controlo da química do fluoreto de cálcio» produz-se um electrodo com núcleo de metal básico com melhores características de soldadura que um eléctro-do de arame maciço. O fluoreto de cálcio é em quantidade suficiente para controlar o oxigénio no metal da zona fundida para minimizar qualquer diminuição que» de outro modo, se produziria na resistência ao choque da soldadura resultante. É claro que pç> dem incorporar-se metais de liga no núcleo ou no metal do invólu cro que envolve o núcleo para a resistência medida no ensaio de Charpy de um espécime entalhado, sem que nos afastemos da presen te invenção.

Gomo não são necessárias quantidades adicionais de fluoreto de cálcio no electrodo para compensar outros constituintes do fundente de um sistema total de fundente com múltiplos componentes, o electrodo pode ser utilizado na soldadura por impulsos fora de posição na mesma medida que um electrodo de arame MIG ma ciço. Assim, um eléctrodo com núcleo básico está provido de um único ingrediente de fundente que é 100$ básico e inerte. Um tal fundente de ingrediente único distingue-se de outros sistemas fundentes que incluem dióxido de titânio, que é prejudicial para a resistência ao choque determinada pelo ensaio de Charpy do metal na zona fundida. A utilização de um eléctrodo com fundente convencional não é aplicável para soldar aço de elevada resistên cia à deformação do tipo agora usado pelos militares, com aço que se aproxima do ΗΪ-100 ou aços mais resistentes.

No passado houve já eléctrodos com núcleo metálico e núcleo de fundente básico. Estes dois eléctrodos nunca foram consi derados como substitutos do arame maciço quando se usa a soldadu ra MIG de aço de elevada resistência, por exemplo nos navios, de guerra ou mercantes. Os eléctrodos com núcleos de fundente básico, como atrás se mencionou, não são aplicáveis para a soldadura fora de posição. São menos desejados pelos operadores e têm baixas taxas de deposição, inferiores a 2,268 Kg/h (5 000 libras/h).

V - 13 - A presente invenção refere-se a um eléctrodo com um núcleo que é uma combinação de núcleo metálico e básico, aplicável para os fins descritos neste pedido de patente. Os ingredientes não metâ. licos no núcleo são limitados ao fluoreto de cálcio e ao polímero que contém fluor como agente de remoção do hidrogénio, se for escolhido. Não há quaisquer outros materiais não metálicos formando todo o sistema fundente como é normal na indústria.

Verificou-se que um eléctrodo com núcleo metálico básico, como foi descrito e construído segundo a presente invenção, é altamente vantajoso para soldar o aço de grande resistência à deformação e pode ser usado em substituição de um material de eléctrodo de arame maciço. Porém, para produzir um eléctrodo com núcleo superior, a presente invenção encara também a existência de um constituinte para a redução do hidrogénio difusível do metal na zona fundida. Supõe-se que esse hidrogénio provém da humi dade que entra na junta do invólucro que envolve o núcleo, por acção capilar ou outro processo. A tendência para a fissuração aumenta quando aumenta a resistência à deformação do metal de ba. se que está a ser soldado. Assim, quando essa resistência aumenta, a quantidade de hidrogénio que pode ser tolerada no metal na zona fundida diminui. 0 hidrogénio entra no metal na zona fundida a partir dos contaminantes no interior do núcleo, a partir dos lubrificantes colocados no eléctrodo e a partir dos eompos-tos para o estiramento usados no processamento do eléctrodo, e a partir de outras fontes. As especificações militares exigem menos de 2 ml/100 g para a soldadura à temperatura ambiente de aço de resistências compreendidas entre 5 765 Kg/cm e 6 187 Kg/cm (82 000 - 88 000 psi). Para tentar satisfazer este requisito com o arame maciço, este é limpo depois do processamento. Esta limpg. za reduz a capacidade de alimentação do arame, satisfazendo ainda a esses requisitos. 0 aquecimento dos metais de base tem a tendência para arrastar humidade a partir da superfície do metal de base. Assim, o aquecimento antes da soldadura é uma outra via de alimentação do hidrogénio no metal da zona fundida. Para redu zir 0 hidrogénio, algumas firmas fabricam tubos sem costura para os eléctrodos com núcleo para limitar a humidade que entra através da costura do tubo para o interior do núcleo. Porém, seja qual for o procedimento usado, o hidrogénio está presente no metal na zona fundida. 0 hidrogénio provém da humidade no gás en- - ]Α -volvente e do hidrogénio na superfície ou retido na junta entre as estruturas do metal de base que estão a ser soldadas. Ha outras fontes de hidrogénio para complicar qualquer procedimento físico para a eliminação das pequenas quantidades que podem causar problemas nos aços de elevada resistência, isto é, com resis o tência superior a cerca de 5 62^,6 Kg/cm (8o 000 psi). Assim, a presente invenção dirige-se para um conceito de aceitar a existência de pequeníssimas quantidades indesejadas de hidrogénio e remover essas quantidades diminutas por meio de uma nova formula ção do eléctrodo. Como a quantidade de fluoreto de cálcio é rela tivamente baixa, apenas uma pequena quantidade de fluor está di£ ponível para reduzir o hidrogénio difusível. Porém, o nível de hidrogénio tem de ser inferior a 2 ppm para o aço de elevada resistência à deformação. A presente invenção pode atingir este ob jectivo utilizando fluoreto de cálcio em quantidade limitada. Po rém, é muito desejável reduzir o hidrogénio mesmo abaixo das 2 ppm indicadas nas especificações militares como requisito para a soldadura de aço de elevada resistência. Segundo a presente Í& venção, utiliza-se um agente redutor do hidrogénio para reduzir o hidrogénio difusível prejudicial. Este agente é um polímero contendo fluor, tal como uma substância fluorcarbonada. Este agente liberta fluor para se combinar com o hidrogénio difusível. É sólido às temperaturas usadas no processamento dos eléctrodos. Isso pode conseguir-se usando um polímero susceptível de resistir a uma temperatura de cerca de 537>78°C (1 000°F). 0 agente do tipo polimérico tem de ser susceptível de ser reduzido a partículas de pó fino para se misturar com o pó metálico e o pó de fluoreto de cálcio. 0 agente de tipo polimérico tem de ser deli-quescente e não higroscópico, bem como, por outro lado, inerte. É claro que não deve haver qualquer átomo de hidrogénio nem de azoto no polímero. Na forma de realização preferida, o agente do tipo polimérico atrás descrito é usado com o pó de fluoreto de cálcio para produzir o sistema que é combinado com os pós de liga metálica no núcleo do eléctrodo. 0 fluor proveniente da pequ£ na quantidade de fluoreto de cálcio ajuda a remoção do hidrogénio. 0 polímero contendo fluoreto reduz a quantidade de hidrogénio ainda mais, resultando substancialmente menos de 2 ppm de hi drogénio no metal na zona fundida. Como é conhecido, o hidrogénio no estado monoatómico é um constituinte prejudicial primário que provoca a fissuração no metal na zona fundida. A combinação de hidrogénio com fluor reduz este tipo de hidrogénio livre.

Além disso, se o hidrogénio se combinar consigo próprio para fo£ mar uma molécula de hidrogénio, ele não afecta seriamente as ca-racterísticas de fissuração do metal. Assim, o fluor reduz a te£t dencia para a fissuração do metal na zona fundida. Esta diminuição substancial dò hidrogénio difusível é mesmo mais benéfica quando a resistência de Charpy representar um problema, como no aço Ηϊ-130.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, uti liza-se também pó metálico de zinco como agente de redução da quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundida. Embora 0 sistema para conseguir esta redução nã.o seja conhecido, crê-se que ele forma bolsas nas quais se acumula 0 hidrogénio di fusível para formar hidrogénio molecular. Como 0 zinco funde a cerca de 9o6°C, 0 pó de metal pode ser combinado no núcleo do eléctrodo quando se utilizam processos normalizados de moldação dos eléctrodos. Não pode ser usado para este fim sob a forma de arame maciço, que forma a liga a temperaturas mais elevadas.

Em resumo, são preferidos dois tipos de agentes para a remoção do hidrogénio do metal na zona fundida. Estes agentes são formados como partículas e incorporados no núcleo do eléctrodo. Estes dois agentes de redução do hidrogénio preferidos são um p£ límero contendo fluor e pó de zinco elementar, ambos instáveis à temperatura de fusão do aço. Como atrás se discutiu, os eléctrodos com núcleo eram no passado sensíveis a variações de acoplamento aléctrico, relativamente à quantidade de hidrogénio que se encontra no metal na zona fundida. Determinou-se que os dois tipos de agentes de redução do hidrogénio considerados na presente invenção não têm substancialmente essa sensibilidade e produzem substancialmente os mesmos níveis de hidrogénio difusível no metal, para variações normais do referido acoplamento no processo de soldadura MIG.

Segundo a presente invenção, um invólucro de aço com pequena percentagem de carbono envolve 0 núcleo de material em par tícuias, cujo diâmetro é reduzido para compactar o material do núcleo, com um diâmetro exterior inferior a 2,5*+ mm (0,100"). Es. se aço macio ou liga de aço de baixa percentagem de carbono envolve uma pequena quantidade de pó de fluoreto de cálcio e uma - 16 - quantidade vestigial do agente redutor do hidrogénio, de preferência um polímero contendo fluor ou pó de zinco, ou uma combina ção dos mesmos. Inclui-se pó metálico no núcleo para formar liga com o metal na zona fundida resultante depositado pela utilização de um eléctrodo construido segundo a presente invenção. Por meio desta construção, produz-se um eléctrodo com núcleo metálico básico que pode substituir um arame maciço normalizado para utilização na soldadura MIG de aço de elevada resistência à deformação. Isso nunca tinha sido feito antes. A presente invenção pode ser usada para arame de enchimento para a soldadura TIG, também» 0 objecto principal da presente invenção consiste em pr£ porcionar um eléctrodo com núcleo metálico um tanto convencional, com um ingrediente básico, por exemplo fluoreto de cálcio em pó. Isso produz uma família de eléctrodos com núcleo metálico básico.

Outro objecto da presente invenção consiste em proporcio nar um eléctrodo com núcleo metálico básico que pode ser usado numa situação em que seja pretendido um teor mais baixo de oxigá nio no metal na zona fundida. 0 teor de oxigénio é controlado pe la química do ingrediente básico, tal como o fluoreto de cálcio em pó.

Um outro objecto da presente invenção ainda é proporcionar um eléctrodo com núcleo que possa ser usado na soldadura por impulsos fora de posição, de uma maneira até aqui reservada, na soldadura MIG, aos eléctrodos de arame maciço.

Outro objecto da presente invenção consiste em proporei^ nar um eléctrodo com núcleo com agentes no núcleo para reduzir o hidrogénio difusível no metal na zona fundida.

Ainda outro objecto da presente invenção consiste em pr£ porcionar um eléctrodo com núcleo metálico básico que pode ser usado em aplicações de soldadura de aço de elevada resistência à deformação, tais como os aços Ηϊ-δθ, ΗΪ-lOO e ΗΪ-130, onde a fig. suração devida ao hidrogénio é mais preponderante.

De acordo ainda com outro objecto da presente invenção proporciona-se um eléctrodo com núcleo proporcionando fluoreto de cálcio no núcleo com um nível em geral na faixa de 0,1$ a 1,6$, em peso do eléctrodo, e de preferência na faixa de 0,1$ a 0,9$. Como o fluor no interior do arco de soldadura cria uma ac-ção de contracção que produz salpicos e ingredientes de escória - 17 - no electrodo de núcleo metálico» também deteriora a velocidade de soldadura nas aplicações de soldadura por impulsos fora de po sição, a limitação do fluoreto de cálcio no electrodo a não mais de cerca de 0,9$ do peso total do electrodo aumenta a qualidade da soldadura resultante usando a presente invenção.

Ainda outro objecto da presente invenção consiste em pro porcionar um electrodo com núcleo para ser usado na soldadura de aços de grande resistência à deformação, no qual um teor de oxigénio mais baixo produz melhores características de resistência ao choque e melhora as microestruturas do metal na zona fundida.

Outro objecto da presente invenção é proporcionar um electrodo com núcleo metálico básico para ser usado na soldadura de aço de grande resistência à deformação que pode empregar pós de fluoreto de cálcio ou de fluoreto de bário ou possivelmente fluoreto de lítio, fluoreto de sódio ou fluoreto de potássio. Ss. gundo a forma de realização preferida da presente invenção, são usados pós de fluoreto de cálcio.

Estes e outros objectos e vantagens tornar-se-ão evidentes a partir da descrição seguinte, com referência aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO......DO.S......DESENHOS

As figuras dos desenhos representam:

Fig. 1 - uma vista em corte transversal esquemática de um electrodo com núcleo metálico básico cons-truido segundo a presente invenção;

Fig. 2 - uma vista em corte transversal de uma modificação da forma de realização segundo a presente invenção;

Fig. 3 " um gráfico que ilustra a relação entre a composição básica do electrodo e o teor de oxigénio no metal na zona fundida;

Fig. k - um gráfico que mostra a relação entre a percentagem de um polímero contendo fluor, em peso, relativamente ao peso total do eléctrodo e a concentração de hidrogénio difusível no metal na zona fundida; e

Fig. 5 “ um gráfico que mostra a relação entre a percentagem de zinco em pó em relação ao peso total do hidrogénio e a concentração de hidrogénio di fusível no metal. FORMA. DE REALIZAÇÃO .PREFERIDA,

Faz-se agora referência aos desenhos, nos quais as ilustrações se referem apenas a um exemplo da presente invenção. Nes, te exemplo, soldam-se duas placas com a espessura de 2,5^ cm (ln) com gás de envolvimento, que inclui 98$ de árgon e 2$ de oxigénio, com uma entrada térmica de 21,65 a 39,37 Kjoules/cra (55-100 KJ/polegada) com um pré-aquecimento das placas a uma tem peratura de cerca de 121,11°C (250°F). As placas são de aço de elevada resistência HY-100 para usos militares. Proporcionou-se um eléctrodo com núcleo metálico (10) com um invólucro exterior (12) de aço de haixa percentagem de carbono, unido com uma costu ra (1^), como se ilustra esquematicamente na fig. 1. Esta figura mostra as características da presente invenção que são descritas genericamente. A costura (1*0 do invólucro (12) pode ter uma sobreposição ou ser formada de outro modo, de acordo com uma prática normalizada para a fabricação da barra de soldadura (10). No interior do invólucro (12) há um núcleo compactado e formado por par tículas (20) de material de liga (representadas como quadrados), partículas (22) de fluoreto de cálcio (representadas por circunferências maiores) e uma pequena quantidade de polímero contendo partículas de fluor (2*+) (representadas por circunferências meno res). Este núcleo é compactado estirando o eléctrodo (10) até um diâmetro menor que 2f$k mm (0,100")· Neste exemplo, o polímero contendo fluor representa 0»1β$ do peso total do eléctrodo (ver a fig. b). A percentagem relativa ao peso total do eléctrodo para as partículas de fluoreto de cálcio é 0,5$. As partículas de liga metálica (20) têm uma percentagem de cerca de 19$ do peso total do eléctrodo. 0 peso restante é o invólucro ou tubo (12). Este exemplo produz uma soldadura satisfatória para o aço de elg. ν - 19 - vada resistência para fins militares» por exemplo ο ΗΪ-100.

Outro exemplo da presente invenção I produzido» tendo partículas (21*) de pó de zinco (ver a fig. 5)· Neste segundo exemplo, o fluoreto de cálcio é ainda de 0,5$ do peso total do eléctrodo. As partículas de zinco são 0,08$ do peso total do eléctrodo. Os pós de liga ou partículas (20) têm uma percentagem de cerca de 19$ do peso total do electrodo. 0 peso restante do electrodo e o invólucro (12). A fig. 2 4 uma modificação de forma de realização preferida da presente invenção, na qual o núcleo no interior do invólucro (12) inclui apenas pó de fluoreto de cálcio (22) e os pós (2*0 do agente redutor do hidrogénio. Neste caso, o metal que forma o invólucro (12) inclui os agentes de liga. As várias composições dos agentes de liga não fazem parte da presente invenção e podem ser ajustadas sem nos afastarmos da presente invenção, que se refere apenas ao conceito de um ingrediente de fundente único, juntamente com pó de liga no núcleo com, no aspecto preferido, a adição de um agente redutor do hidrogénio no núcleo. Como pode ver-se, a presente invenção não se refere aos conceitos e à tecnologia relacionada com a escolha do agente de liga para a operação de soldadura particular que está a ser realizada.

Fazendo agora referência à fig. 3» as partículas de fluo reto de cálcio dentro do núcleo são em quantidade inferior a cer ca de 1,6$ do peso total do electrodo. A 1$, ou numa posição pró xima dessa quantidade de fluoreto de cálcio, a qualidade da soldadura começa a reduzir a sua aceitabilidade, e um valor superior a cerca de 1,6$ teria como consequência um eléctrodo de sol. dadura não satisfatório para soldar aços de elevada resistência nas várias posições de soldadura. Quando diminuir o fluoreto de cálcio, aumenta a quantidade de oxigénio no depósito da soldadura. Quando aumenta a resistência do aço à deformação, pode estar contida no metal na zona fundida uma quantidade menor de oxigénio para satisfazer as especificações militares e proporcionar uma resistência ao choque aceitável. Para o aço de elevada resis tência à deformação na faixa mais elevada, por exemplo ο ΗΪ-130, a quantidade de oxigénio incluído no metal na zona fundida tem de ser menor que para o aço de elevada resistência tal como o HY-8o. Assim, o nível mínimo de fluoreto de cálcio para ΗΪ-130 - 20 - está no ponto (A) no gráfico. Para o aço de elevada resistência de menor valor, por exemplo o HY-80, o oxigénio incluido no metal na zona fundida pode ser ligeiramente mais elevado. Este co& ceito está ilustrado no ponto (B) do gráfico. Assim, 0 limite mí nimo do fluoreto de cálcio varia de acordo com a resistência à deformação do aço de elevada resistência a que pode aplicar-se a presente invenção. Em todos os casos, a liga de metal na zona fundida tem um teor de oxigénio baixo, 0 que é requerido para soldar 0 aço de elevada resistência à deformação. Na fig. 3 a câ pacidade de incluir mais oxigénio está ilustrada apenas para de£ crever a presente invenção e mostrar os limites mínimos para 0 fluoreto de cálcio necessários na prática da presente invenção.

Fazendo agora referência à fig. *+, neste gráfico a percen tagem de polímero contendo fluor é comparado com 0 hidrogénio di fusível que se encontra no metal na zona fundida. 0 valor para o hidrogénio está indicado pelo parâmetro ml/100 g, que tem geralmente uma relação directa com 0 parâmetro ppm. Na prática, os aços de grande resistência à deformação devem ter menos de 2,0ppm de hidrogénio difusível. Como pode ver-se, incorporando-se po de fluoreto de cálcio com os pos da liga metálica, consegue-se este objectivo, mesmo sem qualquer agente de redução do hidrogénio. Porém, de acordo com um aspecto da presente invenção, incorpora--se um agente de redução do hidrogénio para reduzir ainda mais 0 hidrogénio no metal na zona fundida. Incluindo 0,16$ de polímero contendo fluor, como é usado no primeiro exemplo, uma pequena quantidade do agente de redução do hidrogénio reduz drasticamente o hidrogénio do metal na zona fundida. Assim, a forma de realização preferida da presente invenção e um aspecto da presente invenção, implica a utilização de um tal agente de redução do hi drogénio para diminuir a quantidade de hidrogénio difusível prejudicial no interior do metal na zona fundida. 0 gráfico superior da fig. k representa um desacoplamento eléctrico de 9,52 mm (3/8")· 0 gráfico inferior é para um desacoplamento eléctrico de 19 mm -(3A")· Como pode ver-se, a utilização deste agente no núcleo do eléctrodo tem uma sensibilidade a esse desacoplamento muito pequeno no que se refere ao hidrogénio. Isso é uma vantagem sobre outros dispositivos para minimizar o hidrogénio difusível a níveis baixos. A ausência de sensibilidade ao desacoplamento eléctrico *· - 21 - é mesmo mais evidente na fig. 5> na qual se utiliza pó de zinco como agente para reduzir a quantidade de hidrogénio prejudicial no interior do metal de 2,0 ppm para cerca de 1,2 ppm (segundo exemplo). Esta característica exige uma pequena quantidade de zinco de cerca de 0,08$ do peso do eléctrodo. Como pode ver-se, uma combinação do material cujas quantidades são representadas em abcissas na fig. k e na fig. 5 pode ser usada para reduzir o hidrogénio. Prevê-se segundo a presente invenção menos de 0,16$ de um tal agente.

Claims

- 22 R_e_i_Y_Í-O-I_Ç_4_Ç-0JLS is. - Eléctrodo com núcleo metálico básico, constituindo um elemento de soldadura consumível para a soldadura por arco, ca-racterizado por compreender um invólucro de aço que envolve um núcleo compactado contendo um sistema de fundente substancialmente com um único ingrediente formado por fluoreto de cálcio em pó numa quantidade suficiente para proporcionar fundente para o referido elemento de soldadura.
22. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido núcleo conter menos de cerca de l,6o$ de fluoreto de cálcio em relação ao peso total do referido elemento.
32· - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o referido núcleo conter entre cerca de 0,1$ e cerca de 0,9$ de fluoreto de cálcio em relação ao peso total do referido elemento. 1+2. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 3» caracterizado por o referido núcleo conter um agente para reduzir a quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundi da, sendo o referido agente escolhido do grupo que consiste num polímero contendo fluor, pó de zinco elementar, um pó de liga de zinco e suas combinações. 5Q. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação *+, caracterizado por 0 referido núcleo conter menos de cerca de 0,30$ do referido agente de redução do hidrogénio em relação ao peso total do referido elemento.
62. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por 0 referido núcleo conter um agente para reduzir a quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundi da, sendo 0 referido agente escolhido do grupo formado por um po límero contendo flúor, pó de zinco elementar, uma liga de zinco - 23 - e suas combinações.
72. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por 0 referido núcleo conter menos de cerca de 0,30$ do referido agente de redução do hidrogénio em relação ao peso total do referido elemento.
82, - Elemento de soldadura de acordo com a reivindieação 7> caracterizado por 0 referido núcleo incluir materiais de ligas metálicas em pá.
92. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por 0 referido núcleo incluir materiais de ligas metálicas em pá.
102. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 5> caracterizado por 0 referido núcleo incluir materiais de ligas metálicas em pá.
112. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação k> caracterizado por o referido núcleo incluir materiais de ligas metálicas em pé.
122. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por 0 referido núcleo incluir materiais de ligas metálicas em pé. I32. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 12> caracterizado por os referidos materiais de liga e o referido inválucro de aço, considerados em conjunto, conterem carbono numa quantidade menor que cerca de 0,1$ do peso total do elemen· to. 1^2. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os materiais de liga e o referido inválucro de aço, considerados em conjunto incluírem, pelo menos, man ganes, silício, molibdénio, níquel e titânio. -2^- 15a· - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os referidos materiais de liga e o referido invólucro de aço, considerados em conjunto, incluírem pelo menos manganês, silício, molibdenio, níquel e titânio. l6s. - Electrodo com núcleo metálico básico, constituindo um elemento de soldadura consumível para a soldadura por arco, caracterizado por compreender um invólucro de aço envolvendo um núcleo compactado contendo um agente para reduzir a quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundida, sendo o referido agente escolhido do grupo formado por um polímero cori tendo fluor, zinco elementar, liga de zinco e suas combinações. 17a· - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o referido núcleo incluir materiais de ligas metálicas em pó.
182. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por os referidos materiais de liga e 0 referido invólucro de aço, considerados em conjunto, conterem uma quantidade de carbono menor que cerca de 0,1$ do peso total do elemento. 19a. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por os materiais de liga e o referido invólu cro de aço, considerados em conjunto, incluírem pelo menos man ganes, silício, molibdenio, níquel e titânio. 20a. - Electrodo com núcleo metálico básico, cujo processo para a fabricação de um elemento de soldadura consumível, I ca raeterizado por incluir as fases de: a) proporcionar um invólucro de aço com um furo central; b) carregar 0 referido furo com fluoreto de cálcio, como agente fundente com um ingrediente único; e c) estirar 0 referido invólucro ate o diâmetro desejado.
212. - Processo de acordo com a reivindicação 20, caracteri zado por incluir a fase de carregar 0 referido furo com parti- - 25 - cuias de uma liga» além do fluoreto de cálcio.
222. - Processo de acordo com a reivindicação 20» caracteri, zado por incluir a fase de carregar o referido furo com partículas de um polímero contendo fluor, além do referido fluoreto de cálcio.
232. - Processo de acordo com a reivindicação 20, caracteri zado por incluir a fase de carregar o referido furo com partículas de zinco, além do referido fluoreto de cálcio. 2^Q. - Eleetrodo com núcleo metálico básico, constituindo um elemento de soldadura consumível para a soldadura por arco, caracterizado por compreender um invólucro de aço envolvendo um núcleo compactado contendo pós de ligas metálicas e um composto substancialmente 100% básico numa quantidade inferior a cerca de l,6o$ do peso do total do referido elemento.
252. - Elemento de acordo com a reivindicação 2*+, caracteri zado por 0 referido composto básico ser fluoreto de cálcio.
262. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 25j caracterizado por 0 referido núcleo conter entre cerca de 0,1% e cerca de 0,9$ de fluoreto de cálcio em relação ao peso total do elemento.
272. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 2b, caracterizado por 0 referido núcleo conter entre cerca de Ojl$ e cerca de 0,9$ de fluoreto de cálcio em relação ao peso total do elemento.
282. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por o referido núcleo conter um agente para a redução da quantidade de hidrogénio difusível no metal na zo na fundida, sendo 0 referido agente escolhido do grupo formado por um polímero contendo fluor, pó de zinco elementar, uma liga de zinco e suas combinações. - 26 -
292. - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 2ó> caracterizado por o referido núcleo conter um agente para a redução da quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundida» sendo o referido agente escolhido do grupo formado por um polímero que contém fluor, pé de zinco elementar, uma liga de zinco e suas combinações» 30s» - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 25» caracterizado por o referido núcleo conter um agente para a redução da quantidade de hidrogénio difusível no metal na zona fundida, sendo 0 referido agente escolhido do grupo cons tituído por um polímero contendo fluor, pé de zinco elementar, uma liga de zinco e suas combinações. 312* - Elemento de soldadura de acordo com a reivindicação 2b, caracterizado por o referido núcleo conter um agente para a redução da quantidade de hidrogénio difusível no metal na zo na fundida, sendo 0 referido agente escolhido do grupo formado por um polímero contendo fluor, po de zinco elementar, uma liga de zinco e suas combinações.
322. - Elemento de acordo com a reivindicação 31> caracteri zado por 0 referido composto básico ser um composto de fluor. 33s· ~ Elemento de acordo com a reivindicação 2b, caracteri zado por o referido composto básico ser um composto de fluor. 3^0. - um elemento de acordo com a reivindicação 31» caracterizado por 0 referido composto básico ser um composto único.
352. - Elemento de acordo com a reivindicação 2b, caracteri zado por o referido composto básico ser um composto único.
362. - Elemento de acordo com a reivindicação 3*+, caracteri zado por 0 referido composto único ser fluoreto de cálcio. 37Q. - Elemento de acordo com a reivindicação 35» caracteri zado por o referido composto único ser fluoreto de cálcio. - 27 - 38s. - Elemento de acordo com a reivindicação 2b, caracteri zado por o referido invólucro ter um diâmetro exterior e o dia metro exterior ser menor que cerca de 2,5*+ mm (0,l00n)·
392. - Electrodo com núcleo metálico básico, cujo processo para a fabricação de um elemento de soldadura consumível deste tipo é caracterizado por incluir as fases de: a) proporcionar um invólucro de aço com um furo central; b) carregar 0 referido furo com partículas para reduzir o hidrogénio difusível no metal na zona fundida» sendo as referidas partículas escolhidas do grupo formado por um polímero contendo fluor, pó de zinco elemen tar, pó de uma liga de zinco e suas combinações; e c) estirar 0 referido invólucro até ao diâmetro desejado. *+02. - Processo de acordo com a reivindicação 39» caracteri zado por incluir a fase de carregar o referido furo com partículas de liga, além das referidas partículas para redução do hidrogénio. Lisboa, 10 de Setembro de 1990

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