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AUX E1t'CTRODES DE SOUDURE ET à L'flRS PROC'EDES DE FABRICATION
La présente invention vise des perfectionnements aux électrodes pour la soudure à l'arc métallique et aux procédés pour fabriquer des électrodes de ce genre.
Dansla soudure à l'arc métallique, un arc est maintenu entre un crayon de métal, généralement sous forme d'une tige, d'un fil ou d'une bande for mant électrode de soudure, et la pièce en cours de soudure qui forme l'autre électrode. Au cours de l'opération de soudure, le crayon de soudure formant éleo. trode est'fondu ou vaporisé, ou bien encore fondu -et vaporisé, et le métal du crayon est déposé sur la pièce en cours de soudure et soudé sur elle. Au cours de la soudure, l'électrode est amenée vers la pièce, soit à la main, soit auto- @
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matiquement, de façon à maintenir approximativement constante la longueur de l'arc.
@ On a trouvé que la facilité avec laquelle un arc peut 'être main- tenu pour déposer du métal de manière satisfaisante ,est améliorée par certains éléments ou certains composés appliqués à l'électrode de soudure, par exemple sous forme de revêtement.
Les électrodes qui ont été ainsi revêtues sont généralement dési- gnées par électrodes à gaine ou enrobage de fondant; les revêtements ou enroba- ges proposés jusqu'ici varient entre des revêtements relativement minces et des revêtements d'épaisseur infinitésimale comprenant, dans certains cas, des mé- langes d'éléments ou de composés pour produire l'effet désiré,
Ceci posé, l'invention concerne, en première ligne, une électrode munie d'un en robage de fondant mince avec lequel il est très facile de maintenir un arc court, très tranquille et à action stable et calme.
L'invention couvre aussi une électrode dont'le taux de fusion ou de dépôt, au cours de la soudure, est faible, et qui possède une puissance de pénétration relativement élevée.
Les électrodes conformes à l'invention permettent d'obtenir des soudures étanches, saines et de belle apparence.
On a déjà proposé une composition'de soudure à l'arc contenant des carbonates de métaux alcalino-terreux mélangés avec de l'oxyde de titanium, et fixée sur les électrodes de soudure au moyen d'un liant siccatif, tel qu'un silicate de métal alcalin, de préférence du silicate de potasse.
On a trouvé et constaté que l'action de liaison de l'acétate de souda est très supérieure à celle du silicate de soude. En effet, le silicate de soude produit un enrobage sous forme d'une pellicule solide qui présente des craquelures et des écailles, lorsque le fil est cintré ou coudé. Au contraire, l'acétate de soude produit un enrobage adhérent plus doux dont une partie peut s'écailler lorsque le fil est coudé, si l'enrobage est suffisamment épais, mais dont l'autre partie demeure sur le fil sous forme d'un revêtement assez épais, même après que le fil a été cintré et netto:é même par grattage.
L'acétate de soude a aussi pour effet de rendre plus stable et plus calme la'fonctionnement de l'arc, que le silicate de soude, et il coopère avec tes autres matières pour fournir un métal sain et ductile dans la soudure. n
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L'acétate de soude seul constitue un fondant très efficace et il peut être utilisé sans association avec d'autres matières. Au cours des opéra- tions de soudure, l'acétate de soude dégage une certaine quantité d'hydrogène et d'oxyde de carbone, qui forment écran pour l'arc et pour le métal de soudure à l'égard de l'oxygène et de l'azote de l'air.
D'autres acétates alcalins peuvènt être utilisés, au lieu de l'a- cétate de soude, mais on utilise de préférence ce composé en raison de l'action stabilisatrice du sodium sur l'arc. L'acétate de soude donne une excellente stabilité de l'arc et une soudure très ductile.
On a trouvé aussi que, si la matière de l'électrode est traitée dans une solution d'acide fluorhydrique, les caractéristiques d'arc de la ma- tière sont très améliorées, et que cette amélioration est transmise à la tige d'électrode à laquelle la matière de fondant est ensuite appliquée.
Une solution faille d'acide fluorhydrique donne de bons résultats et on utilise de préférence une solution à 10% de cet &cide. Des traitements analogues de la matière d'électrode dans des solutions d'autres acides, tels que l'acide sulfurique ou l'acide chlorydrique, ne produisent pas le même effet, tandis que l'acide fluorhydrique améliore aussi bien les qualités des électro- des enrobées que celles des électrodes nueso
On a obtenu de bons résultats avec 'Un fondant ayant par exemple la composition suivante dont les éléments sont donnés en poids.
Carbonate de chaux - - - - - - - - - - - parti Carbonate de baryum -----------1 1 "
Oxyde de titanium ------------ 2 "
Acétate de soude - - - - - - - - - - - - 4 "
D'autres carbonates de métaux alcalino-terreux peuvent être uti- lisés au lieu des carbonates de calcium et de baryum, bien q'en général on obtienne les meilleurs résultats avec ces derniers.
Une solution aqueuse d'acétate de soude est préparée en n'utilisait qu'un peu plus d'eau qu'il n'est nécessaire pour produire une solution saturée, et les autres matières à l'état pulvérulent sont ensuite ajoutées à la solution pour fumer une pâte fluide, L'enrobage est appliqué sur l'électrode en immer- guant celle-ci dans un bain: chaud de la solution d'enrobage décrite ci-dessus, pendant une durée suffisante pour la chauffer de façon que, lorsqu'elle est
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retirée, le revêtement sèche facilement et rapidement sur cet élément. Des fils peuvent être enrobés ou recouverts soit en petits tronçons, soit'en bo- bines de longueurs indéterminées.
Suivant un procédé de fabrication, les fils sont redressés et tronçonnés avant le traitement par l'acide et enrobage. Ils sont ensuite lavés dans un bain caustique destiné à retirer tout le savon'et toute la graisse, après quoi ils sont rincés dans l'eau et immergés dans un bain d'acide fluorhy drique pour retirer toutes les graisses et les crasses résiduelles adhérant à la surface des fils, à cause de leur procédé de fabrication, et pour produire . une surface feutrée qui facilite l'adhérence de l'enrobage sur les fils.
En général, il est suffisant de laisser les fils dans une solutim à 10% d'acide fluorhydrique pendant vingt minutes environ. Ensuite, les fils sont rincés de nouveau dans l'eau chaude et séchés. Une certaine quantité de tiges ou fils ainsi préparés sont ensuite placés dans un cylindre perforé qui est un peu plus large qu'il n'est nécessaire pour maintenir la quantité de fila insérés à l'intérieur.
Le cylindre est placé sur un convoyeur à courroie sans fin qui l'amène à travers un bain chaud de la solution d'enrobage décrite ci-dessus, et ensuite à travers une chambre de séchage. Après la sortie de la chambre de séchage, les tiges sont retiées du cylindre et sont ensuite en étant d'être utilisées.
' Il est très facile de maintenir un arc court avec les électrodes enrobées qui viennent d'être décrites. Pendant que le métal traverse 1 'arc, l'oxydation est réduite au minimum,d'une part en raison de la faible longueur de l'arc, et d'autre part, à cause de'l'action réductrice des éléments de la composition.
' Cette suppression de l'oxydation qui se produit généralement dans l'arc, évite les poches de gaz qui sont communes et fréquentes dans les soudu- res à l'arc, et qui résultent d'une réaction entre les oxydes et le carbone contenu dans l'acier.
En raison de la lenteur de la fusion ou du dépôt de l'électrode, et en raison de sa grande puissance de pénétration, il est très facile d'obte- nir une soudure pénétrante sur des joints en bout, et d'éviter l'accumulation d'une quantité excessive de métal à la partie supérieure de la soudure. Cela réduit la consommation d'électrodes et cela donne une soudure à bel aspect.
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Lorsqu'un arc court est maintenu avec les électrodes décrites ci- dessus, il ne se produit pas de projections de métal; même s'il se produit néanmoins quelques projections lorsque l'arc s'allonge de manière excessive, l'absence de surchauffage du métal lorsqu'il quitte l'électrode, l'amène à se solidifier en frappant une surface froide à l'extérieur du cratère, sans fon- dre suffisamment la surface pour l'amener à s'agglomérer ou à former des sail- lies; c'est pourquoi le métal ainsi projeté peut être retiré sans difficulté,,
L'absence de surchauffage dans le métal, lorsqu'il est déposé des électrodes envisagées, a aussi pour effet de faire solidifier rapidement le métal déposé, sur place.
Cet effet combiné avec la lenteur du dépôt et la profondeur de la pénétration, est particulièrement avantageux pour les soudure verticales..
' Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus? à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.