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Electrode enrobée.
La présente invention concerne une électrode enrobée comportant un centré, en fer ou en acier, par- exemple de l'acier au chrome de préférence avec une teneur en chrome de 0,5% et plus, et un enrobage qui contient Ti ,Si, et Al sous forme élémentaire ou sous forme d'oxydes ou de composés d'oxydes, ainsi que des métaux alcalino-terreux, y compris Mg, sous la forme d'oxydes ou de composés d'oxydes, de préférence de carbonates, et la présente invention est caractériséeessentiellement par le fait que la composition de l'enrobage, sur une base de calcul
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exempte d'eau, est telle que la somme TiO2 + SiO2 + Al2O3 + MO @ + CO2, dans laquelle M désigne un ou plusieurs métaux alcaliho- terreux y compris Mg, est égale ou supérieure à 60% en poids,
tandis que la somme TiO 2 + SiO 2 + Al2O3 est égale ou supérieure à 35% en poids.
La présente invention permet l'obtention simultanée de bonnes propriétés de soudure et d'une matière soudée irré- prochable au point de vue de la chimie métallurgique.
Pour quon puisse obtenir une scorie dissolvant l'oxyde de chrome et se séparant facilement du bain de métal, les enrobages des électrodes de ce type employées jusqu'à pré- sent contiennent d'habitude un mélange de spath calcaire et de spath-fluor qui valent ensemble au moins 60% du poids de l'en- r.obage. D'autres types d'enrobage pour l'obtention d'une scorie de ce genre contiennent de plus grandes quantités de sels alca- lins solubles dans l'eau, par exemple de borate de sodium.
Pour ce qui concerne les inconvénients inhérents aux types usuels, on peut remarquer ce qui suit :
1) la scorie est trop fluide, c'est à dire qu'on peut difficilement la régler de façon qu'on obtienne un recou- vrement uni des scories qui donne un cordon uni avec des tran- sitions unies et douces vers la pièce traitée.
2) Les électrodes produisent trop de chaleur, c'est à dira que la pièce traitée est chauffée à un degré inu- tilement élevé. Ceci provoque un échauffement inutilement élevé de la pièce traitée, ce qui n'est pas avantageux en général pour les pièces de construction soudées par suite des tensions de contraction intenses prenant naissance de ce fait. Pour certains alliages de chrome, par exemple celui du type 18-8, le chauffage augmente en outre fortement le danger de corrosion, en particu- lier lorsqu'il ne peut y avoir aucun traitement à chaud de la pièce de construction terminée.
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3) L'enrobage d'électrode brûle de façon on uniforme ou par saccades. ceci est un inconvénient car tout le contrôle de l'allure de la soudure peut ainsi se perdre.
4) Les é¯lectrodes soudent convenablement seulement lors-
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qu'elles sont raccordées- au p81e positif, ce qui est caraetéristique en particulier- de l'enrobage mentionné plus haut au spath caleaure et au spath-fluor. Ceci est un inccnvénient car- des machines à courant continu ne sont pas toujours disponieblea.
5) Les électrodes sont très sensibles à l'humidité, dent l'absorption provoque' avec certains types la naissance de trous de soudure, de surfaces rugueuses du cordon et de petites ïnclusions de scories.
La présente invention a pour but, outre une diminution du prix de revient, d'éliminer' ces inconvénients dans la plus grande mesure passible.
Suivant la présente inventi.on on peut à la place des
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électrodes de soudure. employées jusqu'à présent,' ecntenant du fer et du manganèse comme constituants principaux dans l'enro- bage, en particulier pour- la soudure à arc, fabriquer- des élec-
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trod.es: déterminées dans 1:esquens le manganèse est remplacé par- du silicium, on a employé jusqu'à présent le plus souvent dans l'enrobage des électrodes du ferromanganèse majs comme ce ferromanganèse doit être très pauvre en carbone .pour qu'on obtienne de bons résultats de soudure, l'enrobage des. électrodes
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est coûteux et en outre le manganèse forme fréquemment un, cons- tituant non désiré dans les joints soudés, en particulier lârs-
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qu'il a'agit d'aciera au chrome.
Une des caractéristiques èssentie1les de la présente invention a déjà été indiquée et elle consiste en ce que la somme Tic .2 t Sio 2 + Al 0 + %o + C02, dans laquelle M désigne un ou plusieurs métaux alcaline-terreux y compris Mg, est égale ou supérieure à 60% en poids, tandis que la
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somme ('1'1 2 + 81 2 + A1203) = 35 %
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La teneur en bioxyde de titane dans l'enrobage doit être telle que TiO2 présent .. 20% en poids.
L'enrobage de l'électrode peut également contenir un ou plusieurs carbonates, en quantité telle que la quantité de CO2, sur une base de calcul exempte d'eau, est supérieure ou égale à 7% en poids.
L'enrobage d'électrode consiste essentiellement en des matières de base Ti, Si, Al sous forme élémentaire cu sous forme d'oxydes simples ou d'oxydes composés, en titanate, sili- cate, etc., ainsi qu'en les matières de base Mg, Ca, Sr, Ba sous forme d'oxydes composés, en titanate, silicate, etc., habituel- lement sous la forme de carbonate, soit comme produits minéraux naturels comme le spath calcaire, la dolomite, etc., soit comme produits artificiels.
L'enrobage peut en outre contenir du fluor sous une forme quelconque, et habituellement en spath-fluor et en cryolithe. Ces matières remplacent en quelque sorte l'action des oxydes acides, en particulier du bioxyde de titane, pour dissocier les carbonates fendant difficilement des alc&lino- terreux. Suivant la présente invention, la teneur totale de l'enrobage en fluor ne doit pas dépasser la% en poids car alors la soudabilité se perd et d'autres effets de soudure défavora- bles apparaissent.
Il est de la plus grande importance que le type d'en- robage soit tel que -indépendamment de la question de savoir s'il est le plus avantageux d'amener les salières d'alliage et de désoxydation a la matière à souder par le fil central ou par l'enrobage - il soit possible de faire varier- la teneur et la nature des matières d'alliage et de désoxydation dans l'enrobage dans de larges limites.
Des matières d'alliage et de désoxydaticn de ce genre consistent habituellement en manganèse ou en des ferre-métaux ou des alliages, de celui-ci comne par exemple le
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ferrie-manganèse, le t'erro-silicium, le silicium-manganèse, le ferro-titane, le t'erro-chrome, etc.. pour élever le degré d' oxy- dation de l'enrobage, ce qui peut avoir pour conséquence un plus grand développement de chaleur dans l'enrobage et de ce
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fait une soudabilité améliorée de c.eLüi-ci., on peut en outre introduira des oxydes de fer, de manganèse, de nickel, de cobalt de chrome, de niobium, ainsi que des composés de ces oxydes
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avec des oxydes acides. comme par exemple Ti()Z' 61 2' A1a a en quantité limitée.
Toutefois la valeur limite de la somme Feo + bintJ + coo + Nie + Ce a3 ne doit pas dépasser, z en poids ; ces matières de base peuvent être présentea sous la forme élémentai-
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r'e ou en combinaisons dtôxyde simples, ou composées.
Comme exemples de compositions d'enrobage appropriées suivant la présente inventi.o, on petit mentionner- les suivantes:
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I. Ilménite 1C% en poids Calcaire 26 " " Rutile- 22 " "
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AsiJea'Ge z u le Fer au silicium avec se% Si 10 " " Spath-fluor 15 " "
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SiQ.. ,provewenant da verre soluble a " ' teo - u 4 tt st
2 100 -Il " II.Ilménite 18% en poids
Rutile' 13 " u
Quartz 5 " "
Ferro-titane 4 " "
Calcaire 34 "
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spsth-flucn 14 tr " Reste; 5102' 3, %0 ou Na20 provenant de verre soluble 12 " "
100 "
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III.
Rutile 18 % en poids
Ilménite 9 " "
Fer au silicium 14 " "
Calcaire 42 " "
Spath-fluor 5 "
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Reste Sic 2 K2p ou Na 0 provenant
2 2 2 du verre soluble 12 " "
100 " " IV. Rutile 28% en poids
Quartz 8 " "
Fer au silicium 13 " "
Dolomite 32 " "
Cryolithe- 7 " "
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Reste Silo , K20 ou Na 0 prove- 2 2 2 nant du verre " "
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s oiub ie 100 " "
Des électrodes qui sont pourvues d'un enrobage du type mentionné ci-dessus et qui présentent l'analyse suivante du noyau, 1'une consistant dcnc en de la matière 18-8 (c'est dire du fer avec 18% de chrome et 8% de nickel) et l'autre consistant en un acier- à 3% en poids de Cr, donnent les résultata suivants :
Exemple 1 .
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<tb>
<tb> analyse <SEP> du. <SEP> noyau <SEP> Analyse, <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> a <SEP> souder
<tb> C <SEP> 0,06% <SEP> en <SEP> poids <SEP> clos <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
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tm 0,85 a er 0,60 Il if si 0,85 e 11 1119 " if C' 3.8, n 17,7 If Il Ni lc,0 il It 1C,S il 9-
Les propriétés mécaniques de la matière à souder résultent de l'exposé ci-dessous t @
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Limite d'élasticité, Kg/mm2 40,8
Limite de rupture " 63,7
Allongement, 5 x D,% 48,2
Degré de contraction, % 49, 6
La valeur élevée de rallongement montre que la matière a été très exempte de scories.
L'éprouvette n'avait. été soumise à aucun traitement thermique particulier pour atteindre l'allongement maximum.
Exemple 2.
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Analyse du novau Anavse de la matière à s ouder C f5tU6 en poids 0,07 % en poids Mn bzz et Il 0,14 Il Il Si C)935 u u 0,35 If 0 Ce- 3,31 u ve 2 QQ tt If
L'analyse de la matière à souder- correspond ici de très près à celle du fil de noyau ; aupoint de vue métallurgique, on ne peut déceler aucune différence proprement dite/
Revendications. l.- Electrode enrobée à centre en fer ou en acier, par exemple de l'acier au Cr, et comportant un enrobage qui contient Ti, Si et Al sous la forme élémentaire- ou sous la forme d'oxydes ou de composés d'oxydes, ainsi que des métaux alcaline-terreux, y compris
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à1g, sous forme d'oxydes. ou de composés d' oxydes , de préférence des carbonates, caractérisée en ce que la composition de l'enrobage, sur une base de calcul exempte.
d'eau, eat telle que la somme
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TiC2 + sio2 + A1gC3 + MO + C025 dans laquelle M désigne un ou plusieurs métaux alealino-terneux, y oonpris Mg, est égale ou supéè rieure à 6C% en poids, tandis que la somme TIOZ + S'02 + Al3 est égale ou supérieure à 35% en poids.