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JOINT DE LIAISON PAR SOUDURE ET ELECTRODE ENROBEE POUR SA
PRODUCTION.
On connaît déjà l'emploi, dans l'opération de soudure, de fils de soudure ayant la composition des alliages, chimi- quement neutres, d'acier au chrome et au nickel, le matériau. à souder devant avoir une autre composition que le fil de soudure et étant constitué par exemple par du fer fondu, de la fonte grise, de l'acier fondu ou des aciers profilés. On peut citer à titre d'exemples d'alliages de ce type, d'acier au chrome et au nickel, desalliages contenant de 10 à 30 %
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de chrome et de 2 à 3Q µ1 ce :1"ick':?J ou p:r 2;(C¯L:Jl¯E 2.3 de
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chrome et 20 % de nickel.
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On confiait également l'emploi; pour le. 1= J ;> d:> r ë:',-'ci'3Y's ou d'alliages d'aciers non aiSténiti.CylC.'. de fils de soudure qui contiennent de 5 à 25 % de chrome, de 3 à 27 ;: ().2 n;¯Le1., de 3 à 16 % de manganèse et de 0,3 à 6 i. de 1=:ol y"-5à%ioec , ne dernier élément pouvant être remplacé par le silicium. Sui- vant une autre proposition, on emploie, pour souder à l'arc électrique des alliages de f2r et des alliages c;.' c er qui contiennent du chrome, du nickel et c:.¯m:;n,¯.:.ucse; du; fiip de soudure d'une composition telle :un la soudurp <4:;<.cE:ii renferme de 0,25 à- 2; de titane, de 0,25 à .5 )J, de tu-ngstëne ou de molybdène, de 6 à 12 )1. de nickel et de 12 1, 21,1 1> da chrome, le fil de soudure :5t#.<;t entouré cl'lmF..
E;;1Vr.?lC1;)e do spath fluor et carbonate de calcium; ['Ve: ;iL: :Ja;i=re soluble
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comme liant.
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On a constaté maintenant qu'on n'obtient p,¯;i, toujr8 un joint de soudure irréprochable en employant des file cen- traux dont la composition est celle des alliages, c'u;ri. ßu<:-.
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ment neutres, d'acier au chrome et au nickel et une envelop-
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pe appropriée à ce fil, par exemple Celle du type précité au spath fluor et au calcaire. On a éorouvé en -particulier des difficultés pour produire une matière de soudure exempte da fissures, surtout dans le cas de la soudure de xi=.l;li=1:#>1-.: d'une grande épaisseur de paroi et d'alliages de fer ou d'acier inoxydables et résistants à la c1'I"JGur.
La. présente invention pour objet un joint (le soudure, produit par soudure à. l'arc, entre des pièces de :"(-'1" <#,1; d'acier et de leurs alliages; 'ce ,jn;r:t. :::'".;.r:1", loe C'C1:1:D').".;'I.tj.on des alliages, chimiquement ne,ui:res ; c:1-::"c.::j]' 'Ll ..:,;-o::î: I:t gu nickel Et elle a pour but d'écarter 1.0':; '....:s%:7'.r-it,: nraci- tés. Conformérent à l'invention, dans le .oi:T!', . ,.. " '-rJ,..,-...
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le rapport des teneurs en manganèse et en silicium est d'au moins 1,5 : 1 et de préférence de 2 : 1, pour une teneur en silicium d'au moins 0,20 %.
L'invention a pour objet également une électrode de sou- dure enrobée, destinée à la production de ces joints de sou- dure et cette électrode a une âme constituée par un fil ayant la composition des alliages, chimiquement neutres, d'acier au chrome etau nickel etles teneurs en manganèse et en si- licium métalliques contenues dans l'électrode sont dosées de manière que le matériau déposé par soudure, c'est-à-dire la matière de soudure ait au moins le rapport précité de 1,5 de manganèse pour 1 de silicium.
Des essais approfondis ont démontré que le rapport pré- cité de 1,5 à 1 entre le manganèse et le silicium, est la quan tité la plus basse qui assure un joint de soudure sans fissu- res. Dans plusieurs cas, on peut choisir un rapport plus éle- vé ; il peut s'élever par exemple jusqu'à 2 : Il 3 : 1, 4 : 1 ou davantage suivant notamment la constitution de la matière qu'il s'agit de souder et des propriétés chimico-métallurgi- ques et mécaniques qu'on désire obtenir dans la matière de soudure.
Les quantités de silicium et de manganèse qu'on obtient dans la matière de soudure peuvent provenir du fil central, de son enveloppe ou des deux. Généralement, ce fil central , sussi bien que l'enveloppe contiennent du manganèse, et le manganèse que contient le¯ matière de soudure peut provenir aussi bien du fil que de l'enveloppe.
En ce qui concerne le silicium, le fil central peut en contenir une quantité égale ou supérieure à celledésirée pour la matière de soudure, l'enveloppe devant avoir une composition telle que l'excès @vent@cl en silicium dans le fil central par rapport à la teneur Or silicium désirée dans la matière de soudure et le
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silicium contenu dans l'enveloppe; i ^.. ¯... - ,:: ::'..;,: :nt cet élément, soient éliminés p:- <;8:1l:,,;f-j8,-: 1')1!!I ds la soudure.
Ceci revient à dire que 1 a quantité de silicium co:;trr.ua dans la matière de coupure prévient t #r n 1: 1 b :.% e , : : #i r= du. fil ::::-,
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tral.
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On maintient t 0;2 :1' :,'::,"1 2::: : '... l t ;':',c: ,-1' ,o:i i.;j , .::1 . ,1 ¯ lique de 1'élect:co0e une valeur .'lui 1.. 1 co ;.; #i '.1:"'(;";:';"; ::r,: c, soudure compacte, par ¯¯-.:-r7.e pour O('. g' ?' ..< " . ] g .; ;-. i ' 1 - cium, à par exemple 0,t;5 5:'., 0,30 5:', 0,40 il=.j c ,.55 Y. ±'Il davan- tage. La limite supérieure de la t,21!d1J en si. licier.'', de la matière de soudure est cé ;:YY:in-E, 2:at -;-- autr-ps. 1¯:;, propriétés qu'on désire conférer à c-tte ;z,=<t>± 1;r.<= , nar 1.<;1;
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propriétés au point de vue de l'opération de soudure c. par le champ d'application de l'électrode.
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L'enrobage employé doit Être du. type :'¯:;,:¯ ..'.!-:or ..., calcaire. On peut indiquer; comme .;;L;1¯ . ,:' :'U1-: ;;:'-:'l12;:. ..i ("---J centésimale (en poids) aporopriée pour .'::7',7î:.':; . C(J]'3 qui
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suit :
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Calcaire et/ou dolomie 4.5 - fi5 iJ Spath fluor (Le; ,- ào 1; Bioxyde de titane 0 - 10 : et Alliages de fer ro 10 ... auxquels on ajoute, CO:21;n( liant, du ver-e solL'lbIs 2) X'ëlS,:H de 5 à 15 parties en poids de matière S2Cti.i pour 100 parties en poids du mélange précité; T'.'ai-c'.t, r:'n'1 poudra c; Ç1:I':""'('-;"":("'t un rapport moléculaire de sion : (ro -1- j"a"'O) 3 à 3,3.
Comme alliages du fer; on peut., avec avantage- Î \:::',"<:,"Jl:JJ'r:2J' du ferro-manganese (à faible teneur- en carbone); du :¯' .:.o- mangnnèse et d'autres alliages w,,.'.ovzE:;:.
Une enveloppe appropriée suivant l'invention .'.r:- 1; l'analyse la composition suivante : CaO + MgO 40 - 60 21'
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TiO2 @ 0 - 5 %
SiO2 5 - 10 %
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F'e0 + llno 0 - 10 %
F1 15 - 25 %
K20 + Na20 2- 6
Comme il a été dit plus haut, le fil central suivant l'invention a la composition des alliages, chimiquement neu- tres, d'acier au chrome et au nickel. Le fil central peut contenir par exemple de 10 à 30 % de chrome et de 2 à 30 % de nickel, éventuellement en même temps que d'autres éléments d'alliages tels que le tungstène, le molybdène, le titane, le vanadium, le glucinium, le niobium, etc.
Le fil central peut être constitué par Lui matériau inoxydable, par exemple par un acier 18 - 8 (18 % de chrome et 8 % de nickel) 11' mais de prête renée par un matériau qui non seulement est inoxyda- ble, mais de plus résistant à la chaleur, par exemple par un acier 25 - 20 contenant 25 % de chrome et 20 % de nickel.
Un fil central approprié de ce dernier type pourrait avoir
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la 'àôJ.iàj30siti,*n suivante :
C 0,15 % Si 1,26% lui 1,25%
Cr 25,20%
Ni 19. 00%
Mo 0,76%
Une électrode dont le fil central correspondait à cette analyse et dont l'enveloppe avait la composition indiquée plus haut a donné, après soudure, une matière de soudure dont la composition analytique était la suivante :
C . 0,16%
Si 0,84 %
Mn 1,68%
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Cr 3.5,20 J.' Ni 1 9 , 1 5 µ1 Ma non <1 ..F i a = :.i 1 1 , . 1 Comme on. le voit; 1 < teneur r :: silicium . q: 1 : : ,..k . ' ' . i .. i Y . soudure e s t p 1 ii faible !É .r 1 1 "1 F' r i¯ i¯ .¯ ;' ' " ii. ' 'i' ". 'i Î . i" ' '. j "' ' '¯ T' -....-- séquent; une par'!-.!.;-: ;=# ;fl. i i s 1 1 i c 1 < :
d'j .= -" i . ? cnt-1 :t !-.ot. I.'.. silicium 4 e ? ' -n<" <a 1. :.> p p ont t ." . <i 1-..#, <i l- ..? : ; -:t..'::'.t ';. 5. ' . > j-......' .;: 1: 5 : , : , Ce sondure, tandis ue Ha ;, é ;- w ' - . :* : i :i = . r: ...; -. Î. :: :t . ' .i < : ;1 t ':..= . : : ..- t 1 é re est tEl peu pluf. <5 1 .i <; . l <.= .. j i; :=> : ; B J i¯ :'-'." '.-..'.". . ' =. r; t.. à-dire qu'un peu. de #ns,n ,g:= n É i ;r = Gonc .¯, jj <, . >g 1, ' r ,: ;: i ¯ .¯> ¯ , - dans la matière {le soudure. i>n 1 t::#ii<i ;<r..5 i dj''?'.':- '.'rt E- .::;; ni- cel 4.iJ fil et de la matière de soudure <#r:+, "M.'i-..l'l3..;eBt les marnes. Le rapport Mn : : S :1. #: s t. c= =.: oe; >:: 1: ,# , .. # : . f: :; 1.
'En soudant au moysn :] <a 1 ' #Ô 1,e <> t r,J 5 e . Î .É i i'fl¯ iE pl.:; #i h #:. ;; t ; or! obtenu une matière de soudure ui .l:f>¯i t .i<;:#=ç>J.i#t..;::.:>i;.#f hamogène et compacte, qui c't.ait É3 n 4, è -c ,i=.<=..ij,<=.<...=g..75 s-. sures et qui présentait de bonnes s =v i o p r 4¯ , " .t .': ;v :n<ii <: ;#.#: i = .:>i. E j tandis qu'une é iJJa t 1 é r de soudure, o b t o n u au .- # .= ;; - == :-# \"'<lc- trodes dont le rapport manganèse : i s 1 1. i <ce 1, 1#ce ,1 t, #:1, inférieur à 1,5 : présentait des fissures s d, a ri le <=. ::i <.> =,# 1-J i< e'.. 1 = ¯ ¯.. r> : ; < ; deur semblaient augin,ei;tezfi mesure que dirilinuait ce rapc'ort.
Ce résultat n'a pas été obtenu seulement lors oc la soudure du fer ordinaire et de l'acier alliés à (:le petites - q<,: *,¯?i t 1 t à d'autres métaux, mais aussi par exemple lors ,1=, 1¯¯¯; soudure de matériaux austéni tiques, par exemple des i.?-iiz;j=.<=;= <µ< fsr et des alliages d'acier inoxydables et résistants le cha- leur. Cela indique que l'électrode conviait aupsi =j<.;t-ii? :....- der des pièces de grande épaisseur pou ]- e x .-j i; ç i,i¯ ;.. :.. :.; doit. souder par apports superposés de soudure; car pour c ;1 maté- riaux le dépôt du deuxième apport et d.es apports suivants a lieu. sur un matériau dont la composition est grosso modo la
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même que celle de la matière de soudure, ':lui ,3. été obtenue à
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l'aide de l'électrode.
Des électrodes dont le fil central répondait à l'analy- se précitée et dont l'enveloppe avait la composition spéci- fiée ont donné, lors de la soudure, de grosses tôles en acier au chrome et au nickel, fortement durci, qui contenait'envi- ron 0,4 % de carbone, environ 2 % de chrome et environ 4 % de nickel, une matière de soudure dont la charge de rupture était de 70 à 72 kg. par mm2 et l'allongement de 46 à 50 mesuras sur des éprouvettes de résistance à la traction qui Etaient perforées et possédaient les dimensions courantes en
Suède.
Revendications.
1.- Joint de liaison par soudure produit par soudure à. l'arc électrique entre des pièces en fer et en acier et en leurs alliages, le joint présentant la composition des alliages, chimiquement neutres,d'acier au chrome et au nickel, carac- térisé en ce que le rapport dans le joint de soudure entre les teneurs en manganèse et en silicium, est d'au moins
1,5 : 1 et de préférence 2 :1 pour une teneur en silicium d'au moins 0,20 %.