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Electrode de soudure enrobée, à noyau en fer ou à forte teneur en fer, pour la soudure électrique à l'arc.
Dans le cas d'électrodes de soudure, à noyau en fer ou à forte teneur en fer, destinées à la soudure électrique à l'arc, on peut, en ce qui concerne la production dans le cordon de soudure de piqûres et/ou de criques que pour plus de facilité on dénommera par la suite porosité, établir une différence entre les types sensibles au soufre et ceux insensibles au soufre. Dans le cas d'électrodes de soudure enrobées sensibles au soufre, la présence de soufre exerce une grande influence sur la porosité du cordon de soudure ; le cas d'électrodes enrobées insensibles au soufre, il n'en est pas de même, de sorte qu'une forte teneur en soufre de la pièce, en acier de décolletage rapide à base de
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soufre par exemple, et de l'électrode de soudure elle-même ne provoque pas de porosité dans la soudure.
L'addition desoufre à une électrode de soudure enrobée sensible au soufre, par)exemple par une imprégnation à l'aide de sulfate de sodium de l'enrobage, suivie de séchage, provoque un accroissement très prononcé de la porosité de la soudure.
Lors des recherches préliminaires à la présente inven- tion, on a trouvé que l'effet combiné de soufre, à l'état combiné ou non et d'une combinaison d'hydrogène peut provoquer la poro- sité d'une soudure.
Il est probable que ce phénomène est en corrélation avec la libération de l'hydrogène, par exemple par dissociation thermique ou par réaction chimique de la combinaison d'hydrogène avec une autre substance. Etant donné qu'à l'état fondu, le fer ou les alliages riches en fer peuvent absorber d'assez grandes quantités d'hydrogène et qu'au point de solidification du métal, le degré de dissolution tombe brusquement, on peut admettre que l'hydrogène produit pendant la soudure à l'arc sera partiellement dissous par le métal fondu et que lors de la solidification, une partie de l'hydrogène absorbée essayera de se libérer.
Comme on le sait, l'hydrogène dissous dans le métal fondu se trouve à l'état atomique et la libération de l'hydrogène résulte d'une rapide diffusion des atomes d'hydrogène, suivie d'une recombinai- son des atomes en molécules à la partie superficielle du métal.
La recombinaison est fortement freinée lorsque le métal comporte des anti-catalyseurs tels que le soufre, le sélénium ou le tellu- rium, de sorte que, dans ce cas, la recombinaison, du moins en grande partie, doit s'effectuer dans la partie non encore solidifia de la masse métallique d'où il résulte que le gaz est libéré dans cette masse et non exclusivement à la surface extérieure, ce qui entraîne de la porosité.
Ces considérations ont conduit à la présente invention
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suivant laquelle on obtient une électrode enrobée insensible au soufre, à noyau en fer ou en alliage de fer à teneur de plus de 50%, en évitant la présence de combinaisons d'hydrogène dans la masse formant le laitier. Suivant l'invention, pour atteindre ce résultat,11 ne suffit pas d'éviter l'emploi de substar ces organiques, il faut veiller de plus à ce que la teneur en humidité soit très faible, car à la température de soudure très élevée, l'humidité donne évidemment de l'hydrogène.
Conformément à l'invention on limite la teneur en humidité à moins de 0,2%, ce qui signifie qu'après un séchage préalable pendant deux heures à la température de 110 C, un échauffement à 500 C. pendant une heure enlève au maximum 0,2% d'eau, rapporté au poids de l'enro- bage.
De cette manière, on peut transformer une électrode à enrobage organique, sensible au soufre, en une électrode insensi- ble au soufre, en réduisant, conformément à l'invention, la teneur en humidité de l'enrobage de façon à obtenir la faible teneur en humidité mentionnée. En pratique, on a constaté qu'un chauffage à la température de 400 C. pendant 20 heures environ ou à la température de 500 C. pendant une heure environ donne d'excellents résultats.
En complément de ce qui précède, il y a lieu de noter que l'invention concerne uniquement des électrodes de soudure enro- bées insensibles au soufre que l'addition d'eau rend sensibles au soufre. Grâce à l'invention, il n'y a pas lieu, dans le choix des ingrédients nécessaires à la composition de l'enrobage for- mant le laitier de veiller tout particulièrement à la teneur en soufre de ces ingrédients.
Pour entraver la formation des gaz gênants et la poro- sité de la soudure, on a déjà proposé de chauffer une électrode enrobée à une température plus élevée que celle normalement uti- lisée pour le séchage après l'enrobage. Ceprocédé ne permet ce-
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pendant pas de contrecarrer, du moins suffisamment, la production de gaz désagréables pendant la soudure électrique.
De plus, étant donné que la porosité n'est pas nécessairement en corrélation avec la présence de soufre, comme le prouvent les résultats des essais mentionnés, le chauffage effectué suivant la proposition citée ne pouvait, d'une façon générale, assurer une amélioration en ce qui concerne la porosité du cordon de soudure, et c'est probablement à cela qu'il faut attribuer le fait que ce chauffage ne s'est jamais implanté dans la technique de fabrication des électrodes enrobées.
L'invention diffère du procédé connu par le fait que, comme déjà mentionné, elle concerne uniquement les électrodes enro- bées insensibles au soufre qu'une addition d'eau à l'enrobage rend sensible au soufre et, de ce point de vue, conformément à l'in- vention, le chauffage prévu pour réduire la teneur en humidité de l'enrobage inorganique formant le laitier des électrodes sen- sibles au soufre est d'importance primordiale.
Mentionnons encore le fait important que lors des recher- ches préliminaires à la présente invention, on a trouvé que pour diverses électrodes, un chauffage poussé à température très éle- vée, peut donner lieu à une mauvaise adhérence de l'enrobage. On a constaté que ce fait est en corrélation étroite avec la décompo- sition du carbonate accompagnée de dégagement d'acide carbonique.
Dans les électrodes renfermant des carbonates, le chauffage doit donc être pratiqué de manière telle que la décomposition des car- bonates ne se produise pas ou, en tout cas, ne se produise guère.
C'est ainsi que, dans le cas de présence de carbonate de calcium, un échauffement quelque peu prolongé à la température de 600 C peut déjà provoquer un dégagement indésirable d'acide carbonique.
En ce qui concerne l'utilisation d'électrodes enrobées rendues insensibles au soufre conformément à la présente invention, il y a lieu de mentionner encore que le phénomène connu, désigné par ségrégation influence la porosité de la soudure. n
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Par suite de la ségrégation, le fer et l'acier présen- tent localement une teneur en soufre plus élevée que la teneur en soufre moyenne déterminée par voie d'analyse chimique usuelle.
C'est pourquoi une électrode enrobée, réalisée confor- mément à la présente invention, présente des avantages particuliers pour la soudure de pièces dans lesquelles cette teneur locale en soufre est assez grande, supérieure à 0,08%. De ce fait, de telles pièces ne réservent pas la surprise désagréable que la soudure présente en certains endroits de la porosité.
De plus, l'invention est particulièrement importante pour la soudure d'acier à décolletage rapide, à teneur en soufre supérieure à 0,08%.