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Electrode enrobée pour la soudure électrique à l'arc.
L'enrobage des élactrodes pour les soudures de valeur doit, comme on le sait, remplir diverses conditions, et principalement : facilité de l'amorcage, protection de la matière de soudure vis-àvis de l'atmosphère lors de son passage à travers l'arc électrique, et formation d'une couche de scorie recouvrant convenablement le trait de soudure, afin d'empêcher que de l'oxygène et de l'azote soient pris à l'air atmosphérique. Les enrobages renferment, afin de remplir ces conditions, principalement du quartz, du kaolin, de la dolomie et de la magnésie.
Cependant, pendant la soudure, il faut empêcher largement que brûlent les éléments d'alliage du fil métallique d'apport, afin que la composition du joint de soudure formé corresponde bien à celle de la matière de base à souder ; de même, les oxydas existant dans l'enrobage doivent être réduits. A cet effet, on ajoute à l'enrobage jusque 20 à 30% de matières à forte teneur en manganèse, telles que la hausmannite et le ferromanganèse.
Cependant, la pratique a démontré que de cette ajoute considérable de manganèse à l'enrobage, plus de 90 % passent dans la scorie qui se forme, et de laquelle il n'est pratiquement pas possible de les récupérer.
Suivant l'invention, ces pertes de manganèse sont évitées pour
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la plus grande partie quand à la masse d'enrobage on ajoute des combinaisons d'aluminium possédant une forte action réductrice et qui combinent l'oxygène de l'air, ou l'oxygène de l'enrobais, par exemple provenant de l'oxyde de fer, sans que se produise une scorification du manganèse de l'enrogabe. Il est connu déjà, d'ajcuter à l'enrobage des matières organiques réductrices telles que du papier, du charbon de bois, de la dextrine. Leur actiol réductrice est cependant très faible et que faiblement la combustion du manganèse.
Il s'y ajoute que les anroba@es a matières organiques prûlent déjà à basse température et deviennent inefficaces. De plus, ils développent une grande quantité de fumée et gênent le soudeur, on a également déjà chercne d'utiliser la forte action réuuctrice de matieres inorganiques, par exemple l'aluminium, en employant l'aluminium métallique sous forme pulvérisée ou sous forme de fil enroué.
Cependant, de tels enrobages ont le uéfaut qu'a la soudure, il se développe de très hautes températures qui claullent tres @ortement la pièce en travail et conduisent à ces inclusions non désirées d'argile. De plus, de telles électrodes crachent très fortement et développent à haute température également des gaz qui rendent le travail difficile.
Ces défauts peuvent être élimines dans une large mesure quand l'aluminium est au préalable fondu avec d'autres agents inorganiques également réducteurs ou est frit-Le avec de tels agents, puis qu'on ajoute le produit, obtenu sous forme pulvérisée à la masse d'enrobags. Il est de plus possible d'abaisser fortement -La quantité des porteurs de manganèse ( ferromanganèse et hausmannite) et malgré cela. d'obtenir dans la soudure la même teneur en manganèse que précedemment ou même de la pousser au-dela de 1 8, cnose impossible avec les enrobages actuallement connus.
Ces matières additionnelles sont par exemple le fer, le magnésium, le calcium, Avanc tout, il faut citer comme particulièrement adéquats, les alliages de fer et aluminium, ou d'aluminium, calcium et silicium jusqu'à 30% du poids de l'enro- bage, Au-delà de 30 %, il se forme facilement des scories et des pores dans le joint de soudure, une adaition de 10 a 15 % de cas allia- ges à l'enrobage s'est révélée particulièrement adéquate.
L'alliage
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fer-aluminium employé se composa de 50 parties de fer et. 50 par- ties d'aluminium ;la combinaison silicium-calcium-aluminium comporte 40 parties da silicium, 20 parties d'aluminium et 35 par- ties de calcium, fer et carbone.
Dans le tableau ci-dessous sont indiquées quelques composi - tiens de masses d'enrobage avec las teneurs en manganèse trouvées dans le Joint de soudure. Dans tous les cas, on a employé pour l'é- lectrode un fil comprenant 0,10 % de carbone, 0,01% de silicium et 0,6 il da manganèss. Avec l'électrode N 2, la teneur en manga- nèse du joint de soudure était déjà quelque peu augmentée, alors que cependant la proportion de ferromanganèse dans l'enrobage était considérablement, réduite. Avec les électrodes N 3 et 4, la teneur en manganèse des enrobages était encore beaucoup plus fai- ble,alors que le joint de soudare renfermait une quantité plus que doublée de manganèse.
Par l'emploi d'alliages d'aluminium conformément à l'inven- tion, on peut donc, tout en conservant une teneur constante de manganèse dans le joint de soudure, économiser considérablement les porteurs de manganèse (ferromanganèse et hausmannite) dans l'enrobage et de plus - chose impossible avec les enrobages connus jusqu'ici - augmenter jusqu'à 'plus de 1 % la teneur en manganèse du joint de soudure, tout en abaissant fortement l'ajoute de por- teurs de manganèse dans l'enrobage.
Il est sans importance, pour l'invention, que les porteurs de manganèse cités soient remplacés par d'autres combinaisons manganifères sous forme de minerais ou autre.
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ENROBAGES : Electrodes NI' 1 2 3 4
EMI4.1
Quartz 13 ,: 1.5 <3 15 ;f; 1.3' Dolomite 40% 43,0 43,0 49,0 oxyde de fer 1?,6 . 15,G ; 15,0 14,0% Eau.sfnanr..itQ 8, 6 erG 9, 0, 9, gaz Ferromanganèse 19,0 ;ô 3,0% 3:0 7,0 Addition suivant
EMI4.2
l'invention aucune avec 15 A1- avec 15 % .1- avec 15%
Fe Si-Ca A1-Si-Ca Composition, du joint
EMI4.3
je 8CL10.llrS : :¯¯¯¯¯¯ Carbone 0,10 0,12 à,15 0,10% Manganèse 0:47 0:57 % 1,14 1,00 %
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Coated electrode for electric arc welding.
The coating of electrodes for valuable welds must, as we know, meet various conditions, and mainly: ease of initiation, protection of the weld material against the atmosphere during its passage through the electric arc, and formation of a slag layer suitably covering the weld line, to prevent oxygen and nitrogen from being taken up in atmospheric air. The coatings contain, in order to meet these conditions, mainly quartz, kaolin, dolomite and magnesia.
However, during the welding, it is necessary to largely prevent the burning of the alloying elements of the filler wire, so that the composition of the weld joint formed corresponds well to that of the base material to be welded; likewise, the oxides existing in the coating must be reduced. To this end, up to 20 to 30% of materials with a high manganese content, such as hausmannite and ferromanganese, are added to the coating.
However, practice has shown that of this considerable addition of manganese to the coating, more than 90% passes into the slag which forms, and from which it is hardly possible to recover it.
According to the invention, these manganese losses are avoided for
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most when to the coating mass are added combinations of aluminum having a strong reducing action and which combine the oxygen of the air, or the oxygen of the coating, for example from the oxide iron, without slagging the manganese of the enrogabe. It is already known to add reducing organic matter to the coating, such as paper, charcoal and dextrin. Their reducing actiol is however very weak and only weakly burning manganese.
In addition, organic anroba @ es already prûl at low temperature and become ineffective. In addition, they develop a large amount of smoke and hinder the welder, it has also already been sought to use the strong reucting action of inorganic materials, for example aluminum, by using metallic aluminum in powder form or in the form of coarse wire.
However, such coatings have the defect that when soldering, very high temperatures develop which very strongly claull the workpiece and lead to these unwanted inclusions of clay. In addition, such electrodes spit very strongly and also develop gases at high temperature which make the work difficult.
These defects can be eliminated to a large extent when the aluminum is previously melted with other inorganic agents which are also reducing or is fried with such agents, and then the product, obtained in pulverized form, is added to the mass. of coating. It is also possible to greatly reduce the quantity of manganese carriers (ferromanganese and hausmannite) and despite this. to obtain the same manganese content in the weld as before or even to push it beyond 1 8, which is impossible with the currently known coatings.
These additional materials are for example iron, magnesium, calcium. Avanc tout, it should be mentioned as particularly suitable, the alloys of iron and aluminum, or aluminum, calcium and silicon up to 30% of the weight of the Coating, Above 30%, slag and pores easily form in the weld joint, an adaition of 10 to 15% of allied cases with the coating has been found to be particularly adequate.
Alloy
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iron-aluminum employed consisted of 50 parts of iron and. 50 parts aluminum; the silicon-calcium-aluminum combination consists of 40 parts of silicon, 20 parts of aluminum and 35 parts of calcium, iron and carbon.
In the table below are indicated some composi - tions of coating masses with the manganese contents found in the weld joint. In all cases, a wire comprising 0.10% carbon, 0.01% silicon and 0.6 µm manganese was used for the electrode. With the N 2 electrode, the manganese content of the solder joint was already somewhat increased, while however the proportion of ferromanganese in the coating was considerably reduced. With the N electrodes 3 and 4, the manganese content of the coatings was even much lower, while the solder joint contained more than doubled the amount of manganese.
By using aluminum alloys according to the invention, it is therefore possible, while maintaining a constant manganese content in the solder joint, to considerably save manganese carriers (ferromanganese and hausmannite) in the weld. coating and moreover - something impossible with the coatings known hitherto - increase to more than 1% the manganese content of the solder joint, while greatly reducing the addition of manganese carriers in the coating .
It is irrelevant, for the invention, that the mentioned manganese carriers are replaced by other manganiferous combinations in the form of ores or otherwise.
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COATINGS: NI electrodes 1 2 3 4
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Quartz 13,: 1.5 <3 15; f; 1.3 'Dolomite 40% 43.0 43.0 49.0 iron oxide 1?, 6. 15, G; 15.0 14.0% Eau.sfnanr..itQ 8, 6 erG 9, 0, 9, Ferromanganese gas 19.0; ô 3.0% 3: 0 7.0 Next addition
EMI4.2
the invention none with 15 A1- with 15% .1- with 15%
Fe Si-Ca A1-Si-Ca Composition, gasket
EMI4.3
i 8CL10.llrS:: ¯¯¯¯¯¯ Carbon 0.10 0.12 at, 15 0.10% Manganese 0:47 0:57% 1.14 1.00%