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Procédé de soudure électrique à l'arc.
Il existe des électrodes de soudure enrobées dont les extrémités sont prévues pour faciliter l'amorçage de l'arc. C'est ainsi que l'on a proposé de garnir l'extrémité nue meulée d'un capuchon conducteur qui forme un pont de shunta- ge. En outre, on a décrit des électrodes de soudure dans les- quelles, pour obtenir le résultat précité, le noyau se termine par une pointe enrobée.
Ces électrodes, qui ne requièrent pas l'attouchement de la pièce pour provoquer l'amorçage de l'arc, sont appelées "électrodes auto-amorçantesyl. Ces électrodes connues présentent un inconvénient: après l'interruption de la soudure ou après l'extinction qui peut se produire, par exemple, dans le cas d'enrobages de composition déterminée, ou dans le cas d'un poste de soudure à faible tension à vide,
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l'arc ne se réamorce pas sans plus et il faut recourir à l'amor- çage normal.
Cet inconvénient est particulièrement désagréable pour l'utilisation d'automates à soudure traînante.
L'invention permet d'obvier aux inconvénients inhé- rents aux électrodes auto-amorçantes connues pour la soudure traînante, en particulier pour le procédé par automate à soudure traînante, procédé dans lequel, comme on le sait, l'enro- bage de l'électrode est constamment maintenu en contact avec la pièce à souder.
L'invention est basée sur l'idée que ce résultat peut être obtenu en assurant à l'enrobage une certaine conductibi- lité sur toute sa longueur. En outre l'électrode doit avoir une épaisseur suffisante pour la constitution d'un cratère suffisamment profond pour empêcher les courts-circuits entre le noyau de l'électrode, et la pièce à souder.
L'invention fournit un procédé de soudure traînante à l'aice d'une électrode auto-amorçante composée d'un noyau métallique, enrobé d'un mélange appelé à former le laitier qui, par une teneur en métal et éventuellement en substances semi-conductrices dispersésdans sa masse est rendu conducteur à tel point que lors du contact de la pièce à souder et de l'enrobage de l'électrode portée à la tension à vide du poste de soudure, cet enrobage soit parcouru par un courant dont l'intensité est suffisante pour amorcer l'arc de soudure. La tension à vide,usuelle est inférieure à 80 V environ, de pré-' férence inférieure à 60 V, par exemple 50 V.
La. résistance de ces masses enrobantes composées d'un mélange de substances non conductrices appelées à former le laitier, à savoir des silicates, des carbonates, des oxydes et/ou des halogénures, dans lesquels sont dispersées des sub- stances conductrices, va,rie nécessairement très fort avec la n
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tension et cette varia.tion peut différer notablement de cas en cas. Aussi pour l'amorçage et le réamorçage de l'arc sont-ils essentiellement déterminés par la conductibilité à la tempé- rature ambiante normale et par la tension à vide du poste de sou- dure. Lorsque cette condition ae conductibilité est satisfaite, dans les circonstances précitées, l'arc de soudure s'amorce très'rapidement, de sorte qu'il est impossible de mesurer cette grandeur.
La Demanderesse a constaté que la condition de conduc- tibilité du revêtement est satisfaite lorsqu'il se produit nettement des étincelles quand, la tension appliquée étant égale à la tension à vide du poste de soudure, l'enrobage de l'électrode est frotté dans sa direction longitudinale sur l'une des faces d'un objet conducteur inséré dans le même circuit de courant. Un ampèremètre inséré dans le même circuit fournit une indication constamment variable. L'intensité moyenne du courant dans le revêtement peut être estimée.
Pour une tension de 50 V environ par exemple, l'intensité de ce courant est au moins de l'ordre de grandeur de 100mA. La vitesse d'amorçage de l'arc de soudure augmente avec la conductibilité de l'enrobage de l'électrode, mais cette conductibilité ne peut pas être trop élevée, sinon l'électrode se consumerait obliquement et pourrait même coller à la pièce.
La facilité de .réamorçage de l'arc dans la soudure conforme à l'invention permet d'utiliser un poste de soudure dont la tension à vide est si faible que la soudure normale, à l'aide d'une électrode de soudure de même composition totale, mais à enrobage non conducteur se heurterait à des extinctions gênantes de l'arc. L'invention permet de réduire de 25% environ la tension à vide requise.
L'invention concerne aussi des électrodes appropriées
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à l'exécution de ce procédé de soudure. Des électrodes dont le revêtement contient une certaine quantité de poudre métallique à des -fins de réduction ou d'alliage, sont déjà connues. Pour autant que ces électrodes connues satisfassent aux conditions de conductibilité et d'épaisseur de l'enrobage imposées suivant l'invention, elles conviennent aussi au procédé faisant l'objet de la présente invention. Jusqu'à présent, il n'était cependant pas usuel d'enrober les électrodes de soudure jusqu'à une épais- seur supérieure à environ deux fois le diamètre du noyau, alors que pour la soudure conforme à l'invention, ces enrobages plus épais sont précisément nécessaires.
La gamme d'électrodes, qui doit aussi être considérée cornue faisant partie de ladite invention, se distingue donc de la gamme connue par la, limite précitée de l'épaisseur mini- mum de l'enrobage. L'invention doit donc être considérée comme englobant les électrodes de soudure auto-amorçantes dont le noyau métallique est enrobé, jusqu'à au moins deux fois son épaisseur, d'un mélange appelé à former le laitier qui, par une certaine teneur en métal dispersé dans sa masse, et éventuel- lement en substances se.ni-conductrices, est rendu conducteur au point que, lors du contact de la pièce avec l'enrobage d'une électrode portée à une tension égale à la tension à vide du poste de soudure, l'enrobage soit parcouru par un courant d'une intensité suffisante pour provoquer l'amorçage de l'arc de sou- dure.
Il y a lieu d'en excepter cependant les électrodes spécifiées dans la Demande de Brevet Néerlandais 107.245 pour autant que celles-ci satisfassent aux conditions de conduc- tibilité et d'épaisseur de l'enrobage. Pour ces dernières élec- trodes, l'enrobage contient en poids de 35 à 85% de métal de soudure. Elles conviennent particulièrement bien à l'applica- tion de l'invention, car elles assurent alors en outre les avan- tages mentionnés dans la Demande de Brevet précitée, à savoir
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une économie d'énergie électrique et moins de brûlure et de volatilisation de métal de soudure.
Tout comme les électrodes de soudure normales, celles conformes à l'invention peuvent être enrobées par pression. Leur fabrication est donc moins compliquée que celle des électrodes auto-amorçantes connues précitées, munies à leurs extrémités de moyens spéciaux pour provoquer l'amorçage.
Par suite de la facilité du réamorçage de l'arc de soudure, l'invention est particulièrement intéressante pour l'utilisation d'enrobages qui, pour des raisons d'ordre métal- lurgique, contiennent des substances ayant la propriété désa- gréable de faciliter l'extinction de l'arc. Il en est ainsi par exemple lorsqu'on utilise des enrobages à base de fluorures et de carbonates alcalino-terreux, sur des électrodes essentiel- lement constituées de fer. Ces électrodes permettent d'obtenir des soudures à excellentes propriétés mécaniques, en particulier à résilience très élevée.
La soudure l'aide d'électrodes du dernier type mentionné requiert une grande expérience. Par l'introduction dans l'enrobage d'une quantité appropriée de matières conduc- trices, l'invention permet de souder ces électrodes sans que cette opération requière de l'expérience. A cet effet, l'enrobage de ce type doit contenir en poids approximativement 50 à 65% de métal de soudure, à l'état divisé. A titre d'exemple, un noyau en fer doux de 4 mm. de diamètre, est enrobé à la presse jusqu'à un diamètre de 8,5 mm avec un mélange de :
16% de fluorure de calcium
16% de carbonate de calcium
6% de ferro titane + ferro silicium + ferromanganèse
54% fer pulvérulent
8% silicate de potasse et silicate d'aluminium .
L'invention est aussi particulièrement intéressantepour la
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soudure à l'aide d'électrodes à noyau de diamètre plus grand qu'usuel, supérieur à 6 par exemple 10 mm. En général, la soudure à l'aide d'électrodes aussi lourdes offre de. sé- rieux inconvénients: fa.tigue du soudeur par suite du grand poids de l'électrode, forte irradiation de chaleur par suite de la forte intensité du courant de soudure, et éclaboussures gênantes. La soudure traînante conforme à l'invention obvie, en grande partie, à ces inconvénients. En effet, tant à l'amor- çage de l'arc que pendant la soudure, l'électrode repose sur la pièce à souder, de sorte que le poids ne constitue pas un inconvénient; en outre, la. radiation de chaleur et les écla- boussures sont limitées par le cratère profond que l'enrobage forme pendant la soudure.
Suivant l'invention, on peut obtenir sans diffi- .cultes une bonne soudure avec une électrode en acier doux dont le noyau de 10 mm de diamètre est enrobé jusqu'à une épaisseur de 22 mm, d'une masse qui contient à l'état divisé une grande quantité du métal de soudure. Cette masse peut contenir par exemple :
12% de fluorure de calcium 13% de carbonate de calcium
7% d'alliage de fer '61% de fer pulvérulent
7% de silicate de potasse et de silicate d'aluminium.
Une telle électrode permet de souder, conformément à l'inven- tion, avec un courant d'une intensité de 1200 A environ, sans que des dispositions de protection spéciales s'imposent-pour le soudeur. Par contre, la soudure avec une même intensité de courant, avec une électrode de même composition totale, mais dont tout le métal de soudure se trouve dans le noyau, n'est pratiquement pas réalisable.