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"Electrode de soudure pour fonte.
Dans la soudure à l'arc électrique de fonte grise, par exemple pour la réparation de pièces de fonte fissurées ou pour le remplissage de cavités qui apparaissent à la coulée, une combustion plus ou moins prononcée du carbone et du silicium à lieu dans le fer . Cette diminution de la teneur en carbone et silicium peut, dans certaines circonstances, être à ce point grande que la composition de la fonte se rappoche de celle de l'acier. Lors du refroidissement relativement rapide apparaissant généé ralement dans la soudure à l'arc, l'austénite se change en compositions plus dures, de sorte qu'à la soudure ou immédiatement dans celle-ci, la matière devient si dure qu'il est impossible ou pratiquement impossible de la travailler aux outils tranchants.
Les changements de structure peuvent également entrainer de tels changements dans le volume du métal que des fissures apparaissent.
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Afin d'éviter la diminution précitée de la teneur en carbone et en silicium, il a déjà été proposé de réaliser la soudure de fonte grise au moyen d'électrodes de soudure couvertes ayant un noyau de fonte grise.
Il a également été proposé d'employer des électrodes de soudure ayant un noyau de fer avec au moins 1,85% de carbone, une pattie du carbone étant présente sous forme de graphite, lesdites électrodes étant également recou- vertes d'un enduit contenant du carbone et du silicium et un peu de mati- ère donnant des scories. Les électrodes ayant de tels noyaux sont, cepen- dant, très coûteuses par suite de la difficulté de fabrication du noyau qui doit être coulé et peut être difficilement fabriqué au laminoir.
La présente invention a pour objet une électrode pour la soudure à l'arc électrique de fonte grise, qui est à très bon marché et peut être facilement fabriquée, et qui donne un métal de soudure de fonte grise pré- sentant une structure très égale et très fine. Suivant l'invention, l'élec- trode consiste en un fil métallique à noyau provena d'un fil de fer la- miné ou tréfilé ayant une teneur en carbone comprise entre 0,00 et 1,60%, le carbone du noyau étant présent dans le fer sous forme de cémentite .
Ce noyau de fer est recouvert d'un enduit contenant de 10 à 75% de carbone élémentaire et de 10 à 50% de silicium sous forme élémentaire ou sous for- me de ferro-alliage, l'enduit contenant en outre des substances formant scories et des liants, allant jusqu'à une teneur de 10 à 50%.
Le carbone peut avantageusement se présenter sous la forme de graphite naturel ou artificiel, bien que d'autres formes de carbone puis- sent également être utilisées. Aux fins d'éviter la formation de carbures dans la soudure, le revêtement ou enduit aura une teneur comparativement sera élevée de silicium; le silicium/présent de façon appropriée sous la for- me d'un ferro-alliage, et les matières formant scories pourrontavantageuse- ment être de la chaux, du rutile et du kaolin.
Afin de faciliter la précipitation du carbone en tant que graphite
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dans le métal de soudure, l'enduit ou le fil à noyau ou les deux peuvent contenir de petites quantités de cuivre, de nickel ou de cobalt, éléments qui,s'ils sont présents dans le fil à noyau, le sont en tant que métal, mais qui .,s'ils sont présents dans l'enduit, peuvent l'être sous forme de poudre métallique , d'oxydes ou d'autres compositions.
Comme exemple d'une électrode selon l'invention, le noyau peut être un fil de fer laminé ayant une teneur en carbone inférieure à 1,6% et l'enduit peut avoir la composition suivante:
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<tb>
<tb> graphite <SEP> 50%
<tb> ferro-silicium <SEP> 20%
<tb> carbonate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 20%
<tb> bioxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 5%
<tb> kaolin <SEP> 5%
<tb>
et comme liant du verre soluble (silicate de potasse).
La composition du métal de soudure à partir de cette électrode est teneur en carbone total 3,4% graphite 2,8% silicium 3,0% manganèse 0,6%
Lors de la soudure, le carbone et le silicium sont dissous dans le métal de soudure et il se forme simultanément une atmosphère gazeuse autour de l'arc, qui empêche la composition de la fonte,près de la sou- dure.d'être changée par combustion.
Il est bien connu en métallurgie que plus est lent le refroidissement de la fonte, plus grande sera la partie de la teneur en carbone tota- l,; précipitée cmmme graphite. Il est également connu que la précipitation du graphite peut être accélérée par certains éléments, particulièrement le silicium, mais également par le cuivre, le nickel et le cobalt qui agissent dans le même sens. Ainsi, par une augmentation de la teneur en si-
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licium et par alliage de la soudure avec du cuivre, du nickel et du cobalt, la précipitation de graphite peut être considérablement accélérée.
Par suite du refroidissement comparativement ra.pide dans la soudure à l'arc, le graphite dans le métal de soudure est précipité sous une forme dispersée très fine. Lors de la soudure à l'arc de fonte grise avec une électrode selon l'invention, et lorsque l'épaisseur des matières n'est pas trop grande, le métal de soudure aussi bien que les zones de la fonte des deux cotés de la soudure, sans recuit, ne seront pas plus durs que la mati- ère de base ( fonte) et peuvent, par conséquent, être aisément travaillés par des outils tranchants. Le métal de soudure contiendra du graphite, du ferrite et de la perlite. En soudant de la fonte grise de grande épaisseur, le refroidissement sera plus rapide, et un métal de soudure est obtenu qui est égal à la fonte de perlite. Il contiendra donc seulement du graphite et de la perlite.
Vu que la perlite aura alors partiellement une structure lamellaire très fine, le métal de soudure sera plus dur et sera par conséquent dans certains cas difficile à usiner avec des outils tranchants. Un réchauffage modéré de la matière de base avant la soudure diminuera la rapidité de refroidissement du métal de soudure et le rendra ainsi plun facile à usiner.
Revendications.
1.Electrode de soudure pour soudure à l'arc électrique de fonte grise, caractérisée par le fait que elle possède un fil métallique de noyau d'un fil de fer laminé, tréfilé ou forgé, ayant une teneur en carbone comprise entre 0,00 et 1,6%, et par le fait que son revêtement ou enduit contient de 10 à 75% de carbone élémentaire, de 10 à 50% de silicium sous forme élémentaire ou de ferro-alliage, et de 10 à 50% de matières formant scories, et un liant.
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"Welding electrode for cast iron.
In electric arc welding of gray cast iron, for example for the repair of cracked cast iron parts or for filling cavities which appear during casting, a more or less pronounced combustion of carbon and silicon takes place in the iron . This decrease in the carbon and silicon content can, under certain circumstances, be so great that the composition of the cast iron approaches that of steel. Upon the relatively rapid cooling usually occurring in arc welding, the austenite changes to harder compositions, so that upon welding or immediately in it, the material becomes so hard that it is impossible or practically impossible to work it with sharp tools.
Changes in structure can also cause such changes in the volume of the metal that cracks appear.
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In order to avoid the aforementioned reduction in the carbon and silicon content, it has already been proposed to carry out the welding of gray iron by means of covered welding electrodes having a core of gray iron.
It has also been proposed to employ welding electrodes having an iron core with at least 1.85% carbon, a part of the carbon being present in the form of graphite, said electrodes also being covered with a coating containing. carbon and silicon and a little slag forming material. Electrodes having such cores are, however, very expensive due to the difficulty of manufacturing the core which has to be cast and can be difficult to manufacture at the rolling mill.
The present invention relates to an electrode for electric arc welding of gray iron, which is very inexpensive and can be easily manufactured, and which gives a weld metal of gray iron having a very even structure and. very fine. According to the invention, the electrode consists of a core metal wire obtained from a rolled or drawn iron wire having a carbon content of between 0.00 and 1.60%, the carbon of the core being. present in iron as cementite.
This iron core is covered with a coating containing 10 to 75% elemental carbon and 10 to 50% silicon in elemental form or in ferroalloy form, the coating also containing slag forming substances. and binders, up to a content of 10 to 50%.
The carbon can advantageously be in the form of natural or artificial graphite, although other forms of carbon can also be used. For the purpose of avoiding the formation of carbides in the weld, the coating or coating will have a comparatively high content of silicon; the silicon suitably present in the form of a ferroalloy, and the slag-forming materials could advantageously be lime, rutile and kaolin.
In order to facilitate the precipitation of carbon as graphite
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in the weld metal, the coating or the core wire or both may contain small amounts of copper, nickel or cobalt, elements which, if present in the core wire, are present as metal, but which., if they are present in the coating, can be in the form of metal powder, oxides or other compositions.
As an example of an electrode according to the invention, the core can be a rolled iron wire having a carbon content of less than 1.6% and the coating can have the following composition:
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<tb> graphite <SEP> 50%
<tb> ferro-silicon <SEP> 20%
<tb> <SEP> calcium <SEP> carbonate <SEP> 20%
<tb> titanium <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5%
<tb> kaolin <SEP> 5%
<tb>
and as a soluble glass binder (potash silicate).
The composition of the weld metal from this electrode is total carbon content 3.4% graphite 2.8% silicon 3.0% manganese 0.6%
During welding, carbon and silicon are dissolved in the weld metal and simultaneously a gaseous atmosphere forms around the arc, which prevents the composition of the cast iron near the weld from being changed. by combustion.
It is well known in metallurgy that the slower the cooling of the cast iron, the greater the part of the total carbon content; precipitated like graphite. It is also known that the precipitation of graphite can be accelerated by certain elements, particularly silicon, but also by copper, nickel and cobalt which act in the same direction. Thus, by an increase in the content of si-
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silicon and by alloying the solder with copper, nickel and cobalt, the precipitation of graphite can be greatly accelerated.
As a result of the comparatively rapid cooling in the arc welding, the graphite in the weld metal is precipitated in a very fine dispersed form. When arc welding gray iron with an electrode according to the invention, and when the thickness of the materials is not too great, the weld metal as well as the areas of the cast iron on both sides of the weld, without annealing, will not be harder than the base material (cast iron) and can therefore be easily worked by sharp tools. The weld metal will contain graphite, ferrite and perlite. By welding gray iron of large thickness, the cooling will be faster, and a weld metal is obtained which is equal to the perlite melt. It will therefore only contain graphite and perlite.
Since the perlite will then partially have a very fine lamellar structure, the weld metal will be harder and therefore in some cases difficult to machine with sharp tools. Moderate heating of the base material prior to welding will decrease the rate at which the weld metal cools and thus make it more easy to machine.
Claims.
1.Welding electrode for electric arc welding of gray cast iron, characterized by having a core metal wire of a rolled, drawn or forged iron wire, having a carbon content between 0.00 and 1.6%, and by the fact that its coating or coating contains 10 to 75% elemental carbon, 10 to 50% silicon in elemental form or ferroalloy, and 10 to 50% of forming materials slag, and a binder.