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"ELECTRODE POUR LA SOUDURE A L'ARC ELECTRIQUE ET, EN PARTICULIER, ELECTRODE CONTINUE POUR MACHINES DE SOUDURE A L'ARC ELECTRIQUE."
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L'invention concerne une électrode pour la soudure à l'arc électrique et envisage plus spécialement une élec- trode continue, de longueur indéfinie, pouvant être débitée sur bobine, pour alimenter les machines automatiques de soudure à l'arc électrique.
Des électrodes connues de l'espèce, comprennent généralement une masse d'enrobage constituée de matières d'addition destinées à intervenir physiquement et chimique- ment dans le processus de fusion et de soudure. Ces matières d'addition élaborées sous forme de pâte à l'aide d'un liant, peuvent être disposées dans des encoches ou rainures prévues sur le noyau métallique de l'électrode formant métal d'ap- port, ce noyau laissant ainsi libres vers l'extérieur des parties de sa surface métallique longitudinale, dans le but de permettre la prise de courant électrique de l'électrode sur toute sa longueur.
Dans le même but, d'autres électrodes connues de l'espèce sont constituées par un noyau métallique entouré d'une bande, fil ou tresse métallique, enroulés en hélice en contact conductif avec le dit noyau et entre les spires desquels se trouve disposée la masse de pâte d'enrobage desti- née à intervenir dans le processus de soudure.
Le principal inconvénient de ces dispositions de la masse de matières d'addition sur le noyu de l'électrode continue qui doit pouvoir prendre le contact électrique sur la périphérie extérieure, ne réside pas seulement dans le contact conductif précaire ou limité de la surface métallique extérieure avec le noyau métallique de l'électrode, mais également dans l'absence de garantie contre la détérioration ou la perte de la masse friable de matières d'addition inter- venant dans le processus de soudure. Cette masse friable peut se casser et se réduire en poussière, sous l'action de l'ef- fort appliqué, lorsque l'électrode continue est montée en
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rouleau ou sur la bobine d'où elle est débitée vers la machi- ne à souder.
Il en est de même d'une autre disposition connue dans laquelle la quantité de matières d'addition est nécessai- rement très limitée par rapport à une masse métallique encore augmentée, cette disposition comprenant une bande métallique enroulée en hélice sur le noyau métallique et en contact con- ductif avec lui, et présentant des ouvertures ou des décou- pures dans lesquelles est disposée la dite masse de matières d'addition.
Cependant, on connait une électrode continue qui ne présente pas cet inconvénient, par le fait qu'elle est cons- tituée par un noyau métallique recouvert d'une couche de flux, extérieurement enveloppé par une feuille métallique isolée du noyau par le dit flux. Mais dans cetelectrode continue, le courant électrique ne peut être directement ni indirectement amené au noyau métallique, mais uniquement à l'enveloppe extérieure isolée du noyau. Il en résulte que l'arc de soudure tourne, parce que, comme dans les électrodes dites à âme, une trop grande masse de métal se trouve à l'ex- térieur, autour du noyau, à l'extrémité de fusion de l'elec- trode et parce que la couche du simple flux interposé, égale- ment appliquée avec un liant, est très limitée en épaisseur, pour des raisons de fabrication faciles à concevoir.
L'écrase- ment auquel, par exemple, des matières minérales ou des métaux pulvérulents durs, actuellement utilisés dans l'enro- bage des électrodes de soudure à l'arc électrique, devraient être soumis dans cette fabrication (impliquant le laminage de l'enveloppe métallique extérieure au-dessus des dites matières) rendrait pratiquement impossible leur répartition uniforme et sans défaut de centrage, ni détérioration de l'enveloppe extérieure.
Finalement, dans aucune des dispositions connues
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rappelées, l'électrode continue ne permettait la formation parfaite du cratère classique bien connu réalisé autour de l'arc de soudure, à l'extrémité de fusion de l'électrode, par les matières d'addition, dans les électrodes enrobées ordinai- res employées en soudure manuelle.
La présente invention supprime ces inconvénients et prévoit une disposition nouvelle permettant de mettre directe- ment sous tension toute la masse métallique de l'électrode, qui prend le courant électrique sur sa périphérie extérieure et dans laquelle on peut utiliser, avec ou sans liant, les matières ou substances d'addition les plus diverses destinées à intervenir physiquement et chimiquement dans le processus de la soudure à l'arc électrique.
Selon l'invention, les dites matières d'addition destinées à intervenir dans le processus de fusion et de soudure sont enfermées dans une enveloppe métallique double enroulée au contact du noyau . et dont la paroi intérieure, qui sépare les matières d'addition du noyau, conduit directe- ment à celui-ci le courant électrique qui est amené à la paroi extérieure de l'enveloppe métallique double.
La nature et l'épaisseur de l'enveloppe métallique double renfermant les matières intervenant dans le processus de fusion et de soudure, ainsi que la composition des matières contenues dans cette enveloppe double et la proportion relati- ve de leur masse par rapport aux masses métalliques en présen- ce telles, que la fusion de l'enveloppe double dans l'arc électrique de soudure ait lieu à mesure de la fusion du noyau métallique de l'électrode, en formant un cratère à l'extrémi- té de fusion de l'électrode.
L'invention sera exposée avec plus de détails dans la description cièaprès avec référence aux figures des des- sins joints au présent mémoire.
Figure 1 montre en perspective, et à plus grande
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échelle que celle de la vraie grandeur, une électrode continu-: selon l'invention, avec section droite et brisures.
Figures 2 et 3 montrent en perspective, et à plus grande échelle que celle de la vraie grandeur, avec section droite et brisure, deux formes d'exécution d'enveloppes doubles telles qu'elles se présentent avant d'être appliquées sur un noyau métallique pour constituer avec celui-ci l'élec- trode de 1!invention.
Figure 4 montre également, à plus grande échelle que que celle de la vraie grandeurmais en élévation avec cou- pe et brisures, une autre forme d'exécution particulière d'une électrode continue selon l'invention.
Dans toutes les figures, les mêmes éléments sont indiqués par les mêmes chiffres de référence.
Comme le montre la figure 1, à une échelle agran- die de cinq diamètres, l'électrode suivant l'invention com- prend un noyau métallique 1 qui est entouré d'une enveloppe métallique double 2 - 2' renfermant des matières 3 destinées à intervenir physiquement et chimiquement dans le processus de fusion et de soudure à l'arc électrique. Cette enveloppe métallique double 2 - 2' est enroulée cylindriquement autour du noyau métallique 1 et se referme longitudinalenent en 4.
Elle est en contact conductif avec le noyau 1 par sa paroi intérieure 2' et peut recevoir,par sa paroi extérieure cylin- drique 2, du courant électrique qui est transmis au noyau par sa paroi intérieure 2'.
L'enveloppe métallique double 2 - 2' n'a, par exemple, qu'une épaisseur de métal d'un dixième de millimètre pour un diamètre de 4 millimètres du noyau métallique et son épaisseur totale est, par exemple, de 1,5 millimètre. On con- çoit que, pour une masse donnée de matières d'addition con- tenues dans l'enveloppe double, cette épaisseur et, en par- ticulier, celle des parois 2 - 2', aussi bien que la nature
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du métal qui constitue celles-ci, peuvent jouer un rôle, quant à la vitesse de fusion, dans l'arc électrique, de l'enveloppe et de son contenu, à mesure de la fusion du noyau métallique de l'électrode.
De cette vitesse de fusion, peut dépendre la formation autour du noyau de l'électrode de l'invention, d'un cratère analogue à celui qui se forme dans la fusion des électrodes enrobées ordinaires connues et ci-dessus rappelées.
Pour former ce cratère, il faut une épaisseur de couche de matières d'addition suffisante pour que l'arc qui jaillit du noyau fasse fondre celui-ci avant la masse des dites matières d'addition. Dans l'électrode de l'invention, il existe, d'une part, un rapport entre la masse métallique intérieure et la masse métallique extérieure de l'électrode et, d'autre part, un rapport entre l'épaisseur de la dite masse métallique intérieure et l'épaisseur de la couche des matières d'addition qui peuvent être celles usuellement employées dans l'enrobage des électrodes ordinaires de soudure à l'arc électrique.
Avec un noyau d'électrode et une enveloppe double tous deux en acier doux, l'expérience a montré qu'en général :
1 la section de la masse métallique intérieure, qui comprend le noyau proprement dit 1 de l'électrode et la paroi intérieure 2; de l'enveloppe double, doit être égale à au moins cinq fois la section de la paroi métallique extérieu re 2 de l'enveloppe double 2 - 2t.
2 l'épaisseur de la couche des matières d'addi- tion 3 enfermées dans l'enveloppe double 2 - 2', doit représen- ter au minimum douze Centièmes de l'épaisseur ou diamètre de la dite masse métallique intérieure 1+2'.
L'enveloppe double 2 - 2' est encore représentée dans les exemples d'exécution des figures 2 & 3 qui montrent cette enveloppe telle qu'elle se présente avant d'être repliée
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ou enroulée-autour du noyau cylindrique de l'électrode. L'enve- loppe double 2 - 2' peut être obtenue à partir d'un mince feuil- lard ou ruban métallique de longeur indéfinie et dont les bords latéraux, repliés à angles droits, viennent se joindre en 5 (figure 2) en se refermant sur la masse de matières 3 disposée entre les parois 2 - 2' de l'enveloppe double ainsi formée.
Cette enveloppe double constitue donc en elle-même un ruban fourré qui peut être monté sur une bobine, en vue de la fabrication de l'électrode continue selon l'invention et son épaisseur totale peut varier d'une fraction de millimètre à plusieurs millimètres, suivant le diamètre du noyau ou le genre d'électrode continue à fabriquer. Comme visible en 5' à la figu- re 3, l'enveloppe double continue renfermant les matières d'addition 3 destinées à intervenir dans le processus de fu-sion et de soudure, peut présenter un joint recouvrement.
En général, la largeur de l'enveloppe métallique double 2 - 2' est telle, que ses bords latéraux en étant enroulés cylindriquement, sur la surface cylindrique du noyau métallique 1 de l'électrode, viennent sensiblement en contact pour former le joint 4, comme représenté à la figure 1. ,
Dans des formes d'exécution particulières, une ou plusieurs enveloppes métalliques doubles 2 - 2', contenant les matières d'addition 3, peuvent être enroulées en hélice sur le noyau métallique 1 de l'électrode continue. A la figure 4, on a représenté une électrode suivant l'invention qui comprend deux enveloppes doubles 2 - 2' enroulées côte à côte en hélice sur le noyau 1.
Bans tous les cas envisagés, les matières destinées à intervenir dans le processus de fusion et de soudure de l'électrode sont disposées dans l'enveloppe métallique double de l'électrode, de préférence, sous forme de mélange sec, ce qui assure la bonne conservation et l'inaltérabilité de ces matières.
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Ces matières peuvent être minérales et/ou organi- ques, elles peuvent comprendre de la poudre de fer, des ferro- alliages, des oxydes et des silicates métalliques ou autres mi- nerais, habituellement utilisés dans les enrobages des électro- des de soudure ordinaires. Ces matières peuvent être également des composés chimiques, tels que des sels métalliques, dont la nature dépendra de celle du métal d'apport constituant le noyau métallique de l'électrode, qui compte alors, pour conte- nir les dits composés chimiques, une enveloppe double de métal correspondant ou d'un autre métal approprié au but.
Dans le but de déposer un métal d'alliage, par exe- -ple un acier faiblement allié, le métal de l'enveloppe double 2 - 2' peut être qualitativement différent du métal formant le noyau 1 de métal d'apport de l'électrode.
Des alliages peuvent être également déposés à l'ai de de l'électrode de l'invention, en disposant des éléments d'alliage dans l'enveloppe métallique double 2 - 2', destinée à prendre le courant électrique sur toute la surface extérieu- re de l'électrode et à le transmettre dans toute la masse métallique de celle-ci.
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