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OUTIL ELECTRIQUE.
La présente invention)! due à Monsieur René D.Waserman, concerne un outil spécialement enrobé' destiné à des opérations d'usinage à l'arc électrique sur divers métaux.L'invention concerne plus particulièrement un outil à gouger enrobé de façon spéciale pour le rendre apte au gougeage, chanfreinage$ dressage et autres opérations d'usinage et de préparation de surfaces au moyen de 1 arc électrique. Dans certains cas, on peut aussi avantageusement utiliser l'outil enrobé suivant l'invention pour des opérations de coupe.
La présente invention se propose tout d'abord d'éliminer ou de remplacer le procédé coûteux et encombrant d'usinage à l'oxy-acétylène avec tous les inconvénients qui s'y rattachent en créant un nouvel outil industriel spécial dont les excellentes propriétés sont dues à l'emploi d'un enrobage particulier permettant d'obtenir des caractéristiques jusqu'alors jamaisà atteintes des surfaces usinées d'un métal de base en même temps qu'une vitesse d'usinage considérablement accrue.
Il est de pratique courante dans la préparation de baguettes de soudure enrobées de prendre un noyau métallique et de le¯ revêtir d'un flux protecteur de compositions variées. On utilise généralement pour le noyau un métal ou un alliage ayant sensiblement la même composition que le dépôt de soudure que la baguette doit former. L'un des métaux les plus fréquemment utilisés à cet effet est l'acier doux à$ faible teneur en carbone.
Toutefois.. afin de faciliter 1-'écoulement de la soudure de la baguette sur le métal de basée on a coutume de revêtir la surface du noyau métallique d'enrobages de flux protecteur. Ces enrobages consistent généralement en des mélanges à base de gommes et/ou de résines contenant des quantités déterminées d'amiante. de cellulose, de feldspath d'argile. de silicates d'aluminium.!) de talc,,, d'oxydes de titane et d'autres métaux et de silicates alcalins.
Les revêtements de ce genre se comportent également bien dans les opérations comprenant la coupe de métaux de base mais n'ont pas donné de résultats particulièrement heureux dans des applications telles que le dressage le chanfrei-
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nage ou le gougeage. Cet insuccès est dû en partie à la profonde pénétration thermique inhérente aux baguettes ordinaires qui donne naissance à des défauts dans le métal de base sousjacent aux parties gougées ou chanfreinées, et à la faible vitesse de travail nécessaire à l'usinage.
Parmi les facteurs contribuant à ces manifestations indésirables figure la teneur généralement élevée en composés hydrogénés de l'enrobage; ces composés ont tendance à former des dégagements relativement importants d'hydrogène et à produire des fissures sous la soudure dans le métal de base et des éclaboussures excessives d'où résulte une surface taillée inégale.
L'usinage avec ces baguettes ordinaires était relativement lent et laborieux et exigeait une attention constante de l'opérateur.
Le but principal de la présente invention est d'obvier à ces inconvénients et de fournir un outil à gouger enrobé possédant une faible pénétration thermique et ne produisant pas de fissures lorsqu'on l'utilise dans des opérations d'usinage. Un autre but de l'invention est de fournir un enrobage pour accessoires de travail à l'arc électrique ayant de nettes caractéristiques désoxydantes et stabilisatrices de l'arc. Un autre but encore est de fournir un outil à gouger ou chanfreiner capable de réduire d'environ moitié les temps nécessaires aux opérations d'usinage.
On a trouvé que les buts précités peuvent être le plus aisément atteints en utilisant un noyau métallique de type connu consistant en un fil à souder à base d'acier doux à teneur en carbone comprise entre 0,10 et 0.15% On rmarquera toutefois qu'on peut utiliser avec l'enrobage selon l'invention et avec les mêmes excellents résultats d'autres métaux pour noya= tels que le tungstène. les alliages d'acier, les alliages de cuivre ou de nickel. etc.
On préfère toutefois un noyau en acier doux qui est une matiè- re largement employée pour la confection d'électrodes et qui confère des propriétés de dressage appréciées aux surfaces de divers métaux et alliages susceptibles de, constituer le métal de base à usiner.A cet égard l'outil faisant l'objet de l'invention constitue véritablement ur outil d'usinage universel, jouissant d'excellentes caractéristiques pour toutes les opérations d'ordre général telles que les réparations de toutes sortes au moyen de l'arc électrique.
Le revêtement proposé pour enrober le noyau métallique consiste en un mélange d'amiante.. de cellulosede cryolithe, de carbonate ferreux, de.graphite,. de kaolin, de manganèse,, de silice., de talc et de zircon.Avec ce revêtement on a observé au cours d'opérations d'usinage des résultats surprenants parmi lesquels il faut citer un arc extrêmement stable, l'élimination complète du métal de base, une sensible diminution des fissures dans le métal de base, sous la soudure, et peu ou point de fissures thermiques dans le métal de base. Ces résultats sont caractéristiques de la combinaison particulière d'enrobage perfectionnée suivant l'invention.
Le facteur le plus important pour réaliser ces caractéristiques exceptionnelles et inattendues du nouvel outil d'usinage est l'emploi de carbonate ferreux accompagné d'ingrédients spécialement choisis.La grande quantité de carbonate ferreux combinée avec les composés de zirconium et le graphite fournissent les éléments nécessaires à l'excellent fonctionnement de cet outil qui peut travailler à des vitesses peu communes dans les procédés exothermiques.
La vitesse exceptionnellement élevée du procédé exothermique avec l'outil perfectionné selon l'invention provient de la rapide dissocia- tion du carbonate ferreux aux températures très élevées de l'arc électrique, et de la réaction de l'oxyde ferrique qui libère de grosses quantités de bi- oxyde de carbone gazeux fortement comprimée produisant une accélération de la désintégration de la partie de métal à usiner et par conséquent une vitesse de travail jusqu'alors inconnue dans les applications de l'arc aux métaux.
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Pour former le nouvel enrobage d'électrode5 on emploie une domposition maintenus dans les limites suivantes., les pourcentages étant expri- més en poids
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cryclithe z. a 1C% kaolin 10 a 15% amiante ù,0 à 15% Cellulose 8 lx .i.w7
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<tb>
<tb> silice <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 10%
<tb> talc <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 5%
<tb>
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Manganèse 0,? à ic
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<tb> zircon <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 10%
<tb>
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graphite 2,j à 75%
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<tb> carbonate <SEP> ferreux <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 50%
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En comparant la composition de cet enrobage av# celle d-enrobagads antérieurement connus il est clair qu'on s7810igne nettement de ces derniers qui contenaient norm.a1emeüt du carbonate de calciwn de l'oxyde de fer et du. ferro-manganese accompagnes de silicatesn -métalliques comme ingrédients sépares.
Dans la composition suivant 15!nven-uîon l'oxyde de fer nécessaire est obtenu, par la dissociation de carbonate ferreux et il en résulte une formation rapide de grosses masses de bioxyde de carbone au cours
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du procède. On comprendra aisément qu/une telle réactâon constitue un avan- tage très net par rapport aux compositions antérieures qui utilisaient les
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oxydes de fer comme éléments séparas mélanges avss des carbonates également séparés, ceci du fait que les gaz dégages pendant la réaction favorisent 1' ionisation et produisent une rapide désintégration du métal de base.
L'inclusion de manganèse et de silice comme éléments séparés contribue également à l'obtention de surfaces usinées plus nettes et exemptes d'oxy- des.
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Tous ces ingrr:';,5-een4-ls sont intimement mélanges 1" ,t' pu!-vérulent et peuvent être Li4-s ,--'r pâte pour enrober le noyau par addition d'eau et, cas échéante dun liant usuel en dispersion aqueuse. Ces ingré- dients peuvent aussi être mélanges à un adhésif approprié et pulvérisé.- ou étendus au pinceau sur le noyau métallique. La masse de l'enrobage doit être proportionnée à celle du noyau métallique de façon qu'on obtienne le degré voulu de pénétration et un arc paisible dans les conditions de travail données.
Le nouvel outil enrobe peut être utilisé avec profit pour gouger chanfreiner et couper divers types d'aciers de tungstènede cui-
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vre$ ds3.iages de cuivre et/ou de nicl lp ainsi que la fonte et la tôle.
Les procédés habituels d'usinage peuvent être appliques avec relativement peu d'éclaboussures et une large gamme permise de variation d'intensité des pointes de courant au cours des opérations de soudage. Les métaux de base ainsi préparés sont remarquables par le poli et la netteté des surfaces usinées et peuvent être facilement soudés avec d'autres métaux de la même facon Exemple
On prend un fil de soudure en acier basique doux contenant
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013 de carbone et ayant un diamètre d/'e=1v1Jtcn 3.i18 r et on le revêt d'un enrobage ayant la composition suivantes
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<tb>
<tb> cellulose <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> cryolithe <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb> carbonate <SEP> ferreux <SEP> 38 <SEP> " <SEP> " <SEP>
Il
<tb> graphite <SEP> 7 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> kaolin <SEP> 10 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> manganèse <SEP> 8,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> silice <SEP> 1 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> talc <SEP> 4 <SEP> " <SEP> " <SEP> Il
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zircon cj j;, 11 fi ar
Ce mélange est appliqué au pinceau sur le noyau de métal; 1' épaisseur de la couche est calculée de façon à obtenir un diamètre final de l'électrode enrobée de 4,75 mm.
Lorsque on utilise de la façon habituelle les outils à gouger à l'arc ainsi préparés pour couper ou usiner l'acier ou la fonte., on obtient des surfaces usinées présentant une excellente résistance à la corrosion et peu ou pas du tout de fissures.9 .Au cours de l'usinage il se produit remarquablement peu d'éclaboussures et les variations des pointes de courant n' affectent pas la stabilité de 1'are dans la même .mesure qu'avec les électro-
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des munies d'enrobages connus antérieuremento L'arc de soudure est fortement stabilise et les scories formées sur le métal de base sont facilement flottées.
De la description qui précède,!, il ressort clairement que la présente invention fournit un nouvel outil industriel spécial apte à effectua des opérations d'usinage sur divers types de métaux à des vitesses de travail jamais atteintes jusqu'à présent tout en assurant aux parties usinées des surfaces exemptes de fissures et d'oxydes..
REVENDICATIONS
1. Outil enrobénotamment électrode pour l'usinage et la soudure à l'arc électrique caractérisé par un enrobage contenant un fort pourcentage de carbonate ferreux accompagné d'autres éléments susceptibles de stabiliser l'arc et d'exercer une action nettement désoxydante.