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Les poudres a souder pour le soudage et le recnargement a l'arc électrique, sous la protection d'un flux, connues jusqu'à présent, sont en substance des silicates composites, contenant tous ou quelques-uns des
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oxydes 8i02 Ga0 MgO, Mn0 Tï02, Na20, K20, AI20 3-9 le fluorure de cal- cium et une certaine quantité de composants non désirés tels que l'oxyde ferrique$ le soufre, le phosphorée le carbone etc
Quant à la composition quantitative de ces poudres à souder, les essais ainsi que la pratique ont montré que - pour avoir des propriétés satisfaisantes du point de vue du procédé de soudage et du point de vue métallurgique - les poudres pour le soudage et le rechargement à l'arc électrique sous la protection d'un flux,
ont à contenir les constituants un à une dans les limites suivantes Indiquées d'après leur poids:
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30 - 65% 8.102 0 - 20 % MgO 0 - 15% A12 03 0-0,15% S 0 - 55% MnO 0 - 20% Ti02 3 - 15% CaF2 0=0, 15% P 0 - 40% CaO 0 m295, Na20 + K20 0 - 4% Fe0 0-0>10% 0.
Les poudres à souder, contenant des composés de manganèse ou non, connues jusqu'aujourd'hui, pour le soudage et le rechargement à l'arc électrique sous la protection d'un flux, présentent plusieurs Inconvé - nients, c'est-à-dire :
Le mélange dont on prépare ces poudres contient une quantité considérable de spath-fluor que l'on y ajoute comme ingrédient et qui est nécessaire pour obtenir les poudres à souder pratiquement utilisables et de bonne qualité.
Cette haute teneur en spath-fluor des poudres à souder cause la formation, pendant le soudage, des composés gazeux de fluor, qui nuisent à la sante du soudeur et rendent son travail difficile en particulier pendant le soudage et le rechargement dans les espaces mal aérés éventuellement enfermés par exemple à l'intérieur des chaudières, des ré- cipients, etc., ainsi que pendant le soudage semi-automatique.
Pour préparer les poudres à souder,, on utilise du minerai de manganèse, comme ingrédient dans le mélange à préparer les poudres à souder, lequel minéral contient généralement une assez grande quantité de soufre et de phosphore Cette assez grande teneur en soufre et en phosphore rend les poudres à souder mal utilisables ou non utilisables pour le soudage et le rechargement à l'arc électrique, sous la protection d'un flux, des aciers de qualité avec une faible., moyenne ou haute teneur en constituants alliants en raison du danger de la formation de fissures dans la couche du métal de rechargement ou de soudure, éventuellement dans le métal de base.
Ces poudres à souder ne permettent pas le soudage et le rechargement de qualité dans les cas où l'on emploie des courants de soudage dépassant les 950 - 1.000 .Ampères., Quand on emploie les courants de soudage supérieurs à 10000 Ampères, le laitier, formé par la fusion de la poudre à souder, provoque l'aspérité de la surface de la soudure et rend Impossible la transition régulière et douce entre la soudure et le métal de base
En cas de soudage, à plusieurs cordons superposée, des matériaux épais aux bords chanfreinés, le laitier reste souvent solidement adhérant au métal de soudure dans la zone de transition entre le métal de soudure et le métal de base. En outre, il est généralement difficile d'écarter le laitier de la soudure.
Les poudres à souder sont fabriquées, pour la plupart des cas, sous forme vitreuse; pour cette raison elles conviennent peu ou elles ne conviennent pas au soudage et au rechargement à grande vitesse.
Elles conviennent peu, éventuellement elles ne conviennent point,
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au soudage et au rechargement sur les surfaces ou arêtes verticales, fortement Inclinées ou recourbées puisque le laitier s'écoule du bain de fusion, troublant par-ce fait la formation de la soudure, son refroidissement etc.
Enfin, l'emploi des poudres à souder connues jusqu'à présent , n'est pas économique à cause de la grande consommation de ces poudres.
Les. poudres à souder selon la présente invention éliminent les inconvénients susdits des poudres à souder connues.
La présente invention concerne le procédé de production des poudres à souder pour le soudage et le rechargement à l'arc électrique, sous la protection d'un flux, qui peuvent contenir , mais généralement ne contiennent pas, le spath-fluor ou la cryolithe etqui donc généralement ne présentent pas, pour cette raison, les inconvénients résultant de l'u- tilisation des mélanges contenant des composés de fluor. La composition des poudres à souder selon l'invention est à peu près égale à la composition des poudres à souder utilisées jusqu'à présent, mais celles-là peuvent contenir, en outre, des oxydes de divers autres métaux, par exemple Cr2O3, WO3, V2O5, MoO3, NiO, CoO en une quantité égale jusqu'à 40 % du poids.
Les poudres à souder selon l'invention, même si elles contiennent des composés de fluor, présentent des avantages essentiels en comparaison avec les poudres à souder connues contenant du fluor et servant au même but.
Le principe du procédé de production des poudres à souder pour le soudage et le rechargement à l'arc électrique, sous la protection d'un flux, selon la présente invention, consiste en ce que l'on ajoute, séparément ou en combinaison, des métaux élémentaires ou des alliages métalliques, éventuellement des métaux élémentaires et des alliages métalliques, au mélange destiné à la production d'une poudre à souder, ayant une composition courante et contenant des oxydes métalliques; une ou plusieurs quote-parts de ces oxydes métalliques étant remplacées par les dits métaux élémentaires et/ou des alliages métalliques. On ajoute ces métaux et/ou ces alliages métalliques au mélange en une quantité jusqu'à 50 % du poids du mélange et en cas des alliages au silicium on peut augmenter cette quantité jusqu'à 65% du poids du mélange.
Afin de créer, partiellement ou totalement, une ou plusieurs quote-parts des oxydes métalliques dans les poudres à souder ayant la composition quantitative et qualitative susdite, on utilise avantageusement, selon la présente invention, les alliages métalliques, constitués de deux ou de plusieurs éléments tels que le manganèse, le silicium, l'a- luminium, le tungstène, le chrome, le vanadium, le molybdène, le titane, le calcium, le magnésium, le nickel et le cobalt, éventuellement ces mé taux seuls et cela séparément ou en combinaison. A cet effet, on peut efficacement utiliser, comme source de manganèse, de silicium, d'alumi- nium, de tingstène, de chrome, de vanadium, de molybdène, de titane, de nickel ou de cobalt, des alliages ferreux binaires ou ternaires de ces métaux.
La différence essentielle entre les poudres à souder connues et celles selon l'invention consiste en ce que le mélange destiné à préparer les poudres connues contenait directement des oxydes métalliques, par exemple du minerai de manganèse, tandis que selon l'invention, ces oxydes se produisent partiellement ou totalement des métaux élémentaires ou des alliages métalliques, comme par exemple du feromanganè@e, ajoutés directement au mélange pour la préparation des poudres à souder.
Pour transformer les métaux et les alliages métalliques en oxydes métalliques, on ajoute éventuellement au mélange destiné à la production de la poudre des agents oxydants, particulièrement des oxydes métal-
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liques, par exemple l'oxyde ferrique, etc., des sels ou des matières or- ganiques, libérant l'oxygène en se décomposant, et cela en une quantité égale jusque 40 % du poids du mélange.
Pour Influencer les propriétés physiques et chimiques des pou- dres à sonder, par exemple leur point de fusion, leur viscosité, leur den- sité, etc., on ajoute,comme source de ces oxydes, outre des métaux et des alliages métalliques, des matières premières alcalines, comme par exem- ple les matières premières contenant du barium, lithium ou strontium, et cela en une quantité égale jusqu'à 40% du poids du mélange.
En cas de la production dès poudres à souder, qui ont à contenir des composés de fluor, on ajoute du spath-fluor ou de la cryolithe dans le mélange destiné à préparer ces poudres à souder dans une quantité égale jusqu'à 35% du poids du mélange. Une part ou toute la quantité de fluor contenu dans la poudre à souder belon la présente invention peut dériver aussi d'un sel de fluor contenant un métal alcalin, par exemple le potas ... sium; on ajoute ce sel dans le mélange destiné à la production de la pou- dre à souder en une quantité égale jusqu'à 25% du poids du mélange.
Au lieu du sel de fluor contenant un métal alcalin, on peut uti- liser aussi un sel de fluor contenant un métal alcalino-terreux, par exem- ple le calcium; on ajoute ce sei-dans le mélange destiné à la production de la poudre à souder en une quantité jusqu'à 35% du poids du mélange.
On peut utiliser le sel de fluor contenant un métal alcalin ou un métal alcalinoterreux simultanément.avec un sel de fluor contenant un autre métal., par exemple l'aluminium; on ajoute ce sel dans le mélange destiné à la production de la poudre à souder en une quantité jusqu'à 25% du poids du mélange,
Le fluor peut etre complètement ou partiellement remplacé par un autre élément halogene, et les matières premières contenant cet autre élément halogène sont ajoutées au mélange destiné à la production de la poudre à souder en une quantité égale jusque 20% du,poids du mélange.
Les poudres à souder selon l'invention sont caractérisées par une teneur Insignifiante en soufre et en phosphore. Même si l'on utilise les matières premières contaminées par le soufre et le phosphore, la teneur en ces éléments, dans les poudres à souder, ne dépasse pas 0,06 % de soufre et 0,06% de phosphore; si l'on utilise les matières premières d'une pureté normale, les poudres à souder contiennent moins de 0,03% de soufre et moins de 0,03% de phosphore.
En raison de la teneur Insignifiante en soufre et en phosphore, on peut utiliser les poudres à souder selon l'invention aussi pour le soudage et le rechargement des aciers avec une haute teneur en constituants alliants sans que les Impuretés/le soufre et le phosphore/passent dans la soudure.
Les poudres à souder selon l'invention présentent les avantages suivants: 1. elles n'exigent pas de constituants contenant le fluor,
2. elles sont utilisables aussi pour le soudage d'un'-matériel difficilement soudable,
3. elles sont extraordinairement pures quant à la teneur en soufre et en phosphore, @ 1
4.elles se transforment pendant le soudage en un laitier que l'on peut écarter aisément du métal de soudure, lequel est moulé favorablement par ce laitier, même si l'on utilise un courant de soudage de 10000 à 2. 000 A.
5. on peut les produire aisément aussi sous forme ponceuse.
Les poudres à souder selon l'invention se transforment pendant
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le soudage et le rechargement en un laitier qui influence et moule le métal de soudure très favorablement, même dans les limites des courants de soudage jusqu'à présent non utilisés. La transition entre la surface du cordon et celle du métal de base est douce et régulière. L'Inclusion du laitier dans la soudure est minimale, même sous conditions de soudage très difficiles. En ce qui concerne les propriétés de soudage de ces poudres, elles sont particulièrement satisfaisantes.
Les propriétés métallurgiques de ces poudres garantissent très bonnes propriétés mécaniques du métal de soudure et de joint, même quand on soude des aciers non alliés aussi bien que des alliages d'acier à faible, moyenne ou haute teneur en constituants alliants ou des aciers rapides, lesquels sont, en général, dif- ficilement soudables. Les poudres à souder, selon l'Invention, sont utilisables avec un bon succès aussi pour le soudage du matériel d'une épaisseur jusqu'à présent non courante et pour le soudage des objets fortement arrondis et recourbés jusqu'à la direction verticale aussi bien que pour le soudage des surfacés en position verticale.
Les poudres à souder selon la présente Invention peuvent être préparées aussi sous forme ponceuse, ce qui permet de les utiliser à souder à grande vitesse.
La méthode de production des poudres à souder selon l'invention permet d'utiliser aussi des minerais de manganèse, contenant de 5 à 25% de manganèse, lesquels ne pouvaient pas être utilisés jusqu'à présent, pour la production des poudres à souder, en raison d'un haut pourcentage de la gangue non désirée dans le minerai. de manganèse.
Les poudres à souder, fabriquées par la méthode décrite dans la présente invention, présentent alors un progrès essentiel non seulement quant à leur production, mais aussi quant à la technique de soudage en général.