<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne une matière destinée à former le laitier, ' à utiliser pour souder à l'arc du fer et des alliages de fer,ainsi que des électrodes de soudure dont l'enrobage est constitué par une matière conforme à l'invention.
Pour la soudure, on utilise fréquemment un mélange rigoureusement proportionné de minéraux, d'alliages métalliques, de produits chimiques et souvent aussi de métaux qui forme, pendant le soudage, un laitier qui protège le métal liquide contre l'effet de !-,air.
De tels mélanges sont souvent constitués par des poudres qui sont assemblées à l'aide d'un liant et auxquelles on donne une forme qui est adaptée au procédé de soudage dans lequel le mélange
<Desc/Clms Page number 2>
est utilisé. Ce peut être la forme granulaire, qui est utilisée dan un procédé de soudage dans lequel on établit un arc à l'extrémité d'un fil nu qui est tenu dans une matière granulaire appelée à fqrmer le laitier et qui recouvre l'endroit à souder, Parfois, cette matière est appliquée sous forme d'un enrobage sur un fil, une tige ou un disque,. ou bien, pendant le soudage, on fixe à un fil des pièces constituées par cette matière.
Pour souder du fer et des alliages de fer, on utilise fréquemment une matière appelée à former le laitier contenant du fluorure de magnésium ou un fluorure alcalino-terreux, tandis que, comme liant, on utilise du silicate de potasse qu'on mélange, dans de l'eau, avec des substances pulvérulentes formant le laitier, de manière à. en constituer une solution sirupeuse et, après conformation du mélange ainsi obtenu, généralement par extrusion, on procède au séchage.
On a également proposé d'utiliser comme liant des vernis, des résines, des gommes, des colles etc., mais, comme ces substance sont en général plus chères que le silicate de potasse et qu'elles se désagrègent à la température à laquelle l'enrobage est porté pendant le soudage, on ne les utilise pas pour cette application.
Le fluorure de magnésium et les fluorures alcalino-terreux exercent une influence favorable sur certaines propriétés du laitier. En particulier,..ces fluorures empêchent l'occlusion de parties du laitier dans le métal de soudure et par conséquent des discontinuités dans l'assemblage par soudure.
Suivant l'invention,dans une matière appelée à former le laitier, on utilise, comme liant, un gel colloïdal d'un fluorure de magnésium, de calcium ou de strontium, obtenu en faisant réagir sur du fluorure de magnésium, de calcium ou de strontium, finement divisé dans un peu d'eau, une petite quantité d'ions métalliques, qui peuvent remplacer les ions de calcium, de magnésium et de strontium dans le réseau cristallin de ces fluorures ou à la surface de ce réseau,
<Desc/Clms Page number 3>
Les ions les mieux appropriés à cet effet sont les ions du rétal que comporte le réseau. Pour faire passer le fluorure de calcium à l'état de gel, on utilise des ions de calcium, pour le fluorure de magnésium, des ions de magnésium et pour le fluorure de strontium, des ions de strontium.
On peut également faire passer à l'état de gel du fluorure de calcium et du fluorure de strontium à l'aide d'ions de Magnésium. De manière analogue, on peut former les gels de fluorure de magnésium et de fluorure de strontium à l'aide d'ions de calcium et les gels -.de fluorure de magnésium et de fluorure de calcium à l'aide d'ions de strontium. On peut également utiliser d'autres ions de métal pour autant que ceux-ci soient à même de former des cristaux mixtes avec le fluorure utilisé ou s'incorporer, d'une manière analogue à celle des ions métalliques du réseau, dans la surface du réseau. Des exemples d'ions de métal qui, outre ceux mentionnés,peuvent assurer le passage à l'état de gel de ces fluorures, sont les ions de cadmium et les ions de zinc, ainsi que les ions de cuivre.
On utilise ces ions sous forme de certains sels solubles dans l'eau. Les chlorures conviennent particulièrement bien à cet effet, mais on peut également recourir à d'autres sels tels que les bromures et les nitrates.
Les quantités de ces sels qui sont nécessaires pour assurer le passage à l'état de gel ne doivent pas être -très grandes .
D'une façon générale, il suffit d'une quantité d'ions métalliques provoquant le gel égale à 2 à 10% en poids de la quantité de métal contenue dans le fluorure. La quantité d'eau dans laquelle le fluorure doit être mis en suspension peut être très petite. La concentration en substance sèche la mieux appropriée est en général comprise entre 40 et 80%, cas dans lequel on obtient un gel dont la consistance varie approximativement entre celle de la vaseline douce et celle de la graisse utilisée pour la lubrification des arbres.
<Desc/Clms Page number 4>
Afin d'obtenir une bonne force de liaison, il faut éviter dans la mesure du possible, la présence,dans la matière appelée à former le laitier, de sels solubles qui n'influencent pas le passage du fluorure à l'état de gel.
On partira donc, de préférence, d'un liant qui est préparé en l'absence de sels alcalins, ou bien, avant ou pendant la préparation, on élimine dans la mesure du possible les sels alcalins.
Des produits de départ appropriés à la préparation du l'ant,utilisé dans la matière appelée à former le laitier conforme ? l'invention sont obtenus, par-exemple, en dispersant dans de l'eau de la fluorine broyée ou bien en formant le fluorure par la réaction d'une quantité équivalente d'acide fluorhydrique et du carbonate ou de l'hydroxyde pulvérulent du métal du fluorure à former.
De plus, on a constaté que les sels alcalins, en particulier les sels de sodium, provoquent un abaissement de la viscosité du laitier qui se produit lors de l'utilisation de ce genre de matière appelée à former le laitier, de sorte qu'il se peut que le laitier ne recouvre pas uniformément le cordon de soudure. Aussi longtemps qu'en pratique on devait recourir au silicate de potasse comme liant, il n'était guère possible d'obvier à cet inconvénient.
L'invention permet d'éliminer le silicate de potasse de la matière appelée à former le laitier et d'augmenter ainsi la viscosité du laitier.
L'invention est particulièrement intéressante pour des électrodes de soudure dont l'enrobage contient, en outré:, de la poudre de fer, étant donné que la poudre de fer du commerce est toujours quelque peu oxydée, ce qui empire généralement encore pendant la fabrication des électrodes de soudure, alors que des oxydes de fer abaissent également la viscosité du laitier.
De tels enrobages contenant du silicate de potasse fournissent du métal de soudure de haute qualité, sont facilement manipulables mais présentent encore, %-un très haut degré, un sérieux inconvénient:le profit
<Desc/Clms Page number 5>
de la soudure est généralement assez convexe et son aspect est peu esthétique. C'est ainsi que la mise en oeuvre de l'invention permet de réaliser une soudure d'angle verticale présentant un bel aspect et un profil presque droit par l'emploi d'une électrode de soudure contenant un fluorure dont l'enrobage contient 40% de poudre de fer voire plus encore.
La matière appelée à former le laitier conforme à l'invention jffre encore un autre avantage: l'eau est moins fortement re@enue que par le silicate de potasse, de sorte que, comparative- ,ent aux électrodes dont l'enrobage contient du silicate de potasse, on peut se contenter d'un séchage moins intense pour abaisser la teneur en humidité à une valeur admissible qui se trouve généralement en deçà de 0,5% du poids des substances appelées à 'former le laitier.
Il y a lieu de noter qu'une matière appelée à former le laitier est généralement amenée dans la forme désirée par une extrusion de la matière avant le séchage, ce qui ,bien souvent, ne peut être réalisé d'une manière satisfaisante que brsque la matière est mélangée avec de l'argile, par exemple de la bentonite et du kaolin.
On a cependant constaté que le liant utilisé dans la matière appelée à former le laitier conforme à l'invention rend .superflue l'utilisation de tels moyens de glissement.
Non seulement la composition d'une matière appelée à former le laitier contenant du fluorure eonforme à l'invention est notablement améliorée, mais, de plus, le fabricant dispose de plus de liberté dans le choix de la nature et de la quantité des substances appelées à former le laitier à utiliser.
EXEMPLES DE REALISATION : I.- Une fine poudre de fluorure de magnésium (produit du commerce) est mélangée avec, en poids, la demi-quantité d'eau et à la pâte ainsi formée on ajoute une quantité de chlorure de magnésium
<Desc/Clms Page number 6>
correspondant à 6% du poids de la quantité de fluorure de magnésium dissous dans l'eau. Après une agitation de 1 heure, la pâte est devenue un gel rigide -contenant 50% de substance solide.
25 parties de ce gel ont été mélangées avec
25 parties de rutile broyé,
3 parties de poudre de ferromanganèse (80% Mn)
20 % de ferrochrome en poudre (70% Cr),
12 parties de carbonate de calcium pulvérulent et
30 parties de feldspath moulu.
De cette pâte on enrobe un fil constitué par de l'acier inoxydable (18% de Cr ..et 8% de Ni) et d'un diamètre de 4 mm jusqu'à un diamètre de 6,5 mm. Ensuite, on chauffe pendant 20 minutes à 250 C.
On obtient une électrode à enrobage robuste, permettant d'obtenir une soudure pratiquement plane.
II.- Du spath-fluor très finement broyé est dispersé dans la moitié en poids d'eau et 100 g de ce mélange sont traités dans une pétrisseuse avec 3,5 g de chlorure de calcium, dissous dans 5 ml d'eau. On obtient un gel épais transparent, se présentant plus ou moins comme de la vaseline.
Teneur en substance solide 65%.
25 parties de ce gel sont mélangées avec
10-parties de rutile (broyé)
20 parties de quartz (broyé)
14 parties d'oxyde de manganèse Mn3O4 (broyé)'
6 parties de poudre de ferromanganèse (80% Mn)
2 parties de poudre de ferrosilicium (45% Si)
2 parties de poudre de ferrotitane (30% Ti)
Ce mélange est extrudé à travers des ouvertures de 1,5 mm et est découpé en grains qui sont séchés à 350 C.
Une soudure effectuée à l'aide d'un fil de fer nu qui est maintenu dans cette poudre, fournit un bon assemblage, de profil convenable.
<Desc/Clms Page number 7>
III.- Un kilo de craie,broyée à sec, est mélangé avec 840 g d'une solution à 48% d'acide fluorhydrique. A cette pâte on ajoute 42 g de chlorure de calcium dissous dans 62 cm3 d'eau. On peut ajouter en outre 38 g de craie et ajouter goutte à goutte de l'acide chlorhydrique. Au lieu d'utiliser du chlorure de calcium pour la transformation en gel, on peut également ajouter du chlorure de magnésium. D'autres sels, tels que les bromures et les nitrates assurent également la transformation en gel.
60 parties d'un gel à 55% ainsi préparé sont transformées en pâte avec
36 parties de craie broyée,
12 parties de quartz.,
8 parties de poudre de ferromanganèse (80% Mn),
9 parties de poudre de ferrosilicium (45% Si)..
3 parties de poudre de ferrotiane (30% Ti),
100 parties de poudre de fera
Par extrusion de ce mélange on enrobe un fil d'acier ordinaire de 4 mm d'épaisseur jusqu'à une épaisseur de 8,4 mm.
Apres séchage pendant une heure à 200 C, la teneur en humidité a baissé d'une manière telle que, lors de la réalisation d'une soudure d'angle verticale, on obtient une soudure exempte de pores,présentant un profil pratiquement plan, et d'un bel aspect.