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La présenta invention se rapporte 3. un fondant magnéti-
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que elCrTl''3t de silice pour la foudure à l-'arc électrique.
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Des compositions pulvérisées de fondant sont depuis longtemps: utilisées dans le procède de soudure électrique dans
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leouel l'arc est abrité z)---r me épaisse couche d'une telle compo- s'ition apolicue la pièce travaillée le long du joint à souder.
Pour réduire les besoin.?: de fon'1;?J.tf; et rendre possible un examen visuel de la zona (10 :"'JlIdL7.T':-y il a r6w'nIi1ent té proposa de réaliser un 'fonder).! r.afj;nr'ticilo qui soit v-'hicul'' nar un garr de protection c 1. a - o 1>< .juV.,f(, d'un. A9Z'tv:.-a1'¯'C:'itOCE' de soudure . l'arc SI'),l" ry'si:r:C: !¯)f1 d'un ::a2l, où il est I!lanéGiaU011),ent attira à la c'ivi'iCi d01 "l':(:':I")éJr; P(>11:: te:uf.i.on. 'LtlrC),)c'l'!r' do fondant r0f:l1t3.1Ü :111' 9r--r:':î"ri?ß 10,('S011'11 :i98.CC012)F(p2lE? delà prononce du con-
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rant de gaz protecteur, assura une protection adéquate de la zone de soudure et permet,. en principe, (Le bénéficier des avantages combinés de la soudure à arc sous protection d'un. fondant et d'un gaz.
Toutefois, les fondants magnétiques particuliers dont on a pu disposer jusqu'à présent souffrent de certaines insuffi- sances du fait qu'ils avaient souvent pour effet d'incorporer de la silice dans la soudure; ils avaient tendance à dégager des gaz lorsqu'ils étaient -soumis à la chaleur du soudage:; et la scorie solidifiée ne pouvait pas toujours être facilement enlevée.
Pour surmonter ces difficultés, on prévoit suivant'la présente invention un fondant magnétique exempt de silice pour la soudure à l'arc, comprenant 12-40% de rutile, 1-10% de fluorure minéral, 1-10% de silicium et 2-10% de manganèse (élémentaire ou sous forme de ferro-alliages ou de silicomanganèse), de 15-40% de fer et/ou de magnétite, et un liant. Si on le désire, le fondant peut également contenir jusque 25% de dioxyde de manganèse, jusqu'à 10% d'oxyde de magnésium et jusqu'à 30% d'alumine.
De préférence, le fondant conforme p l'invention comprend 17-33% de rutile, 2-6% de fluorure minéral, 2-9? de silicium et 4-7% de manganèse (élémentaire ou sous for:ne de ferro-alliages ou de silicomanganèse), 20-28% de fer et/ou de magnétite, jusqu'à 13% de dioxyde de manganèse, jusqu'à 5% d'oxyde de magnésium, jusqu'à 25% d'alumine et un liant.
Un appareil de soudure se prêt @@t à l'utilisation du fondant de l'invention est représenta sur l'unique figure du dessin annexé qui est une vue principalement en élévation, avec parties en coupe.
Une électrode d'apport 1, sous forme d'une baguette ou d'un fil métallique, est dévidée d'une bobine d'al@mentation 2 par un mécanisme d'alimentation 3 entraîné par un moteur 4, et traverse un porto-électrode 5. Le porte-électrode comprend un con- tacteur tubulaire b relié par un conducteur 7 [' un côté d'une source de courant de soudure- 8, l'autre côté de cette soures
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étant relié par un conducteur 9 à la pièce à souder 10. Cette source 8 fait jaillir un arc 11 entre l'extrémité inférieure de l'électrode 1 et 33. pièce 10 au cours de l'opération de soudure.
Sur le porte-électrode 5 est monté un ajutage 12 comportant un passage central 13 pour 1'électrode 1 et un passage annulaire 14 pour le fondant véhiculé par un gaz, qui possède une entrée latérale 15. Le passage annulaire 14 conduit à un orifice
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16 Dar 1-liiiternédiaire d'une partie conique l' L'entrée 15 est reliée par une conduite 18 à un distributeur de fondant du type vibrant 19 comprenant une trémie de fondant 20 qui comporte une entrée de gaz véhiculaire 21.
Le fondant est amené par la conduite 18 dans un courant gazeux véhiculaire de dioxyde de carbone ou d'un autre gaz inerte approprié. Le courant gazeux contenant le fondant est défléchi par la partie conique 17 vers l'électrode 1' à laquelle le fondant adhère magnétiquement en formant une mince couche uniforme 22.
Lorsque la chaleur de l'arc 11 fond l'extrémité de l'électrode, elle fond également le fondant qui forme sur 1 a surface de la soudure 24 des scories 23 qui s'enlèvent facilement.
Le fondant conforme à l'invention possède des propriétés d'élimination de la scorie meilleures que celles des fondants magnétiques utilisés jusqu'à présent, et ne dépose pas de silice dans la soudure. Il ne dégage pas non plus de gaz. Du fait qu'il ne dégage pas de gaz il n'y a pas de détérioration des propriétés physiques delà soudure due aux gaz contenus. Certains fondants pour la soudure à l'arc électrique contiennent jusqu'à 20% de carbonate de calcium, de telle sorte que suffisamment de dioxyde de carbone peut être fourni par la décomposition pour protéger la soudure.
Puisque le fondant suivant l'invention ne contient -cas de carbonate de calcium, les concentrations des divers composés dont il est formé peuvent être plus élevées et le rendement économique nar consentait accru. Le fondant suivant l'invention a un effet protecteur considérable tel que la soudure peut être effectuée dans des courants d'air et ou'il réduit les radiations de l'arc sus-
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ceptibles d'affecter l'opérateur. Il réduit l'éclaboussement et permet d'utiliser des courants plus puissants que ceux qu'il était possible d'employer jusqu'à présent, et il permet d'autre part de souder à la fois dans des positions verticales et plafonnantes.
Le rutile est un constituant fondamental du fondant; il stabilise essentiellement l'arc, mais il joue également un rôle modificateur de la scorie. Le ferrosilicium agit comme désoxydant et peut être substitue par de la poudre de ferroaluminium ou d'aluminium. Le ferro titane et le ferrozirconium ont également été utilisés comme désoxydants dans ce fondant, et se sont avérés satisfaisants. Si l'électrode contient suffisamment de désoxydant, il n'en faut plus dans le fondant. Le ferromanganèse remplit diverses fonctions. Il exerce une action désoxydante, mais en l'absence de ferrosilicium ou d'un désoxydant équivalent, il donne une soudure très poreuse. Par conséquent, le fondant doit contenir un alliage du silicium ou un alliage des produits de remplacement sus- mentionnés de même qu'un alliage de manganèse.
Le silicium et le manganèse peuvent être sous forme de ferrosilicium, de ferromanganès ou de silicomanganèse ou de mélanges de ces alliages. Le ferroman- ganèse exerce également sur la soudure une action de désulfuration et donne généralement une soudure d'un bel aspect. Le dioxyde de manganèse améliore considérablement le comportement de la scorie.
Comme il ajoute du manganèse à la soudure, il remplit également des fonctions semblables à celles du ferromanganèse, de telle sorte que si sa teneur en dioxyde de manganèse est élevée, la quantité de ferromanganèse du fondant peut être réduite. Le dioxyde de manganèse est un oxydant, et si le fondant en contient une Quantité appréciable il faut accroître de manière correspondante sa teneur en matières réductrices. Le dioxyde de nanganèse, avec les oxydes d'aluminium et de magnésium, se comporte comme modificateur rie la scorie. La résistance aux courants d'air et la résistance à la contamination de l'air sont assurées par le fluorure minéral.
Etant donné que le fondant doit adhérer magnétiquement à l'électrode, on y inclut un constituant ferromagnétique, habituel-
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lement du fer métallique ou une fernite, comme la magnétite,. ou le? doux.. Le fer- et la magnétite se compensent l'un l'autre, de- telle sorte que si le-fendant contient une grandes quantité- de l'un, il en faut très peu:
ou. pas du tout de l'autre.. Cependant, lorsque la quantité' de magnétite est appréciable la quantité de matières réductrices présentes dans le fondant être élevée pour contrecarrer l'effet oxydant On .a également établi de manière empirique que lorsque la teneur en magnétite est élevée, il est préférable de réduire, de manière correspondante la teneur, en fluorure.
Le liant utilisé est habituellement du silicate de. sodium, de l'aluminate de sodium ou de l'aluminate de potassium., ou des mélanges de ces composés, le composé de potassium étant utilisé lorsque la soudure doit être effectuée avec .du courant alternatif.
Il est utilisé de la. manière classique en solution aqueuse pour lier les constituants mélangés avant la pulvérisation finale. Des additions d'alliage à la soudure peuvent être faits en incorporant les métaux à allier dans le fondant, étant donné qu'ils n'affectent pas normalement l'action du fondant.
Les propriétés mécaniques de la soudure produite dépendent non seulement de la composition de l'électrode utilisée, mais également dans une mesure considérable de la composition du fondant. Par exemple, si la teneur en manganèse du fondant est élevée, la résistance à la traction de la soudure sera accrue. Il est par conséquent possible d'obtenir des soudures ayant ces prooriétés mécaniques variables en utilisant la même électrode, mais en modifiant la, composition du fondant dans la gamme donnée.
Les avantages et les nouvelles caractéristiques du fondant- suivant l'invention sont illustrés par les exemples suivants. Le fondant est véhicule dans du dioxyde de carbone par le tube d'entrer de gazà l'ajutage, où il est intérieurement défléchi vers l'électrode à laouelle il adhère magnétiquement. L'enrobagede fondant, formé est cohérent et uniforme. L'électrode et l'enrobage de fondant. sont fondus par l'arc, le fondant formant sur la surface de la
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soudure une scorie s* enlevant, fa^ils¯.:T:r I "n-bienu T,:-T7't t'm'e les compositions: des divers fQRCt.ot.f 6ss?oré? ; TTJ.t'/n, T (1-n-c.
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LZ?P3Û±à±-Jo]Qàs.r±.¯r± ¯¯1 ,., ¯.. "3, ¯J, ¯'':.,¯ ,6 MnO2 3,4; -.,5 Jg.. . =t 4 ... - 5,5:; -,5J T,1 (rÛ A,7 j.1, ; 4/7 Futile 28,1 29,2 ?9 32.//-'? 2!';,8 ( (1) laitier haute 24,0 1,.
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<tb> teneur <SEP> en <SEP> alu-
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)l mine Ai 20 3- ( (2) bauxite 16,? 17,5 r7,. M. 7
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.?OI':? ( cryolite i,g ¯= 5 3,$
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<tb> Fluorure
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( CaF2 2?. 2, Magnétite 16,8 16,3 12 S- i2¯ 12,9 7,1 Fer 5,6 7,0 10. '!0,1 J0,6 1, Fcrrosiliclur't (50'-' de Fe-50;. de Si) 22,/. 9,3 9,3 li 9/.. 2.
&illcoi.iangpjt3se (30,. de fii-63i de Mn-7,.. do Fe) 8,/. f,? 3,3 ?,#: *,* F e r r oïïî sn g an c s e (15/ etc Fe-5;* cie 1-'n # # # --
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TABLEAU I (2 ème partie)
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EYen"Q1eèI de fondante -2- ¯JL ¯¯9¯ z., ¯¯11¯,¯ ¯12¯#, MqO2 :3 Id! 3,6JÎ 4 Q1 '" 6':
mgo 7el 7,2 8e5% 4,1 7,2 Rutile 29,0 29,0 35,3%29.,2 16,6 29,3
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<tb> ( <SEP> (1) <SEP> laitier <SEP> à <SEP> haute <SEP> 14,4 <SEP> 17,3 <SEP> 14,6 <SEP> 18,2 <SEP> 14,3
<tb>
<tb> teneur <SEP> en <SEP> alu-
<tb>
<tb> ( <SEP> mine
<tb>
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<tb>
<tb> A12O3-
<tb>
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A120 3- z (2) Bauxite 1514
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<tb> ( <SEP> calcinée
<tb>
<tb>
<tb> ( <SEP> cryolite <SEP> 3,5 <SEP> 3,6 <SEP> 4,0 <SEP> 3,1 <SEP> 36
<tb> Fluorure
<tb> ( <SEP> CaF2 <SEP> 5,5
<tb>
<tb> Magnétite <SEP> 7,1 <SEP> 7,2 <SEP> -- <SEP> 12,2 <SEP> @ <SEP> 7,2
<tb>
<tb> Fer <SEP> 16,6 <SEP> 14,0 <SEP> 20,2 <SEP> 9,1 <SEP> 47,5 <SEP> 16,7
<tb>
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Ferrosllidvjn (50% de Fe-50% de Si)8,3 8,4 3e6 Il,6 8,8 8,4 Silicomanganese
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<tb> (30% <SEP> de <SEP> Si-63% <SEP> de <SEP> Mn-7% <SEP> de <SEP> Fe)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferromanganèse <SEP> (15% <SEP> de <SEP> Fe-85% <SEP> de <SEP> Mn)8,3 <SEP> 8,4 <SEP> 5,0 <SEP> 7,9 <SEP> 6,8 <SEP> 8,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mno <SEP> 12,9
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L'électrode utilisée dans chaque cas est un acier à basse teneur en carbone. Le diamètre de l'électrode est de 2,4 mm. Un courant continu de 400 ampères est:mené à l'électrode et tous les essais sont effectués dans un- courant d'air de 4,8 Ion/heure oui n'a pas d'effet sur la soudure formée.
Dans ]? exemple de fondant n 9 ci-dessus, du monoxyde de Manganèse est utilisé au lieu du dioxyde de manganèse. Ce composé n'a pas d'effet codant appréciable, mais il confère d'autre part
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- la :snrrt: 3.es mêmes propriétés que le dioxyde de manganèse.
La composition préférée est celle de 1 'exemple de fondent n 12 ci-dessus. Ce fondant est également essayé avec du courant
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alternatif cn utilisant 3.,0; l'alumLnatc de potassium coTnmc liant au 7.1'1 d'[.lltii1inl1t( de sodium et il s'avère être entièrement satis- 1 '.. rz't, Les ::t?:1111"W obtenue ont do bonnes propriétés mécaniques
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ainsi qu'un très bon asspect dans tous les types de soudures.
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R ::. 3F 3 : T L: ,, .c ..'S ON ;3..
1.- Fondant magnétique eX8npt de silice pour la soudure K l'arc caractérisé e-i ce qu'il comprend 12407 de raille, 1-10% de fluorure minéral pour soudure, 1-10% de silicium, et 2-10% de manganèse (élémentaire ou sous forme de ferre-alliages
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ou de silicomanganèse, 15-40,. de fer et/ ou de magnétite, et un liant.
2. - Fondent magnétique exempt de silice suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il contient jusqu'à 25% de dioxyde de manganèse.
3.- Fondant magnétique exempt de silice suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il contient jusqu'à 10% d'oxyde de magnésium.