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la présente invention est relative à des procédés et à des électrodes pour la soudure à l'arc électrique de matières ferreuses.
Des électrodes ayant un fil d'âme entouré par un recouvrement de flux ont été utilisées depuis de nombreuses années et une large gamme de compositions de recouvrement différentes a été utilisée afin de donner une gamme d'électrodes adaptées chacune particulièrement pour la soudure de matières déterminées dans des conditions détermi-
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nées, non seulement de courant mais'également de position.
Les élec- trodes ayant une composition de recouvrement contenant une forte pro- portion de matières "basiques", par exemple du fluorure de calcium, se sont révélées capables, même sous de fortes densités de courant, de déposer une matière de soudure ayant de bonnes propriétés mécani- ces ques, mais llélectrodes se sont révélées convenables, sous de fortes densités de courant, uniquement pour la soudure dans une position relativement plane. En outre, lorsque des dépôts importants doivent être faits avec de telles électrodes dans des conditions normales, en une ou plusieurs passes, une porosité peut en résulter dans le métal de soudure déposé.
D'un autre côté, des électrodes ayant un re-' couvrement contenant une forte proportion de matières rutiles se sont révélées mieux convenir pour la soudure'dans une position autre que plane, par exemple dans la position de cordon horizontal-vertical, mais à moins que la densité de courant ne soit sévèrement limitée, il a été découvert que les propriétés mécaniques du métal de soudure déposé par ces électrodes sont relativement mauvaises.
Le terme "basique" utilisé dans le présent brevet indique des matières minérales telles que, par exemple, du carbonate de calcium sous l'une de ses diverses formes, par exemple de la pierre calcaire, du carbonate de magnésium et d'autres carbonates qui sont "basiques" dans le sens du terme tel qu'utilisé normalement pour des recouvre- ments d'électrodes et comprend des matériaux tels que le fluorure de calcium et d'autres fluorures métalliques et mélanges de fluorure apparaissant dans les minéraux utilisés normalement pour la fabrica- tion de recouvrement de flux pour électrodes de soudure.
Dans la tech nique de la fabrication des électrodes de soudure, ces matières "basiques" sont opposées à des matières essentiellement "rutiles" qui sont constituées par les oxydes de titane ou de minéraux tels que, par exemple,l'ilménite qui contiennent une forte proportion de bioxyde de titane associée à d'autres composés. Etant donné que le silicate de zirconium peut être utilisé pour remplacer partiellement les oxy-
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des de titane, cette matière doit être considérée comme une matière rutile dans les buts de la présente invention, lorsqu'elle est utili- sée conjointement avec des oxydes de titane dans le recouvrement.
Le présent brevet est basé sur les révélations des spécifications provisoires déposées pour les demandes de brevet britanniques numéros 16.648/56 et 38.689/56. Dans la première de ces spécifications provi- soires, l'on a donné des exemples d'électrodes de soudure recouvertes dont les recouvrements comprennent une matière rutile et une matière basique dans des proportions déterminées pour l'utilisation pour la soudure d'acier doux et d'acier à faible teneur en carbone, par le procédé suivant la présente invention.
Il a été découvert que de telles électrodes peuvent être utilisées pour la soudure dans une position non plane avec le procédé suivant la présente invention, si ce recou- vrement contient une proportion de matière rutile nettement plus forte que celle de matière basique et l'on a suggéré que la matière rutile puisse constituer entre 50 et 25 % en poids de la composition de re- couvrement. L'on entend, par l'expression proportion nettement plus forte de matière rutile, dans le présent brevet, pas moins de 150 % en poids de la matière basique.
Une autre spécification provisoire déposée pour la demande de brevet britannique n 36.154/56 indique que la matière rutile peut constituer entre 65 % et 20% en poids de la composition de recouvrement.La première spécification provi.. soire décrit également des électrodes ayant moins que cette propor- tion de matière rutile dans le recouvrement et, comme il est indiqué dans la seconde desdites spécifications provisoires, des électrodes ayant des recouvrements dont la proportion de matière rutile est égale ou bien inférieure à celle de matière basique peuvent être utilisées avantageusement pour le procédé suivant la présente inven- tion.
Ainsi, si un gaz de protection constitué essentiellement par de l'anhydride carbonique est utilisé conjointement avec ces électro/ des, il y a une réduction de la porosité qui tend à se produire àveo
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.ces électrodes lorsque des dépôts importants sont effectués enme ou plusieurs passes.
Il faut entendre, par l'expression,"un gaz constitué essentielle- ment par de l'anhydride carbonique", un gaz contenant au moins 80 , en volume d'anhydride carboni que. De l'oxyde de carbone, des hydrocar- bures gazeux, de l'azote ou des gaz mono-atomiques tels que l'argon ou un faible pourcentage d'oxygène peuvent également être présents soit isolément, soit en mélange.
Suivant la présente invention, un procédé de soudure à l'arc électrique de matière ferreuse comprend l'établissement d'un arc électrique entre une pièce de ladite matière et une électrode recou- verte ayant une âme munie d'un recouvrement contenant une matière "basique" telle que définie dans le présent brevet dans des propor- tions de 15 et 60 parties en poids et de la matière rutile entre 40 et 0 parties en poids, la proportion en poids de matière rutile étant inférieure à 150% en poids de la matière basique, conjointe- ment avec du feldspath en quantité variant entre 10 et 30 parties en poids et des alliages ferreux entre 15 et 20 parties en poids, et l'application d'un gaz constitué essentiellement par de 1!anhydride carbonique pour protéger la zone de soudure par rapport à l'atmosphè- re.
L'on remarquera que la gamme mentionnée ci-avant de compositions de recouvrement comprend des compositions contenant approximtaivement des proprotions égales de matières basiques, telles que de la fluori- dine, et de rutile. Cette gamme comprend également des compositions de recouvrement ayant des proportions de matières basiques et de ma- tières rutiles plus importantes et plus faibles que celles-ci.
La présente invention comprend également des électrodes de sou- dure recouvertes destinées à la soudure suivant ce procédé.
Les compositions de recouvrement peuvent également contenir des poudres métalliques, telles que par exemple de la pmudre de fer et elles peuvent, si on le désire, contenir une faible proportion
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de matière destinée à faciliter l'extrusion de la composition de re- couvrement. Après l'application de la composition de recouvrement su le fil d'âme, il est hautement désirable que l'électrode recouverte soit cuite à une température suffisamment élevée pour éliminer l'eau libre qui peut être contenue dans les silicates ou autres liants ou dans les minéraux contenus dans la composition de recouvrement.
L'élimination de cette eau réduit fortement la teneur en hydrégéne du métal de soudure déposé. Afin de faciliter l'adhérence de la com- position de recouvrement sur l'électrode, le fil d'âme peut être en- touré par un ou des fils enroulés en hélice en une ou plusieurs cou- ches, ce ou ces fils se trouvant en contact électrique avec le fil d'âme et étant exposés à travers la surface du recouvrement sur une partie au moins de 'leur longueur de façon à établir des voies pour l'amenée du courant électrique au fil d'âme.
L'invention peut être appliquée à de courtes longueurs d'élec- trodes de soudure telles qu'utilisées normalement pour la soudure manuelle et dans lesquelles la connexion électrique avec le fil d'âme est normalement établie à une extrémité d'électrode, mais la présante invention est particulièrement applicable à des électrodes continues pouvant être enroulées destinées à la soudure automatique ou semi-au- tomatique. Il faut toutefois remarquer que de courtes longueurs d'électrodes de soudure suivant la présente invention peuvent être accouplées bout à bout afin de former une électrode continue.
Avec des électrodes continues recouvertes de flux, il est néces- saire d'amener le courant électrique à partir d'un ou d'organes de contact jusqu'au fil d'âme lorsque l'électrode traverse une tête de soudure. Le contact avec le fil d'âme peut, si on le désire, être effectué par un ou plusieurs bords en couteau qui traversent le re- couvrement lorsque l'électrode passe dans la tête de soudure, mais l'électrode est de préférence munie d'une ou plusieurs couches de fil ou fils enroulés se trouvant en contact électrique avec 1'time.
Le fil enroulé ou le fil enroulé extérieur lorsque plus d'une couche
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@ existe, est exposé à travers le recouvrement de flux afin de venir .en contact avec un ou des organes de contact lorsque l'électrode traverse une tête de soudure. Une forme de construction d'électrode à enroulement réticulé telle que décrite dans le brevet britannique 584.299 convient tout particulièrement, mais d'autres constructions avec une ou plusieurs couches de fils enroulés constituées chacune par un ou plusieurs fils peuvent être utilisées..
Une construction d'électrode de soudure suivant la présente invention est représentée au dessin annexé, qui représente schémati- quement l'électrode/utilisée pour déposer une couche de métal de sou- dure sur une pièce par le procédé suivant la présente invention.
D'après ce dessin, une électrode de soudure continue est consti- tuée par un fil d'âme 1 entouré par un treillis de fils, avec lequel il est en contact électrique et constitué par une couche'interne formé par quatre fils parallèles 2, 3, 4, et 5 enroulés en hélice autour du fil d'âme dans le sens des aiguilles d'une montre et d'une couche extérieure formée par quatre autres fils parallèles 6,7, 8 et 9 enroulés en hélice autour de la couche intérieure, dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre. Les fils 6, 7; 8 et 9 s'étendent jus qu'à la surface de l'électrode et ils sont en contact électrique avec les fils 2, 3, 4 et 5. Les interstices entre les fils des deux couches du treillis sont remplis par une matière de recou- vrement 10, dont la composition est conforme à l'un des exemples don- nés ci-après-.
La composition de recouvrement comprend des matières désoxydantes et de flux et peut contenir des poudres métalliques telles que de la poudre de fer.
L'électrode de soudure est prévue pour être alimentée de façon continue par des moyens classiques non représentés à travers un ajuta- ge 22 vers une pièce 11 et des moyens de contact classiques non repré- sentés mais disposés de façon à venir en contact avec les fils exté- rieurs 6,7, 8 et 9 sont prévus afin d'amener le courant électrique à l'électrode de soudure immédiatement avant l'ajutage 22, par l'in-
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termédiaire dutreillis jusqu'au fil d'âme 1.
En fonctionnement, un arc est établi entre l'électrode de soudure et la pièce 11 et l'électrode de soudure est alimentée de façon conti- nue à travers l'ajutage 12 vers la pièce 11 afin de déposer une cou- che 14 de métal de soudure de la composition désirée. De l'anhydride carbonique est envoyé. our de l'électrode à travers l'ajutage 22 vers le pièce 11 de façon à circuler autour de l'électrode de soudure et de protéger l'arc électrique de soudure, comme indiqué par les flèches. Le gaz formant écran peut également donner une protection pour la zone de soudure par rapport à l'amosphére ambiante au voisi- nage de l'arc.
Les matières formant des scories contenues dans le recouvrement forment une couche protectrice 15 sur le métal de sou- dure déposé 14, protégeant ce dernier d'un contact avec l'atmosphè- re pendant le refroidissement. En utilisant l'une des compositions de recouvrement spécifiées dans les exemples ci-après, conjointement avec l'écran d'anhydride carbonique, des conditions de soudure très stables sont obtenues ainsi qu'un fini bien égal de la soudure. En outre, le procédé a pour résultat la formation d'un dépôt de scories 15 qui peut être aisément enlevé.
L'on se rendra compte que la construction d'électrodes utilisée pour la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention peut être d'un type quelconque. Les fils enroulés 2, 3, 4, 5,6, 7, 8 et 9 peuvent, par exemple, être omis dans l'électrode représentée au dessin, de telle sorte que l'électrode est constituée par un fil d'âme 1 ayant un recouvrement 10.
Un certain nombre d'exemples d'électrodes de soudure et de com- positions de recouvrement destinées à être utilisées pour la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention seront maintenant dé- crits à titre non limitatif. Dans chaque cas, l'électrode doit être
EMI7.1
*''\ cuite a une température suffisamment élevée pour déshydrater fortement @ le recouvrement si l'on doit déposer un métal de soudure ayant les meilleurs propriétés mécaniques.
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Exemple 1.
Une électrode destinée à la soudure automatique d'acier doux com- porte un fil d'âme en acier doux entouré par un treillis constitué par deux couches de fils enroulés en sens opposés autour du fil d'âme.
Les fils formant le treillis sont en acier doux. Dans les interstices du treillis, l'on maintient un recouvrement ayant la composition sui- vante :
EMI8.1
<tb> Rutile <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 10-- <SEP> 25 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> ' <SEP>
<tb>
De la poudre de fer peut être ajoutée afin d'obtenir un rapport métal/flux approprié dans l'électrode.
Les alliages ferreux peuvent comprendre jus qu'à 15 parties en poids de ferro-manganèse et le res- tant peut être du ferro-silicium,' du ferro-aluminium, et/ou d'autres alliages ferreux désoxydants..
Exemple 1A.
Dans une électrode rentrant dans le cadre de l'exemple 1 ci-avant* le recouvrement contient les éléments suivants :
EMI8.2
<tb> Rutile <SEP> 40 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Floridine <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 15 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 18 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Les alliages ferreux peuvent comprendre 15 parties en poids de ferro-manganèse et trois parties en poids de ferro-silicium. Si on , le désire, une partie du ferro-silicium peut être remplacée par du et/ou ferro-titane /par du ferro-aluminium.
Exemple 2.
, --------
Une électrode destinée à la soudure d'acier doux a un fil d'âme en acier doux entouré par un treillis de fils oonstit ué par deux cou- ches de fils d'acier doux enroulés dans des sens opposés. Les couches
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formant le treillis peuvent comprendre un ou plusieurs fils dans chacune d'elles.
Les interstices du treillis sont remplis avec un recouvrement ayant la composition suivante :
EMI9.1
<tb> Rutile <SEP> ' <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 20 <SEP> -40 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0 <SEP> -10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 10 <SEP> -30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Argile <SEP> bentonite <SEP> o- <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Les alliages ferreux comprennent 10 à 20 parties en poids de ferro-manganèse et 0 à 10 parties en poids d'autres alliages ferreux constituant des agents désoxydants tels que, par exemple, du ferro-si- licium, du ferro-titane et du ferro-aluminium. xempb 2A.
Dans une électrode suivant l'exemple 2, la composition de re- couvrement peut être comprise dans les limites suivantes :
EMI9.2
<tb> Rutile <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silicium <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argile <SEP> bentonite <SEP> 0- <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Exemple 2B.
Dans une électrode suivant les exemples 2 et 2A ,.le recouvrement peut avoir la composition suivante :
EMI9.3
<tb> Rutile <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> à <SEP> 18 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> faible <SEP> teneur <SEP> en <SEP> carbone
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silioium <SEP> 1 <SEP> partie <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argile'bentonite <SEP> 1 <SEP> partie <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
Exemple 3.
Une électrode destinée à la soudure d'acier doux comporte un fil d'Orne en acier doux entouré par un treillis de fils constitué par deux couches de fil d'acier doux enroulé dans des sens opposés., Les couches formant le treillis peuvent comprendre un ou plusieurs fils dans chacune d'elles.
Les interstices du treillis sont remplis par un recouvrement ayant la composition suivante
EMI10.1
<tb> Fluoridine <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0-10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> ' <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Argile <SEP> bentonite <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Lorsqu'on utilise simultanément de la fluoridine et de la piârre calcaire, la limite supérieure pour ces deux ingrédients envisagés conjointement est de 60 parties en poids.
Les alliages ferreux comprennent 10 à 20 parties en poids de ferro-manganèse et 0 à 10 parties en poids d'autres agents désoxydants à alliage ferreux, tels que, par exemple, le ferro-silicium, le ferro-titane et le ferro-aluminium.
Exemple 3A.
La composition de recouvrement d'une électrode suivant l'exemple 3 peut être comprise dans les limites suivantes :
EMI10.2
<tb> Fluoridine <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 55 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Ferro-silicium <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Argile <SEP> bentonite <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Lorsque de la fluoridine et de la pierre calcaire sont utilisées simultanément, la limite supérieure pour ces deux ingrédients pris ensemble est de 60 parties en poids.
Exemple 3B
Une composition de recouvrement particulière tombant dans le
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cadre des exemples 3 et 3A peut être la suivante :
EMI11.1
<tb> Fluoridine <SEP> 50 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 6 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pontspath <SEP> 6 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> à <SEP> 16 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
faible teneur en carbone
Ferro-silicium 2 parties en poids
Le pontspath est un minéral contenant un mélange de.feldspath et d'argile.
Exemple 4.
Une électrode destinée à la soudure automatique d'acier doux a un fil d'âme en acier doux entouré par un treillis constitué par deux couches de fils enroulés dans des sens opposés autour du fil d'âme. Les fils constituant le treillis sont en acier doux. Dans les interstices du treillis est maintenu un recouvrement ayant 'la composi- tion suivante :
EMI11.2
<tb> Rutile <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Argile <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Exemple 4a
Dans une électrode destinée à la soudure d'acier doux suivant l'exemple 4 ci-avant,,le recouvrement peut avoir la composition sui- vante :
EMI11.3
<tb> Rutile <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 8 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 43 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 23 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> 13 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silicium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-aluminium <SEP> 2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
<Desc/Clms Page number 12>
Exemple 5.
Un procédé suivant la présente invention peut être utilisé pour la soudure d'aciers du type à faible alliage tels que, par exemple, des aciers résistant au cheminement. Des aciers caractéristiques de ce type ont des teneurs faibles en carbone, en général inférieures à 0,15 % et peuvent contenir jusqu'à 10 % d'élément:! d'alliage, tels que, par exemple, du molybdène, du chrome et/ou du nickel. Les aciers connus de ce type ont les proportions suivantes d'ingrédients d'alliage principaux : a. 0, 5 % molybdène b. 1% chrome, 0,5% molybdène o. 2-2,5 % chrome, 1.0 % molybdène d. 4-6 % chrome, 0.5 % molybdène e. 3-5 % nickel.
Il convient particulièrement de remarquer que, pour la soudure de ce type d'acier, il est nécessaire d'assurer une faible teneur en carbone du métal de soudure déposé afin dobtenir des propriétés méca- niques et métallurgiques correctes.
Pour la soudure d'un acier résistant au cheminement,.une électro- de peut comprendre un fil d'âme en acier doux à faible teneur en car- bone entouré par un treillis constitué par deux couches de fil d'acier doux à faible teneur en carbone enroulé dans des sens opposés autour du fil d'âme.
Dans les interstices du treillis est maintenu un recou- vrement ayant la composition suivante :
EMI12.1
<tb> Rutile <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Matière <SEP> "basique <SEP> n <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argile <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Une proportion importante au moins des alliages ferreux est du type à faible teneur en carbone. Par exemple, les alliages ferreux peuvent comprendre 10 à 15 parties en poids de ferro-manganése à
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faible teneur en carbone.
Les matières "basiques" mentionnées ci-avant peuvent comprendre de la fluoridine,si on le désire en mélange avec des carbonates tels que des carbonates de calcium en quantité attei- gnant 20 parties en poids de la matière "basique" totale.
Exemple 5A.
Dans une électrode destinée à la soudure d'un acier résistant au cheminement contenant 1 % de chrome et 0,5 % de molybdène et ren- trant dans le cadre de l'exemple 5, le recouvrement peut avoir la composition suivante :
EMI13.1
<tb> Rutile <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 25 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> à <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> faible <SEP> teneur <SEP> en <SEP> carbone
<tb>
<tb> Ferro-ohrome <SEP> à <SEP> faible
<tb>
<tb> teneur <SEP> en <SEP> carbone <SEP> 7 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb>
<tb> Ferro-molybdène <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Ferro-silicium
<SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Exemple 6.
Dans une électrode destinée à la soudure d'acier à faible teneur en carbone, par exemple des types mentionnés dans l'exemple 5 ci-avant, l'électrode peut avoir une âme avec un treillis l'entourant tel que décrit pour l'exemple µ. Un recouvrement plus "basique" ayant la composition suivante peut être utilisé :
EMI13.2
<tb> Rutile <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Matière <SEP> "basique" <SEP> 35- <SEP> 60 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Alliages <SEP> ferreux <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Argile <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Exemple 6A.
Dans un exemple précis rentrant dans le cadre de l'exemple 6, le recouvrement peut avoir la composition suivante :
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
<tb> Rutile <SEP> 5 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 46 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pierre <SEP> calcaire <SEP> 4 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 20 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganèse <SEP> à <SEP> 12 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> faible <SEP> teneur <SEP> en <SEP> carbone
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-chrome <SEP> à <SEP> faible
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> teneur <SEP> en <SEP> carbone <SEP> 7 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-molybdène <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP>
poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silicium <SEP> 3 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la soudure à l'arc électrique de matière ferreuse comprenant l'établissement d'un arc électrique entre une pièce de ladite matière et une électrode recouverte ayant une âme munie d'un recouvrement contenant une matière basique telle que définie dans le présent brevet dans des proportions de 15 et 60 parties en poids et une matière rutile dans une proportion comprise entre 40 et 0 par- ties en poids, la proportion en poids de matière rutile étant infé- rieure à 150 du poids de la matière basique, conjointement avec du feldspath en quantité atteignant 10 à 30 parties en poids et des al- liages ferreux entre 15 et 20 parties en poids, et l'amenée d'un gaz constitué essentiellement par de l'anhydride carbonique afin de proté- ger la zone de soudure par rapport à l'atmosphère.
<Desc / Clms Page number 1>
the present invention relates to methods and electrodes for electric arc welding of ferrous materials.
Electrodes having a core wire surrounded by a flux covering have been used for many years and a wide range of different covering compositions have been used to provide a range of electrodes each particularly suited for the welding of specific materials. under specific conditions
<Desc / Clms Page number 2>
born not only of current but also of position.
Electrodes having a coating composition containing a high proportion of "basic" materials, for example calcium fluoride, have been found capable, even at high current densities, of depositing a solder material having good current density. mechanical properties, but the electrodes have been found to be suitable, at high current densities, only for welding in a relatively flat position. Further, when large deposits are to be made with such electrodes under normal conditions, in one or more passes, porosity may result in the deposited weld metal.
On the other hand, electrodes having a cover containing a high proportion of rutile material have been found to be more suitable for welding in a position other than planar, for example in the horizontal-vertical bead position, but at Unless the current density is severely limited, it has been found that the mechanical properties of the weld metal deposited by these electrodes are relatively poor.
The term "basic" used in the present patent indicates inorganic materials such as, for example, calcium carbonate in one of its various forms, for example limestone, magnesium carbonate and other carbonates which are "basic" in the sense of the term as normally used for electrode covers and include materials such as calcium fluoride and other metal fluorides and fluoride mixtures occurring in minerals normally used for the preparation. production of flux coverings for welding electrodes.
In the technique of manufacturing welding electrodes, these "basic" materials are opposed to essentially "rutile" materials which consist of oxides of titanium or of minerals such as, for example, ilmenite which contain a strong proportion of titanium dioxide associated with other compounds. Since zirconium silicate can be used to partially replace oxy-
<Desc / Clms Page number 3>
Of titanium, this material should be considered a rutile material for the purposes of the present invention, when used in conjunction with oxides of titanium in the coating.
This patent is based on the provisional specification disclosures filed for UK patent application numbers 16.648 / 56 and 38.689 / 56. In the first of these provisional specifications, examples were given of coated welding electrodes the covers of which comprise rutile material and basic material in proportions determined for use in welding mild steel and of low carbon steel by the process of the present invention.
It has been discovered that such electrodes can be used for welding in a non-planar position with the process according to the present invention, if this covering contains a much higher proportion of rutile material than that of basic material and one suggested that the rutile material could constitute between 50 and 25% by weight of the coating composition. By the expression clearly higher proportion of rutile material is meant in the present patent not less than 150% by weight of the basic material.
Another provisional specification filed for UK Patent Application No. 36,154/56 indicates that the rutile material can constitute between 65% and 20% by weight of the coating composition. The first provisional specification also describes electrodes having less than this proportion of rutile material in the covering and, as indicated in the second of said provisional specifications, electrodes having covers whose proportion of rutile material is equal to or much less than that of basic material can be advantageously used for the coating. process according to the present invention.
Thus, if a shielding gas consisting essentially of carbon dioxide is used in conjunction with these electro / s, there is a reduction in porosity which tends to occur upon
<Desc / Clms Page number 4>
.these electrodes when significant deposits are made enme or several passes.
The expression should be understood to mean "a gas consisting essentially of carbon dioxide", a gas containing at least 80 by volume of carbon dioxide. Carbon monoxide, gaseous hydrocarbons, nitrogen or mono-atomic gases such as argon or a small percentage of oxygen can also be present either singly or as a mixture.
According to the present invention, a method of electric arc welding of ferrous material comprises establishing an electric arc between a piece of said material and a covered electrode having a core provided with a covering containing a material " basic "as defined in the present patent in proportions of 15 and 60 parts by weight and of the rutile material between 40 and 0 parts by weight, the proportion by weight of rutile material being less than 150% by weight of the basic material, together with feldspar in an amount varying between 10 and 30 parts by weight and ferrous alloys between 15 and 20 parts by weight, and the application of a gas consisting essentially of carbon dioxide to protect the gas. weld zone with respect to the atmosphere.
It will be appreciated that the above-mentioned range of coating compositions includes compositions containing approximately equal proportions of basic materials, such as fluoridine, and rutile. This range also includes coating compositions having higher and lower proportions of bases and rutiles than these.
The present invention also includes coated welding electrodes for welding according to this process.
The coating compositions can also contain metallic powders, such as, for example, iron powder and they can, if desired, contain a small proportion.
<Desc / Clms Page number 5>
of material intended to facilitate the extrusion of the covering composition. After the coating composition has been applied to the core wire, it is highly desirable that the coated electrode be baked at a temperature sufficiently high to remove free water which may be contained in silicates or other binders or in the minerals contained in the covering composition.
Removal of this water greatly reduces the hydrone content of the deposited weld metal. In order to facilitate the adhesion of the covering composition on the electrode, the core wire may be surrounded by one or more wires wound helically in one or more layers, this or these wires being in electrical contact with the core wire and being exposed through the surface of the cover for at least part of their length so as to establish paths for the supply of electric current to the core wire.
The invention can be applied to short lengths of welding electrodes as normally used for manual welding and in which the electrical connection with the core wire is normally made at one electrode end, but the electrical connection with the core wire is normally made at one electrode end. The present invention is particularly applicable to continuous electrodes which can be wound up intended for automatic or semi-automatic welding. It should be noted, however, that short lengths of solder electrodes according to the present invention can be coupled end to end to form a continuous electrode.
With continuous electrodes covered with flux, it is necessary to bring the electric current from one or more contact members to the core wire when the electrode passes through a solder head. Contact with the core wire may, if desired, be made by one or more knife edges which pass through the cover as the electrode passes through the solder head, but the electrode is preferably provided with one or more layers of wire or wound son in electrical contact with 1'time.
Coiled wire or outer coiled wire when more than one layer
<Desc / Clms Page number 6>
@ exists, is exposed through the flux cover in order to come into contact with one or more contact members when the electrode passes through a solder head. One form of crosslinked coil electrode construction as described in UK Patent 584,299 is particularly suitable, but other constructions with one or more layers of coiled wires each consisting of one or more wires may be used.
A weld electrode construction according to the present invention is shown in the accompanying drawing, which schematically shows the / electrode used to deposit a layer of weld metal on a workpiece by the method according to the present invention.
According to this drawing, a continuous welding electrode is constituted by a core wire 1 surrounded by a mesh of wires, with which it is in electrical contact and constituted by an internal layer formed by four parallel wires 2, 3, 4, and 5 helically wound around the core thread clockwise and an outer layer formed by four other parallel threads 6,7, 8 and 9 helically wound around the layer interior, counterclockwise. Sons 6, 7; 8 and 9 extend to the surface of the electrode and they are in electrical contact with wires 2, 3, 4 and 5. The interstices between the wires of the two layers of the mesh are filled with a covering material. - vrement 10, the composition of which conforms to one of the examples given below.
The coating composition includes deoxidizing and flux materials and may contain metallic powders such as iron powder.
The welding electrode is designed to be supplied continuously by conventional means not shown through a nozzle 22 to a part 11 and conventional contact means not shown but arranged so as to come into contact with the parts. outer wires 6, 7, 8 and 9 are provided in order to bring the electric current to the welding electrode immediately before the nozzle 22, by the in-
<Desc / Clms Page number 7>
Intermediate from the mesh to the core thread 1.
In operation, an arc is established between the weld electrode and the workpiece 11 and the weld electrode is fed continuously through the nozzle 12 to the workpiece 11 in order to deposit a layer 14 of metal. solder of the desired composition. Carbon dioxide is sent. Our electrode through the nozzle 22 to the part 11 so as to circulate around the welding electrode and protect the welding electric arc, as indicated by the arrows. The shielding gas can also provide protection for the weld area from the ambient atmosphere in the vicinity of the arc.
The slag forming materials contained in the cover form a protective layer 15 on the deposited weld metal 14, protecting the latter from contact with the atmosphere during cooling. By using one of the coating compositions specified in the examples below, together with the carbon dioxide shield, very stable solder conditions are obtained as well as a very even finish of the solder. Further, the process results in the formation of a slag deposit which can be easily removed.
It will be appreciated that the construction of electrodes used for carrying out the method according to the present invention can be of any type. The wound wires 2, 3, 4, 5,6, 7, 8 and 9 can, for example, be omitted in the electrode shown in the drawing, so that the electrode is constituted by a core wire 1 having a recovery 10.
A certain number of examples of welding electrodes and of covering compositions intended to be used for carrying out the process according to the present invention will now be described without limitation. In each case, the electrode must be
EMI7.1
* '' \ fired at a temperature high enough to dehydrate the coating greatly if a weld metal having the best mechanical properties is to be deposited.
<Desc / Clms Page number 8>
Example 1.
An electrode for automatic welding of mild steel comprises a mild steel core wire surrounded by a mesh consisting of two layers of wires wound in opposite directions around the core wire.
The wires forming the mesh are made of mild steel. In the interstices of the lattice, a covering is maintained having the following composition:
EMI8.1
<tb> Rutile <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 10-- <SEP> 25 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> '<SEP>
<tb>
Iron powder can be added in order to obtain an appropriate metal / flux ratio in the electrode.
The ferrous alloys can include up to 15 parts by weight of ferro-manganese and the remainder can be ferro-silicon, ferro-aluminum, and / or other deoxidizing ferrous alloys.
Example 1A.
In an electrode coming within the scope of Example 1 above * the covering contains the following elements:
EMI8.2
<tb> Rutile <SEP> 40 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Floridine <SEP> 15 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 15 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 18 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
Ferrous alloys can include 15 parts by weight of ferro-manganese and three parts by weight of ferro-silicon. If desired, part of the ferro-silicon can be replaced by and / or ferro-titanium / by ferro-aluminum.
Example 2.
, --------
An electrode for welding mild steel has a mild steel core wire surrounded by a mesh of wires formed by two layers of mild steel wires wound in opposite directions. Layers
<Desc / Clms Page number 9>
forming the mesh can include one or more wires in each of them.
The interstices of the mesh are filled with a covering having the following composition:
EMI9.1
<tb> Rutile <SEP> '<SEP> 30 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 20 <SEP> -40 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 0 <SEP> -10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 10 <SEP> -30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Clay <SEP> bentonite <SEP> o- <SEP> 5 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
Ferrous alloys include 10 to 20 parts by weight of ferro-manganese and 0 to 10 parts by weight of other ferrous alloys constituting deoxidizing agents such as, for example, ferro-silicon, ferro-titanium and ferro. -aluminum. xempb 2A.
In an electrode according to Example 2, the covering composition can be comprised within the following limits:
EMI9.2
<tb> Rutile <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 0-10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganese <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silicon <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Clay <SEP> bentonite <SEP> 0- <SEP> 2 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
Example 2B.
In an electrode according to Examples 2 and 2A, the covering may have the following composition:
EMI9.3
<tb> Rutile <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganese <SEP> to <SEP> 18 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> low <SEP> content <SEP> in <SEP> carbon
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silioium <SEP> 1 <SEP> part <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Argile'bentonite <SEP> 1 <SEP> part <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<Desc / Clms Page number 10>
Example 3.
An electrode for welding mild steel has a mild steel Orne wire surrounded by a wire mesh consisting of two layers of mild steel wire wound in opposite directions., The layers forming the mesh may include a wire mesh. or several threads in each of them.
The interstices of the mesh are filled with a covering having the following composition
EMI10.1
<tb> Fluoridine <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 0-10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> '<SEP> 20 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Clay <SEP> bentonite <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
When simultaneously using fluoridine and limestone, the upper limit for these two ingredients considered together is 60 parts by weight.
Ferrous alloys include 10 to 20 parts by weight of ferro-manganese and 0 to 10 parts by weight of other ferrous alloy deoxidizers, such as, for example, ferro-silicon, ferro-titanium and ferro-aluminum .
Example 3A.
The coating composition of an electrode according to Example 3 can be included within the following limits:
EMI10.2
<tb> Fluoridine <SEP> 45 <SEP> - <SEP> 55 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferro-manganese <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferro-silicon <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Clay <SEP> bentonite <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 2 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
When fluoridine and limestone are used simultaneously, the upper limit for these two ingredients taken together is 60 parts by weight.
Example 3B
A particular covering composition falling into the
<Desc / Clms Page number 11>
framework of Examples 3 and 3A may be as follows:
EMI11.1
<tb> Fluoridine <SEP> 50 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 6 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pontspath <SEP> 6 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganese <SEP> to <SEP> 16 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
low carbon
Ferro-silicon 2 parts by weight
Pontspar is a mineral containing a mixture of feldspar and clay.
Example 4.
An electrode for automatic welding of mild steel has a mild steel core wire surrounded by a mesh consisting of two layers of wires wound in opposite directions around the core wire. The wires constituting the mesh are made of mild steel. In the interstices of the mesh is maintained a covering having the following composition:
EMI11.2
<tb> Rutile <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 40 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Clay <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
Example 4a
In an electrode intended for welding mild steel according to Example 4 above, the covering may have the following composition:
EMI11.3
<tb> Rutile <SEP> 5 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 8 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 43 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 23 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-manganese <SEP> 13 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-silicon <SEP> 2 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferro-aluminum <SEP> 2 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
<Desc / Clms Page number 12>
Example 5.
A method according to the present invention can be used for welding steels of the low alloy type such as, for example, steels resistant to tracking. Typical steels of this type have low carbon contents, generally less than 0.15% and may contain up to 10% of the element :! alloy, such as, for example, molybdenum, chromium and / or nickel. Known steels of this type have the following proportions of main alloying ingredients: a. 0.5% molybdenum b. 1% chromium, 0.5% molybdenum o. 2-2.5% chromium, 1.0% molybdenum d. 4-6% chromium, 0.5% molybdenum e. 3-5% nickel.
It should be particularly noted that, for the welding of this type of steel, it is necessary to ensure a low carbon content of the weld metal deposited in order to obtain the correct mechanical and metallurgical properties.
For welding of run-resistant steel, an electrode may comprise a low carbon mild steel core wire surrounded by a mesh consisting of two layers of low carbon mild steel wire. made of carbon wound in opposite directions around the core wire.
In the interstices of the mesh is maintained a covering having the following composition:
EMI12.1
<tb> Rutile <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> Material <SEP> "basic <SEP> n <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Clay <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
At least a significant proportion of the ferrous alloys is of the low carbon type. For example, ferrous alloys can include 10 to 15 parts by weight of ferro-manganese to
<Desc / Clms Page number 13>
low carbon content.
The aforementioned "basic" materials can comprise fluoridine, if desired in admixture with carbonates such as calcium carbonates in an amount up to 20 parts by weight of the total "basic" material.
Example 5A.
In an electrode intended for welding a path-resistant steel containing 1% chromium and 0.5% molybdenum and falling within the scope of Example 5, the coating may have the following composition:
EMI13.1
<tb> Rutile <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Fluoridine <SEP> 25 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 5 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferro-manganese <SEP> to <SEP> 12 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> low <SEP> content <SEP> in <SEP> carbon
<tb>
<tb> Ferro-ohrom <SEP> to <SEP> low
<tb>
<tb> content <SEP> in <SEP> carbon <SEP> 7 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP>
<tb>
<tb> Ferro-molybdenum <SEP> 3 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferro-silicon
<SEP> 3 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
Example 6.
In an electrode for welding low carbon steel, for example of the types mentioned in Example 5 above, the electrode may have a core with a mesh surrounding it as described for Example µ. A more "basic" cover having the following composition can be used:
EMI13.2
<tb> Rutile <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Material <SEP> "basic" <SEP> 35- <SEP> 60 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Ferrous <SEP> alloys <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Clay <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
Example 6A.
In a specific example coming within the scope of Example 6, the covering may have the following composition:
<Desc / Clms Page number 14>
EMI14.1
<tb> Rutile <SEP> 5 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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<tb> Fluoridine <SEP> 46 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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<tb> Stone <SEP> limestone <SEP> 4 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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<tb> Feldspar <SEP> 20 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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<tb> Ferro-manganese <SEP> to <SEP> 12 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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<tb> low <SEP> content <SEP> in <SEP> carbon
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<tb> Ferro-chromium <SEP> to <SEP> low
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<tb> content <SEP> in <SEP> carbon <SEP> 7 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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<tb> Ferro-molybdenum <SEP> 3 <SEP> parts <SEP> in <SEP>
weight
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<tb> Ferro-silicon <SEP> 3 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
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CLAIMS.
1. A method for electric arc welding of ferrous material comprising establishing an electric arc between a piece of said material and a covered electrode having a core provided with a covering containing a basic material as defined in present patent in proportions of 15 and 60 parts by weight and a rutile material in a proportion of between 40 and 0 parts by weight, the proportion by weight of rutile material being less than 150 of the weight of the basic material, together with feldspar in an amount up to 10 to 30 parts by weight and ferrous alloys between 15 and 20 parts by weight, and supplying a gas consisting essentially of carbon dioxide in order to protect the area welding relative to the atmosphere.