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La présente invention se rapporte à des électrodes pour le soudage à l'arc électrique.en vue d'appliquer une soudure se composant d'acier allié, en particulier à des électrodes nues (non gainées) pour le soudage automatique ou semi-automatique sous gaz protecteur ou sous couche de poudre. L'invention est fondée sur le type d'électrode connu, qui est réalisée comme une enveloppe en acier doux non allié, remplie de poudre métallique. De telles électro- des sont produites la plupart du temps à partir d'un feuil- lard métallique, qui est cintré ou laminé en un tube ouvert, .lequel est rempli d'une quantité proportionnée d'un mélan- ge de poudre et qui est ensuite fermé par pliage intérieur des bords.
Le tube ainsi produit est ultérieurement usiné éventuellement par laminage ou par étirage.
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Les électrodes connues du type indiqué ci-avant pré- sentent une haute résistance électrique par unité de lon- gueur et, de ce fait, une densité de courant admissible insuffisante, qui devait être une des causes de l'applica- tion pratique, jusqu'ici très peu importante, de ces élec- trodes. Comme on le sait, la vitesse de soudage, exprimée par exemple par le poids du métal appliqua par minute, est en substance proportionnelle à l'intensité du courant de soudage pour une électrode donnée. On a essayé d'améliorer la conductibilité électrique en chauffant l'électrode à une température tellement élevée que la charge de poudre s'ag- glomère par début de fusion en un corps cohérent. L'amélio- ration accessible de cette manière de la densité de courant admissible est cependant complétement insuffisante.
De même, lors de la fabrication des électrodes, des difficultés ap- paraissent, parce que la poudre a tendance à se diviser en fractions de composition différente dans le dispositif de remplissage, de sorte que la composition de la charge est soumise à des variations irrégulières. Cette tendance à la ségrégation est d'autant plus perturbatrice, que plus peti- te est la quantité de poudre à introduire par unité de Ion-,, gueur. Pour l'élimination de la ségrégation, on a proposé de mélanger la poudre avec un liant pour former une pâte, qui est introduite'par des presses à extrusion dans le feuil, lard métallique en forme de gouttière. Au cours de cette technique opératoire, la charge doit cependant être sèche, avant que la fermeture de la gouttière ne puisse être réa- lisée.
La fabrication est rendue beaucoup plus chère et plus difficile par ce séchage, en particulier dans le cas d'une production d'électrodes de grandes longueurs pour le soudage automatique.
La présente invention a pour but 3'améliorer de tel- les électrodes pour le soudage à l'arc électrique, qui se composent d'une enveloppe en acier doux non allié et d'une
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charge de poudre métallique contenant au moins deux métaux non ferreux, le poids de la charge de poudre métallique re- présentant au moins les 10% du poids total de l'enveloppe et de la charge. La nouvelle électrode conforme à l'invention se caractérise par le fait que le poids de l'enveloppe re- présente au. moins les 50% du poids total de l'enveloppe et de la charge et que la poudre métallique se compose d'un alliage pulvérulent unique.
Dans l'électrode conforme à l'invention, la conduc- tibilité nécessaire est garantie, du fait qu'au moins la moitié du poids de l'électrode (ou du noyau, lorsqu'il s'a- git d'une électrode' gainée) est formée par l'enveloppe à bonne conductubilité de courant. Simultanément, l'homogénéi- té souhaitée de la composition est garantie, parce que tous les grains de poudre présentent la même composition. La di- vision mentionnée ci-avant de la masse pulvérulente en frag- ments de composition différente, qui, lors de la fabrica- tion de l'électrode conforme à l'invention, se serait mani- festée d'une manière particulièrement perturbatrice par suite de la quantité de remplissage relativement petite, est par conséquent éliminée intégralement et fondamentale- ment.
Pour l'électrode conforme à l'invention,- il est su- perflu d'entreprendre un recuit de frittage pour l'amélio- ration de la conductibilité de l'électrode, puisque la con- ductibilité est déjà tellement élevée que l'amélioration supplémentaire éventuellement obtenue par un frittage n'a pratiquement aucune importance. De même, il n'est pas né- cessaire d'effectuer un frittage éventuellement dans le but d'augmenter la cohésion mécanique de la charge, puisque, par la fermeture de la gouttière et les opérations de lami- nage ou d'étirage subséquentes, la charge de poudre est tellement comprimée qu'elle se comporte le plus souvent comme un corps cohérent.
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L'alliage pulvérulent peut contenir éventuellement aussi du fer en dehors des métaux non ferreux. Lors du-choix de la teneur en fer de l'alliage, il faut tenir compte, d' une part, du désir d'obtenir la meilleure conductibilité pos sible de l'électrode, lequel milite en faveur d'un déplace- ment de la quantité totale de fer de l'électrode vers l'en- veloppe, et, d'autre part, des différentes conditions de prix et d'autres points de vue pratiques, lesquels font ressortir comme étant appropriée le plus souvent l'utilisa- tion d'un alliage à teneur en fer. De préférence, la teneur en fer de l'alliage pulvérulent ne devrait pas être plus é- levée que 50%.
Dans des cas spéciaux, une plus grande teneur en fer peut toutefois être nécessaire ou souhaitée et ce, en particulier, lorsque la quantité de métaux non ferreux à incorporer avec l'électrode est si petite que celle-ci, en temps @ même/que a quantité égale de fer, est plus petite que la valeur limite des 10% du poids total de l'électrode ou du noyau,valeur indiquée ci-avaht et conditionnée au point de vue de la fabrication technique. Dans de tels cas, on doit augmenter la teneur en fer de l'alliage, d'une quantité tel- le que le poids de l'alliage atteigne la hauteur minimum ci- tée. Il peut être recommandé de représenter la quantité de la poudre d'alliage normalement par au moins les 20% approxiJ mativement du poids total de la poudre et de l'enveloppe.
La présente invention comprend également un procédé pour la fabrication des électrodes, dans lequel un feuillard en acier doux non allié est usiné, par exemple, par deux ou plusieurs paires de rouleaux à profiler, en un profilé en forme de gouttière et dans lequel une poudre métallique, qui contient au moins deux métaux non ferreux, est introduite dans la gouttière, les bords de la gouttière sont repliés ensuite, de sorte qu'une enveloppe fermée est produit;:
-, à laquelle on donne une forme de section transversale desif@@ de préférence ronde et une surface de section transverable
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souhaitée, ¯par uno ou piusieurs opérations subséquente. laminage et/ou d'étirais. Conformément à l'invention, une poudre métallique se composant d'un alliage unique est utili- sée et lepois de la quantité de poudre métallique in tro- duite par unité de longueur est déterminé de telle sorte qu' il représente par unité de longueur au moins un neuvième du poids du feuillard en forme de gouttière et soit au maxi- muni de grandeur égale à celui-ci,,
L'acier doux de l'enveloppe peut contenir des te- neurs classiques en métaux désoxydants et éventuellement de petites teneurs en d'autres alliages de métaux. La te- neur en additions d'alliages doit être au maximum d'une grandeur telle que la résistance spécifique de l'acier s'é- lève à 0,30 ohm/m/mm2. De préférence, on utilise un acier d'une pureté telle que la résistance spécifique s'élève au maximum à 0,16 ohm/m/mm2.
La poudre métallique peut être préparée à la manière habituelle par broyage d'un alliage coulé présentant la composition souhaitée, l'alliage étant granulé éventuelle- ment tout d'abord à partir de la forme en fusion pour faci- liter le concassage ou le broyage de l'alliage. De préfé- rence, la poudre est produite à la finesse désirée immédia- tement à partir de l'alliage en fusion suivant le procédé par pulvérisation ainsi appelé, dans lequel un jet de métal fondu est refroidi et broyé finement au moyen d'un jet d'es sous .pression convergeant coniquement vers ce jet de mé- tal.
Le diamètre de l'électrode achevée est à déterminer suivant le domaine d'utilisation et peut se situer entre 1,2et 2,5mm par exemple dans les élecbrodes pour soudage à l'arc sous gaz et entre 4 et 7 mm dans les électrodes pour soudage avec couche de poudre. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ces domaines indiquas uniquement comme exeia- ple.
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Dans les exemples donnés ci-après des électrodes conformes à l'invention, on utilise de l'acier doux non cal mé avec 0,07% de carbone et0,4% de manganèse, comme matière pour l'enveloppe.
Exemple 1 -
L'enveloppe représente les 2/3 du poids -total de l'électrode. La charge de poudre, qui représente par consé- quent un tiers du poids total de l'électrode, se compose d'un alliage chrome-nickel de composition suivante :
EMI6.1
<tb> C <SEP> au <SEP> maximum <SEP> 0,1%
<tb>
<tb> Mn <SEP> " <SEP> 1,6%
<tb>
<tb> Si <SEP> " <SEP> 3,6%
<tb>
<tb> Cr <SEP> " <SEP> 60,0%
<tb>
<tb> Ni <SEP> " <SEP> 27,9%
<tb>
Le reste est du fer.
La soudure propre appliquée par l'électrode se com- pose d'acier chrome-nickel austénitique avec environ 19% de chrome et 9% de nickel.
Exemple 2 -
L'enveloppe représente les 3/4 du poids total de l'é- lectrode. La charge de poudre, qui représenta un quart du poids total de l'électrode, se compose d'un ferromanganèse avec une haute teneur en silicium :
EMI6.2
<tb> C <SEP>
<tb>
<tb> Si <SEP> 7%
<tb>
<tb>
<tb> Mn <SEP> 63%
<tb>
Le reste est du fer.
L'électrode fournit une soudure propre se composant d'un acier au manganèse austénitique.
Exemple 3 -
L'enveloppe représente,les 3/4 du .poids total de l'électrode. La charge de poudre, qui représente un quart du poids total de 1'électrode, se compose de l'alliage sui- vant :
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EMI7.1
<tb> C <SEP> 1,3%
<tb>
<tb>
<tb> Si <SEP> 7,2%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mn <SEP> 5,2%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr <SEP> 3,8%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tu <SEP> 33,6%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nb <SEP> 6,4%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Co <SEP> 8, <SEP> ci',. <SEP>
<tb>
Le reste est du fer.
La soudure propre de l'électrode est un acier allié chrome-tungstène-cobalt approprié au soudage par superposi- -tion sur des outils de travail à chaud, comme les cisailles' chaud et les matrices à forger.
Exemple 4 -
L'enveloppe forme les 4/5 du poids total de l'élec- trode . La charge de poudre, qui représente un:-cinquième du poids total de l'électrode, se compose de l'alliage suivant:
EMI7.2
<tb> C <SEP> 3,2%
<tb>
<tb> Si <SEP> 30,0%
<tb>
<tb> Mn <SEP> 1,4%
<tb>
<tb> Or <SEP> 12,0%
<tb>
Le reste est du fer.
La soudure propre de l'électrode est un acier allié silicium-chrome avec une dureté et une résistance à l'usure élevées et une bonne stabilité à la chaleur.
Les électrodes pour le soudage à. l'arc conformes à l'invention peuvent être munies éventuellement d'un gaine de fondant, qui peut contenir d'une manière connue des matières formatrices de gaz et désoxydantes, en dehors de matières formant des scories et des fusions. L'invention comprand aussi de telles réalisations,dans lesquelles l'électrode est tout d'abord munie d'une gaine ou d'un guipage de fil se composant d'une simple couche ou de plusieurs couches super- posées et ensuite d'un revêtement de fondant comprimé,qui comble les espaces intermédiaires entre les enroulements de fils, mais qui laisse à découvert la surface extérieure de
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la gaine de fil, de sorte que la guine de fil métallique peut servir de moyen pour la transmission du courant de sou- dage,
à partir des mâchoires de contact ou autres organes de contact, entre lesquels l'électrode est introduite, au noyau à bonne conductibilité, réalisé conformément à l'in- vention.
REVENDICATIONS -----------------------------
1/ Electrode gainée ou nue pour le soudage à l'arc électrique , se composant d'une enveloppe en acier doux non allié et d'une charge de poudre métallique, qui contient au moins deux métaux non ferreux, le poids de la charge de pou- dre métallique représentant au moins 10% du poids total de l'enveloppe et de la charge, caractérisée en ce que le poids de l'enveloppe représente au moins 50% du poids total de l'enveloppe et de la charge et en ce que la poudre métalli- que se compose d'un alliage pulvérulent unique.