BE634452A - - Google Patents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description


   <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1>   <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
un procédé de soudage automatique à l'arc submergé d'aciers et de fontes, du type dans lequel on emploie un fil d'apport

  
 <EMI ID=5.1> 

  
trode afin de former un joint de soudure avec un métal de base ou ouvrage pendant qu'on protège l'arc par un flux granuleux au cours de l'opération de soudage.

  
La présente invention est, en outre, relative à un appareil convenant pour la réalisation des procédés susdite et à un fil d'apport tubulaire en acier utilisé dans ces pro cédée,

  
Il est bien connu que les procédés classiques de soudage de métaux à l'arc submergé présentent les inoonvénienta par rapport au soudage à l'arc manuel par le fait que les propriétés physiques des soudures sont moins bonnes malgré la plus grande efficacité de l'opération de soudage dans le cas de l'arc submergé, opération qui est effectuée sous un courant de haute densité avec mise à 3 'abri de l'aro par un flux granuleux.

  
Parmi les inconvénients que provoquent lesdits

  
 <EMI ID=6.1> 

  
submergé, on peut citer en premier lieu l'augmentation de la teneur en oxygène de la soudure qui vaut à peu près six fois la teneur obtenue avec le soudage manuel,avec la conséquence d'une moindre résilience de la soudure qui peut être attribuée à une mauvaise désoxydation d'un flux granuleux préfondu utilisé pour abriter l'arc, qui contient comme ingrédients  <EMI ID=7.1> 

  
pable d'effectuer une désoxydation suffisante au cours de l'opération de soudage; en deuxième lieu l'augmentation de la teneur en silicium en même temps que l'énorme augmentation d'inclusions non métalliques telles que des silicate., dans

  
 <EMI ID=8.1> 

  
en troisième lieu la haute densité de courant utilisée pour l'opération de soudage ce qui entraîne un important développent de chaleur par unité de longueur du cordon, retarde la vitesse de refroidissement de la soudure avec, comme conséquence, une structure métallographique à cristaux grossiers et fragiles, par eatemple une structure dendritique pour laquelle la ductilité de la soudure est considérablement diminuée,

  
Pour résoudre ces problèmes, la présente Invention

  
a comme objets de nouveaux procédés de soudage automatique

  
à l'aro électrique présentant des particularités et des avantages qui vont être illustrés ci-après 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
à une rupture sèche de la soudure est obtenue par suite d'une forte désoxydation et d'une moindre inclusion non métalliques de caractère acide.

  
2) Une amélioration de la résilience de la soudure par suite d'une vitesse de refroidissement plus grande du bain de soudure, oe qui permet d'éviter la formation d'une structure dendritique à gros cristaux.

  
 <EMI ID=10.1> 

  
rechargement dure par suite de 11 augmentation de la quantité de soudure déposée et de la largeur des cordons.

  
4) Le procédé de soudage selon la présente invention

  
 <EMI ID=11.1> 

  
des éléments analogues peuvent être contenue dans les propor-

  
 <EMI ID=12.1>  en acier.

  
 <EMI ID=13.1> 

  
diminuée de sorte qu'on obtient une soudure de moindre fragilité et une décarburation.

  
6) Le procédé de soudage est moins sensible à des fissures de la soudure.

  
7) La tension de soudage est réduite.

  
8) Le nombre de passe. peut'.: . être diminue a eause de la grande quantité de soudure déposée par passe de aorte que la durée de l'opération de soudure est moindre.

  
9) Comparativement au cas où on utilise comme flux de protection un ,;flux aggloméré par un liant, on peut utili-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
grande vitesse de soudage de sorte que, selon la présente invention, on peut appliquer les mêmes conditions de soudage à haute efficacité que dans les procédés classiques de soudage à l'arc submergé.

  
Le fil d'apport tubulaire en acier conforme à la présante invention comprend, d'une part, une enveloppe extérieure constituée par une mince bande d'acier à laquelle on a

  
 <EMI ID=15.1> 

  
re, d'un agent désoxydant, d'une matière formant un laitier, d'un agent dénitrurant, d'un agent stabilisateur de l'arc et d'un élément d'alliage, tous ces ingrédients étant sous forme amenuisée. Par conséquent, conformément à l'invention, on

  
peut obtenir une soudure qui convient pour le soudage d'un ouvrage par exemple en acier à haute résistance, en acier inoxydable en fonte, en acier au chrome-molybdène. En outre, on obtient une soudure à basse teneur en phosphore et en soufre par le fait que la basicité du laitier de soudure peut être augmentée en ajoutant des composés de calcium au noyau, ce

  
qui facilite la désoxydation, la déculturation et la déphoepho- <EMI ID=16.1> 

  
lion du fil d'apport peut 4tre réglée en fonction de celle

  
du fil-électrode et d'un but particulier du soudage.

  
En conséquence, un objet de la présente invention consiste à réaliser une soudure améliorée présentant une teneur considérablement réduite en oxygène et en inclusions non métalliques par suite de la désoxydation complète effectuée par une quantité adéquate d'agent désoxydant contenue dans le noyau d'un fil d'apport et possédant de oe fait une plus gran-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
réaliser une soudure améliorée présentant une teneur en azote considérablement réduite par suite d'un agent dénitrurant contenu dans le noyau d'un fil d'apport, des teneurs en silicium, soufre et phosphore considérablement réduites grâce à la plus grande basicité du laitier de soudure, en particulier à un composé de calcium dans le laitier, ce qui facilite l'élimination du soufre et du phosphore du métal de soudure, la soudure

  
 <EMI ID=19.1> 

  
Un autre objet de l'invention consiste à réaliser une soudure améliorée contenant des cristaux de dimensions extrêmement petites par le fait qu'on amène un fil d'apport froid dans un bain de métal fondu et qu'on empêche la crois-

  
 <EMI ID=20.1> 

  
cilite le refroidissement du bain de métal fondu, de sorte que les propriétés physiques de la soudure sont améliorées, en

  
 <EMI ID=21.1> 

  
donne lieu à une moindre tension de soudage.

  
Un autre objet de l'invention consiste en un procédé de soudage à l'arc électrique de métaux dans lequel on fait fondre un fil d'apport par la chaleur de l'arc produit par le fil électrode de sorte que la quantité de soudure déposée

  
 <EMI ID=22.1>   <EMI ID=23.1> 

  
cacité du Boudas..

  
 <EMI ID=24.1> 

  
une soudure présentant une composition qui convient au métal de base 4 souder, cette composition pouvant être réglée en ajoutant n'importe quelle sorte d'élément d'alliage désiré

  
 <EMI ID=25.1> 

  
une soudure ayant une composition métallurgiquement compatible avec le métal de base, tandis qu'on conserve inchangés les ingrédients de l'électrode et le noyau intérieur du fil d'apporta de aorte que l'opération de soudage est réalisée avec facilité et économie,

  
D'autres objets et les moyens de les obtenir apparattront de la description ci-après.

  
Le procédé de soudage automatique à l'arc électrique selon la présente invention comprend l'emploi d'un fil électrode d'un type quelconque à partir duquel l'arc jaillit à l'abri d'un flux granuleux, l'emploi d'un fil d'apport en acier ayant une forme tabulaire, l'enveloppe extérieure de ce fil d'apport contenant ou ne contenant pas un agent désoxydant et le noyau intérieur de ce fil d'apport contenant du flux et/ ou une substance métallique dans oe flux, l'avancement dudit

  
 <EMI ID=26.1> 

  
trode, soit à une vitesse au choix au moyen d'un moteur indépendant d'un autre moteur utilisé pour faire avancer le fil électrode.et la fusion du fil d'apport au moyen de la chaleur de l'arc provenant du fil électrode, Le noyau du fil d'apport peut être constitué d'un agent désoxydant tel que le ferromanganèse et la ferro-silloium, ou d'un agent dénitrurant tel que le ferro-zirconium ou d'une matière formant laitier pour faciliter l'opération de soudage et pour régler la basicité

  
 <EMI ID=27.1> 

  
tels que le nickel, le chrome, le molybdène, le titane et le zirconium.

  
D'autres détails de l'invention apparaîtront au

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
l'appareil Belon l'invention*

  
les figures 2(a), (b) et(o) représentent, après a-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
d'exécution préférées de fils d'apport selon l'invention contenant un noyau de flux.

  
La figure 3 est une vue latérale schématique d'un appareil à utiliser dans l'invention. La figure 4 est une vue latérale schématique d'un autre appareil à utiliser dans l'invention.

  
 <EMI ID=31.1> 

  
un moteur 7 servant à faire avancer un [pound]il-électrode dans

  
 <EMI ID=32.1> 

  
d'apport tubulaire en acier 5 contenant un noyau de flux ,

  
 <EMI ID=33.1> 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
celui-ci étant protégé par un flux granuleux 3 qui sert en même temps comme écran de protection au-dessus du bain de métal fondu (non représenté). Les flèches A indiquent la direction dans laquelle le travail de soudas progresse, Dans l'appareil selon la figure 3, le fil-éleotrode et le fil d'apport portés par un même support sont montés de façon que leurs mouvements soient mécaniquement synchronisés par un

  
 <EMI ID=35.1> 

  
d'apport peut être entraîné à volonté à une autre vitesse

  
 <EMI ID=36.1> 

  
de sorte qu'une relation non synchronisée est ainsi établit entre le fil-électrode et le fil d'apport.

  
Les file d'apport à noyau de flux représenté* aux <EMI ID=37.1>  <EMI ID=38.1> 

  
forme d'un tube ainsi qu'un noyau intérieur constitué par du

  
 <EMI ID=39.1> 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
De toute façon, auoun courant n'est transmis par le fil d'apport.

  
Les exemples suivants illustrent quelques formes d'exécution particulières de l'invention.

EXEMPLE 

  
Le soudage d'acier doux a été réalisé par l'emploi d'un fil d'apport selon l'invention contenant dans son noyau du ferro-manganese et du spath-fluor. Les résultats de ce soudage apparaissent dans le tableau ci-après.

  

 <EMI ID=41.1> 
 

  
 <EMI ID=42.1> 

  

 <EMI ID=43.1> 


  
EXEMPLE 3 

  
Le soudage d'acier à haute résistance à la traction,

  
 <EMI ID=44.1> 

  

 <EMI ID=45.1> 
 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
de l'ordre de 80 kg/mm2 a été repliée au moyen d'un fil d'apport selon l'invention dont le noyau contenait du nickel, du

  
 <EMI ID=47.1> 

  

 <EMI ID=48.1> 


  
EXEMPLE 5

  
Un rechargement superficiel dur a été déposé con-

  
 <EMI ID=49.1> 

  
selon l'invention dont le noyau contenait, du nickel, du chrome, du vanadium, du molybdène, du carbure de chrome, du ferromanganèse et du spath-fluor, 
 <EMI ID=50.1> 
 <EMI ID=51.1> 
  <EMI ID=52.1> 

  
te invention, d'employer un fil-électrode en acier doux tandis que le fil d'apport tubulaire contient un flux et des éléments d'alliage ou d'employer un fil-électrode contenant des ingrédients spécifiques tandis que le fil d'apport contient un flux et des éléments d'alliage spécifiques afin que la soudure convienne pour le métal de base d'un type quelconque, en par-

  
 <EMI ID=53.1> 

  
l'acier au tungstène, l'acier au chrome-molybdène et pour des fontes. Le fil d'apport peut être du même genre que le métal de base.

  
Conformément au procédé de soudage de l'invention, l'action désoxydante est effectuée parfaitement lorsque l'agent désoxydant est à l'état non-oxydé.

  
Contrairement à l'état antérieur de la technique où on a employé un fil-électrode possédant à l'intérieur une quantité considérable d'agent désoxydant afin de compenser une action désoxydante déficitaire, on peut utiliser avec entière satisfaction dans le procédé selon l'invention, un fil électrode constitué par un acier ordinaire parce que dans ce procédé on utilise un fil d'apport à noyau de flux*

  
 <EMI ID=54.1> 

  
convenable d'élément d'alliage tel que du niokel, du chrome, du molybdène et du vanadium de façon à régler la composition chimique de la soudure à obtenir.ainsi que cela résulte des exemples qui précèdent on peut réaliser facilement la soudage des différents aciers à haute résistance à la traction, de l'ordre, par exemple, de 60 kg/mm2, de 70 kg/mm2, de 

  
 <EMI ID=55.1> 

  
à être utilisés à basse température. De plus, on peut obtenir

  
 <EMI ID=56.1>

Claims (1)

  1. <EMI ID=57.1>
    la soudure est réduite et que, pour ce motif, la ductilité
    de la soudure est considérablement améliorée.
    En outre, puisqu'aucun courant n'est transmis par
    <EMI ID=58.1>
    dre que nous l'effet de la chaleur de l'arc entre le filélectrode et le métal de base, ce qui contribue à réduire la
    densité du courant électrique. En conséquence" la croissance
    de la structure dendritique qui amoindrit la ductilité de la
    soudure eat contrecarrée, la tension de soudure est diminuée,
    <EMI ID=59.1>
    fragile ou douoe, la résistance aux fissures est remarquablement améliorée et l'efficacité de la soudure est grandement
    améliorée par suite du dépôt d'ingrédients métalliques du fil
    d'apport selon l'invention.
    Conformément au même principe que celui sur lequel
    la présente invention eat basée, on peut effectuer le soudage
    vertical de deux tôles verticales placées dans le prolongement
    l'une de l'autre en utilisant des patina refroidit en cuivre
    qu'on déplace le long de l'ouverture entre lesdites tôles dé-
    puis le bas jusqu'en haut de cette ouverture et obtenir une
    soudure satisfaisante avec ou sana l'emploi d'un flux granuleux pour protéger l'arc.
    <EMI ID=60.1>
    dans lequel un arc jaillissant à partir d'un fil-électrode
    en acier eat protégé par un flux granuleux, caractérisé par une alimentation continue d'un fil d'apport tabulaire en acier en synchronisme avec ledit fil-électrode, ledit fil tubulaire étant formé par une enveloppe tubulaire extérieure en acier
    <EMI ID=61.1>
    d'une matière formant laitier, d'un agent stabilisateur d'aro, cet agent, cet élément ou cette matière étant unique ou formé de plusieurs substances et par une fusion dudit fil d'apport tubulaire en acier au moyen de la chaleur de l'arc jaillissant dudit fil-électrode.
    <EMI ID=62.1>
    le flux du noyau contient au moins un agent désoxydant choisi dans le groupe constitué par le calcium, le magnésium et le
    <EMI ID=63.1>
    de silicium et de titane.
    <EMI ID=64.1>
    l'intérieur du fil d'apport tubulaire en acier contient, en plus du flux une matière métallique dans ce flux, de la même nature ou d'une autre nature que celle de l'enveloppe extérieure en acier .
    4.- Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'intérieur du fil d'apport tubulaire en acier contient, en plus du flux, une matière métallique disposée dans ce flux,
    <EMI ID=65.1>
    pe extérieure en acier*
    <EMI ID=66.1>
    on fait avancer le fil d'apport tubulaire en acier d'une façon continue, à une vitesse appropriée, au moyen d'un moteur in-
    <EMI ID=67.1> <EMI ID=68.1>
    dépendant du moteur qui fait avancer le fil-électrode.
    7.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé
    <EMI ID=69.1>
    d'une façon continue, à une vitesse appropriée, au moyen d'un moteur indépendant du moteur qui fait avancer le fil-électrode.
    8.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel on fait avancer le fil d'apport tubulaire en acier d'une façon continue, à une vitesse appropriée, au moyen d'un moteur indépendant du moteur qui fait avancer le fil-électrode.
    9.- Appareil pour la réalisation du procédé eelon l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, comprenant un moteur pour l'avancement du fil-électrode et un moteur pour l'avancement du fil d'apport tubulaire en acier monté sur le même arbre que le premier et ayant un mécanisme capable
    de réaliser le synchronisme des deux moteurs.
    10.- Appareil selon la revendication 9, dans lequel
    <EMI ID=70.1>
    tinue à une vitesse choisie à volonté par entraînement au moyen d'un moteur indépendant de celui qui fait avancer le filélectrode,
    11.- Fil d'apport tubulaire en acier convenant peur
    <EMI ID=71.1>
    tre des revendications 1 à 8, contenant comme ingrédients .
    <EMI ID=72.1> 12.- ?il d'apport tubulaire en acier convenant
    <EMI ID=73.1>
    <EMI ID=74.1>
    <EMI ID=75.1>
    <EMI ID=76.1>
    <EMI ID=77.1>
    <EMI ID=78.1>
    <EMI ID=79.1>
    <EMI ID=80.1>
    <EMI ID=81.1>
    14.- Fil d'apport tubulaire en acier convenant pour le dépôt par soudure de rechargement superficiel dur par le procédé selon l'une ou l'autre des revendication. 1 à 8, conte-
    <EMI ID=82.1> <EMI ID=83.1>
    <EMI ID=84.1>
    trique dans lequel le soudage est effectué de façon continue pendant qu'on déplace des patina en cuivre refroidie dans la direction verticale députa le bas jusqu'en haut de l'ouverture ménagée entre deux tôles en acier disposées verticalement dans le prolongement l'une de l'autre, caractérisé par l'avancement continu d'un fil d'apport tubulaire en acier, soit en synchronisme avec un fil-électrode, soit à une vitesse appropriée au moyen d'un moteur indépendant du moteur qui fait
    <EMI ID=85.1>
    avancer le fil-électrode/intérieur dudit fil d'apport tubulaire en acier contenant un flux constitué d'un agent désoxydant, d'un agent dénitrurant, d'un élément d'alliage, d'un agent formant laitier, d'un agent stabilisateur d'arc, ledit agent/ou élément étant unique ou formé de plusieurs substances et par la fusion dudit fil d'apport tubulaire en acier sous un écran de flux au moyen de la chaleur de l'arc jaillissant dudit fil électrode.
    <EMI ID=86.1>
    tient, au sein dudit flux, une matière métallique de la même nature ou d'une autre nature que le tube en acier extérieur*
    <EMI ID=87.1>
    le soudage est réalisé sans emploi d'un flux de protection
    de l'arc, <EMI ID=88.1>
    le soudage est réalisé sans l'emploi d'un flux de protection de l'arc et dans lequel une matière métallique est disposée dans un flux remplissant l'intérieur du fil d'apport tubulaire en acier, ladite matière métallique étant de la même nature ou d'une autre nature que le fil d'apport tubulaire extérieur.
    <EMI ID=89.1>
    tels que décrits ci-avant et tels que représentés aux desoins.
BE634452D 1962-07-05 BE634452A (fr)

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