CH254013A - Electrode de soudure et son procédé de fabrication. - Google Patents

Description

  Electrode de soudure et son procédé de fabrication.    L'invention est. relative aux électrodes ou  baguteues de métal d'apport utilisées pour la  Soudure à l'arc électrique ou au chalumeau,  et.     contenant    des     ingrédients    additionnels ou       fondants    dispersés à l'intérieur de la masse  métallique. Elle concerne tout d'abord une  électrode de soudure en forme de tige conte  nant. des     particules    de fondant dispersées       dans    la masse, caractérisée par le fait que les       matières    fondantes sont distribuées à l'état  de grains pratiquement non fondus dans un  boudin continu de métal solide.  



  L'invention a également pour objet un  procédé de fabrication de la. tige de soudure  ainsi définie. Ce procédé est caractérisé par  le fait que l'on mélange entre eux un jet de  métal liquide et un jet de fondant à l'état  granuleux et que l'on refroidit ce mélange  avant que le fondant ait été porté sensible  ment à la fusion.  



       Dans    une forme d'exécution économique  du procédé, on introduit simultanément dans       un    laminoir sphérique, par exemple, un jet  de métal liquide et un jet de     matières    granu  leuses telles que celles ordinairement     utili-          comme    fondants ou comme revêtements  d'électrodes pour la soudure. Un tel laminoir  permet. de refroidir     immédiatement    le jet de  métal liquide sans laisser une     quantité    appré  ciable de ce dernier s'accumuler sous la. forme       d'un    bain entre le jet introduit et la tige so  lide sortante.

   En opérant ainsi, on peut     éviter     la. fusion des matières granuleuses solides,    bien que leur température de fusion soit gé  néralement inférieure à celle du métal. En  limitant au minimum la durée du contact  entre le métal liquide et les     fondants    et en  prenant des grains plus     gros.    qu'il n'est       d'usage    dans la, fabrication d'électrodes en  robées, on peut produire une tige     semi-métal-          lique    solide contenant une quantité notable  de matières non fondues ou superficiellement  fondues, dispersées uniformément dans un  boudin continu de métal.  



  Cette tige     semi-métallique    peut être uti  lisée sous forme d'électrode pour la soudure  automatique à l'arc avec contact électrique  sur la surface de la tige, ou elle peut être  fractionnée en petits éléments pour la soudure  manuelle à l'arc électrique ou au chalumeau.  



  Une variante du procédé faisant, l'objet  de l'invention consiste à mouler des tiges de  soudure en éléments courts obtenus en ver  sant     simultanément    dans un moule     tubulaire     un jet de métal liquide et un jet de matières  solides granuleuses et en provoquant une so  lidification brusque du métal, grâce _à une  dissipation rapide de la. chaleur à travers les  parois du moule.  



  Un des avantages de la. présente invention  réside en     ee    qu'on peut introduire les fon  dants à l'état pur et sans eau, ni accompa  gnés de liants tels que le silicate de soude ou  de potasse, et     exempts    de lubrifiants     d'extru-          dage    tels que la bentonite et d'autres ingré  dients     .contenant    du magnésium ou de l'ahi-      minium sous forme combinée;     corps        inutiles     ou même     nuisibles    que l'on trouve souvent  dans les électrodes de soudure fabriquées par  les procédés antérieurs.

   La présence d'humi  dité dans les fondants est particulièrement       nuisible,    car elle ne peut être complètement  éliminée, même par une cuisson prolongée au  four, et elle peut donner lieu à des- projections  et à     :des    explosions dans l'arc ou dans la       flamme    quand la baguette est utilisée pour  la soudure.  



  On pourrait aussi employer comme fon  dants ou ingrédients additionnel des matières  qui sont sensibles à l'eau, soit chimiquement.  soit par imbibition ou     absorption.    Dans cette  catégorie sont compris les chlorures et     fluo-          rures    de sodium, de potassium et de     lithium,     si     essentiels    dans la soudure de l'aluminium  et de ses alliages.

   Le procédé conforme à l'in  vention, non seulement permet d'utiliser  comme     fondants    des sels desséchés, mais aussi  de réaliser une très bonne     protection    contre  l'absorption de l'humidité de l'air après fabri  cation, puisque ces     matières    fortement     hy-          groscopiques        :seront    incluses à l'intérieur de  la tige et     resteront    à l'abri de l'air jusqu'à  ce     qu'elles    soient libérées dans l'opération de  soudure.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une     baguette    de soudure objet de  l'invention et deux dispositifs pour la mise  en ouvre du procédé revendiqué.  



  La fig. 1 est une vue en perspective de la  tige de     soudure.     



  La fig. 2 est une coupe transversale de la  tige, à plus grande échelle.  



  La fig. 3 est une vue en élévation sché  matique avec coupe partielle d'une installa  tion comportant un laminoir du type sphéri  que pour la fabrication continue des     tiges    de  soudure.  



  La     fig.    4 est une coupe verticale schéma  tique d'un moule     tubulaire.     



  Dans le procédé de     fabrication    de l'élec  trode, on peut utiliser du métal en copeaux  ou     mitrailles    qui est fondu économiquement       dans    un four, puis versé directement dans un       laminoir        .sphérique    en même     temps    que le    mélange ou les particules de fondant. Aucune  autre opération n'est nécessaire, si ce n'est  l'enroulement du fil ou son découpage à la.  longueur convenable.  



  Une forme     d'exécution    préférée du pro  cédé pour produire de     telles    électrodes, de sou  dure comprend l'utilisation d'un laminoir clos ;  comportant des rouleaux à surfaces envelop  pantes     formant    un entonnoir sans fuite, dont  les parois mobiles convergent vers un petit  orifice central. Le métal liquide est versé  dans le laminoir avec les fondants granuleux.  Il est immédiatement -saisi par les rouleaux.

    refroidi et refoulé vers le bas entre les rou  leaux, et il sort     par-:dms@ous    le laminoir sous  la     forme    d'une tige solide et continue de -sec  tion     constante.    Toutes le particules de fon  dant ont été saisies par le métal en cours de  refroidissement rapide et elles ont été     empri-          sonnées    sans fondre elles-mêmes de façon  appréciable,     produisant    ainsi une tige     semi-          métallique    solide utilisable telle quelle pour  la soudure.  



  La     fig.    1 montre l'aspect extérieur d'une  tige de soudure obtenue par ce procédé. Seu  les les particules de fondant 1, qui ont été       prises    entre les rouleaux et le métal refroi  dissant, sont visibles à la surface 12 de la  tige, étant noyées dans le métal comme des  pierres dans le béton. Les autres particule:.       :complètement    entourées par le métal ne sont  pas visibles extérieurement.  



  La     fig.    2, qui est agrandie par rapport  à la.     fig.    1, montre en section les     particules     de fondant 2 complètement entourées par le  métal et d'autres particules 1     situées    à la.  périphérie. Les     particules    sont fondues super  ficiellement, ce qui est indiqué en 3.  



  Dans l'installation que représente la       fig.    3, les quatre rouleaux 4, 5, 16 et 17 d'un  laminoir à surfaces de contact sphériques ou       :sensiblement    telles     forment    la tige de sou  dure 10 au moyen d'un jet 6 de métal liquide  qui est versé d'une façon continue     d'un    pot  7, tandis qu'un mécanisme d'alimentation 8  verse dans le laminoir un autre jet de fon  dant en grains 9 par l'intermédiaire d'une  goulotte 13. La chaleur du métal est rapide-      ment dissipée par les rouleaux à travers leurs  surfaces de contact. La tige solide 10 sort  d'une façon continue à la partie inférieure.  Les rouleaux sont rafraîchis de toute façon       convenable,    par exemple par des projections  d'eau en 11.  



  La fig. 4 représente un appareil servant  à     produire    des tiges de soudure en éléments  courts. Le métal 6 et le fondant 9 sont versé;  simultanément dans un moule tubulaire 14  (le haute conductivité thermique rafraîchi  par une chemise d'eau 15 de façon à refroi  dir le métal aussi rapidement que possible.  



  Le terme "fondant" figurant     ci-dessus     comprend toutes les matières qui sont     utili-          ées    pour revêtir les électrodes pour soudure  l'are, c'est-à-dire les matières formant lai  tier, les ferro-alliages et autres réducteurs, les       composés    minéraux ou     organiques    destinés à       former    un écran autour de l'arc pendant la  soudure et les matières additionnelles servant  à modifier la composition chimique de la sou  dure ou ses caractéristiques mécaniques.

   Il  comprend aussi les matières auxiliaires telles       que    les composés métalliques durs employés  dans     certaines    électrodes pour     recharges        du-          ru,    par exemple certain. carbures, siliciures,       borures    ou nitrures     métalliques.     



  Tous les fondants connus et leurs alliages  peuvent être utilisés dans différentes propor  tions, suivant les qualités désirées pour l'élec  trode. Plusieurs exemples de     compositions          chimiques    convenant aux     tiges    de soudure  sont décrits ci-après. Toutefois, ces composi  tion ne sont pas limitatives.  



  Exemple 1: Une électrode de soudure à  l'arc ayant un diamètre extérieur de 6 milli  mètres environ et utilisable dans toutes posi  tions pour la soudure de plaques d'acier à  basse teneur en carbone est produite en     ver-          sant    4 partie; en poids d'acier     liquide    avec  une partie d'un mélange de fondant sec broyé  approximativement à la grosseur correspon  dant au tamis de 40 mailles par pouce li  néaire. L'acier contient 0,08 à. 0,13% de     car-          Zone,    0,35 à 0,50% de manganése, des traces  " de     manganèse,        des        traces     de silicium, 0.02% au maximum de phos-    phore et 0,02% au maximum de soufre.

   Le  mélange de fondant renferme 5 % de     ferro-          silicium,    35% de ferro-manganèse, 15% de  silice,     2051o'    d'oxydes de fer,<B>15%</B> de carbo  nate de calcium et<B>10%</B> de bioxydes de ti  tane.  



  <I>Exemple II:</I> Une électrode pour sou  dure: à l'arc ayant un diamètre de 4,5 milli  mètres     environ    est produite en versant 3 par  ties .eu poids d'acier liquide avec une partie  d'un mélange sec de fondant broyé approxi  mativement à la grosseur correspondant au  tamis de 40     mailles    par     pouce    linéaire. L'acier  a la même composition que dans l'exemple I,  mais le fondant contient<B>30%</B> de silice, 55  d'oxyde de fer et 15 % de ferro-manganèse.  



       Exemple   <I>111:</I> Pour produire une élec  trode destinée à souder à l'arc des aciers à  faibles additions et aussi les aciers inoxy  dables au chrome ou au     niekel-chrome    (12 à  18 % de chrome ou 18 % de chrome avec 8  à<B>10%</B> de nickel, ou 30 à,     25%    de chrome  avec 12 à 20 % de nickel), .on verse un jet  d'acier liquide ayant. une composition corres  pondant à celle des métaux à. souder, en même  temps qu'un jet de fondant en poudre, broyé  à une grosseur correspondant approximative  ment au tamis de 40 mailles par pouce li  néaire, et ayant la. composition suivante:

    <B>50%</B> de     carbonate    de     calcium,   <B>30%</B> de     spath-          fluor,        10%    de bioxyde de titane, 6 % de  ferro-silicium et 4 % de     ferro-manganèse.    Une  partie du poids de ce mélange est ajoutée à  trois ou     quatre    parties d'acier liquide dépen  dant de divers facteurs et notamment des di  mensions de l'électrode.  



  On peut aussi, sans sortir du cadre de  l'invention, utiliser d'autres procédés que  ceux décrits ci-dessus en référence aux     fig.    3  et 4 pour mouler des tiges de soudure avec       des    fondants emprisonnés dans la. masse,  pourvu que le mélange du métal liquide et du  fondant soit refroidi avant que le fondant ait  été porté     sensiblement    à la fusion.  



  La tige fabriquée peut affecter toute  forme et le nombre de particules de fondant  par centimètre carré peut être quelconque.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS: I. Electrode de soudure en forme de tige contenant des particules de fondant disper sées dans la masse, caractérisée par le fait que les matières fondantes sont dispersées à l'état de grains pratiquement non fondus dans un boudin continu de métal solide. II.

   Procédé de fabrication de l'électrode de soudure -conforme à la revendication I, ca ractérisé par le fait que l'on mélange entre eux un jet de métal liquide et un jet de fon dant à l'état granuleux et que l'on refroidit ce mélange avant que le fondant ait été porté sensiblement à la fusion. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1. Electrode de soudure selon la revendi cation I, caractérisée en ce que les matières fondantes incluses sont pratiquement exemp tes d'eau. 2.

   Electrode de soudure selon la revendi cation I, caractérisée .en -ce que les- fondants inclus ne contiennent pas de liants, de lu brifiants ni de matières inertes. 3. Electrode de soudure selon la revendi- cation I, caractérisée en ce que le fondant contient une substance réductrice. 4. Electrode de soudure selon la revendi cation I, caractérisée en ce qu'elle contient un composé propre à former un écran gazeux autour de l'arc pendant la soudure. 5.

   Electrode de soudure selon la revendi cation I, caractérisée en ce qu'elle contient un agent modifiant la nature chimique de la soudure. 6. Electrode de soudure selon la revendi cation I, caractérisée en ce qu'elle contient un agent propre à modifier les qualités méca niques de la soudure. 7. Electrode de soudure selon la revendi cation I et la. sous-revendication 6, caractéri- sée par le fait qu'elle contient un agent dur cissant.

   8. Electrode de soudure selon la revendi cation I, caractérisée en ce que les particules dispersées de fondant contiennent un ingré dient sensible à l'eau. 9.

   Procédé de fabrication d'une électrode de soudure selon la revendication II, carac térisé par le fait que l'on verse simultané ment et sans interruption le jet de métal liquide et le jet de fondant. dans un dispo- sitif de coulée continue -et que, l'on maintient les surfaces actives de ce dispositif à une température très inférieure à. la température de solidification du métal. 10.

   Procédé selon la revendication II, ca ractérisé par le fait que l'on verse simulta nément le jet de métal liquide et le jet de fondant dans un moule tubulaire de haute conductivité thermique et que l'on refroidit rapidement ce dernier. 11. Procédé selon la revendication II, ca ractérisé en -ce que le jet de métal liquide et le jet de fondant sont versés dans un lami noir à fils du type clos, refroidi, comportant des rouleaux rotatifs ayant des. surfaces de contact mutuel sensiblement sphériques. 12.

   Procédé selon la revendication II, ca ractérisé en ce que le jet de métal liquide et le jet de fondant sont versés dans un lami noir à -rouleaux du type clos, dont on règle la vitesse ainsi que l'alimentation des ma: tières introduites de manière à éviter la for mation et la persistance de tout bain liquide entre les. jets introduits et la. tige solide sor tante. 13. Procédé selon la revendication II, ca ractérisé en ce que l'on introduit le jet de fondant granuleux à l'état desséché. 14. Procédé selon la revendication II, ca ractérisé par le fait que l'on ajoute au mé lange des jets respectifs de métal liquide et de fondant, un jet supplémentaire de subs tance granuleuse dure. 15.

   Procédé selon la. revendication II, ca ractérisé en ce que le jet de fondant consiste en une matière hygro@scopiqlte.