Electrode pour le soudage à l'arc, de moyenne à forte pénétration. La présente invention est relative à une électrode pour le soudage à l'arc comprenant une âme métallique recouverte d'un enrobage.
Cette électrode, de moyenne à forte péné tration, est utilisable pouf le soudage d'une catégorie étendue d'aciers, et est susceptible d'être employée industriellement sur une grande échelle.
L'électrode selon l'invention est caractéri sée en ce que l'enrobage présente un diamètre extérieur compris entre 1,7 et 2,3 fois le dia mètre de l'âme métallique, qu'il contient des matières organiques provoquant -Lino perte de poids de l'enrobage de 5 à 301/o lorsque celui-ci est chauffé à l'air, pendant -Lino heure, à une température de 450 à 500 C et en ce que ledit enrobage contient de la silice, du bioxyde de titane, du carbonate de calcium et du carbonate de magnésium en proportions telles que le rapport
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les compositions d'enrobage et, compte tenu pourcentages de mentionnées est au moins égal à 13.
trois Pour une électrode à forte pénétration, l'enrobage contient de préférence en a 60 % particules métalliques d'un métal identique à celui dont est faite, à raison moins 80 /o, l'âme de l'électrode.
Les matières organiques de l'enrobage de L'électrode (cette électrode ayant été convena blement séchée, comme il est d'usage de le faire pour des électrodes normales) provo quant une perte de poids de 5 à 30 /o de cet enrobage lorsqu'il est chauffé dans l'air pen dant une heure, à une température comprise entre 450 et 500 C, sont ordinairement des matières organiques qui se décomposent à cette température, en libérant des gai en quantité suffisante pour amener la perte de poids spé cifiée.
Tous les fabricants d'électrodes expéri mentés ont connaissance de matières de ce type, qui sont employées couramment dans les compositions les compositions d'enrobage et, compte tenu de la nature de ces matières, ils peuvent dé terminer facilement les pourcentages à utili ser. Dans une première forme d'exécution de l'électrode, relative à une électrode à forte pénétration, on utilise des ces matériaux organiques assurant une perte de poids de l'enrobage de 10 à 30 /o dans les conditions de chauffage mentionnées antérieu rement. Parmi les matières convenables, on peut faire mention de cellulose finement. broyée.
Le choix convenable indiqué des trois fac- teurs: épaisseur, degré d'acidité et caractère volatil. de l'enrobage conduit à une électrode ayant une tension d'arc très élevée; un souffle d'arc puissant et un laitier peu abondant. Il en résulte que cette électrode présente une forte pénétration (c'est-à-dire qu'elle permet le soudage en deux passes -opposées de tôles non chanfreinées, écartées de 0 à 3\ mm et de 6 à 17 mm d'épaisseur) et une bonne aptitude au soudage d'angle en position verticale des cendante.
Si l'on réduit la teneur en matières orga niques de l'enrobage à une valeur correspon dant à une perte de poids située dans la par tie inférieure de l'intervalle spécifié, la ten sion d'arc et le souffle d'arc sont diminués, tandis que le laitier devient plus abondant. L'électrode présente alors seulement une péné tration moyenne (c'est-à-dire qu'elle permet le soudage en deux passes opposées de tôles chan- freinées, écartées de 0 à 4 mm et de 5 à 14 mm d'épaisseur), perd son aptitude au soudage d'angle en position verticale descen dante, mais permet, en position horizontale, de réaliser des cordons plus longs et de plus bel aspect.
D'où une autre forme d'exécution de l'in vention, consistant en une électrode de péné tration moyenne, étroitement apparentée à la précédente, et munie d'tin enrobage suscepti ble de perdre seulement 5 à 10 0/o de son poids lorsque soumis aux conditions de chauffage précitées.
A titre d'exemple, pour réaliser l'enrobage d'une électrode à forte pénétration, des pou dres sèches sont mélangées conformément aux proportions ci-après indiquées en poids 20 à 55 9/0, et par exemple 48 0/0, de poudre de fer présentant avantageusement la com position suivante: teneurs maxima en carbone, soufre et phosphore, respectivement de 0,10 0/0, 0,03 0/o, 0,03 0/0, et teneur minimum en fer de 97 0/0, 14 à 20 1/o, et par exemple 17 0/o, de cellu lose pure, se trouvant avantageusement sous la forme de poudre finement broyée, 25 à 66 0/o, et par exemple 35 %, d'un mé lange spécial contenant:
35 à 75 010, et par exemple 55 0/o; de bioxyde de titane, 10 à 45 0/0, et par exemple 22 0/o, de silice pure ou d'un silicate réfractaire conte nant nu minimum 50 0/o de silice, 5 à 25 0/0, et par exemple 110/o, de man ganèse ajouté avantageusement sous la forme de manganèse pur ou d'un alliage à très basse teneur en carbone et en phosphore, 5 à 25 0/o, et par exemple 12 0/0, de bioxyde de manganèse, jusqu'à 2,2 9/o de earbo- nate de calcium ou de magnésium.
Les pour-cent donnés dans l'exemple et tous ceux compris entre les limites précitées sont tels que l'on obtient. pour l'enrobage un degré d'acidité
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au moins égal à 13.
Une quantité convenable de liant (par exemple 265 à 290 cm3 par kg de poudre sèche) est alors ajoutée au mélange de pou dres sèches décrit précédemment. Le liant sera constitué de préférence par du silicate de po tasse et/ou de sonde dont. la concentration et la viscosité dépendront, comme il est bien connu, du type de presse à extrusion utilisée.
La pâte ainsi fabriquée est alors extradée avec l'âme métallique par une presse déve loppant de préférence une pression unitaire sur la chambre contenant. le matériau d'au extérieur de moins 250 kg/cm2. Le l'enrobage appliqué sur l'âme métallique atteint 1,7 à 2,3 fois le diamètre de cette âme et de préférence 1,9 à 2,1 fois ce diamètre.
L'âme métallique est une baguette en acier, exemple en acier doux effervescent, répon dant à l'analyse chimique suivante: Les teneurs maxima en carbone, soufre, phos phore, silicium et azote sont respectivement de: 0,08 9/0, 0,03 o/q, 0,03 0/0, 0,02 0/0, 0,010/0, avec une teneur minimum de 0,409/o de manga nèse, le reste comprenant du fer.
Après extrusion, l'électrode est, convena blement séchée, de préférence à une tempéra ture à 75 C et de manière à réduire la teneur en eau dans l'enrobage à une valeur de 0,5 o/a en poids.
de silicate de po- Lorsque 265 à 290 cm tasse ou de soude sont ajoutés par kg de poudre sèche ayant la composition susdite, on obtient, après séchage dans les conditions pré citées, une électrode à forte pénétration dont l'enrobage peut contenir
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18 <SEP> à <SEP> 491/o <SEP> de <SEP> poudre <SEP> de <SEP> fer,
<tb> 12 <SEP> à <SEP> 18% <SEP> de <SEP> cellulose,
<tb> 8 <SEP> à <SEP> 441/o <SEP> de <SEP> bioxyde <SEP> de <SEP> titane,
<tb> 14 <SEP> à <SEP> 3911/o <SEP> de <SEP> matières <SEP> siliceuses <SEP> compre nant <SEP> au <SEP> moins <SEP> 50 <SEP> / <SEP> de <SEP> silice,
<tb> 1 <SEP> à <SEP> <B>15%</B> <SEP> de <SEP> manganèse,
<tb> 1 <SEP> à <SEP> 161/o- <SEP> de <SEP> bioxyde <SEP> de <SEP> manganèse,
<tb> jusqu'à <SEP> 21/o <SEP> de <SEP> carbonate <SEP> de <SEP> calcium
<tb> et <SEP> de <SEP> magnésium. Les électrodes de moyenne à forte péné tration peuvent également comprendre des enrobages composés de deux ou plusieurs cou ches concentriques de compositions différant entre elles, mais qui répondent dans leur en semble aux conditions indiquées quant à l'épaisseur et la composition de l'enrobage. Pour ce mode de réalisation, on mettra de préférence les matières organiques et désoxy dantes dans la couche d'enrobage la plus pro che clé l'âme.
Electrode for arc welding, medium to high penetration. The present invention relates to an electrode for arc welding comprising a metal core covered with a coating.
This electrode, of medium to high penetration, can be used for welding a wide category of steels, and is capable of being used industrially on a large scale.
The electrode according to the invention is characterized in that the coating has an outside diameter of between 1.7 and 2.3 times the diameter of the metal core, that it contains organic matter causing -Lino loss. coating weight from 5 to 301 / o when the latter is heated in air, for -Lino hour, at a temperature of 450 to 500 C and in that said coating contains silica, titanium, calcium carbonate and magnesium carbonate in proportions such as the ratio
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the coating compositions and, taking into account the percentages of mentioned is at least equal to 13.
three For a high penetration electrode, the coating preferably contains 60% metal particles of a metal identical to that of which, at a rate of less than 80%, the core of the electrode is made.
The organic matter of the coating of the electrode (this electrode having been suitably dried, as is customary for normal electrodes) causes a loss in weight of 5 to 30% of this coating when 'it is heated in air for one hour, at a temperature between 450 and 500 C, are usually organic material which decomposes at this temperature, releasing gai in sufficient quantity to bring about the specified weight loss. .
All experienced electrode manufacturers are aware of materials of this type which are commonly used in compositions and coating compositions and, given the nature of these materials, they can readily determine the percentages to be used. In a first embodiment of the electrode, relating to a high penetration electrode, use is made of these organic materials ensuring a loss in weight of the coating of 10 to 30 / o under the heating conditions mentioned above. Among the suitable materials, there may be mentioned finely cellulose. crushed.
The correct choice indicated of the three factors: thickness, degree of acidity and volatility. coating results in an electrode having a very high arc voltage; a powerful arc blast and scant slag. As a result, this electrode has a high penetration (that is to say, it allows welding in two opposing passes of non-chamfered sheets, spaced from 0 to 3 \ mm and 6 to 17 mm thick. ) and good fillet weldability in the vertical position of the ash.
If the organic matter content of the coating is reduced to a value corresponding to a weight loss in the lower part of the specified range, the arc voltage and arc blast are reduced. diminished, while the slag becomes more abundant. The electrode then presents only an average penetration (that is to say it allows welding in two opposite passes of chamfered sheets, spaced from 0 to 4 mm and 5 to 14 mm thick) , loses its suitability for fillet welding in the downward vertical position, but allows, in the horizontal position, to produce longer seams with a better appearance.
Hence another embodiment of the invention, consisting of a medium penetration electrode, closely related to the previous one, and provided with a coating capable of losing only 5 to 10 0 / o of its weight. when subjected to the above heating conditions.
By way of example, to carry out the coating of a high penetration electrode, dry powders are mixed in accordance with the proportions given below by weight 20 to 55%, and for example 48%, of iron powder advantageously having the following composition: maximum carbon, sulfur and phosphorus contents, respectively 0.10 0/0, 0.03 0 / o, 0.03 0/0, and minimum iron content of 97 0 / 0, 14 to 20 1 / o, and for example 17 0 / o, of pure cellulose, being advantageously in the form of finely ground powder, 25 to 66 0 / o, and for example 35%, of a special mixture containing:
35 to 75,010, and for example 55 0 / o; of titanium dioxide, 10 to 45 0/0, and for example 22 0 / o, of pure silica or of a refractory silicate containing at least 50 0 / o of silica, 5 to 25 0/0, and for example 110 / o, of manganese advantageously added in the form of pure manganese or an alloy with a very low carbon and phosphorus content, 5 to 25 0 / o, and for example 12 0/0, of manganese dioxide, up to 2.2 9 / o of calcium or magnesium earbonate.
The percentages given in the example and all those between the aforementioned limits are such as one obtains. for coating a degree of acidity
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at least equal to 13.
A suitable amount of binder (for example 265 to 290 cm3 per kg of dry powder) is then added to the mixture of dry powders described above. The binder will preferably be constituted by silicate of po cup and / or probe of which. the concentration and viscosity will depend, as is well known, on the type of extrusion press used.
The paste thus produced is then extruded with the metal core by a press preferably developing a unitary pressure on the containing chamber. the material of the outside of at least 250 kg / cm2. The coating applied to the metal core reaches 1.7 to 2.3 times the diameter of this core and preferably 1.9 to 2.1 times this diameter.
The metal core is a steel rod, example of effervescent mild steel, responding to the following chemical analysis: The maximum carbon, sulfur, phosphorus, silicon and nitrogen contents are respectively: 0.08 9/0, 0.03 o / q, 0.03 0/0, 0.02 0/0, 0.010 / 0, with a minimum content of 0.409 / o of manganese, the remainder comprising iron.
After extrusion, the electrode is suitably dried, preferably at a temperature of 75 ° C. and so as to reduce the water content in the coating to a value of 0.5 o / a by weight.
of silicate of po- When 265 to 290 cm cup or of sodium hydroxide are added per kg of dry powder having the aforementioned composition, one obtains, after drying under the aforementioned conditions, a high penetration electrode whose coating may contain
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18 <SEP> to <SEP> 491 / o <SEP> of <SEP> powder <SEP> of <SEP> iron,
<tb> 12 <SEP> to <SEP> 18% <SEP> of <SEP> cellulose,
<tb> 8 <SEP> to <SEP> 441 / o <SEP> of <SEP> dioxide <SEP> of <SEP> titanium,
<tb> 14 <SEP> to <SEP> 3911 / o <SEP> of <SEP> siliceous <SEP> materials <SEP> including <SEP> at <SEP> minus <SEP> 50 <SEP> / <SEP> of <SEP> silica,
<tb> 1 <SEP> to <SEP> <B> 15% </B> <SEP> of <SEP> manganese,
<tb> 1 <SEP> to <SEP> 161 / o- <SEP> of <SEP> manganese <SEP> <SEP> <SEP>,
<tb> up to <SEP> 21 / o <SEP> of <SEP> carbonate <SEP> of <SEP> calcium
<tb> and <SEP> of <SEP> magnesium. The medium to high penetration electrodes can also comprise coatings composed of two or more concentric layers of compositions differing from one another, but which in their entirety meet the conditions indicated as regards the thickness and the composition of the coating. For this embodiment, the organic and deoxidizing materials will preferably be placed in the coating layer closest to the core.