Brevet FR2011336A1 — publié le 19700227

69-20781 1 2011336 Cette invention concerne des électrodes composites tubulaires de soudage automatique à l'arc utilisées en longueurs continuas pour le dépôt de soudures de qualités non austénitiques d'acier doux et allié ayant une résistance aux chocs supérieure. à un feuillard mince de fer ou d'acier la forme d'une gaine tubu-laire et en enfermant dans cette gaine des matériaux qui forment le noyau. Ces électrodes sont utilisées dans le procédé à flux immergé, dans la soudure à l'arc métallique sous protection de gaz 10 et dans le soudage à l'arc métallique auto-protégé. Suivant les besoins du procédé et suivant les propriétés chimiques et physiques désirées dans le métal de soudure, on choisit les matériaux du noyau dans six grandes catégories qui sont énoncées ci-dessous avec des exemples pour chacune. 15 MatériaiKdu noyau Exemples Stabilisateurs d'arc titanates de potassium et d'autres mé- 5 Les électrodes tubulaires sont préparées d'ordinaire en donnant 20 taux silicofluoruresde potassium et d'autres métaux fluoaluminates de sodium et d'autres métaux Fondants fluorures de calcium, dé sodium et d'autres métaux __ Générateurs d'atmosphère carbonates de calcium, de baryum et 25 d'autres métaux carbone Métaux désoxydants Manganèse ferromang anè s a silicium ferrosilicium 30 aluminium titane 35 alliage de ferrotitane zirconium Métaux et: alliages métalliques nickel chrome ferrochrome ferromolybdène 40 69 20781 2011336 2 Matériaux du noyau Exemples 5 poudre d'acier poudre de fer oxydes métalliques au moins partiellement réductibles dans 1'arc de soudage en métaux, comme les oxydes de manganèse et de nickel Composants formant le lai- silice 3 Les composants formant le laitier de la dernière catégorie comprennent les matériaux du noyau se retrouvant dans le laitier de soudure après avoir joué leur rôle essentiel. Sont également inclus des agents qui augmentent le volume du laitier, tels les minéraux comme la wollastonite qui sont ajoutés pour ajuster le 20 laitier à un volume préféré mais qui ne sont pas essentiels .au fonctionnement de l'élfectrode. De telles additions facultatives, neutres vis-à-vis des fonctions de soudage, ne sont pas considérées dans la description de cette invention. 25 exemple, un titanate de métal alcalin servant de stabilisateur d'arc peut aussi devenir un composant formant le laitier; un carbonate métallique peut être un générateur d'atmosphère et l'oxyde métallique restant devient alors un composant formant le laitier? le ferrotitane, métal désoxydant énergique , sert 30 aussi de stabilisateur d'arc. Les matériaux du noyau constituent d'ordinaire 10 à 60% de l'électrode finie, et avec la gaine et une atmosphère ou un flux externe quelconque déterminent lés propriétés chimiques et physiques du dépôt de soudure fini . 35 Pendant le développement des soudures composites tubulaires de soudage automatique à l'arc, le contrôle de la porosité a posé un problème persistant dans certains systèmes et analyses. Des électrodes convenant à chaque procédé de soudage ont été développées et commercialisées grâce à la découverte d'équilibres satis-40 faisants des matériaux du noyau cités ci-dessus. fCeci est dû dans 10 tier rutile feldspar wollastonite zircon oxyde de zirconium oxydes restant de carbonates Un seul matériau du noyau peut jouer plus d'un rôle; par 69 20781 3 2011336 une large mesure au développement de teneurs bien équilibrées en métaux désoxydants, et la formulation du noyau permettant d'obtenir ce résultat voulu est bien connue dans la technique et maintes versions en ont déjà été divulguées. 5 Un autre des problèmes qui se sont posés avant cette invention est l'obtention de la ténacité voulue dans les dépôts de soudure produits par les électrodes composites tubulaires antérieures de soudage à 1'arc. Les métaux austénitiques dans leur ensemble ont une résistance modérée mais ils possèdent une bonne ductilité et 10 une bonne résistance aux chocs, et les électrodes tubulaires produisent des dépôts de soudure atteignant ces propriétés désirables et sont utilisées sans déboires. Cependant les électrodes non austénitiques, en particulier les aciers doux et les aciers alliés à haute résistance, caractérisés par des structures de dépôt du 15 type martensite-bainite-ferrite, déçoivent souvent l'utilisateur. La technique du soudage est maintenant en mesure de fournir des électrodes qui produisent des dépôts non poreux avec des propriétés physiques satisfaisantes, sauf en ce qui concerne la résistance aux chocs, et les utilisateurs réclament avec insistance 20 des dépôts de soudure ayant une résistance aux chocs de plus en plus grande. Par exemple, dans bien des applications des aciers doux et faiblement alliés, la ténacité du métal de soudure, mesurée par l'essai aux chocs sur une encoche en V avec un pendule de Charpy, constitue la propriété critique. Si le dépôt de soudure 25 n'a pas la ténacité voulue, une structure fabriquée avec ce dépôt peut donner des résultats catastrophiques en service. Par exemple, les électrodes satisfaisant aux exigences de ténacité les plus sévères de la spécification AWS A5-18-65T (ASTM A 559-65T) pour les électrodes en acier doux destinées au soudage à 1'arc métal-30 lique sous protection de gaz doivent avoir pour le métal de soudure une résistance aux chocs minimale sur encoche en V de Charpy, de 2,75 kilogrammètres à -29°c. D'autres classifications couvertes par la spécification présentent des exigences moins strictes. Cependant, pour bien des applications ce niveau de ténacité de 2,75 kilogram-35 mètres à -29°C n'est pas suffisant pour les utilisations que l'on attend du dépôt de soudure dans la construction mécanique, et on a rencontré des difficultés pour développer des électrodes dépassant à un degré appréciable ces exigences minimales. On peut rendre de plus en plus sévèresles conditions de l'essai 40 sur l'encoche en V au pendule de Charpy en abaissant la température 20781 4 2011336 à laquelle on effectue l'essai aux chocs. On spécifie de basses températures d'essai quand la soudure est destinée à un service à basse température ou bien quand on attend une plus grande marge de sécurité d'un dépôt destiné à une utilisation à température 5 normale. Les trois procédés généraux de soudage automatique déjà mentionnés qui peuvent utiliser des électrodes composites tubulaires, c'est le procédé à l'arc immergé qui demande le moins à l'électrode -seulement qu'elle fournisse les éléments chimiques nécessaires 10 au dépôt requis plus les métaux désoxydant de soudure, car les autres rôles peuvent être joués par le flux. Pour les autres procédés les électrodes tubulaires doivent porter des matériaux supplémentaires de la liste précédente pour jouer des rôles supplémentaires. Bien qu'il faille beaucoup d'habileté et de connaissances 15 techniques pour choisir les compositions du noyau d'électrode qui jouent les rôles requis de la façon la plus séduisante, l'expérience a conduit dans chaque catégorie à des électrodes commerciales qui sont considérées comme satisfaisantes et qui répondent aux spécifications actuelles. Cependant, il existe un besoin pressant 20 d'électrodes à dépôt d'acier non austénitique de plus grande. résistance aux chocs, de la part de l'utilisateur qui dispose d'une plaque ayant de meilleures propriétés que la soudure. On a découvert qu'on pouvait fabriquer des électrodes compositestubulairesformulées pour pouvoir servir dans l'un des 25 procédés de soudage automatique en donnant des dépôts de plus grande résistance aux chocs, quand on ajoute un faible pourcentage de magnésium métallique à la liste des matériaux du noyau. Le magnésium peut être sous forme pure ou alliée, et pour lui faire de la place on peut procéder à un léger ajustement, par exemple de 30 la teneur de la poudre de fer qui sert ordinairement de charge. Selon cette invention il est fourni une électrode composite tubulaire de soudage automatique à l'arc permettant de produire des dépôts de soudure en acier doux ou allié non austénitique ayant une meilleure résistance aux chocs, électrode qui comprend une 35 gaine d'acier mise sous forme tubulaire et renfermant un noyau qui comprend les constituants énumérés ci-dessous,dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : d'environ 0,2% à environ 3% de magnésium sous forme métallique et d'environ 4% à environ 60% de matériaux métallifères choisis dans le groupe com-40 posé des métaux, des alliages métalliques, des ferroalliages, et 69 20781 5 2011336 des oxydes métalliques au moins en partie réductibles en métaux. On donne ci-dessous des modes de réalisation spécifiques de 1'invention : A. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,2% à environ 5 2% dudit magnésium et d'environ 5% à environ- 35% dudit matériau métallifère. B. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spéci- 10 fiés de 1'électrode : d'environ 0,4% à environ 0,9% de silicium d'environ 0,6% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,3% à environ 0,6% de molybdène d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome 15 d'environ 1% à environ 2,2% de nickel d'environ 5,5% à environ 14% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. C. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, et d'environ 18% à environ 26% dudit matériau 20 métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de 1'électrode : jusqu'à environ 0,5% de silicium d'environ 0,4% à environ 1,2% de manganèse d'environ 0,3% à environ 0,8% de molybdène 25 d'environ 0,6% à environ 1,3% de nickel d'environ 15,5% à environ 24,5% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. D. L'électrode de l'invention, dans laquelle ledit noyau contient jusqu'à environ 1,5% d'au moins un stabilisateur d'arc formé d'un 30 titanate métallique, d'un silicofluorure métallique ou d'un fluosi-licate métallique. E. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium, jusqu'à environ 1,3% dudit stabilisateur d'arc, et d'environ 4% à environ 24% dudit matériau métallifère. 35 F. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium et d'environ 0,1% à environ 0,4% dudit stabilisateur d'arc, et d'environ 9% à environ 17% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de 1'électrode : 69 20781 6 2011336 d'environ 0,4% à environ 0,9% de silicium d'environ 0,6% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,2% à environ 0,6% de molybdène d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome 5 d'environ 1% à environ 2,2% de nickel d'environ 5% à environ 13% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. G. L'électrode de l'invention, dans laquelle ledit noyau contient jusqu'à environ 9% de fluorure métallique. 10 H. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium, d'environ 0,7% à environ 3% dudit fluorure métallique et d'environ 13% à environ 35% dudit matériau métallifère. I. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 15 1% dudit magnésium et d'environ 1,4% à environ 2,3% dudit fluorure métallique, et d'environ 17% à environ 23% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de 1'électrode : 25 J. L'électrode de l'invention, dans laquelle ledit noyau contient jusqu'à environ 3,6% d'au moins un stabilisateur d'arc formé par un titanate métallique, un silicofluorure métallique ou un fluosi-licate métallique, jusqu'à environ 20% de fluorure métallique et jusqu'à environ 3% de carbonate métallique. 30 K. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium, d'environ 0,1% à environ 2% dudit stabilisateur d'arc, d'environ 2% à environ 15% dudit fluorure métallique, d'environ 0,1% à environ 2% dudit carbonate métallique et d'environ 5% à environ 23% dudit matériau métallifère. 35 L. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 0,1% à environ 1,1% dudit stabilisateur d'arc, d'environ 3,5% à environ 6% dudit fluorure métallique, et d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit carbonate métallique, et d*environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, 40 dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode ; jusqu'à environ 0,5% de silicium 20 d'environ 0,4% à environ 1,2% de manganèse d'environ 0,3% à environ 0,8% de molybdène d'environ 0,6% à environ 1,3% de nickel d'environ 14,5% à environ 22% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. 69 20781 7 2011336 d'environ 0,6% à environ 1,1% de silicium • d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,4% à environ 0,7% de molybdène d'environ 5,5% à environ 16% de fer et 5 d'environ 0,03% à environ 0,30% de carbone. M. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 0,1% à environ 1,1% dudit stabilisateur d'arc, d'environ 3,5% à environ 6% dudit fluorure métallique, d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit carbonate métallique, et d'environ 10 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : d'environ 0,4% à environ 1,1% de silicium d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,2% à environ 0,7% de molybdène 15 d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome d'environ 1% à environ 2,2% de nickel d'environ 5% à environ 15% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,30% de carbone. N. L'électrode de l'invention, dans laquelle ledit noyau contient 20 jusqu'à environ 30% de fluorure métallique et jusqu'à environ 3% de carbonate métallique. 0. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium, d'environ 2% à environ 15% dudit fluorure métallique, d'environ 0,1% à environ 2% dudit carbonate métallique 25 et d'environ 5% à environ 23% dudit matériau métalMfère. P. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 3,5 à environ 6% dudit flurorure métallique, d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit carbonate métallique, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, 30 dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : d'environ 0,6% à environ 1,1% de silicium d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,4% à environ 0,7% de molybdène et d'environ 5,5% à environ 16% de fer. 35 Q. L'électrode de l'invention, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 3,5% à environ 6% dudit fluorure métallique, d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit carbonate métallique, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : 69 20781 8 2011336 d'environ. 0,4% à environ 1,1% de silicium d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ. 0,2% à environ 0,7% de molybdène d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome 5 d'environ 1% à.environ 2,2% de nickel d'environ 5% à environ 15% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,30% de carbone. On parvient à des améliorations appréciables de la ténacité du métal de soudure en incorporant jusqu'à 3% de magnésium métalli-10 que aux matériaux du noyau d'une électrode bien équilibrée. L'addition de magnésium métallique est particulièrement efficace dans les électrodes du type composite qui représentent les meilleurs niveaux de ténacité que l'on peut atteindre avec la technique antérieure en utilisant des matériaux conventionnels et en observant 15 les principes du soudage solide. Ce type d'électrodes comprend les électrodes à protection de gaz avec des systèmes de laitier à base de fluorure et à base de chaux-fluorure, ainsi que les électrodes à arc immergé et à protection de gaz du type à faible flux ou sans flux. L'incorporation 20 de magnésium métallique n'annule pas par elle-même les effets nuisibles habituels bien connus, sur les dépôts de soudure, d'éléments comme le phpsphore, le soufre, le titane et l'aluminium. Afin d'obtenir un maximum cPavantages, il faut encore observer la pratique des principes métallurgiques corrects et autres règles bien connues 25 dans la technique du soudage, et il faut équilibrer la chimie des dépôts pour que leur teneur en carbone et en alliage corresponde à l'intervalle de résistance voulue. Il faut utiliser avec précaution et comme indiqué le magnésium métallique dans les électrodes composites tubulaires de soudage automatique, mais quand on l'utilise 30 ainsi on peut faire en sorte qu'il produise des améliorations remarquables de la résistance aux chocs des dépôts de soudure. Quand on l'utilise selon les indications de cette invention, on peut employer au mieux le magnésium métallique pour améliorer considérablement un dépôt de soudure qui est déjà bon d'après les normes 35 antérieures. On a constaté qu'on ne tirait aucun avantage ûe son utilisation dans des électrodes tubulaires à base de titane de qualité inférieure, dont les dépôts retiennent da lourdes charges de métaux de désoxydation pour empêcher la porosité dans toutes les conditions de soudage et dont la résistance aux chocs est très 35 faible. Du point de vue métallurgique de telles zones de dépôt sont 69 20781 9 2011336 jugées irrécupérables et le magnésium sert simplement de métal désoxydant supplémentaire. Une électrode tubulaire n'incorporant que du magnésium serait sans valeur; cependant, en prenant une électrode non austénitique dont la composition lui permet de 5 satisfaire ou de pratiquement satisfaire une spécification courante de performance pour les électrodes composites tubulaires, et en incorporant au noyau jusqu'à 3% de magnésium métallique on a assuré cas après cas une amélioration de la ténacité des dépôts. L'importante relation entre la pratique de la désoxydation 10 par les métaux de soudure et la porosité d'une part, la résistance aux chocs d'autre part, est reconnue depuis longtemps, et une grande partie de la technologie du soudage concerne sa maîtrise. D'après tous les principes du soudage, le magnésium doit être classé comme métal désoxydant énergique mais on a découvert qu'on pouvait faire 15 en sorte qu'il manifeste sur la résistance aux chocs des effets qui sont particuliers à lui seul et qui ne sont pas produits par d'autres métaux désoxydants comme l'aluminium et le titane, avec lesquels la technique antérieure le regroupe. La meilleure façon de révéler ses propriétés uniques et jusqu'à 20 présent ignorées, et la façon la plus facile et la plus sûre d'employer le magnésium métallique selon les indications de cette invention, consiste à partir d'une électrode composite tubulaire du type dont il est question et qui est déjà typique de l'état actuel de la technique par ses performances générales de soudage. Bien 25 qu'une telle électrode puisse souder de façon satisfaisante et développer la résistance aux chocs de 2,75 kilogrammètres requise par la spécification A.W.S. (American Welding Society), elle résiste typiquement aux efforts réalisés pour améliorer apprécia-blement cette valeur par manipulation du type et de la quantité 30 des métaux désoxydants conventionnels. On peut prouver l'efficacité du magnésium métallique en enlevant tous les métaux désoxydants du noyau, puis en ajoutant une quantité typique de poudre de magnésium, représentant par exemple 0,6% du poids de l'électrode, puis en rétablissant par étapes la teneur en métaux désoxydants tout 35 en faisant des essais de résistance aux chocs. Pour rétablir la teneur en métaux désoxydants il vaut mieux augmenter la proportion d'éléments pas très forts comme le manganèse et le silicium, et éviter ou utiliser modérément d'autres métaux très forts comme l'aluminium et le titane, dont la proportion est facile à exagérer. 40 En se basant sur le magnésium comme désoxydant fort et en le 69 20781 10 2011336 supportant par d'autres métaux désoxydants d'appoint moins énergiques, le programme d'essai décrit percera l'ancien plafond de résistance aux chocs et permettra souvent d'atteindre des améliorations de 100%. Bien que le mécanisme exact selon lequel le magnésium améliore 5 un dépôt de soudure en lui donnant une plus grande ténacité ne soit pas connu, on pense que la forte affinité du magnésium pour l'oxygène en est au moins en partie responsable. Il n'a pas été possible de déterminer exactement si le magnésium abaisse la teneur réelle en oxygène du métal de soudure ou bien si le magnésium fixe l'oxygène 10 dans la soudure sous une forme moins nuisible que ne le font les autres métaux désoxydants qui ne peuvent comme le magnésium stimuler la résistance aux chocs. Cependant, on a constaté que le magnésium exerçait un effet extrêmement bénéfique sur les électrodes tubulaires qui représentent maintenant l'état actuel de la technique, 15 et bien que tous les métaux désoxydants vis à vis du fer aisit été proposés et indubitablement essayés à une certaine époque dans les électrodes tubulaires, 1*effet spécifique que de petites quantités de magnésium peuvent exercer sur la résistance aux chocs, n'avait pas encore été reconnu ni utilisé dans la technologie du soudage. TABLEAU I, EXEMPLES D'EFFETS BENEFIQUES DU MAGNESIUM Electrode à Arc Immergé Electrode à Protection Par gaz Electrode à Protection par gaz Electrode à Protection par gaz 1A 1B IIA IIB IIIA IIIB IIIC IIID IVA Diamètre d'Electrode,en mm 2,8 Composition d'Electrode, en pourcentages pondéraux 2,8 2,4 2,4 3,2 3,2 3,2 3,2 IVB 1,6 1,6 Magnésium métallique 0 0,8 0 0,6 0 0,2 0,7 0,9 0 0,6 Silicofluorure de potassium 0,4 0,4 0,4 — — — — — — — Titanate de potassium 0,4 0,4 0,4 0,2 — — . — --- 0,2 0,2 Carbonate de calcium 0,8 0,8 0,8 0,8 — — — --- Fluorure de calcium 4,0 4,0 4,0 4,7 2,0 2,0 2,0 2,0 — Poudre de fer 14,4 13,6 7,7 7,7 17,0 17,0 17,0 17,0 9,2 8,6 Ferromanganèse (80%Mn) 1,3 1,3 2,1 1,0 1,6 1,4 0,9 0,8 1,4 1,4 Ferrosilicium (50% Si) 1,8 1,8 1,5 1,4 0,6 0,6 0,6 0,6 1,3 1,3 Ferromolybdène (60% Mo) 0,9 0,9 0,7 0,7 0,9 0,9 0,9 0,9 0,7 0,7 Ferrochrome (70% Cr) — 0,6 0,6 .— — — — 0,6 0,6 Poudre de Manganèse — .— — 0,6 — — — --- Poudre de Nickel — 2,0 2,0 0,9 0,9 0,9 0,9 1,7 1,7 Gaine en acier au carbone Solde Solde Solde Solde Solde Solde Solde Solde Solde Solde O sO ro o --si co H* H SJ o UJ LU O TABLEAU I (SUITE) Electrode à Protection par gaz Electrode à Protection par gaz Conditions Typiques de sotïâage Tension, en volts 27 27 26 26 Intensité, en amp 450 450 400 400 Vitesse de Déplacement, en cm/mn 55,9 55,9 55,9 55,9 Milieu protecteur co2 C°2 co2 co2 atm. atm. atm. atm. 1,13 1,13 1,13 1,13 m3/li m3/h m3/h m3/li Résistance aux chocs de la soudure, en kilogrammètres à s Température ambiante 9,7 16,3 7,3 11,8 -12° C — 10,2 -29° C 3,5 6,4 -40° C — 6,6 -51° C — — 3,78 7,03 -73° C — — 3,40 4,2 -101° C — — 2,10 1,8 Electrode à Arc Immergé Electrode à Protection par g^z 28 28 28 28 20 20 450 450 450 450 200 200 55,9 55,9 55,9 55,9 25,4 25,4 UM-80 UM-80 UM-80 UM-80 75% 75% flux flux flux flux argon argon +25% +25% C02 atm.CO2 atm. 0,708 0,708 m3/h m3/h 8,70 9,24 11,0 11,0 7,52 12,8 2,39 1,77 0,48 3,9 3,6 1,1 5.3 4,33 1.4 5,7 3,64 1,7 4,85 3,47 1,3 5,99 4,43 2,1 69 20781 13 2011336 Le Tableau I illustre par voie d'exemples les effets bénéfiques sur la résistance aux chocs, de dépôts de soudure qui ont été obtenus par addition de magnésium métallique à des électrodes tubulaires de soudage automatique. Les électrodes III A, III B, III C et III D forment un groupe d'électrodes à arc immrgé du type à 5 faible flux, dont la première est une composition de base à laquelle on a ajouté en trois étapes des quantités croissantes de magnésium. Ces électrodes qui portent un peu de fluorure de calcium pour améliorer l'écoulement sont formulées pour pouvoir être utilisées avec un flux immergé comme le "Unionmelt n° 80" qui a été employé dans 10 les essais de comparaison. Quand on les dépose en soudure dans les conditions typiques indiquées, toutes ces électrodes développent 2,75 kilogrammètres à -29°C, mais la base numéro III A ne peut y parvenir à 16°C alors que des additions de magnésium de 0,2, 0,7 et 0,9% ont donné à cette température des résistances aux chocs 15 de 3,87, 5,30 et 0,138 kilogrammètres respectivement. En fait la valeur conventionnelle de 2,75 kilogrammètres a été développée à -38°C même par l'addition la plus faible de magnésium, de seulement 0,2%. Les paires d'électrodes I A, at IB d'une part, II A et II B 20 d'autre part représentent une électrode"tubulaire à protection par gaz du type à base de chaux-fluorure ayant une composition de noyau choisie de façon à jouer un certain nombre de rôles, formation du laitier y compris. De telles électrodes fonctionnent sous un gaz protecteur qui est du gaz carbonique avec un transfert du type 25 atomisation. Comparé au premier membre de chaque paire, le second membre représente la grande amélioration de résistance aux chocs assurée par une petite addition de magnésium à l'éleetrode. Le dépôt de I B est presque double de celui de I A à -29°C. La résistance aux chocs de II B est aussi presque double de celle de II A 30 et est donnée par l'addition de magnésium, mais dans ce cas la dé-mcnsfcration est quelque peu masquée par de petits réajustements des autres constituants. Comme exemples supplémentaires de cette invention, les électrodes tubulaires IV A et IV B du Tableau I représentent une électrode 35 du type sans flux à protection par gaz formulée pour servir dans le soudage à transfert par trempage sous une atmosphère d'argon et de gaz carbonique. L'électrode IV B avec 0,6% de magnésium ajouté a une résistance aux chocs supérieure d'au moins 30% à celle de 1'électrode IV A. 69 20781 14 2011336 L'effet bénéfique sur la résistance aux chocs des dépôts de soudure, dû aux additions de magnésium métallique au matériau du noyau, est nettement mis en évidence par les données du Tableau I. On a obtenu des améliorations atteignant 100% de la résistance 5 aux chocs de soudures déposées avec des électrodes composites contenant du magnésium métallique dans le noyau de l'électrode. Cet effet bénéfique était inconnu jusqu'à présent. Si la quantité de magnésium contenue dans la composition du noyau est portée à des valeurs plus grandes que celles indiquées dans le Tableau I, 10 la résistance aux chocs n'augmente pas proportionnellement. Si on ajoute plus de 3% environ de magnésium métallique à l'électrode le bon fonctionnement de l'électrode est habituellement altéré et ©n n'en tire aucun avantage. Les"éclaboussures"de soudure augmentent et l'arc devient bruyant et irrégulier; c'est pourquoi on préfère 15 limiter la quantité de magnésium à environ 3% de l'électrode. Pour des raisons économiques les formes préférées de l'électrode utilisent d'environ 0,2% à environ 2% de magnésium dans l'électrode. En guise d'illustration supplémentaire, on cite dans le Tableau II quatre autres exemples d'électrodes composites tubulaires incor-20 porant l'utilisation de magnésium métallique dans le noyau, comme indiqué dans cette invention. Les exemples 1 et 4 sont des types à base de chaux-fluorure formulés pour le procédé à protection par gaz carbonique. Les exemples 2 et 3 sont tous deux des types sans flux, l'exemple 2 25 étant destiné à la protection par gaz carbonique et l'exemple 3 à l'utilisation en flux immergé. Dans chaque cas l'addition de magnésium a été utilisée pour produire des améliorations appréciables de la ténacité du métal de soudure et à permis au dépôt de dépasser nettement l'actuelle spécification AWS concernant les électrodes 30 composites. 69 20781 15 2011336 TABLEAU II - AUTRES EXEMPLES D'EFFETS BENEFIQUES DU MAGNESIUM 4 Diamètre Magnésium métallique 0,4 0,6 0,9 1,0 Titanate de potassium 0,4 — — 0,4 Silicofluorure de potassium 0,4 — — — 10 Carbonate de calcium 0,8 — — 0,8 Fluorure de calcium 4,0 — — 4,1 Poudre de fer 9,9 8,8 19,0 7,4 Ferromanganèse (80% Mn) 0,8 1,4 0,8 — Ferrosilicium (50% Si) 1,6 1,3 0,6 1,0 15 Ferromolybdène (60% Mo) 0,9 0,7 0,9 0,7 Ferrochrome (70% Cr) — 0,6 — 0,6 Poudre de manganèse — — — 1,5 Poudre de nickel — 1,7 0,9 2,0 Gaine en acier au carbone solde solde Solde Solde 20 Bien qu'on ait décrit certains modes de réalisation préférés de l'invention, il doit être clairement compris que l'invention ne s'y limite pas mais qu'elle peut être mise en oeuvre de bien d'autres façons dans le cadre des. revendications suivantes : 69 20781 16 2011336 REVENDICATIONS 1. Une électrode composite tubulaire de soudage automatique à l'arc permettant de produire des dépôts de soudure en acier doux ou allié non austénitique ayant une meilleure résistance aux 5 chocs, qui comprend une gaine en acier mise sous forme tubulaire et enfermant un noyau qui comprend les constituants énumérés ci-après,dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : d'environ 0,2% à environ 3% de magnésium sous forme métallique et d'environ 4% à environ 60% de matériaux métallifères choisis dans 10 le groupe composé des métaux, des alliages métalliques, des ferro-alliages, et des oxydes métalliques au moins en partie réductibles en métaux. 2. Une électrode selon la revendication 1, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium et d'environ 5% à environ 35% 15 dudit matériau métallifère. 3. Une électrode selon la revendication 1 ou 2, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode ; 20 d'environ 0,4% à environ 0,9% de silicium d'environ 0,6% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,3% à environ 0,6% de molybdène d'environ O,2% à environ 0,7% de chrome d'environ 1% à environ 2,2% de nickel 25 d'environ 5,5% à environ 14% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. 4. Une électrode selon la revendication 1 ou 2, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, et d'environ 18% à environ 26% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages 30 pondéraux spécifiés de l'électrode ■. jusqu'à environ 0,5% de silicium d'environ 0,4% à environ 1,2% de manganèse d'environ 0,3% à environ 0,8% de molybdène d'environ 0,6% à environ 1,3% de nickel 35 d'environ 15,5% à environ 24,5% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. 5. Une électrode selon la revendication 1, dans laquelle ledit noyau contient jusqu'à environ 1,5% d'au moins un stabilisateur d'arc formé d'un titane métallique, d'un silicofluorure métallique ou 40 d'un fluosilicate métallique. 69 20781 17 2011336 6. L'électrode selon la revendication 5, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium, jusqu'à environ 1,3% dudit stabilisateur d'arc, et d'environ 4% à environ 24% dudit matériau métallifère. 5 7. Une électrode selon la revendication 5 ou 6, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium et d'environ 0,1% à environ 0,4% dudit stabilisateur d'arc, et d'environ 9% à environ 17% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de 1'électrode : 10 d'environ 0,4% à environ 0,9% de silicium d'environ 0,6% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,2% à environ 0,6% de molybdène d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome d'environ 1% à environ 2,2% de nickel 15 d'environ 5% à environ 13% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. 8. Ufte électrode selon la revendication 1, dans laquelle ledit noyau contient jusqu'à environ 9% de fluorure métallique. 9. Une électrode selon la revendication 8, contenant d'environ 0,2% 20 à environ 2% dudit magnésium, d'environ 0,7% à environ 3% dudit fluorure métallique et d'environ 13% à environ 35% dudit matériau métallifère. 10. Une électrode selon la revendication 8 ou 9, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium et d'environ 1,4% à environ 25 2,3% dudit fluorure métallique, et d'environ 17% à environ 23% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de 1'électrode : jusqu'à environ 0,5% de silicium d'environ 0,4% à environ 1,2% de manganèse 30 d'environ 0,3% à environ 0,8% de molybdène d'environ 0,6% à environ 1,3% de nickel d'environ 14,5% à environ 22% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,10% de carbone. 11. Une électrode selon la revendication 1, dans laquelle ledit 35 noyau contient jusqu'à environ 3,6% d'au moins un stabilisateur d'arc formé par un titane métallique, un silicofluorure métallique ou un fluosilicate métallique, jusqu'à environ 0% de fluorure métallique et jusqu'à environ 3% de carbonate métallique. 12. Une électrode selon la revendication 11, contenant d1 environ 40 0,2% à environ 2% dudit magnésium, d'environ 0^1% à environ 2% dudit 69 20781 18 2011336 stabilisateur d'arc; d'environ 2% à environ 15% dudit fluorure métallique, d'environ 0,1% à environ 2% dudit carbonate métallique et d'environ 5% à environ 23% dudit matériau métallifère. 13. Une électrode selon la revendication 11 ou 12, contenant 5 d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 0,1% à environ 1,1% dudit stabilisateur d'arc, d'environ 3,5% à environ 6% dudit fluorure métallique, et d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit carbonate métallique, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés 10 de l'électrode : d'environ 0,6% à environ 1,1% de silicium d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,4% à environ 0,7% de molybdène d'environ 5,5% à environ 16% de fer et 15 d'environ 0,03% à environ 0,30% de carbone. 14. Une électrode selon la revendication 11 ou 12, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 0,1% à environ 1,1% dudit stabilisateur d'arc, d'environ 3,5% à environ 6% dudit fluorure métallique, d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit 20 carbonate métallique, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de 1'électrode ; . d'environ 0,4% à environ 1,1% de silicium d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse 25 d'environ 0,2% à environ 0,7% de molybdène d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome d'environ 1% à environ 2,2% de nickel d'environ 5% à environ 15% de fer et d'environ 0,03% à environ 0,30% de carbone. 30 15. Une électrode selon la revendication 15, dans laquelle ledit noyau contient jusqu'à environ.30% de fluorure métallique et jus-qu'à environ 3% de carbonate métallique. 16. Une électrode selon la revendication 15, contenant d'environ 0,2% à environ 2% dudit magnésium, d'environ 2% à environ 15% 35 dudit fluorure métallique, d'environ 0,1% à environ 2% dudit carbonate métallique et d'environ 5% à environ 23% dudit matériau métallifère. 17. Une électrode selon la revendication 15 ou 16, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 3,5 à environ 40 6% dudit fluorure métallique, d'environ 0,6% à environ 1,3% 69 20781 19 2011336 dudit carbonate métallique, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : d'environ 0,6% à environ 1,1% de silicium 5 d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,4% à environ 0,7% de molybdène et d'environ 5,5% à environ 16% de fer. 18. Une électrode selon la revendication 15 ou 16, contenant d'environ 0,3% à environ 1% dudit magnésium, d'environ 3,5% à envi-10 ron 6% dudit fluorure métallique, d'environ 0,6% à environ 1,3% dudit carbonate métallique, et d'environ 9% à environ 18% dudit matériau métallifère qui comprend, dans les pourcentages pondéraux spécifiés de l'électrode : d'environ 0,4% à environ 1,1% de silicium 15 d'environ 0,5% à environ 1,6% de manganèse d'environ 0,2% à environ 0,7% de molybdène d'environ 0,2% à environ 0,7% de chrome d'environ 1% à environ 2,2% de nickel d'environ 5% à environ 15% de fer et 20 d'environ 0,03% à environ 0,30% de carbone.