Brevet FR2003107A1 — publié le 19691107

la présente invention concerne et a essentiellement pour objet une électrode composite ou analogue, notannent du type en fil métallique de longueur indéfinie pour soudage à l'arc électrique avec électrode consommable, fusible ou analogue ainsi 5 que les diverses applications et utilisations résultant de sa • mise en oeuvre. Pour souder automatiquement une pièce ouvrable telle que de l'acier, le procédé de soudage à l'arc électrique dit sous atmosphère protectrice gazeuse,dans lequel du gaz anhydrique carbonique ou un gaz inerte ou un mélange de ceux-ci 10 est employé comme moyen de protection pour l'arc électrique et le procédé de soudage à l'arc électrique dit submergé ou sous flux électroconducteur,dans lequel un flux spécifique est employé comme moyen de protection d'arc, sont connus comme étant les procédés de soudage les plus pratiques. En outre, le procédé de 15 soudage dit à électro-laitier ou à électro-scorie, ou analogue est également connu. Ces procédés ont mutuellement en commun le fait que dans l'un quelconque des procédés de soudage automatique connus mentionnés ci-dessus, un fil d'acier enroulé en bobine, de longueur infinie ou indéfinie, est employé comme électrode 20 consommable ou fusible et l'électrode est fondue dans des conditions qui protègent l'électrode de l'atmosphère, de sorte que le métal fondu, provenant de l'électrode consommable, est transféré à la pièce ouvrable à souder pour déposer un métal sur celle-ci. En outre, plusieurs types de procédés de soudage à électrode 25 consommable ou fusible,qui ne nécessitent aucune source d'alimentation de gaz protecteur externe, ont été récemment proposés et employés pratiquement. Cependant, l'efficacité de certains des procédés de soudage connus précités, qui employent nécessairement un gaz protecteur, 30 est défavorablement affectée par un vent uniforme ou constant qui souffle à l'emplacement et au voisinage de la zone de soudage où l'arc jaillit, est produit ou amorcé, à une vitesse de l'ordre de 2 m/s et une soudure satisfaisante ne peut pas être obtenue. Cette difficulté constitue l'un des inconvénients les plus sérieux, 35 communs aux procédés de soudage connus précités. Conformément au procédé de soudage à l'arc électrique submergé ou sous flux électroconducteur, dans lequel l'opération de soudage est exécutée tout en amenant un flux particulier dans la rainure ou l'évidement prévu dans la pièce ouvrable, l'arc qui jaillit, est produit ou 40 amorcé, ne peut pas être observé de l'extérieur et la position de BAD ORIGINAL 69 05426 2 2003107 soudage est soumise à des limitations, de sorte que par conséquent, le procédé de soudage à l'arc submergé ou sous flux électroconducteur ne peut pas être appliqué à certains emplacements. Plus récemment, un procédé de soudage à électrode consomma-5 ble ou fusible, qui ne nécessite pas de source d'alimentation de gaz protecteur externe, a été proposé. Cependant, des soudure^ formées par un tel procédé, possèdent très souvent des valeurs trop basses de résilience ou de résistance au choc pour 1b s rendre pratiquement utilisables. Ainsi, le développement ou 10 la .mise au point d'électrodes consommables ou fusibles plus utiles et perfectionnés ou améliorés, qui ne nécessitent pas de gaz protecteur, a été recherché avec acharnement dans la technique. Un procédé typique de soudage à l'arc électrique, qui ne nécessite pas l'emploi d'un gaz protecteur et peut être exécuté 15 en plein air, au grand air ou à ciel ouvert, a été divulgué dans le brevet américain 1T° 2909778o Le procédé de soudage selon ce brevet américain est caractérisé en ce qu'on fournit, à un arc électrique de soudage qui est amorcé ou produit, un agent calmant ou analogue qui agit sur 20 le métal fondu provenant- d'une électrode consommable ou fusible et un protecteur d'agent calmant qui protège l'agent calmant de l'oxygène et de l'azote de l'air. Une électrode, qui comprend un métal dont l'intérieur est rempli d'un désoxydant ou réducteur, l'agent calmant et le protecteur d'agent calmant, a été proposée 25 pour être utilisé dans lui tel procédé de soudage. Comme désoxydant ou produit réducteur, destiné à être utilisé dans un tel fil métallique, un ou plusieurs éléments, choisis dans le groupe comprenant le manganèse lia, le chrome Cr, le niobium 1Tb, le tantale Ta et le vanadium V sont employés sélectivement, tandis que comme 30 agent calmant à employer dans le fil métallique, un ou plusieurs éléments, choisis dans le groupe comprenant le zirconium Zr, le titane îi, le bore B, l'aluminium Al, le silicium Si, le lithium Li, et le calcium Ca sont utilisés sélectivement et comme protecteur d'agent calmant à employer dans le fil métallique, un ou plusieurs 35 éléments, choisis dans le groupe comprenant le fluorure d'aluminium et desfcalogénures d'ammonium ou de métaux alcalins sont employés sélectivement. Bien que l'enmploi de l'électrode précitée en fil métallique composite puisse former un métal déposé de moindre porosité, le métal déposé contient souvent une quantité substantielle 40 de résidu d'agent calmant. bad original 69 05426 3 2003107 Quand le métal déposé contient une quantité substantielle d'agent calmant tel que 11 aluminium Al, le titane Ti et/ou le zirconium Zr, quoique ces éléments puissent se combiner avec l'azote ainsi qu'avec l'oxygène dès que du nitrure d'aluminium 5 Al ¥ du nitrure de titane TilT et/ou du nitrure de zirconium ZrH, qui possèdent des densités ou poids spécifiques élevés et des points de fusion élevés , se sont formés dans un bain de soudage, la possibilité d'éliminer ces éléments par décrassage ou élimination de laitier ou de scorie est très rare et ils restent 10 dans le métal déposé sous la forme de substances d'inclusion noç. métalliques qui tendentà réduire ou à diminuer la ductilité du métal déposé. Par conséquent, quand un métal déposé contient un agent calmant tel que du titane Ti,du zirconium Zr}de l'aluminium Al,du bore B et/ou analogue énumérés ci-dessus en quantité 15 substantielle, le métal possède une valeur très basse de résistance au choc ou de résilience qui rend le métal inapproprié pour l'utilisation dans des constructions qui nécessitent exifa^autres des résistances au choc élevées variables. Ceci est l'une des raisons les plus importantes pour laquelle des électrodes de 20 soudage classiques, commercialement disponibles, ont été utilisées seulement dans des applications limitées. Un autre exemple de procédé de soudage à l'arc électrique, qui ne nécessite aucun gaz protecteur ou bien nécessite seulement une petite quantité de gaz protecteur, a été divulgué dans le 25 brevet américain II0 3118053. L'électrode, employée dans le procédé de soudage selon ce brevet américain,comprend un fil métallique composite qui consiste en une gaine ou un enrobage métallique dont l'intérieur est rempli d'un flux de soudage dans lequel il y a du carbonate de chaux connue agent de dégagement ou générateur 30 de gaz. lorsque le fil métallique"composite est. fondu,le carbonate de chaux est pyrolysé pour dégager du gaz qui est utilisé conL.:e gaz protecteur. 'Toutefois dans un tel procédé de soudage à l'arc électrique, utilisant l'électrode en fil métallique composite contenant l'agent 35 de dégagement ou générateur de gaz, comme la réaction a lieu rapidement dans l'arc qui est amorcé ou produit, l'arc est pertur-• bé sous l'influence du gaz qui se dégage et augmente plutôt la quantité d'hydrogène dans le métal déposé. En outre, quand l'agent désoxydant ou réducteur et l'agent 40 de dénitrification, tel que l'aluminium Al,le zirconium Zr, etc... bad original 69 05426 2003107 sont utilisés en combinaison avec un carbonate, le carbone, contenu dans le carbonate, est réduit et une partie du carbone est susceptible d'être transférée au notai déposé en entraînant une réduction de la valeur de résilience ou de résistance au choc du 5 métal déposé» IJn but. principal de la présente invention est de créer une électrode composite consommable ou fusible perfectionnée ou améliorée, destinée à être utilisée dans le soudage à l'arc électrique de l'acier, qui permette au procédé de soudage d'être 10 exécuté en plein air sans l'emploi d'aucun gaz protecteur et qui permet d'obtenir un métal déposé de haute qualité. Un autre but de la présente invention est de créer une électrode composite consommable ou'fusible perfectionnée pour 'emploi dans un procédé de soudage à l'arc électrique de l'acier, 15 qui puisse éliminer efficacement les défauts et inconvénients précités, inhérents aus$?rocédés classiques de soudage à l'arc —électrique du type dit visible ou à l'air libre. Encore un autre but de la présente invention est de créer une électrode composite consommable ou fusible perfectionnée pour 20 emploi dans un procédé de soudage à Iferc électrique qui permette au procédé de soudage d'être exécuté en plein air ou à l'air libre sans l'emploi d'aucun gaz protecteur et qui permet d'obtenir un métal déposé de haute qualité qui possède d'excellentes propriétés aux rayons X et mécaniques et spécialement une valeur 25 élevée de résistance au choc ou de résilience. Un autre but de la présente invention est de créer une électrode perfectionnée de grande soudabilité pour usage dans le soudage électrique à l'arc de l'acier qui permette au procédé de soudage d'être exécuté à l'air libre ou en plein air avec l'emploi 30 d'une source d^ouissance ou d * énergie ..soit à courant continu ou à courant alternatif. Conformément à un aspect caractéristique de la présente invention, il est prévu une électrode composite consommable ou fusible qui comprend une gaine ou enveloppe d'enrobage métallique 35 et un flux pulvérulent remplissant l'intérieur de la gaine et comprenant essentiellement, exprimé en poids d'électrode totale en fil métallique, respectivement 6 à 115-5 de fluorure de calcium Caïg, 0,1 à 1,5% de manganèse Ma, 0,8 à 2% de nickel Ni et 2 à 5i<> d'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg, contenant la quantité 40 totale de 0,006 à 0,06$ de sodium ÎTa et de potassium sous la ^ ORIGINE. 69 05426 5 2003107 forme de chlorures. En exécutant le soudage élc-ctrique à l'arc de l'acier avec emploi de l'électrode composite consommable conforme à la présente invention, l'électrode est continuellement avancée en direction 5 et le long de la rainure ou de l'évidement prévu dans la pièce ouvrable en acier par un moyen d'amenée ou d'alimentation approprié et coopère avec un arc à amorcer ou à produire entre l'électrode et la pièce ouvrable en formant un métal déposé dans la rainure par transfert du métal fondu de l'électrode à la rainure. 10 Quand l'électrode est amenée et fondue de la manière mentionnée ci-dessus, les ingrédients ou produits, constituant du.flux remplissant l'intérieur de la gaine métallique de l'électrode, agissent de la façon suivante, le fluorure de calcium CaPg forme un laitier ou une scorie qui sert de moyen pour envelopper et conformer un 15 cordon ou une chenille de soudure, tandis que le manganèse Mn sert de désoxydant et est ajouté au métal déposé comme l'un des éléments d'alliage du métal déposé, le nickel ITi sert de produit dit générateur ou producteur d'austénite et enfin l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg sert effectivement d'agent de dénitrification. 20 Ainsi, ces produits constituants ou ingrédients du flux produisent en combinaison un métal déposé de haute qualité dans des conditions de soudage satisfaisantes. La raison,pour laquelle l'alliage d'aluminium et de magnésium AlMg est utilisé comme désoxydant dans la nouvelle électrode en 25 fil métallique,est que, quand l'aluminium Al et le magnésium-Mg sont employés sous la forme de substances simples dans le fil métallique, une quantité substantielle de projections a lieu qui rend le procédé de soudage impraticable . Ceci est dû au fait que la chaleur, dégagée par effet Joule, qui est engendrée dans 30 l'intervalle ou espace compris entre le bout- conducteur extrême du fil métallique et le point de jaillissement ou d'aboutissement de l'arc par le courant électrique s'écoulant à travers le fil métallique, échauffe rapidement l'extrémité du fil métallique - avant que 1'extrémité du fil métallique atteigne le point de 35 jaillissement ou d'aboutissement de l'arc, mais dans un tel cas, le magnésium I-ïg du flux est rapidement oxpdé jusqu'au point d'explosion» Au contraire, quand l'aluminium Al et le magnésium Mg sont contenus dans le flux sous la forme d'un alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg, un tel phénomène n'aura pas lieu 40 et les conditions de jaillissement de l'arc peuvent être sensible BAD ORIGINE 05426 6 2003107 ment améliorées, ce qui permet à l'opération de soudage d'être conduite avec l'emploi d'une source de puissance ou d'énergie à courant alternatif. En outre, l'emploi de l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg comme désoxydant ou réducteur dans le flux 5 de la nouvelle électrode en fil métallique,plutôt que de l'aluminium Al et du magnésium Mg sous la force de' substances simples, réduit le point de fusion de ces produits constituant en renforçant ainsi les actions de désoxydation ou de réduction et de dénitrification de ces produits constituant. Si le magnésium Mg 10 sous la forme d'une substance simple est incorporé dans le flux de l'électrode en fil métallique, comme agent désoxydant ou réducteur,quand le fil métallique est cuit à la température de 380 à 400°C au cours de l'étape, phase ou opération finale de fabrication du fil métallique, l'oxydation du magnésium Mg est 15 accélérée et - le fil métallique ainsi produit ne peut pas posséder des propriétés désirées qui sont exigées pour un-tel fil métallique. "A cause des raisons ci-dessus et conformément à la présente invention, l'aluminium Al et le magnésium Mg sont employés sous la forme d'un alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg. Dans la 20 nouvelle électrode composite consommable en fil métallique, le rapport de mélange de l'aluminium au magnésium est de préférence de 1 sur 1 et, lorsqu'il est exprimé par la proportion en $ en poids de l'alliage entier d'aluminium et de magnésium Al-Mg, le rapport utile dans la présente invention peut être le suivant : 25 aluminium Al = 35 à 655® en poids magnésium Mg = 65 à 35$ en poids Tout rapport, qui s'écarte du domaine des valeurs précitées du rapport, produira sensiblement les mêmes défauts ou inconvénients que ceux décrits en corrélation avec l'emploi de magnésium Mg 30 sous la forme de substances simples et est extérieur au domaine ou à l'étendue de la présente invention. En outre, conformément à la présente invention, l'agent de dénitrification pulvérulent comprend,comme produit constituant essentiel, l'alliage spécifique d'aluminium et de magnésium Al-Mg, 35 c'est-à-dire que l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg, contenant du sodium Fa et du potassium K sous la forme de leurs chlorures, forme la quantité totale de 0,006 à 0,06 $ en poids de l'électrode entière en fil métallique. Les effets et avantages, susceptibles d'être obtenus par l'emploi d'un tel agent spécifique 40 de dénitrification dans le flux de la nouvelle électrode en fil - BAD ORIGINAL 69 05426 7 L U 0 3 1 Û / métallique, seront décrits en détail ci-après. l'invention sera mieux comprise et d'autres "buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux 5 dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'èxemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente graphiquement une courbe montrant la corrélation entre la quantité de chlorure de potassium KC1 et de chlorure de sodium HaCl, présente dans l'alliage d'aluminium 10 et de magnésium Al-Mg utilisé dans la nouvelle électrode en fil métallique et celle d'azote H qui sera contenu dans un métal déposé formé par une opération de soudage à l'arc électrique utilisant l'électrode en fil métallique, la-quantité d'azote présente dans l'acier soudé, indiquée en ordonnée, étant exprimée 15 en $ en poids en fonction de la proportion en $ en poids des chlorures de potassium et de sodium présents dans l'alliage d'aluminium et de magnésium, indiquée en abscisse ; et - la figure 2 représente graphiquement la corrélation existant entre la quantité de chlorure de potassium KC1 et de 20 chlorure de sodium ITaCl présente dans l'alliage d'aluminium et de mangésium Al-Mg utilisé dans la nouvelle électrode en fil métallique et celle de la teneur en humidité qui doit être absorbée dans un métal déposé obtenu par une opération de soudage à l'arc électrique utilisant l'électrode en fil métallique, les quantités relatives 25 ou proportions étant également exprimées en $ en poids. Afin de déterminer la corrélation existant entre la quantité de chlorure de potassium KOI et de chlorure de sodium UaGl contenue dans l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg présent dans le flux utilisé dans la nouvelle électrode en fil métallique et 30 celle d'azote 17 qui sera contenu dans le métal déposé, une opération automatique de soudage à l'arc électrique visible ou à l'air libre fut exécutée en utilisant une électrode composite en fil métallique dans la gaine métallique de laquelle etaien^fcon;enus 20$ d'un flux pulvérulent, en poids de l'électrode totale en fil métallique et 35 le flux pulvérulent avait la composition suivante : Bn poids de l'élastrode totale en fil métallique 0aJ?2 AII?2 Fer en poudre Alliage Al-jSg (40$ de Al) 3,4$ 3,2$ BAD ORIGINAL 69 05426 8 2003107 MgF 'Mo M 1,4$ Fe-Mh 0,6fo CaCO^ 0,8$ (70c/o de Mn) Si02 0,6fo 5 le résultat de l'opération de soudage est représenté sur la figure 1 et comme on le voit sur cette figure, quand la quantité de KOI + NaCl augmente, la quantité d'azote ÏT,qui sera contenue dans le métal déposé, diminue de façon correspondante. On suppose que cela est dû au fait que quand l'alliage d'aluminium et de 10 magnésium Al-Mg, contenant le potassium K et le sodium Fa, est utilisé dans le flux de l'électrode- en flL métallique, le magnésium Mg, qui a été exposé à l'arc électrique, est vaporisé au point d'ébullition de 1070°C et coexiste avec le potassium K et le sodium Ma qui servent d'agents ionisants dans le flux en produisant 15 ainsi une forte action de stabilisation d'arc électrique et que, comme l'arc n'est pas perturbé et que le transfert des gouttes de métal fondu du bout d'extrémité de l'électrode en fil métallique à la pièce ouvrable peut être réalisé de façon régulière, uniforme ou douce, le temps, pendant lequel les gouttelettes de métal 20 fondu sont exposées à l'air, sera raccourci en ayant pour résultat une diminution de la quantité d'azote ET qui sera absorbée dans le métal déposé à former. De cette manière, avec l'utilisation de la nouvelle électrode en fil métallique composite consommable ou fusible, un effet 25 protecteur satisfaisant dans l'atmosphère peut êtrè prévu. Par ~ conséquent, la quantité de poudres de dénitrification, qui sont à mélanger avec les autres produits composants ou constituants du flux du fil métallique dans le but d'empêcher la formation de vides d'air dans le métal déposé, peut être réduite sans 30 l'emploi d'un agent auxiliaire tel que le carbonate et analogue, de sorte que des effets défavorables ou nuisibles aux propriétés mécaniques du métal déposé, qui seraient inévitables autrement, peuvent être efficacement empêchés en ayant pour résultat un métal déposé possédant d'excellentes propriétés. Afin d'atteindre 35 un tel résultat, comme cela ressort de la figure 1, il est nécessaire que l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg contienne du potassium K et du sodium Ma sous la forme de chlorures de ceux-ci en une quantité d'au moins 0,006$ en poids de l'électrode en fil métallique totale. Cependant, si ces 69 05426 9 2003107 chlorures sont inclus en quantité substantielle dans l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Hg, la quantité d'humidité à absorber dans le métal déposé augmentera comme on le voit sur la figure 2. 3n conséquence, il est nécessaire de ne pas utiliser 5 ces ingrédients ou produits constituants au delà de la limite supérieure du domaine de quantité spécifique, soit 0,G6>s. le domaine de quantité le plus préférable de ces produits constituants est celui compris entre 0f006 et 0,025 5» et o.ans un tel cas, le potassium E et le sodium lia sont d.e préférence utilisés dans le 10 rapport d'environ 1 sur 1 en poids, le potassium K et le .sodium ETa sont de préférence employés sous la forme de carbonates de ceux-ci parce que l'addition de ces produits constituants sous leursjfeormesélémentaires à d'autres produits constituants ou composants de l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Hg est 15 techniquement difficile et d'une façon similaire, l'addition de ces substances sous leurs formes composées à d'autres substances constituantes de l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg n'est également pas re connandable. Quand l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Hg, ayant la composition précitée, est mélangé 20 avec les autres substances ou produits constituants pulvérulents du flux de l'électrode en fil métallique, dans le but de mettre en oeuvre la présente invention, il est nécessaire que l'alliage soit utilisé dans un domaine de quantité allant de 2 à 5/° en poids de l'électrode totale en fil métallique composite. L'utilisation £5 de l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Hg en dessous de la-limite inférieure du domaine de quantité prescrit ne provoquera pas ou ne réalisera pas sa fonction d'agent de dénitrification. Par ailleurs, l'emploi de l'alliage en une quantité excédant la limite supérieure du domaine de quantité prescrit aura pour 50 résultat un abaissement de la ductilité du métal déposé formé. L'utilisation de l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Hg en toute quantité s'écartant du domaine de quantité prescrit ne permettra pas d'atteindre le but vers lequel est orientée la présente invention. 35 Le tableau 1 suivant montre les résultats de diverses opérations de soudage exécutées sur des pièces d'oeuvre en utilisant respectivement des électrodes en fil métallique contenant divers alliages d1 aluminium et de magnésium Al-Iîg qui contiennent du sodium Fa et du potassium K en quantités variables conformément 40 à la présente invention et des elefitrodes classiques en fil BAD ORIGINAL 69 05426 10 2003107 métallique, et toutes les opérations de soudage furent exécutées par le procédé de soudage automatique à l'arc électrique visible ou à l'air libre, les compositions des flux de soudage présents dans les électrodes en fil métallique et les conditions de 5 soudage employées au cours de ces opérations étaient les suivantes : Composition du flux de En poids de l'électrode totale soudage en fil métallique (à l'exclusion d'ailiageAl-Mg) - ' Ca]?2 8-10$ Poudre de fer 4 _ 8$ 10 Fe - Mn (70$ de Mn) - 0,6$ Si02 ' 0-1$ Hi 1$ Dans A'importe laquelle des électrodes en fil métallique employées, la quantité totale de flux pulvérulent était de 21$ en 15 poids de l'électrode totale en fil métallique. Conditions de soudage 400 A — 27 V (courant alternatif) 4 passes ou couches de finition Pièces d'oeuvre : plaques d'acier doux (de 19 mm d'épaisseur) 20 avec rainures ou chanfreins en forme de V suivant un angle de 50°. o VÛ Tableau 1 O Cn . -t* Fil métallique N° C quantité de Nacl+Ké dans alliage de Al-Mg (en fo en poids) I quantité en mélange d'alliage Al-Mg(en io en poids) quantité d'Al absorbé dans le métal déposé (en $ en poids) quantité en lï absorbé dans le métal déposé (en io en poids) Dé gré de qualité JIS aux rayons Valeur de résilience 1 t 5,6 1,48 0,038 1 4,1 2 0,003 4,8 1,05 0,037 4 8,0 5 0,006 . 3,6 0,71 0,020 1 11,0 4 j 0,01 3,6 0,70 0,019 1 11,3 5 0,02 ' 2,8 0,55 0,020 1 19,7 6 0,06 3,6 0,72 0,018 1 10,5 7 0,30 2,4 0,49 0,017 5 20,6 8 0,30 3,6 0,73 0,016 6 10,4 K> Remarques les nos. 3 à 6 sont les nouvelles électrodes composites en fil métallique o OJ O 69 05426 12 2003107 Comme on le voit sur le tableau 1 ci-dessus, quand des opérations de soudage furent exécutées en utilisant des électrodes en fil métallique composites contenant des alliages d'aluminium et de magnésium Al-Mg ne contenant ni du sodium N'a ni du potassium 5 K (électrodes en fil métallique n°1 et 2), on constata que les métaux déposés formés possédaient de graves défauts relativement aux propriétés aux rayons X et aux valeurs de résistance au choc ou de résilience et les métaux déposés n'étaient pas pratiquement utilisables. Au contraire, quand les opérations de soudage furent 10 exécutées en utilisant de^nouvelles électrodes en fil métallique composites, il fut confirmé que des métaux composés, possédant d'excellentes propriétés, pouvaient être formép. Des métaux déposés, obtenus par l'utilisation d'électrodes en fil métallique n°7 et 8, avaient absorbé des quantités substantielles d'humidité et 15 possédaient de médiocres propriétés aux rayons X. La raison pour laquelle on utilise le CaJ^, Mn et Ni en addition à l'alliage de Al-Mg dans la nouvelle électrode en fil métallique composite est la suivante : Comme fluorures, quoiqu'il existe une grande variété de 20 substances autres que le fluorure de calcium Cal'emploi du fluorure de calcium CaPg est préférable à d'autres fluorures parce que le fluorure de calcium CaPg» quand il est utilisé dans la nouvelle électrode en fil métallique, améliore la fluidité et 1'ouvrabilité du laitier ou de la scorie et accélère surtout 25 l'action enveloppante et l'élimination du laitier ou de la scorie. La quantité de fluorure de calcium Cal^à mélanger avec les autres substances ou produits composants du flux dans la nouvelle électrode en fil métallique,peut varier selon la quantité d'alliage . d 'alimunium et de magnésium Al-Mg contenue dans le flux du fil 30 métallique ; quand le flux du fil métallique contient l'alliage d'aluminium et de magnésium Al-Mg en une quantité de 2 à 5 $ en poids du fil métallique total , le fluorure de calcium Caï^ peut être employé en une quantité de 6 .à 11$ en poids du fil métallique total . Si la quantité de fluorure de calcium CaPg es^ inférieure 35 à 6$ en poids durfil métallique total , c'est-à-dire à la limite inférieure du domaine de quantjM prescrit pour le produit constituant la viscosité du laitier cudela scorie formée sera trop élevée pour constituer une forme de cordon ou de chenille satisfaisante et des vides d'air se formeront dans le métal déposé et il y aura un 40 accroissement de la quantité de substances incluses dans celui-ci. 69 05426 13 2003107 Par ailleurs, si la quantité de fluorure de calcium CaFg excède 11$ en poids du fil métallique total, c'est-à-dire la limite supérieure du domaine de quantité prescrit pour le produit constituant, la viscosité du laitier ou de la scorie formé 5 sera trop faible pour permettre au laitier ou à la scorie d'envelopper ou de recouvrir le métal déposé d'où résultera une ouvrabilité non satisfaisante» Le manganèse Mn, contenu dans le flux de la nouvelle électrode en fil métallique, sert d'agent désoxydant ou réducteur classique et la quantité de manganèse 10 Kn doit habituellement varier selon la résistance mécanique ou solidité exigée de la structure à souder afin d'ajuster ou de régler la quantité de produit constituant conformément à la résistance mécanique désirée de la structure. Dans la nouvelle électrode en fil métallique, la quantité de manganèse Mn employée 15 est de préférence et d'une façon pratique comprise dans le domaine allant de 0,1 à 1,5$ en poids de l'électrode totale en fil métallique» Le nickel Hi,employé dans le flux de la nouvelle électrode en fil métallique, sert d'agent dit producrteur-ou générateur d'austénite et lorsque la quantité d'aluminium Alf 20 qui est l'agent producteur ou générateur dé ferrite,augmente l'agent producteur ou générateur d'austénite réduit la taille ou grosseur des particules cristallines du métal déposé, de façon à augmenter la résistance mécanique et à stabiliser la valeur de résilience ou de résistance au choc du métal déposé. Quoique 25 la quantité de nickel ITi à employer dans le flux de la nouvelle électrode en fil métallique puisse varier selon la quantité d'alliage d'aliminium et de mangésium Al-Mg utilisé dans le flux du fil métallique, quand l'alliage d'aluminium et de magnésium -Al-Mg est employé en une quantité comprise dans un domaine 30 allant de 2 à 5$ en poids de l'électrode totale en fil métallique, le nickel est de préférence employé en une quantité comprise . dans le domaine allant de 0,8 à 2$ en poids du fil métallique total . Si la quantité de nickel à employer dans le flux du fil métallique est inférieure à 0,8$, c'est-à-dire à la limite 35 inférieure prescrite pour le produit constituant, les propriétés de résistance à la fissuration ou à la formation de criques d" métal déposé formé seront médiocres. Outre les produits constituants mentiohnés ci-dessus, le flux de la nouvelle électrode en fil métallique peut parfois 40 contenir des éléments tels que 1 'aluminium. Al, le zirconium 2r et; 69 05426 14 2003107 le titane Ti ou des alliages de ceux-ci, comme agents auxiliaires de dénitrification,des éléments tels que le silicium Si, le chrome Cr, le molybdène Ho, le bore B, le vanadium Y, le tungstène W, le carbone C et le cuivre Cu ou des alliages de ceux-ci comme 5 composants ou constituants d'alliage ou alliés et l'oxyde de titane TiO2» la silice SiC^, l'alumine AlgO^, l'oxyde de zirconium ou zircone Zr02, la magnésie MgO, l'oxyde de nanganèse I-InO, le bioxyde de manganèse l'oxyde de potassium EwjO, l'oxyde de sodium ïïa^O, le carbonate de calcium CaCO^, le carbonate de magnésium 10 MgCO^ et le carbonate de baryum BaCO^ comme agents auxiliaires producteurs ou générateurs de laitier ou de scorie et/ou le fer Ee comme métal accélérateur de fusion. Conformément à la présente invention, il est nécessaire que la quantité de flux pulvérulent existant dans l'électrode en 15 fil métallique composite soit maintenue dans le domaine compris entre 10 et 40$ en poids de l'électrode totale en fil métallique et que la quantité totale de CaEg-Mn-ITi-Al.Mg, qui sont des produits composants ou constituants essentiels du flux de la nouvelle électrode en fil métallique, soit au moins de 55 $ en 20 poids de l'électrode totale en fil métallique considérée comme équivalent à 100$. En conséquence, le flux de la nouvelle électrode en fil métallique peut comprendre seulement ces quatre produits constituants essentiels,mais outre ces quatre produits constituants quand le flux de l'électrode en fil métallique contient en outre 25 les produits constituants auxiliaires, mentionnés ci-dessus, la quantité totale de produits constituants auxiliaires doit être inférieure à (100 - 55)$ en poids de l'électrode en fil métallique totale, la quantité de produits constituants formant agents auxiliaires de dénitrification, qui sont ajoutés aux produits 30 constituants formant agents primaire^de dénitrification, doit être inférieure à 1$ en poids de l'électrode en fil métallique • totale et la quantité d'éléments alliés ou d'alliage doit être inférieure à 1$ en poids de l'électrode en fil métallique totale, tandis que la quantité de produits constituants,formant agents 35 auxiliaires générateurs de laitier ou de scorie, doit être inférieur à 2$ en poids de l'électrode en fil métallique totale et enfin la quantité de poudre de fer doit être inférieure à 18$ en poids de l'électrode en fil métallique totale. D'autre part, la gaine métallique de l'électrode en fil 40 métallique composite doit être formée soit par de l'acier au 69 05426 15 2003107 carbone ou par de l'acier à basse ou faible teneur en carbone, selon ce qui est désiré et la composition de la gaine métallique n'est -oas limitée à une composition spécifique quelconque. Cependant la gaine métallique est habituellement formée en façonnant 5 ou conformant un flan en virole cerclé, fretté ou analogue de façon à lui impartir une forme tabulaire et par conséquent, la gaine métallique est de préférence réalisée en une matière susceptible d'être facilement traitée ou travaillée,telle que l'acier doux. La forme de la gaine métallique de l'électrode en fil 10 métallique composite n'est pas limitée à une simple forme de tuyau ou de tube, mais peut présenter toute autre configuration de section transversale plus compliquée telle que celle possédant par exemple des ailettes ou nervures s'étendant radialement vers l'intérieur. 15- Les exemples suivants constituent les exemples les plus pertinents de cette invention. 20 fabriquée en une virole en acier doux de 0,2 x 23 mm contenant 0,03$ de carbone C, 0,35$ de manganèse Mn et 0,01$ de silicium Si, qui comprend des flux contenant les cua-E-tités: suivantes en poids du fil métallique total : Exemple 1 Composition du fil métallique : Une électrode en fil métallicue de 3,2 mm de diamètre 25 Caï^ : 10$ en poids tin : 0,5$ en poids Alliage Al-Mg:3$ en poids (contenant. 50$ de Al et 0,01$ de chlorure) ili î 1,5$ en poids 30 Conditions de soudage : Pièces d'oeuvre : plaques d'acier doux (de 25nm d'épaisseur) 400 A; 26 V; soudage bout à bout ou bord à bord. Résultat : Propriété aux rayons X: aucun défaut 35 Résistance à la traction : 52 kg/mm Résilience ou résistance au choc : 16,5 kgm Exemple 2 2 Composition du fil métallique : Une électrode en fil métallique de 3,2 mm de diamètre, 4^ fabriquée en un acier doux identique à celui de l'exemple 1, qui 69 05426 fs 2003107 comprend des flux présentant les quantités suivantes en poids du fil métallique total : CaFg : 8fo en poids Fe-Mn : 1$ en poids (70$ de Mn) 5 Al-Mg : 3,5$ en poids (40$ de Al, 0,02$ de chlorure) Fi : 1$ en poids Fe (poudre) : 6$ en poids Conditions de soudage î Pièces d'oeuvre : plaques d'acier doux(de 25 mm 10 d'épaisseur) 380 A; 25 V; soudage "bout à "bout ou bord à bord. Résultat : Propriété aux rayons X : aucun défaut 2 Résistance à la traction : 51 kg/mm 15 Essai de flexion : bon Résilience ou résistance au choc : 15 kgm Exemple 3 Composition du fil métallique î Une électrode en fil métallique de 3,2 mm de diamètre, 20 fabriquée en un acier doux identique à celui de l'exemple 1, qui contient des flux ayant les quantités suivantes en poids du fil métallique total : 0aF2 î 7$ en poids Mn : 0,3$ en poids 25 Al-Mg : 2,5$ en poids (60$ de Al; 0,03$ de chlorure) Fe-Zr : 1$ en poids Fi : 1$ en poids Fe (poudre) : 11$ en poids Conditions de soudage : 30 Pièces d'oeuvre : plaques d'acier doux (de 19 mm d'épaisseur) 400 A;27 "V; soudage bout à bout ou bord à bord. Résultats : Propriété aux:rayons X : aucun défaut 2 35 Résistance à-la traction : 54 kg/mm Résilience ou résistance au choc : 18 kgm Exemple 4 ~ Composition du fil métallique : Une électrode en fil métallique de 2,4 mm de diamètre, 4) fabriquée en une virole d'acier doux de 0,2 x 17 mm contenant bas original 69 05426 17 2.003107 0,04/J de carbone C, 0,57$ de manganèse Mn et 0,01$ de,, silicium Si,qui comprend des flux ayant les quantités suivantes en poids du fil métallique total : Ca?2 î 12$ en poids 5 Fe-Iïn : 0,5$ en poids (70$ de Mn) Al-i-ig : 3$ en poids (50$ de Al; 0,02$ de chlorure) ÎTi : 1 c/o en poids CaO : 1,5$ en poids Fe (poudre) : 4$ en poids 10 Conditions de soudage : Pièces d.'oeuvre : plaques d'acier doux (de 16 on d'épaisseur) 400 A; 26 Y; soudure d'angle horizontale* Résultats : 15 Rendement de travail î excellent Contour ou aspect du cordon de soudure : excellent Aspect de la cassure : aucun défaut A partir de l'exposé précédent, on se rendra compte que, pudique le flux de la nouvelle électrode composite en fil métallique 20 contient l'alliage spécifique d'aluminium et de magnésium Al-^g, mentionné ci-dessus, qui y est mélangé suivant les quantités comprises d.ans le domaine prescrit, la quantité d'aaoire qui sera contenue dans le métal déposé, peut être rendue inférieure à celle contenue dans un métal déposé foné par une électrode en 25 fil métallique composite classique quelconque et en outre,la quantité totale d'agent de dénitrification, qui doit être contenue dans le flux de l'électrode en fil mi'tallique,peut être rendue inférieure à celle présente dans un métal déposé formé par une électrode en fil métallique classique quelconque, de sorte que 30 la ductilité dans l'entaille ou l'encoche pratiquée dans un métal déposé peut être améliorée d'une façon importante par rapport à celle susceptible d'être obtenue par une électrode en fil métallique classique quelconque. Ainsi, le nouveau fil métallique composite élimine efficacement les défauts rencontrés avec 35 l'emploi des électrodes en fil métallique composite classiques de soudage automatique à l'arc électrique submergé du type visible ou à l'air libre et présente une grande valeur industrielle. Quoique le meilleur mode de réalisation,envisagé pour exécuter la présente invention, ait été représenté et décrit ci-dessus, 40 n sera évident pour ceux qui sont spécialisés dans cette technique BAD ORIGINAL 69 05426 18 2003107 que des raodifications et changements peuvent être effectués sans s'écarter de ce qui est considéré comme étant le principe ou l'objet de l'invention tel que définie dans les revendications ci-jointes. 5 Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit 10 de l'invention. 05426 19 2003107 REVENDICATIONS 1- Electrode en fil métallique composite ou analogue pour emploi dans le soudage d'acier à l'arc électriquo&u type visible ou à l'air libre sans gaz protecteur, caractérisée en ce qu'elle 5 comporte une gaine métallique, un flux pulvérulent ou analogue remplissant ladite gaine, ledit flux comprenant essentiellement exprimé en $ en poids de l'électrode en fil métallique totale, respectivement 6 à 14/® de fluorure de calcium CaF^, 0,1 à 1,5$ de manganèse Mn, 0,8 à 2$ de nickel Ni et 2 à 5°A d'alliage d'alu-10 minium et de magnésium Al-Mg contenant du sodium Na et du potassium K sous la forme de chlorures de ceux-ci en une quantité totale de 0,006 à 0,06$ en poids de l'électrode en fil métallique totale. 2- Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le flux pulvérulent précité comprend en outre un ou plusieurs 15 éléments choisis dans le groupe comprenant le titane Ti, le zirconium Zr et analogue, comme agent ou agents de dénitrification. 3- Electrode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le flux pulvérulent précité comprend en outre un ou plusieurs éléments choisisdans le groupe comprend le silicium Si, le chrome 20 Cr, le cobalt Co, le bore B, le vanadium V, le tungstène W, le 'carbone C, le cuivre Cu, en tant qu'élément ou éléments d'alliage ou alliés. 4- Electrode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le flux pulvérulent précité comprend un 25 ou plusieurs éléments choisis dans le groupe comprenant l'oxyde de titane Ti02, la silice Si02, l'alumine AlgO^, l'oxyde de zirconium ou zircone Zr02, la magnésie MgO, l'oxyde de calcium CaO, l'oxyde de manganèse MhO, le bioxyde de manganèse Hn02, l'oxyde de potassium K20, l'oxyde de sodium Na20, le carbonate de calcium 30 CaCOj, le carbonate de magnésium MgCO^ et le carbonate de baryum BaC0~. 3 5- Electrode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le flux pulvérulent précité comprend en outre de la poudre de fer en une quantité de 2 à 18$ en poids de 35 l'électrode en fil métallique totale, en tant que l'un des produits constituants de la composition de flux de ladite électrode en fil métallique^- 6- Electrode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le flux pulvérulent précité dans la gaine bad original 05426 20 2003107 métallique précités existe en une quantité de 10 à 40$ en poids de l'électrode en fil métallique totale'et en ce que dans l'alliage d'aluminium et de magnésium précité Al-Mg, l'aluminium'Al, représente 35 à 65$ et le magnésium Mg représente 65 à 35$ en poids de l'électrode en fil métallique totale, tandis que la quantité totale de sodium Na et de potassium K sous la forme de chlorures de ceux-ci, contenue dans ledit alliage d'aluminium et de magnésium Al-M^, est de 0,006 à 0,025$ en poids de l'électrode en fil métallique totale.