Brevet FR2012111A1 — publié le 19700313

Il est bien connu que quelques alliages suivre-nickel souvent appelés cupro-nickel (par exeaple un alliage qui est eonnu sens le nom de oupro-nivkel 70/30 et qui contient aorainalenent 30# de nickel, le coapléaent étant pratiqueaent on totalité du 5 cuivre) ont une bonne résistance à la corrosion par de nombreux agents, y compris l'eau de aer* les substances alsalinos et certaines solutions aoides aqueuses diluées ainsi qu'une bonne apti— titude au travail par laainage, forgeage et étirage soit à chaud, soit à froid. Les cupro—niokels peuvent égaleaent êtsa soudés 10 aais leur résistance aécanique est indésirableaent basse pour certaines applications, par sxeaple pour des conduites peur l8®au de aer sois pression. La liaite élastique du cupro-nickel 70/30 & la teapérature ambiante, n*est que d'environ 14 kg/am2g après un refroidisseaent à l'air suivant an laminage à ehgcaâ. os «n raauit. 15 » On perfectionnement important récent consista à iaeerp»'» rer 2,4 à 3,8^ de chroae dans des cupro—niokels contenant 24 à 38$ de nickel* Ceaae décrit dans le brevet français a® 1.537.467» il est possible, ea contrôlant la composition de façen appropriée^ d'augaenter la liaite élastique jusqu'à an aoins 28 kg/as2 et, 20 avec des teneurs en chroae plus élevées, jusqu'à 42 kg/aa2 et davantage. Si l'on veut tirer ploiaoaent avantage de cette découverte il est bien entendu essentiel qu'il soit possible de souder les alliages de façon à exclure les soudures qui ne sont pas saines 25 et les soudures contenant des fissures* Quand on saudo deux alliages ayant la aSae composition, la pratique la plus cou» rante consiste & utiliser ..un aétal d'apport ayant la atae eoa-pcsit^on que l'alliage. Far aétal d'apport, on entend un aétal sous/forae de fils, de tiges, d'une électrode aue ou sous d'autres 30 fornes, qu'on utilise dans un aro électrique pour constituer le aétal déposé. Dans la demande de brevet français 6 904 812 du 25 février 1969 au non de la deaanderesse, il est mentionné que la demanderesse a constaté que, lorsque la teneur en chrome dos alliages cuivre-nickel en question est inférieure à 2,8#, on 35 peut obtenir des soudures saines non poreuses et exemptes de fissures avec «n métal d'apport d'une composition correspondante aais que, lorsque la teneur en chrome est égale eu supérieure à 2,8$, lea soudures obtenues avec des métaux d'apport eerrespcn-dant sont- souvent peu saiaes* Ba&s eetto d&maades la demanderesse 4G décrit comment on peut obteair es set al â.eappQS"fe satisfaisant oi -1» ^ - bad ORIGINAL 69 22212 a 2012111 ses teneurs en chrome et en silieius sent contrôlées ave© soiaij et ell® précis® qu'un métal d'apport approprié eontiant 26 à 27$ de nickel» 1,9 à 2,75$ de chrome^ 0,4 à 2$ de manganèse et 0,2 à moins de 0,6$ de silicium* Le métal peut également contenir jus- 5 qu'à 1$ de fer, jusqu'à 0,1$ de earbon®, jusqu'à 0,5$ de titan® et jusqu'à 0,3$ de zirconium» Le complément est constitué par du cuivre, à l'exception des impuretés» Or, la demanderesse a constaté que lorsque les métaux d'apport décrits dans la demanâ© de brevet précitée sont utilisés 10 conjointement &?@o e:i flux, mîce arec un flux qui opère de façon satisfaisant* dans lo soudage ûe ompre^nickels 70/30 de type classique^. 1*3 aeudmrss ©lîte*e.©0 sent fréquemment psu saines. Siea que l'utilisation d*ûlectrodoc enrobées de flux pour le soudags ait été remplacée dans beaucoup de cas par le soudage à l'arc ea 15 atmosphère protectrice de gaz inerte, le besoin de telles él*c«> trodes est eneere considérable dans le soudage des cupro»*niekels* La présente invention a donc pour objet «ne él*etrode utilisée dans le soudage dos alliages ouivre-nickel-chreme, qui comprend urne ftme métallique contenant 24 à 38$ de niokel» 0 à 20 2,5$ do fer, 0 à 2*5$ de cobalt, 0 à 6$ do sine, 0 à 3$ d* manganèse, 0 à 0,8$ de zirconium, 0 à 0,5$ d* chacun d*s éléments silicium, titane, aluminium, niebium et gluoinium» 0 à Qfl$ do carbone *i 0 à 0,1$ d* magnésium, 1* complément étant du «uirre, à l'exoeptien des impuretés et des éléments occasionnels, cotte fine étant enrobé* dans un flux contenant un liant ainsi que 10 à 40$ de carbonate de calcium, 5 à 40$ de cryelite» 0 à 30$ de carbonate de manganèse, 10 à 35$ d'oxyde de titane, 7 à 13$ de chrome, 0,6 à 1,7$ de silicium» 0,5 à 1,6$ de titane et 0 à 5$ de bsnfcenite* 30 Le mécanisme permettant d'expliquer les résultats de la présente invention n'est pas complètement élucidé* De mime que le métal d'apport constitué par une électrode dénudée, il semble que le chrome qui joue un rôle tréimportant aais cependant d'une manière très différente* Si ee constituant, qui est l'élément auquel 35 est due l'augmentation frappant® de la résistance mécanique des alliages cuivre-nickel, existe dans le métal de l'ftme mais pas dans le flux, un fendillement indésirable des soudures peut en ré» suite? trop aisément ; par ailleurs, si le flux contient du chrome en une quantité appropriée, ou peut éviter la fissuration des 40 soudures* Se 2«® iJ.aa'fe ost qh 3,&b3"è g&tw&st être dis» BAD OR JG IN AL 69 22212 3 2012111 perse dans l'eau, cornue 1* silicate de sodium.ou le silioate de potassium, qui active la formation d'un enrobage dur et durable. Quand on utilise une électrode conforme à la présente invention, on obtient des soudures et des rechargements cuivre-nickel-5 chrome qui possèdent une résistance mécanique élevée, qui sont sains, et qui sont en outre sensiblement non poreux, ductiles, tenanes et résistantes à la corrosion, spécialement lorsque l'utilisation d'électrodes dénudées comme métal d'apport serait peu appropriée eu peut pratique* Le laitier qui si forme pendant le 10 soudage peut être facilement éliminé par un léger grattage et on a constaté qu'il s* détache de lui-même du métal déposé. Habituel» lement, un léger brossage à la brosse métallique est requis entre les passes d* soudure. Oa obtient facilement un métal déposé qui possède une 15 charge de rupture comparable à celle du métal de base cuivre-niokel-ohroae qui est soudé* Un traitement thermique postérieur a« soudage n'est pas requis et ceci est très important quand oa tient compte des conditions dans lesquelles de telles électrodes sont susceptibles d'être utilisées, c'est-à-dire lorsque l'espace oom* 20 titue ua impératif de première importance* Si le traitement thermique postérieur au soudage est nécessaire, l'utilité d'une électrode enrobée de flux se trouva largement diminuée* Lo carbonate de calcium contenu dans l'enrobage fournit un gaz protecteur inerte, à savoi* l'anhydride carbonique, qui pre-2-* tège le dépftt de l'atmosphère. Il favorise également le nettoyage du métal déposé et, bien qu'il puisse êtr^présent en une quantité de 10 à 40jé, une quantité de 16 à 24$ ést préférable pour faoili» ter l'opération, pour obtenir an bon effet protecteur et pour réduire au minium la tendance à la formation d'un laitier pulvé-^ rulent difficile à enlever. La cryolithe sert d'agent de nettoyage et favorise l'élimination des oxydes du bain de soudure tout en garantissant l'obtention d'une soudure saine. La teneur est comprise de préférence entre 16 et 24# car, dans cet intervalle, 1'élimination du laitier formé est plus facile. 35 Le carbonate de aanganèse se décompose chimiquement pendant le processus de soudage en donnant, entre autres, du manganèse et de l'anhydride carbonique, ce dernier servant de gaz protecteur* Le carbonate de manganèse facilite l'élimination du laitier et il est avantageux que le flux contienne ce constituant, 40 en particulier en ane quantité de 16 à 24$. La quantité élevée 69 22212 4 2012111 de manganèse introduite dans le métal déposé n'a pas d'effet nocif sur celui-ci. L'oxyde de titane constitue un agent de stabilisation de l'arc et assure une fusion en pluie» de sorte qu'un soudeur dispose d'une plus graacb liberté de mouvements pour 5 des soudures sans éeartement des bords» Quand la quantité d'oxyde de titane est trop faible, un laitier pulvérulent est susceptible de se former; par contre, si la quantité d'oxyde de titane est trop grande, il peut se former des fissures do soudage* Uae quantité de titane comprise entre 16 et 24$ donne des résultats extrt-10 moment satisfaisants* Si le chrome est présent dans l'tme mais non pas dans l'enrobage, il peut se produire des fissures de soudage. Le chrome qui est l'élément durcissant principal , est transféré dans l'are à partir de l'enrobage, vt» formation totale d'alliage ayant lieu 15 pendant le processus de fusion* L'enrobage de flux reste la soureo principale du chrome existant finalement dans le métal déposé, quoique soit la teneur en chrome des éléments en oours de semdage» étant donné qu'une quantité faible seulement do se chrome passe dans le métal dépesé par suite d'une dilution* Ceei est parkieu— 20 lièrement vrai dans le soudage do seotions épaisses* Compte tenu do ce facteur de dilution faible, lorsqu'on veut obtenir des dépôts ayant une résistance mécanique élevée, le flux doit contenir au moins 10$ de chrome quand en soude des sections de 25*4 ■* d'épaisseur ou plus, et au moins 9$ de chrome pour des sections de, 25 par exemple, 12,7 mm d'épaisseur* On peut ainsi obtenir des déptts ayant une limite élastique d'environ 35 kg/mm2 (et plus)» cette valeur étant comparable à celle qui caractérise les cupro-niakels contenant du chrome en considération* On peut obtenir uniformément des limites élastiques de 28 kg/û«2 avec une teneur en ohrome 30 dans le flux pouvant s'abaisser jusqu'à 7$ bien qu'on préfère que cette teneur soit d'au moins 8$* Toutefois, une teneur élevée en chrome ne résout pas totalement le problème, car il a été constaté qu'une trop grande quantité de chrome favorise la fissuration dans le 3oudage de sections épaisses. Ainsi, quand en 35 soude des profilés épais d'une épaisseur de 25»4 mm eu plus, il est extrêmement avantageux de maintenir la teneur en chrome du flux à une valeur ne dépassant pas environ 12$* Le silicium augmente la fluidité du laitier du métal d'apport et il joue également le r&le d'un désoxydant* En particulier 40 dans le soudage de sections épaisses, c'est-à-dire d'une épais 69 22212 5 2012111 seur de 25»4 ai oa plus» si la quantité de silioium oat insuffisante} il 3e forme des fissures de soudage, et» an mémo temps» des quantités excessives de silioium peuvent également déterminer la formation de fissures de soudage. Se go fait» bien que 5 la présence du silicium soit nécessaire pour omp@eh.er la fissura» tien» en particulier dans les profilés épais et en particulier avec des teneurs en chrome de 11 à 12$ par sxemple, la teneur en silicium doit être contrôlée» Bien qu'une tesour en silioium de 0,8 à 1»4$ soit très avantageuse peur le soudage de profilés 10 d'une épaisseur d'environ 25,4 an ©u davantage» les fuaatités respectives de chrome et de silicium doivent te préférence satisfais la corrélation exposé®, dans le tableau I oi«dessouc« fÀBLEAU I Chrom% $ Silicium fo 9 0,75 - 1,3 10 0,9 - 1,25 11 0,95 1^2 12 1 - 1,2 fPemr des valeurs comprises entre celles qui se»t données dans le tableau I, on procédera par interpolation. Quand on exécute l'addition de silioium, en préfère utiliser un alliage nickel-silicium 25 contenant 28$ de silioium» qui est un produit disponible dans 1* commerce. Vne addition de 4$ de cet alliage donne régulièrement des résultats excellents. L'utilisation de cet alliage-mère introduit un peu de nickel dans le flux mais» bien entendu» oe nickel n*est absoluement pas nuisible puisqu'il constitue une grande propor-30 tien de l*Sme de r*éleetrode. Le rfele primaire du titane est celui d'un désoxydant. Ses quantités sensiblement inférieures à environ 0,5$ et supérieures à 1,6$ ont déterminé la production de soudures fisairées dans des essais de soudure en X. Une valeur comprise entre 1$ et 35 1»5$ «s* extrêmement avantageuse» 0©Bse dans le cas du silioium» on préfère ajouter le titane au moyen d'un alliage-mère nickel» titane (contenant 26$ de titane) e#sna dan3 le commerce, l'utilisation de 5$ de cet alliage—mè^e s'étaat révélée extrêmement efficace. 40 0e va aaintenast denses? quelques exemples0 T- bad original 69 22212 6 2012111 On prépare plusieurs compositions d@ fltax, appelées soapositions 1-A à 1—F" dans le tableau II» chaque composition contenant «n outre 15$ de silioato de soàiua ooase liant et 3$ de feentonite comnia auxiliaire d'extrusien* Dans chaque cas, oa a 5 effectué uns série d*ossais de soudage en X sur des éléments de basa ©eateaani 29, T$ do nickel, 2^95$ de chroae, 0,07$ de sili— oiua» 0,71$ de aaaganèse, 0,08$ de titane, 0,79$ de fer et 0,17$ de ziraoniua» le coapléaont étant dn cuivre et des iapuretés accidentelle»* 10 2ABLEAÏÏ II Flux GaCO, * 3 Ia3âlF6 KaC0_ $ 3 Ti0o 2 8r $ . Si $ ïi 1 . $ l-A 23 22 22 22 p.a 0,84 _ ! 1-B 33 32 32 p*a* P«* p»* 1-0 20 20 19 19 10 1,12 1,3 1—I> 20 20 20 !9 9 1,12 1.3 1-B 20 19 19 19 11 1,12 1.3 1-f 19 19 19 19 12 . 1,12.. 1.3 * p.a a pas d'addition Le siliciua est ajouté sous ferae d'an alliage-aire aioke* siliciua (28$ de silioiua) et la titane est ajouté sous forae d*aa alliagé-aère aickel«*titane (26$ de titane)* ^5 Stostf lorsqu'on n'ajoute pas de siliciua et de titaae, le ceapléaeat des flax est essentiellement du aiekel provenant des additieas d*alliages-aères* EXEMPLE 1 Oa extrude le foadant 1-A exempt de ehreae (tableau II) 3° ayant un diaaètre extérieur d'environ 5,58 aa sur un fil d'âne en cupro-niokel de 3,96 aa de diaaètre, qui contient 30,1$ de ai-* ckel, 2,5$ de ehreae, 0,22$ de siliciua, 0,84$ de manganèse, 0,04$ de titane et aeias d* 0,03$ de sireeaiua, le coapléaent étant essentiellement du cuivre* Ce^te composition du fil d*iae était utilisée auparavant ave© de fesa» résultats peur le soudage à l*are-au tungstène* Après séchage, l'élaetrtda enrobée a été utilisée pour effectuer un essai de figuration dans une soudure en X «s vue de reproduire les condition» sévères reaeoatrées dans le dage â® oeewiffiEc épaisses0 (ïïa® de3@viptloa et das exemples d© c® 46 pseeéâô soni âo&néa daao «Eiio Wolét&g Journal" v&lsse 24* novembre bad original 69 22212 7 2012111 1946, page 769S-775S). Quand on effectue l'essai, on assujettie ensemble deux barres ayant 25,4 mm de côté en section transversale et 76,2 mm de longueur, de manière que leurs bords forment ensemble un joint en X* 5 On exécute 18 passes, à raison de 9 de chaque côté, en alternant les côtés et en utilisant la moitié d*une électrode par passe» Lorsque l'essai est achevé, on découpe le joint en X résultant en tranches transversales, après quoi on meule les quatre faces, on les polit, on les traite par un acide et on examine leurs défauts* 10 Bien qu'on ne trouve pas de fissures dans la zone affec tée par la chaleur (ce qui est le cas dans tous les essais mentionnés ici), on rencontre une moyenne d'environ 1,5 fissure dans chaque section (face soudée)>, la fissure la plus longue qui est observée ayant environ 3,7 mm» Ainei, la soudure obtenue en utilisant 15 un flux ne contenant pas de chrome semble peu satisfaisante* TgygiTPLE 2 Un fil contenant 30# de nickel, 2,70$ de chrome, 0,32# de silicium, 0,68# de manganèse, 0,04# de titane, 0,74# de fer^ et 0,04# de zireonium, le complément étant essentiellement du cui— 20 vre, a été enrobé par extrusion d'un flux dépourvu de chrome, fc savoir le flux 1—B, On a soudé des barres comme dans l'exemple 1 et les tranches déemçées transversalement dans le joint soudé ont monté des fissures au nombre de 4,25 par section (17 eqfcout), la longueur de la fissure la plus longue étant d'environ 2,38 mm* 25 EXEMPLE 3 La réduction de la teneur en chrome du fil de l'âme jusqu'à la valeur minimale qui serait théoriquement présente dans un élément de base en cupro-nickel contenant du chrome ne se montre pas sensiblement avantageuse. Aiitsi, en utilisant le flux "1-B" extru-30 dé sur un fil d'âme contenant 2,35# de chrome sinsi que 30,2# de nickel, 1,04# de manganèse, 0,32# de silicium, 0,06# de titane et 0,07# de zireonium, le complément étant essentiellement du cuivre, et en soudant des barres comme dans l'exemple 1, on a observé une moyenne de 4 fissures par section* 35 EXEMPLE 4 En utilisant un fil d'âme ne contenant pas de chrome mais enrobé d'un flux contenant du chrome conforme à l'invention, à savoir- le flux "l-C", on a répété l'essai de soudure en X décrit dans l'exemple 1*- Le fil contenait en plus du cuivre, 31,8# de nickel, 40- 0,10# de silicium, 0,69# de manganèse, 0,6# de fer et 0,26# de 69 22212 8 2012111 titaneo Lors de l'examen des tranches découpées transversalement, on n'a pas rencontré de fissures. La soudure était sensiblement non poreuse et ductile* L'analyse du métal déposé a montré qu'il contenait 29,8# de nickel) 2,20# de chrome, 1,72# de manganèse, 0,21# 5 de silicium, 0,05# de titane, moins de 0,02# de zireonium et 0,77# de fery. le complément étant du cuivre et des impuretés* EXEMPLES 5. 6 et 7 En utilisant de3 flux "1-D", "l-JS* et "1—F" conformes à l'invention contenant du chrome, on a exécuté 3 trois additionnels 10 de la môme manière que dans l'exemple 1 aais en utilisant un fil d'âme ayant la composition donnée dans l'exemple 4* On n'a pas constaté de fissuration, dans aucun cas-9 Conjointement avec l'exemple 4, ces essais démontrent qu'on peut obtenir des soudures excellentes quand la teneur en chrome est comprise entre 9 et 12# 15 dans le flux constituant l'enrobage de l'électrode* EXEMPLE 8 Comme on l'a indiqué ci-dessus, le siliciua jeu» un rôle vital dans le soudage de sections épaisses* Lorsque la teneur en chrome dans le flux est portée au-dessus de 8 ou 9#, on doit égale— 20 ment augmenter la teneur en silicixim comme le montre le tableau I* Four illustrer cette caractéristique, on donne dans le tableau III un nombre important de compositions de flux* Ce tableau mentionne également s'il se produit une fissuration et, dans 1*affirmative il donne la longueur de la fissure la plus longue* 25 Bans les essais de fissuration dans des soudures en X, qui ont été exécutés de la manière exposée dans l'exemple 1, on a utilisé des plaques de base ayant quatre compositions différentes, qui sont les suivantes BPM-1 30 29,5# Ni, 3,15# Cr, 0,66# Mn, 0,15# Si, moins de 0,05# Ti, 0,73# Fe> 0,09# Zr, le complément étant Cu et des impuretés* BPM-2 29,3# Ni, 2,95# Cr, 0,71# Mn, moins de 0,07# Si, 35 0,08# Ti, 0,79# Fe, 0,17# Zr, le complément étant Cu et des impuretése BPM-3 28,8# Ni, 2,95# Cr, 0,77# Mn, 0,06# Si, 0,08# Ti, 0,79# Fe, 0,17# Zr, le complément étant Cu et des impuretés^ 40 69 22212 9 2012111 BPM-4 28,8$ Ni, 2,20$ Cr, 0,67$ Mn, 0,05$ Si (teneur nominale), 0,10$ Ti, (teneur nominale), 1,0$ Fe, 0,020$ Zr (teneur nominale), le complément étant Cu et des impuretés» Bt 5 On/utilisé la même composition dans tous les essais pour constituer le fil d*âme, cette composition étant identique à celle qu'on a donnée dans 1*exemple 4, à l'exception de l'un des essais dans lequel on a utilisé un flux "L-P"» Dans ce cas particulier, le fil d'ôme (exempt de chrome) contenait 31,8$ de nickel, 0,32$ 10 de manganèse, 0,05$ de silicium et 0,03$ de titane, le complément étant du cuivre et des impuretés» TABLEAU III O sO PI tix CaC0~ Na-AIF. MnCO- Ti0o Cr 3i Ti Cu Plaque Nombre total Longueur de la fissure * 3 3$ 6 $ 3 *2 $ 1o $ $ de de fissures la plus longue, mm base 1-G 22 21 20 20 9 3 5 et** BPM-1 18 1,58 1-H 22 21 20 20 9 M 0 Ct BPM-1 28 0,79 1-1 21 20 20 20 9 3,56 1,3 ct BPM-1 4 1,58 1-J 20 20 20 20 9 3,84 1,3 ct BPM-2 Néant 1-K 20 20 20 20 9 3,84 1,3 ct BPM-2 Néant 1—M 20 20 20 19 9 L» 12 1,3 ct BPM-2 Néant 1—N 20 20 20 19 9 L,12 1,3 ct BFM-2 Néant 1-0 20 20 19 19 9 L,4 1,3 ct BPM-3 1 0,79 1-P 20 20 19 19 9 L,4 1,3 ct BPM-4 14 3,17 1-Q 21 20 19 19 9 L,4 1,04 ct BPM-1 2 0,79 i-a 21 20 20 20 9 M 0,52 ct BPM-1 10 0,79 l-S 21 19 19 18 9 L,4 1,56 ct BPM-1 8 0,79 1—T 21 18 18 18 9 L,4 2,08 ct BPM-1 18 1,58 1-U 20 20 20 19 10 3,84 1,3 ct BPM-2 1 1,58 1-V 20 20 19 19 10 L,12 1,3 ct BPM-2 Néant —— 1-V 20 20 19 19 10 1,12 1,3 ct BPM-2 Néant 1-X 20 20 19 19 10 1,12 1,3 ct BPM-2 Néant —— 1—T 21 19 19 18 10 1,4 1»3 ct BPM-1 10 2,38 1-Z 20 19 19 19 12 0,84 1,3 ct BPM-2 11 1,58 AA 19 19 19 19 12 1,12 1,3 ct BPM-2 Néant —— BB 21 18 18 18 12 l,4 1»3 Ct".. BPM-1 28 1,58 CC 19 19 18 18 14 1,12 1,3 ct BPM-2 20 6,35 DD 20 18 18 17 14 If4 1.3 ct BPM-1 80 3.17 * On ajoute 15$ de s ilicate de sodium comme liant et 1 a quantité d'eaUsrequia». Un ajoute aussi 37° de bentoniteo Le silicium et le titane sent ajoutés aoua ferme d'alliage«-mèrea Ni - Si «t NI - Ti ** Ct = Complément IsJ K) K) M O K3 O JO 69 22212 11 2012111 Dans les essais utilisant les flux 1-G et 1-H, le flux ne contenait pas de silicium ou de titane et de ce fait les résultats étaient très médiocres* Les expériences faisant appel aux flux 1-1 et 1-T doivent être examinées ensemble* Dans chaque 5 essai de cette série, la teneur en chrome a été maintenue à une valeur constante de 9$* Le flux 1-1 contenait une quantité de silicium insuffisante, ce qui fait qu'une fissuration a été constatée* Quand cette teneur en silicium (0,56$) a été portée à 0,84$ ou 1,12$ comme dans les flux 1-J à 1-N, il n'y a absolument pas 10 eu. de fissuration* Toutefois, l'augmentation de la teneur en silicium jusqu'à 1,4$ s'est traduite par une fissuration, en particulier avec les flux 1-0 et 1-P» Ceci confirme ce qui a été précédemment établi dans le présent exposé, à savoir que, bien que le silicium soit nécessaire pour empêcher la fissuration, il peut 15 être présent en des quantités suffisamment élevées pour déterminer une fissuration si sa teneur n'est pas contrôlée* On ne remédie pas à ce défaut en modifiant le pourcentage du titane ou d'autres constituants du flux eomme le montrent les flux 1-Q à 1-T. D'autres groupes de flux dans lesquels la teneur en chrome . 20 a été maintenue constante se sont comportés de la même manière que les flux contenant 9$ de chrome* Ainsi, dans les flux 1-U à 1—X, • la teneur en chrome a été maintenue à 10$ et les résultats montrent que la présence ou l'absence de fissures a été déterminée par la quantité de silicium présente* Il en est de même pour les 25 flux 1—Z, AA et BB dans lesquels la quantité de chrome a été réglée à 12$. Les essais de fissuration d'une soudure en X, en utilisant des flux CC et DD sont mentionnés pour démontrer que, lorsque la teneur en chrome est de 14$, la fissuration est assez importante bien qu'on ait utilisé une quantité de silicium (l,12$) 30 qui avait donné des résultats excellents lors des essais utilisant les flux 1-L, 1-M, ; 1-N— 1-V, 1-W et 1-X et une augmentation de la teneur en silicium ne fait qu'aggraver la situation* De ce fait, pour obtenir régulièrement des résultats extrêmement satisfaisants, le pourcentage de chrome dans le flux ne doit pas dépas-35 ser 13$. EXKMPLE 9 Outre les essais de soudage en X décrits ci-dessus, on a également préparé et soumis aux essais plusieurs joints soudés bout à bout* On a utilisé des plaques de 12,7 mm d'épaisseur, de 40 69,85 mm de largeur et de 127 à 152,4 mm de longueur, ces plaques 69 22212 12 -2012111 étant chanfreinées le long du bord de 127 mn sur un angle de 30*, On a arrondi le bord vif par meulage pour obtenir une face de 1,58 mm. On a disposé les plaques près d'une platine en acier revêtu de cuivre (50,8 mm d'épaisseur) en laissant un intervalle 5 d'environ 1,58 nm. On & maintenu les plaques en les bloquant sur la platine, en utilisant à cet effet deux fortes mâchoires en C. On n'a pas préchauffé les plaques et la température entre les passes a été maintenue au-dessous de 93°C. On n'a pas exécuté de traitement thermique postérieur au soudage* En plus de la plaque de base identifiée ci-dessus par on a utilisé d'autres compositions pour les plaques de base, à. savoir t BPM-5 29,1$ Ni, 3,75$ Cr, 0,43$ Mn, 0,05$ Si, (teneur nepinale) 15 0,10$ Ti, 0,82$ Fe et 0,20$ Zr (teneur nominale), le complé ment étant Ou et des impuretés* BPM-6 29,1$ Ni, 3,0$ Cr, 0,76$ Mn, 0,09$ Si, 0,04$ Ti, 0,51$ Fe et 0,03$ Zr, le complément étant Cu et des impuretés* 20 SPM-7 29,6$ Ni, 2,92$ Cr, 0,61$ Mn, 0,05$ Si, 0,07$ Ti, 0,17$ Fe, 0,13$ Zr, le complément étant Cu et des impuretés* La composition des divers fils d'âme utilisés est donnée . ci-dessous* 25 o*-i 31,8$ Ni, 0,69$ Mn, 0,10$ Si, 0,26$ Ti, 0,60$ Fe, le complément étant Cu et des impuretés* CW-2 32,9$ Ni, 0,94$ Mn, 0,09$ Si, , 0,25$ Ti, 0,36$ Fe, le complément étant Cu et des impuretés» CT-3 29,8$ Ni, 0,72$ Mn, 0,09$ Si, 0,27$ Ti, 0,53$ Fe, 0,02$ C, le complément étant Cu et des impuretés* On a effectué un soudage horizontal, un soudage vertical 35 et un soudage au plafond* L'ampérage utilisé était fonction du diamètre du fil d'âme, à savoir environ 60 ampères pour des fils de 2,38 mm de diamètre, 80 ampères pour des fils de 3,17 mm de diamètre et environ 100 ampères pour des fils de 3,96 mm de diamètre* On a procédé à un examen radiographique des joints en utilisant une puissance de 300 KYA* Les résultats de l'examen radiographique sont 40 2212 13 ■€wyi 01 i 1 ;Z J.: 2 J ; 1 î donnés dans le tableau IV en même temps que la composition du flux, l'identification de la plaque de base et du fil d,âme et le mode de soudage, à savoir horizontal, vertical ou au plafond* TABLEAU IV i Ji'lux *: Wa3Alï6 TïnCC" fo ■ tts: "Ci -sr $ rr £ Cu $ Plaque de base FTT d'âme Mode de soudage Examen radiographique 'C.'-N ,|v v hO ..J K5 EE FF GG HH II JJ KK LL M NN 00 PP q8 21 20 20 20 20 20 21 21 21 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19 20 20 20 19 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 7 9 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 11 1,12 0,84 0,84 1,12 1,12 1,12 1,4 1,4 1,4 1,12 1,12 1,12 1,12 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 * Epaisseur bentonite mères Ni ■ fe* Pl. = au de la soudure de 25,4 et 15f<> de silicate de . Si et Ni - Ti plafond Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct Ct BPM-7 BPM-7 BPM-7 BPM—4 BPM-6 BPM—6 BPM-5 BPM—4 BPM—4 BPM-7 BPM-7 BPM-4 BPM-7 CW-1 CW-1 CW-1 CW-1 CW-1 CW—1 CW-2 CW-1 CW-2 CW-1 CW-2 CW—3 CW-2 Hor. Hor. Hor. Pl.** Vert. Hor à Pl. Hor. Vert. Hor. Pl. Vert. Hor. mm alu lieu de 12,7 mmo Dans chaque cas, sodium et de l'eau en quantité requise. Pas de fissures; très légère porosité Pas de fissures} porosité nulle Pas de fissures; porosité nulle Pas de fissures; porosité nulle Pas de fissures; porosité nulle Pas de fissures; porosité nulle Pas de fissures; 3 pores Pas de fissures; porosité nulle Pas de fissures; 6 pore« Pas de fissures; porosité nulle Pas de fissures; 4 pores Pas de fissures; 6 porea Pas de fissures; porosité nulle on ajoute au flux 3/6 de On utilise des alliages- K3 O N> 69 22212 15 2012111 On notera qu'on n'observe pas de fissuration dans aucun cas* Dans les essais dans lesquels on décèle des pores, on peut dire que les pores sont extrêmement peu nombreux et sont distribués tout à fait au hasard. Le deg£é de porosité est au pire minimal 5 et satisfait parfaitement, par exemple, certaines spécifications militaires courantes qui autorisent jusqu'à 20 pores pour une longueur de 152 ma dans une soudure de 12,7 mm d'épaisseur, pour du cupro-nickel du type .70/30. Des tranches découpées transversalement dans des joints soudés confirment les résultats de la radiographie et montrent que les joints sont exempts de défauts nuisibles. On note la présence de laitier dans le joint obtenu en utilisant le flux ||^mais on s'y attendait, car tin fil de 3,96 mm de diamètre avait/utilisé pour un soudage vertical. Ce fil est trop gros oomme le comprendront les techniciens, un diamètre maximal de 2,38 mm étant recommandé pour le fil dfùme dans le soudage vertical. Outre, ce qui précède, on a exécuté des essais de traction en ce qui concerne le métal déposé en utilisant les flux EE et QQ« La composition des dépôts et les propriétés mécaniques sont données dans le tableau V ci-dessous. T ABUSAIT Y 25 Flux fi Cr $ In * Si % ri % E tg/nuÊ R kg/mm2 A, $ Stdo- tion $ Késilience Charpy, entaille en "V k*m EE qq 30,4 30,6 1,59 2,75 1,74 2,04 0,13 0,24 0,03 0,2 32,2 * 38 67,6 78,6 18,5 17 45 44,8 6,225 6,085 NOTA t Le complément des compositions était en pratique consti-30 tué en totalité par Cu, les alliages ne contenant pas plus de 0,05$ de Ti, de 0,03$ de Zr et de 0,75$ de Fe. E = limite élastique; B = charge de rupture à la traction; A = allongement. On notera que la limite élastique du dépôt formé en utili— 35 sant le flux EE n'a pas atteint 35 kg/mm2, ce flux ne contenant que 7$ de chrome, tandis que le flux QQ, qui contient 11$ de chrome, a permis d'obtenir une limite élastique très supérieure à 35 kg/mm2. Comme on l'a indiqué déjà, le flux doit contenir au mains 9$ de chrome lorsqu'on désire des limites élastiques 40 élevées. Il faut également mentionner que les autres caractéris 69 22212 16 2012111 tiques mécaniques des dépôts étaient satisfaisantes« Ses compositions de flux particulièrement satisfaisantes) qui ont donné régulièrement des résultats excellents) contiennent donc 19 à 21$ (nominalement 20$) de carbonate de calcium, 19 à 5 21$ (nominalement 20$) de cryolite, 19 à 21$ (nominalement 20$) de carbonate de manganèse, 19 à 21$ (nominalement 20$) d'oxyde de titane, 9 à 11$ (nominalement 10$) de chrome, 0,8 à 1)2$ (nominalement 1,1$) de silicium, 1,1 à 1,4$ (nominalement 1,3$) de titane et environ 2 à 4$ (nominalement 3$ de bentonite* On doit 10 y ajouter un liant, qui est avantageusement une solution de silicate de sodium (densité de 47° Baume par exemple) en une quantité de 10 à 20$ (et de préférence-de 15$) sur la base du poids du flux» Ceci est recommandé dans la fabrication de toutes les électrodes* 15 Les électrodes enrobées de flux conformes, à la présente invention peuvent ttre utilisées non seulement pour souder ensemble des éléments en alliage chrome-cuivre-nickel ou pour souder de tels éléments à des alliages cuivre-nickel exempts de chrome et ayant une composition normalisée, notamment du type 70/30, mais 20 aussi pour souder des éléments en alliages corroyés euivre-nickel contenant du chrome et des alliages coulés chrome-cuivre-nickel à l'état couléo Les fils d'âme conformes, à la présente invention doivent avoir la même composition générale que la composition de la plaque de base exempte de chrome décrite ci-dessus* 25 Les électrodes conformes à l'invention sont particulièremAt précieuses dans le soudage des alliages cuivre-chrome-nickel à résistance mécanique élevée, qui dont décrits et revendiqués dans le brevet français n° 10537*467. Ces alliages contiennent 24 à 38$ de nickel, 2,4 à 3,8 $ de chrome, 0 à 2,5$ de fer, 0 à 30 2,5$ de cobalt, la somme des teneurs en chrome) en fer et en cobalt ne dépassant pas 5$, 0 à 6$ de zinc, 0 à 3$ de manganèse, 0 à 0,8$ de zireonium, 0 à 0,5$ de chacun des éléments silicium, titane, aluminium et glucinium, 0 à 0,1$ de carbone et 0 à 0,1$ de magnésium, le complément étant du cuivre à l'exception des impu-35 retés et des éléments occasionnels* Etant donné que le silicium et le titane peuvent être incorporés dans le flux enrobant l'électrode par des additions d'al-liages-mères nickel-silicium et nickel-titane, les flux peuvent contenir jusqu'à 8,85$ de nickel, bien qu'une quantité plus fai-40 ble soit utilisée quand la quantité de ces constituants est infé- 6^22212 2012111 rieure au maximum. Par exemple, on trouvera environ 7,85$ de nickel dans le flux, si la teneur en silicium est de 1,4$ et la teneur en titane de 1,5$. On préfère toutefois ne pas introduire le silicium, le titane ou le chrome sous la forme de produits 5 ferreux, c'est-à-dire sous forme de ferro-silicium et de ferro-titane. Le chrome est de préférence ajouté au flux sous forme de chrome en poudre électrolytique. En ce qui concerne les adjuvants d'extrusion, ils comprennent, outre la bentonite, les dginates et le mica. 10 6? 22212 1 2012111 REVENDICATIONS 1°) Electrode destinée an soudage d'alliages cuivre-nickel et comprenant une âme métallique contenant 24 à 38$ de nickel, 0 à 2,5$ de fer, O à 2,5$ de cobalt, 0 à 6$ de zinc, O à 3$ de 5 manganèse, O à 0,8$ de zireonium, 0 à 0,5$ de chacun des éléments silicium, titane, aluminium, niobium et gluciniua, 0 à 0,1$ de carbone et 0 à 0,1$ de magnésium, le complément à l'exception des impuretés et des éléments accidentels, étant du cuivre, cette âme étant enrobée avec un flux contenant un liant et 10 k 40$ de car-10 bonate de calcium, ^d^oxy^e^6 cr3roli'ke» ® ^ 30$ de carbonate de manganèse, 10 à 35$/de titane, 7 à 13$ de chrome, 0,6 à 1,7$ de silicium, 0,5 à 1,6$ de titane et 0 à 5$ de bentonite, la corrélation entre les teneurs en chrome et en silicium dans l'enrobage de flux étant établie selon les valeurs données dans le 15 tableau ci-dessous on par interpolation de ces valeurs* 20 Chromey $ Silicium, $ 9 0,75 - 1,3 10 0,9 - 1,25 11 0,95 - 1,2 12 1-1,2 2°) Electrode conforme à la revendication 1, dans laquelle 25 i*enrobage de flux contient 10 à 24$ de carbonate de calcium, 16 à 24$ de cryolite, 16 à 24fo de carbonate de manganèse, 16 à 24$ d'oxyde de titane, 8 à 12$ de chrome, 0,8 à 1,4$ de silicium et 1 à 1,5$ de titane* 3°) Electrode conforme à la revendication 1 ou à la re-30 vendication 2, dans laquelle 1*enrobage de flux contient 9 à 12$ de chrome, la corrélation entre les teneurs en chrome et en silicium dans l'enrobage étant établie selon les valeurs données dans le tableau ci-dessous ou par interpolation de ces valeurs 35 Chrome, $ Silicium, $ 9 0,75 - 1,3 10 0,9 - 1,25 11 0,95 - 1,2 12 1-1,2 40 69 22212 19 2012111 4#) Electrode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l'enrobage de flux contient du calciua de la cryolite, du carbonate de manganèse et/titane à raison de 19 à 21$ chacun* 9 à 11$ de chrome, 0,8 à 1,2$ de silicium, 1,1 5 à 1,4$ de titane et 2 à 4$ de bentonite» 5°) Electrode conforme à la revendication 4, dans laquelle le flux contient du carbonate de calcium, de la cryolite, du carbonate de manganèse et du titane, à raison de 20$ chacun, 10$ de chrome, 1,1$ de silicium, 1,3$ de titane et 3$ de bentonite* 10 6°) Electrode conforme à l'une quelconque des revendica tions précédentes dans laquelle le liant comprend 10 à 20$ de silicate de sodium* 7°) Electrode conforme à la revendication 6, dans laquelle le liant comprend 15$ de silicate de sodium* 15 8°) Flux contenant un liant et 10 à 40$ de carbonate de calciua,•5 à 40$ de cryolite, 0 à 30$ de carbonate de manganèse, 10 à 35$ de titane, 7 à 13$ de chrome, 0,6 £ 1,7$ de siliciua, 0,5 à 1,6$ de titane et 0 à 5$ de bentonite, la corrélation entre les teneurs en chrome et en siliciua dans l'enrobage de flux étant 20 établie selon les valeurs données dans le tableau ci-dessous ou par interpolation de ces valeurs* Chrome, $ Siliciua, $ 9 0,75 - 1,3 10 0,9 - 1,25 11 0,95 - 1,2 12 1 - 1,2 30 9°) Procédé dans lequel on soude ensemble des éléments en alliage cuivre-nickel en utilisant une électrode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7* 10°) Procédé dans lequel des éléments en alliage chrome-cuivre-nickel sont soudés ensemble ou sont soudés à des éléments en alliage cuivre-nickel exempt de chrome, ou dans lequel des éléments en alliage chrome-cuivre-nickel corroyé sont soudés ensemble, en utilisant une électrode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7* 11°) Procédé conforme à la revendication 10, dans lequel 40 l'élément ou chacun des éléments en alliages ohïome-cuivre-nickel 69 22212 20 2012111 contiennent 24 à 38$ de nickel, 2,4 „et 3,8$ de chrome, 0 à 2,5$ de fer, 0 à 2,5$ de cobalt, la somme des teneurs en chroae, enfer et en cobalt ne dépassant pas 5$, 0 à 6$ de zinc, 0 à 3$ de manganèse, 0 à 0,8$ de zireonium, 0 à 0,5$ de chacun des éléments 5 silicium, titane, aluminium et glucinium, 0 à 0,1$ de carbone et 0 à 0,1$ de magnésium, le complément étant du cuiTre, à l'exception des impuretés et des éléments occasionnels« 12°) Structure soudée formée par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 11» 10