Brevet FR2001848A1 — publié le 19691003

i 2001848 10 15 20 25 30 35 L'invention est relative à un procédé de soudage sous gaz de protection au moyen d'un fil électrode fusible conduisant le courant, le procédé étant destiné aux aciers alliés et non-alliés. En tant que gaz de protection pour ce procédé de soudage on utilise actuellement : du gaz carbonique, de l'argon, des mélanges d'argon et de gaz carbonique, d'argon et d'oxygène, ainsi que d' argon, gaz carbonique et oxygéné. Cependant ces gaz de protection présentent certains désavantages. Lors de l'utilisation d'argon pur, on obtient un cordon de soudure riche en pores et aérant une mauvaise forme. Lorsqu'on utilise le C02 pur, la forme du cordon de soudure est meilleure, cependant il faut travailler avec un arc électrique donnant lieu à des éclaboussures. Toutefois, l'élimination des éclaboussures de soudure à côté du cordon exige beaucoup de temps et est coûteuse. De meilleurs résultats sont obtenus lorsqu'on utilise des mélanges à partir d'argon comme matière de base et auquel on ajoute du gaz carbonique et de l'oxygène. Alors que le gaz carbonique dans le mélange sert à améliorer la forme du cordon de soudure, l'oxygène sert à réduire la tension superficielle de la fusion de soudure. De ce fait le mouillage est amélioré, la vitesse de la dêgazéification est accrue et la formation des pores est réduite. Dans les conditions de laboratoire, il est possible d'obtenir des soudures absolument satisfaisantes avec certains de ces mélanges, par exemple d'argon et tout au plus 5 % d'oxygène. Cependant dans la pratique il est difficile de respecter les onndi-tions de laboratoire avec leurs tolérances étroites, et , de ce fait, plus particulièrement la sûreté contre la formation de pores -de ces soudages sous gaz de protection laisse fréquemment à En outre, dans tous les mélanges connus, la teneur en oxygène est limitée à un maximum de 5 %. On craint que lors d'une teneur plus élevée en oxygène, la perte au feu des éléments d'alliage et, plus particulièrement du carbone, ne devienne trop élevée. De ce fait, lorsqu'il s'agit d'aciers hautement alliés, on limite la teneur en oxygène à un maximum de 3 %, Ces craintes semblent être confirmées par les examens en ce qui concerne l^comportement de la perte au feu en dépendance de l'addition d'oxygène à l'argon de soudage, ainsi qu'il est dit dans "Linde Berichte aus Technik und Wissenschaft" n° 6, 1959, pages 45 à 46 où on cite également 5 % comme limite pratique de la teneur en oxygène. 69 02256 2 2001848 Toutefois, la déposante a constate que la teneur en oxygène du mélange de gaz de protection argon/oxygène pouvait être considérablement accrue, et ce, jusqu'à un maximum d'environ 25 % „ ne ce fait» et d'une manière inattendue, la qualité du soudage est 5 sensiblement améliorée et le coût du mélange de gaz de protection est évidemment réduit. L'invention vise à procurer un procédé de soudage sous gaz de protection du tyne cité plus îiaut et dans lequel on associe à toute teneur en oxygène un fil électrode ayant la composition la 10 plus avantageuse. L'invention propose un procédé de soudage sous gaz de protection au moyen d'un fil électrode fusible, conduisant le courant électrique et dans lequel le gaz de protection est formé par un mélange d'argon et d1 oxygène, tandis que le fil électrode con-15 tient des additions de composants désoxydants. Conformément à l'invention, le procédé se caractérise du fait que le mélange de gaz de protection contient entre 5 et 25 % d'oxygène lorsqu'il s'agit d'aciers ncn-alliés ou faiblement alliés, tandis que la teneur en oxygène est comprise entre 3 et 25 % lorsqu'il s'agit 2,0 d'aciers hautement alliés i en outre, au fur et à mesure que la teneur en oxygène est accrue, la teneur en composants désoxydants de? •fils électrodes est également accrue. En tant que composants désoxydants il faut envisager, en premier lisiip le silicium et le manganèse, cependant également des 25 composants qui peuvent remplacer partiellement ou entièrement le silicium et le manganèse, par exemple le titane, l'aluminium, le chrome et les terres rares. La condition énoncée plus haut, à savoir d'utiliser des fils électrodes à teneur élevée en composant? d Oxydants lorsqu'il s'agit de teneurs élevées en oxygène, et in-30 versément, doit être respectée, peu importe qu'il s'agisse du soudage d'acier alliés ou non-alliés et peu importe les composants désoxydants utilises. Lorsque, par exemple, on travaille avec des teneurs élevées en oxygène dans le mélange de gaz et de faibles teneurs en silicium/manganèse dans le fil électrodea la limi-35 te d'albngement et la rês ilience sont réduites d'une manière inacceptable „ La cohésion entre la teneur en oxygène du mélange de gaz la teneur en composants désoxydants dans l'électrode ressort des exemples d'essais qui suivent à lfappui des différents spécimens 40 de matières soudées selon BIN 19135 feuille 2. Les exeptples ïs ïl ëéao original 69 02256 3 2001848 et III montrent clairement que les valeurs de résistance décroissent lorsque ls teneur en oxygène est accrue et que la composition des électrodes est constante. 'I,-Teneur 0~ -9 % résilience avec essai selon DVM Electrode 0,4 % Si résilience lors du soudage de rac- 1,0 % Mn cord d'une tôle de chaudière H II limite d'allongement résistance à la traction allongement de rupture striction essai de pliage 19.3 - 20,8kpm/cm9 à + 20°C 17,7 - 19,8kpm/cm, à + 20°C 18.4 - 21,2kpm/cm à + 0°C 59,9 kp/mm* 62,7 kp/mm 24 % 70 % 180° à simple diamètre du mandrin II»«Teneur 0? 13 1 résilience résilience Electrode 0,4 % Si limite d'allongement 1,0 % Mn résistance à la traction allongement de rupture /*5 Tôle de chaudière striction H II.essai selon DVM essai de pliage 18.1 - 19,3kpm/cm2 à + 20°C 15,6 - 17,9 kpm/cm2à + 0°C 56,9 kp/mm- 60.2 kp/mm 26 % 68 % III.-Teneur 0? 15 % limite d'allongement Electrode 0,4 % Si résistance à la traction 1,0 % Mn allongement de rupture Jï Tôle de chaudière H II striction 48,0 - 47,6 kp/mm? 49,7 - 50,1 kp/mm 29,4 - 31,0 % 75 - 73 1 IV.-Teneur O2 17 % résilience Electrode 1,1 % Si limite d'allongement 1,6 % Mn résistance à la traction allongement de rupture Tôle de chaudière H II striction 20 mm soudée verticalement essai de pliage 15.4 - 17,lkpm/cm~ à + 20°C 50,2 - 52,4 kp/mm7 56,7 - 57,0 Kp/mm 28.5 - 30,8 % 68 - 69 % du mandrin, 4 fois 180® avec simple diamètre/ V,-Teneur 09 19 ,% résilience Electrode " 1,1 % Si limite d'allongement 1,6 % Mn résistance à la traction allongement de rupture Tôle de chaudière H II striction 20 mm soudée verticalement essai de pliage 15.4 - 17,lkpm/cm2 à + 20°C 50,2 - 52,4 kp/mm, 56,7 - 57,0 kp/mm 28.5 - 30,8 £ 68 - 69 % 4 fois 180° avec simple diamètre/ o vO o K3 K> en O KJ O O 00 .fc* 00 69 02256 5 2001848 Des résultats des essais il est aisé de relever la cohésion entre la teneur en oxygène et la teneur en composants désoxydants. En outre, un avantage et une caractéristique du procédé résident dans le fait que les tolérances ne sont pas trop étroites. ,Par 5 exemple, pour les teneurs en oxygène de 9 à 13 % et de 17 à 19 % on obtient, avec une électrode presque cloaque fois identique, des résultats presque identiquement bons ou identiquement bons. Le rapport du mélange ne doit donc pas être respecté avec une trop grande précision. Ceci est plus particulièrement avantageux lors-10 que le mélange de gaz.de protection est obtenu par évaporation à partir de la phase liquide, étant donné que, dans ce cas9 il ne faut pa.s tenir compte des processus de séparation. En raison de la proportion élevée d'oxygène dans le mélange, le mélange de gaz de protection argon/oxygène est considérablement 15 moins coûteux. Les électrodes nécessaires pour la teneur en oxygène envisagée dans chaque cas,, sont facilement obtenables. Il est évident que le procédé conforme à l'invention peut également être utilisé lorsque le mélange de gaz de protection contient de faibles quantités dfazote en tant qu'impuretés. De 20 même il est possible d'ajouter un faille pourcentage de gaz carbonique. 69 02256 6 2001848 REVENDICATIONS Procédé de soudage sous gaz ée protection au moyen d'un fil électrode fusible5 conduisant le courant électrique et dans leque le gaz de protection est formé par un mélange d'argon et d'oxygène tandis que le fil électrode contient des additions de composants 5 désoxydants„ caractérisé en ce que le mélange de gaz de protection contient entre 5 et 25-% d®oxygène lorsqu'il s'agit d'aciers noa-alliés ou faiblement alliés alors qu'il contient entre 3 et 25 I lorsqu8il s'agit d'aciers hautement alliés par ailleurs, lorsque la proportion en oxygène dans le mélange de gaz est accrue,- on 10 utilise des fils électrodes dans lesquels la teneur en composants dèsoxydants est également accrue.