Brevet FR2027058A1 — publié le 19700925

La présente invention se rapporte à une électrode de soudage enrobée du type à cellulose, c'est-à-dire dont l'enveloppe contient une teneur en cellulose relativement forte, ainsi qutà un procédé adapté à la fabrication de telles électrodes. Les électrodes à cellulose pour soudage à l'arc sont connues depuis environ quarante ans. Elles se distinguent par une excellente capacité de soudage dans toutes les positions de soudage, mention particulière devant Outre faite de la possibilité de la soudure à joint vertical tombant. De telles électrodes sont en général dotées d'un enrobage d'épaisseur moyenne, le rapport entre le diamètre de -l'Sme et le diamètre de l'enveloppe étant la plupart du temps de l'ordre de 1 à 1,3 ou 1,4. Outre des constituants minéraux, de telles électrodes comportent dans l'enrobage des constituants organiques, en particulier de la cellulose, suivant un ordre de grandeur d'environ 30 * du poids de l'enveloppe.L'addition de cellulose en tratne deux conséquences ; d'une part, elle donne naissance à une atmosphère de gaz de protection réductrice qui empOche dans une large mesure l'air d'accéder au produit de soudure liquide et, d'autre part, elle agit sur l'arc électrique qui devient très intense et très rigide dans cette atmosphère de gaz de protection spéciale for mde par la combustion de la cellulose. C'est cette caractéristique qui est avant tout responsable de la bonne capacité de soudure de telles électrodes en position verticale tombante. Les constituants minéraux contenus dans 1' enrobage ont pour rd- le de recouvrir le produit de soudage pendant sa solidification en formant une scorie. En outre, il se trouve encore la plupart du temps dans l'enrobage une certaine quantité de ferro-alliages, de préférence de ferromanganèse, pour obtenir une désoxydation du produit de soudure fondu. Pour la réalisation pratique de soudages, il est d'une grande importance que la scorie qui recouvre le cordon de soudure puisse outre facilement enlevée. En général on cherche toujours à ce que la déscorification soit aussi facile que possible car cela permet de diminuer la dépense en travail nécessaire pour effectuer une soudure. En mtme temps, lorsque la scorie est facile à enlever, on peut éviter des défauts dans le cordon de soudure qui se produisent lorsque la scorie n'a pas été totalement enlevée avant d'appliquer par des susune nouvelle couche de soudure. Ce danger se présente particulièrement loraqu'on a à faire à des scories qui adhèrent très fortement, Par rapport à d'autres types d'électrodes, les électrodes à cellulo se ne présentent qu'une capacité moyenne à la déscorification, ce qui peut donner naissance aux inconvénients exposés ci-dessus, lorsqu'on les utilise pour la soudure. La présente invention permet d'améliorer de façon décisive la capacité de déscorification des électrodes à cellulose sans pour autant modifier leurs bonnes qualités de soudage. Ce résultat est obtenu par l'invention gracie au fait que la composition de l'enveloppe d'enrobage contient une teneur en composés sodés formateurs de scorie telle que la scorie foxée lors du soudage possède une teneur en Na20 d'au moins 5,2% et de préférence d'au moins 5,5,'. On sait déjà depuis longtemps utiliser comme liant pour les en veloppes d'enrobage électrodes du verre soluble, par exemple sous la forme de silicate de sodium liquide. Pour pouvoir fabriquer rationnellement de telles électrodes suivant le procédé de prueqe habituel, il faut que le rapport entre les constituante pulstrulents de l'enveloppe d'enrobage et la quantité de silicate de sodium uti- lisée soit telle qu'on obtienne une patte d'enrobage relativement sèche et plastiquement déformable composée des constituanti pulvéru- lents de l'enveloppe et d'une quantité de verre soluble déterminée. Lorsqu'on emploie le silicate de sodium pur comme liant, la teneur en Na20 dans la scorie formée lors du soudage est la plupart du temps comprise entre 3,3 et 4,5%. En général, il n'est pu possible d'augmenter cette teneur en augmentant la quantité de silicate de sodium ajoutée, car alors les électrodes ne pourraient plus Otre fabriquées à l'aide du procédé de pressage habituel. C'est pour cette raison qu'on ne connatt pas jusqu'à maintenant d'électrodes prénen- tant dans leur enrobage et dans la scorie des teneurs en Na20 sensi- blement plus élevées. C'est pour d'autres raisons qu'on a déjà essayé souvent d'ajouter à l'enveloppe d'enrobage d'électrode de soudage des substances contenant Na20 sous forme de sels solubles à l'eau, comme par exemple le carbonate de sodium. Mais cette addition n'est possible que dans une mesure limitée car, en règle générale, de tels sels réagis- sent chimiquement et physiquement avec le silicate de sodium en modifiant de façon désavantageuse ses qualités plastiques. I1 en résulte que, déjà avec une faible teneur de ces corps dans l'enveloppe d'enrobage, c'eat-à-dire de l'ordre de grandeur de 1 à 3% la capacité de pressage de telles électrodes est sensiblement diminuée, ce qui rend impossible l'addition de grandes quantités de ces sels. On a constaté que l'on peut augmenter la teneur en Na2O de la scorie et améliorer notablement la capacité de déscorification en ajoutant à l'enveloppe d'enrobage d'électrodes à cellulose des subs- tances pulvérulentes contenant Na20 qui ne réngissent pratiquement pas avec le verre liquide. On peut citer conne substances minérales de ce genre par exemple la néphéline, la carnégicite et l'albite. II s'agit là de corps qui sont composés de Na20, de Al2O3 et de SiO2. Leur teneur en Na2O est si élevée (de 10 à 25%) qu'elle est efficace me si on n'introduit que des quantités relativement faibles de ce corps. IL est également posaible d'ajouter des corps vitreux avec une teneur élewée en Na2O. Un antre moyen d'augmenter la teneur en Na2O de la scorie consiste à modifier le procédé de fabri- cation des électrodes.Le prdcédé proposé par l'invention pour la fabrication des électrode de soudage enrobées est caractérisé en ce qu'on ajoute aux matières pramières d1 enrobage pulvérulentes du Bi- licate de sodium en excès ; puia on agite et on pétrit la pâte ainsi formée, de préférence en la chauffant, suffisamment longtemps pour obtenir une masse d'enrobage facilement compressible qui est appliquée par pressage de façon connue en soi sur les Suies métalliques d'électrode.Suivant un développement avantageux de ce procédé, la pSte non compressible formée après addition de silicate de sodium en excès est mélangée et pétrie de façon @@ntensive sous arrivée d' air pendant sa moins 20 minutes à des températures supérieures à 500 C. La patte d rient ainsi de plus en plus tenace Jusqu'd ce qu'elle forme finalement une muse d' enrobage facile à presser qui est ensuite utilisée de façon connue en soi. Les caractéristiques et avantages de la peésente invention ressortiront d'nielleurs des exemples de réalisation qui vont strie pr6- sentés dans les tableaux ci-dessous indiquant pour chaque exemple la composition de l'enveloppe d'enrobage, la teneur correspondante en Na20 de la scorie et la qualité de déscorification de la scorie. ( N : Conpoeition de : Teneur en Na2O : Déscorifi ( : l'enveloppe : de la scorie : cation ( 1 : 8 parties en poids d'emiante : : ( : 30 " " de rutile : : ( : 33 " " de cellulose : : ( : 10 " " de ferro- : 4,1 % : mauvaise ( : manganèse : : ( : 16 " " de silicate : : ( : de sodium : : ( : : : ( N : Compasition de Teneur en Na2O . Déscorifi ( e l'enveloppe s de la scorie : cation ( 2 : comme dans 1, mais avec : : ( : addition de 5 parties en : 5,2 % : bonne ( : poids de néphéline : : ( : : : 3 3 : comme dans 1, mais avec : : addition de 7 parties en : très poids de néphéline : 5,5 % : bonne 4 : comme dans 1, mais avec : addition de 10 parties en : 6,0 % : excellente poids de néphéline : : 5 : comme dans j, mais avec : : : : 22 parties en poids de : 5,6 % : très ) silicate de sodium : : bonne ) 6 6 : comme dans 1 mais avec 28 parties en poids de : 6,6 % : excellente) silicate de codium : : Les indications données pour le silicate de sodium concernent la substance sèche avec addition d'une solution aqueuse (verre so- luble de 390 Be). Pour les exemples 5 et 6 on a ou recours au procédé de fabrication modifié suivant l'invention. REVENDICAGIONS 1. Electrode de soudage enrobée du type à cellulose pour la soudure à l'arc, caractérisée en ce que la composition de ltenvelop- pe d'enrobage comporte une teneur en dérivés sodés formateurs de scorie telle que la scorie formée au moment du soudage possède une teneur en Na20 d'au moins 5,2 % et de préférence d'au moins 5,5 %. 2. Electrode enrobée suivant revendication I caractérisée en ce que la composition de l'enveloppe comporte des composés sodés minéraux difficilement solubles ou insolubles à liteau, comme par exemple néphéline, carnégicite, albite ou analogues, ou bien des corps vitreux, avec une teneur d'au moins 10% en poids de Na2O. 3. Procédé adapté à la fabrication' d'électrodes de soudage enrobées suivant la revendication j caractérisé en ce que l'on ajoute aux matières premières pulvérulentes de l'enveloppe du silicate de sodium an excès et en ce que la bouillie ainsi formée est agitée et pétrie, de préférence en la chauffant, jusqu'd ce qu'il se forme une masse d'enrobage facile à presser qui est appliquée par pressage de façon connue sur des urnes métalliques d'électrode.