Brevet FR2197684A1 — publié le 19740329

L'invention concerne le domaine du soudage, et notamment les procédés pour la fabrication des électrodes de soudage. Des procédés de fabrication d'électrodes de soudage, sont bien connus, qui comprennent les opérations suivantes 1) Préparation d'un pré-mélange contenant, en poids marbre 35 à 60%0 fluorine 15 à 40% poudre d'aluminium 1 à 5% ferrotitane 10 à 20% ferromanganèse 1 à 8% ferrosilicium 1 à 5% carbonate de potassium 0,5 à 3,0% silicate de sodium en morceaux (broyé) 1 à 5,0% 2) Réalisation de labâte d'enrobage, en mélangeant soigneusement les constituants énumérés ci-dessus à du verre sodique soluble ayant une densité de 1,46 à 1,5 g/cm , pris en quantité égale à 15-254 du poids des autres constituants; 3) Application sous pression de la pâte d'enrobage obtenue sur l'âme métallique, de telle façon que l'épaisseur de l'enrobage soit de 6 à 7 mm, l'âme métallique ayant un diamètre de 4 mm;; 4) Séchage du produit obtenu à une température de 18 à 250C pendant 3 à 5 jours; 5) Traitement thermique des produits en deux échelons, à une température de 100 à 1500C pendant 1 à 1,5 heure, puis à une température de 400 à 45000 pendant 1,5 à 2 heures. On connaît aussi des procédés de fabrication d'électrodes de soudage comprenant les opérations suivants 1) Préparation d'un pré élance contenant en poids marbre 10 à 2 5 fluorine 15 à 45% poudre de fonte 5 à 15% poudre d'aluminium 5 à 10 carbure de silicium 15 à 25f graphite 5 à 10% cellulose l à 5% soude calcinée 0,5 à 7,0 2) Réalisation de la pâte d'enrobage par mélange des constituants secs à du verre sodique soluble ayant une densité de 1,46 à 1,5 g/cm3, pris en quantité égale à 20-35% du poids des constituants secs;; 3) Application sous pression de la pâte d'enrobage obtenue sur une âme métallique de 4 mm de diamètre avec obtention d'une épaisseur d'enrobage de 6 à 7 mm; séchage du produit obtenu à une température de 18 à 2500 pendant 3 à 5 jours; 4) traitement thermique du produit en deux échelons, à une température de 100 à 1500C pendant 1 à 1,5 heure, puis à une température de 400 à 4500C pendant 2;0 à 2,5 heures En outre, on connaît des procédés de fabrication d'électrodes de soudage comprenant des opérations analogues à celles des procédés décrits plus haut. Le pré-mélange est préparé avec les constituants suivants pourcentages, en poids concentré de rutile 15 à 25% hématite 15 à 40% feldspath 5 à 15% marbre 5 à 1 5% ferrosilicium 5 à 10% ferromanganèse 15 à 25% cellulose 1 à 5% La pâte d'enrobage est obtenue en ajoutant au prémélange sec un mélange de verres solubles sodique et potassique réalisé dans la proportion pondérale 7/3. La densité de ce mélange de verres solubles est de 1,46 à 1,5 g/cm3. La quantité de verre soluble par rapport au poids des constituants secs du pre mélange est de 20 à 30%. De même que dans les procédés précédents, la pâte obtenue est appliquée sur l'âme métallique et le produit ainsi formé est séché à une température de 18 à 2500 pendant 3 à 5 jours. Ensuite, le produit est aussi soumis à un traitement thermique en deux échelons, à une température de 80 à 1000C, pendant 1,0 à 1,5 heure et à une température de 200 à 25000 pendant 1,5 à 2,0 heures. Un inconvénient important, commun à tous ces procédés de fabrication d'électrodes de soudage, tient à la longue durée du séchage des produits enrobés, due à ce que la préparation de la pâte d'enrobage et son application sur l'âme exigent une grande quantité d'eau, dont l'élimination des produits enrobés entraîne d'importantes pertes de temps. Un autre inconvénient non moins important des procédés connus consiste en ce que, pendant le séchage des produits enrobés, il se forme åur leur surface une pellicule s'opposant au dégagement du reliquat de l'eau contenue dans ces produits. Cette circonstance influe sur le traitement thermique ultérieur des produits obtenus, car elle contribue à l'apparition de fissures périphériques et longitudinales sur la surface des électrodes et provoque des déformations de ces dernières. L'invention a pour but de supprimer les inconvénients mentionnés, et notamment d'abréger le processus de séchage des produits enrobés. L'invention vise aussi à l'obtention d'électrodes de soudage présentant une surface lisse sur toute leur étendue, c'est-à-dire à la suppression de toute altération de la forme des produits et de toute fissuration de l'enrobage. il s'agit donc de réaliser un mélange d'enrobage de composition optimale, qui assurerait la réduction de la durée de séchage des produits enrobés. A cet effet le procédé conforme à l'invention pour la fabrication d'électrodes de soudage par application sur une âme métallique d'une pâte d'enrobage préparée avec un prémélange à base de fluorure de calcium et/ou de rutile, et/ou de composés métallifères acides, additionné de verre soluble, puis séchage des produits enrobés suivi de leur traitement thermique, est caractérisé en ce qu'on ajoute au pré-mélange du silicate bicalcique à concurrence de 0,1 à 5% du poids total du pré-mélange sec. L'avantage du procédé proposé est la réduction importante de la durée du processus de -séchage des produits enrobés, ce qui permet d'augmenter la production d'électrodes de soudage. En effet,l'addition de silicate bicalcique au pré-mélange suivi du malaxage de tous les constituants du pré-mélange avec du verre soluble, assure non seulement le séchage rapide des produits, mais contribue en outre à l'amélioration de la qualité des électrodes de soudage obtenues, car les altérations de forme, la fissuration et l'apparition d'autres défauts de surface des électrodes sont exclues. D'autres caracténstiques et avantages du procédé objet de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de plusieurs exemples de mise en oeuvre non limitatifs. Le procédé proposé pour la fabrication d'électrodes de soudage comprend les opérations suivantes: 1) préparation d'un pré-mélange à base de fluorures de calcium et/ou de rutile, et/ou de composés métallifères acides; 2) addition à ce pré-mélange de silicate bicalcique à concurrence de 0,1-5,0% du poids des autres constituants; 3) préparation de la pâte d'enrobage par brassage du pré-mélange sec dans un malaxeur avec du verre soluble pris en proportion égale à 15-45% du poids des constituants secs; de plus, lors du brassage continu pendant 5 à 10 minutes, on ajoute une petite quantité d'eau afin que la pâte soit plus plastique; 4) élaboration des produits en appliquant sous pression la pâte d'enrobage sur l'âme métallique, de façon que la couche obtenue ait une épaisseur de 6 à 7 mm; 5-) séchage des produits obtenus à une température de 18 à 2500 pendant 15 à 20 heures, suivi du traitement thermique en deux échelons, à une température de 80 à 15000 pendant une heure et à une température de 200 à 45000 pendant deux heures. Dans cet exemple de mise en oeuvre du procédé, le produit employé en tant que silicate bicalcique est-une scorie de la fabrication du- ferrochrome. Voici mainenant quelques exemples concrets illustrant l'essentiel de l'invention. Exemple 1. Le pré-mélange est préparé avec des composants secs, pris dans les proportions pondérales suivantes marbre 51 ,ou fluorine 28,0f poudre d'aluminium 1,0% ferromanganèse 4,0% ferrosilicium 3,0#a ferrotitane 130go On ajoute à ces constituants, par rapport à leur poids total carbonate de potassium 0,8% silicate de sodium en morceaux (broyé) 2,0% scorie de la fabrication du ferrochrome 1,7% Pour la préparation de la pâte d'enrobage avec le pré-mélange sus-indiqué, on emploie du verre soluble sodique à densité de 1,49 g/cm , module de 2,8 pris en quantité correspondant à 23% du poids du pré-mélange sec. La pâte préparée est appliquée sur l'âme métallique. Les produits enrobés sont séchés à une température de 18 à 25cl, pendant 20 heures, puis soumis à un traitement thermique en deux échelons, à 801000C pendant 1,0 heure et à 4000C pendant un temps allant jusqu'à 2,0 heures. Les électrodes obtenues par ce procédé sont caractérisées par les indices suivants 1.- Change ent du diamètre (par suite de l'apparition d'ellipticité, de retraits locaux): 6% au maximum .- Detcalage d'une rainure longitudinale par rapport à la génératrice (torsion): 150 au maximum. Exemple 2.- Le pré-oe1lange est préparé avec des composants secs, pris dans les proportions pondérales suivantes arbre 19,0% fluorine * 30,0% poudre de fonte 10,0 poudre d'aluminium 6,04 carbure de silicium 27,0 graphite cristallin 9,0 cellulose 3,0% On ajoute à ces constituants, par rapport à leur poids total soude calcinée 1,04 scorie de la fabrication du ferrochrome 2,0% Pour la préparation de la pâte d'enrobage avec le pré-mélange sus-indiqué, on emploie du verre soluble sodique à densité de 1,48 g/cm3, module de 2,8, pris en quantité correspondant à 30% du poids du prémélange sec. La pâte préparée est appliquée sur l'âme métallique. Les produits enrobés sont séchés à une température de 18 à 250C pendant 16 heures, puis soumis à un traitement thermique en deux échelons, à 80-1000C avec séjour à cette température de durée allant jusqu'à 1,0 heure puis à 400-4500C pendant 2 heures. Les électrodes obtenues par ce procédé sont caractérisées par les indices suivants: 1.- Changement du diamètre (par suite de l'apparition drellipticité, de retraits locaux):5% au maximum. 2.- Décalage d'une rainure longitudinale par rapport à la génératrice (torsion): 100 au maximum. Exemple 3. Begré-mélange est préparé avec des composants secs, pris dans les proportions pondérales suivantes concentré de rutile 20,0% hématite 30,0% feldspath 13,04 marbre 8,0% ferrosilicium 8,3% ferromanganèse 18,0% cellulose 3,04 On ajoute à ces constituants, par rapport à leur poids total Scorie de la fabrication du ferrochrome 2,2% Pour préparer la pâte d'enrobage avec le pré-mélaae ci-dessus, on lui ajoute un mélange de verres sodique et potassique à proportion pondérale sodique/potassique de 7/3, densité de 1,48 g/cm3, module de 3,0 ,à concurrence de 25% du poids dlpré'mélange sec. La pâte est ensuite appliquée sur l'âme métallique. Les produits enrobés sont séchés à une température de 18 à 250C pendant 18 h, puis soumis à un traitement thermique en deux échelons, à 80-1000C pendant 1 h et à 9000C pendant 1,5 h. Les électrodes obtenus par ce procédé sont caractérisées par les indices suivants: 1. Changement du diamètre de la baguette (par suite de l'apparition d'ellipticité, de retraits locaux): 6% au maximum. 2. Décalage d'une rainure longitudinale par rapport à la génératrice (torsion): 150 au maximum. 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 de l'invention. R E V E N D I C A T I O N Procédé pour la fabrication d'électrodes de soudage par application sur une âme métallique d'une pâte d'enrobage préparée avec un prémélange à base de fluorure de calcium et/ou de rutile, et/ou de composés métallifères acides, additionné de verre soluble, et séchage des produits enrobés suivi de leur traitement thermique, caractérisé en ce que l'on ajoute au prom' élange- du silicate bicalcique en quantité de 0,1 à 0,5% du poids total du prémélange sec.