Brevet FR2174773A1 — publié le 19731019

La présente invention se rapporte à une électrode de soudure pour le soudage de fonte. L'électrode de soudure comprend un noyau de fer-nickel entouré d'une couche d'un alliage hautement conducteur. L'électrode peut être utilisée avec un courant alternatif ou continu d'une polarité normale, sans surchauffe. Jusqu'à présent, on sait que les électrodes, pourvues d'un noyau d'alliage contenant du fer et destinées au soudage de la fonte, deviennent très chaudes au moment du dépôt de la soudure. Ces électrodes relevant de la technique antérieure atteignent parfois une température telle que dès que les deux tiers des électrodes sont consumées, le revêtement de l'élec- trode se brise, ce qui rend ainsi le reste de l'électrode inutilisable ; celle-ci doit dès lors être éliminée. En raison de leur susceptibilité à une surchauffe sévère, ces électrodes relevant de la technique antérieure sont également sensibles aux manipulations de ltopérateur. Ces inconvénients constituent réellement un handicap, car ces électrodes à noyau nickel-fer, destinées à la fonte, offrent de nombreux avantages importants pour le soudage de la fonte et sont largement utilisées dans ce but. La présente invention vise en général à réaliser une électrode de soudure munie d'un noyau-fer, destinée au soudage de la fonte et n'engendrant aucune surchauffe au cours du dépôt de la soudure. Un autre but de l'invention consiste à prévoir une électrode de soudure destinée au soudage de la fonte et dont l'agitation du métal de base est minime lors du dépôt de la soudure. Un autre but encore de ltinvention est de former une électrode de soudure servant au soudage de la fonte et déposant, sur la base métallique de fonte, un dépôt de soudure usinable d'une structure nodulaire. Des travaux de recherche ont été effectués depuis très longtemps pour obtenir une électrode de soudure réellement supérieure et destinée au soudage de la fonte. Une importance spéciale a été attribuée à la formation d'une électrode du type nickel-fer, servant au soudage de la fonte et ne produisant pas de surchauffe intense au cours du dépôt de la soudure. Â la suite de recherches approfondies, on a constaté que les électrodes conformes à la présente invention, munies de noyaux nickel-fer, mais entourées superficiellement d'une mince couche d'un alliage hautement conducteur, tels que des alliages de cuivre et d'argent, ne donnaient lieu qulà une surchauffe considérablement réduite. Le noyau nickel-fer, mentionné dans le présent mémoire, se rapporte à des alliages se composant de fer et de nickel, dont la teneur en nickel est de l'ordre de quarante à soixante-cinq pour cent en poids. Grâce à une étude poursuivie, on a observé que l'é- paisseur de la couche externe conductrice d'alliage d'argent et de cuivre, à déposer sur la surface cylindrique extérieure du fil de noyau et qui est à l'origine des résultats améliorés de la présente invention, peut etre définie dans un ordre de grandeur déterminable comme suit : Epaisseur minimale de la couche conductrice : 0,013N . 0,3292 mn (diamètre du fil de noyau) Epaisseur maximale de la couche conductance :: 0,019" e 0,4826 mm (diamètre du fil de noyau) Il appara#tra aisément aux hommes de métier spécialisés dans la présente technique que les couches conductrices d1une teneur en cuivre pur ou en argent pur donnent des résultats optimum, mais qu'il s'est avéré également que l'argent allié à d'autres éléments et le cuivre allié à d'autres élé mentis, fournissent des résultats acceptables, où la conductivité thermique de l'alliage résultant n'est pas affectée rigoureusement. L1électrode de soudure typique, conforme à la présente invention, comprend les éléments suivants. Une tige de noyau à base d'un alliage de nickel et de fer, dont la teneur nominale en nickel est de cinquante-huit à soixante pour cent en poids. La surface cylindrique externe entière du noyau est munie d'une couche de cuivre. En supposant que le noyau a un diamètre de 1/8" (0,317 mm) l'épaisseur de la couche de cuivre superficielle doit entre de l'ordre de 0,0017 à 0,0024" (0,043 à 0,060 mm), en se basant sur les équations mathématiques précédentes. La couche de cuivre peut être appliquée sur la face du noyau selon tout procédé bien connu dans la technique, par exemple, par suage ou électrolyse. Un revêtement de fondant est aussi déposé sur le noyau de l'électrode. La dose de revêtement de fondant en pourcent en poids de l'électrode conforme à la présente invention, comparée au poids total des électrodes, est donnée ci-dessous: POUR-CENT EN POIDS Ordre large Ordre préféré Exemple Revêtement 18 à 52 25 à 45 32 Noyau 40 à 82 55 à 75 68 Des exemples d1ordres larges et préférés du revete- ment fondant de la présente invention sont donnés ci-dessous, en pourcent en poids :: POUR-CENT EN POIDS Constituant Ordre large Ordre préféré Exemple Nickel en poudre Jusqu'a 25 2 à 22 6,3 Nickel revêtu de magnésium 4 à 18 6 à 15 7,5 Carbonate de métaux alcalin tel que le carbonate de baryum, de calcium et de strontium 18 à 47 22 à 45 38,2 Désoxydants, tels que les ferro-alliage d'aluminium, de silicium,de manganèse et de titane 5 à 18 7 à 13 10 Fer en poudre jusqu'à Il 1 à 7 5 Cuivre en poudre 2 à 13 4 à 8 7 Fluorure de calcium ou sapth fluor 7 à 11 8 à 10,3 9 Carbone, tel que graphite, cellulose, etc.. 4 à 24 8 à 20 14 Argile ia 6 2 à 5 3 Tel que ceci est connu dans la présente technique, le revêtement de fondant est additionné d'un liant approprié, notamment du silicate de sodium ou du silicate de potassium, pour aider le fondant à adhérer au noyau de l'électrode. Le liant est mélangé avec le fondant en quantités égales à 40-50%o en poids de liant par rapport au revêtement total de fondant. Lors du dépôt de la soudure, on a constaté que les électrodes de la présente invention forment des dépôts de soudure correspondant, à l'état déposé, à une structure nodulaire -graphitique. Il s'agit ici d'une caractéristique intéressante, car la présence de la structure nodulaire dans les dépôts de soudure donnent non seulement une structure qui est plus appropriée à une application sur des bases métalliques de fonte, mais ces structures indiquent également la ductilité maximale du dépôt de soudure métallique. Les électrodes conformes à l'in- vention ont aussi des caractéristiques de soudabilité extréme- ment bonnes pour le soudage en position et hors position.En outre, ces électrodes engendrent, au moment du soudage, un arc souple et une électrode lisse se consume et ne pénètre pas dans la base métallique de fonte lors du dépôt de la soudure, de sorte qu'il se produit ainsi une dilution et une pénétration minimales dans la base métallique, ce phénomène étant en général le problème#important posé par le soudage de la fonte. D'autre part, les dépôts de soudure-d'électrode constituent un revêtement de scories particulièrement bon, de sorte que ces dépôts de soudure sont sains et esthétiquement parfaits. Un avantage d'une importance particulière est que les électrodes de la présente invention peuvent être utilisés avec un courant alternatif ou continu d'une polarité normale. En fait, en déposant leur soudure, les électrodes sont considérablement plus froides que celles relevant de la technique antérieure, servant au soudage de la fonte. Les électrodes de ltin- vention peuvent entre utilisées à cent pouPeent, sans poser de problème de surchauffe. Il est bien évident que les buts de l'invention ont été atteints en formant une électrode de soudure largement supérieure, destinée au soudage de la fonte. REVENDI GÂTIONS 1) Electrode de soudure, caractérisée en ce qu'elle comprend un noyau métallique et une couche d'alliage d'une haute conductivité électrique, appliquée sur ce noyau. 2) Electrode de soudure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la couche se compose de cuivre. 3) Electrode de soudure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la couche se compose margent. 4) Electrode de soudure suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la couche est le suivant s épaisseur minimale de la couche conductrice: 0,0131'PO,3292 mm (diamètre du fil de noyau) épaisseur maximale de la couche conductrice: 0s019"=0,4826 mm (diamètre du fil de noyau). 5) Electrode de soudure suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'électrode peut être soudée à la fonte. 6) Electrode de soudure suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'électrode de soudure peut entre utilisée, lors drun soudage à la fonte, avec un courant continu d'une polarité normale. 7) Electrode de soudure suivant la revendication 54 caractérisée en ce qutelle peut être utilisée, lors d'un soudage à la fonte, avec un courant alternatif. 8) Electrode de soudure, en substance comme décrite ci-dessus.