Brevet FR2185471A1 — publié le 19740104

La présente invention concerne le soudage à l'arc des aciers au carbone et faiblement alliés, notamment les électrodes pour le soudage de tubes bout à bout. Actuellement, le soudage bout à bout de tubes en aciers au carbone et faiblement alliés, destinés à être utilisés sous des pressions allant jusqutà 500 atmosphères et des températures allant jusqu'à 6O00G, s'effectue principalement au moyen d'électrodes comprenant une baguette en acier et un enrobage contenant du marbre, de la fluorine, des additions désoxydantes (aluminium, ferrotitane, ferrosilicium) et des éléments d'alliage (ferromanganèse, ferrosilicium) selon la nuance de 11 acier à souder. les inconvénients des électrodes connues sont : leur tendance à former des pores lors du soudage, l'amorçage difficile de l'arc, la séparabilité insatisfaisante de la scorie, surtout dans le cas de soudage dans des gorges préparatoires profondes, la formation insatisfaisante du cordon. Les inconvénients indiqués se manifestent surtout au cours du soudage bout à bout de tubes non tournants. Un autre inconvénient des électrodes connues réside dans leur manoeuvrabilité limitée lors du soudage de tubes bout à bout au cours de leur montage. Les électrodes connues ont aussi pour inconvénient l'aptitude au filage insatisfaisante du produit d'enrobage lors de leur fabrication. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients énumérés ci-dessus. Il s'agissait donc de créer une électrode pour le soudage à l'arc des aciers au carbone et faiblement alliés, permettant, grâce à une composition appropriée de son enrobage, d'exécuter le soudage bout à bout de tubes au cours de leur montage, d'obtenir une haute qualité des soudures et une bonne séparabilité de la scorie, de faciliter l'amorçage de l'arc, d'améliorer la stabilité de celui-ci et susceptible en outre d'une bonne manoeuvrabilité et d'une haute aptitude à l'utilisation lors du soudage au cours d'opérations de montage. La solution consiste en une électrode pour le soudage à l'arc des aciers au carbone et faiblement alliés, du type comprenant une baguette en acier et un enrobage contenant du marbre, de la fluorine, du ferrosilicium, du ferrotitane, du manganèse, de l'aluminium et du silicofluorure de sodium, ladite électrode étant caractérisée d'après-l'invention, en ce que son enrobage contient en outre de la dacite, et en ce que les constituants de l'enrobage sont introduits dans les proportions pondérales suivantes : marbre 40 à 80%, fluorine 5 à 70#0, ferrosilicium 1 à 10%, ferrotitane 1 à 15%, manganèse 1 à 10%, aluminium 0,5 à 3%, dacite 1 à 15%, silicofluorure de sodium 1 à 15%. L'invention permet de diminuer la formation de pores dans le cordon, de faciliter l'amorçage de l'arc, d'accroître la stabilité de celui-ci et d'améliorer la séparabilité de la scorie. On peut ajouter à enrobage de l'électrode jusqu'à 10% en poids de chrome. Cela permet de conférer-au métal déposé une résistance mécanique de longue durée aux températures élevées d'utilisation des pièces soudées. On peut ajouter à l'enrobage de l'électrode jusqu'à 10% en poids de molybdène, ce qui permet d'augmenter encore la résistance du métal déposé. On peut aussi ajouter à l'enrobage de l'électrode jusqu'à 5% en poids de vanadium pour assurer au métal déposé une résistanee mécanique de longue durée aux températures élevées. Plus bas est décrit un exemple concret mais non limitatif de réalisation de l'invention. les matières premières (marbre, fluorine, ferrotitane, chrome, manganèse, aluminium, ferrosilicium, molybdène, dacite, ferrovanadium, silicofluorure de sodium),broyées au préalable, par exemple dans un broyeur à boulets, sont triées à l'air ou par tamisage. Après triage, les matières dont la dimension des particules ne dépasse pas 0,25 mm sont mélangées dans les proportions données au tableau 1, dans un mélangeur du type à tambour. TABLEAU I Constituants de Composition I Composition Il Compositionki I'enrobage en poids Marbre 67 54 41 Fluorine 7 13 28 Ferrotitane 13,5 14 13,5 Chrome métal - 2,5 2,5 Manganèse métal 2 2 2 Ferrosilicium 2 1,5 2 Molybdène - 2,5 2,5 Aluminium 0,5 0,5 0,5 Dacite 5 5 5 Silicofluorure de sodium 3 5 3 Le mélange sec est ensuite versé dans un malaxeur à cylindres pour être mélangé avec du silicate de sodium liquide, introduit à raison de 20 à 30 % du poids du mélange sec. La pâte ainsi obtenue est mise en briquettes sur une presse, puis utilisée pour enrober par filage des baguettes en acier au carbone ou faiblement allié, obtenues par tronçonnage d'un fil. Les électrodes ainsitraitées sont séchées, puis cuites à une température de l'ordre de 40000 dans des fours à action continue ou périodique. Le liant utilisé est le silicate de sodium liquide. Les poudres de chrome, manganèse, vanadium et molybdène peuvent être remplacées par des alliages de ces éléments avec le fer ( ferroalliages). L'addition de dacite améliore l'aptitude de l'enrobage au filage, tandis que l'addition de silicofluorure de sodium contribue à l'accélération du durcissement de l'enrobage. Des électrodes pourvues des enrobages indiqués ci-dessus ont été essays pour le soudage bout à bout de tubes non tournants de 38 et 60 mm de diamètre et à paroi de 6 mm d'épaisseur, de 76 mm de diamètre et à paroi de 8 mm d'épaisseur, de 219 mm de diamètre et à paroi de 26 mm d'épaisseur. le contrôle des soudures aux rayons X et par enlèvement successif de couches a montré que le métal du cordon a une haute densité et est exempt de pores. lors du soudage, l'arc s'amorce facilement et se maintient d'une façon stable. La scorie se sépare facilement. les cordons sont caractérisés par des écailles fines et une bonne formation. De la sorte, les résultats des essais ont permis d'établir que les électrodes proposées ongles propriétés technologiques nécessaires au soudage lors d'opérations de montage amorçage de l'arc facile, arc stable, possibilité d'allongement temporaire de l'arc sans formation de pores dans le cordon et avec de faibles projections (le coefficient de transfert du métal au cordon est d'environ 100 % ,grande pénétration ce qui assure une fusion complète des bords lors de l'exécution du cordon de racine, surface de cordon à contours progressifs et écailles fines, séparation facile de la scorie. Bien entendu,l'invention n'est nullement limitée au mode. de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elGe 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 et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Une électrode pour le soudage à l'arc des aciers au carbone et faiblement alliés, du type comprenant une baguette en acier et un enrobage contenant du marbre, de lafluorine, du ferrosilicium, du ferrotitane, du manganèse, de l'aluminium et du silicofluorure de sodium, caractérisée en ce que l'enrobage contient en outre de la dacite. 2. - Une électrode suivant la revendication 1, caractérisée par la composition suivante (en poids) : marbre 40 à 80 %, fluorine 5 à 30 %, ferrosilicium 1 à 10 %, ferrotitane 1 à 15 %, manganèse 1 à 10 %? aluminium 0,5 à 3 %, dacite 1 à 15 %, silicofluorure de sodium 1 à 15 %. 3. - Une électrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que son enrobage contient en outre jusqu'à 10 % en poids de chrome. 4. - Une électrode suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que son enrobage contient en outre jusqu'à 10 % en poids de molybdène. 5. - Une électrode suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que son enrobage contient en outre jusqu'à 5 % en poids de vanadium.