Brevet FR2343552A1 — publié le 19771007

La présente invention concerne des électrodes tubulaires enrobées et, plus spécialement, une électrode de soudage tubulaire garnie enrobée de flux. Pour améliorer et ou/rétablir la résistance à l'abrasion et/ou à l'usure des surfaces de certains objets du commerce, des dépôts comprenant une gangue métallique et des particules de matières dures sont appliqués à l'objet de support. Un procédé bien connu pour une telle ap plication consiste à effectuer un soudage en utilisant des électrodes tubulaires garnies enrobées. Les particules dures peuvent comprendre un ou-plusieurs carbures ou borures, par exemple du carbure de tungstène, etc. Le tube métallique peut être en liun des métaux ou alliages comprenant le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre, etc.Un exemple d'une électrode tubulaire enrobée de flux est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 592 999. Les tubes garnis nus sont réalisés par divers procédés qui sont décrits, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'AmériqUe N0 1 629 748 et NO 1 671 304. Généralement, les -extrémités des tubes nus sont fermées hermétiquement par soudage à la fin des étapes de remplissage et de sectionnement. L'étape de soudage d'étanchéité est effectuée au moyen d'un appareil de soudage à l'arc aux deux extrémités des tubes nus sectionnés. Cette opération est très comateuse à cause du prix élevé de la soudure, de la manipulation individuelle de chaque tube à souder et de l'utilisation d'énergie coûteuse soùs la forme de courant électrique. Si lton remplace l'étape de soudage à ltarc par un soudage aurrgaz, on utilise alors, naturellement, d'autres sources d'énergie sous îa forme de gaz comprimés, ce qui entraine une depense comparable. L'invention a principalement pour objet -des électrodes tubulaires garnies enrobées qui soht réalisées à moindres frais et en utilisant moins d'énergie qu'avec les procédés mis en oeuvre jusqutà présent. L'invention a encore pour objet d'éliminer étape coûteuse de soudage d i étanchéité dans la fabrication des électrodes garnies enrobées et de réaliser à moindres frais de telles électrodes sans diminuer leur qualité ni altérer la composition du dépôt final. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre. On a découvert qu'il est possible de préparer des électrodes tubulaires enrobées en remplissant un élément tubulaire métallique de-particules de matière dure telle que des carbures métalliques, à mettre les particules de matière dure en contact de frottement avec chaque extrémité de chaque élément tubulaird par tout moyen convenable, par exemple par pincement ou réduction de la section de l'extrémité pour empêcher que la matière de garnissage s'échappe du tube, à revêtir l'extérieur de l'électrode jusqu'à l'extrémité de préhension et la partie ouverte de cette dernière avec une suspension de matière d'enrobage et à sécher la suspension in situ pour enrober l'électrode et la partie ouverte de l'extrémité de préhension, de manière que les deux extrémités soient scellées par la suspension séchée. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique représente uee électrode enrobée selon l'in-. vention. Sur le dessin, un tube 10 est rempli de particules 11 de carbure de tulgstèneiles extrémités 10a et 10b du tube 10 sont pincées pour mettre les particules de carbure-11 en contact de frottement afin d'empêcher qu'elles s'échappent des extrémités. L'électrode est plongée dans une suspension jusqutà lextré- mité de préhension 10e et est séchée pour former un revêtement externe i2 et un joint terminal 12a à une extrémité. L'autre extrémité prèt de 11 extrémité de préhension 10c est immergée pour former un joint terminal 12b. Une comparaison des étapes de l'invention avec la technique antérieure peut faciliter la compréhension de la présente invention. Le mode opératoire 1 donne la suite des opérations habituellement nécessaires dans la technique antérieure. Le mode opératoire 2 donne une suite d'opérations selon l'invention. Le mode opératoire 3 donne une suite d'opérations selon une variante de la présente invention. Xode opératoire 1 - Technique antérieure I. Remplir les électrodes nues Il. Souder hermétiquement les extrémités III. Enrober les électrodes par immersion dans la suspehsion IV. Sécher les électrodes enrobées V. Cuire les électrodes enrobées Xode opératoire 2 - Présente invention I. Remplir les électrodes nues II; Enrober les électrodes par immersion dans la suspension III. Sécher les électrodes enrobées IV. Sceller l'extrémité de préhension par immersion dans la suspension V. Cuire les électrodes enrobées Mode opératoire 3 - Présente invention (variante) I. Remplir les électrodes nues Il. Sceller l'extrémité de préhension par immersion dans la suspension III.Sécher ltextrémité de préhension IV. Enrober les électrodes par immersion dans la suspension V. nuire les électrodes enrobées. tes revêtements peuvent entre appliqués aux électrodes tubulaires garnies en enrobant les électrodes nues avecune pate où suspension de diverses composition. Le choix de la composition d'enrobage dépend principalement du type voulu de rechargement dur à effectuer et de la composition totale du tube et du mélange de garnissage, On connaiat en pratique de nombreuses compositions de flux d'enrobage, par exemple comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 2 086 132, N0 2 435 198, N 2 370 100, N0 2 700 091 et N 3 592 999 précité i Les matibres enrobage sont formulées spécialement pour remplir autant de fonctions qu'il le faut; par exemple 1? enrobage peut servir agent de formation du laitier, de désoxydant du flux, d'agent de dégazéification, d'agent d'alliage, de distributeur de particules dures ou peut remplir de nombreuses autres fonctions. Les électrodes de l'invention ne sont pas limitées à une composition particulière de l'enrobage, du garnissage ou du tube métallique. Après l'étape de remplissage, ies extrémités de la baguette tubulaire sont habituellement pincées ou ramenées à une plus petite secion,d1une certaine manîère,pour empêcher la matière de remplissage de s'échapper de la baguette. Normalement, dans la technique antérieure,les deux extrémités sont soudées à ltarc à ce stade avant l'opération d'enrobage. 'enrobage des baguettes garnies nues peut être effectué par des moyens manuels ou mécaniques. Le rev8tement est appli- qué en immergeant la baguette dans une suspension du flux d'enrobage. Lorsqu'on retire la baguette; elle est revebtue de flux d'enrobage. On laisse ensuite sécher les baguettes, de préférence en utilisant une circulation forcée dtåir chaud dans une chambre. La partie de la baguette qui est tenue pendant l'opération d'enrobage (appelée extrémité de préhension) est d'une longueur d'environ 2,5 cm et n'est généralement pas revêtue. Selon la présente invention, on envisage d'inverser éven- tuellement l'ordre des étapes d'enrobage et de fermeture hermétique. Ceci est indiqué dans la description des modes opératoires précités. il est bien entendu que la fermeture hermétique par immersion de l'extrémité de préhension avant 11 étape d'enrobage n'affecte pas le produit final. L'invention supprime 1* étape de soudage susmentionnée servant à fermer hermétiquement les extrémttés. En effet, selon l'invention, les baguettes garnies sont enrobées au cours d'une étape dtimmersion dans une suspension de manière à fermer hermétiquement l'extrémité de la partie enrobée de la baguette garnie. Après l'étape de séchage de la suspension d'enrobage, l'extrémité de préhension est fermée hermétiquement par une autre immersion dans une suspension analogue, à une plus faible profondeur. Une profondeur d'un minimum d'environ 6,35 mm est habituellement suffisante. La profondeur d'immersion peut être suffisante pour que la suspension recouvre 1f enrobage.Toutefois, il suffit que la suspension recouvre l'extrémité pour la fermer hermétiquement.La Suspension est séchée, de préférence par circulation forcée d'air chaud, et If électrode garnie et enrobée est cuite au besoin lors de la dernière étape de traitement. EXEMPLE I On prépare ltenfobage suivant Mélange initial % en poids Graphite 60 Poudre de fer 10 Silicate de sodium 30 On brasse le mélange initial pendant quelques minutes. On ajoute de l'eau à raison de 470 ml d'eau pour 700 g du mélange initial et on brasse la composition combinée pendant quelques minutes pour obtenir une suspension d'enrobage. On revêt plusieurs baguettes tubulaires garnies nues avec cette suspension d'enrobage en les immergeant jusqu'à leur extrémité de préhension, comme cela se fait couramment. On sèche ltenro- bage (cuisson préalable) à une température de 6600 pendant 60 minutes. On plonge également 1? extrémité non enrobée (extrémité de préhension) dans la même suspension d'enrobage et la sèche ensuite à l'air à température ambiante pendant 60 minutes. Après l'étape de séchage, on soumet l'électrode garnie et enrobée à une cuisson finale à 2600C pendant 10 heures. EXEMPLE Il On: effectue un essai analogue à celui de l'exemple I, éxcepté que le mélange initial contient 70 % en poids de graphite 30 ffi en poids de silicate de sodium On ajoute de lieau à raison de 500 ml pour 700 g du mélange initial. EXEMPLE III On revêt et ferme hermétiquement un lot de 635 kg de baguettes garnies,par le procédé de l'invention en utilisant une composition de la suspension d'enrobage qui est une spécialité. Les étapes d'enrobage et de fermeture hermétique sont achevées en 20 minutes. Lorsque les 635 kg de baguettes garnies sont hermétiquement fermées par soudage comme dans la technique antérieure, il faut normalement 12 heures pour effectuer le soudage et l'enrobage. EXEMPLE IV On effectue des essais analogues à l'exemple I, excepté que la suspension d'enrobage se compose de diverses composirions qui sont des spécialités. Chacune d'elles se comporte également bien. EXEMPLE V On examine les électrodes garnies et enrobées qui sont préparées dans les exemples I, Il, III et IV pour déceler les défauts et on constate qu'elles sont techniquement saines. On essaye les électrodes dans un procédé de soudage classique pour préparer dea compositions de rechargement. Dans tous les cas, on obtient les résultants suivants : 1. Les compositions mouillent efficacement les baguettes. 2. Les agents de scellement sont conducteurs de l'élec- tricité. 5. Les dép8ts de soudage sont aussi bons que dans la technique antérieure en utilisant le soudage comme moyen df étanchéité. 4. La qualité d'ensemble des électrodes n'est nullement affectée. 5. On ne constate aucun effet sur la durée de magasinage de l'électrode. Les résultats des exemples ci-dessus montrent que toute composition d'enrobage qui peut être utilisée en pratique convient également comme matière d'étanchéité de l'extrémité de préhension. D'autres essais ont montré qu'après l'application du flux d'enrobage, la suspension utilisée comme agent de scellement de l'extrémité de préhension peut être éventuellement plus diluée à un rapport d'environ 1 partie d'eau pour 3 parties de la suspension du flux d'enrobage. La proportion précise doit être déterminée de préférence dans chaque cas selon l'épaisseur voulue de l'agent d'étanchéité, la dureté et/ou la concentration de la suspension diluée, la composition de la suspension et autres paramètres. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'électrode et au procédé décrits sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Electrode tubulaire de soudage, caractérisée en ce qu'elle comprend un tube métallique allongé, une matière partitulaire de garnissage dure remplissant l'intérieur du tube métallique, ce dernier étant en contact de frottement avec la matière de garnissage à chaque extrémité pour éviter que celle èi se répande, un enrobage séché dépose en suspension qui recouvre i'extérieur d'une extrémité du tube et remplit les interstices de la matière de garnissage aux deux extrémités du tube. 2. -Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce- que les interstices aux deux extrémités de l'électrode sont remplis par une composition essentiellement identique. 3. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière de garnissage est en contact de frottement à chaque extrémité du tube. 4. Electrode selon la revendicâtion 1, caractérisée en ce que la section de chaque extrémité du tube est réduite pour la mettre en contact de frotteMent avec la matière de garnissage. 5. Procédé de réalisation d'électrodes tubulaires de soudage enrobées d'un flux, comportant une partie revêtue et une-extrémité de préhension, procédé caractérisé en ce qu'il consiste (a) à utiliser une baguette tubulaire remplie d'une matière particulaire, (b) à enrober par immersion et à sécher la partie revêtue des baguettes, et (c) à sceller par immersion et à sécher ltextrémité de préhension des baguettes. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qútil consiste à utiliser une suspension ayant essentiellement la même composition dans tes étapes (b) et (c).- 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les étapes (b) et (c) sont inversées. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une suspension de composition es sntiellement identique dans les étapes (b) et (c).