alambre de nucleo basico no aleado para soldadura por arco

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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k
ES 2 086 237
kInt. Cl. : B23K 35/368
11 N.◦ de publicación:
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51
ESPAÑA
k
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 93924092.5
kFecha de presentación : 02.11.93
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 666 786
kFecha de publicación de la solicitud: 16.08.95
T3
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k
54 Tı́tulo: Alambre de núcleo básico no aleado para soldadura por arco eléctrico con protección de
gas.
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73 Titular/es: Trafilerie di Cittadella S.p.A.
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72 Inventor/es: Rocco, Elio
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74 Agente: Curell Suñol, Marcelino
30 Prioridad: 05.11.92 IT VE920049
Via Mazzini, 57,
I-35013 Cittadella, IT
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
16.06.96
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 086 237 T3
16.06.96
Aviso:
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k
k
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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ES 2 086 237 T3
DESCRIPCION
Esta invención se refiere a un alambre de
núcleo básico no aleado para soldadura por arco
eléctrico con protección de gas, particularmente
de aceros al carbono, incluyendo los de grano fino.
El alambre de núcleo básico para la soldadura
por arco es conocido, por ejemplo el alambre obtenido cargando un soporte metálico adecuado con
mezclas de minerales conocidas como fundentes.
La definición “básico” se atribuye en base a la
composición quı́mica del fundente que forma el
núcleo del alambre, y el grado de basicidad viene
dado por la fórmula (de Boniszweski):
CaO+MgO+CaF2 +K2 O+
Na2 O+1/2(MnO+FeO)
Ib =
SiO2 +1/2 (Al2 O3 +TiO2 +ZrO2 )
si Ib > 1, el alambre es básico.
Este alambre conocido adolece, sin embargo,
de algunos inconvenientes, y en particular:
- fusión con “gotas grandes”, es decir, en
forma de gotas de grandes dimensiones, haciendo muy difı́cil la soldadura en ciertas
posiciones y dándole una apariencia desagradable, particularmente las soldaduras
verticales (ascendentes o descendentes) y las
realizadas desde abajo, y
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- la producción de escorias muy fluidas que no
pueden aportar ningún soporte al material
depositado.
También es conocido el alambre de núcleo de
rutilo, ası́ llamado porque la sustancia que caracteriza el fundente interno es el rutilo (TiO2 natural). Este alambre es adecuado para la soldadura
de acero al carbono, incluso de grano fino, y es
bueno para la soldadura de posición, con recodos
soldados de buena apariencia y con una buena separación de escorias. Sin embargo, generalmente
es sensible a la rotura y a la porosidad, especialmente en la soldadura de planchas galvanizadas
o recubiertas con barnices, y tiene caracterı́sticas
mecánicas limitadas a baja temperatura.
Un objetivo de la invención es proporcionar
un alambre de núcleo básico que reúna todas las
ventajas de los alambres de núcleo básico tradicionales pero no sus defectos, y que en cambio
tenga las correspondientes ventajas del alambre
de núcleo de rutilo.
Un objetivo particular de la invención es proporcionar un alambre de núcleo básico no aleado
para utilizar en atmósferas protectoras, que asocie una buena operatividad en todas las posiciones
con una sensibilidad muy baja al tratamiento superficial que pueda sufrir la lámina de acero (galvanizada o con un recubrimiento de barnices), excelentes caracterı́sticas mecánicas incluso a bajas
temperaturas, con rebordes de soldadura regulares libres de incisiones laterales y una facilidad de
eliminación de escorias y salpicaduras.
Otro objetivo de la invención es proporcionar
un alambre de núcleo básico con un alto porcentaje de rendimiento, es decir, que la relación de
peso de material depositado respecto al peso de
alambre antes de ser usado sea superior al 90%.
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Estos y otros objetivos que se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción, se alcanzan según la invención mediante un alambre
de núcleo básico no aleado tal como se describe
en la reivindicación 1.
A continuación se describe en detalle, a tı́tulo
de un ejemplo no limitativo, una forma de realización preferente de la invención.
Tal como se ha expuesto, el alambre de núcleo
básico según la invención comprende un soporte
de acero de alrededor de 14 mm de diámetro, que
luego se reduce hasta un diámetro mı́nimo de 1
mm, con un hueco en su interior en el cual se
introduce una mezcla que contiene materiales de
soldadura, agentes escorificadores y desoxidante.
Los materiales de soldadura están constituidos esencialmente por hierro en polvo y el soporte metálico, los agentes escorificadores esencialmente constan de wolastonita, óxido de magnesio y alúmina, y los desoxidantes esencialmente constan de aleaciones tales como ferrosilicio, aluminio-magnesio, ferromanganeso y ferrotitanio.
La composición quı́mica de la mezcla en peso
es como sigue:
Mntot
Sitot
Fetot
CaO
MgO
Al2 O3
15 - 19%, en particular 17%
11,5 - 14,5%, en particular 13%
34 - 40%, en particular 37%
18 - 22%, en particular 20%
6 - 8%, en particular 7%
5 - 7%, en particular 6%
El manganeso se introduce en la mezcla en
forma de escoria de manganeso y Fe-Mn.
El silicio se introduce en forma de escoria de
manganeso y/o wollastonita y/o ferrosilicio.
El hierro se introduce en forma de hierro en
polvo y ferroaleaciones (ferrosilicio, ferromanganeso, ferrotitanio).
El CaO se introduce en forma de escoria de
wollastonita y manganeso. El MgO se introduce
como tal. El Al2 O3 se introduce como tal.
Una composición tı́pica de la mezcla según la
invención, en términos de porcentaje en peso, es
como sigue:
Escoria de manganeso
Wollastonita
Oxido de magnesio
Alúmina
Ferrosilicio
Aluminio-magnesio
Ferromanganeso
Hierro en polvo
Ferrotitanio
15,5%
29,5%
3,0%
2,0%
9,0%
4,0%
18,0%
18,3%
0,7%
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En la práctica, la invención se basa esencialmente en sustituir el agente escorificador CaF2
de los alambres con núcleo básico conocidos por
wollastonita, que tiene un punto de fusión más
elevado y que por lo tanto es más afectada por el
cambio de temperatura (negativo) cuando sale del
arco durante la fusión. En consecuencia, el agente
escorificador se hace viscoso más rápidamente y
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por lo tanto es capaz de ejercer una acción de
soporte sobre la masa fundida, que se forma a
partir del material del soporte tubular, el material contenido en el interior del soporte tubular y
el material constituyente de las piezas a soldar.
Se ha encontrado de forma experimental que
con un alambre de núcleo según la invención, se
pueden efectuar soldaduras de posición, en particular las soldaduras verticales (ascendentes y
descendentes) y las realizadas desde abajo, con
un reborde de soldadura resultante de mejor apariencia que el obtenido con el alambre de núcleo
básico tradicional, siendo también esto debido al
hecho de que durante su uso el alambre se funde
en forma de gotas de pequeñas dimensiones.
En particular, se encontró que, en promedio,
el análisis quı́mico de un metal totalmente soldado en peso era el siguiente:
C
Mn
Si
P
S
=
=
=
<
<
0,05%
1,30%
0,25%
0,025%
0,025%
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ducto totalmente soldado son como sigue:
fuerza de tensión lı́mite ≥ 520 N/mm2 ,
lı́mite elástico ≥ 430 N/mm2 ,
porcentaje de elongación sobre una longitud de 5
veces el diámetro ≥ 26%. Fuerza de impacto a
-30◦C de temperatura ≥ 100J.
A partir de lo anterior, el alambre de núcleo
según la presente invención tiene las siguientes
caracterı́sticas:
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- un alambre de núcleo básico no aleado
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Cr, Ni, Mo = trazas de impurezas, estando, por lo
tanto, el alambre libre de elementos de aleación.
Las caracterı́sticas mecánicas tı́picas del pro30
- para ser usado en soldaduras de aceros
al carbono para la construcción y para
aplicaciones que requieran caracterı́sticas
mecánicas óptimas a baja temperatura.
- adecuado para soldar en todas las posiciones normales (plana, plano frontal, ascensión vertical, descenso vertical, realizadas desde abajo).
- adecuado para soldar aceros al carbono para
la construcción, incluyendo aquellos que tienen un tratamiento superficial previo (galvanizado o recubierto con barnices),
- alto rendimiento en el sentido de una alta
relación de peso de material depositado respecto al peso del alambre.
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REIVINDICACIONES
1. Alambre de núcleo básico no aleado para
la soldadura por arco con protección de gas, que
comprende un soporte metálico filiforme con un
hueco en su interior llenado con una mezcla que
contiene un material de soldadura, agentes escorificadores y desoxidantes, caracterizado porque dicha mezcla tiene la siguiente composición
quı́mica en peso:
Mntot
Sitot
Fetot
CaO
MgO
Al2 O3
15 - 19%,
11,5 - 14,5%
34 - 40%
18 - 22%
6 - 8%
5 - 7%
2. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla tiene
la siguiente composición quı́mica en peso:
Mntot
Sitot
Fetot
CaO
MgO
Al2 O3
17%
13%
37%
20%
7%
6%
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3. Alambre de núcleo básico según la reivin-
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dicación 1, caracterizado porque los materiales
de soldadura consisten en hierro en polvo y del
soporte metálico.
4. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque los agentes escorificadores consisten en wollastonita, magnesio,
óxido y alúmina.
5. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque los desoxidantes
consisten en aleaciones de ferrosilicio, aluminio
manganeso, ferromanganeso y ferrotitanio.
6. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque el manganeso
es introducido en la mezcla en forma de escoria
de manganeso y Fe-Mn.
7. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque el silicio es introducido en la mezcla en forma de escoria de
manganeso y/o wollastonita y/o ferrosilicio.
8. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque el hierro es introducido en forma de hierro en polvo y ferroaleaciones (ferrosilicio, ferromanganeso, ferrotitanio).
9. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque el CaO es introducido en forma de wollastonita y escoria de
manganeso.
10. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque el MgO es
introducido como tal.
11. Alambre de núcleo básico según la reivindicación 1, caracterizado porque el Al2 O3 es
introducido como tal.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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