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Molecule
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OXYGEN
(17)
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HELIUM
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chromium
(12)
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ARGON
(9)
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carbon
(9)
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nickel
(7)
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CARBONic anhydride
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manganese
(5)
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silicon
(3)
[15][_]
nitrogen
(3)
[16][_]
sodium
(3)
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DES
(2)
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titanium oxide
(2)
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fluorine
(2)
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SiO2
(2)
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CaO
(2)
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TiO2
(2)
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iron
(2)
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RICH
(1)
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SEMI
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O2
(1)
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fluoride
(1)
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Et
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aluminium-magnesium
(1)
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CaF
(1)
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Al2O3
(1)
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Na2O
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CaF2
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molybdenum
(1)
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Physical
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95 percent
(5)
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25 percent
(4)
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17 percent de
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2 millimetres
(3)
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20 percent
(3)
[41][_]
45 percent
(2)
[42][_]
10 percent
(2)
[43][_]
1,6 millimetres
(2)
[44][_]
0,03 percent
(2)
[45][_]
de 38 percent
(2)
[46][_]
1,6 mm
(2)
[47][_]
0,4 percent
(2)
[48][_]
greater than 2 mm
(1)
[49][_]
35 percent
(1)
[50][_]
18 percent de
(1)
[51][_]
350 amperes
(1)
[52][_]
de 100 amperes
(1)
[53][_]
1,5mm
(1)
[54][_]
304 L
(1)
[55][_]
de 85 percent
(1)
[56][_]
de 3 millimetres
(1)
[57][_]
de 4 kg/h
(1)
[58][_]
37,8 percent
(1)
[59][_]
42,2 percent
(1)
[60][_]
1,4 percent
(1)
[61][_]
20,3 percent
(1)
[62][_]
11,0 percent
(1)
[63][_]
9 percent
(1)
[64][_]
316 L
(1)
[65][_]
15 percent
(1)
[66][_]
de 4 kg/h.
(1)
[67][_]
38,4 percent
(1)
[68][_]
57,7 percent
(1)
[69][_]
0,025 percent
(1)
[70][_]
1,3 percent
(1)
[71][_]
19 percent
(1)
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12 percent
(1)
[73][_]
2,5 percent
(1)
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8 percent
(1)
[75][_]
de 5 percent
(1)
[76][_]
de 20 percent
(1)
[77][_]
18 percent
(1)
[78][_]
8 percent de
(1)
[79][_]
Generic
(12/ 45)
[80][_]
metal
(29)
[81][_]
oxide
(3)
[82][_]
fluorides
(2)
[83][_]
alkali metals
(2)
[84][_]
potassium oxides
(2)
[85][_]
metal oxide
(1)
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alkali
(1)
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nitrogen oxides
(1)
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anhydride
(1)
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carbides
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manganeses
(1)
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potassium fluorides
(1)
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Gene Or Protein
(3/ 11)
[93][_]
Etre
(7)
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EST A
(3)
[95][_]
FOI
(1)
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Disease
(1/ 3)
[97][_]
Rupture
(3)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513920A1
Family ID 2280083
Probable Assignee Air Liquide
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ATMOSPHERE DE PROTECTION POUR SOUDAGE AVEC FIL EN ACIER
INOXYDABLE FOURRE
EN Title OXYGEN-CONTG. HELIUM RICH PROTECTIVE WELDING ATMOS. - FOR
WELDING STAINLESS STEEL USING CORE-FILLED WELDING WIRE
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE ATMOSPHERE DE PROTECTION POUR
SOUDAGE AVEC FIL EN ACIER INOXYDABLE FOURRE.
L'ATMOSPHERE DE PROTECTION EST CONSTITUEE PAR AU MOINS DEUX ELEMENTS,
ELLE EST A TENEUR ELEVEE ET PREPONDERANTE EN HELIUM AU MOINS EGALE A
45 EN VOLUME, ET CONTIENT DE L'oxygen A UNE TENEUR MINIMALE DE 5 EN
VOLUME ET PEUT CONTENIR EN OUTRE DE L'ARGON A UNE TENEUR MAXIMALE DE
20 EN VOLUME ET EVENTUELLEMENT DE L'CARBONic anhydride A UNE TENEUR
MAXIMALE DE 35 EN VOLUME.
LE COUPLE GAZ DE PROTECTION - FIL FOURRE EST UTILISABLE EN SOUDAGE
SEMI-AUTOMATIQUE ET AUTOMATIQUE DES ACIERS INOXYDABLES D'EPAISSEUR
SUPERIEURE A 2 MILLIMETRES.
A helium-rich protective atmos., for welding using a core-filled
stainless steel welding wire, comprises at least 45 (pref. 75-95) vol.
percent He and at least 5 (pref. 5-25) vol. percent O2, the wire
consisting of a stainless steel sheath filled with a mixt. of pure
alloying metal powders, ferroalloy or other complex alloy powder,
metal oxide or fluoride slag forming agent (pref. in the form of a
pre-fused mixt.) and alkali(ne earth) metal cpd(s). as arc stabiliser.
The atmos. is useful in the arc welding of stainless steels of
thickness greater than 2 mm and gives welds of excellent quality and
low carbon and silicon contents. Welds are produced with high
productivity and yield using a short arc and the weld length can be
varied within a wide range.
Description
_________________________________________________________________
" ATMOSPHERE DE PROTECTION POUR SOUDAGE AVEC FIL EN ACIER INOXYDABLE
FOI
Invention de Michel DAUVERGNE.
Au nom de la Societe dite: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE
L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE.
La presente invention concerne une atmosphere de protection pour
soudage avec fil en acier inoxydable fourre.
Plusieurs techniques sont actuellement proposees pour le soudage a
l'arc manuel des aciers inoxydables d'epaisseur superieure a 2
millimetres, seulement elles presentent un certain nombre dtin-
convenients.
La technique de l'electrode enrobee est entierement satisfaisante au
regard des aspects des cordons de soudure, des oaracteristiques
metallurgiques du metal depose, des qualites physiques de la soudure.
Toutefois, ce procede discontinu ne conduit qu'a une faible
productivite, et a un bilan economique peu favorable en raison des
pertes en alliages de colt onereux. De plus, la sensibilite a
l'humidite necessite des precautions particulieres d'emploi pour
eviter les porosites.
On connait un procede continu, donc a bonne productivite represente
par la technique du fil plein avec protection gazeuse. Les gaz de
protection utilises sont constitues de gaz inertes eventuelle- ment
additionnes de faibles quantites de gaz actifs, tels oxygen et
carbonic anhydride, dont la propriete essentielle consiste en la
stabilisation de l'arc. Cependant, ce procede est d'une maniabilite
delicate due au fait que les gaz stabilisants tels l'oxygen et
l'carbonic anhydride ne peuvent etre ajoutes qu'en proportions
limitees, en raison de leur reactivite risquant de provoquer une
oxydation du chromium et un enrichissement en carbon du metal depose.
On constate une mauvaise qualite du metal transfere notamment presence
de soufflures et inclusions liees a la mauvaise maniabilite. Le
caractere temporaire de la protection gazeuse donne au cordon de
soudure un aspect oxide. De plus, ce procede a pour inconvenient un
manque de souplesse de composition du metal depose, car les fils
commercialement disponibles correspondent aux nuances courantes.
La technique plus recente du fil fourre sans gaz de protection est
interessante, car elle est continue et apporte un certain nombre
d'avantages par rapport a la technique fil plein gaz de protection,
notamment le cordon de soudure est non oxide en raison de la presence
du laitier protecteur, et par incorporation d'elements metalliques
dans le fourrage il est possible de produire des nuances variees
conduisantaula souplesse de composition du metal transfere.
Neanmoins, on constate un accroissement de la teneur en nitrogen du
metal fondu dans des proportions variables, jouant fortement sur le
taux de ferrite et les charges a la rupture, du a une protection
insuffisante de l'action de l'air par le laitier qui est d'un volume
moindre qu'en electrode enrobee. On remarque des emissions importantes
de fumees contenant notamment des nitrogen oxides particulierement no
cifs. D'autre part, l'aspect du cordon de soudure est moyen, et il y a
une sensibilite aux soufflures dans le cas d'utilisation d'un fil
humide. La maniabilite moyenne entraine des risques d'inclusions dans
le cordon de soudure.
On a songe a un couple fil fourre avec atmosphere de protection dite
classique, mise en oeuvre dans la technique du fil plein avec
protection gazeuse. L'utilisation d'un tel gaz de protection permet
d'ameliorer le comportement des fils fourres notamment au point de vue
des fumees emises et de la teneur en nitrogen du metal fondu.
Cependant, aucune amelioration de maniabilite n'apparait et la
sensibilite aux soufflures subsiste.
Il resulte des differentes constatations precedemment enumerees que le
procede le plus utilise actuellement pour le soudage des aciers
inoxydables d'epaisseur superieure a 2 millimetres reste l'electrode
enrobee qui seule permet d'obtenir avec certitude une bonne qualite du
metal transfere.
On a recherche un procede repondant a la demande du marche relative a
une augmentation de la productivite de l'operation de soudage manuel
des aciers inoxydables de nuances courantes et aussi de nuances
speciales, tout en deposant un metal dont les caracteristiques
correspondent aux normes de qualite requises pour les contructions en
acier inoxydable. Le depot de metal doit etre exempt de porosite, de
collage et d'inclusions de laitier, avec un taux de ferrite controle
et l'aspect du cordon de soudure doit etre convenable. De plus les
utilisateurs souhaitent disposer facilement et en faibles quantites de
nuances particulieres pour des applications speciales.
Il a ete trouve une atmosphere de protection pour soudage avec fil en
acier inoxydable fourre,qui procure ces nombreux avantages.
Selon ce procede, la productivite et le rendement sont notablement
ameliores par rapport a l'electrode enrobee et le technicien peut
realiser aisement a partir de matieres premieres couramment
disponibles une large gamme de compositions.
Dans le cadre de la nouvelle methode, la fusion s'effectue avec un arc
court, facile a diriger; le soudeur pouvant ainsi assurer une bonne
penetration et une excellente qualite du depot. Les porosites sont
eliminees quelles que soient les conditions d'emploi et de stockage
des produits. En particulier la longueur terminale, qui doit etre
fixee avec les fils fourres sans gaz de protection ou avec gaz a base
d'argon, peut varier dans de larges limites. Ainsi la fabrication et
l'emballage des produits sont facilites.
De plus, le pouvoir oxydant du melange gazeux propose permet de
limiter les teneurs en silicon et en carbon du metal transfere, tandis
que la protection du cordon par le laitier durant la phase complete de
refroidissement permet d'obtenir une surface non oxydee.
Et, la teneur en nitrogen du metal depose, donc sa teneur en ferrite,
ne depend pas des conditions de soudage.
L'atmosphere de protection pour soudage avec fil en acier inoxydable
fourre est constituee par au moins deux composants helium et oxygen,
avec une teneur preponderante en helium, au moins egale a 45 percent
en volume et une teneur minimale en oxygen de 5 ss en volume.
On a constate que les melanges binaires contenant 75 a 9# en volume
d'helium et 5 a 25 percent en volume d'oxygen, donnent une fusion
rendant facile le controle du bain et conduisent a des cordons de
soudure d'excellente qualite radiographique, ce qui n'est pas le cas
sous l'helium pur ou les melanges a moins de 5 0 d'oxygen car la
stabilite de l'arc est mauvaise. Les melanges plus riches en oxygen
conduisent a une oxydation importante des elements d'alliage
metallique, generatrice de fumees.
L'atmosphere de protection peut comporter en outre des additions de
gaz inertes tels l'argon, toutefois en quantites limitees a 20
percent, de maniere a conserver au melange son aptitude a donner une
fusion correcte. Ces melanges ternaires contiennent de 60 a 95 percent
en volume d'helium, 5 a 20 ffi en volume d'oxygen et le complement en
argon a une teneur maximale de 20 less than 0 en volume.
L'atmosphere de protection peut egalement comporter de l'carbonic
anhydride a teneur au plus egale a 35 percent, et de preference 25 fo
pour limiter l'enrichissement en carbon du metal depose, sans risquer
le depassement des normes des aciers inoxydables a bas carbon pour
lesquels ces melanges quaternaires contenant 45 a 95 percent en volume
d'helium, 5 a 10 percent en volume d'oxygen, l'argon etant present au
plus a 20 percent en volume et l'anhydrideau plus a 25 percent en
volume, sont bien adaptes.
Les melanges gazeux sont choisis en fonction de leur aptitude a donner
une fusion compatible avec une'bonne maniabilite, tout en assurant une
protection complementaire lu metal en cours de transfert.
L'atmosphere de protection peut avantageusement entre couplee avec un
fil fourre constitue d'une enveloppe en acier inoxydable, fabriquee a
partir d'un ou plusieurs feuillards de base de composition standard.
Les nuances de fil speciales sont obtenues par incorporation de
poudres metalliques de carbon ou de carbides dans le fil forme par ce
feuillard. Le feuillard constituant l'enveloppe du fil fourre peut
etre en acier doux de qualite pour emboutissage classique. Cependant,
on utilise preferentiellement un acier inoxydable a 13 ou 17 percent
de chromium, eventuellement en acier inoxydable 18 percent de
chromium, 8 ffi de nickel.
Le formage du feuillard, son remplissage et la reduction de section se
font par les moyens connus.
Les poudres metalliques remplissant l t enveloppe du fil fourre
peuvent comporter des elements d'alliage incorpores sous forme de
poudres de metals purs, de ferro-alliages ou d'alliages complexes,
choisis parmi le chromium metal, le nickel metal, le manganese, les
alumino manganeses, les ferrochromes, les silicomanganeses, les
ferrosiliciums etc...
On utilise preferentiellement des scorifiants incorpores sous forme de
poudre dans le fil fourre et constituant ensuite un laitier protecteur
du metal transfere, puis du bain d'acier liquide en donnant un aspect
de cordon de soudure non oxide, comparable a celui obtenu avec
electrode enrobee.
Les scorifiants sont composes de melanges d'oxydes ou de
metalsfluorides, tels magnesie, titanium oxide, alumine, fluorine,
silice. Ces elements sont avantageusement incorpores sous forme de
melange prefondu. La presence des scorifiants favorise une fusion plus
rapide au cours du soudage et assure un effet protecteur ameliore. On
elimine egalement par l'utilisation de ce melange le phenomene de
retard a la fusion du fourrage prejudiciable a une bonne maniabilite
du produit.
Il est aussi avantageux d'incorporer dans le fil fourre des elements
stabilisateurs d'arc, choisis parmi les composes des alkali metals et
alcalino-terreux, tels les potassium oxides et de sodium
Ces elements stabilisateurs sont preferentiellement introduits dans le
melange prefondu des scorifiants, ce qugassure une meilleure
repartition d'ou un effet stabilisant plus marque.
Le domaine d'utilisation du couple fil fourre-gaz est fonction du
diametre du fil utilise.
Le fil de diametre 1,6 millimetres facile a fabriquer
industriellement, permet d'utiliser des intensites de courant de sou
dage, comprises entre 150 et 350 amperes, ce qui correspond au soudage
de tales d'epaisseurs superieures a 2 millimetres.
Les fils de diametre superieur a 1,6 (2,2,4 2,8) millimetres rendent
possible les intensites elevees, permettant le remplissage de
chanfreins sur des toles de forte epaisseur.
Les fils de diametre inferieur a 1,6 millimetres permettent des
intensites de l'ordre de 100 amperes, autorisant le soudage de tales
d'environ 1,5mm d'epaisseur. Cependant, dans l'etat actuel de la
technologie de production ces fils fourres sont difficiles a realiser.
Les fils fourres sont destines au soudage semi-automatique mais ils
peuvent egalement etre utilises avec succes sur des installations
automatiques.
Dans les exemples qui illustrent l'invention a titre non limitatif, le
fil est utilise avec une installation de soudage semiautomatique
classique comprenant un generateur de courant continu a
caracteristique horizontale ou plongeante, un devidoir a vitesse
constante ou asservie a la tension d'arc, un pistolet ou une torche
avec protection gazeuse. Les generateurs a courant pulse qui apportent
des avantages dans le soudage semi-automatique, des aciers doux,
conviennent egalement dans le cas du fil fourre inoxydable -
atmosphere gazeuse de protection.
Exemple 1. gaz de protection / fil fourre destine au soudage des
aciers 304 L.
Le gaz de protection est constitue d'un melange en volume de 85
percent d'helium et 15 ip d'oxygen.
Le fil fourre est constitue d'une enveloppe en acier a 17 percent de
chromium et a taux de carbon au plus egal a 0,03 percent, remplie d'un
melange de poudres de composition suivante nickel en poudre 250
chromium en poudre 200 manganese electrolytique 35 alliage
aluminium-magnesium 25 flux fondu de composition Au203 6,6)
SiO2 15,6)
CaO 20,4) 407
TiO2 44,5)
Na20 7,4)
CaF 8,7) poudre de iron 195
17112
Le taux de remplissage, c'est-a-dire le rapport du poids de melange de
poudres, au poids total du fil est de 38 percent. Le fil est fabrique
en diametre 1,6 mm.
On utilise le couple atmosphere de protection-fil fourre dans les
conditions precedemment decrites pour le soudage des aciers
inoxydables de 3 millimetres d'epaisseur, a plat et en angle a plat, a
une vitesse de depot de 4 kg/h, soit environ deux fois plus que dans
le procede a l'electrode enrobee.
Les cordons de soudure obtenus sont de bonne qualite radiographique.
Les caracteristiques mecaniques du metal depose en moule multipasse
sont les suivantes
Limite elastique: 28 hb
Charge a la rupture: 54,7 hb
Allongements percent : 37,8 percent
Striction: 42,2 percent
Resilience Kv a + 20 OC: 12 D a J / cm2
La composition du metal depose est la suivante
carbon: 0, 025 percent
silicon: 0,4 percent
Manganese: 1,4 percent
chromium: 20,3 percent
Nickel: 11,0 percent
Le taux de ferrite est d'environ 9 percent.
Exemple 2.
Gaz de protection / fil fourre destine au soudage des aciers 316 L.
Le gaz de protection est constitue d'un melange d'helium et d'oxygen
renfermant 15 percent en volume d'oxygen.
Le fil fourre est constitue d'une enveloppe en acier a 17 percent de
chromium et a taux de carbon inferieur a 0,03 percent, remplie d'un
melange de poudres de composition suivante: nickel en poudre 320
chromium en pou ire 185 manganese electrolytique 35 alliage Al-Mg 25
flux fondu de composition Al2O3 6,6)
SiO2 15,6)
CaO 20,4) 407
TiO2 445)
Na2O 7,4)
CaF2 8,7) ferro molybdenum 100 poudre de iron 40
1.112
Le taux de remplissage est de 38 percent, et le fil est fabrique en
diametre 1,6mm.
On utilise le couple melange de gaz-fil fourre dans les conditions
precedemment decrites pour le soudage d'acier inoxydable de la nuance
316 a plat et en angle a plat a une vitesse de depot de 4 kg/h.
Les cordons de soudure sont de bonne qualite radiographi- que.
Les caracteristiques mecaniques du metal depose en moule multipasse
sont les suivantes:
Limite elastique: 31,8 hb charge a la rupture: 53,2 hb allongement
percent : 38,4 percent striction: 57,7 percent resilience Kv a + 200C:
10 D a J / cm2
La composition du metal depose est la suivante
C 0,025 percent - Si 0,4 percent - Mn 1,3 percent - Cr 19 percent - Ni
12 percent - Mo 2,5 percent
Le taux de ferrite est d'environ 8 percent.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Atmosphere de protection pour soudage avec fil en acier inoxydable
fourre constituee par-au moins deux composants, caracterisee en ce
qu'elle est a teneur elevee et preponderante en helium, au moins egale
a 45 percent en volume et contient de ltoxygene a teneur minimale de 5
percent en volume.
2. Atmosphere de protection pour soudage avec fil en acier inoxydable
fourre constituee par un melange binaire selon la revendication 1,
caracterisee en ce que la teneur en helium est comprise entre 75 a 95
percent en volume et celle de l'oxygen est comprise entre 5 et 25
percent en volume.
3. Atmosphere de protection pour soudage avec fil en acier inoxydable
fourre selon la revendication 1, caracterisee en ce qu'elle contient
en outre de l'argon, la teneur en helium etant comprise entre 60 et 95
percent en volume, celle en oxygen etant comprise entre 5 et 20
percent en volume et la teneur maximale en argon de 20 percent en
volume.
4. Atmosphere de protection pour soudage avec fil en acier inoxydable
fourre selon la revendication 1, caracterisee en ce qu'elle contient
en outre de l'argon et de l'carbonic anhydride, la teneur en helium
etant comprise entre 45 et 95 percent en volume, celle en oxygen etant
comprise entre 5 et 10 percent en volume, l'argon etant present au
plus a 20- percent en volume et l'carbonic anhydride au plus a 25
percent en volume.
5. Atmosphere de pr#otection pour soudage avec fil en acier inoxydable
fourre selon une quelconque des revendications 1 a 4, caracterisee en
ce que ladite atmosphere est couplee avec un fil fourre constitue
d'une enveloppe en acier inoxydable remplie d'un melange de poudres
metalliques comportant des elements d'alliages introduits sous forme
de poudres de metals purs, de ferro-alliages ou d'autres alliages
complexes, ainsi que des scorifiants composes d'oxydes ou de
metalsfluorides, utilises de preference sous forme de melange prefondu
et des elements stabilisateurs d'arc choisis parmi les composes des
alkali metals ou alcalino-terreux.
6. Atmosphere de protection de soudage couplee avec un fil en acier
inoxydable fourre selon la revendication 5, caracterisee en ce que le
feuillard formant l'enveloppe du fil fourre est choisi parmi les
aciers inoxydables a 13 ou 17 percent de chromium, et 18 percent
chromium, 8 percent de nickel.
7. Atmosphere de protection de soudage couplee avec un fil en acier
inoxydable fourre selon la revendication 5 ou 6, caracterisee en ce
que les elements d'alliages introduits sous forme de poudre sont
choisis parmi le chromium metal, le nickel metal, le manganese, les
aluminomanganese, les ferrochromes, les silicomanganeses, les
ferrosiliciums.
8. Atmosphere de protection de soudage couplee avec un fil en acier
inoxydable fourre selon une quelconque des revendications 5 a 7,
caracterisee en ce que les scorifiants peuvent etre choisis parmi la
magnesie, l'titanium oxide, l'alumine, la fluorine et la silice.
9. Atmosphere de protection de soudage couplee avec un fil en acier
inoxydable fourre selon une quelconque des revendications 5 a 8,
caracterisee en ce que les elements stabilisateurs d'arc sont choisis
parmi les potassium oxides et de sodium et les potassium fluorides et
sodium.
10. Procede de soudage semi-automatique et automatique des aciers
inoxydables, caricterise en ce que l'on utilise dans l'operation de
soudage une atmosphere de protection et un fil fourre selon une
quelconque des revendications 1 a 9.
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The specific items found are listed within the category headings.
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If you click the checkbox all items in that section will be
highlighted in the publication (to the right).
The best thing to do is to experiment by opening the sections and
selecting and unselecting checkboxes.
10. The main output window contains the publication full text (or part
thereof if selected).
11. The Tools section contains tools to help you navigate the
"discovered" (highlighted) items of interest.
The arrows and counter let you move through the highlighted items
in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: [email protected]
[102]____________________
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[BUTTON Input] (not implemented)_____ [BUTTON Input] (not
implemented)_____
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