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Verfahren zur Herstellung stabilisierter, im wesentlichen aus Wolfram bestehender Elektroden zum Bogenschweissen mit Hilfe eines Schutzgases
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung stabilisierter, im wesentlichen aus Wolfram bestehender Elektroden zum Bogenschweissen mit Hilfe eines Schutzgases, wobei die Elektroden Vanadium, Niob oder Tantal enthalten.
Die normale, unbekleidete Wolframelektrode, die beim Schweissen von Metallen in einem Schutzgas, wie Argon oder Helium, verwendet wird und im wesentlichen aus Wolfram besteht, welches häufig mit Kaliumsilikat getränkt ist, hat verschiedene Nachteile, u. a. schwieriges Zünden, Sprühen nach dem Zünden, das Heraufkriechen des Lichtbogens längs der Elektrode beim Zünden mit niedriger Stromstärke.
Man begegnete diesen Nachteilen durch sogenannte thorierte Elektroden, das sind Elektroden aus Wolfram, dem eine kleine Menge, z. B. etwa 1,5ego, Thoriumoxyd zugesetzt ist.
Bei Anwendung solcher Elektroden können aber giftige Dämpfe auftreten. Diese Gefahr macht sich umso stärker geltend, je höher der Thoriumgehalt der Elektroden wird.
So wird in der USA- Patentschrift Nr. 2, 640, 135 vorgeschlagen, 5 - 45 Gew. - Teile Thoriumoxyd je 100 Gew.-Teile Wolfram zuzusetzen. Ausserdem werden dann nach dieser Patentschrift 0, 5-5 Teile Tantaloxyde zugesetzt, wobei nebenbei mitgeteilt wird, dass an Stelle von Tantal auch Vanadium oder Niob gewählt werden kann, jedoch Tantal vorgezogen wird.
Nach dieser USA-Patentschrift wird entweder ein trockenes Gemisch unter hohem Druck zu Stäben gepresst, die erhitzt und gesintert werden, oder die trockenen Rohmaterialien werden mit einem Bindemittel zu einer Paste vermischt, die zu Stäben ausgepresst wird, welche darauf erhitzt und gesintert werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, die Anwendung von Thorium völlig zu vermeiden und durch einfache Verarbeitung unbekleidete Wolfram-Schweisselektroden herzustellen, die trotzdem die guten Eigenschaften thorierter Elektroden besitzen.
Das Verfahren nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass Wolframpulver eine oder mehrere der Verbindungen der Metalle Vanadium, Niob oder Tantal zugesetzt werden, worauf das frei von Thorium gehaltene Gemisch gegebenenfalls reduziert, zu Stäben gepresst und unter Erhitzung gehämmert und gegebenenfalls gezogen wird.
Es wurde festgestellt, dass, wenn man lösbare Salze der Metalle Vanadium, Niob oder Tantal (Metalle aus der fünften Gruppe des Periodensystems) dem Wolframpulver durch Tränken zusetzt (was eine ausgezeichnete Verteilung der Stoffe ermöglicht), das Gemisch zu Stäben presst und unter Erhitzung hämmert, und in Abhängigkeit vom gewünschten Durchschnitt des Enderzeugnisses gegebenenfalls zieht, ausgezeichnete Schweisselektroden erzielt werden können, die völlig frei von Thorium gehalten werden können, dies ganz im Widerspruch zur Theorie in der erwähnten USA-Patentschrift Nr. 2, 640, 135, nach der 5-45% Thoriumoxyd zugesetzt werden muss. Abgesehen von den giftigen Eigenschaften ist dies dermassen viel, dass es ausgeschlossen ist, Stäbe nach dieser Patentschrift durch Erhitzen und Hämmern herzustellen.
In der Patentschrift ist daher von Hämmern auch keine Rede. Bereits bei Vorhandensein von 2% Thoriumoxyd treten beim Hämmern und Ziehen Risse, Sprünge und Spackungen im Material auf.
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In Abweichung von dem, was auf Grund der USA-Patentschrift Nr. 2, 640, 135 zu erwarten war, ist auch festgestellt, dass beim Verfahren nach der Erfindung Vanadium gegenüber Tantal vorzuziehen ist.
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auf den Wolframgehalt bezogen, gemacht.
Beispielsweise sei erwähnt, dass ein Gemisch von 100 Gew.-Teilen Wolfram und 0, 17 Gew.-% V205, auf Wolfram bezogen, durch Tränken von Wolfram mit Ammoniumvanadat (NHVC hergestellt wurde.
Das Gemisch wurde in einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 7500C reduziert, zu Stäben gepresst und unter Erhitzung zwischen 13000C und 15000C gehämmert und zu Stäben mit einem Durchsmitt von 3/32" bzw. 1/8"gezogen.
Die Elektroden wurden nach einem Normalverfahren zum Schweissen von Aluminium verwendet.
Die niedrigste Stromstärke betrug für 3/32" Stäbe 20 Amp und für 1/8"Stäbe 25 Amp.
Bei dieser sehr niedrigen Stromstärke ergab sich eine gute Stabilität des Bogens. Die angewendeten Spannungen waren 16 und 20 Volt, wobei 16 Volt als ein Minimum galt. Die Zündung des Lichtbogens erfolgte hochfrequent.
Aus den Prüfungen ergab sich, dass :
1) die Elektroden nach der Erfindung als guter Ersatz für bekannte, mit stabilisierte Elektroden betrachtet werden diirfen ;
2) die Bogenstabilität gut ist ;
3) die Wolframverluste beim Schweissen innerhalb der zulässigen Grenze liegen ; 4.) die Elektroden mit 0, 17% V, Og vorzuziehen sind gegenüber Elektroden mit z. B. 0, 25% Nb. Og oder 0, 83% Taos, die aber auch sehr gut brauchbar sind ;
5) mit der Zündung keine Schwierigkeiten auftreten.
Die Elektroden nach der Erfindung sind auch besonders geeignet zum Schneiden von Metallen, bei dsm höhere Stromstärken angewendet werden.
Es wird bemerkt, dass es in der Sintermetallurgie bekannt ist, Sintericgieruagen ans Gemischen von Metallpulvern und Verbindungen der Legierungselemente durch gegebenenfalls reduzierende WÅarmebe- handlung herzustellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung stabilisierter, im wesentlichen aus Wolfram bestehender Elektroden zum Bogenschweissen mit Hilfe eines Schutzgases, wobei die Elektroden Vanadium, Niob oder Tantal enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wolframpulver eine oder mehrere Verbindungen der Metalle Vanadium, Nicb oder Tantal zugesetzt werden, worauf das frei von Thorium gehaltene Gemisch gegebenenfalls reduziert, zu Stäben gepresst und unter Erhitzung gehämmert und gegebenenfalls gezogen wird.