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Schweisselektrode zum Kontaktschweissen
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Vorzugsweise wird daher auch eine Umhüllung verwendet, bei der der SiO -Gehalt der Umhüllung höchstens 50 Gew.-) des ZrO-Gehaltes beträgt und die somit mehr or0, enthält, auf das S102 bezogen,
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Gehalt, z. B. 80-84 Gew.-%.
Die Elektroden nach der Erfindung haben alle den Vorteil, dass sich die Schlacke ausserordentlich leicht von dem niedergeschmolzenen Schweissmaterial löst. Oft löst sie sich von selbst ganz oder zum Teil. Gewöhnlich genügt ein leichter Hammerschlag um die Schlacke in grossen, zusammenhängenden Stücken von dem Werkstück abspringen zu lassen. Dabei liefert die Elektrode nach der Erfindung eine schön aussehende Schweisse mit einer flachen und regelmässigen Zeichnung und einem günstigen Profil. Die Elektrode kann unbedenklich mit Wechselstrom und mit Schleppführung geschweisst werden ; sie liefert eine Schweisse mit vorzüglichen mechanischen Eigenschaften. Die Umhüllung schmilzt beim Schweissen regelmässig nieder und ergibt eine dem Lichtbogen gut folgende Schlacke.
In der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 eine mit einer Kontaktelektrode nach der Erfindung erhaltene Schweissung. Fig. 2 zeigt eine Schweissung unter Verwendung einer wasserstoffarmen Kontaktelektrode, die dadurch erhalten ist, dass der Umhüllung einereisenpulverfreien Elektrode von der wasserstoffarmen Art, die sich in der Praxis gut bewährt hat, Eisenpulver beigegeben wird.
Die Menge Erdalkalifluorid - zweckmässig wird bei dieser Umhüllung Kalziumfluorid verwendetkann ziemlich klein gewählt werden, so dass die der Verwendung dieses Stoffes anhaftenden bekannten Nachteile stark herabgesetzt werden. Eine Menge von 8 bis 16 Gew. -0/0 auf den nichtmetallischen Teil des Umhüllungsgemisches bezogen, reicht für Kontaktelektroden aus. Die Menge an Erdalkalikarbonat beträgt gewöhnlich dabei mindestens das Doppelte der Menge an Erdalkalifluorid.
Bei der Verwendung von kein reduzierendes Metall enthaltendem Eisenpulver werden 5-30 Gew.-% an reduzierendem Metall verwendet, auf den nichtmetallischen Teil der Zusammensetzung der Umhüllung bezogen. Die Menge Eisenpulver beträgt für Kontaktelektroden gewöhnlich 40-65 Gew.-% der gesamten Umhüllung, wobei die obere Grenze von der Form und Grösse der Einzelteilchen und auch von der Gesamtmenge an elektrisch leitenden Bestandteilen der Umhüllung abhängt, weil der Eisenpulvergehalt nicht so hoch gesteigert werden darf, dass die Umhüllung einen Teil des Schweissstromes zum Werkstück über den Berührungspunkt der Umhüllung mit dem Werkstück abführt. Der Aussendurchmesser der umhüllten Elektrode beträgt zweckmässig ungefähr das Zweifache des Kerndurchmessers.
Elektroden mit einem dünnen Kern von etwa 3 und 4 mm Durchmesser wird z. B ; ein Aussendurchmesser von mindestens 6 bzw.
8 mm gegeben. Für dickere Kerne wird eine Umhüllung verwendet, welche die Elektrode ein wenig dünner als das Doppelte des Kerndurchmessers macht.
Die Kontaktelektroden nach der Erfindung weisen ein ganz besonderes und klares Kennzeichen in der Schlacke auf.
Die der Schweissraupe zugewendete Seite dieser Schlacke hat nämlich ganz oder teilweise eine sehr typische hellgraue Farbe im Gegensatz zur dunkelfarbigen oberen Seite. Deshalb unterscheidet sich diese Schlacke und mithin auch die Elektrode nach der Erfindung, welche diese Schlacke liefert, von sämtlichen andern bekannten basischen Schlacken.
Bei der Untersuchung der Schlacken der Elektroden nach der Erfindung durch Röntgendiffraktion, hat
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zugesetzt worden ist. Dieses freieZrO ist in der Schlacke in kristalliner Form vorhanden und es ist wahrscheinlich, dass die hellgraue Farbe in der Schlacke hiemit zusammenhängt.
Ausführungsbeispiel :
Für eine Kontaktelektrode wurde eine Umhüllungszusammensetzung durch Mischung der folgenden pulverförmigen Stoffe hergestellt :
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Kalkspat (CaCO) 240 g Silico-Mangan (70%. Mn, 200/0 Si, Rest Fe) 35 g
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Ferrosilizium (45% Si, 35 g Rest Fe)
Zirkoniumsilikat 160 g (65% ZrO , 35% SiOJ
Eisenpulver 550 g
Dieses Gemisch wurde mit 80 ml Natronwasserglas und einem organischen Pressmittel zu einer Paste geknetet.
Mit dieser Paste wurden weichstählerne 4 mm starke Kerndrähte umhüllt und die Umhüllung 1 Stunde in einem auf 3500C erhitzten Ofen getrocknet, wobei sich das organische Pressmittel zersetzt. Der Elek- trodendurchmesser betrug dann 8,3 mm. Eine der Elektroden wurde unter Verwendung eines Wechselstro- mes von 230 A auf einer flachen Platte mit Schleppführung niedergeschmolzen. Nachdem die Schlacken- schicht durch einen leichten Hammerschlag von der Platte gelöst und entfernt worden war, entstand die in Fig. 1 dargestellte Schweissraupe. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass eine gute ausgeflossene und schön gezeichnete Schweisse ohne Schlackenreste entsteht.
Zum Vergleich ist in Fig. 2 eine Schweisse dargestellt, die auf die gleiche Weise durch Niederschmel- zen einer ZrO-freien Kontaktelektrode von der wasserstoffarmen Art entsteht. Die Schlacke dieser
Schweissraupe löste sich zum Teil erst nach einigen kräftigen Hammerschlägen. Nach Abklopfen entstand schliesslich die in Fig. 2 dargestellte Schweisse, in der bei a) rückständige Schlackenreste dargestellt sind.
Es zeigt sich, dass die Schlacke schlecht ausgeflossen ist und ein grobes Profil hat.
Es stellt sich heraus, dass die mechanischen Eigenschaften des niedergeschmolzenen Schweissmaterials nach Fig. 1 noch etwas besser als die bereits hochwertigen Eigenschaften des Schweissmetalls nach Fig. 2 sind.
Wenn beim vorgenannten Rezept 160 g Zirkoniumsilikat durch 90 g Zirkoniumsilikat zusammen mit
70 g nichtgebundenem ZrOz ersetzt werden, entsteht eine Schweisselektrode, die sich nicht nur beim fla- chen Niederschmelzen von Schweissmetall gut bewährt, sondern mit der auch eine stehende Winkelschwei- ssung mit einem günstigen Flachprofil erhalten werden kann, und mit der auch waagrecht-senkrecht (horizontales Schweissen in einer vertikalen Ebene) geschweisst werden kann, und sodann die gleichen schönen Resultate wie beim Schweissen einer Kehlnaht in Wannenlage erhalten werden.
Ein im wesentlichen gleichwertiges Resultat entsteht dadurch, dass anstatt der Verwendung von 160 g Zirkoniumsilikat mit einem Gehalt von 65% ZrO aus dem ersten Beispiel, 160 g Zirkoniumsilikat mit einem Gehalt von 81 Gew.-% (191a Si02) an ZrO verwendet wird.
Es sei bemerkt, dass in den vorgenannten Rezepten das Silico-Mangan und Ferrosilizium zu den metallischen Teilen gerechnet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schweisselektrode zum Kontaktschweissen mit einer Umhüllung, deren nichtmetallischer Teil basich ist und Erdalkalifluorid sowie Erdalkalikarbonat in einer Menge, die beim Schweissen eine schützende Kohlendioxydatmosphäre zu liefern vermag und die wenigstens das Doppelte der Menge Erdalkalifluorid beträgt, und ausserdem ein Bindemittel, wie z. B. Wasserglas, und weiter Metallpulver enthält, welche Umhüllung im wesentlichen frei von wasserstoffhaltigen Verbindungen, wie z. B.
Wasser, Kohlehydraten und organischen Bindemitteln ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umhüllung der Elektrode 15 bis 30 Gew.-% ZrO, bezogen auf den nichtmetallischen Teil der Umhüllung, gegebenenfalls in an andern Stoffen gebundenem Zustand, eine Menge Silikat, die als sis, gerechnet, höchstens 80 Gew.-% der verwendeten Menge ZrO entspricht, und 40-65 Gew.-% Eisenpulver enthalten ist.