AT223450B - Verfahren zum Herstellen von Schweißelektroden - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Herstellen von Schweisselektroden 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von umhüllten Schweisselektroden. 



   Die UmhUllungsmasse fUr eine Schweisselektrode besteht im wesentlichen aus einem Gemisch mehrerer schlackenbildender Komponenten und einer Anzahl Zusätze von Stoffen, welche die Eigenschaften der Umhüllungsmasse und der umhüllten Elektrode modifizieren. Als schlackenbildende Komponenten verwendet man manchmal, entweder allein oder in Kombination, Feldspat, Bentonit, Kaolin, Talk, Rutil, Ferrooxyd, Kalziumkarbonat, Asbest, Manganoxyd und Kaliumfluorid. Übliche weitere Zusätze sind z. B. Bindemittel, wie Natrium- oder Kaliumsilikate, Bogenstabilisatoren, wie Feldspat, Kohlenhydrate und Titanate. Weiterhin können der Masse noch Stoffe mit oxydierenden oder reduzierenden Eigenschaften, Metallpulver und   Preys- odeur   Extrusionsmittel, wie Bentonit, Kaolin und Alginate, zugesetzt werden.

   Die Umhüllungsmasse enthält ausserdem eine Wassermenge, die nach dem Anbringen der Umhüllung auf dem Metallkern durch eine Wärmebehandlung ausgetrieben werden muss. 



   Es ist häufig besonders schwierig, bei dieser Wärmebehandlung das Auftreten von Rissen und   Sprün-   gen in der Umhüllung zu verhüten. 



   In der Praxis wird die umhüllte Elektrode nach der Extrusion daher gewöhnlich einer vorsichtigen Vortrocknung bei einer Temperatur unter 1000C unterworfen. Eine Vortrocknung bei dieser Temperatur ist aber oft nicht hinreichend. Insbesondere bei dick umhüllten Elektroden tritt auch dann noch viel Ausschuss durch Reissen oder Springen der Umhüllung auf. Schweisselektroden mit dicker Umhüllung werden daher vielfach nach dem Anbringen der Umhüllung auf Halter gesetzt und einige Tage an Luft gewöhnlich bei Zimmertemperatur vorgetrocknet. Trotz dieser und weiterer Massnahmen, wie z.

   B. des Einblasens von Dampf während des Trockenvorganges in einen Ofen mit einer Transportvorrichtung für die Elektroden, welche Massnahmen die Herstellung verwickelter machen, gelingt es in den meisten Fällen nicht, den durch Reissen und Springen der Umhüllung bedingten Ausschussprozentsatz bei der Herstellung umhüllter Schweisselektroden innerhalb angemessene Grenzen zu halten. 



   Die Erfindung bezweckt, das Auftreten von Rissen bei der Herstellung umhüllter Schweisselektroden zu vermeiden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zum Herstellen von   Schweisselektroden,   wobei Metallkerne mit einer Masse, welche aus schlackenbildenden Komponenten, einem Bindemittel, wie Wasserglas, sowie weiteren üblichen Zusätzen, wie z. B.

   Metallpulver, einem Plastifizierungsmittel und einem die Rissbildung beim Trocknen verhindernden Mittel besteht, umhüllt werden. worauf bei erhöhter Temperatur getrocknet und gegebenenfalls gebacken wird, welche dadurch 
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Mit dieser Masse umhüllte Schweisselektroden können sofort nach dem Anbringen der Masse auf dem Metallkern durch Pressen oder Extrusion in einem Ofen getrocknet werden, dessen Temperatur bis 1200C ansteigt, ohne dass Risse oder Sprünge in der Umhüllung auftreten. Sämtliche die Herstellung erschwerenden Massnahmen, wie Trocknen auf Haltern und Einblasen von Dampf in den Trockenofen, kommen in Fortfall. 



   Es hat sich weiterhin ergeben, dass bei Verwendung von Polyoxyäthylenverbindungen mit einem Molekulargewicht von der Grössenordnung von wenigstens 105, dieser Zusatz nicht nur die Rissbildung beim Trocknen verhütet, sondern auch völlig oder teilweise das   Preys- odeur   Extrusionsmittel ersetzen kann. 

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   Als Bindemittel ist Polyoxyäthylen aber praktisch und wirtschaftlich nicht gut brauchbar. Es zeigte sich, dass man für einen angemessenen Zusammenhalt bei Weglassung des üblichen Bindemittels Wasser- glas   5-10%   Polyoxyäthylen zusetzen muss, auf das   Umhtillungsgewicht   bezogen, um eine angemessene
Bindung zu erzielen. Es zeigte sich aber, dass beim Trocknen bei etwa   1000C   dann Risse in der Umhüllung auftreten. Bei Umhüllungen, die aber 2500C gesintert werden müssen, verschwindet ausserdem der
Zusammenhang der Umhüllung völlig infolge der Zersetzung des Polyoxyäthylens. 



   Nach der Erfindung wurde festgestellt. dass Polyoxyäthylen bei Vorhandensein von Wasserglas als
Bindemittel die Rissbildung beim Trocknen verhütet. 
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Erzeugnisse der Union Carbide Chemicals Company) und"Polywachs" (ein Erzeugnis der Chemischen
Werke Hüls). 



   Die zum Erzielen des beabsichtigten Effektes zu verwendenden Mengen sind gering. Für die meisten
Anwendungen genügen Mengen zwischen   0,     5-2%   des Gewichtes der   Umhüllungsmasse.   Mehr als   Wo   verringern meist die Wirkung als Antireissmittel. 



   Sämtliche Sorten von   Umhtillungsmassen für   Schweisselektroden können gemäss dem Verfahren nach der Erfindung bereitet werden. Das Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von   UmhUllungsmas-   sen, mit deren Hilfe dick umhüllte Schweisselektroden hergestellt werden. 



   Der nach der Erfindung hergestellte Metallkern der Elektrode kann aus den üblichen Metallen oder
Legierungen, wie z. B. rostfreiem Stahl, Nickel, Bronze, weichen Stahlsorten, Monel und andern Ma- terialien bestehen und kann einen üblichen Durchmesser, z. B. zwischen 1, 5 und 13 mm, haben. 



   Die   Umhtillungsstärke   setzt der Anwendungsmöglichkeit der gemäss dem Verfahren nach der Erfin- dung hergestellten UmhUllungsmassen keine Grenze. Sie kann sich zwischen 0, 25 und 4 mm ändern, aber auch noch dickere Umhüllungen lassen sich mit diesen Massen anbringen. 



   Die Elektroden nach der Erfindung können sowohl von der Kontaktart als auch von der freien Bogen- art sein. 



   Bemerkt wird, dass aus der USA-Patentschrift   Nr. 2, 870, 047 Press- oder Extrusionsmittel   bekannt sind, welche gleichzeitig das Reissen oder Springen der Umhüllungen beim Trocknen verhüten. 



   Die in der erwähnten Patentschrift genannten Stoffe haben jedoch den Nachteil, dass sie chemisch meist nicht indifferent sind, oder aus Metallsalzen bestehen, so dass bei den angewendeten Trockentem- peraturen freie Metalloxyde in der Umhüllung gebildet werden, welche hygroskopisch sind. Weiterhin enthalten mehrere der genannten Stoffe Schwefel oder Stickstoff, die beim Gebrauch der auf diese Weise umhüllten Schweisselektroden unerwünschte Nebenerscheinungen ergeben können. So kann der Schwefel
Porosität der Schweissung herbeiführen und es erhöht sich auch   dieReissneigung der Schweissung ;   Stickstoff gibt zu einem sehr unangenehmen Geruch beim Schweissen Anlass und dessen Vorhandensein im Schweiss- metall ist sehr unerwünscht. 



   Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand nachfolgender Beispiele näher erläutert. 



     Beispiel l :   In einer MischmUhle wurden folgende pulverförmige Stoffe gemischt : 
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<tb> 
<tb> Kalkspat <SEP> (CaCO) <SEP> 200 <SEP> g
<tb> Flussspat <SEP> (CaF) <SEP> 100 <SEP> g
<tb> Ferrosilicium <SEP> (45% <SEP> Si, <SEP> Rest <SEP> Fe) <SEP> 35 <SEP> g
<tb> Silikomangan <SEP> (70% <SEP> Mn, <SEP> 20% <SEP> Si) <SEP> 35 <SEP> g
<tb> Zirkoniumsilikat <SEP> (ZrSiO) <SEP> 160 <SEP> g
<tb> Eisenpulver <SEP> 500 <SEP> g
<tb> Polyoxyäthylen <SEP> (Molekulargewicht <SEP> 106) <SEP> 20 <SEP> g
<tb> (z. <SEP> B. <SEP> in <SEP> Form <SEP> von"polyox <SEP> 205").
<tb> 
 



   Sämtliche pulverförmigen Stoffe sind von solcher Feinheit, dass sie völlig durch ein Sieb DIN 10 (Maschenweite 0, 6 mm) hindurchgehen. Nach dem Trockenmischen werden 120 ml Natronwasserglas zugesetzt und es wird 15 Minuten lang nass gemischt. Mit der erzielten Paste werden Weichstahlkerndrähte in der Stärke von 5 mm bis auf eine Stärke von 10 mm umhüllt. 



   Sofort nach dem Pressen wurden die umhüllten Elektroden in einem Trockenzylinder getrocknet, in dem die Elektroden bereits nach 20 Minuten in eine Temperaturzone von   1200C gelangen. Diese   schnelle Trocknung erfolgt ohne   Rissbildung.   Nach dieser Trocknung werden diese basisch umhüllten Kontaktelektroden noch bei einer Temperatur von 4000C nachgesintert, wobei sich das Polyoxyäthylen zersetzt. 

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   Wird die gleiche Probe wiederholt, wobei   das"Polyox 205"durch   15 g Natriumalginat, einem üblichen Extrusionsmittel, ersetzt ist, so treten beim angewendeten Trockenverfahren viele Längsrisse in der Umhüllung auf. Werden ausser den 15 g Natriumalginat noch 15 g Polyoxyäthylen mit einem Molekulargewicht in der Grössenordnung von   10,   z. B. in Form von Polywachs 6000" oder in Form von"Carbowax 4000"zugesetzt, so treten keine Risse in der Umhüllung auf. Die letzten beiden Proben weisen deutlich nach, dass Polyoxyäthylen besonders als Antireissmittel wirksam ist.

   Es wirkt auch als   Preys- odeur   Extru- 
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   Beispiel 2 :   In einer Mischmühle wurden folgende Stoffe gemischt : 
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<tb> 
<tb> Kalkspat <SEP> 360 <SEP> g
<tb> Flussspat <SEP> 270 <SEP> g
<tb> Ferrosilicium <SEP> 80 <SEP> g
<tb> Ferromangan <SEP> (85% <SEP> Mn) <SEP> 40 <SEP> g
<tb> Rutil <SEP> (TiC) <SEP> 40 <SEP> g
<tb> Bentonit <SEP> 30 <SEP> g <SEP> 
<tb> Eisenpulver <SEP> 100 <SEP> g <SEP> 
<tb> Polyoxyäthylen
<tb> (Molekulargewicht <SEP> etwa <SEP> 104) <SEP> 15 <SEP> g
<tb> Kaliwasserglas <SEP> 140 <SEP> g
<tb> 
 
Die Pulverfeinheit, das Trocken- und Nassmischen sind wie im Beispiel 1 beschrieben. Kerndrähte in der Stärke von 5 mm werden mit der erzielten Paste bis auf eine Stärke von 8 mm umhüllt. Das anschlie- ssende Trocknen und Sintern wird wie im Beispiel 1 durchgeführt.

   Bei der schnellen Trocknung werden keine Risse in der Umhüllung gebildet. 



   Werden die 15 g Polyoxyäthylen durch 15 g Natriumalginat ersetzt, so treten dagegen Risse in der Umhüllung auf. 



   Bemerkt wird, dass in diesem Falle 15 g Polyoxyäthylen mit einem Molekulargewicht von etwa   ze   zusammen mit Bentonit, hinreichend sind, um der Paste eine gute Pressbarkeit zu verleihen. 



     Beispiel 3 :   Versucht man das Gemisch des Beispiels 1 ohne Wasserglas zu verwenden, unter Erhöhung der Menge an Polyoxyäthylen auf   50-75   g, wobei letzteres gegebenenfalls mit Hilfe der erforderlichen Wassermenge vorher in ein Gel umgesetzt wird, so ergibt sich nach Trocknung eine beträchtliche Rissbildung in der Umhüllung. Polyoxyäthylen eignet sich daher nicht dazu, das Bindemittel, wie Wasserglas, zu ersetzen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Herstellen von Schweisselektroden, wobei Metallkerne mit einer Masse, welche aus schlackenbildenden Komponenten, einem Bindemittel, wie Wasserglas, sowie weiteren üblichen Zusätzen, wie z. B. Metallpulver, einem Plastifizierungsmittel und einem die Rissbildung beim Trocknen verhindernden Mittel besteht, umhüllt werden, worauf bei erhöhter Temperatur getrocknet und gegebenenfalls gebacken wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne mit einer Masse, die als die Rissbildung verhinderndes Mittel eine Polyoxyäthylenverbindung mit einem Molekulargewicht in der Grössenordnung von wenigstens   103,   vorzugsweise   105,   enthält, umhüllt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkerne mit einer Masse, die die Polyoxyäthylenverbindung in einer Menge von 0, 5 bis 3 Gew. -0/0 enthält, umhüllt werden.