AT257318B - Umhüllter Schweißdraht - Google Patents

Description

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  Umhüllter Schweissdraht 
Die Erfindung betrifft einen umhüllten Schweissdraht für die elektrische Lichtbogenschweissung zur Herstellung von Schweissverbindungen mit einer Streckgrenze von mindestens 40 kg/mm2, insbesondere zwischen nicht magnetisierbaren, austenitischen Werkstoffen. 



   Es ist bekannt, dass die Werte für die Streckgrenze durch Erhöhung des Kohlenstoff-bzw. Nickelgehaltes verbessert werden können. 



   Ein hoher Kohlenstoffgehalt ist jedoch keineswegs immer vorteilhaft, insbesondere bei nicht magnetisierbaren, austenitischen Werkstoffen ist eine Erhöhung der Kohlenstoffgehalte nicht möglich, da man hier im Interesse der Beständigkeit gegen Kornzerfall und Spannungsrisskorrosion bestrebt ist, den Kohlenstoffgehalt möglichst niedrig zu halten, 
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0, 17%Werte : 
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<tb> Streckgrenze <SEP> : <SEP> Festigkeit <SEP> : <SEP> Dehnung <SEP> : <SEP> Einschnürung <SEP> : <SEP> 
<tb> 39,8 <SEP> kg/mm2 <SEP> 65, <SEP> 5 <SEP> kg/mm2 <SEP> 49% <SEP> 50%
<tb> 
 
Es sind ferner kalkbasische Elektroden bekannt, die einen Stickstoffgehalt von 0,01 bis 0,   08%   in einem Kerndraht aus austenitischem Chrom-Nickel-Stahl aufweisen.

   Bei der Verschweissung dieser Elektroden mit Grundwerkstoffen gleicher Zusammensetzung, die jedoch 0,   09-0, 30%   Stickstoff enthalten und einen Ferritgehalt bis zu etwa   5%   aufweisen und/oder durch   einen Zusatz von Ta/Nb   stabilisiert sein können, werden warmrissbeständige Schweissverbindungen mit mindestens 30   kg/mm2   Streckgrenze erhalten. 



   Beispielsweise ergibt eine kalkbasisch ummantelte Elektrode, deren Kerndraht 0,   05%   C, 10% Ni,   18, 5%   Cr, 0, 03% N, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, ein Schweissgut mit einer Streckgrenze von 35 kg/mm2. 



   Eine weitere Steigerung des Stickstoffgehaltes stösst auf Schwierigkeiten. Bei Kerndrähten mit etwa 0, 1% Stickstoff beträgt der Abbrand rund   30%.   Bei höheren Gehalten dürfte der Abbrand an Stickstoff prozentuell noch höher liegen. 



   Bei der Verwendung solcher Elektroden besteht aber bereits die Gefahr der Porenbildung im Schweissgut. Ferner sind die Dehnungswerte sehr niedrig. 



   Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde auch bereits vorgeschlagen, der Elektrodenumhüllung Stoffe zuzusetzen, die sich beim Schweissvorgang im Lichtbogen unter Bildung von gasförmigem Stickstoff zersetzen. Als solche Zusätze wurden beispielsweise Natriumnitrat, Kalziumcyanamid und Ammoniumkarbonat vorgeschlagen. 



   Bei der Entwicklung von Gasen aus der Umhüllung während des Schweissvorganges besteht jedoch immer die Gefahr einer gewissen Porenbildung im Schweissgut. Abgesehen davon entwickeln diese Substanzen bei der Zersetzung nicht nur Stickstoff, sondern auch andere gasförmige Verbindungen, wie 

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   z. B.   Stickoxyd, Kohlensäure   u. dgl.   



   Es wurde nun gefunden, dass diese Schwierigkeiten vermieden werden, wenn zur Erzielung eines höheren Stickstoffgehaltes   imS. chweissgut   die Umhüllung des Schweissdrahtes erfindungsgemäss als stickstoffhaltige Stoffe solche enthält, die beim Schweissvorgang den Stickstoff direkt an das Schweissgut abgeben, nämlich stickstoffhaltige Ferrolegierungen oder Metallnitride, vorzugsweise bis zu einem Stickstoffgehalt von etwa   21o   des Hüllengewichtes. 



   Gegenstand der Erfindung ist somit ein umhüllter Schweissdraht für die elektrische Lichtbogenschweissung zur Herstellung von Schweissverbindungen mit einer Streckgrenze von mindestens 40 kg/mm2, insbesondere zwischen nicht magnetisierbaren, austenitischen Werkstoffen, wobei die Hülle Stoffe enthält, mit deren Hilfe Stickstoff in das Schweissgut eingeführt wird, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Umhüllung als stickstoffhaltige Stoffe solche enthält, die beim Schweissvorgang den Stickstoff direkt an das Schweissgut abgeben, nämlich stickstoffhaltige Ferrolegierungen oder Metallnitride, vorzugsweise bis zu einem Stickstoffgehalt von etwa   2%   des Hüllengewichtes. 



   Beim Schweissen kann der Stickstoff aus der Hülle direkt, beispielsweise mit der ihn enthaltenden Legierung oder Verbindung, in das Schweissgut eingehen. 



   Als stickstoffhaltigeFerrolegierungen werden vorzugsweiseFerromangan und Ferrochrom verwendet. 



  Besonders zweckmässig hat sich auch ein Gemenge vonstickstoffhaltigem Ferromangan und stickstoffhaltigem Ferrochrom als Hüllenbestandteil des Schweissdrahtes erwiesen. Die Höhe des Anteiles der stickstoffhaltigen Ferrolegierung in der Umhüllung hängt von dem angestrebten Stickstoffgehalt des Schweissgutes und der Zusammensetzung der Ferrolegierung ab. 



   Als Metallnitride werden vorzugsweise Bornitrid und/oder Vanadinnitrid verwendet. 
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 0,   06% C, 0, 75%   Si, 7, 18% Mn, 18, 40% Cr, 9, 35% Ni, 1,   82% Mo, 0, 261o N2.   



  Die mechanischen Gütewerte des reinen Schweissgutes betrugen : 
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<tb> Streckgrenze <SEP> : <SEP> Festigkeit <SEP> : <SEP> Dehnung <SEP> : <SEP> Einschnürung <SEP> : <SEP> 
<tb> 48,6 <SEP> kg/mm2 <SEP> 72, <SEP> 5 <SEP> kg/mm"43, <SEP> 4% <SEP> SO, <SEP> 2% <SEP> 
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 Beispiel 2 :

   Einer kalkbasischen Umhüllungsmasse wurden 10, 2% Ferrochrom mit 2, 06% und 
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<tb> mitC <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> Ni <SEP> N
<tb> Kern <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 1,30 <SEP> 1,02 <SEP> 19,55 <SEP> 10, <SEP> 35 <SEP> - <SEP> 0/0 <SEP> 
<tb> 
 Die Analyse des Schweissgutes ergab folgende Werte : 
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<tb> 
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> Ni <SEP> N
<tb> Schweissgut <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 068 <SEP> 0, <SEP> 80 <SEP> 6, <SEP> 97 <SEP> 19, <SEP> 45 <SEP> 9, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 343 <SEP> % <SEP> 
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Die erfindungsgemässe Massnahme, Stickstoff über die Umhüllung des Schweissdrahtes in das Schweissgut einzubringen, kann auch bei an sich schon stickstoffhaltigen Kerndrähten angewendet werden. 



     Beispiel 3 :   Zu einer Hüllenmasse, die bereits zum Zwecke der Auflegierung des Schweissgutes 
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 wurde auf einem Kerndraht aus 0, 17% C,   0, 74% Si, 7, 82%   Mn, 18, 50% Cr,   9, 90% N1, 0, 097% N. Rest   Eisen, mit den unvermeidbaren Verunreinigungen aufgebracht. Die Analyse des reinen Schweissgutes ergab 0, 19% C, 0,   66%   Si, 6, 67% Mn, 17, 00% Cr, 9, 90% Ni,   0, 1240/0   N, Rest Eisen. 



   Das Schweissgut ergab folgende Werte : 

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<tb> Streckgrenze <SEP> : <SEP> Festigkeit: <SEP> Dehnung: <SEP> Einschnürung:
<tb> 44, <SEP> 7 <SEP> kg/mm2 <SEP> 63, <SEP> 4 <SEP> kg/mm2 <SEP> 40, <SEP> 6% <SEP> 62, <SEP> 7%
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Beispiel 4 : Wurden der im Beispiel 3 genannten Masse statt stickstoffhaltigem Ferromangan 3,17% stickstoffhaltiges Ferrochrom mit 0,06% C, 0,52% Si, 68,80% Cr, 3,52% N zugesetzt und der gleiche Kerndraht verwendet, so lieferte die Elektrode ein Schweissgut mit   0, 16%   C, 0,   63%   Si, 6,   97%   Mn, 17,   05%   Cr, 10,   35%   Ni, 0,   135%   N, Rest Eisen.

   Die Werte waren : 
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<tb> Streckgrenze <SEP> : <SEP> Festigkeit: <SEP> Dehnung: <SEP> Einschnürung:
<tb> 48, <SEP> 0 <SEP> kg/mm2 <SEP> 64,4 <SEP> kg/mm2 <SEP> 41, <SEP> 20/0 <SEP> 88, <SEP> 50/0
<tb> 
 
Beispiel 5 : Eine Elektrode, deren Kerndraht aus 0,05% C, 1,07% Si, 1,02% Mn, 19,10% Cr, 10, 20% Ni, 2,   24%   Mo, Rest Eisen mit unvermeidbaren Verunreinigungen, bestand undderen Umhüllung 24, 0% (bezogen auf das Gewicht der Umhüllung) stickstoffhaltiges Fe-Mn (10, 096% C, 1,25%Si,89,50% 
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 den folgende Werte ermittelt : 
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<tb> Streckgrenze <SEP> : <SEP> Festigkeit <SEP> : <SEP> Dehnung <SEP> : <SEP> Einschnürung <SEP> : <SEP> 
<tb> 52,7 <SEP> kg/mm2 <SEP> 79,3 <SEP> kg/mm <SEP> 49, <SEP> 2% <SEP> 43, <SEP> 00/0
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Das Schweissgut ist beständig gegen interkristalline Korrosion.

   Die Permeabilitätsmessung ergab 1, 006 - 1, 0035 G/Oe. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Umhüllter Schweissdraht für die elektrische Lichtbogenschweissung zur Herstellung von Schweissverbindungen mit einer Streckgrenze von mindestens 40   kg/mm,   insbesondere zwischen nicht magnetisierbaren, austenitischen Werkstoffen, wobei die Hülle Stoffe enthält, mit deren Hilfe Stickstoff in das Schweissgut eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung als stickstoffhaltige Stoffe solche enthält, die beim Schweissvorgang den Stickstoff direkt an das Schweissgut abgeben, nämlich stickstoffhaltige Ferrolegierungen oder Metallnitride, vorzugsweise bis zu einem Stickstoffgehalt von etwa   2%   des Hüllengewichtes.

Claims (1)

1. 2. Schweissdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung stickstoffhaltiges Ferromangan und bzw. oder stickstoffhaltiges Ferrochrom enthält.

   3. Schweissdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung Bornitrid enthält.

   4. Schweissdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung Vanadinnitrid enthält.