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Elektrode zum Schweissen und Auftragsschweissen von Metallen und deren Legierungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode zum Schweissen und Auftragsschweissen von Metallen und deren Legierungen, die aus einem Metallband durch Zusammenrollen derart gebildet ist, dass sie zwei konzentrisch angeordnete Hohlräume aufweist, wobei im inneren Hohlraum ein hauptsächlich aus Legierungs- und Desoxydationsmitteln bestehender Kern liegt, während sich im äusseren Hohlraum
Schweisshilfsstoffe, z. B. Stoffe zum Schutz des Metalls, befinden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Elektroden zum voll-und halbautomatischen Schweissen und Auftragsschweissen von Metallen und deren Legierungen.
Es sind zum Schweissen und Auftragsschweissen von Metallen und deren Legierungen Elektroden in Rohrausführung bekannt, welche einen aus einem Metallband gebildeten Mantel und einen Kern aufweisen, der hauptsächlich aus einem pulverförmigen Gemisch von Schutz-, Legierungs- und Desoxydationsstoffen besteht.
Der-Nachteil dieser Elektroden besteht darin, dass während des Schweissvorganges ein solcher Kern langsamer als der Metallmantel schmilzt, was sich nachteilig auf den Schutz des geschmolzenen Metalls und auf die Schweissnahtgüte auswirkt.
Es ist auch bekannt, dass zur Sicherung eines gleichmässigeren Schmelzens von Kern und Metallbandmantel die Ränder des Bandes so nach innen gebogen werden, dass der Kern in einige Teile unterteilt wird. Sowohl eine solche als auch die oben erwähnte Elektrodenausführung gewährleisten keinen sicheren Schutz des geschmolzenen Metalls.
Es sind ferner Schweisselektroden bekannt, deren Metallbandmantel so zusammengerollt ist, dass zwei konzentrisch angeordnete Hohlräume gebildet werden, wobei im inneren Hohlraum ein hauptsächlich aus Legierungs- und Desoxydationsmitteln bestehender Kern liegt, während sich im äusseren Hohlraum Stoffe befinden, welche beim Schweissen das geschmolzene Metall schützen. Beim Zusammenrollen des Mantels bleiben die Bandränder aussen, was im Falle der Benutzung dieser Elektroden zum volloder halbautomatischen Schweissen dazu führt, dass die Mantelränder aufgespreizt werden und der Stoff aus dem äusseren Hohlraum austritt. Dabei verschlechtert sich der Schutz des geschmolzenen Metalls.
Dieser Nachteil tritt besonders bei der Herstellung einer Elektrode in Erscheinung, bei welcher das Metallband des Mantels eine geringe Dicke (etwa 0, 25 mm und darunter) aufweist, d. h. die günstigste Dicke, da das Mantelmetall schlechter als der Kern gegen Luft geschützt ist. Bei diesen bekannten Elektroden ist nur ein aus Metalldraht mit Vollquerschnitt bestehender Kern vorgesehen, wodurch sich die Gleichmässigkeit des Elektrodenschmelzens verschlechtert, da der dünne äussere Metallmantel schneller als der Kern schmilzt.
Es ist ein Ziel der Erfindung, die aufgezählten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweisselektrode zu schaffen, die bei einer verfahrenstechnisch einfacheren Ausführung im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen gleichmä- ssiger schmilzt und einen sicheren Schutz des geschmolzenen Metalls sowie eine hohe Güte des Schweissnahtstoffes gewährleistet, u. zw. beim Schweissen ohne Zusätze.
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Diese Aufgabe wird bei der Verwendung einer Elektrode, deren Metallbandmantel derart zusam- mengerollt ist, dass zwei konzentrisch angeordnete Hohlräume gebildet werden, wobei im inneren Hohlraum ein hauptsächlich aus Legierungs- und Desoxydationsmitteln bestehender Kern liegt, während sich im äusseren Hohlraum Schweisshilfsstoffe befinden, dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss Randzonen des Metallbandes in das Innere des Mantels verlegt sind und den Kernhohlraum abgrenzen. Dabei wird der mindestens einmal von den Bandränder umschlungene Kern von einem pulverförmigen Gemisch gebildet, welches vorzugsweise aus Pulvern von Metallen und deren Legierungen besteht.
Auf diese Weise wird durch die Erfindung eine Elektrode geschaffen, welche gleichmässig über den gesamten Querschnitt schmilzt, eine rasche Schmelzung des Metalls und einen sicheren Schutz des geschmolzenen Metalls gegen Luft ohne Anwendung von zusätzlichen Schutzmitteln (z. B. eines Schutzgases oder-pulvers) gewährleistet, sowie eine hohe Güte der Schweissnaht sicherstellt. Die Möglichkeit zur Herstellung des Kerns aus einem pulverförmigen Gemisch gestattet es, praktisch beliebige Varianten der Zusammensetzung des Kerns und folglich auch des aufgeschweissten Metalls zu erhalten. Dies ist bei Verwendung einer Elektrode mit einem Kern aus Draht mit Vollquerschnitt unmöglich.
Weitere Merkmale der Erfindung folgen aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles, welches einen Querschnitt durch die Elektrode zeigt.
Die Ränder 1 und 2 eines Metallbandes 3, welches den Mantel bildet, sind derart nach innen gebogen, dass zwei konzentrisch angeordnete Hohlräume 4 und 5 gebildet werden. Im inneren Hohlraum 5 liegt ein Kern, welcher aus einem pulverförmigen Gemisch von Legierungs- und Desoxydationsstoffen besteht, und im äusseren Hohlraum 4 befinden sich Stoffe, die das Metall beim Schwei- ssen schützen.
Die Möglichkeit, in die Elektrode zwei Gemische einzuführen, von denen das eine (im Hohlraum 4) z. B. aus Schutzstoffen und das andere (im Hohlraum 5) aus Legierungs- und Desoxydationsmitteln besteht, erleichtert die Aufgabe, beim Schweissen einen sicheren Schutz des flüssigen Metalls gegen Sauerstoff und Stickstoff zu gewährleisten, und erlaubt es, eine gute Form der Schweissnaht, eine leichte Abtrennung der Schlackenkruste und ein minimales Verspritzen des Elektrodenmetalls siherzustellen. Die konstruktive Ausführung der Elektroden ermöglicht ihre praktische Anwendung sowohl als einzelne wie auch als endlose Elektroden zum voll-und halbautomatischen Schweissen.
Beim voll-und halbautomatischen Schweissen erlaubt die erfindungsgemässe Elektrode, eine Hochleistungsschweissung unter hohen Stromdichten durchzuführen.
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EMI3.1
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<tb> ernwerte <SEP> Schweissdaten <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Dehnungsverhältnis <SEP> Kerbschlagzähigkeit <SEP> Stickstoffgehalt
<tb> Kernwp-rte
<tb> im <SEP> aufgeschweissten
<tb> Elektroden-Schweissstrom <SEP> Bogenspannung <SEP> kp/mm <SEP> %/nach <SEP> Menager/Metall <SEP>
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<tb> 57, <SEP> 6 <SEP> 21, <SEP> 3 <SEP> 14, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Rohrausführung
<tb> 420 <SEP> - <SEP> 440 <SEP> i.. <SEP> ...
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<tb> erfindungsgemässe
<tb> 350 <SEP> - <SEP> 370 <SEP> 24 <SEP> - <SEP> 28 <SEP> 52, <SEP> 4 <SEP> - <SEP> 53, <SEP> 4 <SEP> 24, <SEP> 7 <SEP> - <SEP> 31, <SEP> 8 <SEP> 19, <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 014 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 022
<tb> erfindungsgemässe
<tb> Ausführung <SEP> 430-450 <SEP> 26-30 <SEP> 53, <SEP> 3-57, <SEP> 3 <SEP> 23, <SEP> 6-28, <SEP> 2 <SEP> 20, <SEP> 5-24, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 017-0, <SEP> 029
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Anmerkung : Für die Zugfestigkeit und Kerbschlagzähigkeit sind im Zähler Grenzwerte aus Versuchen mit 3 - 4 Probestücken und im Nenner Mittelwerte angegeben.
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Die obenstehende Vergleichstabelle veranschaulicht die Verbesserung der Ergebnisse beim Schwei- ssen bei Verwendung der erfindungsgemässen Elektrode im Vergleich zu der bekannten Elektrode in Rohrausführung.
Es wurde mit einem Schweissautomaten in der Normallage geschweisst. Der Durchmesser von endlosen Elektroden betrug 2, 8 mm. Schweissmetall war ein niedriggekohlter Baustahl St. 3. Der Schweissbogen wurde mittels Gleichstrom einer umgekehrten Polarität erzeugt.
Ein vervollkommneter Schutz gegen Luft in den erfindungsgemässen Elektroden erlaubt es, die Empfindlichkeit gegen Schweissführungsstörungen (insbesondere gegen Veränderung der Bogenspannung) zu vermindern. Das ist wichtig für die halbautomatische Schweissung mittels einer endlosen Elektrode, wo ein verfahrenstechnisch richtiger Schweissvorgang von der fachmännischen Ausbildung des Schweissers abhängt.
Bei der Notwendigkeit, die Festigkeit des aufgeschweissten Metalls zu regeln oder diesem Metall Sondereigenschaften (z. B. Verschleissfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzefestigkeit) zu verleihen, werden in den Kern der erfindungsgemässen Elektrode zusätzliche Werkstoffe in Form von Pulvern eingeführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrode zum Schweissen und Auftragsschweissen von Metallen und deren Legierungen, die aus einem Metallband durch Zusammenrollen derart gebildet ist, dass sie zwei konzentrisch angeordnete Hohlräume aufweist, wobei im inneren Hohlraum ein hauptsächlich aus Legierungs- und Desoxydationsmitteln bestehender Kern liegt, während sich im äusseren Hohlraum Schweisshilfsstoffe, z. B. Stoffe zum Schutz des Metalls, befinden, dadurch gekennzeichnet, dass Randzonen des Metallbandes (l, 2) in das Innere des Mantels verlegt sind und den Kernhohlraum abgrenzen.