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Elektrode zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hochfestem Gusseisen und Grauguss
Die Erfindung bezieht sich auf Elektroden zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hoch- festem Gusseisen und Grauguss.
Die bekannten Elektroden zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hochfestem Gusseisen und Grauguss sind umhüllte Stahldrähte, die schlackebildende, gasbildende und Legierungsbestandteile enthalten.
Als Legierungsbestandteile enthalten sie wenigstens eines der Elemente Nickel und Kupfer.
Die Nickel enthaltenden Elektroden neigen dazu, im aufgeschmolzenen Metall Kristallisationsrisse zu bilden, während die Kupfer enthaltenden Elektroden sehr giftig sind und keine befriedigende mechanische Bearbeitbarkeit und Festigkeit der Schweissverbindungen sichern.
Es ist das Ziel der Erfindung, die angeführten Nachteile zu beheben. Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine solche Elektrode zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hochfestem Gusseisen und Grauguss zu schaffen, die eine hohe Festigkeit und Geschmeidigkeit der Verbindungen und des aufgeschmolzenen Metalles sichert.
DieseAufgabe ist durch die Schaffung einer Elektrode zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hochfestem Gusseisen und Grauguss gelöst, die aus einem von einer Hülle umgebenen Stahldraht besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Material des Stahlstabes höchstens je 0, 2% c, l, 0% Si, O, 5% Mn, 0, 04% S, 0, 04% P sowie 9-19% Va oder Nb oder 4 - 10% Ti und das Material des Mantels 10-20% Flussspat oder 1-100/0 Ferrotitan, 1-100/0 Ferrosilizium oder Feldspat, 1-100/0 Ferromangan und 1- 100/0 Pottasche oder Kalisalpeter enthält.
Ist der Elektrodendraht aus unlegiertem Stahl hergestellt, so wird wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe Vanadium, Titan und Niobium als Ferrolegierung oder Metallpulver der Elektrodenumhüllung zugesetzt.
Die Elektrodenumhüllung enthält 60-70Gew.-% Ferrovanadium oder Ferroniobium. An Titanpulver enthält eine Elektrodenumhüllung 40-50 Gew.-%.
Bei Verwendung einer erfindungsgemässen Elektrode ist damit eine hohe Festigkeit und Geschmeidigkeit der Schweissverbindungen und des aufgeschmolzenen Metalles gesichert. Ausserdem ist bemerkenswert, dass die erfindungsgemässe Elektrode billiger ist als die bekannten Elektroden ähnlicher Art.
Die erfindungsgemässe Elektrode zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hochfestem Gusseisen und Grauguss ist ein Stahldraht mit einer Umhüllung und enthält schlackenbildende,, gasbildende und Legierungsbestandteile.
Die erfindungsgemässe Elektrode enthält als Legierungskomponente wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe Vanadium, Titan und Niobium, die zu den Karbidbildnem die mit Kohlenstoff Verbindungen des Typs MenCm geben, gehören.
Dank dieser Eigenschaft der genannten Elemente gelingt es beim Schweissen von Grauguss den Kohlenstoff, der aus dem Grundwerkstoff in die Schweisse und beim Aufschmelzen in das Schmelzgut übergeht, zu binden, und dadurch einer Bildung von metastabilen Gefügen (Zementit, Martensit) in den
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Schweissverbindungen vorzubeugen.
Die erfindungsgemässe Elektrode gewährleistet daher vorzügliche mechanische Eigenschaften der Schweissverbindungen. Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel1 :EsseieinBeispielinBetrachtgezogen,wodieElektrodealsLegierungskomponente Vanadium enthält.
In diesem Falle ist Vanadium dem Kerndraht der Elektrode in einer Menge von 9 bis 19 Gew. -0/0 zulegiert und in der Umhüllung der Elektrode sind die schlacken- und gasbildenden Bestandteile untergebracht.
Der Elektrodendraht enthält beispielsweise 10 Gew.-% Vanadium und die Umhüllung Schlacken- und Gasbildner in folgenden Mengen: 10% Flussspat, 60%Marmor, 10% Ferrotitan, 5% Ferrosilizium, 3% Ferromangan, 2% Pottasche.
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kers-Härte in der Schmelzzone 203-232.
B eispiel 2r Gemäss diesem Beispiel enthält die Elektrode als Legierungskomponente Titan.
Hier ist dem Kerndraht der Elektrode Titan zulegiert, in einer Menge von 4 bis 10 Gew.-%, und in der Elektrodenumhüllung sind die schlacke- und gasbildenden Bestandteile untergebracht.
In diesem Beispiel enthält der Elektrodendraht 10 Gew.-% Titan und die Umhüllung folgende Schlak-
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dungen hergestellt, die in der Schmelzzone eine Vickers-Härte von 197 bis 211 und im aufgeschmolzenen Metall von 170 bis 180 aufweisen.
Beispiel3 :GemässdiesemBeispielenthältdieElektrodealsLegierungsbestandteilNiobium,
In diesem Falle ist im Kerndraht der Elektrode Niobium in einer Menge von 9 bis 19 Gew.-% enthalten, und der Umhüllung die schlacke- und gasbildenden Bestandteile zugesetzt.
In diesem Beispiel enthält der Elektrodendraht 11 Gew.-% Niobium und die Umhüllung folgende
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und Gasbildner. 20%Bevorzugt ist vor allem der Fall, wo wenigstens eines der Legierungselemente Vanadium, Titan und Niobium in der Elektrodenhülle als geeignete Ferrolegierung oder Metallpulver enthalten und der Kern- iraht der Elektrode aus unlegiertem kohlenstoffarmem Stahl gefertigt ist.
Auch in diesem Falle gewährleistet die Elektrode vorzügliche mechanische Kennwerte der Schweiss- verbindungen, ist aber um 10-15% billiger als diejenigen Elektroden, deren Legierungsbestandteile im Kerndraht enthalten sind.
Beispiel 4 : Wenn die Elektrodenumhüllung Ferrovanadium enthält, so ist dieses in einer Men- e von 60 bis 70 Gew.-% zugesetzt.
Gemäss dem Beispiel enthält die Elektrodenhülle 60 Gew.-% Ferrovanadium und folgende Anteile zon Schlacken-und Gasbildnernt 10 Gew.-% Flussspat, 14 Gew.-% Marmor, 4 Gew.-% Ferrosilizium, ! Gew.-% Pottasche und Natron-Wasserglas in einer Menge von 20 bis 30% des Gesamtgewichtes sämtSicher Komponenten.
Beim Schweissen von Erzeugnissen aus hochfestem Gusseisen mit Kugelgraphit, der Zusammensetzung: 3,05% C: 3,15% Si; 0,7% Mn; 0,001% S; 0,013% P; 0,037% Mg; Rest Eisen, wurden mit der erwähnten Elektrode (5 mm Durchmesser) bei 130 A Schweissstrom Schweissverbindungen mit der Zer- eissfestigkeit 5g = 42, 5 kp/mm2 und der Dehnung # = 9% hergestellt.
Beispiel 5: Enthält die Hülle der Elektrode Titan-Metallpulver, so ist dieses in einer Menge ron 40 bis 50 Gew.-% zugesetzt.
In diesem Beispiel enthält die Elektrodenhülle 50 Gew.-% Titan-Metallpulver, undalsSchlacken-
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2 Gew.-% Ferrotitan, sowie Natron-Wasserglas in der Menge von 20 bis 30%, des Gesamtgewichtes sämtlicher Komponenten.
Beim Schweissen von Erzeugnissen aus Grauguss der Zusammensetzung : 2,50% C; 1,93% Si; 0,77%Mn;
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te von 203 bis 231 in der Schmelzzone hergestellt.
Beispiel 6 : Wenn schliesslich die Elektrodenumhüllung Ferroniobium enthält, so ist dieses in einer Menge von 60 bis 70 Gew.-% zugesetzt.
In diesem Beispiel enthält die Hülle der Elektrode 60 Gew.-% Ferroniobium und an Schlackenund Gasbildnem: 10 Gew.-% Flussspat, 14 Gew. -% Marmor, 4 Gew.-% Ferrosilizium, 2 Gew.-% Pottasche sowie Natron-Wasserglas in einer Menge von 20 bis 30% des Gesamtgewichtes sämtlicher Komponenten.
Eine Aufschmelzung von Erzeugnissen aus hochfestem Gusseisen mit Kugelgraphit, der Zusammensetzung : 3,57% C; 3,10% Si; 0,79% Mn; 0,0013% S; 0,009% P; 0,040% Mg, Rest Eisen, mitdererwähnten Elektrode (6mm Durchmesser) bei 150 A Schweissstrom ergab festes Schmelzgut mit einer Vik- kers-Härte von 163 bis 175.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrode zum Lichtbogenschweissen und Aufschmelzen von hochfestem Gusseisen und Grauguss, bestehend aus einem umhülltenStahl-Kemdraht, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Kemdrahtes höchstens je 0,2% C, 1,0% Si, 0,5% Mn, 0,04% S, 0,04% P sowie 9-19% Va oder Nb oder 4 - 10% Ti und das Material der Umhüllung 10 - 20% Flussspat oder 1-10% Ferrotitan, 1-1%FerrosiliziumoderFeldspat, 1-10%Ferromanganund1-10%PottascheoderKalisalpeterenthält.
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Electrode for arc welding and melting of high-strength cast iron and gray cast iron
The invention relates to electrodes for arc welding and melting of high-strength cast iron and gray cast iron.
The known electrodes for arc welding and melting high-strength cast iron and gray cast iron are coated steel wires that contain slag-forming, gas-forming and alloying components.
They contain at least one of the elements nickel and copper as alloy components.
The electrodes containing nickel tend to form crystallization cracks in the molten metal, while the electrodes containing copper are very poisonous and do not ensure satisfactory mechanical workability and strength of the welded joints.
The aim of the invention is to remedy the stated disadvantages. The invention was based on the object of creating such an electrode for arc welding and melting of high-strength cast iron and gray cast iron, which ensures high strength and flexibility of the connections and the molten metal.
This task is solved by creating an electrode for arc welding and melting high-strength cast iron and gray cast iron, which consists of a steel wire surrounded by a sheath and is characterized in that the material of the steel rod is at most 0.2% c, 1.0% Si , 0.5% Mn, 0.04% S, 0.04% P and 9-19% Va or Nb or 4 - 10% Ti and the material of the jacket 10-20% fluorspar or 1-100 / 0 ferrotitanium, Contains 1-100 / 0 ferrosilicon or feldspar, 1-100 / 0 ferromanganese and 1- 100/0 potash or potassium nitrate.
If the electrode wire is made of unalloyed steel, then at least one of the elements from the group vanadium, titanium and niobium is added as a ferro alloy or metal powder to the electrode cover.
The electrode cover contains 60-70% by weight of ferrovanadium or ferroniobium. An electrode casing contains 40-50% by weight of titanium powder.
When using an electrode according to the invention, a high strength and flexibility of the welded connections and the molten metal is ensured. It is also noteworthy that the electrode according to the invention is cheaper than the known electrodes of a similar type.
The electrode according to the invention for arc welding and melting high-strength cast iron and gray cast iron is a steel wire with a sheath and contains slag-forming, gas-forming and alloy components.
The electrode according to the invention contains as an alloy component at least one of the elements from the group vanadium, titanium and niobium, which belong to the carbide formers which form compounds of the MenCm type with carbon.
Thanks to this property of the elements mentioned, it is possible when welding gray cast iron to bind the carbon that is transferred from the base material into the weld and when it is melted into the molten material, and thus the formation of metastable structures (cementite, martensite) in the
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Prevent welding connections.
The electrode according to the invention therefore ensures excellent mechanical properties of the welded joints. The invention is illustrated in more detail by the following examples.
Example 1: Consider an example where the electrode contains vanadium as an alloy component.
In this case, vanadium is alloyed to the core wire of the electrode in an amount of 9 to 19% by weight, and the slag- and gas-forming components are housed in the covering of the electrode.
The electrode wire contains, for example, 10% by weight vanadium and the casing contains slag and gas formers in the following amounts: 10% fluorspar, 60% marble, 10% ferrotitanium, 5% ferrosilicon, 3% ferromanganese, 2% potash.
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kers hardness in the melting zone 203-232.
Example 2r According to this example, the electrode contains titanium as an alloy component.
Here, the core wire of the electrode is alloyed with titanium in an amount of 4 to 10% by weight, and the slag- and gas-forming components are housed in the electrode casing.
In this example, the electrode wire contains 10% by weight of titanium and the sheath contains the following slugs
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Preparations produced which have a Vickers hardness of 197 to 211 in the melt zone and of 170 to 180 in the molten metal.
Example 3: According to this example, the electrode contains niobium as an alloy component,
In this case, niobium is contained in the core wire of the electrode in an amount of 9 to 19% by weight, and the slag- and gas-forming constituents are added to the casing.
In this example, the electrode wire contains 11% by weight of niobium and the sheath contains the following
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and gas formers. 20% Above all, the case is preferred where at least one of the alloying elements vanadium, titanium and niobium is contained in the electrode shell as a suitable ferroalloy or metal powder and the core of the electrode is made of unalloyed low-carbon steel.
In this case, too, the electrode ensures excellent mechanical properties of the welded joints, but is 10-15% cheaper than those electrodes whose alloy components are contained in the core wire.
Example 4: If the electrode covering contains ferrovanadium, this is added in an amount of 60 to 70% by weight.
According to the example, the electrode casing contains 60% by weight ferrovanadium and the following proportions of slag and gas formers: 10% by weight fluorspar, 14% by weight marble, 4% by weight ferrosilicon,! % By weight of potash and soda waterglass in an amount of 20 to 30% of the total weight of all safe components.
When welding products made of high-strength cast iron with spheroidal graphite, the composition: 3.05% C: 3.15% Si; 0.7% Mn; 0.001% S; 0.013% P; 0.037% Mg; Remaining iron, welded joints with the tensile strength 5g = 42.5 kp / mm2 and the elongation # = 9% were produced with the electrode mentioned (5 mm diameter) at 130 A welding current.
Example 5: If the casing of the electrode contains titanium metal powder, this is added in an amount of 40 to 50% by weight.
In this example, the electrode shell contains 50% by weight of titanium metal powder, and as slag
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2% by weight ferrotitanium and soda water glass in the amount of 20 to 30% of the total weight of all components.
When welding products made of gray cast iron with the composition: 2.50% C; 1.93% Si; 0.77% Mn;
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te produced from 203 to 231 in the melting zone.
Example 6: If the electrode covering finally contains ferroniobium, this is added in an amount of 60 to 70% by weight.
In this example, the casing of the electrode contains 60% by weight ferroniobium and slag and gas formers: 10% by weight fluorspar, 14% by weight marble, 4% by weight ferrosilicon, 2% by weight potash and soda waterglass in an amount of 20 to 30% of the total weight of all components.
A melting of products made of high-strength cast iron with spheroidal graphite, the composition: 3.57% C; 3.10% Si; 0.79% Mn; 0.0013% S; 0.009% P; 0.040% Mg, remainder iron, with the aforementioned electrode (6 mm diameter) at 150 A welding current resulted in solid melt material with a Vikkers hardness of 163 to 175.
PATENT CLAIMS:
1. Electrode for arc welding and melting of high-strength cast iron and gray cast iron, consisting of a sheathed steel core wire, characterized in that the material of the core wire is at most 0.2% C, 1.0% Si, 0.5% Mn, 0, 04% S, 0.04% P as well as 9-19% Va or Nb or 4 - 10% Ti and the material of the coating 10 - 20% fluorspar or 1-10% ferrotitanium, 1-1% ferrosilicon or feldspar, 1-10% Contains ferromanganese and 1-10% potash or calcium nitrate.