Verfahren zum Schweissen und Schmelzen von Iletallen mittelst des elektrischen Lichtbogens. Es ist bekannt, bei der elektrischen Licht- bogenschweissung Zusatzelektroden zu ver wenden, die mit einem Überzug aus Leitern zweiter Klasse versehen sind.
Dieser Mantel, der aus den Oxyden von Magnesium, oder von Calcium, oder Baryum, oder den Silikaten von Natrium oder Aluminium, oder aus den Karbonaten von Natrium, oder Caleium, Li- ibium oder Magnesium, mit Wasserglasbin- dung einerseits, aus Desoxydationsmetallen, wie Nickel, Blei, Titan, Aluminium und der gleichen, die beispielsweise in Form feiner Späne oder in Pulverform verwendet werden, anderseits besteht, soll schwerer abschmelzen als der Draht selbst,
so dass das Abschmelz ende kraterartig während der Schweissung gestaltet wird. Hierdurch tritt eine starke Beruhigung des Lielitbogens und ein gutes "Einbrennen" desselben ein, da das Wandern des Bogens durch den Leiter zweiter Klasse unterdrückt wird. Durch die Desoxydations- mittel soll der Ablauf der inetallurgischen Vorgänge im Lichtbogen günstiger gestaltet werden.
Es ist ferner schon vorgeschlagen wor den, bei der elektrischen Liebtbogenschwei- ssung und -schmelzung eine Erhöhung der Leitfälligkeit der Lichtbogenatmosphäre zwecks Herabsetzung der Spannung dadureh herbeizuführen, dass man der Lichtbogen- atmosphäre Natrium- oder Lithiumsalze zu führt.
Es wurde nun gefunden, dass man beim Schweissen und Schmelzen von Metallen mit- telst des elektrischen Lichtbogens die Span nung -des letzteren um einen wesentlich höheren Betrag herabsetzen kann, wenn man gemäss der vorliegenden Erfindung zur Er- höliung der Leitfähigkeit der Lichtbogen- atmosphäre ein Material verwendet, das ein Alkalimetall, dessen Atomgewicht minde stens<B>39</B> ist, enthält und so beschaffen ist,
dass sieh im Lichtbogen ein bei Liehtbogen- temperatur wenig zersetzlicher und nur lang sam verdampfender Stoff in fein verteiltem Zustande befindet, von welchem aus die Lichtbogenatmosphäre stark mit Elektronen versetzt wird.
Es hat sich gezeigt, dass durch Verwendung eines solchen Materials eine Er höhung der Leitfähigkeit erzielt wird, wel che die Beständigkeit, der elektrischen Ent ladung besonders dann vermehrt, wenn die Unterhaltung derselben schwieriger ist, so zum Beispiel bei der Schweissung mit Wech selstrom, in Schutzgasen oder bei der Schwei- ssung von Aluminium, Magnesium, Kupfer, Nickel und ihren Legierungen, sowie auch bei der Abschmelzschweissung. Das Material kann zum Beispiel Salze des Kaliums und anderer Alkalimetalle von höhergm Atom gewicht enthalten, welche Salze zweckmässig halogenfrei sind.
Als im Lichtbogen wenig zersetzlicher Stoff kommen Metalloxyde in Betracht, deren Schmelzpunkt so hoch liegt, dass sie im Lichtbogen möglichst hohe Tem peraturen annehmen können, bevor das Schmelzen bezw. Verdampfen beginnt, zum Beispiel die Oxyde von Titan, Molybdän, Uran, Wolfram, Chrom, Aluminium oder Eisen. Diese Oxyde können dann einfach mit den genannten Alkalisalzen vermischt werden.
Man kann aber aueli mit beson derem Vorteil solche Salze verwenden, die chemische Verbindungen der genannten Al- kalimetalle mit Verbindungen der vorer wähnten Metalle sind, also zum Beispiel titansaures Kalium, oder Kaliumferroeyanid. Das titansaure Kalium dissoziiert unter dem Einfluss der Lichtbogenhitze in Titanoxyd, welches sich als Elektronenstrahler betätigt, und in Kalium, welches als Ion auftritt. Das Kaliumferroeyanid dissoziiert in Eisenoxyd und Kalium und übt eine analoge Wirkung aus.
Bei der Lichtbogenschweissung ahne Schutzgas kann das genannte Material iii Form einer Lösung auf den Zusatzdraht, bezw. auf die Elektrode dünn aufgestrichen werden. Auch kann es in Pastenform auf die Elektrode, oder zum Beispiel bei Abschmelz- sehweissungen auf die zu verbindenden Werkstücke (Bleche) aufgestrichen werden. In letzterem Fall kann man Elektroden ver wenden, die mit Leitern-zweiter Klasse um mantelt sind. In beiden Fällen geht das Ma terial in die Lichtbogenatmosphäre über und erhöht dann die Leitfähigkeit.
Oder es kön nen hohle Elektroden mit dem Material ge füllt werden, das dann ebenfalls in die Licht- bogenatmosphäre übergeht. Bei Lichtbogen- schweissung mit Schutzgasatmosphäre kön nen die benützten Stoffe entweder in der be schriebenen Weise als Paste auf den Elek troden Verwendung finden oder in fein ver teiltem Zustand in die Schutzgasatmosphäre eingeführt werden. Benützt man neben dein Lichtbogen noch die Knallgasflamme, so können die genannten Stoffe in diese Flamme vor oder nach der Mischung der Brenngase eingeführt werden.
Dass mit dem beschriebenen Verfahren tatsächlich eine ganz erhebliche Erhöhung der Leitfähigkeit der Lichtbogenatmosphäre und damit, eine entsprechende Herabsetzung der Spannung des Lichtbogens erzielt wird, zeigen die Ergebnisse der folgenden Ver gleichsversuche: Zwei zu schweissende Werkstücke, von welchen das eine mit dem einen Pol einer Wechselstromquelle von üblicher Perioden zahl verbunden war, wurden mit einer Paste bestrichen, die aus Strontium-Wolframat und Kupfer-Wolframat, sowie aus Wasserglas als Pastenträger zusammengesetzt war.
Der andere Pol des Lichtbogens war durch eine blanke Eisenschmelzelektrode gebildet. Die Schweisssielle war durch eine Knallgas flamme erwärmt, welche auch die Licht- bogenatmosphäre bildete. Die Stromstärke betrug<B>80</B> Ampere und die erforderliche Spannung<B>50</B> bis<B>70</B> Volt.
Wurden die gleichen Werkstücke bei im übrigen gleicher Anordnung mit einer Paste aus<B>60</B> Teilen Kalium-Titanat und 40 Teilen Kaliumehromat mit Wasserglas als Pasten- träger bestrichen, so betrug bei gleicher Stromstärke von<B>80</B> Amp6re die erforderliche Spannung nur<B>30</B> Volt.
Process for welding and melting ileal alloys by means of an electric arc. It is known to use additional electrodes in electrical arc welding which are provided with a coating of second-class conductors.
This coat, which is made of the oxides of magnesium, or of calcium, or barium, or the silicates of sodium or aluminum, or of the carbonates of sodium, or caleium, liibium or magnesium, with a water-glass bond on the one hand, from deoxidizing metals, such as nickel, lead, titanium, aluminum and the like, which are used for example in the form of fine chips or in powder form, on the other hand, should melt more heavily than the wire itself,
so that the melting end is shaped like a crater during the welding. This results in a strong calming of the Lielit arch and a good "burn-in" of the same, since the wandering of the arch is suppressed by the second-class ladder. The deoxidizing agent is intended to make the inetallurgical processes in the arc more favorable.
It has also already been proposed that in electrical arc welding and melting an increase in the conductivity of the arc atmosphere in order to reduce the voltage by adding sodium or lithium salts to the arc atmosphere.
It has now been found that when welding and melting metals by means of the electric arc, the voltage of the latter can be reduced by a significantly higher amount if, in accordance with the present invention, one uses to increase the conductivity of the arc atmosphere Material is used that contains an alkali metal, the atomic weight of which is at least <B> 39 </B>, and is of such a nature,
You can see that in the arc there is a finely distributed material that is not very decomposable at arc temperature and only evaporates slowly, from which the arc atmosphere is strongly mixed with electrons.
It has been shown that the use of such a material increases the conductivity, which increases the resistance of the electrical discharge, especially when maintaining the same is more difficult, for example when welding with alternating current, in Protective gases or when welding aluminum, magnesium, copper, nickel and their alloys, as well as with fusion welding. The material can contain, for example, salts of potassium and other alkali metals of higher atomic weight, which salts are expediently halogen-free.
Metal oxides, whose melting point is so high that they can take temperatures as high as possible in the arc, before melting bezw. Evaporation begins, for example the oxides of titanium, molybdenum, uranium, tungsten, chromium, aluminum or iron. These oxides can then simply be mixed with the alkali salts mentioned.
However, it is also possible with particular advantage to use salts which are chemical compounds of the alkali metals mentioned with compounds of the metals mentioned above, for example potassium titanium or potassium ferroeyanide. Under the influence of the arc heat, the titanium acid potassium dissociates into titanium oxide, which acts as an electron beam, and into potassium, which occurs as an ion. The potassium ferroeyanide dissociates into iron oxide and potassium and has an analogous effect.
In the case of arc welding without protective gas, said material can be in the form of a solution on the filler wire, respectively. be spread thinly on the electrode. It can also be brushed onto the electrode in paste form, or, for example, in the case of melting welds, onto the workpieces (sheets) to be connected. In the latter case, electrodes can be used that are covered with second-class conductors. In both cases, the material passes into the arc atmosphere and then increases the conductivity.
Or hollow electrodes can be filled with the material, which then also merges into the arc atmosphere. In the case of arc welding with a protective gas atmosphere, the substances used can either be used as a paste on the electrodes in the manner described or introduced into the protective gas atmosphere in a finely divided state. If the oxyhydrogen flame is used in addition to the arc, the substances mentioned can be introduced into this flame before or after the combustion gases are mixed.
The results of the following comparative tests show that the method described actually achieves a considerable increase in the conductivity of the arc atmosphere and thus a corresponding reduction in the voltage of the arc: Two workpieces to be welded, one of which is connected to one pole of an alternating current source of the usual number of periods were coated with a paste composed of strontium tungstate and copper tungstate, as well as water glass as a paste carrier.
The other pole of the arc was formed by a bare molten iron electrode. The welding column was heated by an oxyhydrogen flame, which also created the arc atmosphere. The amperage was <B> 80 </B> amps and the required voltage was <B> 50 </B> to <B> 70 </B> volts.
If the same workpieces were coated with a paste composed of 60 parts of potassium titanate and 40 parts of potassium ehromat with water glass as the paste carrier with the otherwise identical arrangement, then with the same current strength of 80% > Amp6re the required voltage is only <B> 30 </B> volts.