Schweisselektrode. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweisselektrode zur Erreichung ver besserter elektrischer Schweissungen von Me tallen.
Mit Flussmittel überzogene Elektroden werden zum elektrischen Hand- und automa tischen Schweissen allgemein benutzt. Wir haben nun gefunden, dass durch Zusatz von Titandiogyd zusammen mit. unterteiltem Me tall zum Überzug, Schweissungen erhalten werden können, welche in bemerkenswerter Weise von Porosität frei sind und welche eine ausnahmsweise Ductilität besitzen.
Hierzu kommt, dass Elektroden mit Überzügen dieser Art sehr gleichmässig schmelzen, und dass, das beim Sehweissen niedergelegte Schweissmetall ausnahmsweise sauber und frei von Ober flächenfehlern ist. Das unterteilte Metall entspricht dem Wesen nach den zuschweissen den Metallteilen. So wird im Falle von Eisen oder Stahl das unterteilte Metall Eisen sein, während zum Schweissen von Stahl legierungen das unterteilte Metall mindestens eines der Legierungselemente enthalten würde. Die Erfindung ist hauptsächlich auf .das Schweissen von Eisen, Stahl und Stahl legierungen anwendbar; sie kann aber auch zum Schweissen von nichteisenhaltigen Me tallen verwendet werden.
Beim Schweissen von Kupfer zum Beispiel wird das unterteilte Metall Kupfer mit .oder ohne eine kleine Menge Phosphor oder Silizium oder beider sein.
Der Gehalt an Titaudioxyd im Überzug kann zwischen 10 und 80 Gewichtsprozenten ,differieren und der Gehalt an unterteiltem Metall zwischen 10 und 50 Gewichtsprozen ten. Die übrigen Bestandteile des Überzuges können fein zerteilter Kieselstein, Kieselgur oder chemisch präparierte Kieselerde, mine ralische oder synthetische Silikate und Oxyde oder Karbonate von Calcium, Barium, Alu minium, Vanadium, Mangan, Eisen, Zirko- nium oder Uranium sein.
Diese Bestandteile werden passend gewählt und proportioniert, um die gewünschten Flusseigenscha.ften des Schweissmetalles, welches von Fall zu Fall variieren kann, zu erhalten. Variationen in den physikalischen Eigen schaften des niedergelegten Schweissmetalles können erhalten werden durch einen weite ren Zusatz von gewissen Elementen zum Überzug, vorzugsweise in fein zerteilter Form, wie Silizium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan oder Nickel, entweder als reine Metalle oder in der Form von Legierun gen,
wie zum Beispiel Ferroman.gan. Gewisse dieser Metalle, zum Beispiel Nickel, können auf dem Kern der Elektrode durch Plattie ren, statt .durch Zusatz zum Flussmittelüber- zug oder nebst dem Zusatz angewendet wer den. Passende Mengen dieser Elemente sind 1 bis 30 Gewichtsprozente des Flussmittel- überzuges.
Das Flussmittelpulver wird zur Anwen dung auf das Kernmetall vorzugsweise durch Mischung mit einem trocknenden Mittel, wie zum Beispiel mit. einem Silikat mindestens eines der Alkalimetalle, oder einem Gummi, Leim, synthetischen Harz oder einem andern Klebstoff, zu einer geeigneten Konsistenz zubereitet. Das so zubereitete Flussmittel mit dem unterteilten Metall und Titandioxyd kann auf das Kernmetall durch Eintauchen. Auspressen, Ausspritzen oder auf andere Weise als Überzug von gleicher Dicke auf gebracht werden.
Das Gewicht des Überzuges kann 5 bis 40 Gewichtsprozente des Kernmeta.lles be tragen.
Beispiele von zum Gebrauch beim Schwei ssen von Eisen oder Stahl geeigneten Fluss- mittelüberzügen sind folgende: <I>Beispiel 1:</I> Titandioxyd 15 Eisenpulver 25 Mineralische Silikate 50 Calciumkarbonat 10 <I>Beispiel 2:</I> Titandioxyd 15 % Eisenpulver 4,0% Gefällte Kieselerde 25 90 % Mangan enthaltendes Ferro- mangan 20 Beispiel. <I>3:
</I> Titandioxyd <B>70%</B> Eisenpulver 10 Gefällte Kieselerde 14 Mangan oder Ferromangan 4 Nickel 2@% Das unterteilte Eisen kann in der Form eines Pulvers oder in jener von kleinen Teil chen, zum Beispiel Feilspähnen sein. Im ersten Fall kann, das Pulver durch therrni- sche Zersetzung von Eisencarbonyl erhalten werden.
Es ist vorteilhaft, das fein zerteilte Eisen in einer sehr reinen Form, besonders mit einem geringen Kohlenstoffgehalt, anzu wenden.
Die ausnahmsweise Duttilität von durch Anwendung unserer verbesserten Schweiss elektrode erhaltenen Sehweissungen ist durch Biegeproben an Stumpfschweissungen nach gewiesen worden: 1. An einer mit Eisenpul ver und Flussmitteln überzogenen Elektrode: 2. an einer mit Titandioxyd und Flussmitteln überzogenen Elektrode und 3. an einer wie oben beschrieben mit Eisenpulver, Titandi- oxyd und Flussmitteln überzogenen Elektrode.
Die Flussmittel waren in allen drei Fällen dieselben und waren bei allen Elektroden die Schweiss- und Prüfungsumstände so weit als möglich dieselben. Die mit den Elektroden Nr. 1 und 2 vorgenommenen Schweissungen begannen bei der Biegungsprobe zu bersten, wenn die Enden des Probestückes auf an nähernd 30 bis<B>80'</B> abgebogen wurden, während -die mit der Elektrode Nr.
3 vor- genommene Schweissung um 180 gebogen werden konnte, ohne einen Riss zu zeigen.
Welding electrode. The present invention relates to a welding electrode for achieving improved electrical welds of metals.
Electrodes coated with flux are generally used for electrical manual and automatic welding. We have now found that by adding titanium diogyd together with. divided Me tall for coating, welds can be obtained which are remarkably free of porosity and which exceptionally have ductility.
In addition, electrodes with coatings of this type melt very evenly, and that the weld metal deposited during visual welding is exceptionally clean and free of surface defects. The divided metal corresponds in essence to the welded metal parts. Thus, in the case of iron or steel, the divided metal will be iron, while for welding steel alloys, the divided metal would contain at least one of the alloying elements. The invention is mainly applicable to the welding of iron, steel and steel alloys; but it can also be used for welding non-ferrous metals.
For example, when welding copper, the divided metal will be copper with or without a small amount of phosphorus or silicon or both.
The content of titanium dioxide in the coating can vary between 10 and 80 percent by weight and the content of subdivided metal between 10 and 50 percent by weight. The other components of the coating can be finely divided silica, kieselguhr or chemically prepared silica, mineral or synthetic silicates and oxides or carbonates of calcium, barium, aluminum, vanadium, manganese, iron, zirconium or uranium.
These components are appropriately selected and proportioned in order to obtain the desired flux properties of the weld metal, which can vary from case to case. Variations in the physical properties of the deposited weld metal can be obtained by adding certain elements to the coating, preferably in finely divided form, such as silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese or nickel, either as pure metals or in the form of alloys,
such as Ferroman.gan. Certain of these metals, for example nickel, can be applied to the core of the electrode by plating instead of adding to the flux coating or in addition to the additive. Appropriate amounts of these elements are 1 to 30 percent by weight of the flux coating.
The flux powder is preferably used for application to the core metal by mixing with a drying agent such as. a silicate of at least one of the alkali metals, or a rubber, glue, synthetic resin or other adhesive, prepared to a suitable consistency. The prepared flux with the divided metal and titanium dioxide can be dipped onto the core metal. Expressed, injected or otherwise applied as a coating of the same thickness.
The weight of the coating can be 5 to 40 percent by weight of the core metal.
Examples of flux coatings suitable for use in welding iron or steel are the following: <I> Example 1: </I> Titanium dioxide 15 Iron powder 25 Mineral silicates 50 Calcium carbonate 10 <I> Example 2: </I> Titanium dioxide 15% Iron powder 4.0% precipitated silica 25 Ferro-manganese containing 90% manganese 20 Example. <I> 3:
</I> Titanium dioxide <B> 70% </B> Iron powder 10 Precipitated silica 14 Manganese or ferromanganese 4 Nickel 2 @% The divided iron can be in the form of a powder or in that of small particles, for example filings. In the first case, the powder can be obtained by thermal decomposition of iron carbonyl.
It is advantageous to use the finely divided iron in a very pure form, especially with a low carbon content.
The exceptional density of the welds obtained by using our improved welding electrode has been demonstrated by bending tests on butt welds: 1. On an electrode coated with iron powder and flux: 2. on an electrode coated with titanium dioxide and flux and 3. on one as above described with iron powder, titanium dioxide and flux coated electrode.
The fluxes were the same in all three cases and the welding and testing conditions were the same as far as possible for all electrodes. The welds made with electrodes No. 1 and 2 began to burst during the bending test when the ends of the test piece were bent to approximately 30 to <B> 80 '</B>, while the welds made with electrode No.
3 weld could be bent by 180 without showing a crack.