CH347062A - Process for the production of coated electrodes for electric arc welding - Google Patents

Process for the production of coated electrodes for electric arc welding

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CH347062A
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CH
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iron
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silicon
aluminum
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German (de)
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Magnus Magnusson Erik Jeppe
Wilhelm Helin Elis Erik
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Elektriska Svetsnings Ab
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Herstellung umhüllter Elektroden für die elektrische Lichtbogenschweissung    Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstel  lung umhüllter Elektroden für die elektrische Licht  bogenschweissung. Die für diese Elektroden verwen  deten Umhüllungskompositionen enthalten im all  gemeinen nebst schlackebildenden Stoffen und  manchmal gasentwickelnden Stoffen auch Zusätze  aus desoxydierenden Metallen oder Legierungsmetal  len, meistens in der Form von pulverförmigen     Ferro-          legierungen.    Man hat vorgeschlagen, derartige Pulver  unmittelbar aus der geschmolzenen Ferrolegierung in  der Weise herzustellen, dass man das geschmolzene  Metall granuliert oder zerstäubt oder zerpeitscht,

   also  in irgendeiner Weise in sofort erstarrende Körner  oder Teilchen geeigneter Grösse     zerkleinert.     



  Es ist ebenfalls wohlbekannt, Eisenschwamm oder  sonstiges weiches Eisen als Bestandteil von Elektro  denumhüllungen zu verwenden, z. B. zum Zweck, die  Schweisseigenschaften der Elektrode     zu    verbessern  oder der Elektrodenumhüllung eine gewisse elektri  sche Leitfähigkeit     beizubringen,    welche die Zündung  des Lichtbogens erleichtert. Es ist selbstverständlich  möglich, Eisenpulver durch Zerstäuben oder sonstiges  Zerteilen von geschmolzenem Eisen herzustellen. Es  hat sich aber herausgestellt, dass ein in dieser Weise  hergestelltes Eisenpulver einen beträchtlichen Anteil  an Eisenoxyd enthalten wird, und zwar auch     in    dem  Falle, wenn als Zerstäubungsmittel Dampf oder Was  ser verwendet wird. Der Oxydgehalt steigt mit ab  nehmender Teilchengrösse an.

   Die Oxydbildung be  deutet einen Verlust an metallischem Eisen. Ausser  dem. ist das Eisenoxyd in vielen Umhüllungstypen  metallurgisch unerwünscht. Es ist zwar möglich, das  Pulver einem     reduzierenden    Glühen zur Entfernung  des Oxyds zu unterziehen. Das reduzierende Glühen  wird aber den Preis des Erzeugnisses wesentlich er  höhen.    Die vorliegende Erfindung ist auf die neue Er  kenntnis begründet, dass bei der Herstellung von  Eisenpulver durch feines Zerteilen von geschmol  zenem Eisen unter oxydierenden Bedingungen die  Oxydbildung im wesentlichen unterdrückt wird, wenn  das geschmolzene Eisen einen ausreichenden Zusatz  aus Silizium und/oder Aluminium enthält. Diese über  raschende Wirkung kann durch die Annahme erklärt  werden, dass .ein Teil des     Silizium-    bzw.

   Aluminium  inhaltes der einzelnen     Teilchen    sehr schnell oxydiert  wird und eine widerstandsfähige Oxydhaut bildet,  welche die weitere Oxydation wirksam verhindert.  



  Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Her  stellung von umhüllten Elektroden für die :elektrische  Lichtbogenschweissung, deren Umhüllung ein vor  wiegend aus Eisen bestehendes Metallpulver enthält,  welches Verfahren sich     dadurch    auszeichnet, dass  Eisen, dessen Kohlenstoffgehalt höchstens 0,25 %  beträgt, zusammen mit Silizium und/oder Aluminium  als Desoxydationsmittel in einer Menge, welche  wesentlich grösser als die für die Desoxydation der  Schmelze -erforderliche Menge ist, geschmolzen wird  und danach im geschmolzenen Zustand     einer    Zer  kleinerungsbehandlung unter oxydierenden Bedingun  gen unterzogen wird, so dass ein Metallpulver er  halten wird, welches, gegebenenfalls nach einer Oxyd  rindenentfernungsbehandlung und/oder Siebung,

   mit       schlackebildenden    Stoffen und Bindemitteln gemischt  wird, welche Mischung als Umhüllung auf     Elektro-          denkerne    aus Eisen oder Stahl aufgebracht wird.  



  Das Zerkleinern des geschmolzenen Metalls wird  zweckmässig in bekannter Weise so     ausgeführt,    dass  ein aus einer Düse austretender Strahl des geschmol  zenen Metalls der Einwirkung eines kräftigen Strahls  eines geeigneten Arbeitsmittels, z. B. Wasser oder  Dampf oder Pressluft, ausgesetzt wird, welcher aus      einer mit der ersteren Düse bzw. mit dem Metall  strahl konzentrischen Ringdüse austritt. Das gebildete  Pulver wird durch einen mit     Wasser    oder einer an  dern geeigneten Flüssigkeit gefüllten Behälter auf  gefangen.  



  Die Erfindung betrifft vorzugsweise solche Legie  rungen, welche mindestens 750/o Eisen enthalten.  Durch geeignete Wahl der Bedingungen der Zerklei  nerungsbehandlung ist es möglich, ein Pulver von  jeder gewünschten Kornfeinheit zu bekommen, so  dass eine nachfolgende zusätzliche Zerkleinerung im  festen Zustand durch Mahlen oder dergleichen über  flüssig wird. Vorzugsweise sind die Bedingungen so       zu    wählen, dass mindestens 50 Gewichtsprozent der  Teilchen von einem Sieb mit einer Maschenweite von  0,6 mm hindurchgelassen werden. Im     allgemeinen     wird das erhaltene Erzeugnis einen gewissen     Anteil     an verhältnismässig grossen Teilchen enthalten, wel  che durch Siebung des Pulvers entfernt und umge  schmolzen werden.

   Es wurde aber festgestellt, dass  die Verwendung von Silizium oder Aluminium als  Legierungszusätze     in    den erfindungsgemäss zu ver  wendenden Gewichtsverhältnissen die     zusätzliche     Wirkung hat, dass der bei der Zerkleinerung der  Schmelze entstehende Anteil an übergrossen Teilchen  erheblich herabgesetzt wird.  



  Es ist nicht     erforderlich,    die an den Pulverteil  chen festsitzende dünne Oxydhaut zu entfernen. Die  selbe kann     vielmehr    eine vorteilhafte Wirkung haben,  indem sie eine unter Umständen sonst entstehende  störende Reaktion zwischen der Bindemittellösung  (Alkalisilikatlösung) und dem Eisenpulver verhindert.  Die Erfindung umfasst jedoch auch die Möglichkeit,  das Eisenpulver vor seiner Einführung in die Um  hüllungsmischung     einer    chemischen oder vorzugs  weise mechanischen Behandlung zur Entfernung der  Oxydschicht zu unterziehen.  



  Die Zugabe des Siliziums und/oder des Alumi  niums in das geschmolzene Eisen wird zweckmässig  kurz vor der     Zerkleinerung    der Schmelze vorgenom  men, so dass unnötige Verluste dieser desoxydieren  den Metalle vermieden werden. Der erforderliche Zu  satz von diesen Metallen ist von dem Oxydgehalt  der Schmelze und von dem verwendeten Zerkleine  rungsmittel wie auch von andern Faktoren abhängig  und ist zweckmässig für jeden     einzelnen    Ausgangs  werkstoff durch praktische Versuche festzustellen.  Das Aussehen des hergestellten Pulvers kann dabei  einen guten Anhaltspunkt     bieten,    indem bei einem  genügend grossen Zusatz der angegebenen Metalle  das Pulver ein helles, metallisches Aussehen anstatt  der sonst gewöhnlichen dunklen Oxydfarbe annimmt.

    Gemäss einer Grobregel, welche für die Mehrzahl  der praktischen Fälle brauchbar sein     dürfte,    sollte  der Siliziumgehalt des Pulvers zusammen mit dem  dreifachen Aluminiumgehalt     des    Pulvers mindestens  1,5 11/o betragen. Falls als Desoxydationsmittel Sili  zium     allein.    oder Aluminium allein verwendet wer  den, sollte also der Siliziumgehalt mindestens 1,5  und der Aluminiumgehalt mindestens 0,5     0/o    betragen.

      Zur Erläuterung der durch die Erfindung er  reichten Wirkung sind unten die Ergebnisse von  Sauerstoffbestimmungen für drei verschiedene mittels  des Wasserstrahlverfahrens hergestellte Pulver ange  geben, wobei das geschmolzene Eisen in einem Fall  kein Silizium enthielt, in den beiden andern Fällen  so viel Silizium enthielt, dass das Pulver einen Sili  ziumgehalt von 1,60/o bzw. 3,30/o erhielt.  
EMI0002.0016     
  
    Silizium <SEP> Sauerstoff
<tb>  0,0 <SEP> 1,5
<tb>  1,6 <SEP> 0,6
<tb>  3,3 <SEP> 0,23       Diese Ziffern lassen erkennen, dass bereits der  gemäss der oben angegebenen praktischen Regel zu  wählende Mindestgehalt von 1,5% Si eine wesent  liche Herabsetzung des Oxydgehaltes des Pulvers be  wirken wird.

   Es wird jedoch empfohlen, bei der Aus  übung der Erfindung (abgesehen von solchen Fällen,  in welchen die metallurgische Eigenart des Schweiss  gutes einen niedrigen Siliziumgehalt der Umhüllung  bedingt) einen Siliziumgehalt des Pulvers von min  destens 3 % einzustellen. Eine Erhöhung des Silizium  gehaltes des Pulvers über etwa 5 0/o hinaus wird keine  wesentliche weitere Herabsetzung des Oxydgehaltes  des Pulvers mit sich bringen. Es liegt jedoch im Rah  men der Erfindung, noch höhere Siliziumzusätze zu  verwenden, so dass das Pulver z. B. einen Silizium  gehalt von 12 bis 15 0/o erhält. Derartiges Pulver kann  z. B. bei der Herstellung von Elektroden für ein aus  Siliziumstahl bestehendes Schweissgut Verwendung  finden.  



  Bei der Verwendung von Aluminium ist es zweck  mässig, die Aluminiumzugabe so anzupassen, dass das  Pulver einen Aluminiumgehalt zwischen 1 und 3     0/o     bekommt. Höhere     Aluminiumgehalte    als 5 0/o dürfen  keine praktische Bedeutung haben.  



  Bei der Wahl des Silizium- bzw. Aluminiumge  haltes der für die Herstellung des Pulvers verwende  ten     geschmolzenen    Legierung ist selbstverständlich  auf die Beschaffenheit der Elektrodenumhüllungen,  in welchen das Pulver als Bestandteil verwendet wer  den soll, Rücksicht zu nehmen. Falls die Elektroden  zu einem Typ gehören, in welchem Silizium oder  Aluminium nicht als Legierungszusätze oder als Des  oxydationsstoffe erforderlich sind, kann der Zusatz  von Silizium bzw. Aluminium beim erfindungsge  mässen Verfahren verhältnismässig niedrig gehalten  werden.

   Bei solchen Elektroden, bei denen die Ver  wendung von Silizium als desoxydierender Zusatz in  der Umhüllung     zweckmässig    oder notwendig ist, wird  man zweckmässig die gesamte für diesen Zweck er  forderliche     Siliziummenge    der Umhüllung als Legie  rungsbestandteil des Eisenpulvers einführen, so dass  der sonst erforderliche Zusatz von pulverförmigem       Ferrosilizium    in der Umhüllung überflüssig wird.  



       Schweisselektrodenumhüllungen    enthalten manch  mal Mangan (in der Form von     Ferromangan)    zur      Desoxydierung des Schweissmetalls und zu andern  Zwecken. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren  wird zweckmässig alsdann auch die erforderliche  Manganmenge der Umhüllung als Legierungsbestand  teil des Eisenpulvers eingeführt, so dass die gesamte  in der Elektrodenumhüllung benötigte Metallmenge  in der Form einer pulverförmigen, homogenen Legie  rung von Eisen, Mangan und Silizium und/oder Alu  minium zugeführt wird. Ein Mangangehalt von 1%,  bezogen auf das Gewicht des Pulvers, kann unter  Umständen genügend sein. Gehalte     zwischen    2 und  10 oder höchstens<B>1501o.</B> können als normal bezeich  net werden.  



  In ähnlicher Weise können selbstverständlich an  dere Metalle, welche das Schweissgut desoxydieren  oder reinigen oder die Zusammensetzung des zu  schweissenden Guts abändern oder bei der Schwei  ssurig auftretende Verluste an im Kerndraht vorhan  denen Legierungsmetallen ausgleichen sollen, in der  Form von zusätzlichen Legierungszusätzen in dem  mit Silizium bzw. Aluminium und gegebenenfalls  Mangan legierten Eisenpulver der Umhüllung zuge  führt werden. Beispiele solcher Metalle sind Chrom,  Nickel, Kobalt, Wolfram, Molybdän, Vanadium,  Titan, Niob und Zirkonium. Der Gesamtgehalt an  solchen weiteren Zusätzen sollte aber nicht höher  als 100/o sein, da bei höheren Zusätzen unter Um  ständen Schwierigkeiten bei der Herstellung des  legierten Eisenpulvers auftreten können.  



  Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung     für     die Herstellung solcher Elektroden, bei denen das in  der Umhüllung vorhandene Eisenpulver einen be  trächtlichen Teil, z. B. einen Drittel oder mehr, der  in der Elektrode (Kern und Umhüllung) vorhandenen  Metallmenge darstellt.  



  Das vorliegende Patent umfasst auch die Schweiss  elektroden, welche das Ergebnis des erfindungsgemä  ssen Verfahrens darstellen. Es sind besonders solche  Elektroden zu nennen, bei welchen die in der Um  hüllung enthaltene, durch Zerstäubung einer Schmelze  hergestellte pulverförmige Legierung nebst minde  stens 75% Eisen so viel Silizium und/oder Aluminium  enthält, dass die Summe des Siliziumgehaltes und des  dreifachen Aluminiumgehaltes mindestens 1,5 0/o und  höchstens 15 0/o beträgt. Die betreffende Legierung,  deren Gewicht vorzugsweise mindestens 100/o, zweck  mässig 20 0/o oder mehr des Gewichtes der Umhül  lung beträgt, stellt vorzugsweise den gesamten Metall  inhalt der Umhüllung dar.  



  Es folgen drei     Ausführungsbeispiele    des     erfin-          dungsgemässen    Verfahrens.  



  <I>Beispiel 1</I>  50 kg Stahlschrott, dessen Kohlenstoffgehalt  durchschnittlich 0,201o beträgt und     dessen        Gehalte     an Schwefel und Phosphor je niedriger als 0,070/o  sind, wird in einem Hochfrequenzofen geschmolzen.  Das geschmolzene Metall wird mit 3,5 kg     Ferro-          silizium    mit etwa 50% Si (wesentlich mehr als zur  Desoxydation der Schmelze erforderlich) und 1,5 kg    Ferromangan affiné (etwa 80% Mn) versetzt.

   Das  geschmolzene Metall wird in einen vorgewärmten ko  nischen feuerfesten Behälter vergossen, welcher mit  einer Bodendüse versehen ist, durch das flüssiges       Metall    in der Form eines Strahls     hinaustritt.    Der  Metallstrahl wird mittels     eines    mit ihm konzentri  schen, aus einer Ringdüse heraustretenden konver  gierenden Wasserstrahls zu einem Pulver zerstäubt.  Nach Trocknung des Pulvers werden solche Teil  chen, welche eine Korngrösse von mehr als 0,6 mm  aufweisen, durch Siebung entfernt.

   Das Pulver wird  mit Kalkstein und Flussspat in den folgenden Ge  wichtsverhältnissen gemischt:  
EMI0003.0012     
  
     Die Mischung wird mit so viel Kaliwasserglas  lösung versetzt, dass eine pressfähige Masse erhalten  wird, welche auf Kerndrähte aus weichem Stahl (Koh  lenstoffgehalt etwa 0,080/o) vom     Durchmesser     3,25 mm in einer Elektrodenpresse mit dem Düsen  durchmesser 7 mm aufgetragen wird.  



  <I>Beispiel 2</I>  Ein legiertes Eisenpulver wird in der im Beispiel 1  beschriebenen Weise, mit der Änderung, dass der  Ferromanganzusatz 6,5 kg beträgt, hergestellt. Mit  diesem Eisenpulver wird die folgende Umhüllungs  komposition hergestellt:  
EMI0003.0014     
  
     Die Mischung wird mit so viel Natronwasserglas  lösung versetzt, dass eine pressfähige Masse exhalten  wird, welche auf Kerndrähte aus weichem Kohlen  stoffstahl vom Durchmesser 3,25 mm in einer Elek  trodenpresse mit dem Düsendurchmesser 7,5 mm auf  getragen wird.  



  <I>Beispiel 3</I>  Ein legiertes     Eisenpulver    wird in der in Beispiel 1       beschriebenen    Weise, mit der Änderung, dass der  Zusatz von Ferrosilizium auf 10 kg erhöht und       kein        Ferromangan    zugesetzt wird, hergestellt.

   Dieses  Eisenpulver     wird    mit Kalkstein,     Flussspat    und Kaolin  in den folgenden Gewichtsverhältnissen gemischt:  
EMI0003.0021     
  
     Die Mischung     wird    mit so viel     Kaliwasserglas-          lösung    versetzt, dass eine     pressfähige    Masse erhalten      wird, welche auf Kerndrähte aus weichem Kohlen  stoffstahl von Durchmesser 3,25 mm durch     Spritz-          pressen    in einer Elektrodenpresse vom Düsendurch  messer 5,2 mm aufgetragen wird.



  Process for the production of coated electrodes for electric arc welding The present invention relates to the production of coated electrodes for electric arc welding. The coating compositions used for these electrodes generally contain, in addition to slag-forming substances and sometimes gas-generating substances, additives made from deoxidizing metals or alloy metals, mostly in the form of powdered ferrous alloys. It has been proposed to produce such powders directly from the molten ferro-alloy in such a way that the molten metal is granulated or atomized or whipped,

   thus crushed in some way into instantly solidifying grains or particles of suitable size.



  It is also well known to use sponge iron or other soft iron as part of electro denumhüllungen, e.g. B. for the purpose of improving the welding properties of the electrode or to teach the electrode envelope a certain electrical conductivity cal, which facilitates the ignition of the arc. It is of course possible to produce iron powder by atomizing or otherwise breaking up molten iron. It has been found, however, that an iron powder produced in this way will contain a considerable proportion of iron oxide, even in the event that steam or water is used as the atomizing agent. The oxide content increases with decreasing particle size.

   The formation of oxides indicates a loss of metallic iron. In addition. the iron oxide is metallurgically undesirable in many types of cladding. It is possible to subject the powder to a reducing anneal to remove the oxide. However, the reducing glow will significantly increase the price of the product. The present invention is based on the new knowledge that in the production of iron powder by finely dividing molten iron under oxidizing conditions, the formation of oxides is essentially suppressed if the molten iron contains a sufficient amount of silicon and / or aluminum. This surprising effect can be explained by the assumption that some of the silicon or

   The aluminum content of the individual particles is oxidized very quickly and forms a resistant oxide skin, which effectively prevents further oxidation.



  The invention comprises a method for the manufacture of coated electrodes for: electric arc welding, the coating of which contains a metal powder consisting predominantly of iron, which method is characterized in that iron, whose carbon content is at most 0.25%, together with silicon and / or aluminum as a deoxidizing agent in an amount which is substantially greater than the amount required for deoxidizing the melt, is melted and then subjected to a crushing treatment under oxidizing conditions in the molten state so that a metal powder is obtained which , if necessary after an oxide bark removal treatment and / or sieving,

   is mixed with slag-forming substances and binders, which mixture is applied as a coating to electrode cores made of iron or steel.



  The crushing of the molten metal is expediently carried out in a known manner so that a jet of the molten metal emerging from a nozzle is exposed to the action of a powerful jet of a suitable working medium, e.g. B. water or steam or compressed air, which exits from a jet concentric with the former nozzle or with the metal ring nozzle. The powder formed is caught by a container filled with water or another suitable liquid.



  The invention preferably relates to such alloys which contain at least 750 / o iron. By suitably selecting the conditions for the comminution treatment, it is possible to obtain a powder of any desired grain fineness, so that subsequent additional comminution in the solid state by grinding or the like becomes superfluous. The conditions are preferably to be chosen so that at least 50 percent by weight of the particles are allowed to pass through a sieve with a mesh size of 0.6 mm. In general, the product obtained will contain a certain proportion of relatively large particles which are removed by sieving the powder and melted in the other direction.

   It was found, however, that the use of silicon or aluminum as alloy additives in the weight ratios to be used according to the invention has the additional effect that the proportion of oversized particles resulting from the comminution of the melt is considerably reduced.



  It is not necessary to remove the thin oxide skin stuck to the powder particles. Rather, it can have an advantageous effect in that it prevents a potentially disruptive reaction between the binder solution (alkali silicate solution) and the iron powder. The invention, however, also includes the possibility of subjecting the iron powder to a chemical or preferably mechanical treatment to remove the oxide layer before it is introduced into the coating mixture.



  The addition of the silicon and / or the aluminum to the molten iron is expediently carried out shortly before the melt is crushed, so that unnecessary losses of these deoxidizing metals are avoided. The required addition of these metals depends on the oxide content of the melt and on the comminuting agent used, as well as on other factors and is expedient to determine for each individual starting material through practical tests. The appearance of the powder produced can provide a good clue, in that with a sufficiently large addition of the specified metals, the powder takes on a light, metallic appearance instead of the otherwise usual dark oxide color.

    According to a rough rule, which should be useful for the majority of practical cases, the silicon content of the powder together with three times the aluminum content of the powder should be at least 1.5 11 / o. If the deoxidizer is silicon alone. or aluminum is used alone, so the silicon content should be at least 1.5 and the aluminum content at least 0.5%.

      To explain the effect achieved by the invention, the results of oxygen determinations for three different powders produced by the water jet process are given below, the molten iron in one case containing no silicon, in the other two cases containing so much silicon that the powder a silicon content of 1.60 / o and 3.30 / o received.
EMI0002.0016
  
    Silicon <SEP> oxygen
<tb> 0.0 <SEP> 1.5
<tb> 1.6 <SEP> 0.6
<tb> 3.3 <SEP> 0.23 These numbers indicate that even the minimum content of 1.5% Si to be selected in accordance with the practical rule given above will significantly reduce the oxide content of the powder.

   However, it is recommended to set a silicon content of the powder of at least 3% when practicing the invention (apart from those cases in which the metallurgical nature of the weld good causes a low silicon content of the sheath). An increase in the silicon content of the powder over about 5 0 / o will not bring about any significant further reduction in the oxide content of the powder. However, it is within the scope of the invention to use even higher silicon additives so that the powder z. B. a silicon content of 12 to 15 0 / o is obtained. Such powder can e.g. B. used in the manufacture of electrodes for a weld metal made of silicon steel.



  When using aluminum, it is advisable to adjust the amount of aluminum added so that the powder has an aluminum content between 1 and 3%. Aluminum contents higher than 5% must not have any practical significance.



  When choosing the silicon or aluminum content of the molten alloy used for the production of the powder, the nature of the electrode sheaths in which the powder is to be used as a component must of course be taken into account. If the electrodes belong to a type in which silicon or aluminum are not required as alloy additives or as de-oxidizing substances, the addition of silicon or aluminum can be kept relatively low in the process according to the invention.

   In such electrodes, in which the use of silicon as a deoxidizing additive in the casing is appropriate or necessary, the entire amount of silicon required for this purpose is expediently introduced into the casing as an alloying component of the iron powder, so that the otherwise required addition of powdery Ferrosilicon is superfluous in the envelope.



       Welding electrode covers sometimes contain manganese (in the form of ferromanganese) for deoxidizing the welding metal and for other purposes. In the method according to the invention, the required amount of manganese is then expediently introduced into the sheath as an alloy component of the iron powder, so that the entire amount of metal required in the electrode sheath is supplied in the form of a powdery, homogeneous alloy of iron, manganese and silicon and / or aluminum becomes. A manganese content of 1%, based on the weight of the powder, may be sufficient under certain circumstances. Contents between 2 and 10 or at most <B> 15010. </B> can be described as normal.



  In a similar way, of course, other metals that deoxidize or clean the weld metal or change the composition of the weld metal or those alloy metals that are present in the core wire during welding can be compensated for, in the form of additional alloy additives in the silicon or Aluminum and, if appropriate, iron powder alloyed with manganese are supplied to the envelope. Examples of such metals are chromium, nickel, cobalt, tungsten, molybdenum, vanadium, titanium, niobium and zirconium. The total content of such other additives should not be higher than 100 / o, since with higher additions difficulties may arise in the production of the alloyed iron powder.



  The invention is of particular importance for the production of such electrodes, in which the iron powder present in the envelope is a considerable part, eg. B. one third or more of the amount of metal present in the electrode (core and cladding).



  The present patent also covers the welding electrodes, which are the result of the method according to the invention. In particular, those electrodes should be mentioned in which the powdery alloy contained in the envelope, produced by atomization of a melt, in addition to at least 75% iron contains so much silicon and / or aluminum that the sum of the silicon content and three times the aluminum content is at least 1 .5 0 / o and at most 15 0 / o. The alloy in question, the weight of which is preferably at least 100 / o, expediently 20 0 / o or more of the weight of the envelope, preferably represents the entire metal content of the envelope.



  Three exemplary embodiments of the method according to the invention follow.



  <I> Example 1 </I> 50 kg of scrap steel, the carbon content of which averages 0.201o and the sulfur and phosphorus contents of which are each lower than 0.070 / o, is melted in a high-frequency furnace. The molten metal is mixed with 3.5 kg of ferrosilicon with about 50% Si (considerably more than required to deoxidize the melt) and 1.5 kg of ferrous manganese affiné (about 80% Mn).

   The molten metal is poured into a preheated ko African refractory container which is provided with a floor nozzle through which the liquid metal emerges in the form of a jet. The metal jet is atomized into a powder by means of a concentric with him rule, emerging from an annular nozzle converging water jet. After the powder has dried, those particles which have a grain size of more than 0.6 mm are removed by sieving.

   The powder is mixed with limestone and fluorspar in the following proportions:
EMI0003.0012
  
     The mixture is mixed with enough potassium silicate solution that a pressable mass is obtained, which is applied to core wires made of soft steel (carbon content about 0.080 / o) with a diameter of 3.25 mm in an electrode press with a nozzle diameter of 7 mm.



  <I> Example 2 </I> An alloyed iron powder is produced in the manner described in Example 1, with the change that the ferromanganese addition is 6.5 kg. The following coating composition is made with this iron powder:
EMI0003.0014
  
     The mixture is mixed with enough soda waterglass solution that a compressible mass is obtained, which is carried on core wires made of soft carbon steel with a diameter of 3.25 mm in an electrode press with a nozzle diameter of 7.5 mm.



  <I> Example 3 </I> An alloyed iron powder is produced in the manner described in Example 1, with the modification that the addition of ferrosilicon is increased to 10 kg and no ferromanganese is added.

   This iron powder is mixed with limestone, fluorspar and kaolin in the following weight ratios:
EMI0003.0021
  
     The mixture is mixed with enough potassium silicate solution that a compressible mass is obtained which is applied to core wires made of soft carbon steel with a diameter of 3.25 mm by transfer molding in an electrode press with a nozzle diameter of 5.2 mm.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von umhüllten Elek troden für die elektrische Lichtbogenschweissung, deren Umhüllung ein vorwiegend aus Eisen bestehen des Metallpulver enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Eisen, dessen Kohlenstoffgehalt höchstens 0,25 0/o beträgt, zusammen mit Silizium undloder Aluminium als Desoxydationsmittel in einer Menge, welche wesentlich grösser als die für die Desoxydation der Schmelze erforderliche Menge ist, PATENT CLAIMS I. Process for the production of coated electrodes for electric arc welding, the coating of which contains a metal powder consisting predominantly of iron, characterized in that iron, the carbon content of which is at most 0.25%, together with silicon and / or aluminum as a deoxidizer in an amount which is significantly greater than the amount required for deoxidation of the melt, geschmolzen wird und danach im geschmolzenen Zustand einer Zer kleinerungsbehandlung unter oxydierenden Bedingun- gen unterzogen wird, so dass ein Metallpulver erhal ten wird, welches mit schlackebildenden Stoffen und Bindemitteln gemischt wird, welche Mischung als Umhüllung auf Elektrodenkerne aus Eisen oder Stahl aufgebracht wird. II. is melted and then subjected to a crushing treatment under oxidizing conditions in the molten state, so that a metal powder is obtained which is mixed with slag-forming substances and binders, which mixture is applied as a coating to electrode cores made of iron or steel. II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellte Lichtbogenschweisselektrode mit einer Umhüllung, welche eine pulverförmige Legierung mit mindestens 750/o Eisen enthält, dadurch gekennzeich net, dass die Summe des Siliziumgehaltes und des dreifachen Aluminiumgehaltes der pulverförmigen Legierung nicht kleiner als 1,5 0/o und nicht höher als 15 0/o ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die geschmolzene desoxydations- mittelhaltige Eisenlegierung mindestens 75 0/0 Eisen enthält. 2. Arc welding electrode produced according to the method according to patent claim I with a coating which contains a powdery alloy with at least 750 / o iron, characterized in that the sum of the silicon content and three times the aluminum content of the powdery alloy is not less than 1.5 0 / o and is not higher than 15%. SUBClaims 1. The method according to claim I, characterized in that the molten iron alloy containing deoxidizing agent contains at least 75% iron. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zerkleinerung der geschmol zenen Legierung so ausgeführt wird, dass mindestens 50 0/o des Gewichtes des Pulvers durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,6 mm hindurchgelassen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Siliziuminhalt des erhaltenen Metallpulvers mindestens 1,5 0/o beträgt. 4. A method according to claim 1, characterized in that the comminution of the molten alloy is carried out in such a way that at least 50% of the weight of the powder is allowed to pass through a sieve with a mesh size of 0.6 mm. 3. The method according to claim I, characterized in that the silicon content of the metal powder obtained is at least 1.5%. 4th Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Aluminiuminhalt der ge schmolzenen Legierung so eingestellt wird, dass der Aluminiumgehalt des erhaltenen Metallpulvers min- destens 0,5 0/o beträgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Silizium- und Aluminium inhalte der geschmolzenen Legierung so eingestellt werden, dass die Summe des Siliziumgehaltes und des dreifachen Aluminiumgehaltes des metallischen Pul vers mindestens 1,50/o beträgt. 6. Method according to patent claim 1, characterized in that the aluminum content of the molten alloy is adjusted so that the aluminum content of the metal powder obtained is at least 0.5%. 5. The method according to claim I, characterized in that the silicon and aluminum contents of the molten alloy are set so that the sum of the silicon content and three times the aluminum content of the metallic powder verse is at least 1.50 / o. 6th Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die geschmolzene Legierung nicht weniger als 10/o Mangan enthält. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Gehalt an Eisen zusammen mit den Gehalten an Silizium, Aluminium und Man gan nicht weniger als 900/o des Gewichtes der ge schmolzenen Legierung beträgt. Method according to claim 1, characterized in that the molten alloy contains not less than 10 / o manganese. 7. The method according to claim I, characterized in that the content of iron together with the contents of silicon, aluminum and Man gan is not less than 900 / o of the weight of the molten alloy GE.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1286385B (en) * 1965-05-05 1969-01-02 Knapsack Ag Process for the production of finely powdered ferromanganese as a component of the encapsulation masses of press-clad welding electrodes

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