CH395703A

CH395703A - Verfahren zur Herstellung von basischen Schweisspulvern

Info

Publication number: CH395703A
Application number: CH7823159A
Authority: CH
Inventors: Gustav Dr Miltschitzky; Schindelin Walter Dr Dipl-Ing
Original assignee: Wacker Chemie Gmbh
Priority date: 1958-09-26
Filing date: 1959-09-15
Publication date: 1965-07-15
Also published as: US3211591A; GB912120A; DE1096723B

Description


  Verfahren zur Herstellung von basischen     Schweisspulvern       Beim Schweissen werden hinsichtlich der mecha  nischen Festigkeitswerte der Schweissnaht immer  höhere Ansprüche gestellt. Die Schweissnaht soll  neben einer guten Zugfestigkeit auch bezüglich ihrer  Kerbzähigkeit möglichst an den Grundstoff heran  reichende Werte erhalten. Deshalb wurde es bisher  als ein Mangel empfunden, dass beim Schweissen mit  Schweisspulvern die Kerbschlagbiegefestigkeit der  Schweissnaht höhere     Anforderungen    nicht befriedigte.  



  Die Ursache für die bisher unbefriedigenden  Schweissresultate dürfte wohl darin zu suchen sein,  dass bei den bisherigen Schweisspulvern die Bedeu  tung der Molverhältnisse der einzelnen Komponen  ten zueinander nicht erkannt wurde.  



  Es wurde nun ein     Verfahren    zur Herstellung von  basischen Schweisspulvern für die Schweissung von  unlegiertem oder legiertem Stahl gefunden, das da  durch gekennzeichnet ist, dass die Komponenten  des Schweisspulvers in einem solchen Verhältnis  miteinander vermischt werden, dass das als Basizitäts  verhältnis bezeichnete Molverhältnis von (CaO +  MgO + Alkalioxyd) : SiO2 1,1-1,5 und die Molver  hältnisse der nachstehend genannten, im Schweiss  pulver enthaltenen Komponenten MnO : SiO2 = 1 bis  2,2, vorzugsweise 1,15 bis 1,7, A12O3: TiO2 = 1,5  bis 3,5, vorzugsweise 2,0 bis 3,0, CaO : MgO = 1,0  bis 2,0, vorzugsweise 1,2 bis 1,6 betragen, worauf  die Mischung anschliessend geschmolzen, gesintert  oder agglomeriert wird.  



  Die Grundsubstanzen, aus denen sich die Schweiss  pulver üblicherweise zusammensetzen, sind Kiesel  säure, Tonerde, Titanoxyd, Calciumoxyd, Magnesium  oxyd, Manganoxyde, Flussspat und Alkalioxyde.  Neben diesen Komponenten können dem Schweiss  pulver aber auch solche Elemente, Legierungen, Ver-    bindungen (z. B. Oxyde, Silizide, Carbide, Nitride,  Boride) bzw. Mischungen dieser Substanzen zuge  geben werden, die     in    dem zu verschweissenden Werk  stoff enthalten sind oder in diesen hineinlegiert wer  den sollen. Die Zugabe solcher Stoffe dient zur Er  haltung der Zusammensetzung der verwendeten  Werkstoffe oder ist zu deren Vergütung zweck  mässig.

   Aus der grossen Zahl der dafür in Frage       kommenden    Substanzen werden beispielsweise er  wähnt: Kupfer, Bor, Zirkon, Vanadium, Niob, Tantal,  Chrom, Molybdän, Wolfram, Uran, Kobalt, Nickel,       Kohlenstoff    und seltene Erden. Mit diesen Zugaben  kann z. B. eine     Verfeinerung    des Gefüges,     eine    Er  höhung der Korrosionsfestigkeit und eine Verbesse  rung der     mechanischen    Eigenschaften der Schweisse  erzielt werden.  



  Alle Substanzen können gemischt und anschlie  ssend durch Schmelzung, Sinterung oder     Agglomerie-          rung    verarbeitet und dann gepulvert werden. Es ist  aber auch möglich, die Elemente, Verbindungen und  Legierungen einzelnen oder in Mischung dem vorge  schmolzenen, vorgesinterten oder agglomerierten und  wieder     zerkleinerten    Schweisspulver in     Pulverform          zuzumischen    und dann das Ganze einem weiteren  Sinter- oder Agglomerierprozess zu unterwerfen. Die  für die Agglomerierung eventuell benötigten Substan  zen werden, falls sie ursprünglich in der Mischung  nicht in ausreichendem Masse vorhanden sind, zusätz  lich beigefügt.

   Dabei kann gegebenenfalls jeweils in       inerter    oder reduzierender Atmosphäre gearbeitet  werden.  



  Das erhaltene Schweisspulver kann für das Unter  pulver-Verfahren, für das     Elektroschlackenschweiss-          verfahren    wie auch für das     Einlegeverfahren    einge  setzt werden.      <I>Beispiele</I>  Es werden Pulver folgender Zusammensetzung (in Gew.%) erschmolzen und auf ihre Schweisseigen  schaften untersucht:

    
EMI0002.0000     
  
    Bestandteile <SEP> Pulver <SEP> 1 <SEP> Pulver <SEP> 2 <SEP> Pulver <SEP> 3 <SEP> Pulver <SEP> 4 <SEP> Pulver <SEP> 5 <SEP> Pulver <SEP> 6
<tb>  SiO2 <SEP> 13 <SEP> 15,5 <SEP> 17,8 <SEP> 15,9 <SEP> 14,49 <SEP> 14,37
<tb>  <B>A1203</B> <SEP> 30 <SEP> 24,3 <SEP> 29,3 <SEP> 23,9 <SEP> 22,62 <SEP> 22,95
<tb>  TiO2 <SEP> 8 <SEP> 7,5 <SEP> 7,9 <SEP> 8,6 <SEP> 8,23 <SEP> 7,83
<tb>  Cr2O3 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 5,18 <SEP> 5,22
<tb>  CaO <SEP> 10 <SEP> 11,0 <SEP> 9,9 <SEP> 10,5 <SEP> 9,57 <SEP> 9,73
<tb>  <B>V205</B> <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,50 <SEP> 0,49
<tb>  M<B>9</B>0 <SEP> 5 <SEP> 6,0 <SEP> 5,9 <SEP> 5,0 <SEP> 4,73 <SEP> 4,64
<tb>  MnO <SEP> 24 <SEP> 24,0 <SEP> 17,7 <SEP> 23,4 <SEP> 22,20 <SEP> 22,30
<tb>  CaF2 <SEP> 10 <SEP> 10,0 <SEP> 9,8 <SEP> 10,0 <SEP> 9,90 <SEP> 9,48
<tb>  K20 <SEP> - <SEP> 1,7 <SEP> 1,7 <SEP> 2,0 <SEP> 1,

  89 <SEP> 1,80
<tb>  FeO <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,7 <SEP> 0,69 <SEP> 0,65
<tb>  NiO <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,54       Alle Pulver ergeben im Schweissversuch nach dem  Unterpulververfahren bei ruhigem Schweissverlauf       einheitlich    konvexe, glatte Nähte ohne Randkerben.    Bei keinem dieser Pulver zeigt sich eine Rissanfällig  keit oder Porenbildung. Die Schlacke löst sich von  der erkaltenden Naht leicht ab.

      Die chemische Zusammensetzung der     Grundwerkstoffe    sowie der Schweissen ist in der folgenden  Tabelle in Gew.% zusammengestellt:  
EMI0002.0003     
  
    Blech <SEP> Draht <SEP> Pulver <SEP> 2 <SEP> Pulver <SEP> 3 <SEP> Pulver <SEP> 4 <SEP> Pulver <SEP> 5 <SEP> Pulver <SEP> 6
<tb>  Si <SEP> 0,15 <SEP> 0,22 <SEP> 0,12 <SEP> 0,14 <SEP> 0,13 <SEP> 0,13 <SEP> 0,12
<tb>  Mn <SEP> 0,44 <SEP> 1,74 <SEP> 0,89 <SEP> 1,05 <SEP> 1,11 <SEP> 1,12 <SEP> 1,13
<tb>  C <SEP> 0,11 <SEP> 0,12 <SEP> 0,009 <SEP> 0,09 <SEP> 0,09 <SEP> 0,093 <SEP> 0,095
<tb>  Cr <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,40 <SEP> 0,39
<tb>  V <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> 0,014
<tb>  Ni------0,17       Es ergibt sich,

   dass die sonst häufige     Aufsili-          zierung    völlig vermieden wird, während bei Mangan  ein leichter Zubrand erfolgt. Der Kohlenstoffgehalt  hat sich praktisch kaum verändert.  



  Die Schliffbilder zeigen einen gegenüber normalem  Schweissen ausserordentlich feinen Gefügeaufbau, der  sich vom     Mutterwerkstoff    nur äusserst geringfügig  abhebt.  



  Die Kerbzähigkeitszahlen ergeben Werte bis zu  14,3 mkg/cm2. Die Brinellhärten des Grundwerk  stoffes schwanken zwischen 122-125, jene der  Schweissübergänge zwischen 140-158 und die der  Mitte der Schweissen zwischen 165-172.

Claims

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von basischen Schweiss pulvern für die Schweissung von urlegiertem oder legiertem Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten des Schweisspulvers in einem sol- chen Verhältnis miteinander vermischt, dass das als Basizitätsverhältnis bezeichnete Molverhältnis von (CaO + MgO + Alkalioxyd) : SiO2 1,1 bis 1,5 und die Molverhältnisse der nachstehend genannten, in Schweisspulver enthaltenen Komponenten MnO : SiO2 = 1 -2,2 Al2O3 : TiO2 = 1,5-3,5 CaO : MgO = 1,0-2,0 betragen, und dann das Gemisch anschliessend schmilzt, sintert oder agglomeriert. UNTERANSPRÜCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten des Schweisspulvers in einem solchen Verhältnis mitein ander vermischt, dass die Molverhältnisse im Gemisch von EMI0003.0000 MnO <SEP> : <SEP> SiO2 <SEP> = <SEP> 1,15-1,7 <tb> Al2O3 <SEP> : <SEP> TiO2 <SEP> = <SEP> 1,5 <SEP> -3,5 <tb> CaO <SEP> : <SEP> MgO <SEP> = <SEP> 1,2 <SEP> -1,6 betragen. 2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Schweisspulvern als weitere Bestandteile Elemente, Verbindungen, Legierungen einzeln oder in Mischun gen zugegeben werden, die in dem zu verschweissen den Werkstoff enthalten sind oder in diesen hinein legiert werden sollen. 3.

Verfahren nach Patentanspruch I und Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ele mente, Verbindungen, Legierungen einzeln oder in Mischung dem vorgeschmolzenen, vorgesinterten oder agglomerierten und wieder zerkleinerten Schweiss material zugemischt und einem weiteren Sinter- oder Agglomerierprozess eingebaut werden. PATENTANSPRUCH II Schweisspulver, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an EMI0003.0003 8-20 <SEP> Gew.% <SEP> SiO2 <tb> 15-35 <SEP> <SEP> A1203 <tb> bis <SEP> zu <SEP> 17 <SEP> <SEP> TiO2 EMI0003.0004 7-20 <SEP> Gew.% <SEP> CaO <tb> 3-10 <SEP> >> <SEP> MgO <tb> 15-30 <SEP> <SEP> MnO <tb> 4-20 <SEP> <SEP> CaF2 <tb> bis <SEP> zu <SEP> 4 <SEP> <SEP> Alkalioxyd UNTERANSPRÜCHE 4.

Schweisspulver nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch einen Gehalt an EMI0003.0005 10-l8 <SEP> Gew.% <SEP> SiO2 <tb> 20-30 <SEP> <SEP> A1203 <tb> 4-12 <SEP> <SEP> TiO2 <tb> 10-15 <SEP> <SEP> CaO <tb> 5- <SEP> 8 <SEP> <SEP> MgO <tb> 18-27 <SEP> <SEP> MnO <tb> 6-16 <SEP> <SEP> CaF2 <tb> bis <SEP> zu <SEP> 2,5 <SEP> <SEP> Alkalioxyd 5. Schweisspulver nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich solche Elemente, Legierungen oder Ver bindungen einzeln oder in Mischung enthält, die in dem zu verschweissenden Werkstoff enthalten sind oder in diesen hineinlegiert werden sollen.