CH441542A - Verfahren zum Lichtbogenschweissen unter Schutzgas - Google Patents

Description

  Verfahren zum Lichtbogenschweissen unter Schutzgas    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lichtbo  genschweissen unter Schutzgas von Werkstücken aus       Stahl.     



  Es ist bekannt, beim Lichtbogenschweissen Schweiss  drähte zu     verwenden,    die aus     einer    Stahllegierung mit  Zusätzen an desoxydierenden Stoffen bestehen. Häufig  verwendete Desoxydationsmittel sind Mangan, Silizium  und Titan. Aluminium, das an sich ebenfalls ein starkes  Desoxydationsmittel .ist, wird jedoch für diesen Zweck  kaum verwendet, da es im Vergleich zu den genannten  anderen Elementen, die auch teilweise billiger sind,  metallurgisch ungünstig auf die     Schweissschmelze    ein  wirkt. Insbesondere wird der Fluss der Schmelze     durch     die Bildung von Aluminiumoxyd nachteilig beeinflusst.

    Aus diesem Grunde wird der     Aluminiumgehalt    bei be  kannten Schweissdrahtlegierungen für das Lichtbogen  schweissen sehr klein gehalten.     Diese    geringen Mengen       stellen    jedoch im     allgemeinen        weniger        einen    beabsichtig  ten Legierungsbestandteil dar, sie ergeben sich     vielmehr          bei    den heutigen Stahlherstellungsverfahren meist zwang  läufig.  



  Für das Lichtbogenschweissen unter Schutzgas sind    zwar aluminiumbaltige Schweissdrähte bekanntgeworden,  bei denen das Aluminium im     wesentlichen    alleine als  Desoxydationsmittel wirken soll, doch haben sich diese  Drähte im allgemeinen     nicht    bewährt. Sie sind weit  gehend unbrauchbar, wenn unter einem Schutzgas mit  sehr aktiven Bestandteilen, wie Kohlendioxyd, ge  schweisst wird.  



  Aus der Metallurgie der Stahlherstellung ist eine  weitere Verwendungsart des Aluminiums bekannt. Sie  beruht auf der Eigenschaft dieses Elementes, Stickstoff  unter Bildung von Aluminiumnitriden abzubinden. Gas  förmiger Stickstoff, der durch     Diffusion    in die flüssige  Stahlschmelze gelangt, wirkt schädlich auf das Gefüge  des Stahles.

   Diese     Schädlichkeit    ergibt sich aus     Alte-          rungs-    und Härtungserscheinungen, die vor allem im  Verlauf des langsamen Abkühlens beim Glühen zum    Zwecke der     Entspannung    und     des        Härteausgleiches,    aber  auch während des Lagerns bei Raumtemperatur auftre  ten und durch Ausscheidungsvorgänge, im wesentlichen  von Eisennitriden, im Gefüge dies Stahles verursacht  werden. Diese aus der Metallurgie :der Eisenhütten  prozesse bekannten nachteiligen Wirkungen des Stick  stoffes     treten    in     kleinem        Masse    auch beim Schweissen  von Stahl auf.

   Selbst beim Schutzgasschweissen diffun  diert noch eine     erhebliche    Menge Stickstoff durch die  Schutzgashülle in die Schweissschmelze, abgesehen da  von, dass sich meist im Schutzgase selbst noch Ver  unreinigungen an Stickstoff befinden.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaf  fung eines Verfahrens zum Lichtbogenschweissen von  Stahl unter     Schutzgas,    das auf Grund einer geeigneten  Kombination eines Schutzgases und einer Drahtelek  trode verhindert und gleichzeitig die notwendige Desoxy  dation der Schweissschmelze unter Vermeidung nach  teiliger Begleiterscheinungen gewährleistet.  



  Dies wird erfindungsgemäss     erreicht        durch    die kom  binierte Anwendung eines Schutzgases der     Zusammen-          setzung:     
EMI0001.0031     
  
    Argon <SEP> oder <SEP> Argon  Heliumgemisch <SEP> oder <SEP> Helium <SEP> 70-99 <SEP> Volumprozent
<tb>  Sauerstoff <SEP> 0-10 <SEP> Volumprozent
<tb>  Kohlendioxyd <SEP> 0-25 <SEP> Volumprozent
<tb>  Stickstoff <SEP> 0-0,5 <SEP> Volumprozent       und einer abschmelzenden Drahtelektrode aus einer       Stahllegierung,    die durch     Zusätze    von Mangan und  ausserdem von     Silizium    und/oder Titan und/oder Kal  zium     überdesoxydiert    ist,

   und einen Gehalt     @an    metalli  schem Aluminium von 0,1 bis 0,6     GewA    besitzt.  



  Ferner betrifft die     Erfindung    eine abschmelzende  Drahtelektrode zur Durchführung des Verfahrens, wel  che sich dadurch     auszeichnet,        d'ass    sie aus     einer        Stahllie-          gierung    besteht, die durch Zusätze von Mangan und  ausserdem von Silizium und/oder Titan und/oder Kal-      ziem überdesoxydiert ist und einen Gehalt an metal  lischem Aluminium von 0,1-0,6 Gew.% besitzt.  



  Überdesoxydation des Schweissdrahtes heisst in die  sem Zusammenhang, dass die in der Stahllegierung des  Drahtes enthaltenen Zusätze der desoxydierenden Stoffe  Mangan und ausserdem von Silizium und/oder Titan  und/oder Kalzium in einer Menge vorhanden sein müs  sen, die, unter Berücksichtigung der Schutzgaszusam  mensetzung, zur Desoxydation der Schweissschmelze aus  reicht und darüber hinaus den Gehalt des Drahtes an  metallischem Aluminium vor Oxydation schützt.  



  Der Zusatz von metallischem Aluminium zur  Schweissdrahtlegierung, der im Gegensatz zur derzeiti  gen ablehnenden Meinung der Fachwelt über     die     Brauchbarkeit von aluminiumlegierten     Schweissdrähten     steht, beruht auf der Erkenntnis,     dass    sich Aluminium  dann und nur dann metallurgisch vorteilhaft auf die       Schweissschmelze    auswirkt, wenn durch geeignete Mass  nahmen dafür gesorgt wird, dass das     Aluminium    in  metallischer Form in die     Schmelze    gelangt.  



  Diese Massnahmen können zum einen aus der Zu  legierung von anderen Desoxydationsmitteln bestehen,  wie Mangan, Silizium und Titan zum Schweissdrahtwerk  stoff, wobei die Menge dieser Zusätze z. ,B. so gewählt  wird, dass durch ihre Anwesenheit in der Schweiss  schmelze eine Oxydation des     Aluminiums    weitgehend  verhindert wird und damit für die Schmelze keine Nach  teile, wie     Beeinträchtigung    des Flusses durch Alumi  niumoxyd, entstehen. Zum anderen kann ein Schutzgas       verwendet    werden, dessen Oxydationswirkung auf Grund  seiner Zusammensetzung so gering ist, dass auch eine  Oxydation des Aluminiums durch das Gas vermieden  wird.  



  Wenn insbesondere Argon verwendet wird, ergibt  sich der wirtschaftlich bedeutsame     Vorteil,    dass ohne  Gefährdung der Schweissnaht-Qualität sogenanntes Roh  argon verwendet werden kann, da dessen Stickstoff  gehalt durch das im Schweissdraht enthaltene Aluminium       abgebunden    wird.  



  Durch die Verwendung eines Schutzgases der ge  nannten Zusammensetzung in Kombination mit der ge  nannten Drahtelektrode wird zweckmässig erreicht, dass  in der Schweissschmelze metallisches Aluminium zur    Abbindung des Stickstoffes zur Verfügung steht. Die  Bedeutung liegt somit auf der Tatsache, dass Bedenken  gegen den Einsatz des Schutzgasschweissens bei hohen  Qualitätsanforderungen, die auf Grund der durch den  Stickstoff hervorgerufenen Härtungs- und Alterungs  erscheinungen bestehen, beseitigt werden. Insbesondere  wird vermieden, dass durch Glühungen zum Zwecke  der Entspannung und des Ausgleichs örtlicher     Härte-          spitzen    statt der erwarteten Erhöhung der Zähigkeit eine  Versprödung verursacht wird. Auch wird z.

   B. ver  hindert, dass das Streckgrenzen-Verhältnis auf Werte  über 80     %        ansteigt,    was im Streben nach Sicherheit  gegen Sprödbruch als sehr ungünstig angesehen wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Lichtbogenschweissen unter Schutzgas von Werkstücken aus Stahl, gekennzeichnet durch die kombinierte Anwendung a) eines Schutzgases der Zusammensetzung: EMI0002.0016 Argon <SEP> oder <SEP> Argon Heliumgemisch <SEP> oder <SEP> Helium <SEP> 70-99 <SEP> Volumprozent <tb> Sauerstoff <SEP> 0-10 <SEP> Volumprozent <tb> Kohlendioxyd <SEP> 0-25 <SEP> Volumprozent <tb> Stickstoff <SEP> 0-0,5 <SEP> Volumprozent und b) einer abschmelzenden Drahtelektrode aus einer Stahllegierung, die durch Zusätze von Mangan und ausserdem von Silizium und/oder Titan und/oder Kal zium überdesoxydiert ist und einen Gehalt an metal lischem Aluminium von 0,1=0,

   6 GewA besitzt. II. Abschmelzende Drahtelektrode zur Durchführung dies Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass sie aus :einer Stahllegierung besteht, die durch Zusätze von Mangan und ausserdem von Silizium und/oder Titan und/oder Kalzium überdesoxydiert ,ist und einen Gehalt an metallischem Aluminium von 0,1 bis 0,6 GewA besitzt.