CH441542A - Process for arc welding under protective gas - Google Patents

Process for arc welding under protective gas

Info

Publication number
CH441542A
CH441542A CH1135564A CH1135564A CH441542A CH 441542 A CH441542 A CH 441542A CH 1135564 A CH1135564 A CH 1135564A CH 1135564 A CH1135564 A CH 1135564A CH 441542 A CH441542 A CH 441542A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sep
protective gas
arc welding
aluminum
steel
Prior art date
Application number
CH1135564A
Other languages
German (de)
Inventor
Mantel Wilhelm Ing Dr
Heinrich Dipl Ing Haala
Peter Dipl Ing Ranke
Wolff Lothar Ing Dr
Original Assignee
Linde Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Ag filed Critical Linde Ag
Publication of CH441542A publication Critical patent/CH441542A/en

Links

Classifications

    • 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
    • B23K35/306Fe as the principal constituent with C as next major constituent, e.g. cast iron
    • 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
    • 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
    • B23K35/38Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B23K35/383Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
    • 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
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

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.



  Method for arc welding under protective gas The invention relates to a method for arc welding under protective gas of workpieces made of steel.



  It is known to use welding wires in arc welding, which consist of a steel alloy with additives of deoxidizing substances. Commonly used deoxidizers are manganese, silicon and titanium. Aluminum, which in itself is also a strong deoxidizing agent, is hardly used for this purpose, since it has a metallurgically unfavorable effect on the weld melt compared to the other elements mentioned, some of which are also cheaper. In particular, the flow of the melt is adversely affected by the formation of aluminum oxide.

    For this reason, the aluminum content of known welding wire alloys for arc welding is kept very small. However, these small amounts are generally less of an intended alloy component than they are usually inevitable in today's steel production processes.



  For arc welding under protective gas, aluminum-containing welding wires have become known in which the aluminum is intended to act essentially alone as a deoxidizing agent, but these wires have generally not proven their worth. They are largely unusable if welding is carried out under a protective gas with very active components such as carbon dioxide.



  Another use of aluminum is known from the metallurgy of steel production. It is based on the property of this element to bind nitrogen with the formation of aluminum nitrides. Gaseous nitrogen, which diffuses into the liquid steel melt, has a damaging effect on the structure of the steel.

   This harmfulness results from aging and hardening phenomena, which occur mainly during the slow cooling during annealing for the purpose of relaxation and hardness compensation, but also during storage at room temperature and due to precipitation processes, mainly of iron nitrides, in the structure caused by this steel. These negative effects of the stick material known from metallurgy: the ironworks processes also occur to a small extent when welding steel.

   Even with inert gas welding, a considerable amount of nitrogen still diffuses through the inert gas envelope into the weld melt, apart from the fact that nitrogen impurities are usually still in the inert gas itself.



  The present invention now aims to create a method for arc welding steel under protective gas, which prevents due to a suitable combination of a protective gas and a Drahtelek electrode and at the same time ensures the necessary deoxy dation of the weld melt while avoiding after partial side effects.



  According to the invention, this is achieved through the combined use of a protective gas with the following composition:
EMI0001.0031
  
    Argon <SEP> or <SEP> Argon and helium mixture <SEP> or <SEP> Helium <SEP> 70-99 <SEP> volume percentage
<tb> Oxygen <SEP> 0-10 <SEP> volume percent
<tb> Carbon dioxide <SEP> 0-25 <SEP> percent by volume
<tb> nitrogen <SEP> 0-0.5 <SEP> volume percent and a melting wire electrode made of a steel alloy which is over-deoxidized by the addition of manganese and also silicon and / or titanium and / or calcium,

   and a content of metallic aluminum from 0.1 to 0.6 wtA.



  The invention also relates to a consumable wire electrode for carrying out the method, which is characterized by the fact that it consists of a steel alloy which is over-deoxidized by the addition of manganese and also silicon and / or titanium and / or calcium and a content of metallic aluminum of 0.1-0.6 wt.% Has.



  In this context, over-deoxidation of the welding wire means that the additives of the deoxidizing substances manganese and also silicon and / or titanium and / or calcium contained in the steel alloy of the wire must be present in an amount that, taking into account the composition of the protective gas, sufficient to deoxidize the weld melt and also protect the metal aluminum content of the wire from oxidation.



  The addition of metallic aluminum to the welding wire alloy, which is in contrast to the current negative opinion of the experts about the usefulness of aluminum alloy welding wires, is based on the knowledge that aluminum has a metallurgically advantageous effect on the weld melt if and only if appropriate measures are taken it is ensured that the aluminum enters the melt in metallic form.



  These measures can consist on the one hand of the alloy to other deoxidizers, such as manganese, silicon and titanium for the welding wire material, the amount of these additives z. , B. is chosen so that its presence in the weld melt largely prevents oxidation of the aluminum and thus no disadvantages for the melt, such as impairment of the flow by aluminum oxide. On the other hand, a protective gas can be used whose oxidizing effect is so low due to its composition that oxidation of the aluminum by the gas is also avoided.



  If argon is used in particular, there is the economically significant advantage that so-called raw argon can be used without endangering the weld seam quality, since its nitrogen content is bound by the aluminum contained in the welding wire.



  By using a protective gas of the composition mentioned in combination with the wire electrode mentioned, it is expediently achieved that metallic aluminum is available in the weld pool to bind the nitrogen. The importance is therefore based on the fact that concerns about the use of inert gas welding with high quality requirements, which exist due to the hardening and aging phenomena caused by the nitrogen, are eliminated. In particular, it is avoided that annealing for the purpose of relaxation and compensation of local hardness peaks causes embrittlement instead of the expected increase in toughness. Also z.

   B. prevents the yield strength ratio from increasing to values above 80%, which is viewed as very unfavorable in the pursuit of security against brittle fracture.

 

Claims (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, PATENT CLAIMS I. Process for arc welding under protective gas of workpieces made of steel, characterized by the combined use of a) a protective gas with the composition: EMI0002.0016 Argon <SEP> or <SEP> Argon and helium mixture <SEP> or <SEP> Helium <SEP> 70-99 <SEP> volume percentage <tb> Oxygen <SEP> 0-10 <SEP> volume percent <tb> Carbon dioxide <SEP> 0-25 <SEP> percent by volume <tb> nitrogen <SEP> 0-0.5 <SEP> volume percent and b) a melting wire electrode made of a steel alloy which has been over-deoxidized by the addition of manganese and also silicon and / or titanium and / or calcium and contains metallic aluminum of 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. 6 GewA. II. Melting wire electrode for carrying out this method according to claim I, characterized in that it consists of: a steel alloy which is over-deoxidized by the addition of manganese and also of silicon and / or titanium and / or calcium and a content of metallic aluminum from 0.1 to 0.6 GewA.
CH1135564A 1963-11-08 1964-08-31 Process for arc welding under protective gas CH441542A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEG0039132 1963-11-08
BE654321A BE654321A (en) 1963-11-08 1964-10-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH441542A true CH441542A (en) 1967-08-15

Family

ID=25656037

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1135564A CH441542A (en) 1963-11-08 1964-08-31 Process for arc welding under protective gas
CH1135464A CH437572A (en) 1963-11-08 1964-08-31 Arc welding process

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1135464A CH437572A (en) 1963-11-08 1964-08-31 Arc welding process

Country Status (3)

Country Link
BE (1) BE654321A (en)
CH (2) CH441542A (en)
DE (1) DE1465027A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4138835A1 (en) * 1991-11-26 1993-05-27 Linde Ag PROTECTIVE GAS ARC WELDING PROCESS WITH SPECIAL PROTECTIVE GAS
FR2719514B1 (en) * 1994-05-04 1996-06-07 Air Liquide Protective gas mixture and arc welding process for stainless steel parts.

Also Published As

Publication number Publication date
BE654321A (en) 1965-02-01
CH437572A (en) 1967-06-15
DE1465027A1 (en) 1968-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1242986B (en) Additional alloy for use in welding and steel manufacture
DE1558884B2 (en) SELENIUM ELECTRODE FOR ARC WELDING
CH441542A (en) Process for arc welding under protective gas
US3656917A (en) Steel alloy tubes
DE2164892A1 (en) Electrode wire with flux core for arc welding without air exclusion
DE1458810C3 (en) Process for the production of an iron-silicon alloy with an oxygen content of about 0.0025%
DE1215835B (en) Process for inert gas arc welding of work pieces made of unalloyed bulk steel
DE2323899C3 (en) Powder wire
DE322314C (en) Metal electrode for electrical soldering
DE829030C (en) Electrodes for arc welding
AT217076B (en) Process for refining chromium-containing steels using oxygen blown into the molten bath
AT307190B (en) Electrode wire
DE1458811C2 (en) Process for the production of low carbon steels
DE3027770C2 (en) Powder composition for cored wire electrodes
DE408705C (en) Process for the production of alloys, in particular alloyed steels
DE625826C (en) Process for the production of blocks which are sintered by heat treatment and which are to be processed into welding rods
DE1215377B (en) Ferrosilicon alloy, especially for heavy loads
DE847911C (en) Process for the production of ferro-alloys using oxygen
DE1483487C (en) Process for producing a welding powder for submerged arc welding
DE848709C (en) Copper alloy
DE2005045C3 (en) Process for the production of mild steel
DE526581C (en) Welding metals or welding compounds
AT237907B (en) Niobium based alloy
DE1615322B1 (en) Process for producing a weld seam with great toughness by means of a concealed arc welding
AT165304B (en) Process for the production of particularly low-inclusion steels in a basic electric furnace