CH451663A

CH451663A - Process for the production of welded joints by electroslag welding

Info

Publication number: CH451663A
Application number: CH117763A
Authority: CH
Inventors: Mueller Paul; Schmidt Alfred; Karl Dipl-Ing Dr Mont Swoboda
Original assignee: Boehler & Co Ag Geb
Priority date: 1962-02-03
Filing date: 1963-01-31
Publication date: 1968-05-15
Also published as: GB981354A; AT230703B

Description

  

  Verfahren zur Herstellung von Schweissverbindungen durch Elektroschlackeschweissung    Es ist bekannt, dass bei der     Elektroschlackeschweis-          sung    der Schweissspalt durch das Abschmelzen des ins  Schlackenbad eintauchenden Zusatzdrahtes ausgefüllt  wird, wobei dieses Abschmelzen im Gegensatz zum     Un-          terpulverschweiissen    ohne Bildung eines elektrischen  Lichtbogens erfolgt.  



  Das erhaltene Schweissgut besteht jedoch bei beiden  Verfahren zu einem erheblichen Anteil aus aufgeschmol  zenem Grundwerkstoff, jedoch beträgt beim     Elektro-          schlackeschweissverfahren    dieser Anteil nur etwa 20%  während er beim Unterpulververfahren 60 bis 70% be  tragen kann.  



  Beim Elektroschlackeschweissen wird das sich unter  einer Schlackendecke befindende Bad in einem Raum  gebildet, der durch die miteinander zu verschweissenden       Stirnflächen    des     Grundwerkstoffes    einerseits und durch  Kühlbeilagen andererseits gebildet wird. Dadurch wird  der oberste flüssige Teil der sich in vertikaler Richtung  aufbauenden Schweissnaht stets so warm gehalten, dass  die Voraussetzungen für die Bildung eines fehlerfreien       Schweissgutes    gegeben sind. Die Schlackendecke selbst  wird     unter    Benützung des     Schweissstromes    durch Wi  derstandserwärmung erhitzt. Das Aufschmelzen des  Grundwerkstoffes erfolgt im Bereiche der Schmelzbad  oberfläche.  



  Die Eigenart dieses Verfahrens bringt es nun mit  sich, dass sich, im wesentlichen von den Stirnflächen der  miteinander zu verbindenden     Grundwerkstoffe    ausge  hend, eine Stengelkristallzone bildet, welche die Ursache  für schlechte Zähigkeitseigenschaften des     Schweissgutes     zumindest im Bereiche dieser Zone darstellt.  



  Zur Beseitigung dieses Fehlers sind bereits verschie  dene Massnahmen metallurgischer Art vorgeschlagen  worden, von denen im vorliegenden Zusammenhang  besonders jene zu erwähnen wären, die sich mit Em  pfehlungen bezüglich der     Verwendung    legierter Zusatz  drähte befassen. Diesen Empfehlungen zufolge sollten  Verbesserungen durch Zusätze an Titan, Molybdän und  Vanadin zum Zusatzbad aussichtsreich sein.  



  Andere Vorschläge gingen dahin, dem für die Bil-    dung der Schlackendecke zur Verwendung kommenden  Pulver geeignete Zusätze zu geben. Da nun der Pulver  verbrauch für die Schlacke sehr gering ist, sind Zusätze  zum schlackenbildenden Pulver nur zu Beginn des       Schweissens        metallurgisch        wirksam.        Ausserdem    würde  sich     hierdurch    die Zusammensetzung der     Schweissnaht     von unten nach oben ändern, so dass also für eine  gleichmässige Zufuhr von Legierungsbestandteilen der  Weg über den legierten Zusatzdraht am aussichtsreich  sten erscheint.  



  Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden  Untersuchungen hatten daher insbesondere zum Ziel,  für Grundwerkstoffe aus unlegierten oder legierten Stäh  len mit weniger als 0,1% Ti, höchstens 0,45% C und  0 bis 8% eines Gesamtlegierungszusatzes, in welchem  jedoch die Anteile an Silizium und Mangan nicht ein  begriffen sein sollen, geeignete Zusatzdrähte zu ent  wickeln.  



  Versuche mit Zusätzen an Molybdän, Vanadin und  auch an     Aluminium        hatten    überraschenderweise kei  nen verbessernden Einfluss auf das Erstarrungsgefüge.  Hingegen erwies sich bei den in Betracht gezogenen       Stählen    das Titan dann als ein     wirksamer        Legierungszu-          satz    für den     Zusatzwerkstoff,    wenn es in Anteilen von  0,2 bis 0,8 0/o zugesetzt wurde. Die Wirkung des Titans  kann manchmal durch Aluminium verstärkt werden,  wobei aber aus nicht völlig geklärten Gründen der Alu  miniumanteil nur höchstens die Hälfte des zusätzlichen  Titangehaltes betragen darf.  



  Gegenstand der Erfindung ist somit ein     Verfahren     zur Herstellung von Schweissverbindungen durch     Elek-          troschlackeschweissung    von unlegierten oder legierten       Stählen,    welche     weniger    als 0,10/o     Ti"    höchstens  0,45 0/o C und einen     Gesamtlegierungszusatz,    der ohne       Berücksichtigung    eines     al'lf'älligen        Silizium-    und     Man-          aanRehaltes    0 bis 8 0/0 beträgt, enthalten und die Er  findung besteht darin,

   dass der Zusatzwerkstoff die  gleiche Zusammensetzung wie der zu schweissende Stahl  besitzt, jedoch zusätzlich einen     Legierungszusatz    von  0,2 bis 0,8 0/0     Ti    enthält.     Überdies    kann der Zusatz-      werkstoff bis 0,4% A1 enthalten, wobei der Alumini  umgehalt bis zu 50 0/o des zusätzlichen Titangehaltes  beträgt.  



  Innerhalb des angegebenen Bereiches für den Titan  anteil soll dieser vorzugsweise umso höher gewählt wer  den, je grösser die Breite des     Schweissspaltes    ist.  



  Durch die vorliegende Erfindung wird für eine be  stimmte Gruppe von Stählen der     Unterschlacken-          schweissung    die Möglichkeit zur Herstellung einwand  freier Schweissverbindungen durch Verwendung hierfür  geeigneter Zusatzdrähte eröffnet.



  Method for producing welded joints by electroslag welding It is known that in electroslag welding the welding gap is filled by melting off the additional wire immersed in the slag bath, this melting taking place without the formation of an electric arc, in contrast to submerged arc welding.



  In both processes, however, the weld metal obtained consists to a considerable extent of molten base material, but in the electroslag welding process this proportion is only about 20% while it can be 60 to 70% in the submerged arc process.



  In electroslag welding, the bath located under a slag cover is formed in a space which is formed by the end faces of the base material to be welded together on the one hand and by cooling shims on the other. As a result, the uppermost liquid part of the weld seam that builds up in the vertical direction is always kept so warm that the prerequisites for the formation of a defect-free weld metal are given. The slag cover itself is heated by resistance heating using the welding current. The base material is melted in the area of the weld pool surface.



  The peculiarity of this process means that, starting essentially from the end faces of the base materials to be joined, a columnar crystal zone is formed, which is the cause of poor toughness properties of the welded material, at least in the area of this zone.



  Various measures of a metallurgical nature have already been proposed to eliminate this error, of which in the present context especially those that deal with recommendations regarding the use of alloyed filler wires should be mentioned. According to these recommendations, improvements by adding titanium, molybdenum and vanadium to the additional bath should be promising.



  Other proposals were to give suitable additives to the powder used to form the slag cover. Since the powder consumption for the slag is very low, additives to the slag-forming powder are metallurgically effective only at the start of welding. In addition, this would change the composition of the weld seam from bottom to top, so that the route via the alloyed additional wire appears to be the most promising for an even supply of alloy components.



  The investigations on which the present invention is based therefore aimed, in particular, for base materials made of unalloyed or alloyed steels with less than 0.1% Ti, at most 0.45% C and 0 to 8% of a total alloy additive, in which, however, the proportion of silicon and manganese should not be included in the development of suitable filler wires.



  Surprisingly, experiments with the addition of molybdenum, vanadium and aluminum did not have any positive effect on the solidification structure. On the other hand, in the steels under consideration, titanium proved to be an effective alloy additive for the filler material when it was added in proportions of 0.2 to 0.8%. The effect of titanium can sometimes be reinforced by aluminum, but for reasons that have not been fully clarified, the aluminum content must not exceed half the additional titanium content.



  The invention thus relates to a method for producing welded joints by electroslag welding of unalloyed or alloyed steels which have less than 0.10 / o Ti "at most 0.45 0 / o C and a total alloy additive which, without taking into account al'lf The silicon and man-aan content is 0 to 8 0/0, and the invention consists in

   that the filler material has the same composition as the steel to be welded, but also contains an alloy additive of 0.2 to 0.8% Ti. In addition, the filler material can contain up to 0.4% A1, the aluminum content being up to 50% of the additional titanium content.



  Within the specified range for the titanium portion, the greater the width of the weld gap, the higher it should preferably be selected.



  The present invention opens up the possibility of producing flawless welded connections by using additional wires suitable for this purpose for a certain group of steels of the lower plague welding.

Claims

PATENT CLAIM Process for the production of welded joints by electroslag welding of unalloyed or alloyed steels that contain less than 0.1% titanium, a maximum of 0.45% carbon and a total alloy additive, which without taking into account any silicon and Manganese content 0 to 8%, characterized in that the additional material has the same composition as the steel to be welded, but additionally contains an alloy addition of 0.2 to 0.8% titanium.

SUBSTANTIAL CLAIM Process according to patent claim, characterized in that the filler material also contains up to 0.411 / o aluminum with the proviso that the aluminum content is up to 50% of the respective additional titanium content.