CH619389A5 - - Google Patents

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CH619389A5
CH619389A5 CH987076A CH987076A CH619389A5 CH 619389 A5 CH619389 A5 CH 619389A5 CH 987076 A CH987076 A CH 987076A CH 987076 A CH987076 A CH 987076A CH 619389 A5 CH619389 A5 CH 619389A5
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handschweisselektrode, die einen Elektrodenkern und einen diesen umhüllenden Elektrodenmantel aufweist und bei der im Elektrodenmantel Legierungselemente enthalten sind, die im Schweissgut harte Ausscheidungen erzeugen.
Derartige Handschweisselektroden werden häufig zur Erzeugung von Verschleissschutzbeschichtungen verwendet, wobei die verschleissmindernde Wirkung in erster Linie durch die harten Verbindungen des Kohlenstoffes mit Elementen wie Fe, Cr, Mo, V, W, Nb, Ta, Zr, Ti erreicht wird, aber neben bzw. statt Karbiden auch Silizide, Boride, Nitride, usw. als harte Ausscheidungen im Schweissgut in Frage kommen. Es gibt derartige Handschweisselektroden, z. B. mit einem gegossenen Kernstab, in dem Karbide bereits vorgeformt enthalten sind, man kann jedoch auch einen weniger legierten Kerndraht mit einem Mantel umhüllen, in dem beispielsweise die zur Karbidbildung erforderlichen Legierungselemente angereichert sind, so dass beim Abschmelzen eine Legierungsbildung erfolgen kann und das Schweissgut die gewünschten Eigenschaften erhält. Dieses letztere Verfahren ist gegenüber dem ersten vorteilhaft, da der Metallurge in der Zusammensetzung des Schweissgutes eine viel freiere Wahl hat. Es ist jedoch schwierig, ein akzeptierbares Schweissverhalten mit einer guten Abschmelzleistung zu verbinden, wenn gleichzeitig die Aufmischung niedrig und beispielsweise der Kohlenstoffgehalt hoch sein soll, d. h. maximale Verschleissfestigkeit angestrebt wird. Ausserdem zeigt sich, dass die Entfernung der Schlackenrückstände üblicher Umhüllungen meist recht schwierig ist und diese Schlacken beim Schweissen sehr störend in Erscheinung treten.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die gewünschte Kombination von Eigenschaften sich in optimaler Weise verwirklichen lässt, wenn man auf die sogenannten Schlackenbildner, im Gegensatz zur herkömmlichen Ansicht, völlig verzichtet und einen geringen Zusatz von einem oder mehreren Halogeniden im Elektrodenmantel verwendet.
Die erfindungsgemässe Handschweisselektrode ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenmantel ausschliesslich aus Legierungselementen, einem Zusatz von, bezogen auf das Gewicht des Elektrodenmantels, gesamthaft 0,01 bis 3 Prozent mindestens eines Halogens in Form eines Halogenids, sowie weniger als 5 Gew.% Bindemittel und Extru-sionshilfsmittel besteht.
Als Bindemittel kommen in an sich bekannter und üblicher Weise Kalium- oder Natriumsilikate, Alkali-Aluminat usw. zur Verwendung, während die genannten Extrusionshilfen zum Beispiel Polysaccharide, Alginate, Zellulosederivate, Schichtsilikate usw. sein können.
Als besonders günstig für die Schweisseigenschaften hat sich ein Halogenzusatz im Bereich von 0,1 bis 1,5 Gew.% Halogen erwiesen, insbesondere der Bereich von 0,2 bis 1 Gew. %. Als Halogen kommt vorzugsweise Fluor in Betracht.
Die Wirkung der erfindungsgemässen Elektrode ist insbesondere in Gegenwart höherer Kohlenstoffanteile in der Elektrode, im Bereich beispielsweise von 2 bis 15%, bezogen auf das Gewicht der Elektrode, bzw. im Bereich von 5 bis 12 Gew.% Kohlenstoff, überraschend ausgeprägt. Damit können die wichtigsten Bereiche der Verschleissschutzbeschich-tungen, Gusseisen inbegriffen, erfasst werden.
Unter den verschiedenen Fluoriden sind die Alkalifluoride,
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Magnesiumfluorid und Fluoride von zwei verschiedenen Metallen, wie z. B. Na2AlF6, besonders wirksam, vor allem aber die Doppelfluoride von einem Alkalimetall oder Magnesium mit einem Element der vierten Nebengruppe des Periodischen Systems der Elemente.
Ferner hat sich herausgestellt, dass eine bestimmte Dosierung der Legierungselemente einen ausserordentlich positiven Einfluss hat, wobei sich die Wirkung dieser Massnahme weit über einen einfachen Additionseffekt hinaus erstreckt. Insbesondere ist vorzugsweise in der gesamten Elektrode das Verhältnis des Gesamtanteils an Fe, Ni und Co zum Gesamtanteil der übrigen Legierungselemente zwischen 0,2 und 9 bzw. zwischen 0,3 und 5 oder sogar zwischen 0,5 und 3 zu wählen.
Auch die Gegenwart von Silicium als Legierungselement wirkt sich günstig auf das Schweissverhalten aus und verleiht dem Schweissgut zusätzlich bestimmte Eigenschaften wie Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit. Ferner wirkt auch Bor vor allem in elementarer Form als Legierungselement nicht nur positiv auf das Schweissverhalten, sondern verbessert zusätzlich die Verschleissfestigkeit des Schweissgutes.
Geringere Mengen von Desoxydationsmitteln sind schon in den meisten Legierungen der Umhüllung vorhanden und wirken bei der vorliegenden Handschweisselektrode nicht störend. Von besonderem Vorteil hingegen ist es, die Umhüllung mit hochkohlenstoffhaltigen Verbindungen anzureichern.
Die Wirksamkeit der erfindungsgemässen Zusammensetzung des Elektrodenmantels an sich und in Zusammenhang mit der Gesamtzusammensetzung der Elektrode ist sowohl bei Verwendung von Kerndrähten aus Eisenwerkstoffen als auch bei hoch nickel- und kobalthaltigen Kerndrähten überraschend gross.
Die vorliegenden Elektroden sind umweltfreundlich und zeichnen sich durch eine besonders geringe Belastung des Arbeitsplatzes mit Schadstoffen aus. Das gesamte Schweissverhalten dieser Elektroden, wie es sich aus der optimalen Kom-5 bination von günstigen Eigenschaften wie geringe Aufmischung, gutes Aufbauen des Schweissguts, Nichtauftreten ■ störender Schlacke, Erreichbarkeit einer hohen Schweissge-schwindigkeit usw. ergibt, bringt in der Anwendung entscheidende Vorteile mit sich.
10
Beispiel
Als Elektrodenkernmaterial verwendet man Flussstahl, wie 1010 Stahl.
Der Elektrodenmantel besass folgende Zusammensetzung 15 (in Gew.%):
Doppelalkalifluoride oder MgF2:
0,01 bis 3% (bevorzugter Gehaltsbereich: 0,1 bis 1,5%) (Ausführungsbeispiel: 1 %)
20 Bindemittel und Extrusionshilfen (Natriumsilikate und Karb-oxymethyl-Zellulose) :
bis zu 5% (Ausführungsbeispiel: 3%)
Karbonpulver:
25 2 bis 15% (bevorzugter Gehaltsbereich: 5 bis 12%) (Ausführungsbeispiel: 8%)
Metallpulver (Mischung aus Eisen; Chrom; Niobium; Molybdän und Wolfram, mit folgender Zusammensetzung, in Gew.: so 65% Fe; 20% Cr;
5% Nb; 5% Mo; 5% W): Rest s

Claims (20)

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1. Handschweisselektrode, die einen Elektrodenkern und einen diesen umhüllenden Elektrodenmantel aufweist und bei der im Elektrodenmantel Legierungselemente enthalten sind, die im Schweissgut harte Ausscheidungen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenmantel ausschliesslich aus Legierungselementen, einem Zusatz von, bezogen auf das Gewicht des Elektrodenmantels, gesamthaft 0,01 bis 3 mindestens eines Halogens in Form eines Halogenids, weniger als
2. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halogenzusatz im Bereich von 0,1 bis 1,5 Gew. % Halogen liegt.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halogenzusatz im Bereich von 0,2 bis 1 Gew.% Halogen liegt.
4. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halogen Fluor ist.
5-20 Gew.% B und/oder 5-20 Gew.% Si enthält.
5. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halogenid ein Alkalimetallfluorid ist.
5 Gew.% Bindemittel und Extrusionshilfsmitteln besteht.
6. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halogenid ein Fluorid von zwei verschiedenen Metallen ist.
7. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorid ein Fluorid von einem Alkalimetall und einem Element der IV. Nebengruppe des periodischen Systems ist.
8. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halogenid MgF2 ist.
9. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Kohlenstoffanteil in Kern und Mantel der Elektrode 2-15 %, bezogen auf das Gewicht der Elektrode, beträgt.
10. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffanteil 5-12 Gew.% beträgt.
11. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenmantel, bezogen auf sein Gewicht, 0,1-1,5 % Si als Legierungselement enthält.
12. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Si in elementarer Form enthalten ist.
13. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenmantel, bezogen auf sein Gewicht, 0,1—1,5% B als Legierungselement enthält.
14. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bor in Form von Borkarbid enthalten ist.
15. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bor in Form von Chromborid enthalten ist
16. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Elektrode
17. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der gesamten Elektrode das Gewichtsverhältnis des Gesamtanteils an Fe, Ni und Co zum Gesamtanteil der übrigen Legierungselemente zwischen 0,2 und 9 liegt.
18. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen 0,3 und 5 liegt.
19. Handschweisselektrode nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen 0,5 und 3 liegt.
20. Handschweisselektrode nach einem der Patentansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass 80% der «übrigen Legierungselemente» aus Cr bestehen.
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