CH631100A5 - Weld filler metal for the heterogeneous fusion welding of cast iron - Google Patents

Weld filler metal for the heterogeneous fusion welding of cast iron Download PDF

Info

Publication number
CH631100A5
CH631100A5 CH788577A CH788577A CH631100A5 CH 631100 A5 CH631100 A5 CH 631100A5 CH 788577 A CH788577 A CH 788577A CH 788577 A CH788577 A CH 788577A CH 631100 A5 CH631100 A5 CH 631100A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
cast iron
welding
fusion welding
filler material
filler metal
Prior art date
Application number
CH788577A
Other languages
German (de)
Inventor
Erich Prof Dr Dipl In Folkhard
Original Assignee
Ver Edelstahlwerke 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 Ver Edelstahlwerke Ag filed Critical Ver Edelstahlwerke Ag
Publication of CH631100A5 publication Critical patent/CH631100A5/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
    • B23K35/3033Ni as the principal constituent

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweisszusatzwerkstoff zum Heterogenschmelzschweissen von Gusseisen, insbesondere von Gusseisen mit Kugelgraphit, bestehend im wesentlichen aus einer Nickelbasislegierung, die neben Kohlenstoff, Silizium und Mangan ein karbidbildendes Element aus der Reihe Titan, Niob/Tantal und Zirkonium enthält. The invention relates to a welding filler material for heterogeneous fusion welding of cast iron, in particular of spheroidal graphite cast iron, consisting essentially of a nickel-based alloy which, in addition to carbon, silicon and manganese, contains a carbide-forming element from the series titanium, niobium / tantalum and zirconium.

Für das Schweissen von Gusseisen, insbesondere von Gusseisen mit Kugelgraphit, sogenanntem Späroguss, sind eine Reihe von Vorschlägen bekannt. Dabei kann grundsätzlich unterschieden werden zwischen solchen Lösungen, bei denen ein homogenes Schweissgut angestrebt wird, d.h. ein Schweissgut, bei dem der Kohlenstoff überwiegend in Form von Kugelgraphit vorliegt und solchen Lösungen, bei denen ein aus Nickel und insbesondere Nickel-Eisen-Legierungen bestehendes, somit also ein heterogenes Schweissgut gebildet wird. A number of proposals are known for welding cast iron, in particular spheroidal graphite cast iron, so-called nodular cast iron. A basic distinction can be made between solutions in which a homogeneous weld metal is sought, i.e. a weld metal in which the carbon is predominantly in the form of spheroidal graphite and those solutions in which a material consisting of nickel and in particular nickel-iron alloys, that is to say a heterogeneous weld metal, is formed.

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Verbesserung beim Heterogenschmelzschweissen, also der zuletzt genannten Schweissmethode, weil die bisher bekannten Lösungen zwar gewisse Verbesserungen hinsichtlich der technologischen Kennwerte des reinen Schweissgutes mit sich gebracht haben, den wesentlichen Nachteil der Schweissung, nämlich die ungünstige Wärmebeeinflussung der Randzonen, aber nur durch eine nachträgliche Wärmebehandlung der geschweissten Teile verbessern konnten. Es bestand daher das dringende Bedürfnis zur Schaffung eines Schweiss-zusatzwerkstoffes, dessen Anwendung Schweissresultate erbringt, bei denen vollauf zufriedenstellende technologische Kennwerte quer zur Schweissrichtung auch im Randbereich der Schweisszone ohne spezielle Wärmebehandlung der geschweissten Teile erzielbar sind. The present invention is concerned with an improvement in heterogeneous fusion welding, that is to say the last-mentioned welding method, because the solutions known hitherto have brought about certain improvements with regard to the technological parameters of the pure weld metal, the main disadvantage of welding, namely the unfavorable influence on the heat of the peripheral zones, but could only be improved by subsequent heat treatment of the welded parts. There was therefore an urgent need to create a welding filler material, the application of which produces welding results in which fully satisfactory technological parameters transverse to the welding direction can also be achieved in the edge area of the welding zone without special heat treatment of the welded parts.

Es ist aus der DE-AS 2 437 247 bekannt, dass mit modifizierten Nickel-Eisen-Elektroden bei der Entnahme von Längszugproben aus Mehrlagen-Verbindungschweissungen relativ hohe Dehnungswerte in der Grössenordnung von etwa 25% feststellbar sind. Prüft man derartige Schweissver- It is known from DE-AS 2 437 247 that with modified nickel-iron electrodes relatively high elongation values in the order of magnitude of about 25% can be determined when taking longitudinal tensile specimens from multilayer welds. If you test such welding

bindungen jedoch quer zur Schweissrichtung (Querzugproben), so tritt der Bruch meistens schon bei ganz geringen Dehnungswerten in der Übergangszone zwischen Schweissgut und Grundwerkstoff ein, wobei diese Dehnungswerte in der Regel unter 5% liegen. However, bonds transverse to the direction of welding (transverse tensile tests), the breakage usually occurs at very low elongation values in the transition zone between the weld metal and the base material, these elongation values generally being less than 5%.

Die Erfindung löst das genannte Problem mit einem Schweisszusatzwerkstoff, der im wesentlichen aus einer Nik-kel-Basis-Legierung besteht, die neben Kohlenstoff, Silizium und Mangan ein karbidbildendes Element aus der Reihe Titan, Niob/Tantal und Zirkonium enthält; der Werkstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass er, bezogen auf das Gewicht der Legierungsbestandteile, folgende Legierungselemente enthält: The invention solves the above-mentioned problem with a welding filler material which essentially consists of a Nik-kel-based alloy which, in addition to carbon, silicon and manganese, contains a carbide-forming element from the series titanium, niobium / tantalum and zirconium; The material is characterized in that, based on the weight of the alloy components, it contains the following alloy elements:

zumindest 75% Ni, at least 75% Ni,

max. 2,0% C, Max. 2.0% C,

0,05 bis 5,0% Si, 0.05 to 5.0% Si,

0,1 bis 20,0% Mn, 0.1 to 20.0% Mn,

0,5 bis 5,0% Ti, Nb/Ta und/oder Zr, 2,0 bis 20,0% Co, 0.5 to 5.0% Ti, Nb / Ta and / or Zr, 2.0 to 20.0% Co,

max. 15,0% Fe Max. 15.0% Fe

Gemäss bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung enthält der Schweisszusatzwerkstoff 0,05 bis 3,0% Si bzw. 0,1 bis 10,0% Mn. According to preferred embodiments of the invention, the welding filler material contains 0.05 to 3.0% Si or 0.1 to 10.0% Mn.

Massgebend für die Problemlösung ist die auf das Schweissgut abgestellte Zusammensetzung des erfindungsge-mässen Schweisszusatzwerkstoffes, der sich im Falle blanker, zum Schutzgasschweissen bestimmter Drähte bzw. Stäbe praktisch mit deijenigen des Schweissgutes deckt. Den Fachleuten auf dem Schweissgebiet ist es bekannt und geläufig, welche Anpassungen bzw. Abwandlungen vorzunehmen sind, um bei anderen Ausführungsformen, so etwa bei ummantelten Stabelektroden, die auch einen Teil der Legierungsbestandteile in der Umhüllung enthalten können, bei Schweissbändern durch eine entsprechende Band/Pulver-Kombination oder bei der Fülldrahtschweissung das gewünschte Schweissgut zu erreichen. The decisive factor in solving the problem is the composition of the welding filler material according to the invention, which in the case of bare wires or rods intended for gas-shielded arc welding practically coincides with that of the weld metal. It is known and familiar to the experts in the field of welding which adaptations or modifications are to be made in order to use different bands, for example in the case of coated stick electrodes, which may also contain part of the alloy components in the sheath, in the case of sweat bands by means of a corresponding band / powder Combination or in the case of cored wire welding to achieve the desired weld metal.

Bei der Verwendung des erfindungsgemässen Schweisszusatzwerkstoffes macht sich der Kobalt-Anteil im Schweissgut so bemerkbar, dass bei der sorgfältig abgestimmten Legierungszusammensetzung in durchaus überraschender Weise die Bildung spröder Gefügebestandteile in der wärmebe-einflussten Übergangszone des Grundwerkstoffes gehemmt wird, so dass kein vorzeitiger Bruch in dieser Zone eintrintt. Wie umfangreiche Versuche gezeigt haben, erfolgt der Bruch der Querzugproben, bei denen in der Grössenordnung von 15 bis 20% liegende Dehnungswerte erreicht werden, im Grundwerkstoff ausserhalb der Übergangszone nach entsprechend hoher Verformung. When using the welding filler material according to the invention, the cobalt content in the weld metal is so noticeable that the carefully coordinated alloy composition surprisingly inhibits the formation of brittle structural components in the heat-affected transition zone of the base material, so that there is no premature break in this zone comes in. As extensive tests have shown, the transverse tensile specimens, in which strain values in the order of magnitude of 15 to 20% are reached, break in the base material outside the transition zone after a correspondingly high degree of deformation.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments:

Beispiel 1 example 1

Vergleichsweise wurden mit 15 mm dicken Sphäroguss-platten Schweissverbindungen (V-Nähte) unter Anwendung des Schutzgasschweissverfahrens mit blanken Drähten von 1,2 mm Durchmesser hergestellt, wobei ohne Vorwärmung und ohne Wärmenachbehandlung geschweisst wurde. Das mit der Drahtzusammensetzung praktisch übereinstimmende reine Schweissgut hatte die in der folgenden Tabelle angeführte chemische Zusammensetzung, woraus sich ergibt, For comparison, welded joints (V-seams) were produced with 15 mm thick nodular cast iron plates using the inert gas welding process with bare wires of 1.2 mm diameter, welding being carried out without preheating and without post-treatment. The pure weld metal practically corresponding to the wire composition had the chemical composition given in the following table, from which it follows that

dass bei den Proben 1 und 2 Kobalt in den Fe/Ni-Legierun-gen nur im Rahmen einer ungewollten Verunreinigung enthalten war, während die Probe 3 der Erfindungsdefinition entspricht: that samples 1 and 2 contained cobalt in the Fe / Ni alloys only as part of an unwanted contamination, while sample 3 corresponds to the definition of the invention:

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Tabelle 1 Table 1

631 100 631 100

Proben rehearse

Legierungszusammensetzung Alloy composition

Nr. No.

C C.

Si Si

Mn Mn

Ti Ti

Nb Nb

Fe Fe

Co Co

Ni Ni

1 1

0,18 0.18

0,43 0.43

1,31 1.31

0,04 0.04

1,12 1.12

31,4 31.4

0,08 0.08

Rest rest

2 2nd

0,25 0.25

1,09 1.09

0,56 0.56

0,33 0.33

0,36 0.36

49,1 49.1

0,11 0.11

Rest rest

3 3rd

0,15 0.15

0,47 0.47

2,81 2.81

0,15 0.15

3,10 3.10

1,72 1.72

5,91 5.91

Rest rest

Der Sphäroguss hatte die nachstehende chemische Zusam mensetzung: 3,48% C, 2,41% Si, 0,17% Mn, 0,022% P, 0,003% S, 0,047% Mg, Rest: Fe. The nodular cast iron had the following chemical composition: 3.48% C, 2.41% Si, 0.17% Mn, 0.022% P, 0.003% S, 0.047% Mg, balance: Fe.

Die Streckgrenze crs lag bei 343 n/mm2, die Zugfestigkeit crB bei 465 N/mm2; die Bruchdehnung 8S wurde mit 19,2% ermittelt. The yield strength crs was 343 n / mm2, the tensile strength crB was 465 N / mm2; the elongation at break 8S was found to be 19.2%.

Aus den geschweissten Platten wurden quer zur Schweissnaht Rund-Zerreissproben entnommen und auf ihre Eigenschaften geprüft. Folgende Werte wurden dabei erhalten: Round tensile samples were taken from the welded plates at right angles to the weld seam and tested for their properties. The following values were obtained:

15 15

Tabelle 2 Table 2

Proben Nr. Sample No.

1 1

2 2nd

3 3rd

Streckgrenze <tS Yield point <tS

N/mm2 N / mm2

330 327 339 330 327 339

Zugfestigkeit a B Tensile strength a B

N/mm2 N / mm2

Bruchdehnung Elongation at break

55 55

% %

411 390 471 411 390 471

1,7 1,3 17,0 1.7 1.3 17.0

Bruch in der Übergangszone in der Übergangszone im Grundwerkstoff ausserhalb der Übergangszone Break in the transition zone in the transition zone in the base material outside the transition zone

Beispiel 2 Example 2

In diesem Falle wurden Verbindungsschweissungen als (Kerndrahtdurchmesser 4 mm) durchgeiuiiri, wobei sich fol-V-Nähte mit den schon im Beispiel 1 beschriebenen 15 mm 30 gende, mit der Kerndrahtzusammensetzung weitgehend dicken Sphärogussplatten mit umhüllten Stabelektroden übereinstimmende Analyse des reinen Schweissgutes ergab: In this case, connection welds were carried out as (core wire diameter 4 mm), whereby fol-V seams with the 15 mm 30 gauze plates described above in Example 1, largely thick with the core wire composition and with thick rod nodular cast iron plates with covered rod electrodes, showed an analysis of the pure weld metal:

Tabelle 3 Table 3

Proben Nr. Sample No.

Si Si

Legierungszusammensetzung Mn Zr Nb Fe Alloy composition Mn Zr Nb Fe

Co Co

Ni Ni

0,12 0.12

0,39 0.39

1,51 1.51

0,42 0.42

2,85 2.85

3,2 3.2

6,25 6.25

Rest rest

Die Prüfung der übereinstimmend mit Beispiel 1 entnommenen Rund-Zerreissproben erbrachte folgendes Ergebnis: The examination of the round tensile tests taken in accordance with Example 1 gave the following result:

Tabelle 4 Table 4

Proben Nr. Sample No.

Streckgrenze <*s Yield point <* s

N/mm2 N / mm2

Zugfestigkeit Bruchdehnung crB S5 Tensile strength elongation at break crB S5

N/mm2 % N / mm2%

Bruch fracture

358 358

463 463

18,5 18.5

im Grundwerkstoff ausserhalb der Übergangszone s in the base material outside the transition zone s

Claims (3)

631100 631100 2. Schweisszusatzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Siliziumgehalt 0,05 bis 3,0% Si beträgt. 2. welding filler material according to claim 1, characterized in that the silicon content is 0.05 to 3.0% Si. 2,0 bis 2.0 to 20,0% Co, 20.0% Co, max. Max. 15,0% Fe 15.0% Fe 2,0% C, 2.0% C, 0,05 bis 0.05 to 5,0% Si, 5.0% Si, 0,1 bis 0.1 to 20,0% Mn, 20.0% Mn, 0,5 bis 0.5 to 5,0% Ti, Nb/Ta und/oder Zr, 5.0% Ti, Nb / Ta and / or Zr, 2 2nd PATENTANSPRÜCHE 1. Schweisszusatzwerkstoff zum Heterogenschmelz-schweissen von Gusseisen, insbesondere von Gussejsen mit Kugelgraphit, bestehend im wesentlichen aus einer Nickel-Basis-Legierung, die neben Kohlenstoff, Silizium und Mangan ein karbidbildendes Element aus der Reihe Titan, Niob/ Tantal und Zirkonium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff, bezogen auf das Gewicht der Legierungsbestandteile, folgende Legierungselemente enthält: PATENT CLAIMS 1. Welding filler material for heterogeneous fusion welding of cast iron, in particular of spheroidal graphite cast iron, consisting essentially of a nickel-based alloy, which contains carbon, silicon and manganese as well as a carbide-forming element from the series titanium, niobium / tantalum and zirconium. characterized in that the material, based on the weight of the alloy components, contains the following alloy elements: zumindest 75% Ni, at least 75% Ni, max. Max. 3. Schweisszusatzwerkstoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mangangehalt 0,1 bis 10,0% Mn beträgt. 3. welding filler material according to claims 1 and 2, characterized in that the manganese content is 0.1 to 10.0% Mn.
CH788577A 1976-07-29 1977-06-24 Weld filler metal for the heterogeneous fusion welding of cast iron CH631100A5 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT557576A AT342381B (en) 1976-07-29 1976-07-29 WELDING MATERIAL FOR HETEROGENIC FUSION WELDING OF CAST IRON

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH631100A5 true CH631100A5 (en) 1982-07-30

Family

ID=3577302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH788577A CH631100A5 (en) 1976-07-29 1977-06-24 Weld filler metal for the heterogeneous fusion welding of cast iron

Country Status (8)

Country Link
AT (1) AT342381B (en)
AU (1) AU509194B2 (en)
BR (1) BR7704950A (en)
CA (1) CA1080514A (en)
CH (1) CH631100A5 (en)
DE (1) DE2728777C3 (en)
FR (1) FR2359680A1 (en)
GB (1) GB1558940A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5768296A (en) * 1980-10-16 1982-04-26 Nissan Motor Co Ltd Automatic welding wire for surface hardening and overlaying
US4471034A (en) * 1982-11-16 1984-09-11 Eutectic Corporation Alloy coating for cast iron parts, such as glass molds
DE3314389C1 (en) * 1983-04-21 1984-08-23 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen Welding wire for pore-free welding of pipes in pipe floors of heat exchangers or the like
DE4134134A1 (en) * 1991-10-15 1993-04-22 Castolin Sa Coating cast iron@ parts with wear-resistant layer - utilises nickel@, cobalt@, or iron@-based alloy with copper@ or chromium@ or silicon@ or boron@ and additives to avoid high transitional hardness gradients
FR2727889A1 (en) 1994-12-09 1996-06-14 Ferry Capitain Sarl METHOD FOR FUSION WELDING SPHEROIDAL GRAPHITE CAST IRON CASTS
EP2409806A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing a large-dimension component part made from spheroidal graphite iron
CN106270966B (en) * 2016-08-26 2019-01-25 常州华德机械有限公司 A kind of process for welding low-temperature spheroidal iron and manganese steel plate

Also Published As

Publication number Publication date
BR7704950A (en) 1979-04-03
FR2359680A1 (en) 1978-02-24
DE2728777A1 (en) 1978-02-02
AU2671477A (en) 1979-01-11
FR2359680B1 (en) 1982-01-15
GB1558940A (en) 1980-01-09
DE2728777B2 (en) 1979-06-07
DE2728777C3 (en) 1980-02-14
AU509194B2 (en) 1980-04-24
AT342381B (en) 1978-03-28
CA1080514A (en) 1980-07-01
ATA557576A (en) 1977-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2905012C2 (en) Method for applying welding material in layers to the surface of a base body
DE1296930B (en) Covered welding electrode on a nickel-chromium basis
DE2217936A1 (en) Austenitic stainless steel weld metal and welding process
DE1508312B1 (en) WELDING POWDER FOR SUBMERGED WELDING OF 9% NICKEL STEEL
DE102004024299A1 (en) Welded component
CH631100A5 (en) Weld filler metal for the heterogeneous fusion welding of cast iron
DE1815274A1 (en) Electrode for welding rust-resistant steels
DE2248130C2 (en) Powdered welding filler material based on nickel and the welded workpiece obtained with it
DE2736484B2 (en) Use of a filler metal for fusion welding of aluminum alloys
DE1228496B (en) Welding filler material for gas-shielded metal arc welding of ferritic nickel steels
DE3736209C2 (en)
DE1483452A1 (en) Welding material for low temperatures
DE69702629T3 (en) Wire electrode with flux core for arc welding
DE2217082B2 (en) Welding filler material for arc welding of cryogenic steels
DE2438008C2 (en)
DE2213230B2 (en) Cored wire electrode for electroslag welding
DE683361C (en) Filler material for welding corrosion-resistant, titanium-containing chromium or chromium-nickel steels
DE1924413B2 (en) Welding of steels with very high strength and toughness
DE2439862C2 (en)
DE2811406C3 (en) Wire and powder welding combination for submerged arc welding and methods for welding pipeline steels using such a combination
DE2061606C3 (en) Use of a welding electrode made from a low-alloy steel alloy
DE2140238C3 (en) Use of a filler metal for welding steel for use at low temperatures
AT220921B (en) Process for the production of arc-welded connections, which should have a low susceptibility to brittle fracture even at low temperatures, as well as welding electrodes for performing the process
DE1533543A1 (en) Welding electrode
DE2108613A1 (en) Welding process for the production of stable, austenitic, non-magnetizable welds that are resistant to grain decay

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased