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PATENTANSPRUCH
Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes durch Formen einer Rinne aus einem kaltgewalzten Metallband, Füllen der geformten Rinne mit einer Pulverzusammensetzung, Weiterverarbeitung der mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rinne in ein Rohr, mehrfaches Ziehen des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rohres, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne mit der Pulverzusammensetzung bis zu 5-65%, bezogen auf Volumen des Rohrinnenraumes, gefüllt wird, das mit der Pulverzusammensetzung gefüllte Rohr unter Berücksichtigung eines Stauchgrades des gesamten Stauchens von 70 bis 95% und eines Stauchgrades des Einzelstauchens über die ganze Länge von 20 bis 45% gezogen wird, wobei der Dicke und der Breite des Metallbandes folgendes Verhältnis anhaftet:
:
EMI1.1
wobei mit h- Banddicke,
K- Koeffizient, welcher von dem Stauchgrad des gesamten Stauchens des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Drahtes abhängig ist und in einem Bereich von 0,9 bis 2,25 liegt, d - vorgegebener Durchmesser des gefertigten Pulverdrahtes, XB- spezifisches Gewicht des Bandwerkstoffes, yPz- spezifisches Gewicht der Pulverzusammensetzung,
KF - Koeffizient des Füllens des Pulverdrahtes mit der Pulverzusammensetzung,
KFJR - Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammensetzung, welcher von 0,05 bis 0,65 beträgt, bezeichnet sind, und B = (D-h)r, worin
B für Bandbreite und
D für Aussendurchmesser des Rohres steht, welcher nach folgende- Formel D=2Kd zu bestimmen ist, und n; = 3,14 ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes gemäss Oberbegriff des Patentanspruches.
Mit dem grössten Nutzeffekt kann diese Erfindung bei der Produktion von Schweiss- und Auftragdrähten verwendet werden.
Es sind zur Zeit verschiedene Verfahren zur Herstellung von Pulverdrähten bekannt. Aus dem Buch von I. K. Pohodni, A. M. Suptel, W.N. Schlepakow Swarka poroschkowoj prowolokoj , Kiev, Verlag Naukowa dumkä , 1972, Seiten 129-137 ist ein Verfahren zu entnehmen, nach welchem man eine Rinne aus einem kaltgewalzten Metallband formt, die danach mit einer Pulverzusammensetzung gefüllt und ins Rohr geformt wird, wobei die Pulverzusammensetzung nach dem ganzen Volumen des Drahtinnenraumes verteilt wird.
Zum Verdichten der Pulverzusammensetzung und Herstellen des Drahtes mit einem vorgegebenen Durchmesser wird das mit der Pulverzusammensetzung gefüllte Rohr mehrfach mittels einer Strangziehmaschine gezogen.
Die Ausmessungen des Metallbandes, beispielsweise Dikke und Breite, werden aus folgendem Verhältnis ausgewählt:
EMI1.2
wobei mit h- Banddicke,
K - Koeffizient, welcher von dem Stauchgrad des gesamten Stauchens des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Drahtes abhängig ist und in einem Bereich von 0,75 bis 1 liegt.
d - vorgegebener Durchmesser des gefertigten Pulverdrahtes,
KF - Koeffizient des Füllens des Drahtmantels mit der Pulverzusammensetzung, welcher nach folgender Formel
EMI1.3
zu bestimmen ist, in der on Gewicht der Pulverzusammensetzung in dem
Draht und 0 - B ¯ Gewicht des Drahtbandes, bedeutet XB - spezifisches Gewicht des Bandwerkstoffes und YPz - Schüttgewicht der Pulverzusammensetzung bezeichnet sind, und B=(D-h)n: worin
B für Bandbreite, und
D für Aussendurchmesser des Rohres steht, welcher nach folgender Formel D = 2Kd zu bestimmen ist und X = 3,14 ist.
Wie es bereits bekannt ist, werden die Bedingungen der
Verformung des Pulverdrahtes bei dessen Produktion im wesentlichen nach dem Verhalten des Widerstandes der Pulverzusammensetzung während der Wirkung der Zieh- und Stauchbeanspruchungen bestimmt.
Ein beliebiger Schüttkörper, insbesondere die Pulverzusammensetzung des Pulverdrahtes weist einen guten Widerstand bei der Wirkung der Stauchbeanspruchung und keinen Widerstand bei der Wirkung der Ziehbeanspruchung auf.
Die Widerstände bei der Ziehbeanspruchung entstehen also während des Strangziehganges nur im Drahtmantel.
Demzufolge ist eine Verringerung des Stauchgrades nach dem Durchgang des Drahtes einer Stauchstufe zum Vermeiden des Bruchdrahtes vonnöten.
Dadurch wird auch eine Verminderung der Stabilität und Produktivität des Verfahrens bedingt. Es ist ferner zu vermerken, dass eine Verminderung des Stauchgrades des Einzelstauchens über die ganze Länge des Strangziehens des Drahtes zur Herabsetzung der spezifischen Drücke in der Umformzone führt, was eine Erhöhung der Schichtdicke des technologischen Schmiermittels auf der Oberfläche des Pulverdrahtes zur Folge hat. Der Grund dafür besteht darin, dass während der Anwendung des Pulverdrahtes eine Reihe von Schwierigkeiten entstehen. So werden beispielsweise die Rohrleitungen von Schweissautomaten durch das von der Oberfläche des Pulverdrahtes abgetrennte Schmiermittel verstopft, was zum Versagen der Rohrleitung führt.
Während des Schweissens entstehen bei dem Verbrennen des Schmiermittels eine erhebliche Menge an Giftprodukten seines Verbrennens, was eine Verschlechterung der Arbeitsbedingungen zur Folge hat und mit der Verwendung von verschiedenen Schutzanlagen und mit einer Erhöhung des Luftaustausches verbunden ist. Darüber hinaus neigt das Metall der Schweissnähte zur Versprödung, was seinerseits zur Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Schweissverbindung führt.
Im Falle der Abtrennung des Schmiermittels von der Oberfläche des Pulverdrahtes, z. B. durch Glühen, steigt die Reibung des Pulverdrahtes nach dem ganzen Umfang der Rohrwandung in dem Kanal der Rohrleitung des Schweissautomates, wodurch der Durchgang des Drahtes erschwert wird.
Die Anwendung von entsprechenden Schmiermitteln an der Oberfläche des erwähnten Kanals gewährleistet eine Zugabe des Pulverdrahtes durch die Rohrleitung mit einer Geschwindigkeit von 150 bis 250 m/Std. Bei der Zugabe des Pulverdrahtes mit den höheren Geschwindigkeiten von 300 bis 500 m/Std. wird jedoch die Effektivität des Schmierens vermindert, der Verbrauch an Schmiermittel erhöht, was eine Kostenerhöhung des Auftragschweissmetalls zur Folge hat.
Zweck der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes anzugeben, in welchem die Arbeitsgänge und die Betriebsdaten eine hohe Stabilität des Ziehganges bei der erheblichen Einfach- und Mehrfach Verformung gewährleisten.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes durch Formen einer Rinne mit einem kaltgewalzten Metallband, Füllen der geformten Rinne mit einer Pulverzusammensetzung, Weiterverarbeitung der mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rinne in ein Rohr, mehrfaches Ziehen des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rohres, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne mit der Pulverzusammensetzung bis zu 5-65%, bezogen auf Volumen des Rohrinnenraumes, gefüllt wird, das mit der Pulverzusammensetzung gefüllte Rohr unter Berücksichtigung eines Stauchgrades des gesamten Stauchens von 70 bis 95% und eines Stauchgrades des Einzelstauchens über die ganze Länge von 20 bis 45% gezogen wird, wobei der Dicke und der Breite des Metallbandes folgendes Verhältnis anhaftet:
:
EMI2.1
wobei mit h - Banddicke,
K - Koeffizient, welcher von dem Stauchgrad des gesamten Stauchens des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Drahtes abhängig ist und in einem Bereich von 0,9 bis 2,25 liegt, d - vorgegebener Durchmesser des gefertigten Pulverdrahtes, y, - spezifisches Gewicht des Bandwerkstoffes, yPz- - spezifisches Gewicht der Pulverzusammensetzung,
KF - Koeffizient des Füllens des Pulverdrahtes mit der Pulverzusammensetzung, KFlR - Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammensetzung, welcher von 0,05 bis 0,65 beträgt, bezeichnet sind, und B = (Dh)2, worin
B für Bandbreite und
D für Aussendurchmesser des Rohres steht, welcher nach folgender Formel D = 2Kd zu bestimmen ist,
und it = 3,14 ist.
Bei der Produktion des Pulverdrahtes in Übereinstimmung mit dem beschriebenen Verfahren wird das Metallrohr bis zu 5-65% mit der Pulverzusammensetzung gefüllt. Demzufolge entsteht in der erwähnten Pulverzusammensetzung bis zum Erreichen des bestimmten Stauchgrades des gesamten Stauchens kein für die Drahtverformung erforderlicher Widerstand.
Die Verdichtungsgrösse der Pulverzusammensetzung kann dabei entweder kleiner sein als die nach dem eingangs angegebenen Verfahren erhaltene Verdichtungsgrösse ist oder der gleich sein, aber der Draht wird in letzterem Falle schmaler ausgeführt. Demzufolge steigt die Verformbarkeit des Pulverdrahtes an, was es ermöglicht, das Strangziehen des Pulverdrahtes auf den Mehrfach-Ziehmaschinen, welche sich durch den hohen Stauchgrad des gesamten Stauchens (70-95%) und des Einzelstauchens über die gesamte Länge des Strangziehens (2045%) kennzeichnen, sicher durchzuführen.
Es ist zu vermerken, dass der hohe Stauchgrad bei der erheblichen Stauchzahl (aber im erfindungsgemässen Bereich) die Möglichkeit bietet, den Pulverdraht mit einem vorgegebenen Durchmesser aus dem Pulverdraht mit einem höheren Durchmesser als im Falle der Durchführung des eingangs angegebenen Verfahrens herzustellen. Aus dem Band mit erheblicher Dicke und Breite wird ein grosser Rohling gefertigt. Darüber hinaus ist es möglich, die Drähte mit einem kleineren Durchmesser (von 1,0 bis 2,0 mm) aus dem beliebi gen Band, welches sich durch eine gute Bearbeitbarkeit kennzeichnet, durch erhebliche Gesamtdeformationen herzustellen.
Das Überschreiten der oberen Grenze des Stauchgrades des gesamten Stauchens beim Strangziehen mit hoher Zügezahl führt zur Verringerung der Verformbarkeit des Drahtes.
Erhebliche Einzeldeformationen, deren Werte im erfindungsgemässen Bereich liegen, haben zur Folge, dass in der Umformzone hohe spezifische Drücke wirken, was zur Verringerung des Schmiermittels an der Oberfläche des Pulverdrahtes führt. Das Überschreiten der oberen Grenze des Stauchgrades des Einzelstauchens der Rohlinge führt zu dem Bruch der letzteren.
Der Pulverdraht wird gemäss der Erfindung folgenderweise hergestellt.
Zur Herstellung des Pulverdrahtes mit einem vorgegebenen Durchmesser und einem vorgegebenen Koeffizient des Füllens werden die Ausmessungen des Querschnittes des kaltgewalzten Metallbandes (Dicke und Breite) aus folgendem Verhältnis ausgewählt:
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wobei mit h- Banddicke,
K- Koeffizient, welcher von dem Stauchgrad des gesamten Stauchens des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Drahtes abhängig ist und in einem Bereich von 0,9 bis 2,25 liegt, d - Durchmesser des gefertigten Pulverdrahtes, YB - spezifisches Gewicht des Bandwerkstoffes, 7Pz - spezifisches Gewicht der Pulverzusammensetzung,
KF - Koeffizient des Füllens des Pulverdrahtes mit der Pulverzusammensetzung, KFFR- Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraums, welcher in einem Bereich von 0,05 bis 0,65 liegt, bezeichnet sind,
und B = (D-h)it, worin
B für Bandbreite und
D für Aussendurchmesser des Rohres steht, welcher nach folgender Formel D = 2Kd zu bestimmen ist, und it 3,14 ist.
Um einen schmalen Pulverdraht herzustellen, muss man einen niedrigen KFIR bei den gleichen anderen Bedingungen wählen.
Die Grösse der Dicke des Metallbandes wird nach dem Rechnen auf kleinsten Standardwert und die Grösse der Breite des Metallbandes auf grössten Standardwert aufgerundet.
Das kaltgewalzte Metallband wird von einer Spule, welche sich auf einem Abwickler befindet, abgezogen und Spannrollen zugeführt, unter deren Wirkung es in eine Rinne geformt wird. Die geformte Rinne wird danach mit Hilfe von einer Dosiereinrichtung mit einer Pulverzusammensetzung in der dem vorgegebenen Koeffizient KF entsprechenden Menge gefüllt. Um den vorgegebenen Koeffizient KFIR zu erreichen, wird das Band aus dem obigen Verhältnis gewählt.
Die mit der Pulverzusammensetzung gefüllte Rinne wird ferner ins Rohr geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch kontinuierliches Strangziehen mit hoher Zügezahl auf einer Mehrfachzug-Ziehmaschine. Das Strangziehen wird derart durchgeführt, dass der Querschnittsänderungsgrad nach dem Ziehen mit einer bestimmten Stauchzahl in einem Bereich von 70 bis 95% liegt und dass der Querschnittsänderungsgrad (Stauchgrad) des Pulverdrahtes nach dem Durchgang einer Einzelstauchstufe über die ganze Länge des Ziehganges von 20 bis 45% beträgt.
Um die Güte des erhaltenen Pulverdrahtes zu bewerten, wird der Gasgehalt im Auftragschweissmetall bestimmt. Die Bestimmung von verschiedenen Metallproben, d. h. die Bestimmung des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Rest Wasserstoff wird nach der Vakuumschmelzmethode durchgeführt.
Der Gehalt an Diffusionswasserstoff wird durch Auftragschweissen von bestimmten Werkstoffen bestimmt, welche daraufhin mit Hilfe von einem Eudiometer in einer Glyzerinlösung untersucht werden. Zum Durchführen des Auftragschweissens verwendet man eine Vorrichtung zum automatischen Schweissen, welche einen Schraubstock mit wassergekühlten Schraubstockbacken aus Kupfer aufweist.
Beispiel 1
Der Pulverdraht wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren folgenderweise hergestellt.
Für die Herstellung des Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 2,2 mm und einem Koeffizient des Füllens von 0,18 wählt man ein kaltgewalztes Metallband mit einem Querschnittsausmass von 0,5 x 15 mm.
Die Ausmessungen des Bandes werden in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Methode vorbestimmt (KF = 1,2; YB = 7,8 g/cm3; 7pz= 2,5 g/cm3; KFJR = 0,65; D = 5,3 mm).
Das ausgewählte Band wird von einer an einem Abwick ler angeordneten Spule abgezogen und Spannrollen zugeführt, unter deren Wirkung es in eine Rinne geformt wird.
Die auf die beschriebene Weise erhaltene Rinne wird mit Hilfe von einer Dosiereinrichtung mit einer Pulverzusammensetzung in der dem Koeffizient des Füllens des Drahtmantels von 0,18 entsprechenden Menge gefüllt.
Das aus dem eingangs angegebenen Verhältnis ausgewählte Band bietet die Möglichkeit, den vorgegebenen Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes bis zu 0,65, d. h. bis zu 65% zu erreichen. Die in der beschriebenen Art und Weise mit der Pulverzusammensetzung aufgefüllte Rinne wird ins Rohr mit einem Durchmesser von 5,3 mm geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch sechsfaches Ziehen auf einer kontinuierlich arbeitenden Ziehmaschine bis zur Erhaltung des Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 2,2 mm.
Der Stauchgrad des gesamten Stauchens beträgt 87,4 und der Stauchgrad des Einzelstauchens über die ganze Länge des Strangziehens beträgt 20-35%. Die Dicke des Drahtmantels beträgt 0,38 mm und die Dichte der Pulverzusammensetzung beträgt 4,4 g/cm3.
Für die Bewertung der schweisstechnologischen Eigenschaften des Pulverdrahtes wird der Gasgehalt im Auftragschweissmetall in der eingangs beschriebenen Weise bestimmt.
Nachstehend sind die Werte des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff im Auftragschweissmetall eingeführt:
Stickstoff in % 0,009
Sauerstoff in % 0,055
Wasserstoff in cm/100 g des Auftragschweissmetalls 7,4
Beispiel 2
Der Pulverdraht wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren folgenderweise hergestellt.
Für die Herstellung des Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 2,3 mm und einem Koeffizient des Füllens von 0,18 wählt man ein kaltgewalztes Metallband mit einem Querschnittsausmass von 0,3 x 14 mm.
Die Ausmessungen des Bandes werden in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Methode vorbestimmt (KF = 0,93; 713 = 7,8 g/cm3; y, = 2,5 g/cm3; KFJR = 0,48, D = 4,3 mm).
Das ausgewählte Band wird von einer an einem Abwick ler angeordneten Spule abgezogen und Spannrollen zugeführt, unter deren Wirkung es in eine Rinne geformt wird.
Das aus dem eingangs angegebenen Verhältnis ausgewählte Band bietet die Möglichkeit, den Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammensetzung bis zu 0,48, d. h. bis zu 58% zu erreichen. Die in der beschriebenen Art und Weise mit der Pulverzusammensetzung aufgefüllte Rinne wird ins Rohr mit einem Durchmesser von 4,8 mm geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch vierfaches kontinuierliches Ziehen auf einer dazu geeigneten Ziehmaschine bis zur Erhaltung des Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 2,3 mm.
Der Stauchgrad des gesamten Stauchens beträgt 70% und der Stauchgrad des Einzelstauchens über die ganze Länge des Strangziehens beträgt 20-30%. Die Dicke des Drahtmantels beträgt 0,45 mm und die Dichte der Pulverzusammensetzung beträgt 3,0 g/cm3.
Für die Bewertung der schweisstechnologischen Eigenschaften des Pulverdrahtes wird der Gasgehalt im Auftragschweissmetall in der eingangs beschriebenen Weise bestimmt.
Nachstehend sind die Werte des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff im Auftragschweissmetall angeführt:
Stickstoff in % 0,0085
Sauerstoff in % 0,048
Wasserstoff in cm/100 g des Auftragschweissmetalls 4,8
Beispiel 3
Der Pulverdraht wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren folgenderweise hergestellt.
Für die Herstellung des Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 1,14 mm und einem Koeffizient des Füllens von 0,18 wählt man ein kaltgewalztes Metallband mit einem Querschnittsausmass von 0,3 x 15 mm.
Die Ausmessungen des Bandes werden in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Methode vorbestimmt (KF = 2,25; 713 = 7,8 g/cm3; yp, = 2,5 g/cm3; KFIR = 0,05; D = 5,1 mm).
Der erhaltene Gasgehalt im Aufiragschweissmetall nach seinen Werten entspricht den Werten des nach dem eingangs angegebenen Verfahren hergestellten Pulverdrahtes bei dessen Anwendung während des Schweissvorganges.
Das ausgewählte Band wird von einer an einem Abwick ler angeordneten Spule abgezogen und Spannrollen zugeführt, unter deren Wirkung es in eine Rinne geformt wird.
Das aus dem erwähnten Verhältnis ausgewählte Band bietet die Möglichkeit, den vorgegebenen Koeffizient für Füllen des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammensetzung bis zu 0,05, d.h. bis zu 5% zu erreichen. Die in der beschriebenen Art und Weise mit der Pulverzusammensetzung aufgefüllte Rinne wird ins Rohr mit einem Durchmesser von 5,1 mm geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch sechsfaches kontinuierliches Ziehen auf einer dazu geeigneten Ziehmaschine bis zur Erhaltung des Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 1,14 mm.
Der Stauchgrad des gesamten Stauchens beträgt 95% und der Stauchgrad des Einzelstauchens über die ganze Länge des Strangziehens beträgt 20-45%. Die Dicke des Drahtmantels beträgt 0,25 mm und die Dichte der Pulverzusammensetzung beträgt 3,5 g/cm3.
Für die Bewertung der schweisstechnologischen Eigenschaften des Pulverdrahtes wird der Gasgehalt im Auftragschweissmetall in der eingangs beschriebenen Weise bestimmt.
Nachstehend sind die Werte des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff im Auftragschweissmetall angeführt:
Stickstoff in % 0,012
Sauerstoff in % 0,065
Wasserstoff in cm/100 g des Auftragschweissmetalls 7,5
Oben sind konkrete Durchführungsbeispiele der Erfindung angeführt, welche verschiedene Abänderungen und Ergänzungen zulassen, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offenkundig sind. Es sind auch andere Veränderungen und Ergänzungen möglich, wobei aber der Erfindungstatbestand und -umfang im Rahmen des nachstehend angeführten Patentanspruches erhalten bleiben.
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PATENT CLAIM
Process for producing a powder wire by forming a channel from a cold-rolled metal strip, filling the shaped channel with a powder composition, further processing of the channel filled with the powder composition into a tube, multiple drawing of the tube filled with the powder composition, characterized in that the channel with the Powder composition is filled up to 5-65%, based on the volume of the tube interior, the tube filled with the powder composition is drawn taking into account a degree of compression of the entire upsetting of 70 to 95% and a degree of compression of the individual upsetting over the entire length of 20 to 45% the thickness and the width of the metal strip have the following relationship:
:
EMI1.1
with h-band thickness,
K coefficient, which is dependent on the degree of upsetting of the entire upsetting of the wire filled with the powder composition and is in a range from 0.9 to 2.25, d - predetermined diameter of the manufactured powder wire, XB- specific weight of the strip material, yPz- specific weight of the powder composition,
KF - coefficient of filling the powder wire with the powder composition,
KFJR - coefficient of filling the volume of the tube interior with the powder composition, which is from 0.05 to 0.65, and B = (D-h) r, where
B for bandwidth and
D stands for the outside diameter of the tube, which is to be determined according to the following formula D = 2Kd, and n; = 3.14.
The present invention relates to a method for producing a powder wire according to the preamble of the claim.
With the greatest utility, this invention can be used in the production of welding and application wires.
Various processes for producing powder wires are currently known. From the book by I.K. Pohodni, A.M. Suptel, W.N. Schlepakow Swarka poroschkowoj prowolokoj, Kiev, Verlag Naukowa dumkä, 1972, pages 129-137 shows a process by which a channel is formed from a cold-rolled metal strip, which is then filled with a powder composition and shaped into a tube, the powder composition according to is distributed over the entire volume of the wire interior.
To compact the powder composition and produce the wire with a predetermined diameter, the tube filled with the powder composition is pulled several times by means of a continuous drawing machine.
The dimensions of the metal strip, for example thickness and width, are selected from the following ratio:
EMI1.2
with h-band thickness,
K coefficient, which depends on the degree of compression of the total compression of the wire filled with the powder composition and is in a range from 0.75 to 1.
d - predetermined diameter of the powder wire produced,
KF - coefficient of filling the wire jacket with the powder composition, which according to the following formula
EMI1.3
is to be determined in the on weight of the powder composition in the
Wire and 0 - B ¯ weight of the wire strip, means XB - specific weight of the strip material and YPz - bulk density of the powder composition, and B = (D-h) n: where
B for bandwidth, and
D stands for the outside diameter of the pipe, which is to be determined according to the following formula D = 2Kd and X = 3.14.
As it is already known, the terms of the
Deformation of the powder wire during its production is essentially determined by the behavior of the resistance of the powder composition during the action of the drawing and upsetting stresses.
Any bulk material, in particular the powder composition of the powder wire, has a good resistance to the effect of the compression stress and no resistance to the effect of the drawing stress.
The resistances in the drawing stress therefore only occur in the wire jacket during the continuous drawing process.
As a result, a reduction in the degree of compression is required after the wire has passed through a compression step to avoid the broken wire.
This also reduces the stability and productivity of the process. It should also be noted that a reduction in the degree of compression of the individual compression over the entire length of the drawing of the wire leads to a reduction in the specific pressures in the forming zone, which results in an increase in the layer thickness of the technological lubricant on the surface of the powder wire. The reason for this is that a number of difficulties arise during the application of the powder wire. For example, the pipes of automatic welding machines are blocked by the lubricant separated from the surface of the powder wire, which leads to the failure of the pipe.
During welding, the burning of the lubricant creates a significant amount of toxic products from its burning, which leads to a deterioration in working conditions and is associated with the use of various protective devices and with an increase in air exchange. In addition, the metal of the weld seams tends to become brittle, which in turn leads to a deterioration in the mechanical properties of the weld connection.
In the case of separation of the lubricant from the surface of the powder wire, e.g. B. by annealing, the friction of the powder wire increases after the entire circumference of the tube wall in the channel of the pipeline of the welding machine, whereby the passage of the wire is made more difficult.
The use of appropriate lubricants on the surface of the above-mentioned channel ensures that the powder wire is added through the pipeline at a speed of 150 to 250 m / h. When adding the powder wire at the higher speeds of 300 to 500 m / h. however, the effectiveness of lubrication is reduced, the consumption of lubricant increases, which results in an increase in the cost of the surfacing metal.
The purpose of the invention is to eliminate the disadvantages mentioned.
The invention has for its object to provide a method for producing a powder wire, in which the operations and the operating data ensure a high stability of the drawing process with the considerable single and multiple deformation.
The process according to the invention for producing a powder wire by forming a channel with a cold-rolled metal strip, filling the shaped channel with a powder composition, further processing the channel filled with the powder composition into a tube, and repeatedly pulling the tube filled with the powder composition is characterized in that the Channel is filled with the powder composition up to 5-65%, based on the volume of the pipe interior, the pipe filled with the powder composition, taking into account a degree of compression of the total compression of 70 to 95% and a degree of compression of the individual compression over the entire length of 20 to 45% is pulled, whereby the thickness and the width of the metal strip have the following relationship:
:
EMI2.1
where with h - strip thickness,
K - coefficient, which depends on the degree of upsetting of the total upsetting of the wire filled with the powder composition and is in a range from 0.9 to 2.25, d - predetermined diameter of the manufactured powder wire, y, - specific weight of the strip material, yPz - - specific weight of the powder composition,
KF - coefficient of filling the powder wire with the powder composition, KFIR - coefficient of filling the volume of the tube interior with the powder composition, which is from 0.05 to 0.65, and B = (Dh) 2, wherein
B for bandwidth and
D stands for the outside diameter of the pipe, which is to be determined according to the following formula D = 2Kd,
and it = 3.14.
When producing the powder wire in accordance with the described method, the metal tube is filled up to 5-65% with the powder composition. Accordingly, in the powder composition mentioned, there is no resistance required for wire deformation until the specific degree of compression of the entire compression is reached.
The compaction size of the powder composition can either be smaller than the compaction size obtained by the method specified at the beginning or it can be the same, but in the latter case the wire is made narrower. As a result, the deformability of the powder wire increases, which makes it possible to pull the powder wire on the multiple drawing machines, which is characterized by the high degree of compression of the entire compression (70-95%) and the individual compression over the entire length of the drawing (2045%) mark to perform safely.
It should be noted that the high degree of upset with the considerable number of upset (but in the range according to the invention) offers the possibility of producing the powder wire with a predetermined diameter from the powder wire with a larger diameter than in the case of carrying out the method specified at the beginning. A large blank is made from the strip with considerable thickness and width. In addition, it is possible to produce the wires with a smaller diameter (from 1.0 to 2.0 mm) from any band, which is characterized by good machinability, by considerable overall deformations.
Exceeding the upper limit of the degree of compression of the total compression when pulling a strand with a high number of trains leads to a reduction in the deformability of the wire.
Significant individual deformations, the values of which lie in the range according to the invention, have the result that high specific pressures act in the forming zone, which leads to a reduction in the lubricant on the surface of the powder wire. Exceeding the upper limit of the degree of compression of the individual upsetting of the blanks leads to the latter breaking.
The powder wire is produced according to the invention in the following manner.
To produce the powder wire with a specified diameter and a specified coefficient of filling, the dimensions of the cross section of the cold-rolled metal strip (thickness and width) are selected from the following ratio:
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with h-band thickness,
K coefficient, which depends on the degree of compression of the total compression of the wire filled with the powder composition and is in a range from 0.9 to 2.25, d - diameter of the powder wire produced, YB - specific weight of the strip material, 7Pz - specific Weight of powder composition,
KF - coefficient of filling the powder wire with the powder composition, KFFR - coefficient of filling the volume of the tube interior, which is in a range from 0.05 to 0.65,
and B = (D-h) it, wherein
B for bandwidth and
D stands for the outside diameter of the pipe, which is to be determined according to the following formula D = 2Kd, and it is 3.14.
To make a narrow powder wire, you have to choose a low KFIR under the same other conditions.
The size of the thickness of the metal band is rounded up to the smallest standard value and the size of the width of the metal band is rounded up to the largest standard value.
The cold-rolled metal strip is drawn off a spool, which is located on an unwinder, and tension rollers are fed, under the effect of which it is formed into a channel. The shaped channel is then filled with a powder composition in the amount corresponding to the predetermined coefficient KF using a metering device. In order to achieve the predetermined coefficient KFIR, the band is selected from the above ratio.
The gutter filled with the powder composition is further shaped into the tube. This pipe is further processed by continuous strand drawing with a high number of trains on a multiple train drawing machine. The strand drawing is carried out in such a way that the degree of cross-section change after drawing with a certain number of upsets lies in a range from 70 to 95% and that the degree of cross-section change (degree of compression) of the powder wire after the passage of a single compression step over the entire length of the drawing pass from 20 to 45% is.
In order to evaluate the quality of the powder wire obtained, the gas content in the build-up welding metal is determined. The determination of various metal samples, i. H. the determination of the nitrogen, oxygen and residual hydrogen content is carried out using the vacuum melting method.
The content of hydrogen diffusion is determined by build-up welding of certain materials, which are then examined with the help of an eudiometer in a glycerine solution. To carry out the overlay welding, an automatic welding device is used which has a vice with water-cooled vice jaws made of copper.
example 1
The powder wire is produced in the following manner using the method according to the invention.
For the production of the powder wire with a diameter of 2.2 mm and a coefficient of filling of 0.18, a cold-rolled metal strip with a cross-sectional dimension of 0.5 x 15 mm is selected.
The dimensions of the tape are predetermined in accordance with the method described above (KF = 1.2; YB = 7.8 g / cm3; 7pz = 2.5 g / cm3; KFJR = 0.65; D = 5.3 mm ).
The selected tape is drawn off from a spool arranged on an unwinder and fed to tensioning rollers, under the effect of which it is shaped into a channel.
The channel obtained in the manner described is filled with the aid of a metering device with a powder composition in the amount corresponding to the coefficient of filling the wire jacket of 0.18.
The band selected from the ratio given at the outset offers the possibility of filling the predetermined coefficient of filling the volume of the pipe interior up to 0.65, ie. H. to reach up to 65%. The channel filled with the powder composition in the manner described is shaped into the tube with a diameter of 5.3 mm. This tube is processed further by pulling six times on a continuous drawing machine until the powder wire with a diameter of 2.2 mm is obtained.
The degree of compression of the entire compression is 87.4 and the degree of compression of the individual compression over the entire length of the drawing is 20-35%. The thickness of the wire sheath is 0.38 mm and the density of the powder composition is 4.4 g / cm3.
For the evaluation of the welding technology properties of the powder wire, the gas content in the build-up welding metal is determined in the manner described at the beginning.
The values of the nitrogen, oxygen and hydrogen content in the surfacing metal are introduced below:
Nitrogen in% 0.009
Oxygen in% 0.055
Hydrogen in cm / 100 g of the surfacing metal 7.4
Example 2
The powder wire is produced in the following manner using the method according to the invention.
For the production of the powder wire with a diameter of 2.3 mm and a coefficient of filling of 0.18, a cold-rolled metal strip with a cross-sectional dimension of 0.3 x 14 mm is selected.
The dimensions of the tape are predetermined in accordance with the method described above (KF = 0.93; 713 = 7.8 g / cm3; y, = 2.5 g / cm3; KFJR = 0.48, D = 4.3 mm).
The selected tape is drawn off from a spool arranged on an unwinder and fed to tensioning rollers, under the effect of which it is shaped into a channel.
The band selected from the ratio given at the beginning offers the possibility of reducing the coefficient of filling the volume of the tube interior with the powder composition up to 0.48, i.e. H. to reach up to 58%. The channel filled with the powder composition in the manner described is shaped into a tube with a diameter of 4.8 mm. This tube is further processed by fourfold continuous drawing on a suitable drawing machine until the powder wire with a diameter of 2.3 mm is obtained.
The degree of compression of the entire compression is 70% and the degree of compression of the individual compression over the entire length of the drawing is 20-30%. The thickness of the wire sheath is 0.45 mm and the density of the powder composition is 3.0 g / cm3.
For the evaluation of the welding technology properties of the powder wire, the gas content in the build-up welding metal is determined in the manner described at the beginning.
The values of the nitrogen, oxygen and hydrogen content in the surfacing metal are given below:
Nitrogen in% 0.0085
Oxygen in% 0.048
Hydrogen in cm / 100 g of surfacing metal 4.8
Example 3
The powder wire is produced in the following manner using the method according to the invention.
For the production of the powder wire with a diameter of 1.14 mm and a filling coefficient of 0.18, a cold-rolled metal strip with a cross-sectional dimension of 0.3 x 15 mm is selected.
The dimensions of the tape are predetermined in accordance with the method described above (KF = 2.25; 713 = 7.8 g / cm3; yp, = 2.5 g / cm3; KFIR = 0.05; D = 5.1 mm).
The gas content obtained in the weld-on metal according to its values corresponds to the values of the powder wire produced by the method specified at the outset when it is used during the welding process.
The selected tape is drawn off from a spool arranged on an unwinder and fed to tensioning rollers, under the effect of which it is shaped into a channel.
The band selected from the ratio mentioned offers the possibility of filling the predetermined coefficient for filling the volume of the tube interior with the powder composition up to 0.05, i.e. to achieve up to 5%. The channel filled with the powder composition in the manner described is shaped into the tube with a diameter of 5.1 mm. This tube is further processed by sixfold continuous drawing on a suitable drawing machine until the powder wire with a diameter of 1.14 mm is obtained.
The degree of compression of the entire compression is 95% and the degree of compression of the individual compression over the entire length of the drawing is 20-45%. The thickness of the wire sheath is 0.25 mm and the density of the powder composition is 3.5 g / cm3.
For the evaluation of the welding technology properties of the powder wire, the gas content in the build-up welding metal is determined in the manner described at the beginning.
The values of the nitrogen, oxygen and hydrogen content in the surfacing metal are given below:
Nitrogen in% 0.012
Oxygen in% 0.065
Hydrogen in cm / 100 g of surfacing metal 7.5
Concrete examples of implementation of the invention are given above which permit various modifications and additions which are obvious to the person skilled in the art in this field. Other changes and additions are also possible, but the scope and scope of the invention are retained within the scope of the patent claim listed below.