CH660463A5 - Verfahren zum elektroschlacke-schweissen und schweisspulver. - Google Patents

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CH660463A5
CH660463A5 CH896/83A CH89683A CH660463A5 CH 660463 A5 CH660463 A5 CH 660463A5 CH 896/83 A CH896/83 A CH 896/83A CH 89683 A CH89683 A CH 89683A CH 660463 A5 CH660463 A5 CH 660463A5
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welding
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CH896/83A
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Anatoly Nikolaevich Safonnikov
Anatoly Vladimirovich Antonov
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Inst Elektroswarki Patona
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Elektroschlacke-Schweissen mit abschmelzender Elektrode sowie auf ein Schweisspulver, das im erfindungsgemässen Schweissverfahren verwendet wird. Die Erfindung kann beim Verschweis-sen praktisch beliebig dicker Blöcke, vorwiegend aus Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Aluminium, Kupfer u.ä., zum Einsatz kommen.
Es ist ein Verfahren zum Elektroschlacke-Schweissen mit Plattenelektrode (A.N. Safonnikov: «Svarka metallov pla-stinchatym elektrodom» [Metallschweissen mit Plattenelektrode], Kiew, Verlag «Technika», 1966, S. 57—61) bekannt.
Das Schweissen erfolgt auf folgende Weise. Die zu ver-schweissenden Teile werden in erforderlichem Abstand zueinander aufgestellt. Danach wird die Formvorrichtung zusammengebaut. In den Schweissspalt wird eine im Elektrodenhalter befestigte Plattenelektrode eingeführt. Nun wird das Schweisspulver eingefüllt, so dass das untere Elektrodenende in das Schweisspulver getaucht ist. Das Schweissen wird bei einer niedrigen Vorschubgeschwindigkeit der Plattenelektrode durch kurzzeitige Einschaltungen angefangen. Zunächst wird das elektrisch leitende Pulver geschmolzen, das als Flussmittel für das Hauptschweisspulver dient. Im Masse der Bild,ung des Schlackenbades wird das für das Verschweissen der Teile bestimmte Schweisspulver in kleinen Mengen nachgefüllt. Nach beendeter Bildung des Schlackenbades wird der Elektroschlackevorgang stabil. Die Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode wird allmählich erhöht und auf den errechneten Wert gebracht. Vor dem Abschluss des Schweissprozesses wird infolge einer begrenzten Wärmeableitung an den Rändern der Schweissteile eine wesentliche Erhitzung der Kanten im oberen Schweissnahtteil festgestellt, was zum ungleichmässigen Durchschweissen der Schweisskanten und in manchen Fällen sogar zum ungenügenden Durchschweissen, insbesondere am Anfang der Schweissnaht, führt.
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Die durchgeführten Versuche ergaben, dass es am zweck-mässigsten ist, für die Realisierung des bekannten Schweiss-verfahrens Schweisspulver auf der Basis von Kalziumfluorid zu benutzen. Die wichtigste Eigenschaft dieser Schweisspulver besteht darin, dass sie im wesentlichen Neutralschlacken bilden. Beim Schweissen unter Verwendung dieser Schweisspulver ist nicht nur ein zuverlässiger Schutz des Schweissba-des vor Einwirkung der Aussenluft gesichert, sondern auch das Zusammenwirken der Schlacke und des Metalls verhindert. Neben Kalziumfluorid enthalten die genannten Schweisspulver auch verschiedene Oxyde. Es ist zum Beispiel ein Schweisspulver bekannt, welches folgende Bestandteile (in Gew.-%) enthält:
CaF2 65 bis 75
CaO 18 bis 30
Si02 5^2
Jedoch ist das im obenbeschriebenen Schweissverfahren verwendete Schweisspulver gegen die Oxydschicht ungenügend aggressiv, was das Auftreten von Schweissfehlem in den Schweissverbindungen selbst dann verursacht, wenn das Durchschweissen der Kanten ausreichend ist.
Ferner ist aus der Druckschrift von N.N. Krakovsky «Herstellung von Elektroden zum Lichtbogenschweissen», Seite 163, erschienen 1953 im Verlag Mashgiz, Moskau, die Verwendung von Wasserglaslösung als Klebkomponente beschrieben. Damit soll die Beständigkeit des Überzugs der Elektrode unmittelbar während des Schweissvorganges gegeben sein. Inbezug auf den Erfindungsgegenstand ist eine solche Forderung jedoch nicht von Bedeutung.
Ein aus dem SU-Urheberschein 260 038 bekanntes Verfahren dient zum Verschweissen von Durchgangsbohrungen und von durch Fehlstellen in einem Gussteil bedingte Hohlräume. Ferner dient es zum Verschweissen von Gegenständen mit eine geringe Tiefe aufweisenden Bohrungen. Dabei ist in der Regel eine Verminderung des Durchschweissens am Ende des Schweissvorganges erforderlich, weil sich sonst der durchgeschweisste Bereich an den Rändern nach oben verbreitert. Die Folge ist eine Veränderung des Grundmetallanteils in der Schweissnaht und das damit verbundene Risiko zur Bildung von «warmen» Rissen in seinem mittleren Teil. Zur Vermeidung eines solchen Nachteils soll innerhalb des abschmelzenden Mundstückes eine elektrisch isolierte Metallstange unbeweglich angeordnet werden. Ein einen ver-grösserten Querschnitt aufweisender Teil dieser Stange dient zum Eintauchen in den oben liegenden Bereich, in welchem eine Übererwärmung auftreten kann. Dadurch wird ein Teil der Wärme aus dem Schlacken- und Metallbad abgeführt und folglich auch der Betrieb des Durchschweissens an den Kanten vermindert.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein Schweisspulver zu entwickeln, um insbesondere bei einen grossen Querschnitt aufweisenden Werkstücken ein ausreichendes Durchschweissen der Kanten zu gewährleisten. Zu diesem Zweck soll beim Schweissen von Metallen hoher Wärmeleitfähigkeit die Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode verringert werden, um die Energiemenge je Längeneinheit zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein solches Verfahren gewährleistet ein gleichmässiges und ausreichendes Durchschweissen der Schweisskanten beim Verschweissen von Metallen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Eine solche Wirkung wird durch Erhöhung der zugeführten Energiemenge je Längeneinheit infolge der Verringerung der Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode erzielt. Die Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode wird durch Abkühlung ihres Abschmelzbereiches gesenkt. Darüberhinaus wird das Durchschweissen in der ganzen Schweissnahtlänge, aber nicht zum Abschluss des Schweiss-verfahrens erhöht. Es empfielt sich, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Auftragen von verschiedenen Komponenten auf die Elektrode durchzuführen, welche unterschiedliche chemisch-physikalische Eigenschaften aufweisen.
Es empfielt sich ferner, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Auftragen solcher Stoffe auf die Elektrode vorzunehmen, die sich mit Wärmebindung zersetzen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissver-fahrens lässt sich das Volumen des Schlackenbades konstanthalten.
Es ist zweckmässig, als sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe Alkalimetallkarbonate zu benutzen. Bei dieser Modifikation des Schweissverfahrens lässt sich der Schweiss-prozess stabilisieren. Besonders wirtschaftlich ist es, als Alkalimetallkarbonat Natriumkarbonat zu verwenden.
Als sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe können auch Erdalkalimetallkarbonate benutzt werden.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens lässt sich die Temperatur am Stirnende der Elektrode konstanthalten.
Besonders wirtschaftlich ist es, als Erdalkalimetallkarbonat Kalziumkarbonat zu verwenden.
Es empfiehlt sich, als sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe kristallwasserhaltige Stoffe zu benutzen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens lässt sich die Elektrode unter Verwendung geringer Mengen der Komponente wirksam abkühlen.
Besonders wirtschaftlich ist es, als kristallwasserhaltiger Stoff Borax zu benutzen.
Es ist zweckmässig, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Verdampfen von auf die Oberfläche der Elektrode aufgesprühten leichtsiedenden Stoffen von dieser Oberfläche vorzunehmen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens lässt sich die Abkühlgeschwindigkeit der Elektrode erhöhen. Unter den leichtsiedenden Stoffen werden hier und nachstehend solche Stoffe verstanden, deren Siedepunkt unter dem Schmelzpunkt des eingesetzten Schweisspulvers liegt.
Am zweckmässigsten ist es, vor dem Aufsprühen leichtsiedender Stoffe auf die Oberfläche der Elektrode einen hygroskopischen Überzug aufzutragen.
Die genannte Ausführungsvariante des Schweissverfahrens ermöglicht es, die zum Schweissen vorbereitete Elektrode über längere Zeit aufzubewahren, ohne dass die Wirksamkeit des Elektrodeneinsatzes beeinträchtigt wird.
Besonders wirtschaftlich ist es, als leichtsiedender Stoff Wasser zu benutzen.
Als Überzug kann Zellstoff benutzt werden.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens wird die Verdampfungsgeschwindigkeit der leichtsiedenden Komponenten erhöht.
Es empfiehlt sich, auf die Oberfläche der Elektrode ein Gemisch aus leichtsiedendem Stoff und Klebstoff aufzusprühen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens lässt sich das Abfliessen der leichtsiedenden Stoffe in das Schlackenbad verhindern.
Besonders wirtschaftlich ist es, als Klebstoff Wasserglaslösung zu verwenden.
Die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode kann durch Einführung von sich mit Wärmebindung zerset5
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zenden Stoffen in die an die Elektrode angrenzenden Schlak-kenbadbereiche vorgenommen werden.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens wird die Durchführung der Vorbereitungsoperationen erleichtert.
Es empfiehlt sich, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Abblasen der Elektrode mit abgekühltem Gas vorzunehmen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens wird die Abkühlung der Elektrodenabschnitte gesichert, die in unmittelbarer Nähe vom Schlackenbadspiegel liegen.
Es ist zweckmässig, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Durchsprudeln der an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche mit abgekühltem Edelgas vorzunehmen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens lässt sich die chemische Zusammensetzung der Schlacke konstanthalten.
Besonders wirtschaftlich ist es, als Edelgas Argon zu verwenden.
Es empfiehlt sich, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Einführung der in der Schlacke mit Wärmebindung löslichen Stoffe in die an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche vorzunehmen.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens wird die Beständigkeit des Schweissprozesses gesichert.
Besonders wirtschaftlich ist es, als in der Schlacke mit Wärmebindung hochschmelzender Stoff Kalziumoxyd zu verwenden.
Es empfiehlt sich, die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Zuführung des abgekühlten Gases unter Druck über in der Elektrode ausgeführte Längskanäle vorzunehmen, wobei das Gas aus der Elektrode über die mit den Längskanälen verbundenen und an der Seitenfläche der Elektrode ausgeführten Querkanäle herausgeführt wird.
Bei der genannten Ausführungsvariante des Schweissverfahrens lässt sich der Vorgang der Elektrodenabkühlung be- _ schleunigen.
Die gestellte Aufgabe wird ferner dadurch gelöst, dass das Schweisspulver, welches Kalziumfluorid und Kalziumoxyd enthält, erfindungsgemäss zusätzlich auch Kalziumchlorid enthält, wobei das Verhältnis zwischen Kalziumfluorid und Kalziumoxyd 3:1 beträgt.
Das genannte Schweisspulver zeichnet sich durch gute technologische Eigenschaften aus und ist gegenüber der Oxydschicht hochaggressiv.
Zur Sicherung der Beständigkeit des Schweissvorganges empfiehlt es sich, das Schweisspulver bei folgendem Komponentenverhältnis (in Gew.-%) zusammenzusetzen:
Kalziumfluorid 15 bis 30
Kalziumoxyd 5 bis 10
Kalziumchlorid 60 bis 80
Die Erfindung wird nachstehend am bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 schematisch das erfindungsgemässe Elektroschlacke-Schweissen;
Fig. 2 schematisch das erfindungsgemässe Elektroschlacke-Schweissen mit Aufsprühen leichtsiedender Stoffe auf die Elektrode;
Fig. 3 schematisch das erfindungsgemässe Elektro-schlacke-Schweissen mit Einführung von in der Schlacke löslichen Stoffen in die an die Elektrode angrenzenden Schlak-kenbadbereiche;
Fig. 4 schematisch das erfindungsgemässe Elektro-schlacke-Schweissen mit Durchsprudeln des Schlackenbads mit abgekühltem Edelgas;
Fig. 5 schematisch das erfindungsgemässe Elektroschlacke-Schweissen mit Abblasen der Elektrode mit abgekühltem Gas;
Fig. 6 schematisch das erfindungsgemässe Elektroschlacke-Schweissen mit Durchblasen von abgekühltem Gas über die Innenkanäle der Elektrode.
Die Schweissteile 1 werden in einem Abstand 2 auf Stützen aufgestellt. Danach wird an den Schweissteilen 1 eine Formvorrichtung zusammengebaut und eine Elektrode 3 angeordnet. Die Formvorrichtung besteht aus Kristallisatoren 4, einer Auffangschale 5 und Leisten 6. Die Elektrode 3 wird in der Achse des Schweissspaltes 2 zwischen den Schweisskanten der Teile 1 angeordnet. Auf die Oberfläche der Elek- ' trode werden Stoffe aufgetragen, die sich mit Wärmebindung zersetzen, wie Alkalimetall- oder Erdalkalimetallkarbonate (Fig. 1). Neben den genannten Stoffen können auch kristallwasserhaltige Stoffe, wie Borax oder Glaubersalz, verwendet werden. Auf die Oberfläche der Elektrode können auch leichtsiedende Stoffe, wie Äthere oder Wasser, aufgesprüht werden (Fig. 2). Das Aufsprühen erfolgt nach der Auftragung auf die Elektrode eines hygroskopischen Überzugs, beispielsweise aus Zellstoff. Den leichtsiedenden Stoffen können vor dem Aufsprühen Klebstoffe, beispielsweise Wasserglaslösung, zugesetzt werden. In diesem Fall wird auf die Elektrode kein hygroskopischer Überzug aufgetragen.
In den Schweissspalt 2 wird das Schweisspulver 7 eingefüllt. Die Formvorrichtung und die Elektrode 3 werden an die ungleichnamigen Pole der Speisequelle angeschlossen und in der Auffangschale 5 wird das Schlackenbad 8 erzeugt. Nach der Bildung des Schlackenbads 8 wird der Schweiss-strom eingeschaltet, infolgedessen der Schweissvorgang einsetzt.
Während des Schweissens zersetzen sich oder verdunsten die auf die Elektrode aufgetragenen Stoffe mit Wärmebindung. Dabei fällt die Temperatur der Elektrode ab, wodurch ihre Abschmelzgeschwindigkeit verringert und ein gleich-mässiges Durchschweissen der Schweisskanten der Teile 1 gesichert wird.
In die an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche können auch sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe eingeführt werden. Ferner können in die an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche auch Stoffe eingeführt werden, die sich in der Schlacke mit Wärmebindung auflösen, z.B. Kalziumoxyd (Fig. 3). Dabei fällt die Temperatur der an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche ab und die Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode wird gesenkt, wodurch ein gleichmässiges Durchschweissen der Schweisskanten der Teile 1 gesichert wird.
Die Senkung der Temperatur der an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche kann auch durch ihr Durchsprudeln mit abgekühltem Edelgas, z. B. mit Argon, erzielt werden (Fig. 4). In diesem Fall wird Argon über die in der Elektrode 3 ausgeführten Längskanäle 9 unter Druck zugeführt. Dabei wird gleichzeitig die Abkühlung der Elektrode 3 erzielt.
Die Abkühlung der Elektrode 3 kann auch durch ihr Abblasen mit abgekühltem Gas erreicht werden (Fig. 5). In diesem Fall wird über die Rohre 10 auf seine Siedetemperatur abgekühlter Stickstoff zugeführt, der die Abkühlung der Elektrode 3 bewirkt. Die Elektrode 3 kann auch durch Zufuhr von abgekühltem Gas, z.B. vom Stickstoff, während des Schweissens unter Druck über ihre Längskanäle 9 abgekühlt werden, wobei Gas aus den Längskanälen 9 der Elektrode 3 über die Querkanäle 11 herausgeführt wird, ohne das Schlackenbad zu erreichen (Fig. 6).
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Das im erfindungsgemässen Schweissverfahren verwendete Schweisspulver enthält Kalziumfluorid, Kalziumoxyd und Kalziumchlorid bei folgendem Komponentenverhältnis (in Gew.-%):
Kalziumfluorid 15 bis 30
Kalziumoxyd 5 bis 10
Kalziumchlorid 60 bis 80
Dabei beträgt das Verhältnis zwischen Kalziumfluorid und Kalziumoxyd 3:1.
Beispiel 1
Es wurden Aluminiumteile mit einem Querschnitt von 50 x 360 mm zusammengeschweisst. Die Schweissteile wurden zuvor in einem Abstand von 60 mm zueinander aufgestellt. Danach wurde die Formvorrichtung zusammengebaut und eine Aluminiumelektrode angeordnet.
Auf die Oberfläche der Elektrode wurde das Dekahydrat des Natriumkarbonats aufgetragen. In den Schweissspalt zwischen den Schweisskanten wurde Schweisspulver folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) eingefüllt:
Kalziumfluorid 15,0
Kalziumoxyd 5,0
Kalziumchlorid 80,0
Nach der Bildung des Schlackenbades erfolgte das Abschmelzen der Schweisskanten und des Stirnendes der Elektrode. Während des Schweissens zersetzte sich das Dekahydrat des Natriumkarbonats an der Oberfläche der Elektrode mit Wärmebindung und die Elektrode wurde abgekühlt.
Der Schweissvorgang verlief bei folgenden Schweisspara-metern:
Is 3,0 bis 4,0 kA
Uxx 36,0 V
Cs 32,0 bis 33,0 V
Im Ergebnis wurde eine hochwertige Schweissnaht mit einer Durchschweisstiefe von 15 bis 20 mm erhalten.
Beispiel 2
Es wurden Aluminiumteile mit einem Querschnitt von 70 x 250 mm zusammengeschweisst. Die Schweissteile wurden zuvor in einem Abstand von 60 mm zueinander aufgestellt. Danach wurde die Formvorrichtung zusammengebaut und eine Aluminiumelektrode angeordnet.
In den Schweissspalt zwischen den Schweisskanten wurde Schweisspulver folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) eingefüllt:
Kalziumfluorid 24,0
Kalziumoxyd 8,0
Kalziumchlorid 68,0
Während des Schweissens wurde auf die Elektrode Wasser aufgesprüht, welches beim Verdampfen die Elektrodenabkühlung bewirkte.
Der Schweissvorgang verlief bei folgenden Schweisspara-metern:
Is 3,5 bis 4,5 kA
Us 31,0 bis 32,0 V
Uxx 36,0 V
Im Ergebnis wurde eine hochwertige Schweissnaht mit einer Durchschweisstiefe von 10 bis 15 mm erhalten.
Beispiel 3
Es wurden Kupferteile mit einem Querschnitt von 100 x 100 mm zusammengeschweisst. Die Teile wurden zuvor in einem Abstand von 80 mm zueinander aufgestellt. Danach wurde die Formvorrichtung zusammengebaut und eine Kupferelektrode angeordnet. Neben der Elektrode wurden Rohre für die Zuführung von Kühlgas angeordnet.
In den Schweissspalt zwischen den Schweisskanten wurde Schweisspulver folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) eingefüllt:
Kalziumfluorid 30,0
Kalziumoxyd 10,0
Kalziumchlorid 60,0
Während des Schweissens wurde die Elektrode mit auf s seine Siedetemperatur abgekühltem Stickstoff abgekühlt. Der Schweissvorgang verlief bei folgenden Schweissparame-tern:
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Is 3,0 bis 6,5 kA
Us 30,0 bis 40,0 V
Uxx 36,0 bis 45,0 V
Im Ergebnis wurde eine hochwertige Schweissnaht mit einer Durchschweisstiefe von 15 bis 40 mm erhalten.
Beispiel 4
Es wurden Aluminiumteile mit einem Querschnitt von 100 x 100 mm zusammengeschweisst. Die Teile wurden zunächst in einem Abstand von 60 mm zueinander aufgestellt. Danach wurde die Formvorrichtung zusammengebaut und eine Aluminiumelektrode angeordnet, in welcher mit der Aussenluft über die Querkanäle von 1 mm Durchmesser verbundene Längskanäle von 6 mm Durchmesser ausgeführt waren.
In den Schweissspalt zwischen den zu verschweissenden Kanten wurde Schweisspulver folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) eingefüllt:
Kalziumfluorid 15,0
Kalziumoxyd 5,0
Kalziumchlorid 80,0
30 Nach der Bildung des Schlackenbads erfolgte das Abschmelzen der Schweisskanten und des Stirnendes der Elektrode.
Während des Schweissens wurde in die Längskanäle der Elektrode auf seine Siedetemperatur abgekühlter Stickstoff 35 unter einem Druck von 0,5 atü zugeführt, wobei der Stickstoff über die Querkanäle herausgeführt und die Elektrode abgekühlt wurde, ohne das Schlackenbad zu erreichen.
Der Schweissvorgang verlief bei folgenden Schweisspara-metern:
40 Is 4,5 bis 8,5 kA
Us 34,0 bis 38,0 V
Uxx 44,0 V
Im Ergebnis wurde eine hochwertige Schweissnaht mit einer Durchschweisstiefe von 14 bis 29 mm erhalten.
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Beispiel 5
Es wurden Aluminiumteile mit einem Querschnitt von 140 x 250 mm zusammengeschweisst. Die Teile wurden zunächst in einem Abstand von 70 mm zueinander aufgestellt. 50 Danach wurde die Formvorrichtung zusammengebaut und eine Elektrode aus Aluminium-Magnesium-Legierung angeordnet, in welcher Längskanäle von 5 mm Durchmesser ausgeführt waren.
In den Schweissspalt zwischen den Schweisskanten der 55 Teile wurde Schweisspulver folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) eingefüllt:
Kalziumfluorid 15,0
Kalziumoxyd 5,0
60 Kalziumchlorid 80,0
Nach der Bildung des Schlackenbads erfolgte das Abschmelzen der Schweisskanten der Teile und des Stirnendes der Elektrode. Während des Schweissens wurde über die Längskanäle in der Elektrode Argon durchgelassen, wobei 65 das Durchsprudeln der an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche erfolgte.
Der Schweissvorgang verlief bei folgenden Schweisspara-metern:
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Is 6,0 bis 9,5 kA
Uxx 44,0 V
Us 32,0 bis 37,0 V
Im Ergebnis wurde eine hochwertige Schweissnaht mit einer Durchschweisstiefe von 12 bis 34 mm erhalten.
Beispiel 6
Es wurden Teile aus Aluminium-Magnesium-Legierung mit einem Querschnitt von 140 x 250 mm zusammengeschweisst. Die Schweissteile wurden zuvor in einem Abstand von 70 mm zueinander aufgestellt. Danach wurde die Formvorrichtung zusammengebaut und eine Elektrode aus Alu-minium-Magnesium-Legierung angeordnet.
In den Schweissspalt zwischen den Schweisskanten der Teile wurde Schweisspulver folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) eingefüllt:
Kalziumfluorid 21,0
Kalziumoxyd 7,0
Kalziumchlorid 72,0
Nach der Bildung des Schlackenbads erfolgte das Abschmelzen der zu verschweissenden Kanten der Teile und des Stirnendes der Elektrode.
Während des Schweissens wurde in die an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche Kalziumoxydpulver ununterbrochen zugeführt.
Der Schweissvorgang verlief bei folgenden Schweisspara-metern:
Is 6,0 bis 9,0 kA
Uxx 44,0 V
Us 33,0 bis 36,0 V
Im Ergebnis wurde eine hochwertige Schweissnaht mit einer Durchschweisstiefe von 12 bis 24 mm erhalten.
Oben sind nur einige Ausführungsbeispiele der Erfindung angeführt, welche verschiedene für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offenkundige Änderungen und Ergänzungen zulassen. Es sind auch andere Modifikationen der Erfindung möglich, wobei der in den Patentansprüchen festgelegte Erfmdungstatbestand und -inhalt erhalten bleibt.
Gewerbliche Anwendbarkeit Das Verfahren zum Elektroschlacke-Schweissen und Schweisspulver kommen beim Verschweissen praktisch beliebig dicker Blöcke, vorwiegend aus Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Aluminium, Kupfer u.dgl., zur Anwendung.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (23)

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1. Verfahren zum Elektroschlacke-Schweissen, bei welchem die Schweissteile in erforderlichem Abstand zueinander aufgestellt werden, eine Formvorrichtung zusammengebaut, eine Elektrode in den Schweissspalt zwischen den Schweissteilen eingeführt, der Schweissspalt mit Schweiss-pulver gefüllt und das Schlackenbad mit anschliessendem Abschmelzen der Elektrode und der Schweisskanten gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschmelzbereich der Elektrode während des Schweissens abgekühlt wird.
2. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Auftragen von sich mit Wärmebindung zersetzenden Stoffen auf die Elektrode bewirkt wird.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Schweissverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe Alkalimetallkarbonate verwendet werden.
4. Schweissverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkalimetallkarbonat Natrimkarbonat verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe Erdalkalimetallkarbonate verwendet werden.
6. Schweissverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Erdalkalimetallkarbonat Kalziumkarbonat verwendet wird.
7. Schweissverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als sich mit Wärmebindung zersetzende Stoffe kristallwasserhaltige Stoffe verwendet werden.
8. Schweissverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als kristallwasserhaltiger Stoff Borax verwendet wird.
9. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Verdampfen von auf die Oberfläche der Elektrode aufgesprühten leichtsiedenden Stoffen von dieser Oberfläche bewirkt wird.
10. Schweissverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche der Elektrode vor dem Aufsprühen leichtsiedender Stoffe ein hygroskopischer Überzug aufgetragen wird.
11. Schweissverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als leichtsiedender Stoff Wasser verwendet wird.
12. Schweissverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als hygroskopischer Überzug Zellstoff verwendet wird.
13. Schweissverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche der Elektrode ein Gemisch aus leichtsiedendem Stoff und Klebstoff aufgesprüht wird.
14. Schweissverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff Wasserglaslösung verwendet wird.
15. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Einführung von sich mit Wärmebindung zersetzenden Stoffen in die an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche bewirkt wird.
16. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Abblasen der Elektrode mit abgekühltem Gas bewirkt wird.
17. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Durchsprudeln der an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche mit abgekühltem Edelgas bewirkt wird.
18. Schweissverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Edelgas Argon verwendet wird.
19. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Einführung von in der Schlacke mit Wärmebindung löslichen Stoffen in die an die Elektrode angrenzenden Schlackenbadbereiche bewirkt wird.
20. Schweissverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als in der Schlacke mit Wärmebindung löslicher Stoff Kalziumoxyd verwendet wird.
21. Schweissverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Abschmelzbereiches der Elektrode durch Zuführung des abgekühlten Gases über in der Elektrode ausgeführten Längskanäle unter Druck bewirkt wird, wobei das Gas aus der Elektrode über die mit den Längskanälen verbundenen und an der Seitenfläche der Elektrode ausgeführten Querkanäle herausgeführt wird.
22. Schweisspulver zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, für das Elektro-schlacke-Schweissen, enthaltend Kalziumfluorid und Kalziumoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich auch Kalziumchlorid enthält, wobei das Verhältnis zwischen Kalziumfluorid und Kalziumoxyd 3:1 beträgt.
23. Schweisspulver nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es seine Komponenten in folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) enthält:
Kalziumfluorid 15 bis 30
Kalziumoxyd 5 bis 10
Kalziumchlorid 60 bis 80
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