DD252203A1

DD252203A1 - METHOD FOR TREATING STEEL WIRE FOR MAG WELDING

Info

Publication number: DD252203A1
Application number: DD29388386A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Lehnert; Horst Reichmann; Peter Vetter
Original assignee: Freiberg Bergakademie
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1987-12-09

Abstract

Verfahren zur Behandlung von Stahldraht fuer die MAG-Schweissung, das beim Einsatz von verkupferten oder unverkupferten Stahldraehten mit 0,6 bis 2,0 mm Durchmesser anwendbar ist. Ziel der Erfindung ist es, fuer die zum MAG-Schweissen geeigneten Stahldraehte ein solches Nachbehandlungsverfahren zu finden, das geringste Materialverluste und eine hohe Wirtschaftlichkeit des Schweissprozesses gewaehrleistet. Dabei steht die Aufgabe, beim Schweissen unter guenstigen Schweissparametern mit CO2-, CO2Ar- oder O2Ar-Gasgemischen geringste Spritzerverluste zu erreichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Draehte einer oxidierenden Nachbehandlung durch kontinuierliche Erwaermung auf Temperaturen zwischen 150 und 500C in oxidierenden Medien, z. B. Luft, unterzogen werden.Process for the treatment of steel wire for MAG welding applicable to the use of copper-plated or non-copper-plated steel wire with 0.6 to 2.0 mm diameter. The aim of the invention is to find for the MAG welding suitable steel wire such a treatment process, the lowest material losses and high efficiency of the welding process gewaehrleistet. The task here is to achieve lowest splash losses when welding under favorable welding parameters with CO2, CO2Ar or O2Ar gas mixtures. According to the invention the object is achieved in that the wires of an oxidizing aftertreatment by continuous heating to temperatures between 150 and 500C in oxidizing media, e.g. As air, be subjected.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verkupferten und unverkupferten Stahldrähten, die für die MAG-Schweißung geeignet sind.The invention relates to a method for the production of copper-plated and non-copper-plated steel wires, which are suitable for MAG welding.

Characteristic of ¹ known technical solutions

Für die mechanisierte Lichtbogenschweißung unter einer Schutzgasatmosphäre aus Kohlendioxid bzw. argonreichen Mischgasen werdeh Stahldrähte mit kleiner 2 mm Durchmesser verwendet, dieausSiundMn zeitweise auch mit Al und/oder Ti, V, Ni, Cr, Mo-legierten Stählen hergestellt werden. Ausgehend vom Walzdraht werden die Schweißdrähte geglüht, entzundert, unter Verwendung Von trockenen Schmiermitteln vorgezogen, gereinigt, im Tauchverfahren verkupfert, im Naßzug auf Endabmessungen zwischen 0,6 bis 2,0mm Durchmesser auf Spulen gezogen und verpackt. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen der Draht zwischengeglüht wird. Anstelle der stromlosen Tauchverkupferung kann der blankgezogene Draht elektrolytisch gereinigt und verkupfert werden, wodurch der Glätzug entfällt.For mechanized arc welding under a protective gas atmosphere of carbon dioxide or argon-rich mixed gases, steel wires with a diameter of less than 2 mm were used, which are also made from Si and M at times with Al and / or Ti, V, Ni, Cr, Mo-alloyed steels. Starting from the wire rod, the welding wires are annealed, descaled, preferred using dry lubricants, cleaned, coppered by dipping, pulled in a wet draw to final dimensions between 0.6 to 2.0 mm diameter on spools and packaged. There are also known methods in which the wire is annealed. Instead of electroless Tauchverkupferung the blanked wire can be electrolytically cleaned and coppered, whereby the Glätzug deleted.

Weiterhin sich Verfahren bekannt, bei denen die Verkupferung in zwei verschiedenen Prozeßstufen erfolgt. Teilweise wird auch auf eine Verkupferung völlig verzichtet.Furthermore, methods are known in which the copper plating takes place in two different process stages. Partly is also completely dispensed with a copper plating.

Beim Verschweißen der verkupferten oder unverkupferten Drähte unter CO2 oder Co2-Ar bzw. O₂-Ar-Atmosphäre kommt es zur Spritzerbildung, wodurch ein Materialverlust bis zu 15% auftritt und die Wirtschaftlichkeit des Schweißprozesses beeinträchtigt wird. Die Spritzerbildung erweist sich als abhängig von den Schweißparametern, von der Verunreinigung der Drahtoberflächen und von der Zusammensetzung und dem Reinheitsgrad des Stahles.During welding of the copper-plated or unverkupferten wires under CO2 or CO2-Ar or O ₂ -Ar atmosphere it comes to spatter, whereby a loss of material up to 15% occurs and the efficiency of the welding process is impaired. The spattering is found to be dependent on the welding parameters, the contamination of the wire surfaces and the composition and purity of the steel.

Relativ spritzerarme Lichtbögen und hohe Abschmelzleistungen sind einerseits nur bei bestimmten Schweißstromstärken und Lichtbogenspannungen zwischen 20 und 40V erzielbar, andererseits kann die Neigung des Stahles zur Spritzerbildung durch Zusatz bestimmter Legierungselemente, vorzugsweise durch Zusatz von Ca, Zr oder seltener Erden, verringert werden. Die völlige Beseitigung der Drahtziehschmiermittel bzw. das Auftragen spezieller Schmiermittel sind weitere technische Maßnahmen zur Verringerung der Spritzerverluste. Auch bei Einhaltung besonders günstiger Schweißparameter (25 V, 270A) können Spritzerverluste unter 2% nicht gewährleistet werden. Sie betragen meist zwischen 2 und 12%. Folgeerscheinungen dieser Spritzerverluste sind eine erhöhte Porosität der Schweißnaht, unabdingbare Nachbearbeitungen und Nachbesserungen der Schweißnähte sowie Verstopfungen der Gasdüsen. Dadurch wird die Arbeitsproduktivität beim MAG-Schweißen verringert.Relatively low-spatter arcs and high Abschmelzleistungen are on the one hand only at certain welding currents and arc voltages between 20 and 40V achievable, on the other hand, the tendency of the steel to spatter formation by adding certain alloying elements, preferably by adding Ca, Zr or rare earths can be reduced. The complete elimination of the wire drawing lubricants or the application of special lubricants are further technical measures to reduce spatter losses. Even with particularly favorable welding parameters (25 V, 270 A), splash losses of less than 2% can not be guaranteed. They are usually between 2 and 12%. The consequences of these splashing losses are an increased porosity of the weld, indispensable reworking and repair of the welds as well as blockages of the gas nozzles. This reduces labor productivity in MAG welding.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, für die zum MAG-Schweißen geeigneten Stahldrähte ein solches Nachbehandlungsverfahren zu finden, das geringste Materialverluste, eine niedrige Porosität der Schweißnaht und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit des Schweißprozesses gewährleistet.The aim of the invention is to find for the MAG welding suitable steel wires such a treatment process, the lowest material losses, a low porosity of the weld and thus ensures a high efficiency of the welding process.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, für die zum MAG-Schweißen geeigneten, mit Silizium, Mangan und anderen Elementen legierten, Stähle ein Verfahren für die auf Abmessungen unter 2 mm Durch messer gezogenen, verkupferten oder unverkupferten Drähte zu entwickeln, das beim Schweißen unter günstigen Schweißparameter mit CO₂- bzw. CO₂-Ar oder O₂-Ar-Gasgemischen geringste Spritzerverluste erreicht.The invention is based on the technical object for the suitable for MAG welding, alloyed with silicon, manganese and other elements, steels to develop a process for drawn to dimensions less than 2 mm diameter, copper or unverkupferten wires that under welding Favorable welding parameters with CO ₂ - or CO ₂ -Ar or O ₂ -Ar gas mixtures achieved lowest splash losses.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die kaltgezogenen verkupferten oder unverkupferten Drähte in einer oxidierenden Atmosphäre, ζ. B. Luft, einer kontinuierlichen Erwärmung auf Temperaturen zwischen 150 und 500⁰C unterworfen werden. Bei derWahl von Temperaturen im Bereich der unteren Temperaturgrenze werden entsprechend längere Behandlungszeiten notwendig. Die Erwärmung der Drähte mit 0,6 bis 2mm Durchmesser wird nach dem elektrischen Widerstandserwärmungsprinzip vor dem Spulen oder an den Schweißmaschinen vorgenommen. Die Erwärmung kann aber auch in brennstoffbeheizten Öfen oder in Fluid- oder Schmelzbädern erfolgen. Durch die Erwärmung werden auf den Drähten noch verbliebene Schmiermittel teilweise oder vollständig verbrannt, und es bildet sich eine gleichmäßige Oberflächenoxidschicht. Der Kupfer- oder Eisenoxidschicht beeinflußt den Mechanismus der Spritzerbildung günstig, so daß die spritzerarme Lichtbogenschweißung bei Einhaltung der sich als zweckmäßig erweisenden Schweißbedingungen möglich wird. . ,According to the invention the object is achieved in that the cold-drawn copper-plated or unverkupferten wires in an oxidizing atmosphere, ζ. As air, a continuous heating to temperatures between 150 and 500 ⁰ C are subjected. When choosing temperatures in the range of the lower temperature limit, correspondingly longer treatment times become necessary. The heating of the wires with 0.6 to 2mm diameter is made according to the electrical resistance heating principle before the coil or on the welding machines. The heating can also be done in fuel-fired stoves or in fluid or molten baths. As a result of the heating, any remaining lubricant on the wires is partially or completely burnt, and a uniform surface oxide layer is formed. The copper or iron oxide layer favorably influences the mechanism of spatter formation, so that the spatter-poor arc welding becomes possible while maintaining the welding conditions which prove expedient. , .

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die für das MAG-Schweißen geeigneten Stahldrähte in konventioneller Weise hergestellt werden können und nur einer oxidierenden Wärmenachbehandlung unterworfen werden müssen. Die mechanisch-technologischen Eigenschaften der verkupferten und unverkupferten Drähte werden durch diese Nachbehandlung nur geringfügig verändert und auch der Kontaktwiderstand bei Stromleitung verschlechtert sich nur unwesentlich. Durch die Verringerung der Spritzerbildung verbessert sich das Materialausbringen beim Schweißen auf über 96%. Die Schweißleistung und die Arbeitsproduktivität beim Schweißen steigen ebenfalls an.The method according to the invention has the advantage that the steel wires suitable for MAG welding can be produced in a conventional manner and only have to be subjected to an oxidizing post-heat treatment. The mechanical-technological properties of the copper-plated and unverkupferten wires are only slightly changed by this treatment and the contact resistance in power line deteriorates only slightly. By reducing the formation of spatter, the material yield during welding improves to over 96%. Welding performance and labor productivity in welding are also increasing.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail in the following embodiment.

Kaltgezogene Drähte aus stahl 10 MnSI 6, die bei der Abmessung 1,25 mm Durchmesser entfettet, stromlos durch Tauchen in einem Kupfersulfatbad verkupfert, mit Wasser gespült und auf die Fertigabmessung 1,2 mm Durchmesser gezogen wurden, werden an Luft in einer elektrischen Widerstandserwärmungsanlage innerhalb von 1,5 s auf 420⁰C erwärmt. Es bildet sich durch die Erwärmung eine gleichmäßige CuO-Schicht. Die Verschweißung erfolgt unter Verwendung von Kohlendioxid als Schutzgas. Folgende Schweißparameter werden eingestellt:Cold drawn wires of 10 MnSi 6 steel, degreased at the dimension of 1.25 mm diameter, copperless electrolessly dipped in a copper sulfate bath, rinsed with water and drawn to the finished dimension 1.2 mm in diameter, are placed in air in an electric resistance heating system heated from 1.5 s to 420 ⁰ C. Heating forms a uniform CuO layer. The welding is carried out using carbon dioxide as inert gas. The following welding parameters are set:

— Lichtbogenspannung U_s = 24V- Arc voltage U _s = 24V

— Schweißstromstärkel₃ = 200A- welding current ₃ = 200A

— Schweißgeschwindigkeit ν = 0,082m/s Schutzgasvolumenstrom 5 = 2,5 · 10~⁴m³/s.- welding speed ν = 0,082m / s inert gas flow 5 = 2,5 · 10 ~ ⁴ m ³ / s.

Die Gesamtspritzermenge, bezogen auf die abgeschmolzene Drahtmenge beträgt 90%. Bei nicht erfindungsgemäß nachbehandeltem Draht wurden dagegen Werte zwischen 1,7 und 7,2% ermittelt.The total amount of spatter, based on the amount of wire melted off, is 90%. By contrast, values of between 1.7 and 7.2% were determined for wire which had not been post-treated according to the invention.

Analoge Ergebnisse werden durch Erwärmung auf andere Temperaturen (150 bis 500⁰C) erhalten, wenn die BedingungAnalogous results are obtained by heating to other temperatures (150 to 500 ⁰ C) when the condition

,0,11..· t₂ = t, · exp ( — ( — -—)), 0.11 .. · t ₂ = t, · exp (- (- -))

H I₁ \2 HI ₁ \ 2

annähernd eingehalten wird. Dabei bedeuten:is approximately maintained. Where:

T₁, T₂ — Temperatur in KT ₁ , T ₂ - temperature in K

ti,t₂ — Zeit in sti, t ₂ - time in s

Q — Aktivierungsenergie der OxydationQ - activation energy of oxidation

R — Gaskonstante. . ·R - gas constant. , ·

Bei der Erwärmung des gleichen Drahtes in einem elektrisch beheizten Ofen auf 350⁰C kann die Spritzermenge ebenfalls auf 1,2% abgesenkt werden.When heating the same wire in an electrically heated oven at 350 ⁰ C, the amount of spatter can also be lowered to 1.2%.

Claims

A method of treating steel wire for MAG welding using suitable copper or non-copper plated steel wires 0.6-2.0 mm in diameter, characterized in that the wires are subjected to an oxidizing aftertreatment by continuous heating to temperatures between 150 and 500 ° C, wherein at the corresponding lower temperatures longer treatment times are applied, in oxidizing media, eg. B. in air.

2. The method according to claim 1, characterized in that the heating is carried out electrically according to the Widerstandserwärmungsprinzip before the coil or on the welding machines.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the heating of the wires in electrically or fuel-fired furnaces, fluid or molten baths is carried out in the flow.