DD265833A1 - Spritzer minimierender schweissdraht fuer das co tief 2-schweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zusatzwerkstoff fuer die CO2-Schweissung oder fuer Verfahren, bei denen unter CO2-angereicherter Atmosphaere geschweisst wird, wobei der Einsatzbereich von Baustaehlen ueber niedriglegierte und warmfeste Staehle bemessen werden kann. Als erfindungswesentlich ergibt sich, dass neben der ueblichen Schweissdrahtzusammensetzung, wie z. B. 0,15% C, 0,4-1,1% Si, 0,8% Mn, 0,03% P, 0,03% S, 0,25% Cr, 0,25% Ni, 0,25% Cu, 0,1% Al sowie unter der Massgabe, dass eine Eignung fuer legierte Staehle vorliegen soll, C auf 0,35%, Cr und Ni auf je 3% steigen und Mo mit 1,5% hinzukommt, zusaetzlich eine Dosierung von B und Ca in einem abgestimmten Verhaeltnis von 1:1 bis 1:1,5 vorgenommen wird, so dass letztlich B in den Grenzen von 0,0005 bis 0,01% und Ca mit maximal 0,01% enthalten sind. Die Spritzerneigung herkoemmlicher CO2-Schweissdraehte von etwa 10% des eingesetzten Zusatzwerkstoffes wird erfindungsgemaess auf etwa 1,5% herabgemindert, wobei auftretende Restspritzer leicht entfernbar sind.

Description

Anwendungsgebiet de' Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schweißdraht für das Lichtbogenschweißen, vorzugsweise unter COi odor COj-angereicherten Schutzgasen unter Beachtung der weitestgehenden Vermeidung der Spritzerbildung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Es ist bekannt, daß die Spritzerbildung beim Verschweißen als geeignet angesehener Schweißdrähte des Leglerungstypes: Magan-Slllzium rund 10% des abgeschweißten Drahtes betragt. Deshalb hat es nicht an Versuchen gefehlt, diesen Zustand zu

ändern.

So ist bekannt, daß dio Anwendung von Argon und an Argon reichen Schutzgasgemischen die Spritzerbildung reduziert. Es ist

auch bekannt, daß bei Einsatz einer Transistor-Stromquelle und bei Anwendung von Mischgasen mit über 80% Ar eine weitere

Reduzierung des Spritzeranteiles möglich ist. Jedoch erhöhen sich die Schutzgaskosten um den Faktor 5, wenn

hochargonhaltige Schutzgasgemische verwendet werden.

Es ist auch bekannt, daß durch Zulegieren geringer Gehalte an Cer die Spritzerbildung gesenkt werden kann. Jedoch fällt

dadurch die Kerbschlagzähigkeit im Schweißgut auf etwa 50% des üblichen Schweißgutes vom gleichen Typ ab (1,2).

Auch die in DD WP 125902 geschützte Erfindung, die Spritzerbildung durch Einhalten eines sehr engen Verhältnisses von Silizium:Mangan wie 1:2,0 bis 1,25 und durch sehr niedrige Einschränkung dos Chromgehaltes auf unter 0,1 % und bsi Kupfer auf

unter 0,15% sowie durch die Verwendung von Titan zu senken, ist unbefriedigend, da die niedrigen Gehalte an

Verum einigungselementen wegen des hohen Niveaus dieser Elemente im Schrott nicht eingehalten werden können und

außerdtrn auf eine Verkuo'erung des Drahtes zur Verbesserung des Strumübergangs v»'::U.iitet werden muß. Außerdem scheidet durch die Forderung max.0,010% N die sehr vorteilhafte Erschmelzung des Stahles für Schutzgasschweißdrähte in

Elektrolichtbogen-Öfnn aus. Die bekannte Lösung, den Schweißdraht mit Elementen zu beschichten, die die lonlsationsspannung des Lichtbogens

herabsetzen, ist bisher immer an der Unmöglichkeit einer Nutzung Im großtechnischen Maßstab gescheitert.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel dor Erfindung, durch den Einsatz eines in seinen Legierungsbestandteilen nur unwesentlich geänderten herkömmlichen Zusatzwerkstoffes für das COj-Uchtbogenschwelßen oder bei Verfahren mit CCyreichen Mischgasen eine bessere Materialausnutzung derselben zu erreichen sowie durch die Vermeidung sonst üblicher Nacharbeiten die Arbeitszeitauslastung zu erhöh., n.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Schweißdrahtzusammensettungen für die Schutzgasschweißung, vorwiegend für die COj-Lichtbogenschweißung oder analoge Verfahren mit COj-reicher Atmosphäre derart zu modifizieren, daß die Spritzverluste erheblich gesenkt werden, die universelle Ersetzbarkeit des ZusaUwerkstoffes

gesichert ist sowie hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit im Bereich der Schweißdrahtzone kein Unterschied zum Grundwerkstoff erkennbar wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Beibehaltung dir bisher bekannten Bestandteile für Schweißdrähte der Lichtbogenschweißung, insbesondere unter CO₁ oder CCVangereicherver Atmosphäre, geringe Zusätze des Elementes Bor vorgenommen werden. Bor, das auch in der Metallurgie zur Durchliärtung bzw. in einigen Schweißzusatzwerkstoffen zur Verbesserung der Korbschlagzähigkeit zum Einsatz gelangt, führt in dosierter Form bei COj-Schweißdrähten dazu, daß die Spritzerbildung erheblich nachläßt und ihre Größe reduziert wird sowie etwaige Restspritzer von der Oberfläche des Schweißteiles leicht entfernbar sind. Des weheren wird vorgeschlagen, due als starkes Desoxidationsmittel und zur Entschwefelung hinreichend bekannte Element Ca in geringsten Mengen bzw. in Kombination mit dem Element Bor in den Zusatzwerkstoff zu legieren.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Einem Stahl, der als Zusatzwet !-.stoff für die COj-Schweißung dienen soll, wurde Bor und Calcium zugesetzt, ao daß sich folgende

materielle Zusammensetzung ergab:

0,08% C 0,016% S und 0,003% B

0,7 % Si 0,18%Cr

1,S2%Mn 0,15% Ni sowie0,002%Ca

0,014% P 0,22% Cu

Dieser Zusatzwerkstoff unter reiner CO_rAtmosphäro verarbeitet, ergibt die nachfolgende Schwoißgutzusammensetzung:

0,09% C 0,016% S und 0,002% B

1,51 % Si 0,16%Cr sowie 0,0003% Ca

1,04%Mn 0,15%Ni

0,013%P 0,25% Cu

Im Bereich der Schweißnaht wurden dabei Werte für die Streckgrenze von 520MPa, die Zugfestigkeit von 597 MPa und für die Bruchdehnung 30,7% nachweisbar. Der somit gewonnene COj-Schweißdraht kann mit den herkömmlichen Schweißgleichrichtern verarbeitet worden, wobei bei

einem I, » 200A und einer U, = 24 V die Spritzerneigung von bisher 10% auf 1,5% gesenkt wurde. Der COj-Sthwelßdraht ist universell für die Plus- und Minuspolung einsetzbar.

Die dosierte Zugabe der Elemente Bor zu Calcium sollte in der Regel ein Verhältnis von 1:1 bzw. max. 1:1,5 ausmachen. Es ist auch möglich, warmfoste und legierte Stähle vorteilhaft zu schweißen.

Claims (3)

1. Spritzer minimierender Schweißdraht für das CO₂-Schweißen oder für Verfahren mit CO₂-angereicherter Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß die materielle Zusammensetzung des Schweißdrahtes die nachfolgenden Bestandteile mit den angegebenen Grenzwerten aufweist. Maxirhal 0,15% C und 0,0005-0,01 % B

Maximal 0,4-1,1% Si

Maximal 0,8-2,2% Mn sowie max. 0,01% Ca
Maximal 0,03% P
Maximal 0,03% S
Maximal 0,25% Cr
* Maximal 0,25% Ni
Maximal 0,25% Cu
Maximal 0,1% Al

2. Spritzer minimierender Schweißdraht für das CO_rSchweißen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daIV. zwischen den Elementen B und Ca das Verhältnis 1:1 bis 1:1,5 eingehalten wird.

3. Spritzer minimierender Schweißdraht für das COrSchweißen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhöhung der Legierungsbestandteile z, B. C auf 0,35%, Cr und Ni auf je 3% und bei Hinzulegierung von Mo in Höhe von 1,5% unter Beibehaltung des Bor/Calciumverhältnisses warmfeste und legierte Stähle vorteilhaft verschweißbar sind.