DE1116513B

DE1116513B - Die Verwendung von Staehlen als Zusatzwerkstoffe fuer die elektrische Schutzgas-Schweissung

Info

Publication number: DE1116513B
Application number: DEW17192A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Hummitzsch; Franz Mersmann
Original assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Current assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Priority date: 1955-07-29
Filing date: 1955-07-29
Publication date: 1961-11-02
Also published as: NL126531C; CH335211A; NL209242A; BE549835A; FR1155198A

Description

Als Schutzgas-Schweißung sind Verfahren bekannt, die einatomige Gase wie Helium oder Argon benutzen. Des weiteren werden zweiatomige Gase wie Wasserstoff oder Stickstoff gebraucht, wobei der Wasserstoffzusatz eine reduzierende Wirkung hat. Ferner sind Verfahren bekannt, die mehratomige Gase wie Kohlensäure (C O₂) als Schutzgas benutzen. Die Kohlensäure dissoziiert bei den hohen Temperaturen des Lichtbogens und wirkt oxydierend auf Eisen. Der Schutzgasmantel von Kohlensäure hat aber den Vorteil, den Stickstoff der Luft von der Schweiße fernzuhalten. Die Schweißgeschwindigkeiten unter Kohlensäure sind sehr hoch, und der Einbrand in den Grandwerkstoff ist bedeutend größer als beim Gebrauch von Argon- oder Heliumgas.

Bei den Schweißungen mit Kohlensäure als Schutzgas war es bisher nicht möglich, an berahigten Stahlblechen der Güteklassen St 34 bis St 52 und der Hochbaustähle bis zu 80 kg/mm² Festigkeit dichte, porenfreie und zähe Schweißnähte zu erzielen.

Es werden jedoch dichte porenfreie und zähe Schweißnähte erhalten, wenn erfindungsgemäß beim Verbindungsschweißen unter reiner Kohlensäure oder Gemischen von Kohlensäure mit Argon- bzw. Helium oder Wasserstoff an berahigten Stählen aus St 34 bis St 52 und hochfesten Baustählen bis 80 kg/mm² Festigkeit Zusatzdrähte verwendet werden, deren Siliziumgehalt über 0,50 bis 2,5% und deren Mangangehalt über 1 bis 3% im Draht betragen. Die vorzugsweise anzuwendenden Siliziumgehalte liegen bei 1 bis 2,5%. Der Kohlenstoffgehalt des Drahtes beträgt 0,08 bis 0,3%. Der Rest ist technisches Eisen.

Zwecks besserer Desoxydation können den Drähten Titan, Zirkonium und Aluminium in kleinen Mengen bis je 0,5% zugesetzt werden. Des weiteren können Legierangszusätze wie Nickel, Chrom, Kupfer und Molybdän einzeln oder zu mehreren in Gehalten bis zu je 3% vorhanden sein.

Der Erfolg der Lehre gemäß der Erfindung wird im folgenden dargestellt:

So ergab an einem berahigten St37-Blech mit 0,14% Kohlenstoff, 0,15% Silizium und 0,46% Mangan ein Draht mit folgender Analyse:

45 C 0,11%

Si 0,26%

Mn 1,12%

P 0,009%

S 0,011%

unter Kohlensäure als Schutzgas ein porenhaltiges Die Verwendung von Stählen

als Zusatzwerkstoffe für die elektrische

Schutzgas-Schweißung

Anmelder:

Westfälische Union Aktiengesellschaft für Eisen- und Drahtindustrie, Hamm (Westf.), Wilhelmstr. 2

Dr.-Ing. Werner Hummitzsch

und Franz Mersmann, Hamm (Westf.), sind als Erfinder genannt worden

Schweißgut an einem Blech von 12 mm Dicke. Das entnommene Schweißgut hatte folgende Analyse:

C :... 0,05%

Si 0,09%

Mn 0,42%

P 0,008%

S 0,013%

Der Siliziumgehalt war um 66^ϋ/ο und der Mangangehalt um 63% abgebrannt. Eine solche Schweißverbindung ist nicht brauchbar.

Wurde hingegen ein Draht mit folgendem Gehalt:

C 0,13%

Si 1,06%

Mn 1,41%

P 0,011%

S 0,019%

unter Kohlensäure verwendet, so wurde ein Schweißgut folgender Zusammensetzung erhalten:

C 0,08%

Si 0,47%

Mn 0,65%

P 0,010%

S 0,021%

Der Abbrand des Siliziumgehaltes betrug 55% und der des Mangangehaltes 54%. Das Schweißgut an St 37 von 12 mm Dicke war vollkommen dicht und ergab eine Kerbschlagzähigkeit von über mkg/cm².

109 737/252

Schweißen an St 34 und St 52 zeigten ähnliche Ergebnisse.

Ein anderer Draht mit

C 0,15%

Si 1,08%

Mn 2,44% ·

P 0,014%

S 0,020%

ergab an einem beruhigten St37-Blech eine vollkommen zähe und dichte Schweißnaht, bei der das Schweißgut folgende Zusammensetzung hatte:

C 0,07%

Si 0,55 %

Mn 1,39%

P 0,012%

S 0,009%

Der Abbrand des Siliziumgehaltes betrug 49°/», der des Mangangehaltes 43%.

Mit diesem Draht wurden weiterhin Verbindungsschweißungen an St 34-, St52-Blechen sowie an Hochbaustählen mit über 50 kg/mm² Festigkeit von 12 bis 15 mm Dicke ausgeführt. Die Verbindungsschweißungen an diesen Stählen waren vollkommen dicht und zäh.

An St37-Blechen wurde eine Festigkeit von 45 kg/mm² bei einer Kerbschlagzähigkeit von 12mkg/cm² erreicht.

An einem St52-Blech von 12 mm Dicke betrug die Festigkeit der Verbindung 55 kg/mm² und die Kerbschlagzähigkeit 10,5 mkg/cm².

Des weiteren wurde ein Draht mit 0,15% Kohlenstoff, 2,10% Silizium, 2,18% Mangan und 0,15% Titan erprobt.

An einem Stahl mit 63 kg/mm² Festigkeit bei 40 kg/mm² Streckgrenze, der folgende Analyse auf

Schweiße war vollkommen dicht. Sie hatte eine Analyse von:

C 0,12%

Si 0,68%

Mn 1,63%

Die eben geschilderte Schweißverbindung wurde derartig hergestellt, daß der Zusatzdraht als sich selbst verbrauchende Elektrode diente. Es wurde der

ίο Zusatzdraht durch einen Lichtbogen, der vom Zusatzdraht nach dem Blechwerkstoff schlägt, in einem Schutzgasmantel aus Kohlensäure verschweißt. Will man hingegen mit einer gesinterten Wolframelektrode arbeiten, so muß man mit zwei konzentrischen Gasmänteln arbeiten. Um die Wolframelektrode liegt zunächst ein Argonmantel. Dieser wird wieder von einem Kohlensäuremantel umgeben. Das Argongas schützt die Wolframelektrode vor der Verbrennung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Die Verwendung von Stählen, bestehend aus 0,08 bis 0,3% Kohlenstoff, über 0,5 bis 2,5%, vorzugsweise nicht unter 1%, Silizium, über 1 bis 3% Mangan, Rest technisches Eisen, als Zusatzwerkstoffe für das Lichtbogenschweißen beruhigter Stähle unter Kohlensäure oder unter Gemischen von Kohlensäure mit einatomigen Gasen, wie Argon und Helium, oder zweiatomigen Gasen, wie Wasserstoff, als Schutzgas.

2. Die Verwendung von Stählen nach Anspruch 1, die jedoch zusätzlich noch bis zu je 0,5% Titan, Zirkonium und Aluminium, einzeln oder zu mehreren, enthalten, für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Die Verwendung von Stählen nach Anspruch 1 oder 2, die jedoch zusätzlich noch bis zu je 3% Nickel, Chrom, Kupfer und Molybdän, einzeln oder zu mehreren, enthalten, für den Zweck nach Anspruch 1.

C 0,18%

Si 0,45%

Mn 1,52%

ergab sich unter Verwendung des oben angeführten Drahtes eine Verbindungsschweißung von 68 kg/mm² Festigkeit bei 12 mkg/cm² Kerbschlagzähigkeit. Die

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 612 579, 721385;
österreichische Patentschriften Nr. 150 000,
543;

Zeyen und Lohmann, »Schweißen der Eisenwerkstoffe«, 2. Auflage, 1948, S. 25.