DE1259683B

DE1259683B - Blanke Schweisszusatzdraehte zum Lichtbogenschweissen unter Kohlendioxyd oder diesesenthaltenden Gasgemischen

Info

Publication number: DE1259683B
Application number: DE1960W0027969
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Hummitzsch
Original assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Current assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Priority date: 1960-06-03
Filing date: 1960-06-03
Publication date: 1968-01-25

Description

Blanke Schweißzusatzdrähte zum Lichtbogenschweißen unter Kohlendioxyd oder dieses enthaltenden Gasgemischen Verschweißt man blanke Drähte unter Kohlendioxyd oder unter Gemischen von Kohlendioxyd mit inerten Gasen, die mehr als 8"/a CO., enthalten, so kann man feststellen, daß die Schweißen in unterschiedlichem Maße Spritzer aussenden. Der Tropfenübergang im Lichtbogen erfolgt nicht in feiner Form, sondern meistens grob. Um eine leicht zu handhabende Verschweißung des Drahtes zu erzielen, ist ein feiner, gleichmäßiger Tropfenübergang erforderlich. Aber nicht allein die Form des Tropfens ist maßgebend, sondern auch die Stabilität des brennenden Lichtbogens. Die Stabilität des brennenden Bogens wird erhöht, wenn man ihm ionisierende Mittel zugibt. Da bei der Schutzgasschweißung blanke Drähte verschweißt werden sollen, können diese Zusätze nur im Draht selbst erfolgen. Hierfür wurden bereits Drähte mit nichtmetallischen Seelenfüllungen oder solche, in denen ionisierende Mittel auf der Oberfläche als sehr dünne Beläge oder auch in Rillen gepreßt anzutreffen sind, vorgeschlagen.
V Die Verwendung von Cer und Lanthan in den Kerndrähten und Hüllen umhüllter Elektroden für die Lichtbogenschweißung von legierten Stählen ist bekannt, jedoch ist über ihre Menge nichts offenbart. Diese Elektroden schmelzen nicht unter einem Schutzgasmantel von kohlendioxydhaltigen Gasen als blanke Drähte, sondern als umhüllte Stäbe ohne Schutzgas unter Absatz größerer Mengen Schlacke ab. Bei der CO; Schweißung entstehen keine nennenswerten Schlacken. Über die Wirkungsweise der Elemente Cer und Lanthan sind keine Angaben vorhanden.
Zu lösen ist die Aufgabe, Stähle am Minuspol des Gleichstromes oder am Wechselstrom unter Erzielung eines feinen gleichmäßigen Tropfenüberganges im stabilen Lichtbogen unter einer Schutzgasatmosphäre von reinem Kohlendioxyd oder von Gasgemischen aus inerten Gasen mit mindestens 8 0/0 Kohlendioxyd, die zusätzlich noch Sauerstoff oder Stickstoff enthalten können, zu verschweißen. Hierfür werden blanke Schweißzusatzdrähte aus unlegierten oder legierten Stählen üblicher Zusammensetzung mit mindestens 0,5'% Silizium vorgeschlagen, die erfindungsgemäß mit Cer und Lanthan und gegebenenfalls zusätzlich mit Begleitelementen, wie Neodym, Praseodym oder die Elemente der Yttererden, wie Yttrium, Ytterbium und Begleiter (sogenannte Yttermetalle), legiert sind, wobei der Gesamtgehalt an diesem Zusatz seltener Erdmetalle 0,01 bis 10/0, besonders mehr als 0,15%, beträgt und das Verhältnis von Cer zu Lanthan sich im Bereich von 5: 1 bis 1 :1 bewegt. Kleine Mengen von Titan und Zirkonium können zwecks Desoxydation dem Draht zulegiert werden.
Die Schweißdrähte nach der Erfindung eignen sich besonders zum Verbindungsschweißen an unberuhigten oder beruhigten Baustählen im Festigkeitsbereich von 34 bis 180 kg/mm=, außerdem zum Schweißen von niedrig- oder hochlegierten warmfesten Baustählen für Kessel, die Betriebstemperaturen bis zu 680° C ausgesetzt werden, mit der Maßgabe, daß die Gehalte an Kohlenstoff und Mangan und etwaigen Legierungselementen in den für die einzelnen Verwendungszwecke üblichen Grenzen liegen. Ferner in Form entsprechend legierter Zusatzdrähte mit martensitischem oder au:stenitischem oder austenitischferretischem Gefüge zum Schweißen von rost- bzw. säurebeständigen Stählen oder zunderbeständigen Stählen für Betriebstemperaturen bis zu 1200° C.
Desgleichen werden die erfindungsgemäßenSchweißdrähte mit der Maßgabe zum Auftragsschweißen verdet, daß sie 0,05 bis 1,5% Kohlenstoff, 0,25 bis 20 % Mangan, 0,5 bis 5 % Silizium, 0,10 bis 3501o Chrom, 0,05 bis 24 % Nickel, 0 bis 4 % Molybdän und 0 bis 21/o Niob, Tantal oder Titan enthalten.
Die Auftragsschweißungen können widerstandsfähig gegen Reibverschleiß, gegen Stoß, gegen Erosion, gegen Kavitation, gegen Einflüsse von Säuren und Gasen in der Wärme und in der Kälte sein, sie können aber auch unmagnetisch sein je nach der Auswahl der Konzentration in den angegebenen Grenzen.
Die Zusatzdrähte tragen eine Oberfläche, die metallisch blank ist. Um die Gleiteigenschaften zu verbessern, kann ein sehr dünner Überzug aus Kupfer, Zinnbronze oder auch Aluminium aufgetragen werden. Dieser Überzug soll eine Dicke von weniger als 10 fi aufweisen. Der Erfindung ist eine Reihe von Vorzügen zu eigen. Da die erfindungsgemäßen Zusätze an seltenen Erdmetallen mit dem Stahl des Drahtes in legierter Form vorliegen, ist für ihre durch und durch gleichmäßige Verteilung auch bei sehr geringen Gehalten gesorgt. Die Drähte können am Plus- und Minuspol des Gleichstromes gut verschweißt werden. Auch die Verschweißung am Wechselstrom gelingt in sehr guter Weise. Die Verschweißbarkeit wird hier besonders stark beeinflußt durch Gehalte an Metallgemischen der seltenen Erden von oberhalb 0,15 0/0. Die Wechselstromverschweißbarkeit kann man zusätzlich erleichtern, indem man den Schweißstrom mit einem hochfrequenten Hilfsstrom überlagert.

Claims

Patentansprüche: 1. Blanke Schweißzusatzdrähte aus unlegierten oder legierten Stählen üblicher Zusammensetzung mit mindestens 0,5 % Silizium zum Lichtbogenschweißen von Stählen am Minuspol des Gleichstromes oder am Wechselstrom unter Erzielung eines feinen, gleichmäßigen Tropfenüberganges im stabilen Lichtbogen unter einer Schutzgasatmosphäre von reinem Kohlendioxyd oder von Gasgemischen aus inerten Gasen mit mindestens 8 % Kohlendioxyd, die zusätzlich noch Sauerstoff oder Stickstoff enthalten können, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Cer und Lanthan und gegebenenfalls zusätzlich mit Begleitelementen, wie Neodym, Praseodym oder die Elemente der Yttererden, wie Yttrium, Ytterbium und Begleiter, legiert sind, wobei der Gesamtgehalt an diesem Zusatz seltener Erdmetalle 0,01 bis 1%, besonders mehr als 0,15%, beträgt und das Verhältnis von Cer zu Lanthan sich im Bereich von 5:1 bis 1:1 bewegt.
2. Schweißdrähte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem die Gleiteigenschaften erhöhenden Überzug aus Kupfer, Zinnbronze oder Aluminium in Dicken von weniger als 10 @t überzogen sind.
3. Verwendung von Schweißdrähten nach Anspruch 1 oder 2, zum Verbindungsschweißen an unberuhigten oder beruhigten Baustählen im Festigkeitsbereich von 34 bis 180 kg/mm2 oder zum Verbindungsschweißen von niedrig- oder hochlegierten warmfesten Baustählen für Kessel, die Betriebstemperaturen bis etwa 680° C ausgesetzt werden, mit der Maßgabe, daß die Gehalte an Kohlenstoff und Mangan und etwaigen Legierungselementen in den für die einzelnen Verwendungszwecke üblichen Grenzen liegen.
4. Verwendung von Schweißdrähten nach Anspruch 1 oder 2 mit der Maßgabe, daß sie zur Erzielung von martensitischem, austenitischem oder austenitisch-ferritischem Gefüge legiert sind, für das Schweißen von rost- bzw. säurebeständigen Stählen oder zunderbeständigen Stählen für Betriebstemperaturen bis zu 1200° C.
5. Verwendung von Schweißdrähten nach Anspruch 1 oder 2 mit der Maßgabe, daß sie 0,05 bis 1% Kohlenstoff, 0,25 bis 20% Mangan, 0,5 bis 5 % Silizium, 0,10 bis 35% Chrom, 0,05 bis 24% Nickel, 0 bis 4'0/0 Molybdän und 0 bis 2% Niob, Tantal oder Titan enthalten, zum Auftragsschweißen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 755 518; deutsche Auslegeschriften Nr. 1026 896, 1078 855; britische Patentschrift Nr. 824 038; E. H o u d r e m o n t, »Handbuch der Sonderstahlkunde«, Bd. 2, 1956, S.1466; A. H. F. G oederitz, »Metallguß«, II. Teil, 1955, S.48.