DE1433151B2

DE1433151B2 - Verwendung einer umhuellten elektrode auf eisenbasis mit einer wasserstoffarmen umhuellung

Info

Publication number: DE1433151B2
Application number: DE19571433151
Authority: DE
Inventors: William Earl Kings Hill Wednesbury; Mitchell Eric James Montrose Wolverhampton; Freeth (Großbritannien)
Original assignee: British Oxigen Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1956-05-29
Filing date: 1957-05-29
Publication date: 1972-08-03
Also published as: DE1433151A1; NL217669A; FI40479B; FI41048C; US3221136A; NL113894C; NO116531B; GB871141A; DK104692C; GB871368A; FI41048B; ES235756A1; CH371331A; FR1177034A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis mit einer wasserstoffarmen Umhüllung.

Aus der französischen Patentschrift 1 094 722 ist die Verwendung blanker Elektrodendrähte in Verbindung mit Schutzgas aus Kohlendioxyd zum Lichtbogenschweißen bekannt. Diese bekannte Verwendung hat jedoch mehrere Nachteile. So muß der Oxydationswirkung der Schutzgasatmosphäre auf das Schweißgut entgegengewirkt werden, indem Spezialschweißdrähte verwendet werden, die eine genügend große Menge von Desoxydationsmitteln enthalten. Dadurch muß der

ίο Schweißdraht praktisch für jedes zu schweißende Material eine andere Zusammensetzung haben, wodurch nicht nur die Schweißdrähte selbst teuer sind, sondern auch eine große Anzahl verschiedener Schweißdrähte auf Lager gehalten werden muß. Ein weiterer Nachteil ist, daß das als Schutzgas dienende Kohlendioxyd sich im elektrischen Lichtbogen zersetzt und dabei in Sauerstoff und Kohlenmonoxyd in schwankender Mengenaufteilung zerfällt. Dadurch nimmt das Schweißgut sowohl Kohlenstoff als auch Sauerstoff

ao auf, was zur Bedingung macht, daß der Gehalt des Schweißdrahtes an Desoxydationsmitteln genau abgestimmt werden muß, wenn die metallurgische"!! Eigenschaften der Schweiße in annehmbare^ Grenzen bleiben sollen. Ferner sind die Verluste an Zusatzmetall infolge Absprühens bzw. Abspritzens beim Schweißen mit längeren Lichtbogen sehr hoch, so daß praktisch nur mit verhältnismäßig kurzen Lichtbogen geschweißt werden kann, was aber wiederum konvex ausgebildete Schweißnähte zur Folge hat, so daß keine Mehrfacb-Schweißnähte gebildet werden können. Ein bedeutender Nachteil ist auch, daß nach dieser bekannten Art keine vertikalen Schweißnähte hergestellt werden können, da das Zusatzmaterial dabei zu stark nach unten abfließt. Außerdem ergeben sich bei der Verwendung von Wechselstrom ganz allgemein nur sehr unbefriedigende Ergebnisse.

Aus einem Referat aus dem »Chemischen Zentralblatt«, 1955, S. 3723, über eine Veröffentlichung von F. Tancula in der" Zeitschrift »Welding Engineering« (39), 1954, S-. 38 und 39, ist die Verwendung von Seelenelektroden in Verbindung mit einer Kohlendioxyd-Schutzgasatmosphäre bekannt. Diese dürfen grundsätzlich nicht mit den umhüllten Elektroden verwechselt werden, da die Füllung bzw. Seele der bekannten Seelenelektroden nicht in der Lage ist, das Elektrodenmaterial gegen schädliche Einflüsse der Außenatmosphäre abzuschirmen. Insbesondere kann die Füllung das vom Elektrodenmantel abgeschmolzene Zusatzmetall nicht gegen den Einfluß der Kohlendioxydatmosphäre schützen. Dies hat einerseits Materialverluste durch Spritzen bzw. Sprühen zur Folge, führt aber andererseits auch zu erhöhter Oxydation der Schweiße und hat außerdem noch den Nachteil, daß man keineswegs den Kohlenstoffgehalt der Schweiße zu beherrschen vermag. Die metallurgischen Eigenschaften sind ebenfalls nur wenig befriedigend. Vertikalschweißungen sind insbesondere bei großen Stromstärken mittels dieser bekannten Seelenelektroden nicht möglich, da das aufgebrachte Schweißgut dabei nach unten abfließt.

Es sind auch bereits mehrere Veröffentlichungen bekannt, in welchen umhüllte Elektroden mit Umhüllungen beschrieben sind, welch letztere mehr Rutil als basische Stoffe enthalten. Jedoch handelt es sich bei allen bekannten Umhüllungen nicht um solche mit niedrigem Wasserstoff gehalt, und keine der bekannten Elektroden eignet sich für das automatische Lichtbogenschweißen, insbesondere nicht für das automa-

tische Lichtbogenschweißen in von der Horizontalen abweichenden Ebenen bei hohen Stromstärken. So ist beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 220 954 eine Elektrode beschrieben, deren Ummantelung organische Stoffe enthält. Die britische Patentschrift 479 376 zeigt eine Elektrode, deren Umhüllung keine basischen Stoffe enthält. Ferner sind in der französischen Patentschrift 1 055 185 und der britischen Patentschrift 720 834 Elektroden beschrieben, welche kein Kalziumfluorid enthalten.

Durch die Erfindung soll die. Aufgabe gelöst werden, mittels einer umhüllten Elektrode auch in von der Horizontalen abweichenden Schweißlagen mechanisch hochwertige Schweißnähte beim Schweißen unter Kohlendioxyd automatisch und mit hoher Stromstärke herstellen zu können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis mit einer wasserstoffarmen Umhüllung gelöst, welche aus Fluß- und Reduktionsmitteln sowie basischen Stoffen und aus 65 bis 20 Gewichtsprozent Rutil besteht, wobei der Gewichtsanteil dieses Rutils mindestens 150% der basischen Stoffe beträgt, für das automatische Lichtbogenschweißen von Werkstoffen auf Eisenbasis unter Kohlendioxyd, das die Lichtbogen- und Schweißzone als auf die Schweißstelle gerichteter äußerer Gasstrom umgibt.

Dadurch werden die besten Resultate im Hinblick auf die Schweißgesthwindigkeit und Dehnung erzielt, d. h., es wird ganz allgemein eine bessere Verschweißbarkeit erreicht, durch welche auch in von der Horizontalen abweichenden Schweißlagen mechanisch hochwertige Schweißnähte automatisch und mit hoher Stromstärke hergestellt werden können.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung der umhüllten Elektrode für das automatische Lichtbogenschweißen können Stromdichten in der Größenordnung von 62 A/mm² zur Anwendung kommen.

Im Rahmen der Erfindung ist unter Kohlendioxyd ein Gas zu verstehen, welches mindestens 80 Volumprozent Kohlendioxyd enthält.

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Ausdruck »basisch« bezieht sich auf Materialien, wie z. B. Kalziumkarbonat in einer seiner verschiedenen Formen, also beispielsweise auch, auf Kalkstein, ferner aber auch auf Magnesiumkarbonate und andere Karbonate, welche »basisch« in der eigentlichen Bedeutung dieses Ausdruckes sind und wie sie allgemein für Umhüllungen von umhüllten Elektroden verwendet werden. Dazu gehören auch Stoffe, wie z. B. Kalziumfluorid und andere Metallfluoride sowie Gemische von Fluoriden, wie sie in Mineralien vorkommen, die allgemein bei der Herstellung von Flußmittelumhüllungen für Metallelektroden verwendet werden.

Die Umhüllung der Elektrode kann Metallpulver, z. B. Eisenpulver, enthalten und gegebenenfalls auch einen geringen Anteil an Stoffen aufweisen, welche das Pressen der Umhüllung zu einem Strang erleichtern. Nach dem Aufpressen der Umhüllung auf den Kerndraht wird die Elektrode zweckmäßigerweise bei einer Temperatur gebrannt, die ausreicht, um das freie Wasser im wesentlichen vollständig auszutreiben, welches in dem Silikat oder sonstigen Bindemittel oder auch in den Mineralien, welche Bestandteile der Umhüllung sind, enthalten sein könnte. Die Ausscheidung dieses Wassers vermindert den Wasserstoffgehalt des aufgetragenen Schweißgutes ganz erheblich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine durchlaufende Schweißelektrode mit einem Kerndraht 1 und ein diesen umgebendes Drahtmaschengewebe, welch letzteres mit dem Kerndraht in elektrischem Kontakt steht und aus einer inneren Lage mit vier parallelen Drähten 2, 3, 4 und 5, die im Uhrzeigersinn schraubenförmig um den Kerndraht gewickelt sind, sowie einer äußeren Lage

ίο aus vier weiteren parallelen Drähten 6, 7, 8 und 9, die entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn schraubenförmig um die innere Lage gewickelt sind, besteht. Die Drähte 6, 7, 8 und 9 ragen aus der Oberfläche der Elektrode hervor und stehen andererseits in elektrischem Kontakt mit den Drähten 2, 3, 4 und 5. Die Zwischenräume zwischen den Drähten der beiden Lagen des Maschengewebes sind mit der erfindungsgemäßen Umhüllungsmasse 10 angefüllt, deren Zusammensetzung sich nach irgendeinem der nächstehenden Beispiele richtet.

Die Schweißelektrode wird so angeordnet, jdaß sie durch übliche, nicht dargestellte Mittel durch eine Düse 22 hindurch einem Werkstück !!«'kontinuierlich zugeführt wird. Es sind ferner die nicht dargestellten üblichen Kontaktmittel vorgesehen, welche mit den äußeren Drähten 6, 7, 8 und 9 in Berührung kommen und dadurch den elektrischen Strom der Schweißelektrode bzw. deren Kerndraht 1 zuführen, und zwar unmittelbar oberhalb der Düse 22 durch das Drahtmaschengewebe hindurch.

Im Betrieb wird zwischen der Schweißelektrode und dem Werkstück 11 ein Lichtbogen gezogen, wonach die Schweißelektrode durch die Düse 22 hindurch dem Werkstück 11 kontinuierlich zugeführt wird, um eine Schweißgutschicht 14 der gewünschten Zusammensetzung aufzutragen. Um die Elektrode herum und durch die Düse 22 hindurch wird Kohlendioxyd auf das Werkstück 11 geblasen, welches in der durch Pfeile angegebenen Weise um die Schweißelektrode herumströmt und den Lichtbogen abschirmt. Ebenso schirmt das Schutzgas die Schweißzone vor der umgebenden Atmosphäre in der Nachbarschaft des Lichtbogens ab. Die in der Umhüllung enthaltenen, schlakkenbildenden Stoffe bilden auf der Oberfläche des abgelagerten Schweißgutes 14 eine Schutzschicht 15, die während des Abkühlens das Schweißgut vor einer Berührung mit der Atmosphäre bewahren. Durch die Verwendung einer der in den nachstehenden Beispielen angegebenen Umhüllungsmassen in Verbindung mit der Abschirmung durch Kohlendioxyd erhält man sehr beständige Schweißverhältnisse und dazu eine glatte Schweißfläche. Außerdem bekommt man nach diesem Verfahren eine leicht ablösbare Schlackendecke 15.

Es ist klar, daß die Konstruktion der Elektrode für die erfindungsgemäße Verwendung von beliebiger geeigneter Art sein kann. Man kann beispielsweise bei der in der Zeichnung dargestellten Elektrode die Wickeldrähte 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 in Fortfall kommen lassen, so daß die Elektrode nur aus einem Kerndraht 1 mit einer Umhüllung 10 besteht.

Es wird nunmehr eine Anzahl Beispiele von Schweißelektroden und Umhüllungsmassen für die erfindungsgemäße Verwendung beschrieben. In jedem Falle muß die Elektrode bei genügend hoher Temperatur gebrannt werden, um die Überzugsmasse praktisch zu entwässern, wenn ein Schweißgut von den besten mechanischen Eigenschaften aufgetragen werden soll.

Beispiel 1

Eine Schweißelektrode, wie sie oben unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben wurde, besitzt einen Kerndraht 1 und zwei Lagen Wickeldrähte 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 aus Flußstahl. Die in die Zwischenräume zwischen den Drähten eingepreßte Umhüllung 10 besteht zu einem größeren Teil aus Rutil und zu einem geringeren Teil aus basischem Material. Das Rutil bildet 65 bis 20 Gewichtsprozent der Umhüllung, während Kalziumfluorid (Flußspat) einen Anteil von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent einnimmt. Die Umhüllung enthält ferner Reduktionsmittel, z. B. Ferrolegierungen, in einem Ausmaß von 10 bis 30 Gewichtsprozent. Außerdem kann die Umhüllung einen schlackenbildenden Stoff, z. B. Feldspat, bis zu 30 Gewichtsprozent und — falls gewünscht — Metallpulver, z. B. Eisenpulver, enthalten; letzteres um die in der Elektrode enthaltene Menge an Metall zu erhöhen und dadurch ein angemessenes Verhältnis zwischen der Menge des Metalls einerseits und der Menge der in der Umhüllung enthaltenen Rutil-, basischen und sonstigen Materialien herzustellen. Eine solche Elektrode kann zum Schweißen von Flußstählen oder von niedriglegierten Stählen verwendet werden.

Beispiel 2

Eine Schweißelektrode, wie sie im Beispiel 1 ber schrieben wurde, 'hat eine Umhüllung mit einem Ge^ halt an Rutil von 50 bis 30 Gewichtsprozent, während sich der Fluoridgehalt auf 1 bis 10 Gewichtsprozent beläuft. ■■■'■·■ ."■;: · ■■:

Beispiels

einem Maschengewebe aus zwei Lagen von Drähten, die in entgegengesetzten Richtungen um den Kerndraht herumgewickelt sind. Die das Maschengewebe bildenden iDrähte sind aus Flußstahl. In den Zwischenräumen des Maschengewebes wird eine Umhüllung gehalten, die folgende Zusammensetzung hat:

45 bis 60 Gewichtsteile Rutil,

4 bis 12 Gewichtsteile Flußspat,

12 bis 24 Gewichtsteile Feldspat,

10 bis 20 Gewichtsteile Ferrolegierungen.

Man kann Eisenpulver hinzusetzen, um in der Elektrode ein geeignetes Verhältnis von Metall zu Flußmittfei herzustellen.

Die Ferrolegierungen können bis zu 10 Gewichtsteile Ferromangan enthalten, während der Rest aus Ferrosilizium, Ferroaluminium, Ferrotitan und/oder änderen ■ reduzierend wirkenden Ferrolegierungen bestehen kann.

::fi'.v ..: ' . Beispiel5

Bei einer Elektrode zum Schweißen^ von niedriglegierten Stählen, z. B. solchen, welche 1 % Chrom und 0,5 % Molybdän enthalten, kann die Elektrodenausführung und ihre Umhüllung so sein, wie sie oben im Beispiel 4 beschrieben wurde, jedoch unter Zusatz von Ferrochrom und Ferromolybdän in der Umhüllung. Man kann beispielsweise zu den im Beispiel 4 erwähnten Stoffen 5 bis 10 Gewichtsteile Ferrochrom uitidi etwa 2 Gewichtsteile Ferromolybdän hinzusetzen.

45

Eine Schweißelektrode mit einem Kerndraht, weleher, falls gewünscht, mit einem Drahtgewebe umgeben werden kann, wird mit einer Umhüllung überzogen, welche folgende Bestandteile enthält:

45 Gewichtsprozent Rutil, ,

5 Gewichtsprozent Flußspat, :

15 Gewichtsprozent Feldspat,
_r. 16 Gewichtsprozent Ferromangan, '■'

18,5 Gewichtsprozent Eisenpulver,

0,5 Gewichtsprozent Bentonit.

Der Zweck des Tonzusatzes ist die Erleichterung des Strangpressens, durch welches die- Umhüllung auf die Elektrode aufgebracht wird. Die Umhüllung wird bei einer Temperatur gebrannt, die hoch genug ist, um dieselbe praktisch zu entwässern.

Es wurde festgestellt, daß das durch eine Elektrode gemäß Beispiel 3 unter einem Kohlendioxydschirm aufgebrachte Schweißgut mechanische Eigenschaften, insbesondere Dehnung, besitzt, die vergleichbar sind mit denjenigen, die man unter Verwendung einer Elektrode mit vorwiegend basischer Umhüllung und bei ähnlicher Stromdichte erzielt, aber ohne Abschirmung durch Kohlendiaxyd. Jedoch hat sich gezeigt, daß die Elektrode nach. Beispiel 3 sich besonders gut für Horizontal-Vertikal-Kehlschweißangen eignet, wohingegen Elektroden mit einer basischen Umhüllung nur für Schweißarbeiten in der flachen Lage geeignet sind.

Beispiel4

Eine Elektrode zum Schweißen von Flußstahl besitzt einen Kerndraht aus Flußstahl, umgeben von

Beispiele

Die geeignetste Umhüllung hängt bis zu einem gewissen Grad von den Verhältnissen ab, unter welchen das-Werkstück zu schweißen ist; so kann man z.B. zum horizontalen Schweißen von Flußstahl bei hohen Stromdichten in der Größenordnung von etwa 800 A für eine Netzmantelelektrode mit einem Kerndraht aus Flußstahl mit 4,1 mm Durchmesser (8 s. w. g. bzw. Nr. 42 der Deutschen Stahldrahtlehre nach DIN 177) und mit einem Maschengewebe aus Flußstahlwickeldrähten eine Umhüllung verwenden, welche folgende Bestandteile enthält:

,('"■■

IiI'.'

''2O bis 6.0 Gewichtsteile
0 bis 20 Gewichtsteile
5 bis 20 Gewichtsteile
0 bis 30 Gewichtsteile
'Oibis 5 Gewichtsteile
21ms 30 Gewichtsteile

Rutil,
Kalkstein,
Flußspat,
Feldspat,
Ton,

Ferrolegierungen, und zwar nach Wahl Ferromangan, Ferrosilizium, Ferrotitan und Ferroaluminium.

Außerdem kann man der Umhüllung auch, noch andere Stoffe, z. B. Eisenpulver, Ferrochrom, Nickel oder Kupfer und — falls gewünscht — Stoffe zur Stabilisierung des Lichtbogens durch Zunahme der Emission oder Ionisierung, wie z. B. Karbonate von Strontium oder Barium, hinzusetzen. Falls es gewünscht werden sollte, kann man das Rutil teilweise durch Zirkoniumsilikat oder durch Ilmenit ersetzen, und auch Siliziumdioxyd kann nach Wunsch hinzugesetzt werden.

Beispiel 6a

10

Beispiel 9

Bei einem typischen Beispiel im Rahmen des Beispiels 6 kann die Umhüllung folgende Zusammensetzung haben: ■■:..'<

50 Gewichtsteile Rutil,

8 Gewichtsteile Kalkstein,
10 Gewichtsteile Flußspat,
16 Gewichtsteile· Ferromangan, ■

2 Gewichtsteile Ferrosilizium,

2 Gewichtsteile Ferrotitan,
12 Gewichtsteile Feldspat . _; ■

(vorzugsweise Kalifeldspat).

Beispiel 7 ': '

Bei einer Elektrode zum horizontal/vertikalen Kehlschweißen von Flußstahl können Kerndraht: und irgendwelche Wickeldrähte aus Flußstahl sein, während die Umhüllung folgende Zusammensetzung hat:

20 bis 65 Gewichtsteile Rutil, _:

1 bis 10 Gewichtsteiie Kalkstein, . _L Ibis 8 Gewichtsteile Flußspat, ■■ ■■. .,

2 bis 30 Gewichtsteile Ferrolegierungen, ^i!: 0 bis 30 Gewichtsteile Feldspat,

0 bis 5 Gewichtstfeile Ton.

Eine Elektrode zum Auftragen von Schweißgut mit einem Gehalt von 2 bis 3% Nickel kann, wie oben S erwähnt, einen Kerndraht aus Flußstahl und Wickeldrähte aus dem gleichen Werkstoff haben. Der Kerndraht wird mit einer Umhüllung überzogen, welche folgende Bestandteile enthält:

50 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile

8 Gewichtsteile
12 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
15 Gewichtsteile

3 Gewichtsteile

Rutil,

Flußspat,

Kalkstein,

Feldspat,

Nickelpulver,

Ferromangan,

Ferrosilizium.

■ :■.··.■Y'

Der Umhüllungsmasse kann man zusätzlich Stoffe hinzusetzen, wie sie in dem obengenannten Beispiel 6 erwähnt wurden.

B e i s ρ i e 1 7a

Eine typische Umhüllung im Rahmen des obigen Beispiels 7 hat die folgende Zusammensetzung: ·.. ..

47 Gewichtsteile
5,5 Gewichtsteile
5 Gewichtsteile "■■.

16 Gewichtsteile"'
2 Gewichtsteile

15 Gewichtsteile

Rutil,

Flußspat, -j .,μ ·

Kalkstein, ·. ^;> >."■ ,"^!-

Ferromangan, ^;:" ^! '■■··''-'

Ferrosilizium, · : ;^! '^{!:l! :}." Feldspat
. (vorzugsweise Kalifeldspat), 0,25 Gewichtsteiie Ton.

Beispiel 10 .

Zum Auftragen von Schweißgut verhältnismäßig hoher Legierung, z. B. mit einem Gehalt von 14% Mangan, kann ein größerer Teil des Legierungszusatzes in dem Kerndraht vorgesehen werden. Bei- spielsweise kann ein Eisenkerndraht mit einem Mangangehalt von 14% oder darüber zusammen mit Wickeldrähten aus Flußstahl verwendet werden, und zwar gemeinsam mit den in den Beispielen 6 und 7 beschriebenen Umhüllungen. Es ist wohl ohne weiteres verständlich, daß, wenn Wickeldrähte aus Flußstahl zusammen mit einem Kerndraht verwendet werden, der ungefähr die gewünschte Zusammensetzung des Schweißgutes hat, es notwendig wird, der Umhüllung Legierungselemente hinzuzusetzen, was beispielsweise Ferromangan sein kann. .

Beispiel 11 ..." " '..:·.'

Zum Schweißen austenitischer korrosionsfester 4P Stähle mit einem Gehalt von 18% Chrom und 8% Nickel kann man eine Elektrode mit einem Kerndraht aus einer Stahllegierung, die 18% Chrom und 8% Nickel enthält, sowie mit einer inneren und einer äußeren Lage von Wickeldrähten der gleichen Zusammensetzung verwenden.-Wahlweise können einige oder auch alle Drähte aus Flußstahl sein; sie können ferner Niob enthalten. Dann hat die Umhüllung folgende Zusammensetzung: "'·. ' ■-■,.' .:'·.."·

Be i s ρ i e 1 8 5<?

Zum Schweißen van'Stahl mit einem Gehalt von bis 6% Chrom und .0,5 %.Molybdän kann man eine Elektrode mit einem,,· Kerndraht aus Flußstahl und zwei Lagen Wickeldrähten aus dem gleichen Werk- S5 stoff mit einer Umhüllung folgender Zusammensetzung überziehen: .-.,·■-

20 bis 50 Gewichtsteile
8 bis 20 Gewichtsteile
5 bis 20 Gewichtsteile
0 bis 10 Gewichtsteile
5 bis 10 Gewichtsteile
0 bis 10 Gewichtsteile

10 bis 25 Gewichtsteile

Rutil, '

Flußspat,

Kalkstein, ;

Feldspat,

Nickelpulver,

Ferroniob,

Ferrochrom.

35 Gewichtsteile.
10 Gewichtsteiie^
S Gewichtstellp,
12 Gewichtsteile
16 Gewichtsteile'

2 Gewichtsteiie^
,8 Gewichtsteile

22 Gewichtsteile

3 Gewichtsteile

Rutil,
Flußspat,
Kalkstein,
:Feldspat,
"Ferromangan,
Ferrosilizium,
Ferrotitan,
Ferrochrom,
Ferromolybdän.

B e i s ρ i e 1 lla . "■■'■

Bei einem besonderen Beispiel im Rahmen des Beispiels 11 kann die Umhüllung: folgende Zusammen^ Setzung haben:

30 Gewichtsteile Rutil,
10 Gewichtsteile Flußspat,
8 Gewichtsteile Kalkstein, . "...

5 Gewichtsteile Feldspat, -■■■ ■

11 12

22 Gewichtsteile Ferrochrom, festzustellen, daß man Schweißgut mit ausgezeichneten

6 Gewichtsteile Nickelpulver, mechanischen Eigenschaften erhält, und zwar bei sehr

10 Gewichtsteile Ferroniob. ' ^h°^hen Stromstärken beispielsweise in der Größen-

Ordnung von 800 A, die an eine Elektrode mit einem

5 Kerndraht mit 4,1 mm Durchmesser gelegt werden,

Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß zu ver- was einer Stromdichte von etwa 62 A/mm' entspricht,

wendenden Elektroden einen großen Anteil an Rutil Dabei ist also die zulässige Stromdichte nicht nur

enthalten, und zwar kann dasselbe in Form des Mi- wesentlich höher, als es früher bei Elektroden mit einer

nerals Rutil selbst oder in Form von Mineralien, die vorwiegend aus Rutil bestehenden Umhüllung für

größere Mengen an Titandioxyd enthalten, vertreten io möglich gehalten wurde, sondern trotz der hohen

sein. Außerdem wird es vorgezogen, wie im Anspruch 1 Stromdichte bleibt das aufgetragene Schweißgut auch

angegeben, daß die Umhüllung einen geringeren An- frei von Poren und Rissen, welche durch den in dem

teil an Kalziumfluorid oder an sonstigen »basischen« Schweißgut gelöstenWasserstoff verursacht sein könnte.

Stoffen, wie sie in vorstehendem definiert wurden, Es wurde weiterhin festgestellt, daß bei Verwendung

enthält, zusammen mit einer erheblichen Menge an 15 einer erfindungsgemäßen Elektrode während des

Ferrolegierungen, die hier als Reduktionsmittel wirken. Schweißens erheblich weniger Rauch auftritt und daß

Nach dem Vermischen der Umhüllung mit geeigneten derselbe dem Schweißer weniger unangenehm wird

Bindemitteln zwecks Bildung einer Paste wird die als der Rauch, welcher durch typische »basische«

letztere in das den Kerndraht umgebende Maschen- Elektroden erzeugt wird, deren Umhüllung einen ver-

gewebe eingepreßt. Hernach wird die Elektrode ge- 20 hältnismäßig hohen Anteil an Flußspat enthalten kann,

brannt, um das überschüssige Wasser auszutreiben, Einer der wesentlichsten Vorteile der erfindungsgemäß

wodurch die noch in der Schweißelektrode enthaltene zu verwendenden Elektroden ist der, daß infolge des

Menge Wasserstoff auf einen niedrigen Wert vermin- Rutil-Umhüllungsmaterials die Elektrode zW Schwei-

dert wird. Werden derartige Elektroden zusammen mit Ben auch in anderen als der flachen Lage, beispiels-

einem Schutzgas verwendet, das, wie eingangs definiert, 25 weise für horizontal/vertikale Kehlschweißungen, ver-

im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht, dann ist wendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis mit einer wasserstoffarmen Umhüllung, welche aus Fluß- und Reduktionsmitteln sowie basischen Stoffen und aus 65 bis 20 Gewichtsprozent Rutil besteht, wobei der Gewichtsanteil des Rutils mindestens 150% der basischen Stoffe beträgt, für das automatische Lichtbogenschweißen von Werkstoffen auf Eisenbasis unter Kohlendioxyd, das die Lichtbogen- und Schweißzone als auf die Schweißstelle gerichteter äußerer Gasstrom umgibt.
2. Verwendung einer Elektrode der in Anspruch 1 xs angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung 0,5 bis 20 Gewichtsprozent Flußspat enthält, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
3. Verwendung einer Elektrode der in Anspruch 1 oder 2 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung bis 30 Gewichtsprozent Feldspat enthält, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
4. Verwendung einer Elektrode der in einem der Ansprüche 1 bis 3 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung 50 bis 30 Gewichtsprozent Rutil, 1 bis 10 Gewichtsprozent Flußspat und 10 bis 30 Gewichtsprozent Ferrolegierungen enthält, für das Schweißen von Flußstählen und niedriglegierten Stählen entsprechend dem im Anspruch 1 genannten Zweck.
5. Verwendung einer Elektrode der in Anspruch 4 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung aus

45 Gewichtsprozent
5 Gewichtsprozent

15 Gewichtsprozent

16 Gewichtsprozent

Rutil,
Flußspat,
Feldspat,
Ferromangan,

35

40

45

18,5 Gewichtsprozent Eisenpulver und
0,5 Gewichtsprozent Bentonit

besteht, für den im Anspruch 4 genannten Zweck.
6. Verwendung einer Elektrode der in Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, deren Kern aus Flußstahl besteht und deren Umhüllung aus

45 bis 60 Gewichtsteilen Rutil,

4 bis 12 Gewichtsteilen Flußspat,

12 bis 24 Gewichtsteilen Feldspat und

10 bis 20 Gewichtsteilen Ferrolegierungen

besteht, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
7. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 6 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung außerdem 5 bis 10 Gewichtsteile Ferrochrom und etwa 2 Gewichtsteile Ferromolybdän enthält, für das Schweißen von niedriglegierten Stählen entsprechend dem im Anspruch 1 genannten Zweck.
8. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung in Form einer Netzmantelelektrode, deren Kerndraht, welcher einen Durchmesser von 4,1 mm hat, und deren Wickeldraht bzw. Wickeldrähte je aus Flußstahl bestehen und deren Umhüllung aus

20 bis 60 Gewichtsteilen Rutil, 0 bis 20 Gewichtsteilen Kalkstein,

5 bis 20 Gewichtsteilen Flußspat,

0 bis 30 Gewichtsteilen Feldspat,
0 bis 5 Gewichtsteilen Ton und .
2 bis 30 Gewichtsteilen Ferrolegierungen, und zwar einer oder mehrerer der Legierungen Ferromangan, Ferrosilizium, Ferrotitan und Ferroaluminium,

besteht, für das horizontale Lichtbogenschweißen von Flußstahl bei Stromdichten in der Größenordnung von 800 A entsprechend dem im Anspruch 1 genannten Zweck.
9. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 8 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung aus

50 Gewichtsteilen

10 Gewichtsteilen

8 Gewichtsteilen

12 Gewichtsteilen

16 Gewichtsteilen

2 Gewichtsteilen

2 Gewichtsteilen

Rutil,

Flußspat,

Kalkstein,

Feldspat,

Ferromangan, _v

Ferrosilizium und

Ferrotitan

besteht, für den im Anspruch 8 genannten Zweck.
10. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, deren Kerndraht aus Flußstahl besteht und deren Umhüllung aus

20 bis 65 Gewichtsteilen Rutil,

1 bis 8 Gewichtsteilen Flußspat,

1 bis 10 Gewichtsteilen Kalkstein,

2 bis 30 Gewichtsteilen Ferrolegierungen,
0 bis 30 Gewichtsteilen Feldspat und

0 bis 5 Gewichtsteilen Ton

besteht, für den im Anspruch 1 genannten Zweck, insbesondere für Horizontal-Vertikal-Kehlschweißungen von Flußstahl.
11. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 10 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung aus

47 Gewichtsteilen Rutil,
5,5 Gewichtsteilen Flußspat,
5 Gewichtsteilen

16 Gewichtsteilen
2 Gewichtsteilen

15 Gewichtsteilen

Kalkstein,
Ferromangan,
Ferrosilizium,
Feldspat (vorzugsweise
Kali-Feldspat) und

0,25 Gewichtsteilen Ton

besteht, für den im Anspruch 1 bzw. 10 genannten Zweck.
12. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung in Form einer Netzmantelelektrode, deren Kerndraht und deren Wickeldraht bzw. Wickeldrähte je aus Flußstahl bestehen und deren Umhüllung aus

35 Gewichtsteilen Rutil,

10 Gewichtsteilen Flußspat,

8 Gewichtsteilen Kalkstein,

12 Gewichtsteilen Feldspat,

16 Gewichtsteilen

2 Gewichtsteilen
8 Gewichtsteilen

22 Gewichtsteilen

3 Gewichtsteilen

Ferromangan, Ferrosilizium, Ferrotitan, Ferrochrom und Ferromolybdän

besteht, für das Schweißen von Stahl mit einem Gehalt von 4 bis 6% Chrom und 0,5 % Molybdän entsprechend dem im Anspruch 1 genannten Zweck.
13. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, deren Kerndraht aus Flußstahl besteht und deren Umhüllung aus

50 Gewichtsteilen

8 Gewichtsteilen

10 Gewichtsteilen

12 Gewichtsteilen

15 Gewichtsteilen

3 Gewichtsteilen

10 Gewichtsteilen

Rutil,

Kalkstein,

Flußspat,

Feldspat,

Ferromangan,

Ferrosilizium und

Nickelpulver

besteht, für den im Anspruch 1 genannten Zweck derart, daß sich ein Auftragsschweißgut mit einem Gehalt von 2 bis 3 °/₀ Nickel ergibt.

14. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 8 oder 10 angegebenen Zusammensetzung für das Schweißen verhältnismäßig hochlegierter Stähle entsprechend dem im Anspruch 1 genannten Zweck, wobei der eisenhaltige Elektrodenkerndraht entsprechend der Schweißgutlegierung zusammengesetzt ist.

15. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, deren Kerndraht aus einer Stahllegierung besteht, die 7o Chrom und 8°/₀ Nickel enthält, und deren Umhüllung aus

20 bis 50 Gewichtsteilen
8 bis 20 Gewichtsteilen
5 bis 20 Gewichtsteilen
0 bis 10 Gewichtsteilen
5 bis 10 Gewichtsteilen
0 bis 10 Gewichtsteilen

10 bis 25 Gewichtsteilen

Rutil,

Flußspat,

Kalkstein,

Feldspat,

Nickelpulver,

Ferroniob und

Ferrochrom

besteht, für das Schweißen austenitischer korrosionsfester Stähle mit einem Gehalt von 18% Chrom und 8 °/o Nickel entsprechend dem im Anspruch 1 genannten Zweck.

16. Verwendung einer Elektrode der im Anspruch 15 angegebenen Zusammensetzung, deren Umhüllung aus

30 Gewichtsteilen Rutil,
10 Gewichtsteilen Flußspat,
8 Gewichtsteilen Kalkstein,

5 Gewichtsteilen Feldspat,
22 Gewichtsteilen Ferrochrom,

6 Gewichtsteilen Nickelpulver und 10 Gewichtsteilen Ferroniob

besteht, für den im Anspruch 15 genannten Zweck.