DE1433151C - Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis mit einer wasserstoffarmen Umhüllung - Google Patents
Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis mit einer wasserstoffarmen UmhüllungInfo
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Description
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 Rutil,
8 Gewichtsteilen Kalkstein,
10 Gewichtsteilen Flußspat,
12 Gewichtsteilen Feldspat,
15 Gewichtsteilen Ferromangan,
10 Gewichtsteilen Flußspat,
12 Gewichtsteilen Feldspat,
15 Gewichtsteilen Ferromangan,
3 Gewichtsteilen Ferrosilizium und
10 Gewichtsteilen Nickelpulver
10 Gewichtsteilen Nickelpulver
besteht, für den im Anspruch 1 genannten Zweck derart, daß sich ein Auftragsschweißgut mit einem
Gehalt von 2 bis 3% 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 18% Chrom und 8% 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
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 % 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,
10 Gewichtsteilen Flußspat,
8 Gewichtsteilen Kalkstein,
5 Gewichtsteilen Feldspat,
22 Gewichtsteilen Ferrochrom,
6 Gewichtsteilen Nickelpulver und
10 Gewichtsteilen Ferroniob
10 Gewichtsteilen Ferroniob
besteht, für den im Anspruch 15 genannten Zweck.
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 auf, was zur Bedingung macht, daß der Gehalt des
Schweißdrahtes an Desoxydationsmitteln genau abgestimmt werden muß, wenn die metallurgischen Eigenschaften
der Schweiße in annehmbaren Grenzen-bleiben sollen. Ferner sind die Verluste an Zusatzmetall
as 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 Mehrfach-Schweißnähte
gebildet werden können. Ein bedeuten-■ der 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. T a η c u 1 a 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 Wasserstoffgehalt, und keine der bekannten
Elektroden eignet sich für das automatische Lichtbogenschweißen, insbesondere nicht für das automa-
5 6
tische Lichtbogenschweißen in von der Horizontalen Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
abweichenden Ebenen bei hohen Stromstärken. So ist beschrieben.
beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 220 954 Die Zeichnung zeigt eine durchlaufende Schweißeine
Elektrode beschrieben, deren Ummantelung orga- elektrode mit einem Kerndraht 1 und ein diesen Umnische
Stoffe enthält. Die britische Patentschrift 5 gebendes Drahtmaschengewebe, welch letzteres mit
479 376 zeigt eine Elektrode, deren Umhüllung keine dem Kerndraht in elektrischem Kontakt steht und aus
basischen Stoffe enthält. Ferner sind in der französi- einer inneren Lage mit vier parallelen Drähten.2, 3, 4
sehen Patentschrift 1 055 185 und der britischen Pa- und 5, die im Uhrzeigersinn schraubenförmig um den
tentschrift 720 834 Elektroden beschrieben, welche Kerndraht gewickelt sind, sowie einer äußeren Lage
kein Kalziumfluorid enthalten. io aus vier weiteren parallelen Drähten 6, 7, 8 und 9,
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn schrauben-
mittels eine.r umhüllten Elektrode auch in von der förmig um die innere Lage gewickelt sind, besteht.
Horizontalen abweichenden Schweißlagen mechanisch Die Drähte 6, 7, 8 und 9 ragen aus der Oberfläche der
hochwertige Schweißnähte beim Schweißen unter Elektrode hervor und stehen andererseits in elektri-
Kohlendioxyd automatisch und mit hoher Stromstärke 15 schem Kontakt mit den Drähten 2, 3, 4 und 5. Die
herstellen zu können. Zwischenräume zwischen den Drähten der beiden
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Lagen des Maschengewebes sind mit der erfindungs-
Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis gemäßen Umhüllungsmasse 10 angefüllt, deren Zu-
mit einer wasserstoffarmen Umhüllung gelöst, welche sammensetzung sich nach irgendeinem der nachste-
aus Fluß- und Reduktionsmitteln sowie basischen 20 henden Beispiele richtet.
Stoffen und aus 65 bis 20 Gewichtsprozent Rutil be- Die Schweißelektrode wird so angeordnet, daß sie
steht, wobei der Gewichtsanteil dieses Rutils minde- durch übliche, nicht dargestellte Mittel dureh eine
stens 150% der basischen Stoffe beträgt, für das auto- Düse 22 hindurch einem Werkstück 11 kontinuierlich
matische Lichtbogenschweißen von Werkstoffen auf . zugeführt wird. Es sind ferner die nicht dargestellten
Eisenbasis unter Kohlendioxyd, das die Lichtbogen- 25 üblichen Kontaktmittel vorgesehen; welche mit den
und Schweißzone als auf die Schweißstelle gerichteter äußeren Drähten 6, 7, 8 und 9 in Berührung kommen
äußerer Gasstrom umgibt. und dadurch den elektrischen Strom der Schweiß-
Dadurch werden die besten Resultate im Hinblick elektrode bzw. deren Kerndraht 1 zuführen, und zwar
auf die Schweißgeschwindigkeit und Dehnung erzielt, unmittelbar oberhalb der Düse 22 durch das Draht-
d. h., es wird ganz allgemein eine bessere Verschweiß- 30 maschengewebe hindurch.
barkeit erreicht, durch welche auch in von der Hori- Im Betrieb wird zwischen der Schweißelektrode und
zontalen abweichenden Schweißlagen mechanisch hoch- dem Werkstück 11 ein Lichtbogen gezogen, wonach
wertige Schweißnähte automatisch und mit hoher die Schweißelektrode durch die Düse 22 hindurch dem
Stromstärke hergestellt werden können. Werkstück 11 kontinuierlich zugeführt wird, um eine
Durch die erfindungsgemäße Verwendung der um- 35 Schweißgutschicht 14 der gewünschten Zusammenhüllten
Elektrode für das automatische Lichtbogen- Setzung aufzutragen. Um die Elektrode herum und
schweißen können Stromdichten in der Größenordnung durch die Düse 22 hindurch wird Kohlendioxyd auf
von 62 A/mm2 zur Anwendung kommen. ' das Werkstück 11 geblasen, welches in der durch
Im Rahmen der Erfindung ist unter Kohlendioxyd Pfeile angegebenen Weise um die Schweißelektrode
ein Gas zu verstehen, welches mindestens 80 Volum- 40 herumströmt und den Lichtbogen abschirmt. Ebenso
prozent Kohlendioxyd enthält. schirmt das Schutzgas die Schweißzone vor der um-
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Aus- gebenden Atmosphäre in der Nachbarschaft des Lichtdruck
»basisch« bezieht sich auf Materialien, wie z. B. bogens ab. Die in der Umhüllung enthaltenen, schläk-Kalziumkarbonat
in einer seiner verschiedenen For- kenbildenden Stoffe bilden auf der Oberfläche des ahmen,
also beispielsweise auch auf Kalkstein, ferner 45 gelagerten Schweißgutes 14 eine Schutzschicht 15, die
aber auch auf Magnesiumkarbonate und andere Kar- während des Abkühlens das Schweißgut vor einer Bebonate,
welche »basisch« in der eigentlichen Bedeutung' rührung mit der Atmosphäre bewahren. Durch die
dieses Ausdruckes sind und wie sie allgemein für Um- Verwendung einer der in den nachstehenden Beispielen
hüllungen von umhüllten Elektroden verwendet wer- angegebenen Umhüllungsmassen in Verbindung mit
den. Dazu gehören auch Stoffe, wie z. B. Kalzium- 5° der Abschirmung durch Kohlendioxyd erhält man
fluorid und andere Metallfluoride sowie Gemische von sehr beständige Schweißverhältnisse und dazu eine
Fluoriden, wie sie in Mineralien vorkommen, die all- glatte Schweißfläche. Außerdem bekommt man nach
gemein bei der Herstellung von Flußmittelumhüllun- diesem Verfahren eine leicht ablösbare Schlackengen
für Metallelektroden verwendet werden. decke 15.
Die Umhüllung der Elektrode kann Metallpulver, 55 Es ist klar, daß die Konstruktion der Elektrode für
z. B. Eisenpulver, enthalten und gegebenenfalls auch die erfindungsgemäße Verwendung von beliebiger geeinen
geringen Anteil an Stoffen aufweisen, welche eigneter Art sein kann. Man kann beispielsweise bei
das Pressen der Umhüllung zu einem Strang erleich- der in der Zeichnung dargestellten Elektrode die
tern. Nach dem Aufpressen der Umhüllung auf den Wickeldrähte 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 in Fortfall
Kerndraht wird die Elektrode zweckmäßigerweise bei 60 kommen lassen, so daß die Elektrode nur aus einem
einer Temperatur gebrannt, die ausreicht, um das Kerndraht 1 mit einer Umhüllung 10 besteht,
freie Wasser im wesentlichen vollständig auszutreiben, Es wird nunmehr eine Anzahl Beispiele von Schweißweiches in dem Silikat oder sonstigen Bindemittel oder elektroden und Umhüllungsmassen für die erfindungsauch in den Mineralien, welche Bestandteile der Um- gemäße Verwendung beschrieben. In jedem Falle muß hüllung sind, enthalten sein könnte. Die Ausscheidung 65 die Elektrode bei genügend hoher Temperatur gedieses Wassers vermindert den Wasserstoffgehalt des brannt werden, um die Überzugsmasse praktisch zu aufgetragenen Schweißgutes ganz erheblich. entwässern, wenn ein Schweißgut von den besten
freie Wasser im wesentlichen vollständig auszutreiben, Es wird nunmehr eine Anzahl Beispiele von Schweißweiches in dem Silikat oder sonstigen Bindemittel oder elektroden und Umhüllungsmassen für die erfindungsauch in den Mineralien, welche Bestandteile der Um- gemäße Verwendung beschrieben. In jedem Falle muß hüllung sind, enthalten sein könnte. Die Ausscheidung 65 die Elektrode bei genügend hoher Temperatur gedieses Wassers vermindert den Wasserstoffgehalt des brannt werden, um die Überzugsmasse praktisch zu aufgetragenen Schweißgutes ganz erheblich. entwässern, wenn ein Schweißgut von den besten
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der mechanischen Eigenschaften aufgetragen werden soll.
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.
B ei s ρ i el 2
Eine Schweißelektrode, wie sie im Beispiel 1 beschrieben wurde, hat eine Umhüllung mit einem Gehalt
an Rutil von 50 bis 30 Gewichtsprozent, während sich der Fluoridgehalt auf 1 bis 10 Gewichtsprozent
beläuft.
B ei s ρ i e 1 3
Eine Schweißelektrode mit einem Kerndraht, welcher, falls gewünscht, mit einem Drahtgewebe umgeben
werden kann, wird mit einer Umhüllung überzogen, welche folgende Bestandteile enthält:
45 Gewichtsprozent
5 Gewichtsprozent
5 Gewichtsprozent
15 Gewichtsprozent
16 Gewichtsprozent
Rutil,
Flußspat,
Feldspat,
Ferromangan,
Flußspat,
Feldspat,
Ferromangan,
18,5 Gewichtsprozent Eisenpulver,
0,5 Gewichtsprozent Bentonit.
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 Kohlendioxyd. Jedoch hat sich gezeigt,
daß die Elektrode nach Beispiel 3 sich besonders gut für Horizontal-Vertikal-Kehlschweißungen eignet, wohingegen
Elektroden mit einer basischen Umhüllung nur für Schweißarbeiten in der flachen Lage geeignet
sind.
B ei spi e1 4
Eine Elektrode zum Schweißen von Flußstahl besitzt einen Kerndraht aus Flußstahl, umgeben von
einem Maschengewebe aus zwei Lagen von Drähten, die in entgegengesetzten Richtungen um den Kerndraht
herumgewickelt sind. Die das Maschengewebe bildenden Drähte 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 Flußmittel
herzustellen.
Die Ferrolegierungen können bis zu 10 Gewichts-
teile Ferromangan enthalten, während der Rest aus Ferrosilizium, Ferroaluminium, Ferrotitan und/oder
anderen reduzierend wirkenden Ferrolegierungen bestehen kann.
B e i s ρ i e 1 5
" Bei einer Elektrode zum Schweißen von niedriglegierten Stählen, z. B. solchen, welche 1 °/o Chrom
und 0,5 °/o 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 und etwa 2 Gewichtsteile Ferromolybdän hinzusetzen.
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:
20 bis 60 Gewichtsteile
0 bis 20 Gewichtsteile
5 bis 20 Gewichtsteile
0 bis 30 Gewichtsteile
0 bis 5 Gewichtsteile
2 bis 30 Gewichtsteile
0 bis 20 Gewichtsteile
5 bis 20 Gewichtsteile
0 bis 30 Gewichtsteile
0 bis 5 Gewichtsteile
2 bis 30 Gewichtsteile
Rutil,
Kalkstein,
Flußspat,
Feldspat,
Ton,
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 Iimenit ersetzen, und
auch Siliziumdioxyd kann nach Wunsch hinzugesetzt werden.
309 609/135
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).
B e i s ρ i e 1 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 Gewichtsteile Kalkstein,
1 bis 8 Gewichtsteile Flußspat,
2 bis 30 Gewichtsteile Ferrolegierungen, 0 bis 30 Gewichtsteile Feldspat,
0 bis 5 Gewichtsteile Ton.
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:
Eine Elektrode zum Auftragen von Schweißgut mit einem Gehalt von 2 bis 3% Nickel kann, wie oben
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
10 Gewichtsteile
8 Gewichtsteiie
12 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
15 Gewichtsteile
12 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
15 Gewichtsteile
3 Gewichtsteile
Rutil,
Flußspat,
Kalkstein,
Feldspat,
Nickelpulver,
Ferromangan,
Ferrosilizium.
47 Gewichtsteile
5,5 Gewichtsteile
5 Gewichtsteile
5,5 Gewichtsteile
5 Gewichtsteile
16 Gewichtsteile
2 Gewichtsteile
2 Gewichtsteile
15 Gewichtsteile
Rutil,
Flußspat, Kalkstein, Ferromangan, Ferrosilizium, Feldspat
(vorzugsweise Kalifeldspat), 0,25 Gewichtsteile Ton.
Flußspat, Kalkstein, Ferromangan, Ferrosilizium, Feldspat
(vorzugsweise Kalifeldspat), 0,25 Gewichtsteile Ton.
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-
a5 spielsweise kann ein Eisenkerndraht mit einem Mangangehalt
von 14°/o 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.
B e i s ρ i e 1 11
Zum Schweißen austenitischer korrosionsfester
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:
Zum Schweißen von Stahl mit einem Gehalt von bis 6 0I0 Chrom und 0,5 % Molybdän kann man eine
Elektrode mit einem Kerndraht aus Flußstahl und zwei Lagen Wickeldrähten aus dem gleichen Werkstoff
mit einer Umhüllung folgender Zusammensetzung überziehen: '
20 bis 50 Gewichtsteiie
8 bis 20 Gewichtsteile
5 bis 20 Gewichtsteile
0 bis 10 Gewichtsteile
5 bis 10 Gewichtsteile
0 bis 10 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
8 Gewichtsteile
12 Gewichtsteile
16 Gewichtsteile
10 Gewichtsteiie
8 Gewichtsteile
12 Gewichtsteile
16 Gewichtsteile
2 Gewichtsteile
8 Gewichtsteile
8 Gewichtsteile
22 Gewichtsteile
3 Gewichtsteile
Rutil,
Flußspat,
Kalkstein,
Feldspat,
Ferromangan,
Ferrosilizium,
Ferrotitan,
Ferrochrom,
Ferromolybdän.
Bei einem besonderen Beispiel im Rahmen des Beispiels 11 kann die Umhüllung folgende Zusammensetzung
haben:
30 Gewichtsteile Rutil,
10 Gewichtsteile Flußspat,
10 Gewichtsteile Flußspat,
8 Gewichtsteile Kalkstein,
5 Gewichtsteile Feldspat,
22 Gewichtsteile Ferrochrom,
6 Gewichtsteile Nickelpulver,
10 Gewichtsteile Ferroniob.
6 Gewichtsteile Nickelpulver,
10 Gewichtsteile Ferroniob.
Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden Elektroden einen großen Anteil an Rutil
enthalten, und zwar kann dasselbe in Form des Minerals Rutil selbst oder in Form von Mineralien, die
größere Mengen an Titandioxyd enthalten, vertreten sein. Außerdem wird es vorgezogen, wie im Anspruch 1
angegeben, daß die Umhüllung einen geringeren Anteil an Kalziumfluorid oder an sonstigen »basischen«
Stoffen, wie sie in vorstehendem definiert wurden, enthält, zusammen mit einer erheblichen Menge an
Ferrolegierungen, die hier als Reduktionsmittel wirken. Nach dem Vermischen der Umhüllung mit geeigneten
Bindemitteln zwecks Bildung einer Paste wird die letztere in das den Kerndraht umgebende Maschengewebe
eingepreßt. Hernach wird die Elektrode gebrannt, um das überschüssige Wasser auszutreiben,
wodurch die noch in der Schweißelektrode enthaltene Menge Wasserstoff auf einen niedrigen Wert vermindert
wird. Werden derartige Elektroden zusammen mit einem Schutzgas verwendet, das, wie eingangs definiert,
im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht, dann ist
festzustellen, daß man Schweißgut mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften erhält, und zwar bei sehr
hohen Stromstärken, beispielsweise in der Größenordnung von 800 A, die an eine Elektrode mit einem
Kerndraht mit 4,1 mm Durchmesser gelegt werden, was einer Stromdichte von etwa 62 A/mmz entspricht.
Dabei ist also die zulässige Stromdichte nicht nur wesentlich höher, als es früher bei Elektroden mit einer
vorwiegend aus Rutil bestehenden Umhüllung für
ίο möglich gehalten wurde, sondern trotz der hohen
Stromdichte bleibt das aufgetragene Schweißgut auch frei von Poren und Rissen, welche durch den in dem
Schweißgut gelösten Wasserstoff verursacht sein könnte.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Elektrode während des
Schweißens erheblich weniger Rauch auftritt und daß derselbe dem Schweißer weniger unangenehm wird
als der Rauch, welcher durch typische »basische« Elektroden erzeugt wird, deren Umhüllung einen verhältnismäßig
hohen Anteil an Flußspat enthalten kann. Einer der wesentlichsten Vorteile der erfindungsgemäß
zu verwendenden Elektroden ist der, daß infolge des Rutil-Umhüllungsmaterials die Elektrode fum Schweißen
auch in anderen als der flachen Lage, beispielsweise für horizontal/vertikale Kehlschweißungen, verwendet
werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. 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 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
45 Gewichtsprozent
5 Gewichtsprozent
. 15 Gewichtsprozent
16 Gewichtsprozent
Rutil,
Flußspat,
Feldspat,
Ferromangan,
Flußspat,
Feldspat,
Ferromangan,
35
40
18,5 Gewichtsprozent Eisenpulver und
0,5 Gewichtsprozent Bentonit
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,
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, Ferro-
0 bis 5 Gewichtsteilen Ton und
2 bis 30 Gewichtsteilen Ferrolegierungen, und zwar einer oder mehrerer der Legierungen Ferromangan, Ferro-
-■-. ·..-. silizium, 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,
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 Gev/ichtsteilen Ferrolegierungen,
0 bis 30 Gewichtsteilen Feldspat und
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 Kalkstein,
16 Gewichtsteilen Ferromangan,
16 Gewichtsteilen Ferromangan,
2 Gewichtsteilen Ferrosilizium,
15 Gewichtsteilen Feldspat (vorzugsweise
Kali-Feldspat) und
15 Gewichtsteilen 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,
10 Gewichtsteilen Flußspat,
8 Gewichtsteilen Kalkstein,
12 Gewichtsteilen Feldspat,
16 Gewichtsteilen
2 Gewichtsteilen
8 Gewichtsteilen
8 Gewichtsteilen
22 Gewichtsteilen
3 Gewichtsteilen
Ferromangan,
Ferrosilizium,
Ferrotitan,
Ferrochrom und
Ferromolybdän
Ferrosilizium,
Ferrotitan,
Ferrochrom und
Ferromolybdän
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB16648/56A GB871141A (en) | 1956-05-29 | 1956-05-29 | Method for electric arc welding |
GB1664856 | 1956-05-29 | ||
GB3615456 | 1956-11-26 | ||
GB3615456 | 1956-11-26 | ||
DEB0044788 | 1957-05-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1433151A1 DE1433151A1 (de) | 1968-10-24 |
DE1433151B2 DE1433151B2 (de) | 1972-08-03 |
DE1433151C true DE1433151C (de) | 1973-03-01 |
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