DE1433151C - Verwendung einer umhüllten Elektrode auf Eisenbasis mit einer wasserstoffarmen Umhüllung - Google Patents

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,

3 Gewichtsteilen Ferrosilizium und
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

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,

5 Gewichtsteilen Feldspat,

22 Gewichtsteilen Ferrochrom,

6 Gewichtsteilen Nickelpulver und
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-

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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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 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.

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

15 Gewichtsprozent

16 Gewichtsprozent

Rutil,
Flußspat,
Feldspat,
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 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.

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:

20 bis 60 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,

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

Beispiel 6a 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).

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

8 Gewichtsteiie
12 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
15 Gewichtsteile

3 Gewichtsteile

Rutil,

Flußspat,

Kalkstein,

Feldspat,

Nickelpulver,

Ferromangan,

Ferrosilizium.

47 Gewichtsteile
5,5 Gewichtsteile
5 Gewichtsteile

16 Gewichtsteile
2 Gewichtsteile

15 Gewichtsteile

Rutil,
Flußspat, Kalkstein, Ferromangan, Ferrosilizium, Feldspat
(vorzugsweise Kalifeldspat), 0,25 Gewichtsteile 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-

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:

Beispiele

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

10 bis 25 Gewichtsteile

Rutil,

Flußspat,

Kalkstein,

Feldspat,

Nickelpulver,

Ferroniob,

Ferrochrom.

35 Gewichtsteile
10 Gewichtsteiie
8 Gewichtsteile
12 Gewichtsteile
16 Gewichtsteile

2 Gewichtsteile
8 Gewichtsteile

22 Gewichtsteile

3 Gewichtsteile

Rutil,

Flußspat,

Kalkstein,

Feldspat,

Ferromangan,

Ferrosilizium,

Ferrotitan,

Ferrochrom,

Ferromolybdän.

Beispiel 11a

Bei einem besonderen Beispiel im Rahmen des Beispiels 11 kann die Umhüllung folgende Zusammensetzung haben:

30 Gewichtsteile Rutil,
10 Gewichtsteile Flußspat,

8 Gewichtsteile Kalkstein,

5 Gewichtsteile Feldspat,

22 Gewichtsteile Ferrochrom,
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/mm^z 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)

i 433 Patentansprüche:

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,

35

40

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, 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 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,

2 Gewichtsteilen Ferrosilizium,
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,

16 Gewichtsteilen

2 Gewichtsteilen
8 Gewichtsteilen

22 Gewichtsteilen

3 Gewichtsteilen

Ferromangan,
Ferrosilizium,
Ferrotitan,
Ferrochrom und
Ferromolybdän