DE1483441B2

DE1483441B2 - Selenelektrode zum auftragsschweissen

Info

Publication number: DE1483441B2
Application number: DE1965E0029993
Authority: DE
Inventors: Joseph F Island Park Rogers Charles E Bayside NY Quaas (V St A )
Original assignee: Eutectic Welding Alloys Corp., New York, NY (VStA)
Priority date: 1964-08-31
Filing date: 1965-08-28
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1070040A; DE1483441A1; CH438893A; US3334975A

Description

Die Erfindung betrifft eine Seelenelektrode zum Auftragsschweißen aus einem Kern aus Schwermetallcarbid und gegebenenfalls üblichen Zusätzen und einem Mantel aus Stahl. Mit derartigen Elektroden können harte Carbidteilchen auf einen Grundkörper zur Herstellung von schneidenden und/oder schleifenden Oberflächen auf demselben aufgebracht werden, um diesen gegen Verschleiß zu schützen oder mit einer Schneidfiäche auszurüsten. Mit einer derartigen verschleißfesten Oberfläche werden Werkzeuge, wie z. B. Handschaufeln, Baggerlöffel, .Schneidwerkzeuge usw. versehen. Ein derartiges, '.harte' Oberflächen' bildendes Material besteht aus harten Teilchen, wie z. B. hitzebeständigeh Carbiden, das'durch einen Sch weißauftrag mittels Seelenelektroden, aufgebracht wird, deren Kern die Carbide bilden." ' ' """ .:;.„;.. ;...„.,;'.

Der Mantel der Elektrode, ,dient als ,Träger für die hitzebeständigen Carbjde,,'als Verbindung mit dem letzten Auftrag und als'elektrisch leitendes Material·. Die harte Oberfläche kann von solchen Elektroden auch nach dem Gasschmelzschweißverfahren durch Anwendung einer hohe Temperaturen entwickelnden Gasflamme oder einer ähnlichen Wärmequelle auf den Gegenstand aufgetragen werden. Je nach der Wärmequelle dient eine solche Seelenelektrode als Schweißstab (im Falle einer Gasflamme) oder gleichzeitig als Schweißstab und als Elektrode (im Falle eines Lichtbogens). -·■^:. ''

Seelenelektroden werden dadurch hergestellt,..daß man Carbidteilchen in einen aus einem Metallstreifen, der zu einem Rohr verformt wird, bestehenden Mantel einbringt. Als Material füj-das Rohr verwendet-man. Streifen aus Flußstahl o^er Stahl mit niederem Kohlenstoffgehalt. Zusätzlich* zu' den CarbicTteilchen werden kleine Mengen an anderen Materialien, wie z. B. desoxydierenden Mitteln, Legierungsmitteln und Bindematerialien, als Kern in das metallene Mantelrohr gegeben, um den gebildeten Schweißauftrag zu verändern.

Bei Verwendung der Seelenelektroden wird das Metall des Mantelrohres und sein Inhalt, d. h. der Kern£ während der Äuftragung im.Schweißgutnieder-' gelegt. Im allgemeinen ist es von Vorteil, wenn die Carbidteilchen gleichmäßig in dem Schweißgut -,.suspendiert sind.: Wenn sie !gleichförmig dispergiert sind, erfüllt die Auftragsschiclit die beabsichtigte Funk-. tion des Schneidens und/oder der Verschleißfestigkeit besser.

Der,,aus...der .Seelenelektrode gebildete Schmelzfluß soll vorzugsweise' eine¹ begrenzte ■ Menge der Carbide lösen. Verwendet man z. B. Wolframcarbid, so .verbessert die Lösung des Carbids zusätzlich zu den zu legierenden Elementen, die. ebenfalls in der Seelen-, elektrode vorliegen, die Eigenschaften des Auftragsschweißgutes insofern * "als- Siö beständiger-gegenübe'r Abrieb und Verschleiß wird:-Die. auf getragene Schicht ist auch härter, und, die Tendenz der Matrix, abgenutzt oder uni die "suspendierten' Cärbidkörnchen herum ausgeschnitten zu 'werden, ist wesentlich geringer. Die Auftragsschicht hat daher eine erhöhte Lebensdauer. Es liegt jedoch auf der Hand, daß diese lösende Wirkung das,: Carbid selbst zerstört, und aus diesem Grund soll ein hoher Lösungsgräd vermieden werden. " """"" ' .,", ', . .' . '^

Seelenelektroden vorgenannten Aufbaus sollen einen so hohen Carbidgehalt wie möglich ablagern, um lange verschleißfeste und schneidende Oberflächen herzustellen. Die Verwendbarkeit und Anwendungseigenschaften der Schweißaufträge hängen von einer Anzahl ^v miteinander zusammenhängender Faktoren, wie z.B. dem Carbidgehalt sowie der Härte, Abriebfestigkeit und Neigung des Matrixmetalls zum Brechen ab. Bekannte Seelenelektroden waren im allgemeinen auf einen maximalen Carbidgehalt von etwa 60% beschränkt. Es liegt auf der Hand, daß eine Zunahme des Gewichtsprozentsatzes an Carbid innerhalb der Seelenelektrode außerordentlich vorteilhaft ist, weil ίο die Carbide gleichzeitig ohne wesentliche Zersetzung bei der Anwendung vorteilhaft aufgetragen werden ,·'■ können.; . -..-·· ^:<'".'. .--·. >

Verschiedene Füllstoffe und legierende Mittel wurden in die Seelenelektroden eingearbeitet, um die Eigenschaften des endgültigen Auftragsschweißgutes zu variieren. Die üblichen Eisenlegierungs- oder reinen Metallzusätze haben gewöhnlich eine wesentlich geringere Dichte als die Carbidkörner. Mechanische Gemische solcher Materialien mit den Carbiden unterliegen daher einer Auftrennung innerhalb des Mantels wegen der stark unterschiedlichen Dichten. Eine solche ungleichmäßige Verteilung führt zu einer zu starken Legierungsbildüng in einigen Teilen der aufgetragenen Schicht und zu einer ungenügenden Legierungsbildung in anderen Teilen. Dies ergibt nicht nur ungleichmäßige Ablagerungen, sondern auch ein teilweise brüchiges Auftragsschweißgut,"bei dem Sprünge entstehen und • Cärbidverluste auftreten können. Aus diesem Grunde , ist. die.Art der Legierungsmittel, die Art der "Zugabe und die qualitative und quantitative gegenseitige Abstimmung von Kern-und·Mantelmaterial von außer-. ordentlicher-Bedeutung,-um eine gleichmäßige, nicht , . brüchige Auftragsschicht mit den. gewünschten Eigen-'■ "'"schäften zu erhalten.··'·'■·■·''■·■■'-■'·'-■ '■:...·

Gegenstand der Erfindung ist eine Seelenelektrode zum Auftragsschweißen aus einem Kern aus Schwermetallcarbid und gegebenenfalls üblichen Zusätzen und einem Mantel aus Stahl, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kern, in Gewichtsprozent, aus

0 bis 10 % £errowolfram, -^ (\>

. .. Obis 5 % Siliziummangan als Desoxydations-■ ' mittel, ^:-"-^u>'-"-■'■·' - ■:■;.'■

Rest Wolframcarbid (WC)

.besteht und der Mantel,-in.Gewichtsprozent, aus

.-ν- 0,15 bis 0,30 °/₀ Kohlenstoff,
0,15 bis 0,40% Silizium,
0,90 bis 1,50% Mangan,
-Rest Eisen,........ ■■■■·■ - . %

■ V besteht, mit der Maßgabe, daß der Kern 60 bis 85 Gewichtsprozent und der Mantel 15 bis 40 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes, der Elektrode beträgt.
Bei der Verwendung der Seelenelektroden gemäß

55: der -Erfindung.:.wird:..eine^.'überinäßige Lösung der Carbide, der zu _ferwartende ■ Carbidverlust und die Bildung eines ungleichmäßigen "und brüchigen Auftrags verhindert, und es tritt keine Trennung der Elektrodenmaterialien-auf. Es wird ein recht großer Mengenanteil an Carbiden^ im Verhältnis zu den übrigen Materialien, aus-denen Kern und Mantel bestehen, ;■; abgelagert, so_r daß.eine gleichmäßige harte, schock- , und bruchbestäridige" Auftragsschicht von hoher _t.^: Lebensdauer auf dem Grundmaterial erhalten wird. _;.

Aus der deutschen Patentschrift 616 840 sind Seelen- /■■ elektroden zum Auftragsschweißen bekannt, die einen ;; Mantel aus einem Metall der Eisengruppe und einen > darin eingesinterten Kern eines Carbids eines der

carbidbildenden Schwermetalle, wie ζ. B. Wolfram, Lebensdauer von Werkzeugen, deren harte Oberumfassen, wobei der Kern ein oder mehrere niedriger flächen aus der carbidhaltigen Matrix bestehen, wird schmelzende Hilfsmetalle enthalten kann. daher wesentlich verlängert. Da der Mantel während

Die französische Patentschrift 1 248 700 beschreibt der Auftragung leichter fließt und eine geringere Über-Seelenelektroden zum Auftragsschweißen, die aus 5 hitzung erfordert, wurde es möglich, den Carbidgehalt einem Metall- oder Legierungskern und aus einem '" des Kerns und damit des Auftrags zu erhöhen, ohne Mantelmaterial bestehen, welches Teilchen von harten eine zusätzliche Brüchigkeit der Matrix zu verursachend Körpern der Größe 2 · 10~³ bis 5 mm, z. B. aus Car- Dadurch wird die Zeit, in der sich das aufgetragene biden von Metallen der III. bis VIII. Gruppe des Material in flüssigem Zustand befindet, d. h. der Zeit-Periodischen Systems, Bor- oder Siliciumcarbid, ent- io raum, in dem das Carbid am ehesten gelöst wird, hält;.der Kern kann Diamantpuder enthalten und ' wesentlich verringert. ■-■

unter anderem aus Eisen, Eisenlegierungen, Stahl oder Ein verlängerter Flüssigkeitsszustand vergrößert

einer Vielzahl anderer Metalle oder Legierungen be- den Anteil an hitzebeständigen Materialien, die in stehen und übliche Zusätze enthalten. Aus der Mono- Lösung gelangen. Der Schmelzpunkt von Wolframgraphie von Kieffer — Schwarzkopf, »Hart- 15 carbid ist hoch genug, so daß es in der Wärmequelle stoffe"und/Hartmetalle«, Springer-Verlag, Wien 1953, ~ nicht leicht geschmolzen wird. Es ist vielmehr fast un-S. 558, ist bekannt, für Auftragsschweißungen aus möglich, es zu schmelzen. Das Lösungsverhalten'ist einem.Mantel aus Eisenblech und einem.Kern aus jedoch wiederum eine' andere Sache: Unter den Be^ "unter anderem Wolframcarbidsplitt verschiedener Kör- dingungen eines !verlängerten' Flüssigkeitszustaride's nung,bestehende Seelenelektroden zu verwenden, wo- 20 des Schweißmetalis wird Wolframcarbid gelöst; ^;Es bei der Kern Zusatzmetalle, meist in Ferrolegierungs- ^: bildet in der Lösung eine Legierung von Wolfram mit form,-enthalten kann. den anderen vorliegenden Elementen,, wie Eisen,

Aus »Stahl-Eisen-Werkstoffblatt 880-59, — Ge- Mangan, Silicium, und die wertvolle Carbidgramilärwalzte und gezogene Stähle für Schweißzusatzwerk- struktur wird zerstört. Es ist praktisch, unmöglich, ein stoffe, Techn. Lieferbedingungen«, 2. Ausgabe, Januar 25 Auftragsschweißgut aus einer Seelenelektrode zu er-1969, sind einfach legierte Stähle als Schweißzusatzr ' halten, ohne daß ein Teil des Wolframcarbids gelöst stoffe für Verbindungs- und Aüftragsschweißung be- wird. Dennoch ist es außerordentlich" erwünscht,'die kannt, die der Zusammensetzung des Mantelmaterials durch Lösung verlorene Menge zu begrenzen,''da dife der erfindungsgemäßen Seelenelektrode zum Teil ent- endgültige Lebensdauer, des Auftrags; teilweise' von sprechen. Die Benutzung dieser Legierüngsstähle zu- 30 der Menge des effektiv aufgetragenen Carbids abhängt, sammen mit Carbidteilchen ist jedoch hierdurch weder ' Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Elektrode an sich, geschweige denn in den kritischen Mengen- 'tritt ein Ausgleich zwischen diesen beiden Wirkungen "Verhältnissen und dem hohen Carbidänteil, wie sie bei ein. Man nahm zwar an, daß eine kurze Zeit des der effindungsgemäßen Elektrode Vorliegen, offenbart flüssigen "Zustandes für das Aufträgsschweißgut von "oder nahegelegt. .'."''. .35 Nachteil ist, in der Praxis, ergab sich jedoch, daß dieses

·. Aus dem »Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen« unerwarteterweise nicht der Fall ist: .Während man 1953^ Abschnitt G 10, S. 6 und der deutschen Auslege- ferner annahm, das verhältnismäßig große Mengen äii ; schrift 1171 707 ist bekannt, daß ein Märigänzusaiz "Carbid gelöst werden sollten, wurde gefunden,'daß die zu unlegiertem Stahl dessen Festigkeit wesentlich er- spezifische Zusammensetzung der" Elektrode gemäß höht und das Fließverhalten im Schmelzpunkt ver- 40 der Erfindung zu einer härteren und' abriebfesteh bessert. ' ' '. .' .. . .'. " ' "' "■' Matrix führt. /_ '.'''."1..V. '\:' '.".' "'_'.."_· """'\\ <'"/.'/ '"/.'''.'

" Die Oberfläche von Schweißstäben u. dgl. vor Rost- . Die Aufbringung einer leichten' Kupfers:' Nikkei-, .bildung durch metallische Überzüge zu schützen, ist Zinn- oder Chromschicht auf der'Außenseite-; des aus'»Schweißen und Schneiden« 15 (19.63), S. 245, Und Mantels ist zweckmäßig und/.'bietet eine Reihe von die Verwendung von Kupfer oder Bronze hierfür aus 45 Vorteilen, wie z. B. eine . weitere .'Regulierung der dem deutschen Gebräuchsmuster 1811646 bereits¹- Verflüssigung und des ^Erstarrungspunktes 'des/efibekannt. . ' . ' ' .', 'haltenen Schweißgutes./;· ,: ^;' "; ^; J'/;;/■';■'·;^

Alle diese Druckschriften vermöchten jedoch nicht ' Das Aufbringen eines'derartigen Überzugs auf_Täie

den Erfindungsgegenständ nahezulegen, der sich außer Oberfläche des Mantels wird in der Regel auf beiden

durch die qualitative und quantitative Abstimmung 50 Seiten des verwendeten Streifens vorgenommen." Seirte

seines Mantel-/und Kernmaterials aufeinander vör^:' Hauptfunktion ist: die Erzielung einer/Korrosiorisbfe-

allem durch seinen bezüglich des Gesamtelektroden- ständigkeit und des guten Aussehens des TFertigprö-

gewichts hohen Gehalt an Wolframcarbid im; Kern duktes. .... ';.'_ .·". ..,..'. /,^:/. :.„..!.;/; '■.■['-. ^Ll"r."', ''■?

auszeichhet, wobei in überraschender Weise; eine Auf- ' 'Jedoch werden äußer diesen 'Zwecken^durch ;dks

lösung der Wolfrämcärbidteilcheh in dem ."flüssigen 55 Überziehen 'bestimmte Einflüsse' .auf .Verwendung's-

Schweißgut beim. Auf tragen des Materials weitgehend'" funktionen bewirkt. Die Elemente, aus; denen;: der

vermieden und'dadurch,die Härte "und Verschleiß- ' Überzug besteht, bewirken ein' zusätzliches Fließver- ;festigkeit des Auftrags wesentlich verbessert .wird. .^ \mögen des Schweißgutes und müssen natürlich mit den

"..'.' Die .vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften 'dör 'anderen Materialien, die vorliegen, wie Eisen—WoIf-

'. erfiridurigsgemäßen Seelenelektrode werden unter äp- 60 ram, Mangan, Silicium und Kohlenstoff, :äbgestrmnit dererh durch die Verwendung eines Speziaflegjerungs-""' 'sein. Das richtige Gleichgewicht dieser'Elemente mit

Stahls mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und' hohem dem Überzugselement führt beim Auftragsschweißen

Marigangehalt an Stelle des üblichen Stahls mit ge- zu einer Schmelze mit solchen Fließeigenschaften, daß ringem Kohlenstoffgehalt oder Flußstahl als Mantel- sie leicht auf das Werkstück gebracht werden kann

'material erreicht. / ' . ' ■"...'■".'". ,Ps'und die die entsprechende Viskosität hat, um dem

, Dieses.Mantelmaterial bildet eine stärkere und äb-^r; Schweißauftrag Form zu geben, wenn die Hitzequelle

' riebfeste Matrix, die jedoch nicht brüchig ist, wenn entfernt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird

"sie einer starken Belastung ausgesetzt wird. Die der Liquidus-Solidus-Bereich des geschmolzenen Mb-

tails auf den vorteilhaftesten Bereich eingestellt. Die Überzugsstärke auf jeder Seite des Streifens, aus dem der Mantel gebildet wird, kann im allgemeinen zwischen 0,0005 und 0,002 mm liegen. Der gesamte Gewichtsprozentsatz des Überzugs auf beiden Seiten oder nur auf einer Seite des Streifens liegt zwischen 0,005 und 0,010 P/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode. Das Material für den Mantel der erfindungsgemäßen Seelenelektrode besteht aus den folgenden .Komponenten, die in den nachfolgenden Gewichtsprozentsätzen vorliegen: .. ·.

Bestandteile

Kohlenstoff
Silicium ...
Mangan
Eisen .;....

Gewichtsprozent
(breiter Bereich) I (bevorzugter Bereich)

0,15 bis 0,30
0,15 bis 0,40
0,90 bis 1,50
Rest

0,18 bis 0,20
0,20 bis 0,30
1,10 bis 1,40
Rest

Dieses Material ermöglicht außer einem guten Auftragsschweißgut von hoher Festigkeit und guten Abriebeigenschaften die Vermeidung" der Verwendung von. üblichen Desoxidationsmitteln, wie z. B. Siliciummangan, und verhindert die Abtrennung von Zusätzen mit geringer Dichte durch Entmischung des Kernmaterials, Bekannte Elektroden für das Auftragsschweißen der gleichen Art enthalten etwa 0,50 bis 3,0 Gewichtsprozent eines Desoxidationsmittels, wie ,z> B. Siliciummangan, das mit den Carbiden gemischt ist. Da dieses Material eine viel geringere Dichte als die Carbide hat, ist eine starke Entmischung wahrscheinlich, so daß es sehr schwierig sein, dürfte, die Elektrode gleichmäßig schweißbar zu halten. Da ferner die Kernmaterialien der Elektrode (z, B. Carbide, legierende Mittel, Bindemittel, Desoxidationsmittel u. dgl.) in der Praxis in großen Einsatzmengen gemischt werden, weisen Elektroden, die aus der gleichen Einsatzmenge erhalten werden, infolge der Entmischung weitgehende Unterschiede auf. Der Mantel der erfindungsgemäßen Elektrode enthält selbst Mangan und Silicium und hat in Verbindung mit dem Kohlenstoff brauchbare Fließqualitäten, die nicht von der Mischung des Siliciummanganpulvers mit dem Carbid im Kern abhängen.

Dadurch, daß es nicht notwendig ist, übliche Des-, Oxydationsmittel in den Füllstoff einzuarbeiten, bietet sich der weitere Vorteil, daß größere Carbidmengen 'eingearbeitet werden können. Die bekannten Zusätze verdrängten große Mengen an Carbiden, die das am meisten erwünschte Element darstellen. Da die Carbide eine Dichte haben, die etwa zweimal so groß ist, wie die des Siliciummangans, war die proportionale Verdrängung der Carbide durch das Siliciummangan bislang verhältnismäßig groß. ·■'.,'....'.· ■ .. Das Material des aus dem Stahlstreifen gebildeten . Mantels hat den weiteren Vorteil, daß es eine genauere Einstellung der geringeren Zusätze an Zuschlagstoffen ermöglicht. Die Zusammensetzung des Stahlstreifens kann sorgfältig geregelt werden. Außerdem bedeckt der Streifen gleichmäßig den gesamten Kern. Sieht man von den Trennungsproblemen ab, so ist es an sich schwierig, ein gleichmäßiges Gemisch zwischen den Zuschlagstoffen und den Carbiden zu erhalten. Durch. den Stahlstreifen wird sichergestellt, daß eine gleichmäßige Abdeckung proportional über die Länge des Mantels erhalten wird, die auch während der Lagerung beibehalten wird. Die gleichen Mengenanteile werden sowohl bezüglich der Bestandteile des Mantelmaterials selbst als auch des Verhältnisses der Bestandteile des Mantelmaterials zu den Bestandteilen des Kerns über die gesamte Länge des Mantels beibehalten.
Falls für spezifische Verfahren eine größere Menge an Desoxydationsmitteln notwendig ist, können kleine Mengen an Siliciummangan oder andere Träger von Silicium und Mangan zugesetzt werden. Unter diesen Umständen ist es ratsam, das Desoxydationsmittel

ίο während der Formung bei konstanter Geschwindigkeit durch einen gesonderten Zuführungs- oder Aufgabemechanismus in das Mantelrohr einzuführen. Dieses gesonderte Zugabeverfahren stellt eine richtige Verteilung der zugesetzten Elemente sicher und hilft eine Trennung infolge der unterschiedlichen Dichten zu vermeiden. Beispielsweise kann das Siliciummangan 65 bis 70 Gewichtsprozent Mangan, 16 bis 25 Gewichtsprozent Silicium und bis zu 2,5 % Kohlenstoff enthalten. Natürlich werden solche Zusätze im allge-

ao meinen vermieden, da sie proportional größere Carbidmengen verdrängen. In einigen Fällen kann es jedoch notwendig sein, zusätzliche Mengen an Desoxydationsmitteln zu verwenden.
Als Carbid für den Kern wird Wolframcarbid verwendet. Das Wolframcarbid kann entweder als WC-Typ mit einem Gehalt von etwa 6 % Kohlenstoff oder als zusammengesetzter Typ aus WC und W₂C mit einem Gehalt von etwa 4% Kohlenstoff oder als Gemisch verwendet werden. Das aus WC und W₂C bestehende Mischcarbid ist hierbei sehr geeignet, da es die am weitesten verbreitete Verwendung als Schweißauftrag für Arbeitsgerätschaften zum Schneiden,, Bohren, Ausschachten und allgemein für Erdbewegungen oder derartige Anwendungszwecke gefunden hat.

Es löst sich weniger in dem Schweißgut als die 6% Kohlenstoff enthaltende Sorte, und sein Herstellungsverfahren durch Schmelzen, Gießen und Zerkleinern zu abgestuften Teilchengrößen führt zu einem mehr rechteckigen Kornumriß mit scharfen schneidenden Kanten. Ferner neigt es wegen seines geringen Kohlen-Stoffgehaltes weniger zum Brechen unter Stoßeinwirkung, da eine maximale Härte beibehalten wird.

Reines gegossenes Wolframcarbid ist das besonders bevorzugte Carbid und besteht aus einer homogenen,

festen, kristallinen Masse, die im allgemeinen frei von Hohlräumen oder inneren Sprüngen ist. Die Verwendung von gegossenen Wölframcarbidteilchen bei der ; Herstellung eines harten Auftrags auf ähnlichen Mate-

, rialien wurde bereits vorgeschlagen. In der Praxis wird der Kohlenstoffgehalt dieser Teilchen zwischen 3,7 und 3,9 °/o gehalten. Es wurde gefunden, daß ein Kohlenstoffgehalt von 3,98 bis 4,12% für allgemeine Zwecke außerordentlich gut geeignet ist, da innerhalb, dieses

. Bereiches eine maximale Zähigkeit, verbunden mit

einer maximalen Härte, vorliegt. . ;

' Das gegossene Wolframcarbid kann durch Schmelzen von reinem Wolframpulver hergestellt werden. ..Während es sich in flüssigem Zustand befindet, wird

■- eine ausreichende Menge Kohlenstoff zugegeben, um den gewünschten Prozentsatz zu erhalten. Es wird dann in schalenartigen Formen, vorzugsweise nach dem Zentrifugalgußverfahren» gegossen, um ein Produkt mit der größtmöglichen Dichte zu erhalten. Die

. erhaltenen Teilchen werden auf eine abgestufte Größe zerkleinert, beispielsweise zu Teilchen, die durch ein Sieb mit 11 bis 56, 56 bis 108, 108 bis 210, 210 und

: 576, 576 bis 1090 bis 1300 Maschen/cm² gehen. Die Teilchen mit diesen Größen können zu einer beliebigen

Anzahl von Kombinationen gemischt werden, um für spezifische Anwendungszwecke verwendet zu werden.

Im allgemeinen ist die Teilchengröße des Carbids nicht kritisch und kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Die verwendete Größe hängt vorwiegend von dem endgültigen Verwendungszweck des Schweißauftrags ab. Verschiedene abgestufte Teilchen können gemischt und verschiedenen Teilchengrößen von verschiedenen Carbiden können' verwendet werden.

Der Gehalt an Wolframcarbid eines Kerns ohne weitere Zusätze an Ferrowolfram und/oder Siliciummangan der erfindungsgemäßen Seelenelektrode liegt zwischen 60 und 85 Gewichtsprozent. Dies führt zu einer vollständigen und dichteren Abdeckung des Arbeitsbereiches mit dem wertvollen Carbid und hält doch genügend Matrixmaterial zurück, um die Carbidkörner an ihrer Stelle zu halten. Dies steht im Gegensatz zu bekannten Seelenelektroden zur Auftragsschweißung, die im allgemeinen einen maximalen Carbidgehalt von etwa 60 % hatten und während des Auftragens durch Inlösunggehen beachtliche Carbidverluste erlitten. Es ist außerordentlich überraschend, daß durch Verwendung des speziellen, qualitativ und quantitativ aufeinander abgestimmten Kern- und Mantelmaterials in der Elektrode ein hoher Carbidgehalt von Anfang an vorhanden sein und wirksam aufgetragen werden kann.

Es wurde ferner gefunden, daß es von Vorteil ist, kleine Mengen (bis 10 Gewichtsprozent) Ferrowolfram zum Wolframcarbid in den Kern zuzugeben. Dies führt zu brauchbaren Mischeigenschaften und verhindert die unerwünschte Trennung. Solche Gemische sind deswegen von Vorteil, weil das Ferrowolfram sich schnell in der flüssigen Masse während der Ablagerung des Schweißgutes löst und sich mit der Matrix legiert, um eine größere Verschleißfestigkeit zu schaffen. Es verbessert ferner das Fließvermögen des flüssigen Auftragsschweißgutes so, daß es geführt und schneller geleitet werden kann, ohne daß es übermäßig flüssig wird. Die Lösung von etwas Wolframcarbid hat seit vielen Jahren als unvermeidlich gegolten; die geringe Menge Ferrowolfram löst sich jedoch schneller als das Carbid, so daß die Matrix vergrößert wird und der Schweißauftrag vollständig ist, bevor eine große Menge des nützlichen Carbids in Lösung gelangt. Dies führt zu einer starken verschleißfesten Auftragsschicht, jedoch nicht auf Kosten der Carbide. Ferrowolfram enthält im allgemeinen 75 bis 8O°/o Wolfram, normalerweise 78 % Wolfram und hat deshalb ein hohes spezifisches Gewicht, das fast dem des Wolframcarbids entspricht. Es nimmt daher das kleinstmögliche Volumen ein und verdrängt nur die Minimalmenge an Carbid. „

Die Seelenelektroden gemäß der Erfindung können nach verschiedenen Verfahren erhalten werden. Der Mantel kann zuerst als Rohr vorgebildet, mit dem Carbid und anderen Bestandteilen gefüllt werden. Dann können die Enden so umgebogen werden, daß das Kernmaterial in dem Mantel gehalten wird. Vorzugsweise wird jedoch das Kernmaterial in die Mantelrohre eingefüllt, während sie auf Walzenmühlen aus flachen Stahlstreifen gewalzt werden.

Es wurde gefunden, daß das Mantelmaterial der erfindungsgemäßen Seelenelektrode während des Herstellungsverfahrens hervorragende mechanische Eigenschaften, wie z. B. bessere Walzeigenschaften, hat und ein genaueres Schließen der Naht und der Enden des Mantelrohrs ermöglicht, als dies bei bislang verwendeten Materialien der Fall war. Der erste Verfahrensgang formt bei diesem Verfahren den Streifen U-förmig. Der U-förmige Streifen gelangt zur Füllstation, wo er die Kernfüllung erhält und unmittelbar durch umbiegende und schließende Walzen zu einem Rohr geschlossen wird. Die Endwalzen reduzieren das Rohr auf den gewünschten Durchmesser. Dann gelangt das gefüllte Rohr durch einen Abschneider, der die Enden der Seelenelektrode bei der gewünschten Länge abschneidet und schließt.

ίο Das Gewicht des Mantels und des Kerns kann innerhalb der nachstehend genannten Grenzen in unterschiedlichem prozentualem Verhältnis stehen:

	Gewichtsprozent (weiter Bereich)	Gewichtsprozent (bevorzugter Bereich)
Mantel Kern	40 bis 15 60 bis 85	33 bis 28 67 bis 72

Der Kern kann allein aus Wolframcarbid von unterschiedlicher Teilchengröße bestehen, er kann aber auch Zusätze von Ferrowolfram und Siliciummangan als Desox'ydierungsmittel in folgenden Mengen enthalten:

	Gewichtsprozent *)	Gewichtsprozent *)
	(weiter Bereich)	(bevorzugter Bereich)

	Rest	Rest
	O bis 10	0 bis 7,5

	Obis5	Obis3

JDCo LdIlU LCIl
Wolframcarbid
(WC)
Ferrowolfram
Silicium
mangan ...

*) Bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode.

Beispiele für Seelenelektroden gemäß der Erfindung sind folgende:

Beispiel 1

Gewichtsprozent

Kern
Wolframcarbid (gegossen), Korngröße:

108 bis 210 Maschen/cm² 60

Wolframcarbid (gegossen), Korngröße:

210 bis 576 Maschen/cm² ............ 40

Mantel -

Kohlenstoff ' 0,18

Silicium 0,25

Mangan 1,25

Eisen .. 7. Rest

Überzug keiner

Gewichtsprozent von Kern und Mantel

5°- Mantel 32

Kern '. 68

.'■ B e i s ρ i el 2 Kern
Wolframcarbid (gegossen), Gewichtsprozent

108 bis 576 Maschen/cm² 94,5

Ferrowolfram (80% Wolfram) 3,5

Siliciummangan (68 % Mangan) 2,0

Mantel

Kohlenstoff 0,20

Silicium 0,30

Mangan 1,35

Eisen Rest

Überzug (beiderseitig) Nickel -

0,009 % Gewichtsprozent von Kern und Mantel

Mantel 29

Kern 71

109 521/144

Claims

9 10 Beispiels nenfalls üblichen Zusätzen und einem Mantel aus Kern Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß Wolframcarbid (gegossen), Gewichtsprozent der Kern, in Gewichtsprozent, aus 108 bis 210 Maschen/cm2 57 Λ , > ^nΛΙ ^ 4r Wolframcarbid (gegossen), 5 0 bis 10 J/„ Ferrowolfram, 210 bis 576 Maschen/cm2 ....38 ° bls 5 % Sihciummangan als Desoxydations- Ferrowolfram (80% Wolfram) 5 .^f' u-a nun Mantel Rest Wolframcarbid (WC) Kohlenstoff 19 besteht und der Mantel, in Gewichtsprozent, aus Silicium 21 io Mangan 1,15 0,15 bis 0,30% Kohlenstoff, Eisen Rest 0,15 bis 0,40% Silicium, Überzug (einseitig) Chrom - 0,90 bis 1,50 % Mangan, 0,008% Rest Eisen Gewichtsprozent von Kern und Mantel 15 begteht> mit def MaJjgabe, däß der Kern 60 bis Mantel ^ 85 Gewichtsprozent und der Mantel 15 bis 40 Ge- Kern ·' · ·' ·.. /U wichtspfozent des Gesamtgewichtes der Elektrode Beispiel 4 beträgt. Kern 2. Seelenelektrode nach Anspruch 1, dadurch Wolframcarbid (gesintert), Gewichtsprozent ao gekennzeichnet, daß der Kern 67 bis 72 Gewichts- 56-bis 108 Maschen/cm2 30 prözent und der Mantel 28 bis 33 Gewichtsprozent Wolframcarbid (gegossen), . des Elektrodengesamtgewichtes beträgt. 576 bis 1090 bis 1300 Maschen/cm2 ... 70 3. Seelenelektrode riäch Anspruch 1 öder 2, Mantel dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel, in Kohlenstoff 0,20 25 Gewichtsprozent, aus SJicium °»25 0 18 bis o,2O°/o Kohlenstoff, Mangan. ' ' i»35 0,20 bis 0,30% Silicium, ™en · · · · ■ ·.■ · ·'·.·.■; ^f. 1,10 bis 1,40% Mangan, Überzug (beiderseitig) Kupfer - 30 ' Res£ EiseiJ r* ■ u* ♦ ν A-KM * λ besteht. Gewichtsprozent von Kern und Mantel Mantel 30 4. Seelenektrode nach einem der Ansprüche i Kern 70 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel mit Die Seelenelektroden mit den vorstehenden Bestand- 35 Ku?ff' ,Nk*f Z|nn °ΐΓ Chtom überz0Sen istteilen ergeben, wenn von ihnen durch thermisches 5. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 Schmelzen ein Schweißauftrag niedergelegt wird, eine Jjs 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern, in hervorragende Schneidfläche und/oder Abriebober- Gewichtsprozent, aus fläche. Die Auftragsschicht enthält einen hohen Pro- 0 bis 7,5 % Ferröwolfram, zentsatz an gleichmäßig abgelagerten Carbidteilchen. 40 0 bis '3% Siliciummangan, Die die Teilchen umgebende Matrix ist hart, schlagfest ~Rssi Wolframcarbid (WC), und gleichmäßig. Die Auftragsschicht nutzt sich gleich- besteht mäßig ab. Es wurde kein Verlust von Carbidteilchen infolge Brüchigkeit festgestellt. Weder in dem Einsatz- 6. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 material noch nach Herstellung der Elektrode wurde 45 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolframeine Entmischung beobachtet. Die Beschaffenheit von carbid ein Mischcarbid aus WC- und W2C-WoIfverschiedenen Elektroden, die aus dem gleichen Ein- ramcarbid ist, das 4% Kohlenstoff enthält, satzmaterial stammen, war im wesentlichen gleich- 7. Seelenelektrode nach Anspruch 6, dadurch mäßig. gekennzeichnet, daß das Wolfrämmischcarbid gePatentansprüche: 50 gössen ist. 8. Verwendung der Seelenelektrode nach An-

1. Seelenelektrode zum Auftragsschweißen aus Spruch 1 bis 7 als Schweißstab für das Auftragsemem Kern aus Schwermetallcarbid und gegebe- schweißen nach dem Gasschmelzschweißverfahren.