DE1483448A1 - Schweissmittel fuer die Unterpulverschweissung - Google Patents

Description

• Schweismittel für die Unterpulver-3ahwoiasung Die zunehmende Autonation in der Pertigang macht es erfor-derlich, Schweissverfahren, die bisher nur von Hand und z.H. unter Verwendung hochwertixer Iartelelektrodcn durchgefUhrt werden konnten, in :antomatiacher Weine durchzui'Uhren. Insbesondere bei der Unterpulvernehweiaoung von Misan, Eisenlegierungen oder eisenfreien jeeierurigeci ergeben sich hier-bei häufig Sch-sierigkeitexi, vienn an die QualitUt der Schweiseung besondere Worde-on gt: stellt werden. So war en beiapielmreioe bisher nicht möglich, die 'Jriterpulveraehweieeuag tUr pertigumgszwecke einzusetzen, wenn eine hohe Es sind bereits Schweisspulver auf Basis von Erdalkalioxyden (wie Calalumoxyd, Magneuiumoxyd und Bariumoxyd) und Calciumtiuorid bekannt, wobei derl;realka j :iaxyd-Anteil .etwa 10 bis 50%,der Caleiumfluorid-Gehalt etwa 20% beträgt. Diese Schweisspulver enthalten jedoch stets relativ hohe Anteile an 9i02, z.s.
• 20X oder mehr. Versuche, den SiO2 Anteil unter etwa, 20% zu senken, führten zwangsläufig zu einz-ii Verschlechterung der Sehweieseigenschaf teu des Pulvers, z.9. Nahtbildverschlechterung, Porösitüt der ungünstigen Sclunelz.verhalten und dergleichen. , Es wurde nun gefunden, das; otnfür die Unterpulversehweisaung -von Werkstoffmetall4zi wi o Ft.6en, Nio.'tel und Legierungen dieser Metalle- geeignetes basisches Pulver zum Erzielen hoher Kerbzähigkeiten der Schweissnaht bei. tiefer Temperatur (-0°C und weniger) verwendet werden kann, dessen SIO2-Anteil erheblich unter dem bisher als für den gegebenen Zweck fUr erforderlich gehaltenen wart von mindestens 20 % SiO2 liegt, ohne dass die Schweisseigenschaft des Pulvers leidet. yer Tischteil eines hohen, d.h. über 15 % liegenden Si02-Anteilfl bezüglich der Festigkeit der Schweinenaht besteht darin, daso bein ::chweisavorgang aus diesem SiG2-Anteil Silicium in das Schweissgut "hineinreduziert" wird. Dieser stets durch das Pulver bediagto Si lieiumzuwachs läse t eich durch Veränderung; der Schweissbedingungen bestenfalls nur in sehr geringem Umfang beeinflussen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Schweissgut grössere Anteile an hegierungekomponenten wie Idangan, Molybdän, Chrom, Nickel oder Kohlenstoff enthält, da in diesen ?ällen der Silicium-Gehalt des Sehweiuegsites die zulässigen Grenzen resch übersteigt. Bei Schweisspulver mit einem Si02 Anteil von 15 bis 20 % oder mehr ist es daher nicht möglich, in das Schweissgut alle Legierungselemente unabhängig vom Siliqium-Gehalt des Schweissgriten hineinzubringen. ferner beeinflussen die durch Verwendung solcher Pulver bedingten äilicateinschlüese eine Verdchlechterumg der Eigenschaften des Schweineguten, insbesondere seiricr Kerbzähig'_zeit. Hieraus ist o11ine Weiteres ersichtlich, dass die zucn Schweissen von -hoch-feste,i Stahlaorten erforderliche genale Lins tellung der begiel-z#@selemeaye einschliesslich des SiliciuT-a i.t !-ulver;i, die einen hohen Sio2--Anteil aufweisen, nicht zu erreichen isL. Hierbei ist r - i zusätzlich zu -berilckeichtiaün, dass bestimmte Zusatzwerk-ƒtoffe (Sohweisedraht) zum Schweissen von niedrig legierten Stahleorten.eelbat schon einen so hohen Silicium-Gehalt aufweisen, dass.beim Schweissen keinerlei Silicium-Zubrand erfolgen darf.
• Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein hoch basinches Schweisapulverf das die Nayhteile vier bekannten Sch@Keis$-Pulver überwindet und cis Anwendung automatischer >c3.iaessverfahren" Insbesondere des Unterpulverrchwt=isoe=ie, fluch dort ermöglicht, wo rohe horb@äh:gkeitexerte bei -v,icfer Temperatur wie bei der Fertigung von' ßehäl fern und k'anzE-rungen gefordert sind. Gesichtspunkte (Vervrendutg SiO2 haltiger Rohstoffe unü%der Si02-baltiger Bindemittel) bedingt und kann z..B: nur 1 p betragen. Der ürdalkalioxyd llrtei.l des nichtmetallischen Anteils des Schweissmittels ist mindestens ?_, vorzugErfcise mindes tene 4 mal grösser als der ii02-Aateil. Fernerhin enthält der nicht metallische Tezä. des Schweissmittels vorzugsweise 8 bis 40 2' Calciumfluorid und 30 bis 80 % @rdalkaliozyd. Paa Schweissmittel ist vorz,-Igs<vei-se ein Granula. mit Korngrössen von 0,3 bis ?_ mm.
• Die Unterpulverschwei.ssu..ng reit dem erfindungegemässc:n Gchweissmittel in Pulverforla erfolgt in rar Regel in Ceger.5vf.xt eir*o metallischen Desox-ydatioisraittele, das entweder als faetellische t®n sein oder aus dem Zusatzmaterial stammen kann. Als Daßoxydationmittel kommen hierbei 'die üblichen Metalle oder listallegierunaen wie gerrolegierungen von Silicium und Mang= sowie von Aluminium, Titan, Zirkott und dergleichen-in Frage: Das Schweinegut selbst aollt'e in der Regel beruhigt nein, d:h. mindestens etwa 0,1 % Silicium enthalten.
• Zur Verbesserung der ;chweieeeigenschaften kann das erfindungegemäeee Schweinemittel bis insgesamt 30 % eines oder mehrerer der Oxyde von Aluminium, Zirkon, Titan, Lisen, Chrom oder Mangan, enthalten. Das erfindungegemäseo Schweissmittel ist allgemein für die Schlackenbehandlung von me tallechmelzen geeignet und kann z:B. ausser für die Unterpulverschweiseung auch für die E lektroschlacke--Schweissung verwendet werden.
• Das erfindungegemäaeQ Mittel kann sowohl ein geschmolzenes, gesinz$rtea oder agglomeriertee Material sein. Yorzugcweise wird es durch Agglomerieien hergestellt, insbesondere wenn es einen metallischen Anteil, z.B. Desoaydationsmitteiy.enthalten soll. . I,in Schweissmittel gemäss der Erfindung in Form von agglormeriortem chweiaepulver für die Unterpulverechweissun$ kann $.H. die folgt hergestellt werden: . dann ein agglomeriertee Pulver mit folgender Zueemenaetzung entstand: Das Produkt wird im folgenden als 3Chweiacmtittel a bezeichnet. Beispiel 2 Gemäss den obigen Angaben wurde ein Schweissmittel hergestellt-;' wobei die Anteile des Gemischen oo gewühlt wurden, denn ein agglomsriertee Pulver mit folgender Zuemmensetzung sntetanäs: Das Produkt wird im folgenden als Schweinemittel B beseiohnet. Mit den beiden obigen fulvarn imurden verschiedene Statil.-eorten nach folgendem Plan goschweiset:

  Blechdicke 15 imn

  Nahtvorbereitung : 600-V

  3chweisodaten 580 A 30 V 50 cm/min.

  Entnahme der Proben: Quer zur Naht, Kerbe senkrecht

  zur ltahtoberflsche ..

  : DU (nach DIN 50115) .

  rs wurden schweiesproben durch Unterpulverachweissen von drei utahlsorten (I - III) mit unterschiedlichen r^estigkeitewertien hergestellt und die KerbzWigkeitsworte der Naht ermittelt. Die Einzelheiten 31nd der folgenden Tabelle zu entnehmen: Alle in der Dƒscilrc@ibun;; aa@E@@;et;:nen %-,..erte beziehen eich auf das Gewicht. ),io qualitativen uni quantitF:tiv:2iz @Jerte der Schweinemittelzusamme nss LZwzg sind jeweils die analytisch ermiLotelten `lerte.

Claims (10)

1. P a t e n t a n s p r ü e h e Sehweissmittei für die Lic;iitbogensehweissung, insbe:-c)Fi0ei-e für die Unterpulverselii,@cil-:.;iing, das Erdal.lcalioxyd und Calciumfluorid entlilit und zum Sehweissen in Gegenvart eßnas metallischen l:escxyciat:i.r:n;:nz_itt:els bestimmt ist, dadufch gekeririzeiclinet,'- di":ir; der nichtmetallische Teil des @cii@@essmittels höchstens ett:",i 15 Geil. % S102 enthält und da:;:; der gewichtsprozentuale Erdnl.kaliuxyd-Anteil des nicht--metallisehen Teil.; des Schweissmittels mindestens zwei mal grösser ist als der S102-Ant@:ß.l.
2. 2. Mittel nach Ptentdr:jr)ruch 1, dadurch gekennzeichnet;,, dass der nicht;-i @etnl?.i.sclie Teil des Schweissmittels höchstens 10 Gew.% SiO2 enthält.
3. 3: Mittel nach Patentansrnriucli, 1. oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es 8 bi: 40 Gew.% Cal.ciumfluorid und 30 - 80 Gew.% Erd--@@.`ialioxyd enthält.
4. 4. 17ittel nach Patentanspruch l oder einem der Patentansprüche 2 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdalkalioxyd--Anteil mindestens vier mal grösser ist als der
5. 5. Mittel nach PatenG'anspruch 1 oder einem der Pat-iitzir:@x°ücriE; 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass es insgesamt bis 30 C:@'kä. j?J ein oder mehrere Oxyde des, !:Iea.@.e Alumirii@,.im, Zirkon, 'i.tan, -Eisen, Chrom oder Mang«n. enthält.
6. 6. Mittel nach Patentanspruch 1 orcr ;:inü:: der Patent«- -rüehe 2 - 5, dadurch gekei°izeichn@et, cii-s s es Grani,I,et mit einer mittleren Korngrösse v(.;,l 0,3 bi: ^ run iet.
7. 7. Mittel na2h natentanapi @"er# 1 c;dr>r =_@1_nem z -i# 2 - 6, #@adurch gekennzeichnet, ta111isehes Desoxyd:@tionstuitte.:nth_ B.
8. Verfahre--n .,_4i, Hei '77tei.? ?rh: der Pateilta:lspril^; ." 1. -° l, iicL(' '1 c1"z eine quelle I für r'i"al ica,:iioxyd und urn-f luorid unt-r Zugabe i'c'rl wasserlösliche:; Alkalis 1 s xcr;t agglomeriert und dann e i ner @'ä,rri@et)ehaiidl?in,; unt#@rl ic:llt . g.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch geiccaulze yc:,r@E:t, dass rnan ein Gemisch ü@s Magnesit, technischem Manganoxyd, Flu;;spat, Baumit und Wollastonit agglomeriert und dass die Wä.rmebenündlung nach dem Aussieben des Granulates bei einer Temperatur von 300 bis 500, vorzugsweise 4000 C erfolgt.
10. 10 . Vc i vier :r eine w`.chwei ssmittels :zach enem der Patentanspr'_'c:@Y 7, i;ir die Urig brpulvers"hweiaaurig, dadurch dass die Schweisaoag .In Gegenwart einen a;as c@.:rr@ Schwe:isrs:.Lttül und,@zd`r der.. Zuaatzmateriai atammebc@,@n@@:°:ydatir@@h@t.ttels du7,.-rigeftlhr,t wird.