DE1483466C

DE1483466C - Covered welding electrode

Info

Publication number: DE1483466C
Authority: DE
Inventors: Mikolaj Cyprian Tomasz Turnford; Stuchfield Michael Frank Broxbourne; Hertford Bystram (Großbritannien)
Original assignee: Murex Welding Processes Ltd
Current assignee: Murex Welding Processes Ltd
Publication date: 1972-05-10

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft eine kalkbasisch umhüllte mit der Elektrode niedergelegte Schweißgut eine ZuSchweißelektrode mit einem Kerndraht aus einer sammensetzung besitzt, die im folgenden, in Gewichts-Nickel-Eisen-Chrom-Legierung und einer Umhüllung prozent angegebenen Bereich liegt:The invention relates to a lime-based coated weld metal deposited with the electrode, a welding electrode with a core wire made of a composition, hereinafter, in weight nickel-iron-chromium alloy and an envelope percent specified range is:

aus Karbonaten, Fluoriden, Metalloxyden, Desoxyda- Kohlenstoff. 0,05 bis 0,40from carbonates, fluorides, metal oxides, deoxyda-carbon. 0.05 to 0.40

tions- und Entschwefelungsmitteln, Flußmitteln und 5 NH-_ei 35 bi" 65tion and desulphurisation agents, fluxes and 5 NH- _e i 35 bi "65

weiteren Legierungsbestandteilen, sowie die Verweil- Chror ' 10 bis 25other alloy components, as well as the dwell chromium '10 to 25

dung dieser Elektrode zum Verschweißen von Sonder- Molybdän " 4 bis 8application of this electrode for welding special molybdenum " 4 to 8

Stählen. j . Wolfram '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'..'.'.'.': 6,5 bis 3Steels. j. Tungsten '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '..'. '.'. ': 6.5 to 3

In letzter Zeit an F-ehaltern fur flussige Gase durch- Niob 0 5 bis 3Lately on holders for liquid gases through Niobium 0 5 to 3

geführte- Werkstoffprüfungen haben die Verwendung io . · Man^ar '" θ' bis 8Guided material tests have the use io. · Man ^ ar '" θ 'to 8

vcr 9%igen/i Nickelstahl, d. h. eines Stahls, der der Kobalt' '" 0 bis 3vcr 9% / i nickel steel, d. H. of a steel that is cobalt '' "0 to 3

ASTI.Ί-Vorschi ift A-353-58 entspricht, als wünschens- Van-ui'ur · 0 bis 3ASTI.Ί-Vori ift A-353-58, as desired- Van-ui'ur · 0 to 3

wert ergeben, wob*.i dieser Stahl im normalisierten, SiH'Wn ' ''' 0 bis 1value, where * .i this steel in the normalized, SiH'Wn '' '' 0 to 1

doppelt gehärteten oder vergüteten Zustand eine Zug- Έ\&&ύ ' " Rest 10 bis 45double hardened or tempered condition a tensile Έ \ && ύ '"remainder 10 to 45

festigkeit von 71 \>h 83 kp/mm², verbunden mit einer 15 · · · ■ · · ._strength of 71 \> h 83 kp / mm ² , combined with a 15 · · · ■ · · ._

Kerbschlagziihigkeit von über 3,5 kgm einer Ch?rpy- Es wurde fest^stelli, daß ein Zusatz von Molybdän V-Probe (10 · 10 mm) bei —196°C erreicht. Weiterhin und Wolfram in den genannten Verhältnissen eine Erwird di.; vorteilhafte Verbindung einer relativ hohen höhung der Zugfestigkeit des Schweißgutes um 6 bis Konstruktionsfesti^keit mit einer zufriedenstellenden 11 kp/mm² bringt. Auch Schweißgut mit mehr als Kerbschlagzähirkeit . bei 9°/c'.gern Nickelstahl nicht 20 10°/₀ Eisen zeigt diese Verbesserung, so konnte das wesentlich durch die Hitze des Schweißvorganges be- Schweißgut mit 6O°/o Nickel, 15°/₀ Chrom und 20°/₀ einträchtigt, und bis jetzt wurden zufriedenstellende Eisen, dessen Kerbschlagzähigkeit von 7 bis 10 kgm Schweißverbindungen mit Schweißelektroden erzielt, einer Charpy-V-Probe (10 · 10 mm) bei—196 ⁰C bisher die ein Schweißgut aus '1S⁰I₀ Nickel, 15% Chrom und als ausgezeichnet, aber dessen Zugfestigkeit mit 61 bis 7°/₀ Eisen mit Niob ergeben. Dieses Schweißgut ver- 25 68 kp/mm^a als relativ niedrig galt, durch den Gehalt eint eine hohe KerLnchlagzähigkeit ν,οη 7 bis 8,5 kgm von Molybdän und Wolfram im genannten Umfang einer Charpy-V-Probe (10 · 10 mm) mit einer nur tatsächlich zu einer wesentlichen Erhöhung der Zugv/enig verminderen Zugfestigkeit ve. 166 bis 74kp/mm². festigkeit ohne Verringerung der Kerbcchlagzähigkeit Solche Elektroden sind jedoch wegen des hohen Legie- gebracht werden.Notched impact strength of over 3.5 kgm of a Ch? Rpy- It was found that an addition of molybdenum reached V-sample (10 x 10 mm) at -196 ° C. Furthermore and tungsten in the proportions mentioned an Erwird di .; Advantageous combination of a relatively high increase in tensile strength of the weld metal by 6 to construction strength with a satisfactory 11 kp / mm ² . Also weld metal with more than notched impact strength. at 9 ° / c'.gern nickel steel does not show 20 10 ° / ₀ Iron this improvement, the considerably by the heat of the welding process the weld metal with 6O ° / o nickel, 15 ° / ₀ chromium and 20 ° / ₀ could adversely , and until now satisfactory iron, were the Izod impact strength obtained 7-10 kgm welded joints with welding electrodes, a Charpy-V-test (10 x 10 mm) at 196 ⁰ C to date which a weld metal '1S ⁰ I ₀ nickel, 15 but the tensile strength found% chromium and be excellent at 61 ° to 7 ° / ₀ iron with niobium. This weld metal was 25 68 kp / mm ^{a was} considered to be relatively low, due to its content, it has a high level of impact strength ν, οη 7 to 8.5 kgm of molybdenum and tungsten in the stated range of a Charpy V sample (10 · 10 mm) with a tensile strength only actually resulting in a substantial increase in the tensile strength. 166 to 74kp / mm ² . strength without reducing the notch impact strength.

riüißSEUncüs H.er Kerndrähte und der hohen Kosten für 30 Besonders vorteilhafte Werte erbringt eine Elektrode,riüissSEUncüs H.er core wires and the high costs for 30 Particularly advantageous values yields an electrode,

die Kerstelii'ng solcher Kerndrähte sehr teuer. Des- deren niedergelegtes Schweißgut c/*h, in Gewichtspro-the construction of such core wires is very expensive. Their deposited weld metal c / * h, in weight pro

v/egen besteh;- ein steinendes Bedürfnis für billigere zent, wie folgt zusammensetzt:v / egen existing; - a stony need for cheaper zent, composed as follows:

Elektroden -mit hoher ferbschlagzähigkeit, die es er- ~Electrodes - with high impact strength that it requires ~

iiiöglichen, einen ?^c/₀:£_scn Nickelstahl mit seiner vor- Kohlenstoff von 0^,1 bis 0,2iiipossible to have one? ^c / ₀ : £ _s cn nickel steel with its pre- carbon of 0 ^, 1 to 0.2

tfilhafter. hohen Frrrtif^koit iuifc äußerste auszunutzen. 35 Nickel von 55 bis 60more filthy. high frrrtif ^ koit iuifc to the utmost exploitation. 35 nickel from 55 to 60

Eine billigere Elektrode läßt sich zwar durch Vermiede- Chrom von 12 bis 17A cheaper electrode can be avoided by avoiding chromium from 12 to 17

runß c'es NickelRehalies und Erhöhung des Eisenge- Molybdän von 5 bis 7run c'es NickelRehalies and increase the iron-molybdenum from 5 to 7

halts' £2v.<inncn. Ab'vc v/enn eir. c'hhe's Schv/eißgut auch Wolfram von 1 bis 3hold '£ 2v. <inncn. Ab'vc v / enn eir. c'hhe's Schv / eißgut also tungsten from 1 to 3

eirio ausgezeichnete.'['erLcchh^zthigkeit von 7 - bis Niob von 1 bis 1,5Eirio excellent. '[' Resistance from 7 to niobium from 1 to 1.5

10 kgm einerCharpy-V· P obe(10 -10 mm)bei —196°C 40 Silizium von 0,2 bis 0,710 kgm of a Charpy-V · Pobe (10 -10 mm) at -196 ° C 40 silicon from 0.2 to 0.7

aufweist, so ';:'.ia'ata:u:.^ijrzihsc\\r. Zugfestigkeit doch M-'.'ngp.ii. '... von 1 bis 3has, so ';:'. ia'ata: u:. ^ ijrzihsc \\ r. Tensile strength but M - '.' Ngp.ii. '... from 1 to 3

vermindert. Ejsen Rest von 10 bis 45reduced. Ejsen rest from 10 to 45

Durch die österreichische Patentschrift 201 966 ist , ■·,··,Due to the Austrian patent specification 201 966, ■ ·, ··,

rinc umhülltn Scliwdßcbktrode bekanntgeworden, Die erfinri-ngsgemäße Schweißelektrode ermöglichtrinc enveloped cutting electrode has become known, which enables the welding electrode according to the invention

deren KfS"ndrtl.;:-&«c einer Nickel-Chrom-Eisen-Legie- 45 eine Kc3i;;u<crikung und eine erhöhte Zugfestigkeit imtheir KfS "ndrtl.;: - &« c a nickel-chromium-iron alloy 45 a Kc3i ;; u <crikung and an increased tensile strength in

iung becieht, ς'ϋϊ 'noch 1,5^ bi: 5%· Niob, 0,5 bis 7°/₀ Schweißgi^;t. L^reits ein l%iger Wolframgehalt zuiung becieht, ς'ϋϊ 'further 1.5 ^ bi: · 5% niobium, 0.5 to 7 ° / ₀ ^Schweißgi; t. L ^ already has a 1% tungsten content

Molybdän un.l 0,75 bis 4^C/_Ci,ianf:an zur Verminderung mindesteas /:% Molybdän führt im Schweißgut zuMolybdenum un.l 0.75 to 4 ^C / _C i, ianf: an to reduce at least as /:% molybdenum adds to the weld metal

cd.cr. Bcseitiguri^ c^;cr Rißbild"nf3 des Schweißgutes in .rinef. Erhöhung der Zugfestigkeit. Diese hohe Zug-cd.cr. Bcseiteuri ^ c ^; cr crack pattern "nf3 of the weld metal in .rinef. Increase in tensile strength. This high tensile

der V/j-r;:^ erithäK. Dabei beträgt der Kolilenstofige- festigkeit zeigt sieh im Gegensatz zu der aus bekanntenthe V / j-r;: ^ erithäK. In this case, the colilant strength is shown in contrast to that known from

halt der Kcrridrahilegierung bis etwa 0,15%. Auch eine 50 Elektroden zu, gewinnendem Schweißgut auch bei sehrHolds the Kcrridrahilalloy up to about 0.15%. Also a 50 electrode too, winning weld metal even with a lot

solche ulektrddr.r;.-gibt kein Schweißgui, das eine be- hohen· und tiefen Temperaturen widerstandsfähig,such ulectric dr.r; .- there is no welding gui that is resistant to high and low temperatures,

sonders höh? Zugfestigkeit und Kerbschlagzähigkeit \ Deshalb krvnn-din erfindungsgemäße Elektrode auchspecial hey? Tensile strength and notched impact strength \ Therefore krvnn-din electrode according to the invention as well

aufweist. .'■·,". zum Schweißen von kriechfesten Stählen Verwendunghaving. . '■ ·, ". Used for welding creep-resistant steels

AuiQs.L.2 r-?r Erfindung ist es daher, eine um- finden, die bsi Temperaturen von 600°C widerstands- AuiQs.L.2 r-? R invention is therefore to find one that is resistant to temperatures of 600 ° C

mantclte fchwciß^Icktrode zu schaffen, die die Zug- 55 fähig sein müssen. . . . . ,Mantclte fchwciß ^ Icktrode to create, which the tensile 55 must be capable. . . . . ,

fesiijjkr it eines I'ückel-Eisen-Chrom-Schweißgutes, ins- Andererseits wird durch die Erhöhung der Zugfestig-fesiijjkr it of a piece of iron-chrome weld metal, on the other hand, by increasing the tensile strength

besonderc bei hohen und tiefen Temperaturen, merk- keit des Schweißgutes als Ergebnis des Legierens mitParticularly at high and low temperatures, the weld metal becomes noticeable as a result of alloying

liehe Vc-.ibr-sscrt. , ' Molybdän und Wolfram die Dehnung oder die Kerb-borrowed Vc-.ibr-sscrt. , 'Molybdenum and tungsten the elongation or the notch

Gemäß de;. Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe Schlagzähigkeit des niedergelegten Schweißgutes nichtAccording to de ;. Invention to solve this problem is not the impact strength of the deposited weld metal

eine umhüllte Schweißelektrode mit einem Kerndraht 60 ernsthaft beeinträchtigt, das, wie festgestellt werdena covered welding electrode having a core wire 60 seriously affects it, it is stated

vorgesehen, bestehend aus einer Nickel-Eisen-Chrom- konnte, einen erhöhten Widerstand gegen Rißbildungprovided, consisting of a nickel-iron-chromium could, increased resistance to cracking

Legierung, und einer Umhüllung aus ,Karbonaten, bei Hitze und eine höhere Dauerstandfestigkeit beiAlloy, and a coating made of carbonates, with heat and a higher creep strength

Fluoriden, Metalloxyden, Desoxydations- und Ent- Temperaturen über 800° C aufweist, weshalb die Ver-Fluorides, metal oxides, deoxidation and degassing temperatures above 800 ° C, which is why the

schwefelungsmitteln und Flußmitteln sowie v/eiteren wendbarkeit solchen Schweißgutes sowohl bei extremSulphurizing agents and fluxes as well as more reversibility of such weld metal both with extreme

Legierungsbestandteilen an Eisen, Molybdän, Niob, 65 niederen als auch extrem hohen Temperaturen gegebenAlloy constituents of iron, molybdenum, niobium, 65 given low and extremely high temperatures

Wolfram, Kohlenstoff sowie gegebenenfalls Vanadium, ist. Außerdem weist das niedergelegte Schweißgut inTungsten, carbon and optionally vanadium is. In addition, the deposited weld metal in

Kobalt, Mangan und Silizium in der Kerndrahtlegie- begrenztem Umfang einen größeren Schrumpfwider-Cobalt, manganese and silicon in the core wire alloy - to a limited extent, have a greater resistance to shrinkage.

oder in der Umhüllung, mit der Maßgabe, daß das stand während des Erhärtens auf.or in the envelope, with the proviso that that stood up while hardening.

In nachfolgender Aufstellung werden die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung und die Kerbschlagzähigkeit der zwei bisher verwendeten Schweißgutwerkstoffe mit dem Schweißgut gemäß der Erfindung vergleichen:The following list shows the tensile strength, elongation at break and notched impact strength Compare the two previously used weld metal materials with the weld metal according to the invention:

SchweißgutWeld metal

Zugfestigkeit bei20°Ckp/mm² Tensile strength at 20 ° Ckp / mm ²

BruchdehnungElongation at break

in⁰/»in ⁰ / »

a) 5,1 cm Meßlängea) 5.1 cm measuring length

b) 1,27cm Meßlängeb) 1.27cm measuring length

KerbschlagzähigkeitNotched impact strength

nach Charpy-V-Probeafter Charpy-V sample

bei -196° C kgmat -196 ° C kgm

(10-10 mm)(10-10 mm)

75% Nickel :.:...-,, 75% nickel:.: ...- ,,

15% Chrom 15% chromium

7% Eisen und Niob 7% iron and niobium

60% Nickel...........60% nickel ...........

15% Chrom .......... 15% chromium .... ......

20% Eisen und Niob .. 20% of iron and niobium ..

55% Nickel ........... 55% nickel ..... ......

.15 % Chrom ..........15% chromium .........

20% Eisen .............20% iron .............

5% Molybdän ....;...5% molybdenum ....; ...

1% Wolfram und Niob1% tungsten and niobium

66 bis 7466 to 74

.61 bis 68.61 to 68

. 71 bis a)
b). 71 to a)
b)

a)
b)a)
b)

5 bis 10
30 bis 355 to 10
30 to 35

5 bis 10
25 bis 305 to 10
25 to 30

7 bis 8,5 7 bis 107 to 8.5 7 to 10

4 bis 8,54 to 8.5

Die Flußmittel-Umhüllung der Elektroden gemäß der Erfindung ist zum Abwärts- und Stellungsschweißen geeignet. Die Legierungsbestandteile Molybdän, Wolfram, Niob, Vanadium, Kobalt und Mangan sind vorteilhaft in der Umhüllung vorhanden.The flux coating of the electrodes according to the invention is for downward and position welding suitable. The alloy components are molybdenum, tungsten, niobium, vanadium, cobalt and manganese advantageously present in the envelope.

Wenngleich die Elektroden gemäß der Erfindung sich besonders zum Schweißen von 9%igem Nickelstahl eignen, so sind sie auch gut brauchbar zum Schweißen von Stählen mit niedriger Dauerstandfestigkeit und mit einem Ausdehnungskoeffizienten zwischen 0 und 500= von bis 15-i0-^e pro °C, wie Stahl mit 1% Chrom und 0,5 % Molybdän oder 2,25% Chrom und 1 % Molybdän oder 5 % Chrom und 0,5 % Molybdän, Rest Eisen, die für den Gebrauch bis zu 600° C geeignet sind und von voll austenitischen Chrom-Nickel-Although the electrodes according to the invention are particularly suitable for welding 9% nickel steel, they are also very useful for welding steels with low creep strength and with an expansion coefficient between 0 and 500 = from to 15-i0- ^e per ° C, such as steel with 1% chromium and 0.5% molybdenum or 2.25% chromium and 1% molybdenum or 5% chromium and 0.5% molybdenum, the remainder being iron, which are suitable for use up to 600 ° C and of full austenitic chromium-nickel

■■ ... B ei s ρ i e 1 1 ■■..■-'■■■ ... B ei s ρ i e 1 1 ■■ .. ■ - '■

. Prozent :. Percent:

CaCO₃ und/oder MgCO₃ 15 bis50CaCO ₃ and / or MgCO ₃ 15 to 50

CaF₂₅Na₃AlF₆ I ." 2 bis 50 'CaF ₂₅ Na ₃ AlF ₆ I. "2 to 50 '

NaF und/oder AlF₃ VNaF and / or AlF ₃ V

SiO₂₅TiO₂..... 0 bis 30SiO ₂₅ TiO ₂ ..... 0 to 30

Al₂O₃ und/oder Mn₃O₄ ,Al ₂ O ₃ and / or Mn ₃ O ₄ ,

Metall-Legierungspulver, enth altendContaining metal alloy powder

Fe :.... Obis3OFe: .... Obis3O

V ObislSV ObislS

Desoxydations-und Entschwefeluhgs- : mittel, enthaltend c ■ {Deoxidation and desulphurisation agent, containing c ■ {

■■;;■..- Fe, Al, Ti, Mg und Mti .. 2 bis 15■■ ;; ■ ..- Fe, Al, Ti, Mg and Mti .. 2 to 15

in verschiedenen Kombinationen -in different combinations -

Flußmittelzusätze ......... 0 bis 5Flux additives ......... 0 to 5

Beim Beispiel 1 können die Metalle als reine Metalle, als Ferrolegierungen oder auch miteinander legiert vorhanden sein. ,In example 1, the metals can be present as pure metals, as ferro-alloys or alloyed with one another being. ,

Claims

Patent claims:

1. Lime-based coated welding electrode with a core wire consisting of a nickel-iron-chromium alloy, and a cladding made of steels, including high creep strength Steel with over 50% nickel. ,

In view of the fact that some chromium, manganese, silicon, niobium and Carbon as a result of oxidation and / or volatilization is lost, the electrode becomes one contain a slightly larger proportion of these elements than required. '* · ....;,; ..; -

Below are examples of two typical welding electrodes in accordance with the invention. In both cases the electrode has a core thread made of a nickel-iron-chromium alloy with 60% Nickel, 20% chromium and 20% iron on .. The coating is composed as follows:.

Example 2 ^; , ■ '. ■. · ■. >

.... / . '■'. ...· ' '■;" ■ '■ ■' Prozent '■ : ■'.... /. '■'. ... · ' '■;"■'■■' Percent '■: ■'

Flux additives ...: .......:. ^ 2

Carbonates, fluorides, metal oxides, deoxidizing and desulphurising agents and fluxes as well as other alloy constituents of iron, Molybdenum, niobium, tungsten, carbon, and optionally vanadium, cobalt; Manganese and. Silicon in the core wire alloy or in the cladding, with the proviso that that with the electrode The weld deposit deposited has a composition that is given below in percent by weight Area is:

Carbon 0.05 to 0.40

Nickel .35

Chrome 10.

Molybdenum 4

Tungsten 0.5

Niobium 0.5

Manganese 0

Cobalt. 0

Vanadium 0

Silicon 0

Iron remainder 10 to 45

until 65 until 25th until 8th until 3 until 3 until 8th until 3 until 3 until 1

IOIO

2. Welding electrode according to claim 1, characterized in that the deposited weld metal has a composition which lies in the following range given in percent by weight: ■

Carbon 0.1-0.2

Nickel 55 to 60

Chromium 12 to 17

Molybdenum 5 'to 7

Tungsten 1 to 3

- Niobium 1 to 1.5

Silicon "0.2 to 0.7

Manganese 1 to 3

Iron,. Remainder 10 to 45

3. Welding electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the core wire consists of 60% nickel, 20% chromium and 20% iron

. and the coating is composed of CaCO ₃ and / or MgCO ₃ ... 15 to 50% CaF ₂ , Na ₃ AlF ₆ , NaF and /

or AlF ₃ .2 to 50%

SiO ,, TiO ,, Al ₂ O ₁ and / or

Mn ₃ O _4. ": ... 0 to 30%

Containing metal alloy powders

Fe 0 to 30%

; Mon 10 to 25%

3535

Nb, 8 to 20%

W ..: 8 to 20%

V ... '0 to 15%

Co: 0 to 25%

Deoxidizing and desulfurizing agents made of Fe, Al, Ti, Mg and Mn in different combinations ■> £ ■ 2 to 15%

Flux '- ^., .... ■ Obis 5%

4. Welding electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the core wire consists of 60% nickel, 20% chromium and 20% iron and the cladding is composed of

CaCO ₃ ... 25%

CaF. 20%

Ka ₃ AlF ₆ 5%

SiO ₂ 3%

Fe-Mo. 25%

FeNb ... Λ 10%

W ,. 5%

. FeMn 3%

Al-Ti 2%

Flux.: .., 2%

5. Use of an electrode according to claim 1 for welding 9% nickel steels.

6. Use of an electrode according to claim 1, for welding steel parts with low fatigue strength and with an expansion coefficient between 0 and 500 ⁰ C of up to 15 · ΙΟ- ⁶ per ⁰ C, such as steel with 1% chromium and 0.5% molybdenum or 2.25% chromium and 1% molybdenum, or 5% chromium and 0.5% molybdenum, the remainder being iron.

7. Use of an electrode according to claim 1, for welding fatigue-resistant, fully austenitic Chrome-nickel steel. .