DE1483477C - Elektrode zur Warmschweißung von Guß eisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode zur Warmschweißung von Gußeisen, bestehend aus einem Flußstahl-Kerndraht und einer basischen Umhüllung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Umhüllung, vom Natrium- und/oder Kaliumsilikatbindemittel abgesehen, in der Trockenmasse aus 10 bis 25 % freiem Kohlenstoff, 3 bis 15% Gußeisenpulver, 0 bis 7% Nickel, 7 bis 25% Desoxydationsmittel, darunter 4 bis 10 % Silizium in Form einer Vorlegierung, 30 bis 60% Erdalkalikarbonaten, 7 bis 25% Flußspat, Rest Eisen,; Kobalt, Chrom, Molybdän und/oder Mangan als Legierungselemente und Bentonit, Feldspat, Kryolith, Quarz und/oder Kaolin als Schlackenbildner zusammensetzt (sämtliche Prozentangaben entsprechen Gewichtsprozenten).

Das Schweißen von Gußeisen mit abschmelzenden Lichtbogenelektroden ist seit einer Reihe von Jahren bekannt und hat sich vor allem für Ausbesserungen größerer Gußstücke bewährt/Hierbei haben sich zwei Arten des Schweißens herausgebildet, nämlich die Kalt- und die Warmschweißung. Je nach, der Beschaffenheit des Werkstücks und dem angestrebten Ziel eignet sich das eine oder das andere dieser Verfahren besser.

Bei der Kaltschweißung darf die Temperatur des Werkstücks die Handwärme nicht übersteigen. Bei dieser Arbeitsweise muß man Elektroden verwenden, die es gestatten, Schweißgut aus artfremdem Metall aufzutragen. Es handelt sich dabei im aligemeinen um Flußstahl, Nickel und Nickellegierungen. Bei Verwendung von Flußstahl wird jedoch die Schweißverbindung so hart, daß sie hur durch Schleifen nachträglich zu bearbeiten ist. . . .

Bei der Warmschweißung wärmt man das Werkstück auf über 500⁰C vor. Dank der langsameren Abkühlung scheidet sich später der im Kerndraht der Elektrode enthaltene Kohlenstoff als Graphit aus, so daß die Schweißnähte aus Grauguß bestehen. Das Schweißgut, sowohl die wärmebeeinflußte wie audi die Übergangszone, ist spanabhebend bearbeitbar.

Bisher hat man für die elektrische Gußeisen-Warmschweißung im allgemeinen basisch ummantelte Elektroden mit einem Kerndraht aus Grauguß verwendet. Die elektrische Leitfähigkeit solcher Elektroden ist jedoch gering; sie erwärmen sich deshalb beim Schweißen stark, oft bis' zur Rotglut, wobei sich gleichzeitig die Schweißeigenschaften weiter verschlechtern. Außerdem schmelzen Elektroden mit Gußkernstab in verhältnismäßig groben Tropfen ab, und die häufig in Güte und Form ungleichmäßigen Gußstäbe erschweren die Herstellung von Schweißnähten gleichmäßiger Güte außerordentlich, sowohl in technischer wie auch in wirtschaftlicher Hinsicht.

Man hat die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten zum Teil dadurch zu überwinden versucht, daß man zur Warmschweißung von Gußeisen Elektroden verwendete, die aus einem Flußstahl-Kerndraht und einer basischen, Silicium und freien Kohlenstoff enthaltenden Umhüllung bestanden.

Beim Schweißen bildet sich im Zeitpunkt des Schmelzens eine Legierung aus den in der Umhüllung und dem Kerndrahtmetall enthaltenen Elementen, so daß im Schweißgut Grauguß mit lamellarem Graphit vorliegt, aber nicht ein Metall von ähnlicher Art v/ie der dem Kerndraht ähnelnde Stahl. So kamen, dank dem Kern aus Stahl, die Schweißeigenschaften dieser Elektroden etwa denen der gebräuchlichen Kaltschweißelektroden gleich, während das Schweißgut diejenigen Vorzüge aufwies, die durch das Warmschweißen mit Gußeisenkerndraht-Elektroden angestrebt wurden. .." ;'.'·..^: .

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Elektrode konnten jedoch nunmehr noch weitere Verbesserungen erzielt werden, insbesondere kann man die Ausscheidung des Kohlenstoffs noch dadurch fördern, daß man der Umhüllung mindestens 1% des freien Kohlenstoffs in Form einer entsprechenden Menge Gußeisenpulver zufügt, das durch eine Art Impfvorgang die homogene Verteilung des Graphits im Schweißgut begünstigt.'- :.·'.·.

Man kann die erfindungsgemäßen Elektroden etwa in der Weise herstellen, daß man nach einem üblichen Preßverfahren einen Flußstahl-Kerndraht mit einem Gehalt an z. B.: '

C 0,1%

Si 0,4%

Mn 0,5%

S 0,002%

P 0,002%

Rest: Fe . ■;.·, \-

mit einer Umhüllung folgender erfindungsgemäßen Zusammensetzung umgibt:

C (frei) 10 bis 25, vorzugsweise 15 bis 22%

Gußeisenpulver 3 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10%

Ni 0 bis 7, vorzugsweise 0 bis 4%

Desoxydations- - ^:ί

mittel ....... 7 bis 25, vorzugsweise 10 bis 15 %

davon Si (als Vorlegierung) 4 bis 10, vorzugsweise 5 bis 8 %

Erdalkalicarbo- '■■■ " ' ;.

nate 30 bis 60, vorzugsweise 35 bis 50%

Flußspat 7 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20%

Rest: Fe, Co, Cr, Mo und/oder Mn als Legierungselemente und Bentonit, Feldspat, Kryolith,•■■Quarz und/oder Kaolin als Schlackenbildner.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, bis zu 30% des freien Kohlenstoffs in Form von Ruß und/oder Holzkohle zuzusetzen.

Beispiel

Beonders gut geeignet für die Elektroden nach der Erfindung ist folgende Umhüllungszusammensetzung:

Bestandteil

Graphit

Gußeisenpulver
Nickelpulver
Ferrosilizium (75 % Si)

% der Trockensubstanz, ohne Bindemittel

16

10

10

Ferrosiliziummagnesium (35 % Si) .. 4

Ferroaluminium (50% Al) 4

Holzkohlenpulver 4

SrCO₃ 10

20

CaCO₃
BaCO₃

CaF₂

11

100

Als Bindemittel werden Natrium- und/oder Kaliumsilikat in üblichen Mengen zugesetzt.

Die so erhaltene Elektrode mit dem Flußstahl-Kerndraht wie oben eignet sich vorzüglich zur Warmschweißung von Gußeisen, insbesondere von solchem mit lamellarem Graphit. Sie ergibt ein Schweißgut von etwa folgender Zusammensetzung:

Kohlenstoff 2,6%

Silizium ..·.. 3,6°/₀

Mangan .0,5%

Schwefel und Phosphor zusammen .. 0,04 %

Nickel 1,0%

Eisen Rest

Der Kohlenstoff liegt im Schweißgut als lamellarer Graphit vor. Das Schweißgut sowie die Übergangsund die wärmebeeinflußte Zone sind weich und spanabhebend bearbeitbar.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrode zur Warmschweißung von Gußeisen, bestehend aus einem Flußstahlkerndraht und einer basischen Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umhüllung, vom Natrium- und/oder Kaliumsüikatbindemittel abgesehen, in der Trockenmasse aus 10 bis 25% freiem Kohlenstoff, 3 bis 15% Gußeisenpulver, 0 bis 7% Nickel, 7.bis 25% Desoxydationsmittel, darunter 4 bis 10% Silizium in Form einer Vorlegierung, 30 bis 60% Erdalkalikarbonaten, 7 bis 25% Flußspat, Rest Eisen, Kobalt, Chrom, as . Molybdän und/oder Mangan als Legierungselemente und Bentonit, Feldspat^ Kryolith, Quarz und/oder Kaolin als Schlackenbildner zusammensetzt.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens 1% des in der Umhüllung enthaltenen freien Kohlenstoffes in Form von entsprechenden Mengen Gußeisenpulver enthält.

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung wie folgt zusammengesetzt ist: . ·

°/o der Trockensubstanz, ohne Bindemittel

C (frei) 16

' Gußeisenpulver :.. 10

Ni (Pulver) 3

Ferrosilizium (75% Si) .10

Ferrosiliziummagnesium (35 % Si) 4

. Ferroaluminium .(50% Al) ..... 4

Holzkohlenmehl 4

SrCO₃ 10

CaCO₃ 8

BaCO₃ 20

CaF₂ (Flußspat) 11

4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Kohlenstoff in Form von Graphit vorliegt.

5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 30% des freien Kohlenstoffes in der Umhüllung als Holzkohle und/oder Ruß enthalten sind.