DE1508329C3

DE1508329C3 - Zusatzmaterial für das Unterpulver-Lichtbogenschweißen von legiertem Stahl

Info

Publication number: DE1508329C3
Application number: DE1508329A
Authority: DE
Inventors: Anders Eric Bengtsson; Henry Gert Scheele V.
Original assignee: HOEGANAES-BILLESHOLMS HOEGANAES (SCHWEDEN) AB
Current assignee: HOEGANAES-BILLESHOLMS HOEGANAES (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1965-06-24
Filing date: 1966-06-18
Publication date: 1973-10-04
Also published as: DE1508329B2; BE694140A; FR1508106A; DE1508329A1; US3511646A

Description

elemente in dem Eisen homogen verteilt werden, der Kohlenstoffgehalt auf den angegebenen Wert eingestellt und die Geschmeidigkeit des Materials erhöht und die Bindung der Teilchen aneinander gefestigt werden. Das Mahlen und Sieben des geglühten Materials hat zum Ziel, die Teilchen zu komprimieren und anzuschmelzen, um kugelförmige oder gerundete Teilchen hoher Dichte zu erhalten, und das Material außerdem in den erwünschten Teilchengrößenbereich zu bringen. Abgesiebtes feinteiliges Pulver kann in den Herstellungsprozeß zurückgeführt werden, indem man es dem Pulvergemisch vor dem Walzen zusetzt. Dieses Verfahren hat gegenüber der Herstellung von Drahtkorn den Vorteil, daß die erwünschte Zusammensetzung sehr genau eingestellt werden kann, da Schwammeisen große Reinheit besitzt. Außerdem ist Schwammeisen ein relativ billiges Ausgangsmaterial, da es ohne schmelzmetallurgische Verfahren gewonnen wird.

Beispiel

Schwammeisen wurde zu einem Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,150 mm vermählen. 100 kg dieses Pulvers wurden sorgfältig mit 2 kg Ferromanganpulver vermischt, das eine beachtlich kleinere Teilchengröße als das Eisenpulver besaß, nämlich weniger als 0,040 nun. Das Pulver wurde unter Bildung eines Streifens in einer herkömmlichen Walzmühle gewalzt. Der Streifen besaß eine Dicke von 1,6 mm. Der Streifen wurde in einer Mühle mit gezahnten Walzen unter Bildung von Stücken mit einer Größe von 5 bis 15 mm zerteilt.

Das so erhaltene Material wurde eine Stunde in einem Ofen mit Förderbandzuführung geglüht, der ein Schutzgas mit einer Zusammensetzung enthielt, die in dem den Ofen verlassenden Material einen Kohlenstoffgehalt von 0,10 %> einzustellen gestattete. Das geglühte Produkt wurde in einer Mühle pulverisiert, in der das Pulverisierungswerkzeug aus

ίο einem langsam rotierenden Kegel mit gefurchter Oberfläche bestand. Die Mühle wurde sorgfältig eingestellt, um das Material zu der erwünschten Teilchengröße ohne Bildung von zu viel feinen Teilchen zu pulverisieren. Das Vermählen führte auch zu einem Schmiedeeffekt, der gerundete und dichte Teilchen lieferte.

Das Pulver wurde nun durch Siebe Nr. 7 (Maschenweite = 2,83 mm) und 18 (Maschenweite = 1,00 mm) entsprechend den ASTM-Vorschriften gesiebt. Die grobe Fraktion, die nicht durch Sieb Nr. 7 gelangte, wurde zu erneuter Pulverisierung in die

- Mühle zurückgeführt. Die feine Fraktion, die durch • Sieb Nr. 18 gelangte, wurde zum Vermischen mit dem Pulvergemisch vor dem Walzen zu einem Streifen in das Verfahren zurückgeführt.

Die Pulverfraktion, die durch Sieb Nr. 7, nicht jedoch durch Sieb Nr. 18 ging, besaß eine Teilchengröße von 1 bis nahezu 3 mm und eine Dichte von 2,81 g/cm³. Diese Fraktion war nun fertig zur Verwendung.

Claims

1 2 bekommen, das eine wesentlich erhöhte Schweiß-Patentansprüche: geschwindigkeit ermöglicht und dabei eine gleichmäßigere Stromverteilung und Erwärmung des

1. Zusatzmaterial für das Unterpulver-Licht- Schweißgutes ergibt, so daß man eine hohe Spannung, bogenschweißen von legiertem Stahl mit wesent- 5 Stromstärke und Schweißgeschwindigkeit anwenden Hch erhöhter Schweißgeschwindigkeit, bestehend kann. Außerdem soll das Zusatzmaterial es ermögaus Teilchen von legiertem Eisen mit einer Teil- liehen, leichter die nach den nationalen und interchengröße im Bereich von 0,5 bis 5 mm und mit nationalen Normen verlangte Kerbschlagzähigkeit einem Gehalt von 0,01 bis 0,20 Gewichtsprozent . und den gewöhnlich maximal zulässigen Kohlenstoff-Kohlenstoff und 0,3 bis 5 Gewichtsprozent Man- i° gehalt zu erreichen.

gan sowie wenigstens eines Legierungselements Das erfindungsgemäße Zusatzmaterial für das Un-

mit desoxydierenden und qualitätsverbesseraden terpulver-Lichtbogenschweißen von legiertem Stahl Eigenschaften, wie Magnesium, Silicium, Chrom, mit wesentlich erhöhter Schweißgeschwindigkeit, das Nickel, Molybdän, Aluminium, Titan und/oder aus Teilchen von legiertem Eisen mit einer Teilchen-Vanadin, dadurch gekennzeichnet, daß 15 größe im Bereich von 0,5 bis 5 mm und mit einem das Zusatzmaterial aus gerundeten komprimierten Gehalt von 0,01 bis 0,20 Gewichtsprozent Kohlenlegierten Schwammeisenteilchen besteht. stoff und 0,3 bis 5 Gewichtsprozent Mangan sowie

2. Verfahren zur Herstellung eines Zusatzmate- wenigstens eines Legierungselements mit desoxydierials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, renden und qualitätsverbessernden Eigenschaften, daß man ein feinpulverisiertes Gemisch von 20 wie Magnesium, Silicium, Chrom, Nickel, Molybdän, Schwammeisen und der übrigen Legierungs- Aluminium, Titan und/oder Vanadin besteht, ist elemente durch Walzen zu einem Streifen einer dadurch gekennzeichnet, daß es aus gerundeten kom-Dicke von 1 bis 3 mm komprimiert, diesen in primierten legierten Schwammeisenteilchen besteht. Stücke mit einer Größe von 5 bis 15 mm zerklei- Der jeweilige Gehalt der Legierungselemente mit nert, die Stücke in einer den Kohlenstoffgehalt 25 desoxydierenden und qualitätsverbessernden Eigenauf 0,01 bis 0,20 Gewichtsprozent einstellenden schäften hängt jeweils von dem zu schweißenden Gasatmosphäre bei etwa 1000° C während 15 bis Materialab.

120 min glüht, das geglühte Material mahlt und Die Verwendung eines solchen Zusatzmaterials

auf eine Teilchengröße von 0,5 bis 5 mm siebt. für das Unterpulver-Lichtbogenschweißen von legier-

30 tem Stahl führt zu einem wesentlichen Anstieg der Schweißgeschwindigkeit gegenüber der Verwendung

von Drahtkorn, und es ist möglich, die Zahl der

Arbeitsgänge beim Schweißen, die erforderlich sind, um ein bestimmtes Schweißvolumen zu füllen, herab-

Aus II W Document Nr. XII-219-64 ist es bekannt, 35 zusetzen. Außerdem führt die Verwendung eines als Zusatzmaterial für das Unterpulver-Lichtbogen- solchen Zusatzmaterials zu einer verbesserten Qualischweißen von legiertem Stahl zur Erhöhung der tat des Schweißgutes, wie zu erhöhter Kerbschlag-Schweißgeschwindigkeit Stahldrahtkorn, das heißt Zähigkeit und vermindertem Kohlenstoffgehalt, und zugeschnittene Drahtstückchen einer Länge von 0,8 außerdem besitzt das Zusatzmaterial nach der Erfinbis 1,6 mm, zu verwenden, wobei der Mangangehalt 40 dung ein wesentlich geringeres Volumengewicht als 1 bis 1,50% betrug. Ein solches Zusatzmaterial Drahtkorn. '
besitzt jedoch ein relativ hohes Volumengewicht und Die Abgabe von Gasen aus dem geschmolzenen einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt (0,08 bis Metall beim Schweißen wird besonders erleichtert, 0,14 %), der nicht beliebig herabgesetzt werden kann. wenn die Teilchengröße des Zusatzmaterials 1 bis Außerdem führt die Verwendung von Drahtkorn zu 45 3 mm beträgt, und dieser Größenbereich hat den weieiner nicht genügend gleichmäßigen Stromverteilung teren Vorteil, daß der Spalt zwischen den miteinander und Erwärmung, was zur Folge hat, daß die Schweiß- zu verschweißenden Stahlplatten weniger genau einbedingungen sehr genau innerhalb enger Grenzen gestellt werden muß.

geregelt werden müssen, um ein Schmelzen des ge- Das erfindungsgemäße Zusatzmaterial für das Unsamten Drahtkoras und dessen Zusammenschmelzen 50 terpulver-Lichtbogenschweißen wird zweckmäßig in mit dem zu schweißenden Material zu bekommen. der Weise hergestellt, daß man ein feinpulverisiertes Schließlich führt die bekannte Verwendung von Gemisch von Schwammeisen und der übrigen Legie-Drahtkorn oft zu einer relativ geringen Kerbschlag- nmgselemente durch Walzen zu einem Streifen einer Zähigkeit, insbesondere, wenn man optimale Schweiß- Dicke von 1 bis 3 mm komprimiert, diesen in Stücke bedingungen, das heißt eine maximale Energiezufuhr 55 mit einer Größe von 5 bis 15 mm zerkleinert, die und niedrigste Anzahl von Schweißraupen unter Be- Stücke in einer den Kohlenstoffgehalt auf 0,01 bis rücksichtigung der mechanischen Qualität des 0,20 Gewichtsprozent einstellenden Gasatmosphäre Schweißgutes, anwendet bei etwa 1000° C während 15 bis 120 min glüht, das

Außerdem enthält die deutsche Patentschrift geglühte Material mahlt und auf eine Teilchengröße

705 768 und das Buch von Kieffer und Hotop, »Sin- 60 _Von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 nun siebt,

tereisen und Sinterstahl«, Springerverlag 1948, Seiten Die den angegebenen Kohlenstoffgehalt einstel-

59, 97 und 117, allgemeine Angaben über Verfahren lende Gasatmosphäre besteht vorzugsweise aus einem

zur Herstellung von Sintereisen und Sinterstahl, ohne Gemisch von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid,

speziell auf das technische Gebiet des Unterpulver- wobei der Prozentsatz des Kohlenmonoxids so einge-

Lichtbogenschweißens einzugehen. 65 stellt wird, daß das Material den gewünschten Koh-

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe be- lenstoffgehalt bekommt. Durch das Glühen sollen

steht nun darin, ein Zusatzmaterial für das Unter- restliche Oxide, falls solche vorhanden sind, zu dem

pulver-Lichtbogenschweißen von legiertem Stahl zu Metall reduziert werden, die übrigen Legierungs-