DE1558891B2 - Welding wire containing additives and a process for its production - Google Patents
Welding wire containing additives and a process for its productionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zusatzmittel enthaltenden Schweißdraht zum automatischen und halbautomatischen Schutzgasschweißen bei dem das Zusatzmittel in Pulverform im Inneren eines rohrförmigen Metallkörpers angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung dieses Schweißdrahtes.The invention relates to a welding wire containing additives for automatic and semi-automatic Gas-shielded welding in which the additive is in powder form inside a tubular Metal body is arranged. The invention also relates to a method for producing this Welding wire.
Ein bekannter Verbundschweißdraht dieser Art (USA.-Patentschrift 29 09 778) ist zum Schweißen im Freien, d. h. ohne Schutzgas, vorgesehen, wobei in diesem Fall das geschmolzene Metall durch Schlacke überdeckt wird. Das bedeutet, daß das pulverförmige Zusatzmittel eine große Menge von Schlackebildungsmittel aufweist. Demgegenüber befaßt sich jedoch die Erfindung mit einem Zusatzmittel enthaltenden Schweißdraht zum Schweißen unter Zufuhr von Schutzgas, wie beispielsweise CO2.A known composite welding wire of this type (US Pat. No. 29 09 778) is intended for outdoor welding, ie without protective gas, in which case the molten metal is covered by slag. This means that the powdery additive has a large amount of slagging agent. In contrast, however, the invention is concerned with a welding wire containing additive for welding with the supply of protective gas, such as, for example, CO 2 .
Bei dem vorbekannten Schweißdraht ist weiterhin vorgesehen, dem Flußmittel, das der mit dem Zusatzmittel versehene Schweißdraht enthält, neben dem Lichtbogenstabilisierungsmittel und dem Desoxidationsmittel auch Schlackenbildungsmittel zuzusetzen. Es ist ebenfalls bekannt, daß die Schlackenbildungsmittel und die bisher verwendeten Lichtbogenstabilisierungsmittel üblicherweise aus anorganischen Verbindungen, beispielsweise Metalloxiden, Metallkarbonaten oder Metallfluoriden, bestehen. Diese Substanzen bilden während des Schweißvorganges eine Schlackendeckschicht über der Schweißnaht und gewährleisten demzufolge eine saubere Nahtausbildung. Nachteilig ist jedoch, daß vor einem nachfolgenden Schweißvorgang die Schlackendeckschicht erst entfernt werden muß. Dieses Entfernen der Schlackendeckschicht ist äußerst mühselig sowie zeitraubend und erfordert sehr häufig mehr als die Hälfte der Zeit, die für den gesamten Schweißvorgang erforderlich ist. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit des Schweißens aber stark herabgesetzt.In the case of the previously known welding wire, it is also provided that the flux is used with the additive provided welding wire contains, in addition to the arc stabilizer and the deoxidizer also add slagging agents. It is also known that the slagging agents and the previously used arc stabilizers usually made of inorganic compounds, for example metal oxides, metal carbonates or metal fluorides exist. These substances form a top layer of slag over the weld seam during the welding process and guarantee consequently a clean seam formation. However, it is disadvantageous that before a subsequent Welding process the slag top layer must first be removed. This removal of the Slag top layer is extremely cumbersome and time consuming, and very often requires more than that Half the time it takes for the entire welding process. This will increase the economy welding is greatly reduced.
Es ist weiterhin bekannt, bei automatischen Schweißvorgängen unter Schutzgas massive Schweißdrähte sowie Zusatzmittel enthaltende Schweißdrähte von komplizierten Querschnittsformen zu verwenden. Bisher haben diese Drähte jedoch auf Grund verschiedener Nachteile noch keine weite Anwendung gefunden. Der massive Schweißdraht läßt sich mit relativ geringen Kosten herstellen und für das Schweißen von Flußstahl verwenden, da dieser beim Schweißen einen Zusatz spezieller Legierungselemente in der Zusammensetzung des Schweißdrahtes nicht erforderlich macht. Beim Schweißen von Sonderstählen, beispielsweise von hochfesten und niedriglegierten Stählen, ist es erforderlich, im Schweißdraht bestimmte Legierungszusätze vorzusehen, deren Art und Menge von der Zusammensetzung des jeweils zu schweißenden Stahls abhängen. Die Herstellung eines derartigen Schweißdrahtes mit Kern gestaltet sich demzufolge sehr teuer, besonders wenn der Draht gezogen wird.It is also known to use solid welding wires in automatic welding processes under protective gas as well as welding wires containing additives and having complicated cross-sectional shapes. However, due to various disadvantages, these wires have not yet been widely used found. The massive welding wire can be manufactured at relatively low cost and for that Use mild steel for welding because it contains special alloying elements when welding in the composition of the welding wire is not required. When welding special steels, For example, high-strength and low-alloy steels, it is necessary in the welding wire to provide certain alloy additives, the type and amount of which depends on the composition of the depend on the steel to be welded. The manufacture of such a welding wire with a core consequently turns out to be very expensive, especially when the wire is drawn.
Abhängig davon, welcher Werkstoff geschweißt .werden soll, sind die bekannten Schweißdrähte auch in ihrer Bearbeitbarkeit beeinträchtigt. Bei Verwendung von massivem Schweißdraht sind keine Mittel bekannt, durch die sich der Lichtbogen stabilisieren läßt. Der Schweißvorgang leidet deshalb häufig unter dem sogenannten »Spritzen«, bei dem große Tropfen geschmolzenen Metalls den Schweißvorgang stören, der bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes ein unansehnliches Aussehen erteilen und eine unebene, rauhe Schweißnaht bewirken, so daß die Anwendung des massiven Schweißdrahtes auf ein sehr kleines GS-biet beschränkt ist.The known welding wires also depend on which material is to be welded impaired in their workability. There are no funds when using solid welding wire known, through which the arc can be stabilized. The welding process therefore often suffers from the so-called "spraying", in which large drops of molten metal disrupt the welding process, give the machined surface of the workpiece an unsightly appearance and an uneven, cause rough weld seam, so that the application of the solid welding wire on a very small GS area is limited.
Die Nachteile des massiven Schweißdrahtes werden zwar durch die Anwendung eines Zusätze enthaltenden Schweißdrahtes, dessen Inneres mit Flußmittel gefüllt ist, vermieden. Die Herstellung derartiger Schweißdrähte ist jedoch auf Grund ihrer komplizierten Formgebung teuer, und es läßt sich bei diesen Schweißdrähten ein bestimmter Grenzdurchmesser nicht unterschreiten.The disadvantages of the solid welding wire are admittedly due to the use of an additive Welding wire, the inside of which is filled with flux, avoided. The manufacture of such However, welding wires are expensive because of their complicated shape, and it can be with these Welding wires do not fall below a certain limit diameter.
Ein die Arbeitsweise beeinträchtigender Nachteil der bekannten Zusätze enthaltenden Schweißdrähte liegt darin, daß der Lichtbogen nicht exakt konzentriert werden kann, da die den elektrischen Strom lei-A disadvantage of the known additives containing welding wires, which adversely affects the operation lies in the fact that the arc cannot be precisely concentrated, since these conduct the electrical current.
tende Querschnittsfläche des Drahtes im Verhältnis zum Außendurchmesser des Drahtes klein ist. Weil aus diesem Grund keine große Stromstärke an einem Punkt konzentriert werden kann, wird das Werkstück im Vergleich mit massiven Schweißdrähten relativ flach aufgeschmolzen und dadurch die Schweißqualität herabgesetzt.The cross-sectional area of the wire is small in relation to the outer diameter of the wire. because for this reason, a large amount of current cannot be concentrated at one point, the workpiece becomes Melted relatively flat compared to solid welding wires and thus the welding quality degraded.
Aus alledem ergibt sich, daß bei der Herstellung eines solchen Schweißdrahtes dem Zusatzmittel und dessen Verteilung außerordentlich große Aufmerksamkeit gewidmet werden muß und die Erzielung einer guten Oberfläche des Drahtes eine sehr genau überwachte Produktion und Qualitätskontrolle erfordert. Der Einfluß der Ungleichmäßigkeit im Oberflächenzustand des Schweißdrahtes ist nämlich bemerkenswert groß. Insbesondere gilt das für Schweißdrähte von kleinerem Durchmesser, beispielsweise in der Größenordnung von unter 1,6 mm. Ungleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit macht in diesen Fällen sehr häufig einen wirkungsvollen Schweißvorgang überhaupt unmöglich. Es hat sich deshalb eingebürgert, die bekannten Schweißdrähte entsprechend ihrer Oberflächenbeschaffenheit in zwei Klassen einzuteilen, nämlich in die Klasse der kupferplattierten Schweißdrähte und in die Klasse der mit Oxidschichten überzogenen Schweißdrähte.From all of this it follows that in the manufacture of such a welding wire the additive and the distribution of which must be given extraordinary great attention and the achievement of it a good surface of the wire requires a very closely monitored production and quality control. Namely, the influence of the unevenness in the surface state of the welding wire is remarkable great. This applies in particular to welding wires with a smaller diameter, for example in of the order of less than 1.6 mm. Uneven surface texture makes in these cases very often an effective welding process is impossible at all. It has therefore become natural to divide the known welding wires into two classes according to their surface properties, namely in the class of copper-clad welding wires and in the class of those with oxide layers coated welding wires.
Massiver Schweißdraht läßt sich kupferplattieren; Zusatzmittel enthaltender Schweißdraht läßt sich auf Grund seines Pulvergehaltes nicht plattieren. Das »Aufbacken« von Oxidschichten wird deshalb ausschließlich bei der Herstellung von Schweißdrähten mit Zusatz verwendet.Solid welding wire can be copper-clad; Welding wire containing additives can be opened Do not plate because of its powder content. The "baking" of oxide layers is therefore exclusively used in the manufacture of welding wires with an additive.
Schweißdrähte werden aus zweierlei Gründen kupferplattiert: Zum einen soll die Oberfläche des Schweißdrahtes vor Rost geschützt werden, der die Schweißqualität außerordentlich stark herabsetzt; zum anderen soll eine gute Leitfähigkeit am Elektrodenhalter zur Zufuhr der elektrischen Leistung aufrechterhalten werden. Bei einer zufriedenstellenden Kupferplattierung läßt sich das genannte Ziel voll erreichen. Es ist jedoch technisch und wirtschaftlich außerordentlich schwierig, eine zufriedenstellende Kupferplattierung zu erhalten. Zu diesem Zweck muß nämlich die Oberfläche des Schweißmaterials vor dem Plattieren vollständig saubergehalten werden. Ist dies nicht der Fall, wird nicht nur der Zweck der Kupferplattierung verfehlt, sondern es besteht die Gefahr, daß die Plattierung während des Schweißvorganges abblättert oder abgeschoben wird. Kommen abgekratzte Kupfersplitter zwischen die Spitze, klemmen sie sich fest und unterbrechen den Schweißvorgang. Insgesamt betrachtet, verteuert auch das Kupferplattieren die Herstellung der Schweißdrähte auf Grund der dazu nötigen Ausrüstung.Welding wires are copper-clad for two reasons: On the one hand, the surface of the Welding wire are protected from rust, which degrades the welding quality extremely strongly; on the other hand, good conductivity should be maintained on the electrode holder for the supply of electrical power will. If the copper plating is satisfactory, the stated aim can be fully achieved. However, it is extremely difficult technically and economically to obtain a satisfactory one Copper plating. For this purpose, namely the surface of the welding material must be kept completely clean before plating. If this is not the case, it will not just be the purpose the copper plating is missed, but there is a risk that the plating during the welding process flakes off or is pushed off. If scraped copper splinters come between the tip, clamp tight and interrupt the welding process. Overall, that also makes it more expensive Copper plating the production of welding wires due to the necessary equipment.
Mit dem Aufbacken von Oxidschichten soll ebenfalls die Rostbildung verhindert werden. Bei diesem Verfahren wird durch Backen bei einer bestimmten Temperatur und während einer bestimmten Zeitdauer auf dem bereits mit dem erforderlichen Durchmesser gezogenen Draht eine dünne Oxidschicht gebildet. Die Backtemperatur beträgt üblicherweise 350 bis 400° C. Mit dem Backen wird ein weiterer Zweck verfolgt, nämlich die Entfernung kontaminierender Stoffe, beispielsweise von Fett, die bei der Drahtherstellung unweigerlich auf der Drahtoberfläche vorkommen. Durch das Backen wird außerdem die Feuchtigkeit aus dem pulverförmigen Zusatzmittel des Schweißdrahtes entfernt. Die Oxidschicht auf der Drahtoberfläche erfüllt zwar die Aufgabe der Rostverhinderung. Nachteilig ist jedoch ihre geringe elektrische Leitfähigkeit. Bei Schweißdraht mit einem Durchmesser über 2 mm fällt dieser Nachteil nicht merklich ins Gewicht. Wenn jedoch Schweißdrahtdurchmesser von unter 1,6 mm zur Anwendung kommen, beeinträchtigt die geringe elektrische Leitfähigkeit den Schweißvorgang merklich, macht sogar das Schweißen häufig unmöglich. ManThe formation of rust should also be prevented by baking on oxide layers. With this one Method is by baking at a certain temperature and for a certain period of time a thin oxide layer is formed on the wire that has already been drawn with the required diameter. The baking temperature is usually 350 to 400 ° C. Another Purpose pursued, namely the removal of contaminating substances, for example fat, which in the Wire production inevitably occur on the wire surface. Baking will also removes the moisture from the powdery additive of the welding wire. The oxide layer Although it fulfills the task of rust prevention on the wire surface. However, theirs is disadvantageous low electrical conductivity. This disadvantage does not apply to welding wire with a diameter of more than 2 mm not noticeable in weight. However, if welding wire diameters of less than 1.6 mm are used come, the low electrical conductivity noticeably affects the welding process, often even makes welding impossible. Man
ίο führt dies darauf zurück, daß die Oxidschicht mit der Zuleitung im Elektrodenhalter in Verbindung steht und die Stromzufuhr über die Oxidschicht erfolgt. Da diese einen höheren elektrischen Widerstand als das Metall besitzt, entsteht innerhalb der Schicht Wärme, welche die Temperaturen so ansteigen lassen kann, daß Halter und Schweißdraht teilweise angeschmolzen werden. Dadurch wird der elektrische Widerstand zeitweise erhöht, so daß sich auf Grund dieser Ungleichmäßigkeit bei der Zufuhr elektrischer Energie ein instabiler Lichtbogen und demzufolge ein schlecht zu kontrollierender Schweißvorgang ergeben. Wenn das Anschmelzen des Elektrodenhalters und des Schweißdrahtes zu stark wird, entsteht sogar ein Ausknicken des zugeführten Schweißdrahtes an den Zuführwalzen, so daß der Schweißvorgang unterbrochen wird. Auch dieses Ausknicken tritt besonders leicht bei Schweißdraht von kleinem Durchmesser auf.ίο leads back to the fact that the oxide layer with the The lead in the electrode holder is connected and the power is supplied via the oxide layer. Since this has a higher electrical resistance than the metal, it occurs within the layer Heat, which can cause the temperatures to rise to such an extent that the holder and welding wire are partially melted will. As a result, the electrical resistance is temporarily increased, so that due to this unevenness in the supply of electrical energy results in an unstable arc and consequently result in a welding process that is difficult to control. When the melting of the electrode holder and the welding wire becomes too strong, the supplied welding wire even kinks the feed rollers, so that the welding process is interrupted. This buckling also occurs particularly easily with small diameter welding wire.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schweißdraht mit Zusatzmitteln und ein Verfahren
zur Herstellung dieses Schweißdrahtes zu schaffen, der auch mit sehr kleinen Durchmessern,
z.B. unterhalb von 1,6mm, ohne Kupferplattierung so leicht und einfach wie normaler Hohldraht hergestellt
werden kann. Dieser Schweißdraht soll ohne die beschriebenen nachteiligen Effekte dem Backprozeß
unterzogen werden können und für größere Stromstärken als bisher brauchbar sein.
Die Merkmale des zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Schweißdrahtes gemäß der Erfindung ergeben
sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Schweißdrahtes sind in den Ansprüchen
2 bis 4 aufgeführt.The invention is therefore based on the object of creating a welding wire with additives and a method for producing this welding wire, which can be produced as easily and simply as normal hollow wire without copper plating, even with very small diameters, for example below 1.6 mm. This welding wire should be able to be subjected to the baking process without the disadvantageous effects described and should be usable for higher currents than before.
The features of the welding wire according to the invention, created to solve this problem, result from claim 1. Advantageous embodiments of this welding wire are listed in claims 2 to 4.
Der hier verwendete Ausdruck »pulverförmiges Zusatzmittel« bezeichnet in weitem Sinne sowohlThe term "powder additive" used here broadly denotes both
.,. sehr feines Pulver als auch größere Teilchen, unabhängig von der Gleichförmigkeit der Teilchenverteilung. .,. very fine powder as well as larger particles, regardless of the uniformity of the particle distribution.
Das im Schweißzusatzmittel gemäß der Erfindung vorgesehene Lichtbogenstabilisierungsmittel enthält zumindest Graphit, außerdem Aluminium und/oder Titan. Diese Zusätze können nicht nur elementar, sondern auch in Form von Legierungen untereinander oder mit Eisen hinzugefügt sein. Das Desoxidationsmittel kann einen oder mehrere der Zusätze Mangan, Silizium, Titan und Aluminium, gewöhnlich in Form von Eisenlegierungen, enthalten. Es werden daher beim Zusatzmittel des erfindungsgemäßen Schweißdrahtes Aluminium und/oder Titan als Lichtbogenstabilisierungsmittel bzw. Desoxidationsmittel verwendet.Contains the arc stabilizer provided in the welding additive according to the invention at least graphite, also aluminum and / or titanium. These additives can not only be elementary, but also in the form of alloys with one another or with iron. The deoxidizer can be one or more of the additives manganese, silicon, titanium and aluminum, usually in the form of iron alloys. There are therefore the additive of the invention Welding wire aluminum and / or titanium as an arc stabilizer or deoxidizer used.
Das verwendete Schweißzusatzmittel enthält kein Schlackenbildungsmittel, wie es gewöhnlich den Flußmitteln beim Schweißen zugegeben wird. Dagegen ist es unter Umständen vorteilhaft, dem Zusatzmittel bestimmte Legierungsbestandteile zuzusetzen, um es der Zusammensetzung des jeweils zu schweißenden Werkstückes anzupassen. Es ist auch unterThe welding consumable used does not contain a slag-forming agent, as usually does Flux is added during welding. On the other hand, it may be advantageous to add the additive to add certain alloy components to the composition of the particular to be welded Adapt the workpiece. It's also under
Umständen zweckmäßig, Eisenstaub beizumengen, um die Schmelzwirkung während des Schweißens zu erhöhen.In some circumstances it is advisable to add iron dust to the melting effect during welding raise.
Bei dem erfindungsgemäßen Schweißdraht wird bewußt die Querschnittsfläche des Zusatzmittels, das aus der Mischung aus Lichtbogenstabilisierungsmittel und Desoxidationsmittel besteht, in der Größenordnung von nur 5 bis 25 °/o des Gesamtquerschnitts des Schweißdrahtes gehalten. Das bedeutet, daß die Wandstärke des Metallkörpers mit einem Verhältnis von 75 bis 95 % sehr groß wird. Dadurch wird unter anderem das Leitvermögen für den elektrischen Strom, d.h. die zulässige Grenzstromdichte, bemerkenswert erhöht. Deshalb läßt sich der erfindungsgemäße Schweißdraht im Vergleich zum eingangs erwähnten vorbekannten Schweißdraht bei sehr hohen Stromdichten einsetzen. Daraus resultiert wiederum eine sehr gute Lichtbogenkonzentration und eine sehr gute Tiefenwirkung beim Schmelzvorgang. Die Ausbildung des Metallkörpers, der für die Stromleitung zur Verfügung steht, mit einem Querschnittsanteil von 75 % und darüber erteilt dem erfindungsgemäßen Schweißdraht Eigenschaften, die ihn den bekannten Schweißdrähten überlegen macht und bisher an keinem bekannten Schweißdraht zu beobachten sind.In the welding wire according to the invention, the cross-sectional area of the additive, the consists of the mixture of arc stabilizer and deoxidizer, on the order of magnitude held from only 5 to 25% of the total cross-section of the welding wire. That means that the Wall thickness of the metal body with a ratio of 75 to 95% is very large. This will take Among other things, the conductivity for the electric current, i.e. the permissible limit current density, is remarkable elevated. Therefore, the welding wire according to the invention can be compared to that mentioned at the beginning use previously known welding wire at very high current densities. This in turn results a very good arc concentration and a very good depth effect during the melting process. the Formation of the metal body, which is available for the power line, with a cross-sectional portion of 75% and above gives the welding wire according to the invention properties that make it known Makes welding wires superior and has not yet been observed on any known welding wire are.
Auf Grund des Ausschlusses von Schlackenerzeugungszusätzen im Zusatzmittel, das in dem erfindungsgemäßen Schweißdraht enthalten ist, und auf Grund der Verwendung von Graphit als Lichtbogenstabilisierungsmittel an Stelle der bekannten Alkalimetalloxide entsteht bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schweißdrahtes außer einer sehr geringen Menge des Oxidationsproduktes auf Grund des Desoxidationsmittels keine Schlacke. Die erforderliche Entfernung der Schlacke bei einem nachfolgenden Schweißvorgang fällt demzufolge weg.Due to the exclusion of slag-generating additives in the additive used in the inventive Welding wire is included, and due to the use of graphite as an arc stabilizer instead of the known alkali metal oxides, the product according to the invention is used Welding wire except for a very small amount of the oxidation product due to the deoxidizer no slag. The required removal of the slag in a subsequent The welding process is therefore omitted.
Die Menge an Lichtbogenstabilisierungsmittel soll etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent und die Menge an Desoxidationsmittel 20 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Zusatzmittels, betragen. Dabei liegt das Gewicht des Lichtbogenstabilisierungsmittels im Verhältnis zum Desoxidationsmittel normalerweise bei höchstens 20 °/o. der Gesamtmenge von beiden.The amount of arc stabilizer should be about 2 to 10 percent by weight and the amount of Deoxidizing agents are 20 to 90 percent by weight, based on the total weight of the additive. The weight of the arc stabilizer is in relation to the deoxidizer normally not more than 20 ° / o. the total of both.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Schweißdrahtes ergibt sich aus Anspruch 5.The method according to the invention for producing the welding wire results from claim 5.
Dadurch, daß der Draht vor dem Ziehen, also vor der endgültigen Formgebung, einer Temperatur von höchstens 350° C ausgesetzt und zusätzlich der gebackene Rohdraht mindestens dreimal anschließend gezogen wird, ergibt sich ein großer Vorteil. Hierdurch wird nämlich die Oberflächenbeschaffenheit des Drahtes außergewöhnlich gut.The fact that the wire before drawing, so before the final shape, a temperature of exposed to a maximum of 350 ° C and then the baked raw wire at least three times is pulled, there is a great advantage. This increases the surface quality of the wire exceptionally well.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigen inThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. These show in
F i g. 1 bis 3 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schweißdrähte,F i g. 1 to 3 cross-sections through different embodiments of welding wires according to the invention,
Fig.4 ein Schaubild über die zulässigen Stromdichten beim Schweißen,Fig. 4 is a diagram showing the permissible current densities when welding,
F i g. 5 ein Schaubild über die Aufschmelztiefe in Abhängigkeit vom Strom bei der Verwendung des Schweißdrahtes im automatischen Schweiß Vorgang.F i g. 5 shows a diagram of the melting depth as a function of the current when using the Welding wire in the automatic welding process.
F i g. 6 schematisch im Blockdiagramm das Herstellungsverfahren undF i g. 6 schematically in a block diagram the manufacturing process and
F i g. 7 die einzelnen Formstufen bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schweißdrahtes.F i g. 7 shows the individual shape stages in the production of the welding wire according to the invention.
Bei der einfachsten Ausführungsform des Schweißdrahtes gemäß F i g. 1 enthält ein hohler Metallkörper 2 ein pulverförmiges Zusatzmittel 1. Da es schwierig ist, den Metallkörper 2 von vornherein zylindrisch zu formen, wird dieser gewöhnlich aus einem Metallstreifen hergestellt, der um seine Längsachse gebogen wird. Es entsteht deshalb ein Stoß 3 in Längsrichtung des Metallkörpers 2.In the simplest embodiment of the welding wire according to FIG. 1 contains a hollow metal body 2, a powdery additive 1. Since it is difficult to make the metal body 2 cylindrical in advance To shape, this is usually made from a metal strip that is around its longitudinal axis is bent. A joint 3 therefore arises in the longitudinal direction of the metal body 2.
Bei der Ausführungsform des Metallkörpers 2 gemäß Fig.2 ist die Außenseite des Stoßes3 zurIn the embodiment of the metal body 2 according to Figure 2, the outside of the joint 3 is to
ίο Schaffung einer Abdichtung 4 verschweißt. Dadurch kann die Oberfläche beispielsweise in einem Plattierungsverfahren behandelt werden. Zugleich wird wirkungsvoll das Eindringen von Feuchtigkeit ins Innere des Schweißdrahtes verhindert.ίο creating a seal 4 welded. Through this For example, the surface can be treated in a plating process. At the same time becomes effective prevents moisture from penetrating the inside of the welding wire.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist der Metallkörper 2 aus einem Außenteil 2 b und einem Innenteil 2 α gebildet. Diese Formgebung erleichtert die Herstellung des Metallkörpers 2.In the embodiment according to FIG. 3, the metal body 2 is formed from an outer part 2 b and an inner part 2 α . This shape facilitates the production of the metal body 2.
Bei einem tatsächlich durchgeführten Versuch wurden zwei Typen A und B von Schweißdrähten mit Zusatz hergestellt, die jeweils einen Durchmesser von 1,6 mm besaßen. Die Metallkörper der beiden Drähte A und B bestanden aus Flußstahl; der Innenraum der Metallkörper wurde mit pulverförmigem Zusatzmittel 1 der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 gefüllt.In an actual test, two types A and B of welding wires with filler were made, each 1.6 mm in diameter. The metal bodies of the two wires A and B were made of mild steel; the interior of the metal bodies was filled with powdery additive 1 of the composition shown in Table 1.
Fe — Mn Fe - Mn
,- Fe — Si , - Fe - Si
Fe-Ti Fe-Ti
Graphit graphite
Eisenpulver Iron powder
Querschnittsverhältnis
Pulver zu GesamtquerschnittAspect ratio
Powder to total cross-section
A I B
(Gewichtsprozent) A I B
(Weight percent)
5757
2424
1515th
1010
18
6
4
118th
6th
4th
1
7171
2424
Außer den beiden Drähten A und B wurde ein weiterer Schweißdraht C mit Zusatzmittel der bekannten Art hergestellt und als Kontrollprobe verwendet. In addition to the two wires A and B , another welding wire C was produced with additives of the known type and used as a control sample.
Die zulässige Stromdichte jedes dieser Drähte ergibt sich aus Fig.4. Die Schweißversuche wurden unter CO2-Schutzgas durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt, wobei die Schweißgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Schweißbedingungen (wie Stromstärke usw.) an den Schweißdrähten A und B mit den Ergebnissen verglichen sind, die mit dem bekannten Schweißdraht C mit einem Durchmesser von 3,2 mm erzielt wurden.The permissible current density of each of these wires is shown in Fig. 4. The welding tests were carried out under CO 2 protective gas. The test results are shown in Table 2, where the welding speeds under different welding conditions (such as current strength, etc.) on the welding wires A and B are compared with the results obtained with the known welding wire C with a diameter of 3.2 mm.
450)
450
77,5
47,078.9
77.5
47.0
400
(cm/minCurrent (A
400
(cm / min
140,1
83,4138.0
140.1
83.4
168,2
104,7168.0
168.2
104.7
Draht A ..
Drahtß ..
DrahtC ..65
Wire A ..
Wire ...
WireC ..
96,0
56,496.2
96.0
56.4
115,2
69,8115.0
115.2
69.8
In weiteren Vergleichsversuchen wurde die Einschmelztiefe beim Schweißvorgang unter Verwendung der drei Schweißdrahttypen A, B und C bei verschiedenen Stromstärken verglichen. Die hierbei erzielten, aus F i g. 5 ersichtlichen Ergebnisse machen die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Schweißdrahtes gegenüber dem bekannten Schweißdraht deutlich.In further comparative tests, the meltdown depth during the welding process was compared using the three welding wire types A, B and C at different current intensities. The achieved here, from F i g. 5 apparent results make the superiority of the welding wire according to the invention over the known welding wire clear.
Wie aus den in F i g. 6 schematisch dargestellten Verfahrensschritten zur Herstellung des Schweißdrahtes ersichtlich, wird in einem Formvorgang I der dünne Metallstreifen 2 gebogen und gleichzeitig das pulverförmige Zusatzmittel 1 eingefüllt, so daß ein geformter Rohdraht entsteht. Dem Formvorgang I schließt sich ein weiterer Formvorgang II an, bei dem der Metallstreifen 2 zu einem kreisförmigen Querschnitt weitergebogen wird, bis er die in F i g. 7 zuletzt dargestellte Form erreicht. In diesem Zustand ist die Pulverfüllung im Rohdraht noch nicht genügend verdichtet, um die Bewegung des Zusatzmittels 1 innerhalb des Metallkörpers 2 während der darauffolgenden Behandlung zu verhindern und die gleichmäßige Ausbildung des Drahtes zu gewährleisten. Außerdem hindert eine auf der Außenseite des Metallkörpers 2 haftende Schicht aus Schmutz und Fett und die im Zusatzmittel 1 enthaltene Feuchtigkeit die Anwendung des Drahtes in diesem Zustand. Aus diesem Grund schließt sich ein weiterer Formvorgang III an, bei dem der Rohdraht zur Verdichtung des Zusatzmittels 1 und zur Erzielung der gewünschten Formgebung des Drahtes in bezug auf den benötigten Durchmesser durch Ziehformen gezogen wird. Vorher wird jedoch der Rohdraht unmittelbar nach dem Formvorgang I gebacken. Der Backvorgang entfernt die an dem Metallkörper 2 haftende Schicht aus Schmutz und Fett und verdampft die im Zusatzmittel 1 enthaltene Feuchtigkeit. Der Backvorgang wird bei einer Temperatur von 180 bis 350° C durchgeführt.As shown in FIG. 6 schematically illustrated process steps for producing the welding wire can be seen, the thin metal strip 2 is bent in a molding process I and at the same time the powdered additive 1 is poured in, so that a shaped raw wire is formed. The molding process I This is followed by a further forming process II, in which the metal strip 2 becomes a circular Cross-section is bent further until it reaches the figure shown in FIG. 7 reached the last form shown. In this condition the powder filling in the raw wire is not sufficiently compacted to allow the additive to move 1 to prevent within the metal body 2 during the subsequent treatment and the uniform Ensure training of the wire. It also prevents one on the outside of the metal body 2 adhesive layer of dirt and grease and the moisture contained in additive 1 the Application of the wire in this condition. For this reason, another molding process is completed III, in which the raw wire to compress the additive 1 and to achieve the desired Shaping the wire is drawn in relation to the required diameter by draw forming. Before however, the raw wire is baked immediately after the forming process I. The baking process removed the layer of dirt and grease adhering to the metal body 2 and evaporates the in the additive 1 contained moisture. The baking process is carried out at a temperature of 180 to 350 ° C.
Durch den sich unmittelbar an den Formvorgang I anschließenden Backvorgang ergeben sich folgende Vorteile:The baking process immediately following the molding process I results in the following Advantages:
1. Auf Grund der noch geringen Dichte des pulverförmigen Zusatzmittels innerhalb des Rohdrahtes ist die Entfernung der Schmutz- und "45 Fettschicht auf dem Metallkörper und der Feuchtigkeit im Zusatzmittel durch die Wärmebehandlung sehr einfach.1. Because of the still low density of the powdered additive within the wire blank, the removal of the dirt and "fat layer 45 on the metal body and the humidity in the additive by the heat treatment is very simple.
2. Auf Grund der niedrigen Backtemperaturen entsteht eine im Vergleich zu den üblichen Oxidschichten sehr dünne Oxidschicht, die anschließend durch die darauffolgenden Ziehschritte noch dünner wird. Dadurch wird die elektrische Leitfähigkeit wesentlich verbessert.2. Due to the low baking temperatures, an oxide layer arises compared to the usual oxide layers very thin oxide layer, which then becomes even thinner through the subsequent drawing steps. This will make the electrical Significantly improved conductivity.
5555
Der zuletzt genannte Vorteil ist besonders gravierend, weswegen es sich als besonders bedeutungsvoll erweist, die Dicke der während des Backvorganges entstehenden Oxidschicht bei den folgenden Ziehvorgängen, in der die Oxidschicht dünner wird, zu steuern. In ausgedehnten Versuchen hat sich gezeigt, daß die Oxidschicht am besten dadurch unter Kontrolle gehalten wird, wenn die Backtemperatur höchstens 350° C beträgt. Aus Tabelle 3 ergeben sich die Auswirkungen einer unterschiedlichen Backtemperatur auf den Ziehvorgang und die Schweißqualität.The last-mentioned advantage is particularly serious, which is why it is particularly significant proves the thickness of the oxide layer formed during the baking process in the following drawing processes, in which the oxide layer becomes thinner. Extensive tests have shown that the oxide layer is best kept under control when the baking temperature is at most 350 ° C. Table 3 shows the effects of different baking temperatures on the drawing process and the welding quality.
ergebnisse
(Güteklasse
nach JIS)Sweat
Results
(Grade
according to JIS)
180 bis 200° C
230 bis 250° C
270 bis 300° C
310 bis 340° C
350 bis 380° CNot baked
180 to 200 ° C
230 to 250 ° C
270 to 300 ° C
310 to 340 ° C
350 to 380 ° C
gut
gut
gut
etwas schwierig
nicht ziehfähigWell
Well
Well
Well
a bit difficult
not drawable
4
1
1
16th
4th
1
1
1
Die bei den Versuchen verwendeten Schweißdrähte hatten eine Ausbildung gemäß Fig. 1. Der Rohdraht besaß einen Durchmesser von 3,4 mm und enthielt pulverförmiges Zusatzmittel, das aus 17°/o Eisenstaub, 18% FeMn, 6% FeSi, 4% FeTi und 1 °/o Graphit bestand. Dieser Rohdraht wurde nach dem Backen auf einen Durchmesser von 1,2 mm gezogen. Der so erzielte Schweißdraht wurde in den Schweißversuchen bei einer Stromstärke von 300A und einer Spannung von 28 V (DCRP) sowie einer Zuflußmenge von 20 l/min CO2-Schutzgas verwendet. Aus diesen Versuchen läßt sich ableiten, daß eine Backtemperatur im Bereich von 200 bis 350° C sehr geeignet ist. Eine Temperatur unter 200° C reicht nicht zur Entfernung der Schmutz- und Fettschicht aus. Eine über 350° C liegende Temperatur erzeugt eine zu dicke Oxidschicht, die ein Abreißen des Drahtes beim folgenden Ziehschritt bewirkt. Dagegen verhindert eine in einem Temperaturbereich von 250 bis 350° C erzeugte Oxidschicht nicht nur das Abreißen des Drahtes, sondern bewirkt bei jedem folgenden Ziehschritt eine Verfeinerung der Oxidschicht und damit eine Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit. Außerdem erhöht die Verfeinerung der Oxidschicht den Korrosionsschutz. Es ist also die Anzahl der Ziehvorgänge von wesentlichem Einfluß auf die Drahtqualität. Der Rohdraht wird daher mindestens dreimal nach dem Backen gezogen. Aus Tabelle 4 ist die Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von der Anzahl der Ziehvorgänge ersichtlich.The welding wires used in the tests had a design according to FIG. 1. The raw wire had a diameter of 3.4 mm and contained powdery additive which was composed of 17% iron dust, 18% FeMn, 6% FeSi, 4% FeTi and 1 ° / o consisted of graphite. This raw wire was drawn to a diameter of 1.2 mm after baking. The welding wire obtained in this way was used in the welding tests at an amperage of 300 A and a voltage of 28 V (DCRP) and an inflow of 20 l / min of CO 2 shielding gas. From these experiments it can be deduced that a baking temperature in the range from 200 to 350 ° C. is very suitable. A temperature below 200 ° C is not sufficient to remove the layer of dirt and grease. A temperature above 350 ° C creates an oxide layer that is too thick, which causes the wire to tear off in the subsequent drawing step. In contrast, an oxide layer generated in a temperature range of 250 to 350 ° C not only prevents the wire from tearing off, but also refines the oxide layer and thus increases the electrical conductivity with each subsequent drawing step. In addition, the refinement of the oxide layer increases the protection against corrosion. The number of drawing processes has a significant influence on the quality of the wire. The raw wire is therefore drawn at least three times after baking. Table 4 shows the relationship between the electrical conductivity and the number of drawing processes.
Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit
von der Anzahl der ZiehvorgängeDependency of the electrical conductivity
on the number of pulls
dernumber
the
Strom-ability
Current-
schwan-strength-
swan-
Die bei diesen Versuchen verwendeten Drähte enthielten Zusatzmittel von derjenigen Zusammensetzung, wie sie bereits für die Versuche gemäß Tabelle 3 zur Anwendung gelangte. Die Drähte wurden ein- bis achtmal nach dem Backvorgang gezogen, der bei einer Temperatur von 270 bis 3000C eineThe wires used in these tests contained additives of the same composition as that used for the tests according to Table 3. The wires were pulled one to eight times after the baking process, which took place at a temperature of 270 to 300 ° C.
509517/292509517/292
Stunde lang durchgeführt wurde. Die verwendete Spannung und Stromstärke wurde in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser eingehalten. Als Stromquelle wurde eine Gleichstromquelle konstanter Spannung verwendet. Die Stromschwankungen während der Schweißversuche wurden mittels eines Amperemeters abgelesen, um die elektrische Leitfähigkeit bestimmen zu können. Es ergaben sich die kleinsten Schwankungen, wenn der Schweißdraht mindestens dreimal hintereinander gezogen worden war. Diese Tendenz entspricht dem Grad der Stabilität während des Schweißvorganges. Da eine Stromschwankung in der Größenordnung von 15 A während des Schweißvorganges als zulässig erachtet wird, kann ein dreimaliges Ziehen als ausreichend für eine gute Schweißqualität angesehen werden.Has been performed for an hour. The voltage and amperage used were dependent adhered to by the wire diameter. A constant voltage direct current source was used as the power source used. The current fluctuations during the welding tests were measured by means of an ammeter read to determine the electrical conductivity. The smallest emerged Fluctuations if the welding wire was pulled at least three times in a row. These The tendency corresponds to the degree of stability during the welding process. Because a power surge of the order of 15 A is considered permissible during the welding process three pulls will be considered sufficient for good weld quality.
Tabelle 5 zeigt Ergebnisse, die in Versuchen unter den der Tabelle 4 ähnlichen Bedingungen erzielt wurden. Eine Ausnahme besteht darin, daß die verwendeten Drähte nicht nach dem ersten Formvor- ao gang, sondern nach dem letzten Ziehvorgang bei einer Temperatur von 270 bis 300° C gebacken wurden. Table 5 shows results obtained in tests under the conditions similar to Table 4 became. One exception is that the wires used are not after the first form pre- ao rather, after the last drawing process, they were baked at a temperature of 270 to 300 ° C.
dernumber
the
Strom-ability
Current-
gänsePulling
geese
schwan-strength-
swan-
Ein Vergleich der Ergebnisse von Tabelle 4 und 5 zeigt, daß die Versuche 1 und 11, 2 und 12 usw. merklich voneinander abweichen. Das ist eindeutig auf die unterschiedliche Verfahrensweise bei beiden Versuchsreihen zurückzuführen. Insbesondere fällt die größere Stromstärkenschwankung bei zunehmender Anzahl von Ziehschritten in Tabelle 5 auf, gegenüber der gemäß Tabelle. 4 eine wesentlich günstigere Tendenz zu verzeichnen ist.A comparison of the results of Tables 4 and 5 shows that Runs 1 and 11, 2 and 12, etc. noticeably differ from each other. That is clearly due to the different procedures used by the two Test series traced back. In particular, the greater the current intensity fluctuation falls with increasing Number of drawing steps in table 5, compared to the one in the table. 4 a much cheaper one There is a tendency.
Die Verbesserung der Korrosionsschutzeigenschaft durch das Backen des Rohdrahtes wurde unter den Bedingungen gemäß Tabelle 6 geprüft.The improvement in the anti-corrosive property by baking the raw wire was among the Conditions according to Table 6 tested.
Versuchsbedingungen
Backen des RohdrahtesTest conditions
Baking the raw wire
Anzahl der Ziehvorgänge Number of pulls
Durchmesser (mm)Diameter (mm)
Probe Nr. 1
270 bis 300° CSample # 1
270 to 300 ° C
5
1,65
1.6
Probe Nr. 2Sample # 2
5
1,65
1.6
Beide Proben wurden unter den gleichen Umgebungsbedingungen (Temperatur 30° C, relative Luftfeuchtigkeit 85 °/o) gehalten. Der Grad der Verrostung wurde bei beiden Proben verglichen. Nach 72 Stunden ließ sich bei der Probe Nr. 2 mit bloßem Auge eine merkliche Rostbildung feststellen, während die Oberfläche der Probe Nr. 1 keine Veränderung aufwies. Nach Ablauf von 144 Stunden bedeckte rötlicher Rost die gesamte Oberfläche der Probe Nr. 2, während auf der Oberfläche der Probe Nr. 1 lediglich Rostflecken zu bemerken waren.Both samples were under the same environmental conditions (temperature 30 ° C, relative Humidity 85 ° / o) kept. The degree of rusting was compared in both samples. After 72 hours, a noticeable rust formation could be observed with the naked eye in the case of sample no. while the surface of Sample No. 1 showed no change. After 144 hours Reddish rust covered the entire surface of Sample No. 2 while on the surface of the sample No. 1 only rust spots were noticed.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (5)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5117766 | 1966-08-03 | ||
JP5117766A JPS511659B1 (en) | 1966-08-03 | 1966-08-03 | |
DEK0063022 | 1967-08-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1558891A1 DE1558891A1 (en) | 1970-04-23 |
DE1558891B2 true DE1558891B2 (en) | 1975-04-24 |
DE1558891C3 DE1558891C3 (en) | 1976-01-29 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2829517A1 (en) * | 1977-07-18 | 1979-02-08 | Arbed | FILLED WELDING WIRE AND METHOD OF ITS MANUFACTURING |
DE3042588A1 (en) * | 1980-10-23 | 1982-06-16 | Institut elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskaja SSR, Kiev | Mfg. tubular welding wire filled with powder - by bending metal strip to make slotted tube, which is filled with powder and then drawn into wire (SE 24.5.82) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2829517A1 (en) * | 1977-07-18 | 1979-02-08 | Arbed | FILLED WELDING WIRE AND METHOD OF ITS MANUFACTURING |
DE3042588A1 (en) * | 1980-10-23 | 1982-06-16 | Institut elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskaja SSR, Kiev | Mfg. tubular welding wire filled with powder - by bending metal strip to make slotted tube, which is filled with powder and then drawn into wire (SE 24.5.82) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1558891A1 (en) | 1970-04-23 |
GB1199736A (en) | 1970-07-22 |
BE702184A (en) | 1968-01-15 |
JPS511659B1 (en) | 1976-01-19 |
CH470228A (en) | 1969-03-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |