DE1558895C - Selenelektrode für das automatische oder halbautomatische Lichtbogenschweißen - Google Patents
Selenelektrode für das automatische oder halbautomatische LichtbogenschweißenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Seelenelektrode aus einem Flußstahlmantel und einem Kern für das
automatische oder halbautomatische Lichtbogenschweißen in Luft.
Es ist eine Seelenelektrode bekannt (USA.-Patentschrift 3 177 340), die aus 0,18 bis 0,28 % eines Erdalkalifiuorids,
0,05 bis 0,13 % eines Erdalkalikarbonats, OiOl bis 0,10% Titandioxyd oder eines Titanates,
bis 0,04% Kaliumoxyd, 0,60 bis 0,90% Desoxydationsmitteln (z. B. Titan oder Silizium), 2,75 bis
3,25 % Mangan, 0,70 bis 1,30 % Nickel, 0,01 bis 0,20 % Kohlenstoff, Rest Eisen und Verunreinigungen besteht.
Eine derart zusammengesetzte Seelenelektrode arbeitet mit Schutzgas. Sie enthält kein Aluminium, aber einen
hohen Mangananteil. .Außerdem muß diese Elektrode ein Desoxydätionsmittel, wie Silizium, und ein
Desoxydations-Denitrierungsmittel, wie Titan, Aluminium, Magnesium usw., enthalten, wobei das
Denitrierungsmittel notwendig ist, weil trotz des Schutzgases immer etwas Luft bis zum Schweißgut
vordringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Seelenelektrode
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Seelenelektrode
. solcher Zusammensetzung zu schaffen, die ein Schweißen ohne Schutzgas ermöglicht und deren niedergelegtes
Schweißgut gute Dehnungseigenschaften aufweist.
ίο Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch
gelöst, daß der Kern der Seelenelektrode aus Aluminium,
Mangan, Kalium und Fluoriden der Alkali- und/oder Erdalkalimetallen sowie normalerweise
einem Eisenpulveranteil besteht und diese Bestandteile, abgesehen vom Eisenpulver, in folgenden Mengen in
der Gesamtelektrode in Gewichtsprozent vorhanden sind:
Aluminium 0,4 bis 2,5%
Mangan 0,2 bis 1,3 %
Fluoride ... 0,2 bis 0,7% und
Kalium 0,1 bis 0,4%
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß mit dieser erfindungsgemäßen Seelenelektrode ohne Schutzgas
in Luft geschweißt werden kann. Dadurch lassen sich die bsträchtlichen Kosten für die Kohlenstoffdioxydgaszufuhr
einsparen.
Wahlweise kann das Kalium ganz oder teilweise durch Rubidium oder Caesium ersetzt sein. Das
Kalium, Rubidium oder Caesium ist in der Elektrode als Verbindung und nicht als Metall vorhanden. Um
zu verhindern, daß der Kern übermäßig klein ausfällt, wird ihm normalerweise Eisenpulver zugemischt.
Derartige Elektroden ergeben ein Schweißgut guter Dehnungseigenschaften. Soll das Schweißgut eine
außergewöhnliche Kerbschlagzähigkeit bei atmosphärischen Temperaturen oder eine hohe Kerbschlagzähigkeit
bei niedrigen Temperaturen aufweisen, dann soll der Kern auch Nickel in einer Menge von 0,1 bis
4,5% enthalten. In diesem Falle darf der Mangangehalt 0,35% nicht überschreiten. Vorzugsweise liegt
er nicht über 0,3%. " .
Der Kern der Elektrode nimmt üblicherweise 20% des Elektrodengewichts ein, wobei der Kern Eisenpulver
enthält. Der Mantel kann entweder aus einem Stahlband mit weniger als 0,12 % Kohlenstoff, 0,2 bis
0,6% Mangan, weniger als 0,05% Silizium, weniger als 0,04% Schwefel und weniger als 0,04% Phosphor
oder aus einem beruhigten oder halb beruhigten Stahl bis bis zu 0,3 % Silizium, bis zu 0,1 % Nickel, bis zu
1,8 % Mangan, weniger als 0,04 % Schwefel und weniger als 0,04% Phosphor bestehen. Enthält die Elektrode
Nickel, so sollte der Mantel nicht mehr als 0,3% Mangan enthalten.
Derartige Elektroden ergeben ein Schweißgut mit hohen Dehnungseigenschaften. Dieses Ergebnis wird
erzielt, wenn das Schweißgut 0,2 bis 1 % Aluminium und 0,6 bis 1,2% Mangan enthält, wobei der Mangangehalt
weniger als 0,35 % beträgt, wenn das Schweißgut mehr als 0,1% Nickel enthält. Versuche haben
gezeigt, daß die Elektrode ein hochwertiges, dehnungsfähiges Schweißgut ergibt, das bruchfest ist und eine
äußerste Zugfestigkeit von ungefähr 48 kp/mma hat, was für die meisten Eisen-Schweißverbindungen sehr
geeignet ist. Bei einem Mangangehalt zwischen 0,6 bis 1,2% verursacht Nickel eine beträchtliche Verminderung
der Dehnungseigenschaft. Wo aber die Dehnungseigenschaften die Hauptaufgabe sind, sollte
der Nickelgehalt des Schweißgutes auf 0,1 % begrenzt sein. Nickel verursacht jedoch eine wünschenswerte
Erhöhung der Kerbschlagzähigkeit, und es wurde gefunden, daß eine hohe Kerbschlagzähigkeit mit aus-'
reichenden Dehnungseigenschaften kombiniert werden kann durch Verringerung des Mangangehaltes in dem
niedergelegten Schweißgut auf ein Maximum von 0,35% Mangan. Die Fluoride der Erdalkali- oder
Alkalimetalle im Kern der Elektrode unterstützen den Schweißvorgang durch Stabilisierung des Lichtbogens
und verhelfen zu einer guten Benetzung durch das Schweißgut während des Schweißens. 0,2% der Fluoride
reichen zur Erzielung der Lichtbogenstabilisierung aus, und es ist unvorteilhaft, 0,7% des Fluoridgehaltes
zu überschreiten. Das Kalium ist vorzugsweise im Kern als Kalium-Titan-Fluorid vorhanden.
45. Es.kann aber auch als Kalium-Silizium-Fluorid oder
als Kaliumtitanat vorhanden sein. Die Elektrode kann bis zu 0,8% Titan enthalten, das vorzugsweise im
Kern als Ferro-Titan-Legierung mit einem Inhalt von beispielsweise 25 % Titan vorhanden ist. Titan unterstützt
das Ausbringen an Aluminium im Schweißgut, es kann aber, wenn es in einer Menge von mehr als
0,8% vorhanden ist, zum Nachteil für Dehnung und Kerbschlagzähigkeit des Schweißgutes selbst rück- .
gewonnen werden. Mangan und Silizium können im Kern auch in Eisenlegierungen vorhanden sein, vorausgesetzt,
daß das Mangan im erwähnten Bereich bleibt und die Menge des Siliziums 1 % und vorzugsweise
0,5% nicht überschreitet. Wenn Silizium vorhanden ist, dann fördert es die Zugfestigkeit des
Schweißgutes und das Aluminiumausbringen im Schweißgut. Das Aluminium kann dem Kern als
reines Metallpulver oder als Aluminiumdraht zugegeben werden. Es ist jedoch vorteilhaft, dem Kern
eine Aluminiumlegierung, die 2% Natrium und 0,5% Lithium enthält, einzuverleiben, da dies eine verbesserte
Metallumwandlung über den Lichtbogen und ein besseres Aussehen der Schweißung ergibt. Typische
Elektroden sind wie folgt aufgebaut:
Tabelle 1
Kernzusammensetzungen
Kernzusammensetzungen
Titan als 25°/oige Eisenlegierung
Al oder Al-Legierung ..
Mn als 80°/<>ige Eisenlegierung
Nickel
Silizium als 50°/0ige
Eisenlegierung
Eisenlegierung
Lithium-Fluorid
Natrium-Fluorid
Kalium-Titan-Fluorid ..
Caesium-Fluorid
Eisenpulver
Elektrode Nummer
2 I 3 Prozent
Die Kerbschlagzähigkeit nach C h a r ρ y des Schweißgutes aus den Elektroden 3 und 4 betrug im
Durchschnitt 58 bzw. 66 kpm/cm2 bei 2O0C, während
die korrespondierenden Werte der Elektroden 1 und 2 34,5 bzw. 41,5 kpm/cm2 waren.
0,75 5,4
3
0
1,2 0,7 0,5 0,7 0,5 Rest
0,6 6
3,8 0
0,9 0,2 0,2 1,0 0,5 Rest
0,6 6
4,5
0,9 0 0
1,0
1,0
Rest
0,9. 6
0 6,0
1,0 0
0,9
1,4
0,5
Rest
IO
20
Die oben aufgeführten Prozente sind Gewichtsprozente des Kernes, und in diesen Elektroden stellt
der Kern 20 Gewichtsprozent der Elektrode dar.
Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung des von diesen Elektroden niedergelegten Schweißgutes.
Schweißgut-Zusammensetzungen
Aluminium .
Silizium ...
Mangan ...
Silizium ...
Mangan ...
Titan
Nickel
Kohlenstoff
Schwefel ...
Phosphor...
Eisen
Schwefel ...
Phosphor...
Eisen
| Elektrode | Nummer | Prozent | 0,5 | |
| 3 | 2 | 3 | 0,55 | 0,15 |
| 0,15 | 0,27 | |||
| 0,45 | 0,9 | 0,04 | ||
| 0,2 | 0,04 | 0,9 | ||
| 0,8 | 0,01 | 0,07 | ||
| 0,05 | 0,05 | 0,018 | ||
| 0,02 | 0,02 | 0,016 | ||
| 0,05 | 0,014 | Rest | ||
| 0,02 | Rest | |||
| 0,015 | ||||
| Rest |
0,55
0,15
0,31
0,05
1,2
0,08
0,018
0,013
Rest
30
35
40
Die mechanischen Eigenschaften des Schweißgutes aus diesen Elektroden sind in Tabelle 3 aufgezeigt.
| Tabelle 3 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 40,3 45,1 21 47 |
41,7 48 23 45 |
45,1 49,4 21 43 |
46,5 51 19 39 |
|
| Streckgrenze kp/mma Zugfestigkeit kp/mm2 Dehnung (auf 5 cm Längen maß) in % |
||||
| Einschnürung in °/o |
SS
Claims (7)
1. Seelenelektrode aus einem Flußstahlmantel und einem Kern für das automatische oder halbautomatische
Lichtbogenschweißen in Luft, d adurch
gekennzeichnet, daß der Kern aus Aluminium, Mangan, Kalium in Verbindungsform
und Fluoriden der Alkali- und/oder Erdalkalimetallen sowie normalerweise einem Eisenpulveranteil
besteht und diese Bestandteile, abgesehen vom Eisenpulver, in folgenden Mengen in
der Gesamtelektrode in Gewichtsprozent vorhanden sind:
Aluminium 0,4 bis 2,5 °/o
Mangan 0,2 bis 1,3 °/0
Fluoride 0,2 bis 0,7 °/0
Kalium 0,1 bis 0,4 %
2. Seelenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalium ganz oder teilweise
durch Rubidium oder Caesium ersetzt ist.
3. Seelenelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern 0,1 bis 4,5 Gewichtsprozent
der Elektrode an Nickel enthält und der gesamte Mangangehalt der Elektrode 0,35 Gewichtsprozent
nicht übersteigt.
4. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern bis
zu 0,8 Gewichtsprozent der Elektrode an Titan enthält.
5. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern bis
zu 1 Gewichtsprozent der Elektrode an Silizium enthält.
6. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mangan
ganz oder teilweise im Flußstahlmantel enthalten ist.
7. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eisenpulverhaltige
Kernanteil 20% der Elektrode beträgt.
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