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Llektrode.ndraht zum Schweißen und Aufschweißen von Stählen Die Erfindung
betrifft zum Schweißen (Verschweißen und-Aufschweißen) schweißen) dionende Elektrodendrähte,
die aus wenigstens einer rohrförmigen metallischen Hülse bestehen, in der ein Gemisch
von Pulvermaterialien enthalten ist.
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Die genannten glektrodendrähte werden vorzugsweise zum mo#-chanisierten
(automatischen und halbautomatischen) Schweißen und Aufschweißen von Stählen ohne
zusätzlichen Schutz benutzt. Es sind Blektrodendrähte zum Schweißen und Aufschweißen
von Stählen bekannt, die eine metallische Hülse (Hülle) aufweisen, in der sich ein
Gemisch, von Pulvermaterialien befindet, das.Calcium- oder Magnosiumcarbonat (CaC03
oder MSC03) und Calciumfluorid (CaF2) als schlackenbildende Grundlage und Oxyde
von Titan uäd,Silicium Si02) sowie desoxydierende und legierende Stoffe wie Mny
Si, Ti9 A1 und Eisenpulver (Fe) enthält.
Von den bekannten @lektrodcandrähten
des -mannten 'Typs weisen die jani.!an die besten si.#ensch_xten auf, diß Calciumcarbonat
(CaC03), Calciumfluorid (CaF2), Titandioxyd (T? 02), Mangan (lin) und Silicium (Si)
als Legierungsstoffe und Desoxrdationsmittel enthalt3i~r. Die Nachteisa dieser @le?troder_drähte
besta:zen darin, da.ß sie, obwohl die Anwendung erhöhter Stromstärke zulässig ist,
nur in einem für die Praxis ua-@@enü.;6ndAn Bereich der Arbeitsspannungen des Lichtbogens
defektlose idähte er-eben. -Dabei treten die un@;ünsti@en technolo-!ischen gi_;Anschaften
des Blektrodendrahtes in Erscheinun"; so bilden sich z.Ba Wulste und es wird das
Auftreten von Schlackeneinschlüssen im Metall der NC@t möglich, wodurch die F°stigkeit
der geschweißten Konstruktionen herabgesetzt wird. Die Praxis hat gezeigt, daß die
Erweiterung des Bereiches der Arbeitsspannun;en zur Bildung von unzulässicen Defekten-Poren
und das Einführen öro3er LZen.;Pn Titan und Aluminium in den Draht die Plastizität-des
Nahtmetalles herabsetzten. So gestattet z.B. ein Elektrodendran.t, der:
| 2,5 % .Cal_ciumcarbonat CaC03 (Marmor) |
| 4,0 % Calciumfluorid CaF2 (Flußspat) |
| 6,0 % Titandioxyd TiO2 (Rutil) |
| 1,5 % Mangan Mn (Ferromangan) |
| 1,0 5 ^ilicium Si (Ferrosilicium) |
| und 15,0 % Eisen fe (Eisenpulver) |
vom Gesamt--ewicht des Elektrodendrantes enthält und der einen
Draritdurc'-%m3sser von 2,8 mm aufweist, bei einer Arbeitsspannun- -von 1 bis 2
V und bei Stromstärken vQn 300 bis 500 A dichte Aähte zu erhalten. .
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Ein Draht Bleichen Durchmessers, welcher 1,25 % Titan Ti (Ferrotitan)
bei entsprechender Abnanme des Eisenpulverbehaltes bis 10 % entnält, _;estattet,
dichte Nähte bei Stromstärken von 300 bis 500 A im Ber:ich 4 bis 5 V zu erhalten,
jedoch entsprechen. äin mechanischen .,iganschaften des hah%1IleLalles nicht den.
hnforderun:.-n der 2raxis, weil das Nahtmetall @ei'in_are Elastizität :gis Cio'cll
dl l@bn
1. @P. vn@..I-^`ii@j.wllä'.r~It il@.".ra
Die 7.rfirdun"# hst das Ziel, die oben..enannten Nachteile zu beseitige :.
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Der 'Orfindung lie--t di: Auf -abe zuzru#-de, einen solchen Elekthodendraat
zu entwickeln, der baim Schwei3en und -Luf-« @'_'°@t9^erl .aer3icn der Si.IliY:l.:@I@
V:):1 :.@!'_?lli.°.n Nil 3=::?:@ ;
Arbeitsspannungen im Verbleich
zu den bekannten Elektrodendrähten der Gleichen Art bessere technolo""isclie Eigenschaften
hat und höhere mechanische Festigkeitsei-enschaften des Nahtmetalles gewährleistet.
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Diese Aufvabe-wird durch einen Elektrodendraht gelöst, der aus wenigstens
einer metallischen Hülse bestellt, in der sich ein Gemisch von Pulvermaterialien.bef..ndet,
das Calciumcarbonat (CaC03), Calciumfluorid (CaF2), Titandioxyd (Ti02) Mangan (r,in)
und Silicium (Si) enthält und er,. findungsöemäß dadurch gekennzeiclin?t ist,- daß
das Gemisch'. neben den genannten Komponenten Natr iumcarbonat (Na2C03) enthält..
Eine besonders bevorzugte Lösung der AuL.,;abe ist bei Bew nutzeng eines Elektrodenclrahtes
öegeben, der: 2,0 .- 4,0 % Calciumcarbonat (CaC03) . 2,0 - 6,0 % Calciumfluorid
(CaF2) .
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3,0 .- 7,0 % Titandioxyd (Ti02) . 1,0 --295 % Mangan (Mn) .095
2,0 % Silicium (Si) 1,0 - 390 % Natriumcarbonat (Na 2C03) vom Gesamtgewicht
des 3lektrodendrantes enthält und der Rest aus Eisen -(Fe) besteht.
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Wenn der glektrodendraht zwei Hülsen hat, dann befinden sich bevorzu,t
Mn, Si und Fe (in Pulverform) in der inneren
Hülse und CaCO, CaF2
und TiO2 in der äußeren Hülse. Zum Schweißen und Aufschweißen legierter Stähle enthält
der Elektrodraht außer den obengenannten Komponenten einzeln oder gruppenweise Aluminium
Al, Titan Ti, Chrom Or, Molybdän Mo, 31olfr am W, Vanadium V, Nickel Ni, Kohlenstoff
C, Bor B.
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Der vorgeschlagene Draht weist gute technologische Eigenwschaften
auf, gestattet das Schweißen und Aufschweißen in einem breiten Bereich der Arbeitsspannungen
durchzuführen und- gewährleistet hohe mechanische Eigenschaften des Nahtmetalles.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausf ührungsbeispielen
und beigelegten Tabellen erläutert.
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Der vorgeschlagene Draht enthält eine metallische Hülse und ein Gemisch
von Pulvermaterialien,-das sich aus Galcium cärbonat (CaC03) und Natriumcarbonat
(Na2C03), Calciumfluo.rid (CaF2), Titandioxyd (Tio2), Mangan (Mn) und Silicium (Si)
zusammensetzt. Das Eisen Fe kann außer als wew sentlicher Bestandteil der Hülse
auch im Pulvergemisch -vorhanden sein. -Das zusätzliche Einführen von Na 2Co3 in
den CaCO3 enthaltenden Draht erhöht die Wirksamkeit dos Schutzes des geschmolzenen
Metälls beim Schweißon und Aufschamißen. Die Verbesserung des Schutzes wird durch
die Zunahme das
Volumens der sich entwickolnden rase sowie
auch in Folge beschleunigter Dissoziation von CaC03 in Gegenwart von Na 2C03 erreicht.
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Das Vorhandensein von Na a C03 im Draht verbessert die ätabilität
des Brennens des Lichtbo;,;ens beim Schweißen und Auf schweißen und erhöht die Aktivität
der gebildeten Schlacken. Dies erweitert den Bereich der lli7beitsspannungen beim
Schweißen und Aufschweißen im Verbleich mit einem solchen Draht, der kein Na 2C03
enthält, wobei gute technologische Eigenschaften das Drahtes gewährleistet werden.
rar wirksame Schutz des geschmolzenen tlietalles vor der Luft beim Schweißen und
Aufschweißen ohne zusätzlichen Schutz., die gute raffinierende verfeinernde Wirkung
der Schlacken und die DQsoxydation des Metalls führen zu guten mechanischen*Eigenschaften
des Nahtmetalles beim Schweißen mit dem vorgeschlagenen Draht.
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Der Draht zum Schweißen von kohlenstoffhaltigen Konstruktionsstählen
und niedriglegierten Stänlen und zum Aufschweißen, das die Wiederherstellung der
geometrischen Ausmaße von Werkteilen zum Zwecke hat, kann: 2,0 - 4,0 % Calciumcarborat
(CaC03) 1,0 - 3,0 o' Natriumcarbonat (Na 2C03) 3p0 - 7,0 % Titandioxyd (Ti02)
2,0 - 6,0 ö Galciumfluorid (CaFP-1, 0 --.225 ä Mangan (Mn) 095 - 2,0
,°°v Silicium (Si)
von Gasantge-vicht das glektrodendralitgs enthalten.
Das Eisen Fe macht den Rest aus, dabei kann das Eisen außer als Hülse auch im Pulvergemisch
enthalten sein.
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Zum Schweißen von legierten Stählen oder zum Aufschweißen,-das die
Erhöhung der Verschleißfestigkeit des Metallee oder von anderen besonderen Kanndaten
zum Zwecke hat, kann der Elektrodendraht außer den obenangeführten Komponenten einzeln
oder "ruppenweise Al, Ti, Cr, "l, V, Ni, C, B und Ta sowohl im Pulvergemisch als
auch als Bestandteile der metallischen Hülse enthalten.
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,Bei der &enutzuzg eines Elektrodandraat.es mit zwei Hülsen, einer
inneren und einer äußeren, ist es zweckmäßig, Pdn und Si in die innere-Hülse und
CaC03, CaF2-und TiO2 in die äußere Hülse einzusetzen.
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Das Natriumcar bonat (Na 2C0?) kann in eine beliebi,;e von den genannten
Hülsen eingebracht werden. Die legiorenden Materialien und das Eigenpulver bringt
man zweckmäßig-in die irnera Hülse. Eine solche Anordnung der im Elektrodendraht
enthaltenen Komponenten sichert minimalen Abbrand von Eisen und legierenden -Materialien.
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Ba is@ic@l
1:
ElekIrodendraht reit doppelter 'Hälse aus weniö
kohlenstoffhaltigem Staal enthält in der äu:3er@n Hülse (in ;o vom Gesamtgewicht
des Elektrodendralites mit 3 mm Durchmesser)
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und
Das Schweißen und Aufschweißen wurde dabei mit Gleichstrom umgekehrter
Polarität durchgeführt. .
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Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, werden unter den in der Tabelle
1 angefiihrten Arbeitsbedingungen gute mechanische Eigenschaften des Nahtmetalles
erzielt.
. Die mechanischen Zigenschaften des Nahtmetalles und der Schweißverbindung wurden
beim Schweißen von Konstruktionsstahl mit geringem Kohlenstoffüehalt bestimmt. Die.
Prüfer -gebnisse sind aus 6 .- 14 Proben angegeben.
Die chemische
Zusammensetzung des Metalles dr mit der Draht der angegebenen Zusammensetzung ausüefizhrten
Nähte lag im Bereich: C 0,08 bis 0,14 Mn
bin 097 bis 099 %; Si 0,15 bis 0,25%;
S 0,015 bis 09023
%;-F 0,012 bis 0,02 %;N 0,01 bis 0,02%; Beisriel 2: Der
Draht enthält:
| 2,0 % Calciumcarbonat (CaC03)(Marmor) |
| 195 % Natriumcarbonat (Na 2C03) (Calc-inierte Soda) |
| 495 % Titandioxyd (Ti02) (Rutilkonzentrat) |
| 3,5 % Calciumyluorid (CaF2) (FlußspaL) |
| 1,3 % Mangan (Mn) (Farromangan) |
| 0,9 ö Silicium (Si) (Ferrosilicium) |
| und 15,0% Eisen (Fe) (Eisenpulver) |
vom Gesamtgereicht des Drahtes. Den Nest macht die Hälse aus wenig kohlenstoffhaltigem
Stahlband aus. -Bei Verwendung des genannten Drahtes zum Schweißen von Stahl,. der
| 0918 93 0 ; 0,8 % Mn; 0,5 % Si; 0,4 % Cr; |
| 0,35 ä Ni; 0,3w Cu; 0,02 % S; 02014 % 2 |
enthältl werden gute mechanische Eigenschaften des Nahtmetalles gesichert; dies
wird in Tabelle 3 veranschaulicht.
ü31 den Prüfungen auf Zuuie3 lu-4L81 t tic"ld ?hersci#la$zhig-. keif sind dierons@;c@r
tc voniz@wgebni,#;@cn von 4-1 2 Proben im Zähler und die Durcnschnzt ts:yror Ue
im Nenner Die Beschre ibun und die Fe isri elo zei 7an, da ß es der vor-. Geschlagene
Elektrodendraht we-,en der Benutzung einer vervoll%ommne ten Zubammense tzung ermöglicht
g Schweißen und
Aufschweißen von St--Jiien in einem breiteren als
friiher bekannten nrbeitsspannungsbereich des LichtboccyiAns auszuführen und die
Erzeue-,unß einer qualitativ hochwertiger Metallnaht bei hoher Produktivität des
Vor.!an"_7-es zu sichern,