DE1565594C3 - Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogenschweißen von Stählen - Google Patents
Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogenschweißen von StählenInfo
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- DE1565594C3 DE1565594C3 DE1966J0030272 DEJ0030272A DE1565594C3 DE 1565594 C3 DE1565594 C3 DE 1565594C3 DE 1966J0030272 DE1966J0030272 DE 1966J0030272 DE J0030272 A DEJ0030272 A DE J0030272A DE 1565594 C3 DE1565594 C3 DE 1565594C3
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Description
mindestens 2,0% Calciumcarbonat (CaCOa), mindestens 2,0% Calciumfluorid (CaF2),
mindestens 3,0% Titandioxid (TiO2), mindestens 1,0% Mangan (Mn) und
mindestens 0,5% Silicium (Si) noch mindestens 1,0% Natriumcarbonat (Na2COs)
enthält.
2. Fülldraht-Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu
4,0% Calciumcarbonat (CaCO3), 6,0% Calciumfluorid (CaF2),
7,0% Titandioxid (TiO2),
2,5% Mangan (Mn),
2,0% Silicium (Si) und
3,0% Natriumcarbonat (Na2CO3)
vom Gesamtgewicht des Elektrodendrahtes, Rest Eisen, enthält.
3. Fülldraht-Elektrode nach Anspruch 1 oder 2 mit zwei metallischen Hüllen, dadurch gekennzeichnet,
daß sich Mangan (Mn), Silicium (Si) und pulverförmiges Eisen (Fe) in der inneren Hülle und Calciumcarbonat
(CaCO3), Calciumfluorid (CaF2) und Titandioxid
(ZTiO2) in der äußeren Hülle befinden.
4. Fülldraht-Elektrode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich zu den
genannten Komponenten noch
Aluminium (Al)
Titan (Ti)
Chrom (Cr)
Molybdän (Mo)
Wolfram (W)
Vanadium (V)
Nickel (Ni)
Kohlenstoff (C)
Bor (B)
Tantal (Ta)
Titan (Ti)
Chrom (Cr)
Molybdän (Mo)
Wolfram (W)
Vanadium (V)
Nickel (Ni)
Kohlenstoff (C)
Bor (B)
Tantal (Ta)
einzeln oder gruppenweise enthält.
45
55
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogen-Verbindungs- und -Auftragsschweißen
von Stählen, die aus wenigstens einer metallischen Hülle (Mantel) besteht, in der sich ein Gemisch von
Pulvermaterialien befindet, das Calciumcarbonat (CaCO3), Calciumfluorid (CaF2), Titandioxid (TiO2),
Mangan (Mn) und Silicium (Si) enthält
Derartige Elektrodendrähte werden vorzugsweise zum mechanisierten (automatischen und halbautomatischen)
Schweißen von Stählen benutzt, wobei der Lichtbogen gegen die Atmosphäre nur durch solche
Stoffe abgeschirmt wird, die von der Elektrode gebildet werden.
Es sind Elektrodendrähte zum Schweißen von Stählen bekannt, die eine metallische Hülle aufweisen, in
der sich ein Gemisch von Pulvermaterialien befindet, das Calcium- oder Magnesiumcarbonat (CaCO3 oder
MgCO3) und Calciumfluorid (CaF2) als schlackenbildende
Grundlage und Oxide von Titan und Silicium (TiO2, SiO2) sowie desoxidierende und legierende Stoffe, wie
Mn, Si, Ti, Al und Eisenpulver (Fe), enthält.
Von den bekannten Elektrodendrähten des genannten Typs weisen diejenigen die besten Eigenschaften
auf, die Calciumcarbonat (CaCO3), Calciumfluorid
(CaF2), Titandioxid (TiO2), Mangan (Mn) und Silicium
(Si) als Legierungsstoffe und Desoxidationsmittel enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrodendraht der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, der beim Verbindungs- und Auftragsschweißen von Stählen in einem relativ breiten Bereich von
Arbeitsspannungen bessere Schweißergebnisse gewährleistet.
Dies wird bei einer Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogen-Verbindungs-
und -Auftragsschweißen von Stählen, die aus wenigstens einer metallischen Hülle besteht, in
der sich ein Gemisch von Pulvermaterialien befindet, das Calciumcarbonat (CaCO3), Calciumfluorid (CaF2),
Titandioxid (TiO2), Mangan (Mn) und Silicium (Si) enthält, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das
Gemisch neben jeweils mindestens 2,0% Calciumcarbonat (CaCO3), 2,0% Calciumfluorid (CaF2), 3,0% Titandioxid
(TiO2), 1,0% Mangan (Mn) und 0,5% Silicium (Si) noch mindestens 1,0% Natriumcarbonat (Na2CO3)
enthält.
Mangan- und siliziumhaltige Schweißelektroden, die als Mineralbestandteije CaCO3 und Na2CO3 enthalten,
sind aus der NL-OS 64 05 794 und der GB-PS 8 08 403 an sich bekannt.
Vorteilhaft weist das Gemisch bis zu 4,0% Calciumcarbonat (CaCO3), 6,0% Calciumfluorid (CaF2), 7,0%
Titandioxid (TiO2), 2,5% Mangan (Mn), 2,0% Silicium
(Si) und 3,0% Natriumcarbonat (Na2CO3) vom Gesamtgewicht
des Elektrodendrahtes, Rest Eisen, auf.
Wenn der Elektrodendraht zwei Hüllen aufweist, befinden sich vorteilhaft Mn, Si und Fe (in Pulverform)
in der inneren Hülle und CaCO3, CaF2 und TiO2 in der
äußeren Hülle.
Zum Verbindungs- und Auftragsschweißen legierter Stähle enthält die Fülldraht-Elektrode außer den
obengenannten Komponenten einzeln oder gruppenweise Aluminium Al, Titan Ti, Chrom Cr, Molybdän Mo,
Wolfram W, Vanadium V, Nickel Ni, Kohlenstoff C, Bor B.
Der vorgeschlagene Draht weist gute technologische Eigenschaften auf, gestattet das Verbindungs- und
Auftragsschweißen in einem breiten Bereich der Arbeitsspannungen durchzuführen und gewährleistet
hohe mechanische Eigenschaften des Nahtmetalls.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert.
Der vorgeschlagene Draht enthält eine metallische Hülle und ein Gemisch von Pulvermaterialien, das sich
aus Calciumcarbonat (CaCO3) und Natriumcarbonat (Na2CO3), Calciumfluorid (CaF2), Titandioxyd (TiO2),
Mangan (Mn) und Silicium (Si) zusammensetzt. Das Eisen (Fe) kann außer als wesentlicher Bestandteil der
Hülse auch im Pulvergemisch vorhanden sein.
Das zusätzliche Einführen von Na2CO3 in den CaCO3
enthaltenden Draht erhöht die Wirksamkeit des Schutzes des geschmolzenen Metalls beim Schweißen.
Die Verbesserung des Schutzes wird durch die Zunahme des Volumens der sich entwickelnden Gase sowie auch
in Folge beschleunigter Dissoziation von CaCCh in Gegenwart von Na2CO3 erreicht
Das Vorhandensein von Na2CC«3 im Draht verbessert
die Stabilität des Lichtbogens beim Schweißen und erhöht die Aktivität der gebildeten Schlacken. Dies
erweitert den Bereich der Arbeitsspannungen im Vergleich mit einem solchen Draht, der kein Na2CO3
enthält, wobei gute technologische Eigenschaften des Drahtes gewährleistet werden. .
Der wirksame Schutz des geschmolzenen Metalls vor der Luft ohne zusätzlichen Schutz, die gute raffinierende
und verfeinernde Wirkung der Schlacken und die Desoxydation des Metalls führen zu guten mechanischen
Eigenschaften des Nahtmetalls beim Schweißen mit dem vorgeschlagenen Draht.
Der Draht zum Verbindungsschweißen von kohlenstoffhaltigen Baustählen und niedriglegierten Stählen
und zum Auftragsschweißen, das die Wiederherstellung der geometrischen Ausmaße von Werkteilen zum
Zwecke hat, kann:
2,0-4,0% Calciumcarbonat (CaCO3)
1,0-3,0% Natriumcarbonat (Na2CO3)
3,0-7,0% Titandioxyd (TiO2)
2,0-6,0% Calciumfluorid (CaF2)
1,0-2,5% Mangan (Mn)
0,5-2,0% Silicium (Si)
1,0-3,0% Natriumcarbonat (Na2CO3)
3,0-7,0% Titandioxyd (TiO2)
2,0-6,0% Calciumfluorid (CaF2)
1,0-2,5% Mangan (Mn)
0,5-2,0% Silicium (Si)
vom Gesamtgewicht des Elektrodendrahtes enthalten. Das Eisen (Fe) macht den Rest aus; dabei kann das Eisen
außer als Hülle auch im Pulvergemisch enthalten sein.
Zum Verbindungsschweißen von legierten Stählen oder zum Auftragsschweißen, das die Erhöhung der
Verschleißfestigkeit oder anderer besonderer Kenndaten des Metalls zum Zwecke hat, kann der Elektrodendraht
außer den oben angeführten Komponenten einzeln oder gruppenweise Al, Ti, Cr, W, V, Ni, C, B und
Ta sowohl im Pulvergemisch als auch als Bestandteile der metallischen Hülle enthalten.
Bei der Benutzung eines Elektrodendrahtes mit zwei Hüllen, einer inneren und einer äußeren, ist es
zweckmäßig, Mn und Si in die innere Hülle und CaCO3, CaF2 und TiO2 in die äußere Hülle einzusetzen.
Das Natriumcarbonat (Na2CO3) kann in eine beliebige
von den genannten Hüllen eingebracht werden. Die legierenden Stoffe und das Eisenpulver bringt man
zweckmäßig in die innere Hülle. Eine solche Anordnung der im Elektrodendraht enthaltenen Komponenten
sichert den minimalen Abbrand von Eisen und legierenden Materialien.
Elektrodendraht mit doppelter Hülle aus wenig kohlenstoffhaltigem Stahl enthält (in % vom Gesamtgewicht
des Elektrodendrahtes mit 3 mm Durchmesser) in der äußeren Hülle:
Calciumcarbonat (CaCO3) (Marmor) 3,0% Natriumcarbonat (Na2CO3)
(Calcinierte Soda) 2,0%
r> Titandioxyd (TiO2) (Rutil) 6,5%
Calciumfluorid (CaF2) (Flußspat) 5,5%
und in der inneren Hülle:
Mangan (Mn) (Ferromangan) 2,0%
Silicium (Si) (Ferrosilicium) 1,4%
Eisen (Fe) (Eisenpulver) 21,0%
Ein solcher Elektrodendraht gewährleistet in dem in der Tabelle 1 angeführten Bereich der Arbeitsspannun-21)
gen des Lichtbogens die Erzeugung dichter Nähte beim Verbindungs- und Auftragsschweißen von kohlenstoffhaltigen
Baustählen und niedriglegierten Stählen.
| Förderge | Schweißstrom | Arbeitsspannungen |
| schwindigkeit | des Lichtbogens | |
| des Drahtes | ||
| m/h | Ampere | Volt |
| 110,0 | 300-320 | 22-26 |
| 140,0 | 350-370 | 23-29 |
| 180,0 | 420-450 | 24-30 |
| 220,0 | 490-520 | 25-31 |
| 300,0 | 570-600 | 26-31 |
Das Verbindungs- und Auftragsschweißen wurde dabei mit Gleichstrom umgekehrter Polarität (Elektrode
positiv = Anode) durchgeführt.
Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, werden unter den in der Tabelle 1 angeführten Arbeitsbedingungen gute
mechanische Eigenschaften des Nahtmetalls erzielt.
| Tabelle 2 | 23-24 29-30 25-26 30-31 |
Fließgrenze N/mm2 |
Zugfestigkeit N/mm2 |
Relative Dehnung % |
Relative Querkon traktion % |
Kerbschlag zähigkeit Nm/cm2 |
| 420-480 380-440 400-520 400-430 |
550-580 500-560 530-570 530-550 |
22,0-26,0 21,0-27,0 22,0-28,0 24,0-26,0 |
45,0-70,0 60,0-70,0 64,0-70,0 65,0-70,0 |
160-22Q 200-310 200-240 160-190 |
||
| Schweißbedingungen Schweiß- Lichtbogen stromstärke spannung Ampere Volt |
||||||
| 350-380 440-460 |
Die mechanischen Eigenschaften des Nahtmetalls und der Schweißverbindung wurden beim Schweißen von
Baustahl mit geringem Kohlenstoffgehalt bestimmt Die Prüfergebnisse sind aus 6—14 Proben angegeben.
Die chemische Zusammensetzung des Metalls der mit dem Draht der angegebenen Zusammensetzung ausgeführten
Nähte lag im Bereich:
C 0,08 bis 0,14%; Mn 0,7 bis 0,9%;
Si 0,15 bis 0,25%; S 0,015 bis 0,023%;
P 0,012 bis 0,02%; ΝΟ,ΟΙ bis 0,02%;
Si 0,15 bis 0,25%; S 0,015 bis 0,023%;
P 0,012 bis 0,02%; ΝΟ,ΟΙ bis 0,02%;
Beispiel 2
Der Draht enthielt:
Der Draht enthielt:
2,0% Calciumcarbonat (CaCOs) (Marmor)
1,5% Natriumcarbonat (Na2CO3)
(Calcinierte Soda)
1,5% Natriumcarbonat (Na2CO3)
(Calcinierte Soda)
4,5% Titandioxyd (TiO2) (Rutilkonzeatrat)
3,5% Calciumfluorid (CaF2) (Flußspat)
1,3% Mangan (Mn) (Ferromangan)
0,9% Silicium (Si) (Ferrosilicium)
15,0% Eisen (Fe) (Eisenpulver)
3,5% Calciumfluorid (CaF2) (Flußspat)
1,3% Mangan (Mn) (Ferromangan)
0,9% Silicium (Si) (Ferrosilicium)
15,0% Eisen (Fe) (Eisenpulver)
vom Gesamtgewicht des Drahtes. Den Rest macht die Hülle aus wenig kohlenstoffhaltigem Stahlband aus.
Bei Verwendung des genannten Drahtes zum Schweißen von Stahl, der
0,18% C; 0,8% Mn; 0,5% Si; 0,4% Cr;
0,35% Ni; 03% Cu; 0,02% S; 0,014% P
0,35% Ni; 03% Cu; 0,02% S; 0,014% P
enthält, werden gute mechanische Eigenschaften des Nahtmetalls gesichert; dies wird in Tabelle 3 veranschaulicht
| Tabelle 3 | 25-26 | Dicke des zu schweißenden Metalls mm |
Zugfestigkeit kp/mm2 |
Relative Dehnung % |
Kerbschlagzähigkeit N m/cm2 +200C |
bei -40° C |
| 27-28 | 12 | 524-564 | 22,9-31,8 | 159-186 | 76-136 | |
| Schweißbedingungen Schweiß- Licht strom- bogen- stärke spannung Ampere Volt |
27-28 | 14 | 536 516-540 |
28,9 23,1 -29,0 |
178 187-269 |
110 152-174 |
| 320 | 28-29 | 16 | 534 520-554 |
26,9 21,7-28,2 |
241 164-196 |
164 108-153 |
| 400 | 18 | 536 541-592 |
25,8 24,2-28,0 |
182 163-187 |
131 105-118 |
|
| 450 | ||||||
| 550 |
564
Bei den Prüfungen auf Zugfestigkeit und Kerbschlagzähigkeit sind die Grenzwerte von Prüfergebnissen von
4—12 Proben im Zähler und die Durchschnittswerte im Nenner angegeben.
Die Beschreibung und die Beispiele zeigen, daß es der erfindungsgemäße Elektrodendraht wegen seiner ver-26,3
171
113
vollkommneten Zusammensetzung ermöglicht, das Verbindungs- und Auftragsschweißen von Stählen in
einem breiteren als früher bekannten Arbeitsspannungsbereich des Lichtbogens auszuführen und die
Erzeugung einer qualitativ hochwertigen Metallnaht bei hoher Produktivität des Vorganges zu sichern.
Claims (1)
1. Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogen-Verbindungs- und Auftragsschweißen von Stählen, die aus
wenigstens einer metallischen Hülle besteht, in der sich ein Gemisch von Pulvermaterialien befindet, das
Calciumcarbonat (CaCOs), Calciumfluorid (CaF2),
Titandioxid (TiO2), Mangan (Mn) und Silicium (Si) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gemisch neben jeweils
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1966J0030272 DE1565594C3 (de) | 1966-03-09 | 1966-03-09 | Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogenschweißen von Stählen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1966J0030272 DE1565594C3 (de) | 1966-03-09 | 1966-03-09 | Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogenschweißen von Stählen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1565594A1 DE1565594A1 (de) | 1970-05-21 |
| DE1565594B2 DE1565594B2 (de) | 1978-11-02 |
| DE1565594C3 true DE1565594C3 (de) | 1979-07-05 |
Family
ID=7203833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1966J0030272 Expired DE1565594C3 (de) | 1966-03-09 | 1966-03-09 | Fülldraht-Elektrode zum Lichtbogenschweißen von Stählen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1565594C3 (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1510120A (en) * | 1974-11-15 | 1978-05-10 | Boc International Ltd | Welding electrodes |
| US4721837A (en) * | 1985-09-25 | 1988-01-26 | Eutectic Corporation | Cored tubular electrode and method for the electric-arc cutting of metals |
-
1966
- 1966-03-09 DE DE1966J0030272 patent/DE1565594C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1565594B2 (de) | 1978-11-02 |
| DE1565594A1 (de) | 1970-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |