DE1615422A1 - Schweisselektrode - Google Patents
SchweisselektrodeInfo
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Description
B 3469
SUMIKIN YOSETSUBO KABUSHIKI KAISHA No= 2-1, Fuso-cho, Amagasaki-shi, Osaka-fu, Japan
Schweißelektrode
Die Erfindung betrifft eine Schweißelektrode.
Die Erfindung betrifft eine Schweißelektrode.
Bei Verwendung herkömmlicher Schweißelektroden für Flachschweißnähte
oder horizontale Kehlschweißnähte ist es schwierig, eine Schweißtiefe von mehr als 8 mm bei einem einzigen Schweißvorgang zu erzielen.
. ÖÖ9 8 2S70S9I
H/Je . ■■■.'■" " ■
Schweißtiefen von mehr als 10 mm sind nahezu unmöglich. Der Grund hierfür liegt in der ungenügenden Einheitlichkeit der metallurgischen
Reaktion zwischen dem Schweißmaterial und der Schlacke, so daß unter Umständen Schweißblasen entstehen. Außerdem ist es schwierig den
Lichtbogen stabil zu halten und eine gleichmäßige Schweißnaht zu erzielen.
Für automatisches oder halbautomatisches Schweißen ist eine kombinierte
Elektrode bekannt, die aus einem mit Flußmittel gefüllten Metallrohr besteht, das einen maximalen Durchmesser von 6 mm und eine maximale
Wandstärke von 0, 5 mm aufweist. In der Regel liegen jedoch der Durchmesser unter 4 mm und die Wandstärke unter 0,'2 mm. Mit einer derartigen
Schweißelektrode werden bis zu Schweißtiefen von 5 mm gute Ergebnisse erzielt. Größere Schweißtiefen können jedoch nicht bei einem
einzigen Schweißvorgang erreicht werden.
Ein weiterer Nachteil einer derartigen Schweißelektrode liegt darin, daß
ihre Herstellungskosten sehr hoch sind, insbesondere deshalb, weil das Rohr durch Kalt rollen hergestellt wird. Außerdem ist die Schutzgasummantelung
ungenügend, da das Flußmittel innerhalb des Rohres angeordnet ist. Dies hat zur Folge, daß die mechanischen Festigkeitswerte
der Schweißnaht zu niedrig sind.
009826/0590 3469
Weiterhin sind Schweißelektroden für vertikale Schweißungen von oben
nach unten bekannt, die einen maximalen Durchmesser von 5 mm aufweisen, so daß es auch hierbei unmöglich ist, Schweißnähte mit einer Schweißtiefe von mehr als 6 mm pro Schweißvorgang beim vertikalen Kehlschweißen
zu erreichen. Der Grund hierfür liegt darin, daß beim Flachschweißen,
horizontalen Kehlschweißen, Vertikalschweißen von unten nach oben und beim Überkopf schweißen die Zusammensetzung der Ummantelung im Hinblick
auf die gewünschte Erstarrungsgeschwindigkeit in etwa immer gleich ist, während beim vertikalen Schweißen von oben nach unten eine möglichst
große Erstarrungsgeschwindigkeit gewünscht wird. Außerdem besteht noch die Schwierigkeit, daß das beim Schweißen entstehende Gas nicht vollständig
abgeführt werden kann. Wenn bei Vertikalschweißungen, die von oben nach unten durchgeführt werden, die Schweißtiefe gesteigert werden
soll, wird ein Vertikalschweißverfahren besonderer Art angewendet, bei dem es jedoch nicht möglich ist, Schweißungen in einer hin- und hergehenden
Bewegung auszuführen.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es nun Aufgabe der
Erfindung, die Mängel der bekannten Schweißelektroden zu vermeiden und eine verbesserte Schweißelektrode in Vorschlag zu bringen, die für
manuelles, halbautomatisches und automatisches Schweißen geeignet ist
0098 26/OS9Ö
3469
und die eine erhöhte Schweißgeschwindigkeit und größere Schweißtiefe
selbst bei Vertikalschweißungen von oben nach unten ermöglicht. Außerdem sollen Überhitzungen der überdeckten Elektrode vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Elektrode gelöst, die gekennzeichnet ist
durch einen oder mehrere Kerndrähte, durch ein oder mehrere Kernrohre, die die Kerndrähte konzentrisch oder exzentrisch umgeben, sowie
durch jeweils den oder die Kerndrähte und jeweils das oder die Kernrohre umgebende Ummantelungen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und anhand der beiliegenden Zeichnung ersichtlich.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht, teilweise aufgeschnitten, einer erfindungsgemäßen
Zweifachschweißelektrode für einen Stromanschluß;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt längs Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt längs Linie B-B in Fig. 1;
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3469
Fig. 4 eine Ansicht, teilweise aufgebrochen, einer erfindungs-
gemäßen Dreifachschweißelektrode für einen Stromanschluß;
Fig. 5 einen Vertikalschnitt längs Linie A-A in Fig. 4;
Fig. 6 einen Vertikalschnitt längs Linie B-B in Fig. 4;
Fig. 7 eine Ansicht, teilweise aufgebrochen, einer erfindungsge
mäßen Zweifachschweißelektrode für zwei Stromanschlüsse;
Fig. 8 einen Vertikalschnitt längs Linie A-A in Fig. 7;
Fig. 9 eine Ansicht einer Schweißelektrode mit einer zugehörigen
Halterung;
Fig. 10 eine Ansicht, teilweise aufgebrochen, einer erfindungsge
mäßen Dreifachschweißelektrode für drei Stromanschlüsse;
Fig. 11 einen Vertikalschnitt längs Linie A-A in Fig. 10;
Fig. 12 und 13 Vertikalschnitte durch weitere bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schweißelektroden;
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3469 .
3469 .
Fig. 14 eine Ansicht, teilweise aufgeschnitten, einer anderen
bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode;
Fig. 15 einen Vertikalschnitt längs Linie A-A in Fig. 14;
Fig. 16 einen Vertikalschnitt einer weiteren bevorzugten Aus
führungsform einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode;
Fig. 17, 18 und 19 Vertikalschnitte durch weitere bevorzugte Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode;
Fig. 20 und 21 Schnitte durch weitere bevorzugte Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Schweißelektroden;
Fig. 22 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Dreifachschweiß
elektrode für zwei Stromanschlüsse;
Fig. 23 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 22;
Fig. 24 eine Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Dreifachschweißelektrode für zwei Stromanschlüsse;
ÖÖ9826/0S9Ö
■■■■ l* * 1^VIv:
Fig. 25 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 24;
Fig. 26 einen Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 23 oder 25.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Zweifachschweißelektrode
für einen Stromanschluß vorgesehen, die zum Lichtbogenschweißen dient und einen Kern aus einem Draht und einem
Rohr aufweist, die jeweils mit einem Mantel versehen sind. Das Verhältnis
der Querschnitte des Drahtes zu der Summe der Querschnitte von Draht und Rohr beträgt 10 bis 70 %. In der Ummantelung beträgt der
Gesamtgehait an schlackenbildenden Stoffen, die SiO2, TiO2, Al2O3,
Na2O, Fe3O3, K2O oder MgO - allein oder in Kombination - enthalten,
3 bis 65 %, wobei der Prozentsatz am äußeren Umfang des Drahtes 3 bis
70 % und am äußeren Umfang des Rohres 3 bis 60 % beträgt. Der Gesamtgehalt
an gaserzeugenden und den Lichtbogen stabilisierenden Stoffen, die CaCO3 (CgH10O5) n, MgCO3, SrCO3 oder LiCO3 - allein oder in Kombination
- enthalten, liegt bei 3 bis 75 %, wobei der Gehalt am äußeren Umfang
des Drahtes 0 bis 65 % und am äußeren Umfang des Rohres 10 bis 80 %
beträgt, Der Gesamtgehalt an desoxydierendeη und legierenden Stoffen,
die Fe-Mn, Fe-Si, Cr, Mo, Ni, Nb, B, V*, W, Co oder Ce - allein oder
in Kombination - enthalten, liegt bei 2 bis 45 %, wobei der Gehalt am
3469 0 Ö 9 8 2 6 / 0 5 9 Ö
ORtQlNAL 1H8PECTSD
äußeren Umfang des Drahtes 2 bis 50 % und am äußeren Umfang des Rohres 1 bis 65 % beträgt. Der Gehalt an Eisenpulver beträgt 0 bis 75 %
mit einem Prozentsatz von 0 bis 80 % am äußeren Umfang des Drahtes und 0 bis 70 % am äußeren Umfang des Rohres.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft eine Dreifachschweißelektrode
für einen elektrischen Anschluß zum Schweißen mit einem überdeckten Lichtbogen, die einen Kern aus einem Draht aufweist, der von
einem inneren und einem äußeren Kernrohr umgeben ist, die jeweils mit einer Ummantelung versehen sindDas Verhältnis des Querschnittes des
Kerndrahtes zur Summe der Querschnitte des Drahtes und der beiden Rohre beträgt 10 bis 60 %. In der Ummantelung beträgt der Gehalt an
schlackenbildenden Stoffen 0 bis 70 %, wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes der Gehalt 0 bis 80 %, am äußeren Umfang des inneren
Rohres 0 bis 70 % und am äußeren Umfang des äußeren Rohres 0 bis 60 % beträgt. Der Gehalt der Ummantelung an gasbildenden und den Lichtbogen
stabilisierenden Stoffen beträgt am äußeren Umfang des Kerndrahtes 0 bis 65 %, am äußeren Umfang des inneren Rohres 0 bis 70 % und am
äußeren Umfang des äußeren Rohres 10 bis 75 %. Der Gesamtgehalt liegt
bei 3 bis 70 %. Der Gehalt an desoxydierenden und legierenden Stoffen
in der Ummantelung beträgt 5 bis 50 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes, 4 bis 45 % am äußeren Umfang des inneren Rohres und 3 bis 40 %
ÖÖ9826/059Ö 3469
am äußeren Umfang des äußeren Rohres. Der Gesamtgehalt liegt bei 4 bis 45 %. Der Gehalt an Eisenpulver in der Ummantelung beträgt jeweils
0 bis 70 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes des inneren Rohres und
des äußeren Rohres. Der Gesamtgehalt liegt somit ebenfalls bei 0 bis
70%.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Zweifachschweißelektrode
vorgesehen, die zwei elektrische Stromanschlüsse aufweist und zum überdeckten Lichtbogenschweißen verwendet werden kann. Diese
Schweißelektrode ist mit einem Kerndraht und einem Kernrohr versehen, die beide von einer Ummantelung umgeben sind. Das Verhältnis der Querschnittsfläche
der Ummantelung des Kernrohres zur Querschnittsfläche der Ummantelung des Kerndrahtes beträgt 50 bis 500 %. Die Ummantelung
enthält schlaekenbildende Stoffe mit einem Gehalt von 10 bis 60 % am
äußeren Umfang des Kerndrahtes und 3 bis 60 % am äußeren Umfang des
Kernrohres, wobei der Gesamtgehalt bei 3 bis 65 % liegt. Die Ummantelung enthält gaserzeugende und den Lichtbogen stabilisierende Stoffe mit
einem Gehalt von 0 bis 55 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes und
10 bis 75 % am äußeren Umfang des Kernrohres, wobei der Gesamtgehalt bei 5 bis 75 % liegt. Die Ummantelung enthält desoxydierende und legierende
Stoffe mit einem Gehalt von 6 bis 50 % am äußeren Umfang des
Ö09826/059Ö 3469
Kerndrahtes und einem Gehalt von 2 bis 45 % am äußeren Umfang des Kernrohres, wobei der Gesamtgehalt bei 5 bis 45 % liegt. Letztlich enthält
die Ummantelung Eisenpulver mit einem jeweiligen Gehalt von 0 bis 70 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes und des Kernrohres, so daß
der Gesamtgehalt ebenfalls bei 0 bis 70 % liegt.
Eine weitere bevorzugte, erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft
eine Dreifachschweißelektrode mit zwei oder drei Stromanschlüssen, die für ein Schweißen mit einem geschützten, überdeckten Lichtbogen
verwendet werden kann. Eine derartige Schweißelektrode enthält einen Kerndraht, ein inneres Kernrohr und ein äußeres Kernrohr, die jeweils
von einer Ummantelung umgeben sind. Das Verhältnis der Querschnittsfläche der Ummantelung des äußeren Kernrohres zur Summe der Querschnittsflächen
der Ummantelungen von Kerndraht und innerem Kernrohr beträgt 50 bis 500%. Die Ummantelung enthält schlackenbildende Stoffe
mit einem Gehalt von 0 bis 70 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes, 0 bis 65 % am äußeren Umfang des inneren Kernrohres und 0 bis 60 %
am äußeren Umfang des äußeren Kernrohres, wobei der Gesamtgehalt bei 0 bis 65 % liegt. Weiterhin enthält die Ummantelung gasbildende
und den Lichtbogen stabilisierende Stoffe mit einem Gehalt von 0 bis 60 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes, einen Gehalt von 0 bis 65 % am
äußeren Umfang des inneren Kernrohres und einen Gehalt von 10 bis 70 %
609826/0591
3469
ORIGINAL INSPECTED
- li -
am äußeren Umfang des äußeren Kernrohres, wobei der Gesamtgehalt 3 bis 65 % beträgt. Der Gehalt an desoxydierenden und legierenden Stoffen
beträgt 7 bis 50 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes, 6 bis 45 % am äußeren Umfang des inneren Kernrohres und 5 bis 40 % am äußeren Umfang
des äußeren Kernrohres, wobei der Gesamtgehalt bei 5 bis 45 % liegt. Der Gehalt der Ummantelung an Eisenpulver beträgt jeweils 0 bis
65 % am äußeren Umfang des Kerndrahtes und des inneren und äußeren
Kernrohres, so daß der Gesamtgehalt ebenfalls bei 0 bis 65 % liegt.
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Zweifachschweißelektrode mit einem Stromanschluß beschrieben, die zum Schweißen mit überdeckt em Lichtbogen
geeignet ist.
Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen, ist ein Kerndraht 1 vorgesehen, der
mit einer Ummantelung 2 versehen und innerhalb eines Kernrohres 3 angeordnet ist. Das Kernrohr 3 ist ebenfalls mit einer Ummantelung 4
versehen. An dem einen Ende, welches zur Befestigung in einer Halterung
dient, sind die Ummantelungen 2 und 4 entfernt. Wie Fig. 3 zu entnehmen,
ist das Kernrohr 3 im Bereich des Abschnittes 5 zusammengedrückt und
mit dem Kerndraht 1 elektrisch verbunden,
3469 0 Ö 9 8 2 6 / 0 5 9 9
Eine derartige Schweißelektrode kann zum manuellen, halbautomatischen
und zum automatischen Schweißen benutzt werden, wobei nur- eine einzige Schweißvorrichtung und eine einzige Halterung mit einem Stromanschluß
benötigt wird.
Erfindungsgemäß beträgt das Verhältnis der Querschnittsfläche des Kerndrahtes
zur Summe der Querschnittsflächen von Kerndraht und Kernrohr1
10 bis 70 %, was sich anhand von Versuchen als am günstigsten erwiesen hat.
Für die Zusammensetzung der Ummantelung sind folgende Gesichtspunkte
maßgebend.
Wenn die Menge an schlackenbildenden Stoffen eine obere Grenze übersteigt,
entstehen Schwierigkeiten beim Schweißen, wobei insbesondere die Stabilität des Lichtbogens beeinträchtigt wird und die Schlacke nur
schwer entfernt werden kann. Wenn eine untere Grenze unterschritten wird, wird das Durchführen des Schweißvorganges gleichfalls schwierig
und die Fließfähigkeit der Schlacke geht zurück. Außerdem entstehen Schwierigkeiten bei der Entfernung der Schlacke.
Wenn ein bestimmter Gehalt an gaserzeugenden und den Lichtbogen
QÖ9826/059Ö
3469
stabilisierenden Stoffen nach oben überschritten wird, weist die Schweißraupe
eine schlechte Oberflächengüte auf, während, wenn eine bestimmte untere Grenze unterschritten wird, der Lichtbogen an Stabilität verliert,
wodurch sich in der Schweißraupe Blasen bilden, was naturgemäß die Festigkeit beeinträchtigt.
Wenn der Gehalt an desoxydierenden und legierenden Stoffen außerhalb
eines bestimmten Bereiches liegt, ist die Festigkeit der Schweißraupe ungenügend. Wenn der Gehalt an Eisenpulver die obere Grenze übersteigt,
wird das einheitliche,metallurgische Gefüge beeinträchtigt und die Bearbeitbarkeit
verschlechtert sich. Außerdem nimmt die Stärke des Lichtbogens ab, so daß es sehr schwierig wird, horizontale Kehlschweißungen
sowie ein Schweißen in vertikaler Richtung nach unten auszuführen.
Eine wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Schweißelektrode
weist selbst bei einem äußeren Durchmesser des Kernrohres bis zu 18 mm die gleichen Eigenschaften auf.
Beispiele und Eigenschaften dieser Schweißelektrode sind nachfolgend
in den Tabellen 1, 2 und 3 für Flach- und Kehlnähte und für ein Schweißen
nach unten in vertikaler Richtung dargestellt.
3469 »«9826/0590
L α ι
*· | Elektrode | •a | ; | tit X 100 | I | % | 4·* | I | JiO | 2 | TiO2 | Ummantelung % | Schlackenbildende Stoffe | 2 | 6 | Na O | K 0 | Al O | FeO | I | Gasbildende und den Licht | Gesamt | Desoxydierende und |
Fe-Mn
1 |
Gesamt | 8 | Fe-Si | Ce | I | Gesamt | Fe-MH | Ce | 51 | 29. | |
a | a |
Ui
k |
α | I 2 | 8 ! | I2 | 2 | 2 | 2 3 | 12 | I | bogen stabilisierende Stoffe | legierende Stoffe | 12,5 | 12 | Gesamt | 0 | I | 6 | 0.5 | 44. | ||||||||||||||
Ί | g | S | 15 | I | 4 | 2 | 34 | 4 | 3 | 2 | MgO. | I | 8 | 2 0 ' 2 11 | 50 | 0 | 0.5 | 8.5 | 6 | 0.5 | 21 ^ | 38. | |||||||||||||
I | a | I | S | D |
1 .
i |
4 |
i
j |
: ί | 48 | • | 40 | ||||||||||||||||||||||||
idrah |
I
I |
2 | 5 | 3 | j | j CaCO3 | 49 | Fe-Si | 15 | Fe-Mn | Ce ι | 13. £ | |||||||||||||||||||||||
•o
S 3 |
Ί"° | I | TiO | j | CaCO (C H O ) | Fe-Mn |
\ 50
i |
19 | Eisen | 10.5 | 4 | 0.5 | 15. ί | ||||||||||||||||||||||
U | a « | I 17x2 | TiO2 | 19 | pulver | 4 | 0.5 | 14. | |||||||||||||||||||||||||||
1 | D | £3 | i | 2 | >iO | 5 | Na2O | 0 1 | 1 7.5 | ί | 20 | ||||||||||||||||||||||||
j I |
25 | 6 | Ä12°3 | FeO | Fe2°3 | 3 | Ce | Bl | |||||||||||||||||||||||||||
O | mm | mm | J | 32 | 4 | ; 8 | 2 | 5 | 5 | 4 | FeOn j Gesamt ; | 8 7 | 0.5 | ||||||||||||||||||||||
O |
] 8x0.75
I |
Gesam | SiO2 | 2 | : 12 | 5 | 2 3; : |
15 15
ί |
0 | 36.5 | |||||||||||||||||||||||||
co | 4 | 15x2 | \ | FiO2 | 15 | ; 40 ' | 6.5 | Gesanjt | |||||||||||||||||||||||||||
ca |
I
j |
: 30 | 1 | ; A12°3 | Na2O | K2° | • | 6.5 | |||||||||||||||||||||||||||
to | f | j 50 | Ul | 3 | 2 | 2 | 49 ! | CaC°3i <WVn | 6.5 | ||||||||||||||||||||||||||
ro | 2 |
i
10x2.3 |
2 | SesamtJ | SiO2 | 1 | 1 | 4 | 43 | Gesamt | 7 | ||||||||||||||||||||||||
O | i | 4 | 1 | CaF2 | 13 6 · 19 | Gesamt | Jesami | ||||||||||||||||||||||||||||
I | Sesam! | 2 | 1 | : A12°3 | Na2O | K2O | 5 | ο ι : ι | 13 | 23.5 | |||||||||||||||||||||||||
to | : 12.5 | 4 | ; ι | 3 | 1 | 5 | KO Gesamt | j 12.0 | 8 | 23.5 | |||||||||||||||||||||||||
to | S | 7.5 | Gesam | i | ; 3 | 1 | 3 48 | CaCO3 MgCO3 (C6H10O5)n | 9.5 | 23.5 | |||||||||||||||||||||||||
I | 3 ' 40 | 2 ,1,9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
48 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gesamt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
i
4.7 |
52 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
38 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
46,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
' Gesamt ι |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2 | ! . 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
ί ί 13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
ί j 13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
TABELLE 2
Veauch-Nr. I | Ummantelung |
erfindungsgemäß
herkömmlich |
IHitchenffchf! Figfiwchsftvn |
Streck-
grenze^ kg/mm |
Bruch
festigkeit kg/mm |
E. |
chapy -Kerbe chlag -
zlhigkeit bei OC (V-Nut) , kg-m/cm |
Ablagerung!-
menge g/Min. |
Strom -
starke A |
Schweißbct
Zustand ve |
lingungen betreffend
as |
Verlust
durch Spritzer |
|
O O co OO cn |
1 |
Eisenpulver-Eisenoxyd -
Titandioxyd -Basis |
erfindungsgemäe
herkömmlich |
48
46 |
54
52 |
20
22 |
12
11 |
143
83 |
580 | Lichtbogen | Schlacke | wenig | |
0 5 99 | 2 |
Iluminate-Eisenpulver
Eiienoxyd-Baii» |
erfindungsgemäß
herkömmlich |
44
41 |
51
48 |
30
30 |
14
11 |
160
84 |
620 | gut | gut | wenig | |
3 |
Titandioxyd -
Titandioxyd-Basis |
erfindungsgemäe
herkömmlich |
50
48 |
56
54 |
20
22 |
13
14 |
50
40 |
300 | gut | gut | Wenig | ||
4 |
KaIk-
Kalk-Bail* |
47
48 |
54 |
30
33 |
17
20 |
76
35 |
360 | gut | gut | wenig | |||
gut | gut |
Schweißtiefe | Elektrode | flache Kehl- und Stoß- schweißungen |
- | mm. | - | Kehlschwei- ßungen (vertikal nach unten) |
Eindrin- gungs- vermögen |
Versuch 1 | 13 | - | horizontale Kehlschwei- ßungen |
- | 2 | ||
Versuch 2 | 16 | - | 12,5 | - | - | 2 | |
8 mm ummantelte, herkömmliche Elektrode |
9 | 15 | - | 3 | |||
Versuch 3 | 8,5 | 6,4 | 1 | ||||
Versuch 4 | 8,5 | 1 | |||||
5 mm herkömm liche Elektrode für Vertikal schweißen von oben nach unten |
5,4 | 1 | |||||
009826/0599
Die Versuche 1 und 2 betreffen eine flache und eine, horizontale Kehlschweißung.
Die Versuche 3 und 4 betreffen eine in vertikaler Richtung nach unten durchgeführte Schweißung. Aus den Tabellen 2 und 3 sind
die Versuchsergebnisse der vorgenannten erfindungsgemäßen Elektrode im Vergleich zu den Ergebnissen, die mit einer üblichen Elektrode erzielt
wurden, ersichtlicH Diese bekannte Elektrode wies einen maximalen
äußeren Durchmesser von 8 mm auf und wurde zur Ausführung von flachen und horizontalen Kehlschweißnähten benutzt. Weiterhin sind Vergleichsergebnisse mit einer einen maximalen äußeren Durchmesser von 5 mm
aufweisenden bekannten Elektrode aufgeführt, die zum Schweißen in verti kaier
Richtung nach unten benutzt wurde.
Eine erfihdungsgemäße Dreifachelektrode mit einem Stromanschluß ist
in den Fig. 4 und 5 der Zeichnung dargestellt.
Ein Kerndraht 1 ist mit einer Ummantelung 2 versehen und von einem
konzentrischen inneren Kernrohr 3 umgeben, das eine Ummantelung 4 aufweist. Konzentrisch zu dem Kerndraht ί und dem inneren Kernrohr 3
ist ein äußeres Kernrohr 5 angeordnet, das mit einer Ummantelung 6
versehen ist. In einem Abschnitt 7, der für eine Halterung vorgesehen ist, sind die Ummantelungen 2, 4 und 6 - wie Fig. 4 zu entnehmen - entfernt.
Im Bereich des Abschnittes 7 sind, wie Fig. 6 zu entnehmen, der
9826/0599 3469
Kerndraht 1, das innere Kernrohr 3 und das äußere Kernrohr 5 gegeneinander
gepreßt, so daß eine elektrische Verbindung entsteht.
Eine wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße DreifacheleMrode
mit einem Stromanschluß kann zum manuellen, halbautomatischen und automatischen Schweißen benutzt werden, wobei lediglich eine Schweißvorrichtung
mit einer eine einzige Stromzuführungsleitung enthaltende Haltevorrichtung benötigt wird. Bei dieser Schweißelektrode beträgt
das Verhältnis der Querschnittsfläche des Kerndrahtes zur Summe der Querschnittsflächen vom Kerndraht und innerem und äußerem Rohr 3.0
bis 60 %. Das Verhältnis der Querschnittsfläche des inneren Kernrohres zur Summe der Querschnittsflächen beträgt 15 bis 50 %, während das
Verhältnis der Querschnittsfläche des äußeren Kernrohres zur Summe
der Querschnittsflächen in einem Bereich von 20 bis 60 % liegt.
Wenn diese Werte eingehalten werden, erhält man, wie sich durch Versuchsergebnisse
gezeigt hat, eine besonders günstige Schweißnaht. Aus den gleichen Gründen, wie sie im Zusammenhang mit der Zweifachelektrode
beschrieben wurden, weisen die Ummantelungen einen bestimmten Gehalt an den vorgenannten verschiedenen Stoffen auf.
Wenn der Außendurchmesser des äußeren Kernrohres zu groß ist, wird
OÖ9826/0599 3469
die Einheitlichkeit des metallurgischen Gefüges beeinträchtigt. Bei einer
erfindungsgemäßen Dreifachelektrode mit einem Stromanschluß kann jedoch der Außendurchmesser des äußeren Kernrohres bis zu 25 mm
betragen.
Eigenschaften und Versuchsergebnisse der vorstehend beschriebenen Dreifachelektrode sind aus den nachfolgenden Tabellen 4, 5 und 6 für
flache und horizontale Kehlschweißnähte sowie für vertikal nach unten durchgeführte Schweißungen zu entnehmen.
Ö09826/0599
TABELLE 4
10 10
■s
I |
Elektrode | •8 | I | S | j | (1)21 | i | SiO2 | 2 | 8 | 16.5 | Ge-i | SiO0 | 2 | ι | t | SiO2 | TiO2 | 2 | 6 | 2 3 | Stoffe | MgO | Ummantelung "h | rf | 1 | K2O | ... | ■* | Gasbildende und den Licht | <C6H10°5>n | j | 2 | 9 | Gesamt | Desoxydierende | Fe-Mn | Ce | Gesamt | t | Eisenpulver | |
a | 2 | 1 | (3)39 | 4 -1 | samt) | 1 | 2 | 37 | 4 | 2 | 5 | i | ; 3 | bogen stabilisierende Stoffe | 28 | 49 | 8 | 1 | 26 | Fe | ||||||||||||||||||||||
-S | Queschnittsvi | (5)40 | 6 | t | 4 | 10 | 1 | 34 | 37 | 3 | ZTO2 | 4 | 3 | I 2 | CaCO3 | 7 | 15 | 14.'5 | 0.5 | 15 | - | |||||||||||||||||||||
5 | S | CU | « | Ge- | 5iO2 | 6'I 10 | 19 | 1.5 | 2 | 4 | 2 | 49 | 15 | 18 | 1.5 | 0.5 | 15 | 24 | ||||||||||||||||||||||||
I | K | (1)32 | san | 1 | 6 | 1 |
Ge-
sam |
8 | 27.2 | 18.8 | 25 | |||||||||||||||||||||||||||||||
g |
ohr
esser |
rohr
euer |
(3)37 | 17 | TiO | 3 | 16 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 1 | a B | (5)31 | 2 | 17 | Ge | 2 | A12°3 | MgO | K2° | (C6H10Og)n | Gesamt | Fe-Mn | Ce | Gesamt | ||||||||||||||||||||||||||||
δ |
inneres Ke
Aufiendurcl |
I | 4 | sam | 2 | 2 | 1 | 50 | 3.5 | 0.5 | 16 | Fe | ||||||||||||||||||||||||||||||
M c5 |
6 | 10 | CaF2 | 2 | Gesamt |
CaCO
3 |
6 | 21 | . und | 8.5 | 0.5 | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||
6 | 2 | 10 | 20 | 2 | JNa2O | 25 | 50 | 6 | 21 | legierende Stoffe | 8.5 | 0.5 | 9 | A* | ||||||||||||||||||||||||||||
17x1.5 | 21x1 | (1)21 | 4 | 2 | 3 | 49 | 15 | 26 | Fe-Si | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
S3 | 9 | (3)39 | 2 | 1 | 44 | 15 | 17 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
O | (5)40 | A12°3 | MgO | 38 | MgCO3 (C6H10Og)n | Gesamt | Fe-Mn | Ce | Gesamt | |||||||||||||||||||||||||||||||||
CO | 1 | 48 | 11 | 4 | 0.5 | 23.5 | Fe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
σ> | TiO2 | CaF2 | Gesamt | CaCO3 | 15.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
σ> | 2 | 1 | 5 | 2 | Na2O | K2° | 34 | 48 | , 28 | 58 | 10 | 0.5 | 10.5 | |||||||||||||||||||||||||||||
ο | 7 | 9x1 | 13x1 | (D | 30 ; | 1 | 70 | Fe-Si | 15.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
cn | 5 | 14.5 | cf Schlackenbildende | 1 | 2 | 4 | 70 | 30 | 50 | 12 | 4 | 0.5 | 23.5 | |||||||||||||||||||||||||||||
co | (3) | Ummanteli | 2 | 63 | 13.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
co | 33.3 | 5 | 50 | 51 | 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(5) | Gesamt | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
32.5 | Al2O3 | MgO | Na2O | 13 | CaCO JMgCO (CH 0 ) | Gesamt | Fe-Mn | Ce | Gesamt | |||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | 48 | 48 | Fe-Si | 4 | 0.5 | 23.5 | Fe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gx | 10.5x | 1 | CaF2 | 16 | 6 | 17 | 19 | 6 | 0.5 | 6.5 | 15.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||
8 | 3.2 | 0.75 | 0.75 | 1 | 5 | 2 | 3 | 30 | 58 | 10 | 0.5 | 10.5 | 39.5 | |||||||||||||||||||||||||||||
13 | 48 | 12 | 15.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14 | 19 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gesamt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Na2q | 13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9x | 13x1 | 3 | ■ 37 | Fe-Si | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.0 | 1.0 | 1 | 16 | 19 ' | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
e» to σ>
ο cn co α*
Venuch-Nr. | Ummantelung |
erfindungsgemäß
herkömmlich |
Mechanische Eigenschaften |
Bruch-
festigkeit kg/mm |
E. |
chapy -Kerbschlag -
Zähigkeit bei 0 C (V - Nut) 2 kg-m/cm |
Ablagerung» -
menge g/Min. |
Strom
stärke A |
Schweißbedingungen
betreffend Zustand vom |
Schlacke |
Verlust
durch Spritz« |
5 |
Magnesia-Kalk
Magnesia-Basis |
erfindungsgemäß
herkömmlich |
Streck-
,grenze2 kg/mm |
54
49 |
27
26 |
15
15 |
170
75 |
740 |
. Licht
bogen |
gut | wenig |
6 |
Kalk-Titan
dioxyd-Basis |
erfindungsgemäß
herkömmlich |
46
45 |
50
49 |
27
26 |
16
15 |
110
73 |
550 | gut | gut | wenig |
7 |
Kalk-CeUulose-
Cellulose -Basis |
erfindungsgemäß
herkömmlich |
44
45 |
54
56 |
30
33 |
15
20 |
185
35 |
340 | gut | ' gut | wenig |
8 |
Cellulose -
Kalk/Titan- dioxyd -Basis |
46
48 |
55
56 |
25
33 |
12 .
20 |
160
35 |
430 | gut | gut | wenig | |
48
48 |
gut |
Schweißtiefe | - | mm. | horizontale Kehlschwei- ßungen |
Kehlschwei- ßungen (vertikal nach unten) |
Eindrin glings- vermögen |
|
Elektrode | flache KeM- und Stoß- schweißungen |
- | 14 | _ | 3 | |
Versuch 5 | 15 | - | 19 | 3 | ||
Versuch 6 | 18 | 8,5 | - | 3 | ||
8mm ummantelte, herkömmliche Elektrode |
9 | - . | 8 | 1 | ||
Versuch 7 | - | 14 | 2 | |||
Versuch 8 | - | 4,8 | 1 | |||
5mm herkömm liche Elektrode für Vertikal schweißen von oben nach unten |
009826/0599
Die Versuche 5 und 6 betreffen flache und horizontale Kehlschweißnähte.
Die Versuche T und 8 betreffen vertikale, von oben nach unten durchgeführte Schweißungen. Aus den Tabellen 5 und 6 sind Vergleichsergebnisse
mit einer bekannten Elektrode ersichtlich, die einen maximalen äußeren Durchmesser von 8 mm aufweist und für flache und horizontale
Kehlschweißnähte benutzt wurde. Weiterhin sind Vergleichsergebnisse einer bekannten Elektrode mit einem maximalen äußeren Durchmesser
von 5 mm aufgeführt, die zum Schweißen von oben nach unten in vertikaler
Richtung benutzt wurde.
Wie den Tabellen 2, 3, 5 und β zu entnehmen, sind die erfindungsgemäßen
Elektroden für höhere Schweißgeschwindigkeiten geeignet, als dies bei den bekannten Elektroden der Fall ist. Außerdem ist die Schweißtiefe
(leg length) besser. Bei den bekannten Elektroden beträgt bei einem einmaligen Schweißvorgang die Schweißtiefe maximal 9 mm beim flachen
Kehlschweißen und beim flachen Stumpfschweißen, während beim horizontalen
Kehlschweißen der Wert bei maximal 8,5 mm liegt. Im Vergleich
hierzu beträgt die Schweißtiefe pro Schweißvorgang bei den erfindungsgemäßen
Schweißelektroden bis zu 25 mm beim flachen Kehlschweißen und beim flachen Stumpfschweißen und bis zu 19 mm beim horizontalen
Kehlschweißen. Beim Ausführen von vertikalen Kehlschweißnähten von oben nach unten beträgt die Schweißtiefe von erfindungsgemäßen Schweiß-
009826/0599 3469
elektroden 15 mm im Vergleich zu einem Wert von 5 mm bei den bekannten
Elektroden.
Trotz des relativ großen Durchmessers ist die Stabilität des Lichtbogens
bei erfindungsgemäßen Schweißelektroden sehr gut, da die Kathode im Mittelpunkt der Elektrode immer stabil ist. Dies gilt für Schweißnähte
gleich welcher Art.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweifachschweißelektrode
mit zweifachem elektrischem Anschluß ist in den Fig. und 8 der Zeichnung dargestellt. Hiernach ist ein Kerndraht 1 vorgesehen,
der von einer Ummantelung 2 umgeben ist. Konzentrisch zu dem Kerndraht ist ein Kernrohr 3 angeordnet, welches gleichfalls mit einer Ummantelung
4 versehen ist. Im Bereich eines Abschnittes 5 sind das Kernrohr 3 und der Kerndraht 1 frei von der Deckschicht der Ummantelungen
2 und 4. Die Ummantelung 2 wirkt als Isolierung zwischen dem Kerndraht
1 und dem Kernrohr 3.
Bei dieser Zweifachelektrode mit zwei elektrischen Anschlüssen beträgt
das Verhältnis des Querschnittes der Ummantelung des Kernrohres zu dem Querschnitt der Ummantelung des Kerndrahtes 50 bis 500 %. Dieser
Wert hat sich als besonders günstig aufgrund von Versuchen herausgestellt.
009826/0599 3469
-. 25 -
Die Werte der Zusammensetzung der Ummantelung sind in ähnlicher
Weise, wie vorstehend beschrieben, begrenzt.
Die Eigenschaften der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Elektrode unterliegen keinerlei Änderungen beim Schweißen selbst
bei einem Außendurchmesser des Kernrohres bis zu 18 mm.
Versuchsergebnisse und Eigenschaften der vorgenannten Elektrode sind
in den nachfolgenden Tabellen 7, 8 und 9 für flache und horizontale
Kehlschweißnähte aufgeführt.
00 982 6/05 99
Elektrode
J3 <d
Ii
0OT
■3
Gasbildende und den Licht
bogen stabilisierende Stoff
Desoxydierende und
legierende Stoffe
CD OO Ki CTJ
3.2
12.Ox 2.0
11.3
SiO2 5
TiO2
Gesamt
Na2O 3
A12°3 2
FeO
10
12
Gesamt 38
40 39
3WVa
2
2
Gesamt
4
e-Mn
.2.5
Ce
0.5
Gesamt
13
8
10
SiO2
TiO2
A12°3
10
4.0
12.Ox 2.0
16.7
MgO 2 4
Na2O 3 3
Gesamt
oesamt 25 54 43
CaCO,
49
10
<C6H10°5>n
Gesamt
49
15
26
'e-Mn
17
10
Ce
1
1
Fe-Si
8
Gesamt
26
11
15
, 27 -
O CD CD OO K> CT>
1^. O cn co
4
I |
9 | Ummantelung | erfindungsgemäß herkömmlich |
Mechanische Eigenschaften |
Bruch*
festigkeit kg/mm |
E.
* |
chapy -Kerbschlag -
Zähigkeit bei 0°C (V-Nut) kg -m/cm |
Ablagerung)
menge g/Min. |
-Deck
schicht |
Strom-
stärke A |
Schweifibedingungen
betreffend Zustand vom |
Schlacke |
Verlust
durch Spritzer |
10 | Eisenpulver, Eisenoxyd -Eisenpulver, Eisenoxyd-Basis |
erfindungsgemäß herkömmlich |
Streck-
kg/mm |
49
47 |
30
29 |
13
11 |
119 87 |
1 3 Gesamt |
170 390 560 |
Licht
bogen |
gut | sehr wenig | |
Kalk-Titan
dioxyd-Basis |
41
40 |
47
49 |
27
26 |
17
15 |
99
73 |
1
3 Gesamt |
170
420 590 |
sehr gut | gut | sehr wenig ' | |||
44
45 |
gut |
cn cn ro
Schweißtiefe | horizontale | mm. | Eindrin | |
flache Kehl- | Kehlschwei- | Kehlschwei- | glings- | |
Elektrode | und Stoß·? | ßungen | Dungen (vertikal nach unten) |
vermögen |
schweißungen | 14,0 | 3 | ||
Versuch 9 | 13,0 | 16,0 | - | 3 |
Versuch 10 | 15,5 | |||
8mm ummantelte, | 8,5 | _ | 2 | |
herkömmliche | 9,0 | |||
Elektrode | ||||
009826/0599
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Dreifachelektrode mit drei
Stromanschlüssen ist in den Fig. 10 und 11 der Zeichnung dargestellt.
Ein Kerndraht 1 igt mit einer Ummantelung 2 versehen, die von einem
inneren Kernrohr 3 umgeben ist. Das innere Kernrohr 3 ist mit einer Ummantelung 4 versehen. Weiterhin ist konzentrisch zu dem inneren
Kernrohr 3 ein äußeres Kernrohr 5 vorgesehen, das von einer Ummantelung
6 umgeben ist. Wie Fig. 10 zu entnehmen, ist ein Abschnitt 7 für eine Halterung vorgesehen, in dessen Bereich der Kerndraht 1, das
innere Rohr 3 und das äußere Rohr 5 frei von ihren zugehörigen Ummantelungen 2, 4 und 6 sind, so daß der Kerndraht 1 und das innere und äußere
Kernrohr 3 bzw. 5 mit je einer Stromquelle verbunden werden können. Der Kerndraht 1 und das innere und äußere Rohr 3 bzw. 5 werden durch
die Ummantelungen 2 und 4 voneinander isoliert.
Die Elektrode mit drei Stromanschlüssen kann sehr einfach in eine solche
mit zwei Stromanschlüssen umgewandelt werden, indem der Kerndraht mit dem inneren Kernrohr 3 verbunden wird. Desgleichen ist es auch
möglich, das innere Kernrohr 3 mit dem äußeren Kernrohr 5 oder das
äußere Kernrohr 5 mit dem Kerndraht 3 elektrisch zu verbinden.
009826/0599
Bei der vorgenannten Dreifachelektrode mit drei Stromanschlüssen beträgt
das Verhältnis des Querschnitts der Ummantelung des äußeren Kernrohres zur Summe der Querschnitte der Ummantelungen des Kerndrahtes
und des inneren Kernrohres 50 bis 500 %, was sich aufgrund von Versuchsergebnissen
als besonders günstig zur Herstellung einer einwandfreien Schweißnaht erwiesen hat. Die Ummantelung weist die zuvor erwähnte
Zusammensetzung auf. Die Eigenschaften einer derartigen Dreifachelektrode mit dreifachem Stromanschluß bleiben bis zu einem äußeren
Durchmesser des äußeren Kernrohres in Höhe von 25 mm unverändert. Eigenschaften und Versuchsergebnisse einer derartigen Dreifachelektrode
mit dreifachem Stromanschluß sind in den nachfolgenden Tabellen 10, und 12 dargestellt, die flache und horizontale Kehlschweißungen betreffen.
ÖU9826/0599
I ι |
Elektrode | 2 | a | a | .9 | ung | Schlackenbildende Stoffe | TiO2 | SiO2 | ZrO2 | Al2°3 | MgO | Ummantelung % | Na2O | K2 | K2° | O | Gesamt | Gasbildende und den Licht | itabilisierende Stoffe | <C6H10°5>n | Gesamt | Desoxydierende und | Ce | Gesamt | ! .S U) |
|
I | ■a | 1 | 1 | 1 | tel | 13 | 8 | 2 | 13 | 5 | 5 | 3 | 2 | 51 | bogen ι | 33 | 36 | legierende Stoffe | 0.5 | 13 | Fe | ||||||
!
ί |
-a | I« | nit | S | 4 | 10 | 4 | 12.5 | 5 | 3 | 2 | 37,5 | Li2CO3 | 42 | 47 | 0.5 | 15.5 | ||||||||||
erd.Kei | X | X | I | D | 10 | 9 | 2 | 4 | 2 | 5 | 3 | 2 | 34* | CaCO3 | 48 | 52 | Fe-Mn | 14 | |||||||||
3 |
Cernrohr
hmesser |
I 8
£3 β |
3 | 9 | 38.5 | 3 | 3 | 12.5 | 14.0 | -4 | |||||||||||||||||
I | Um ρ CA *3 |
3 | 2 | 2 | 15 | ||||||||||||||||||||||
J* | i | S s | 35 | 4 | TiO2 | SiO2 | A12°3 | FeO | Fe2°3 | Gesamt | 4 | «WA | Gesamt | 14 | Ce | Gesamt | |||||||||||
2 | Ii | 31 | 6 | 20 | 6 | 14 | 18 | 2 | 67 | 12 | 0.5 | 16.5 | Fe | ||||||||||||||
ί | 7· | 34 | Ge | 23 | 7 | 3 | 22 | 2 | 64 | Li2C°3 | 15 | 0.5 | 14.5 | 4.5 | |||||||||||||
8 | 12x1 | 16x1 | samt | 18 | 6 | 3 | 15 | 5 | 54 | CaCO3 | 8 | Fe-Mn | 17 | 6.5 | |||||||||||||
Fe2°3 | 59.5 | 12 | 10.5 | 16 | 16.5 | 21 | |||||||||||||||||||||
11 | 2 | 3 | 15 | 14 | 13.5 | ||||||||||||||||||||||
30 | 4 | 8 | 17 | ||||||||||||||||||||||||
41 | 6 | • | |||||||||||||||||||||||||
10 | 29 |
Ge
samt |
|||||||||||||||||||||||||
19x1 | 24x1 | ||||||||||||||||||||||||||
Na2O | |||||||||||||||||||||||||||
4 | |||||||||||||||||||||||||||
4 | |||||||||||||||||||||||||||
4 | |||||||||||||||||||||||||||
UD OD ISj
! | Ummantelung | erf indungsgemä ß | Streck | Mechanische | Eigenschaften | chapy -Kerbschlag | Ablagerungs | 123 | -Kern | Strom | Schweißbedingungen betreffend Zustand von: |
Schlacke | Verlust | |
-Nr. | grenze | Bruch | E. | zähigkeit bei O0C | menge | draht | stärke | Licht | durch | |||||
O | kg/mm | festigkeit | (V-Nut) | g/Min. | und | A | bogen | Spritzer | ||||||
herkömmlich | kg/ ram | Io | 14 | Kern | ||||||||||
kg-m/cm | rohr | |||||||||||||
Cellulose - | eifindungsgemä ß | 44 | 1? | 201 | 1 | 300 | ||||||||
11 | Cellulose - | 48 | 23 | |||||||||||
Cellulose - | 3 | 290 | mäßig | wenig | ||||||||||
Basis | herkömmlich | 42 | 17 | 76 | 5 | 340 | gut | |||||||
46 | 25 | 3esamt | 900 | |||||||||||
Iluminii - | 41 | 14 | 1 | 480 | ||||||||||
12 | Iluminit- | 46 | 29 | |||||||||||
Uuminit- | 3 | 540 | gut | wenig | ||||||||||
Basis | 40 | 15 | 5 | 450 | sehr gut | |||||||||
46 | 30 | Gesamt | 1470 | |||||||||||
Schweißtiefe | horizontale | mm. | Eindrin- | |
flache Kehl- | Kehlschwei- | Kehlschwei- | gungs- | |
Elektrode | und 'Stoß- | ßungen | ljungen (vertikal nach unten) |
vermögen |
schweißungen | 18,5 | 3 | ||
Versuch 11 | 19 | 23 | 2 | |
Versuch 12 | 25 | |||
8mm ummantelte, | 8,5 | —■ | 3 | |
herkömmliche | 9 | |||
Elektrode | ||||
0098 26/0599
Wie in den Tabellen 8, 9, 11 und 12 dargestellt, können mit erfindungsgemäßen
Elektroden höhere Schweißgeschwindigkeiten und größere Schweißtiefen erzielt werden, als dies mit den herkömmlichen Elektroden möglich
ist.
Der Kerndraht und das Kernrohr einer erfindungsgemäßen Elektrode können je nach Anwendungsfall aus dem gleichen oder aus verschiedenem
Werkstoff bestehen. Die Werkstoffe zur Herstellung des Kerndrahtes und der Kernrohre sind Kohlenstoffstahl, niedrig oder hoch legierte Stähle,
korrosionsbeständige Stähle und nicht ferritische Metalle.
Die Einflüsse der einzelnen Stoffe der Ummantelung sind die folgenden:
Ce verbessert die Kerbschlagzähigkeit der Schweißnaht und LiCO„ die
Lichtbogenstabilität, SrCO„ verbessert die Lichtbogenstabilität und bewirkt
ein leichtes Entfernen der Schlacke sowie in Verbindung mit SrCO3
eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.
Eine erfindungsgemäße Schweißelektrode weist weiterhin folgende Vorteile
auf: Es entsteht ein völlig einheitliches metallurgisches Gefüge beim Schweißen. Die Oberfläche der Schweißnaht ist gleichmäßig und
glatt. Die Schweißtiefe ist wesentlich größer als bei bekannten Schweissungen, ohne daß hierdurch die gewünschten mechanischen Eigenschaften
beeinträchtigt werden.
009826/0599 3469
Wesentlichen Einfluß auf die vorgenannten Werte hat die Aufrechterhaltung eines bestimmten Verhältnisses des Querschnittes des Kerndrahtes
zu dem des Kernrohres sowie die Zusammensetzung der Ummantelung.
Mit einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode können Schweißungen
jeder Art durchgeführt werden, wie z,B, flaches und horizontales Kehlschweißen,
Überkopfschweißen, vertikales Schweißen von oben nach unten und von unten nach oben usw.
Bei einer erfindungsgemäßen Elektrode ist eine sprühnebelähnliche Über
tragung selbst bei Verwendung eines basischen Flußmittels gewährleistet, während in demselben Fall bei herkömmlichen Elektroden eine kugelförmige
Übertragung zu verzeichnen ist. Die Anwendbarkeit einer erfin dungsgemäßen Elektrode, bei der Kalziumkarbonat-Flußspat, Magnesiumkarbonat-Kalziumkarbonat
usw. benutzt werden, ist somit besser als die herkömmlichen "sauren" Schweißelektroden.
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode kann derart
erfolgen, daß ein Kerndraht und ein Kernrohr getrennt voneinander mit
einer Ummantelung versehen und sodann zusammengefügt werden.
3469 0 0 9 8 2 6/0599
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 sind zwei oder mehrere Kerndrähte
1, 1* vorgesehen, die entweder den gleichen oder einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen und mit einer Ummantelung 2 versehen
sind, die von einem Kernrohr 3, welches gleichfalls mit einer Ummantelung 4 versehen ist, umgeben sind.
Gemäß Fig. 13 sind zwei oder mehrere Kerndrähte 1, 1' vorgesehen, die
gleiche oder verschiedene Querschnitte aufweisen und mit jeweils einer Ummantelung 2, 2' versehen und von einem Kernrohr 3 umhüllt sind,
welches von einer Ummantelung 4 umgeben ist.
Die in den Fig. 12 und 13 dargestellten Elektroden sind besonders geeignet
für horizontale Kehlschweißnähte und weisen den Vorteil auf, daß nahezu die gleiche Schweißtiefe erzielt werden kann, wie bei Verwendung
einer Dreifachschweißelektrode oder einer Schweißelektrode, die aus mehr als drei Bestandteilen zusammengesetzt ist.
Gemäß den Fig. 14 und 15 ist ein spiralenförmig gewundener Flachdraht
in eine Ummantelung 2 eingebettet. Bei einer derartigen Elektrode kann die Menge des beim Schweißen aufgebrachten Mat erials gesteigert
werden.
3469 009826/059Ö
In Fig. 16 ist ein Querschnitt durch eine Dreifachelektrode dargestellt,
wobei schraubenförmig gewundene Flachdrähte 8, 10 jeweils in Ummantelungen 2 und 4 angeordnet sind. Auch bei einer derartigen Schweißelektrode
werden die Menge an Schweißwerkstoff und die maximale Schweißtiefe wesentlich erhöht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 17 ist ein
Kerndraht 1 exzentrisch zu einem Kernrohr 3 angeordnet.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 18 ist ein Kernrohr 3 vorgesehen,
welches eine Ausnehmung in Längsrichtung aufweist.
In Fig. 19 ist eine Schweißelektrode dargestellt, die eine Kombination
der Ausführungsformen nach den Fig. 17 und 18 darstellt und bei der ein Kerndraht 1 exzentrisch zu einem Kernrohr 3 angeordnet ist, welches
in Längsrichtung eine Ausnehmung aufweist.
Bei den Schweißelektroden gemäß den Fig. 17 bis 19 wird die A-Seite
zuerst geschmolzen, so daß der Lichtbogen sich auf die Α-Seite verlagert.
Die Schweißfähigkeit einer derartigen Elektrode ist sehr gut, wobei die
Ablagerungsmenge beim E.H. -Schweißen ohne Flußmittel besonders groß ist.
3469 009820/0600
In den Fig. 20 und 21 ist eine erfindungsgemäße Mehrfachschweißelektrode
dargestellt, bei der der innere Kerndraht 1 entweder nicht bis zum Ende des inneren Kernrohres 3 reicht - siehe Fig. 20 - oder aber über
dasselbe hinausragt - siehe Fig. 21. Derartige Schweißelektroden sind besonders vorteilhaft, wenn Teile hergestellt werden sollen, die im Bereich
der Schweißnaht aufeinander geschichtet und gestapelt werden müssen, denn bei Verwendung einer derartigen Schweißelektrode entsteht
kein Grat, der ein Nacharbeiten erforderlich machen würde.
Bei der Schweißelektrode nach der Fig. 22 sind der Kerndraht 1 und das
innere Kernrohr 3 - siehe Fig. 23 - in einem Abschnitt 7 für eine Halterung zusammengedrückt und somit elektrisch miteinander verbunden.
Bei der Ausführungsform 24 - Querschnitt siehe Fig. 26 - sind in einem
Bereich 7 für eine Halterung das innere Kernrohr 3 und das äußere Kern-
so
rohr 5 gegeneinander gepreßt und/initeinander elektrisch verbunden.
rohr 5 gegeneinander gepreßt und/initeinander elektrisch verbunden.
Claims (27)
1. Schweißelektrode, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Kerndrähte
(1), durch ein oder mehrere Kernrohre (3, 5), die die Kerndrähte
(1) konzentrisch oder exzentrisch umgeben, sowie durch jeweils den oder die Kerndrähte (1) und jeweils das oder die Kernrohre (3, 5)
umgebende Ummantelungen (2,4).
2. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit
einer Ummantelung (2) versehenen Kerndraht (1), der von einem konzentrischen
Kernrohr (3), welches mit einer äußeren Ummantelung (4) versehen ist, umgeben ist.
3. Schweißelektrode gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht (Ϊ) und das Kernrohr (3) in einem zum Anschluß einer
Stromquelle diefnenden Abschnitt (5) für eine Elektrodenhalterung zusammengepreßt
und miteinander elektrisch leitend verbunden sind und daß im Bereich des Abschnittes (5) die Ummantelungen (2, 4) ent fernt sind.
009826/0 5 9
IfQ
4. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (5) für den Anschluß zweier elektrischer Stromquellen vorgesehen ist, in dessen Bereich jeweils
ein von der Ummantelung (2) freies Ende des Kerndrahtes (1) und ein von der Ummantelung (4) freies Ende des Kernrohres (3) mit
einer Stromquelle verbunden werden können und daß das Kernrohr (3) von dem Kerndraht (1) durch die Ummantelung (2) isoliert ist.
5. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu
einem Kerndraht (1) ein inneres Kernrohr (3) und ein äußeres Kernrohr (5) konzentrisch angeordnet sind und daß der Kerndraht (1) und das innere
und das äußere Kernrohr (3, 5) von je einer konzentrischen Ummantelung (2 bzw. 4, bzw. 6) umgeben sind.
6. Schweißelektrode gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (7) für den Anschluß dreier Stromquellen vorgesehen ist,
von denen jeweils eine mit dem Kerndraht (1), dem inneren Kernrohr (3) und dem äußeren Kernrohr (5) elektrisch verbunden werden kann, daß
im Bereich des Abschnittes (7) der Kerndraht (1) und das innere und äußere Kernrohr (3 bzw. 5) ein von der zugehörigen Ummantelung (2 bzw.
4 bzw. 6) freies Ende aufweisen und daß der Kerndraht (1) und das innere und äußere Kernrohr (3 bzw. 5) durch die Ummantelungen (2 bzw. 4)
voneinander isoliert sind.
009826/ÖS9Ö
7. Schweißelektrode gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (7) für den Anschluß zweier elektrischer Stromquellen vorgesehen
ist, von denen eine entweder mit dem Kerndraht (1) oder dem inneren Kernrohr (3) oder dem äußeren Kernrohr (5) elektrisch verbunden
ist, während die andere mit den beiden anderen Kernteilen elektrisch
verbunden ist.
8. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Kerndrähte (1, 1') vorgesehen sind, die zusammen
von einer Ummantelung (2) umgeben und in einem Kernrohr (3), das eine Ummantelung (4) aufweist, angeordnet sind.
9. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Kerndrähte (1, V , 1" ) vorgesehen sind, die jeweils
von einer Ummantelung (2) umgeben und in einem Kernrohr (3) angeordnet sind, welches von einer Ummantelung (4) umgeben ist.
10. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kerndraht (1) vorgesehen ist, der von einer Ummantelung (2) umgeben ist, in der ein oder mehrere schraubenförmig zu dem Kerndraht (1) angeordnete
und mit demselben nicht in elektrischem Kontakt stehende Kerndrähte (8) vorgesehen sind und daß zu dem Kerndraht (1) ein Kernrohr (3)
konzentrisch angeordnet ist, das mit einer Ummantelung (4) versehen ist.
009826/0690 3469
11. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kerndraht (1) vorgesehen ist, der von einem inneren und einem
äußeren Kernrohr (3 bzw. 5) umgeben ist, daß der Kerndraht (1) und das innere und das äußere Kernrohr (3 bzw. 5) von je einer Ummantelung (2 bzw. 4 bzw. 6) umgeben sind und daß in den Ummantelungen (2 · bzw. 4) jeweils ein oder mehrere schraubenförmig gewundene Flachdrähte (9 bzw. 10) angeordnet sind.
äußeren Kernrohr (3 bzw. 5) umgeben ist, daß der Kerndraht (1) und das innere und das äußere Kernrohr (3 bzw. 5) von je einer Ummantelung (2 bzw. 4 bzw. 6) umgeben sind und daß in den Ummantelungen (2 · bzw. 4) jeweils ein oder mehrere schraubenförmig gewundene Flachdrähte (9 bzw. 10) angeordnet sind.
12. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb eines Kernrohres (3) ein Kerndraht (1) exzentrisch angeordnet ist und daß der Kerndraht (1) und das Kernrohr (3) von je einer Ummantelung
(2 bzw. 4) umgeben sind.
13. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
konzentrisch oder exzentrisch zu einem Kerndraht (1) ein Kernrohr (3) angeordnet ist, welches einen Schlitz in Längsrichtung aufweist und daß
der Kerndraht (1) und das Kernrohr (3) von je einer Ummantelung (2 bzw. 4) umgeben sind.
14. Schweißelektrode gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kerndraht
(1) und ein Kernrohr (3), die von je einer Ummantelung (2 bzw. 4) umgeben sind, wobei der Kerndraht (1) mit seiner Ummantelung (2)
009826/0 593
3469
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an einem Ende der Elektrode entweder über das Kernrohr (3) mit seiner
Ummantelung (4) nach außen heraussteht oder nach innen eingezogen ist.
15. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelungen des Kerndrahtes (1) und des oder der zugehörigen Kernrohre (3 bzw. 5) aus gleichem oder verschiedenem
Werkstoff bestehen.
16. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelungen (2, 4, 6) Ce, Li, CO3, SrCOg, ZrO oder K3TiO3 allein oder in Kombination enthalten.
17. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelungen (2, 4, 6) Cr, Ni, Mg, Nb, B, V, W, Co oder Ce allein oder in Kombination enthalten.
18. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht (1) und das oder die Kernrohre (3, 5) aus gleichem oder verschiedenem Werkstoff bestehen.
19. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht (1) und das oder
009826/05 9 9
die Kernrohre (3, 5) aus Kohlenstoffstahl, einem hoch oder niedrig legierten
Stahl, aus korrosionsbeständigem Stahl oder aus einem Nichteisenmetall
bestehen.
bestehen.
20. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Kerndrahtes (1) zur Summe der Querschnittsflächen des Kerndrahtes (1) und
des Kernrohres (3) 10 bis 70 % beträgt.
21. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (2, 4) einen Gesamtgehalt an schlackenbildenden Stoffen von 3 bis 65 % aufweist, wobei am
äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt 3 bis 70 % und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) der Gehalt 3 bis 60 % beträgt, sowie einen Gesamtgehalt von 3 bis 75 % an gasbildenden und den Lichtbogen stabilisierenden Stoffen, wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt
äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt 3 bis 70 % und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) der Gehalt 3 bis 60 % beträgt, sowie einen Gesamtgehalt von 3 bis 75 % an gasbildenden und den Lichtbogen stabilisierenden Stoffen, wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt
0 bis 65 r"( und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) der Gehalt 10 bis
80 r"( ist, ferner einen Gesamtgehalt von 2 bis 45 % an desoxydierenden und legierenden Stoffen, wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt 2 bis 50 rr und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) der Gehalt 1 bis 65 r'c ist und einen Gesamtgehalt an Eisenpulver von 0 bis 75 %, der gleich dem Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) und des Kernrohres (3) ist.
80 r"( ist, ferner einen Gesamtgehalt von 2 bis 45 % an desoxydierenden und legierenden Stoffen, wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt 2 bis 50 rr und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) der Gehalt 1 bis 65 r'c ist und einen Gesamtgehalt an Eisenpulver von 0 bis 75 %, der gleich dem Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) und des Kernrohres (3) ist.
009826/0S99
3469
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22. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisse der Querschnittsflächen des Kerndrahtes (1), des inneren Kernrohres (3) und des äußeren
Kernrohres (5) zur Gesamtsumme der Querschnittsflächen des Kerndrahtes (1) und des inneren und äußeren Kernrohres (3, 5) 10 bis 60 %,
15 bis 50 % und 20 bis 60 % betragen.
23. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (2, 4, 6) einen Gesamtgehalt an schlackenbildenden Stoffen von 0 bis 70 %■ aufweist, wobei
der Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) 0 bis 80 %} am äußeren
Umfang des inneren Kernrohres (3) 0 bis 70 % und am äußeren Umfang des
äußeren Kernrohres (5) 0 bis 60 % beträgt, sowie einen Gesamtgehalt von gasbildenden und den Lichtbogen stabilisierenden Stoffen von 3 bis 70 %,
wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes (3) der Gehalt 0 bis 65 %, am
äußeren Umfang des inneren Kernrohres (3) 0 bis 70 % und am äußeren
Umfang des äußeren Kernrohres (5) 10 bis 75 % beträgt, ferner einen Gesamtgehalt
von 4 bis 45 % an desoxydierenden und legierenden Stoffen, wobei der Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) 5 bis 50 %, am
äußeren Umfang des inneren Kernrohres (3) 4 bis 45 % und am äußeren Umfang des äußeren Kernrohres (5) 3 bis 40 % beträgt, und einen Gesamtgehalt
an Eisenpulver von 0 bis 70 %, der gleich dem jeweiligen Gehalt am
äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) des inneren Kernrohres (3) und des
äußeren Kernrohres (5) ist.
0 09 826/0599
24, Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche der Ummantelung (4) des Kernrohres (3) zu der Querschnittsfläche
der Ummantelung (2) des Kerndrahtes (1) 50 bis 500 % beträgt.
25. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung einen Gesamtgehalt von 3 bis 65 % an schlackenbildenden Stoffen aufweist, wobei der Gehalt
am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) 10 bis 60 % und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) 3 bis 50 % beträgt, sowie einen Gesamtgehalt
von 5 bis 75 % an gasbildenden und den Lichtbogen stabilisierenden Stoffen, wobei der Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) 0 bis 55 % und
am äußeren Umfang des Kernrohres (3) 10 bis 75 % beträgt, ferner, einen Gesamtgehalt von 5 bis 45 % an desoxydierenden und legierenden Stoffen,
wobei am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) der Gehalt 6 bis 50 % und am äußeren Umfang des Kernrohres (3) 2 bis 45 % beträgt, und einen Gesamtgehalt
von 0 bis 70 % an Eisenpulver der jeweils gleich dem Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) und am äußeren Umfang des Kernrohres
(3) ist=
26. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnitts-
0Q982g/QS99 3469
fläche der Ummantelung (6) des äußeren Kernrohres (5) zur Summe der
Querschnittsflächen der Ummantelungen (4, 2) des inneren Kernrohres (3) und des Kerndrahtes (1) 50 bis 500 % beträgt. .
27. Schweißelektrode gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet^ daß die Ummantelung einen Gesamtgehalt von 0 bis 65 % an schlackenbildenden Stoffen aufweist, wobei der
Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (ί) 0 bis 70 %,. am äußeren
Umfang des inneren Kernrohres (3) 0 bis 65 % und am äußeren Umfang des äußeren Kerrirohres (5) 0 bis 60 9c beträgt, sowie einen Gesamtgehalt von
3 bis 65/7 an gasbildenden und den Lichtbogen stabilisierenden Stoffen,
wobei der Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) 0 bis 60 %, am
äußeren Umfang des inneren Kernrohres (3) 0 bis 65 °} und am äußeren
Umfang des äußeren Kernrohres (5) 10 bis 70 C7C beträgt, ferner einen
Gesamtgehalt von 5 bis 45 0^ an desoxydierenden und legierenden Stoffen,
wobei der Gehalt am äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) 7 bis 50 r~c, am
äußeren Umfang'des inneren Kernrohres (3) 6 bis 45 % und am äußeren
Umfang des äußeren Kernrohres (5) 5 bis 40*7 beträgt, und einen Gesamtgehalt
an Eisenpulver von 0 bis 65 ^c der gleich dem jeweiligen Gehalt am
äußeren Umfang des Kerndrahtes (1) und des inneren und äußeren Kernrohres (3 bzw. 5) ist.
H Je 009826/0599
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