DE1758874A1 - Gefuellter Schweissdraht fuer die elektrische Lichtbogenschweissung in einer Schutzgasatmosphaere - Google Patents

Description

• "Gefüllter Schweißdraht für die elektrische Lichtbogenschweißung in einer Schutzgasatmosphäretl Die Erfindung bezieht sich auf einen Schweißdraht für die elektrische Lichtbogenschweißung von Stahl in einer Schutzgasatmosphäre, z. B. in einer Kohlendioxyd enthaltenden Schutzgasatmosphäre, der aus einem Metallmantel auf der Basis von Eisen und einer schlackenbildende Bestandtc,ile enthaltenden Füllung besteht.
• Solche Schweißdrähte, die nachstehend als ge.Züllte Schweißdrähte bezeichnet werden, sind bekannt. Es sind gefüllte Schweißdrähte für die elektrische Lichtbogenschweißung von Stahl in einer kohlendioxydhaltigen Atmosphäre beschrieben worden, bei denen die schlackenbildenden Bestandteile der Füllung im wesentlichen aus Titana'ioxyd und Siliziumdioxyd bestehen. Die Schweißbarkeit dieser bekanrten Drähte ist glat; die mechanischen Eigenschaften des Schweißmetalls, z. B. die KerbacYlagzlil,#igkeit, sind zur Anwendung bei niedrigeren Temperaturen häufig unge-7, nügend.
• Auch sind gefüllte Schweißdrähte für die elektrische Lichtbogenschweißung von Stahl in einer kohlendioxyd-.haltigen Atmosphäre beschrieben worden, bei denen als schlackenbildende Bestandteile im wesentlichen Kalziumkarbonat und Kalziumfluorid benutzt werden. Mit solchen Drähten erhaltene Schweißen haben eine gute Kerbschlagzähigkeit. Messungen der Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen zeigen jedoch eine ziemlich starke Streuung dieser Größe. Die Schweißbarkeit dieser Drähte ist unbefriedigend, unter anderem wegen des Auftretens grober Tropfen und Spritzer.
• Es wurde ein neuer gefüllter Schweißdraht für die elektrische Lichtbogenschweißung vonStahl in einer Schutzgasatmosphäre gefunden. Beim Schweißen mit diesem Schweißdraht treten die erwähnten Nachteile nicht auf.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen gefüllten Schweißdraht für die elektrische Lichtbogenschweißung von Stahl in einer Schutzgasatmosphäee, der aus einem Metallmantel auf der Basis von Eisen und einer kalziumkarbonathaltige schlackenbildende Bestandteile enthaltenden FUllung besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die schlackenbildenden Bestandteile der Füllung 0 bis 40 Gew.% (bezogen auf die Gesamtmenge der schlackenbildenden,Bestandteile) Zirkondioxyd enthalten und weiter im wesentlichen aus Zirkonailikatg Kalifeldspat und Kalziumkarbonat bestehen, mit einer Zusammensetzungg die in einem Gebiet von Zunamensetzunjen liegt, das in dem als ternär angesehenen Syntem Zirkonailikat-Kalifeldopat - Kalziumkarbonat ein Sechseck ABCDEF (siehe Figur) darstellt, dessen Ecken A, Bv Cg, D, E und F durch die nachfolgenden Zusammensetzungen (in Gewichtsprozenten)-gegeben sind: .A: 60 Zirkonsilikat, 7 Kalifeldspat und 33 Kalziumkarbonat; B: 60 Zirkonsilikat, 20 Kalifeldspat und 20 Kalziumkarbonat; C: 42 Zirkonsilikat, 38 Kalifeldspat und 20 Kalziumkarbonat; D: 15 Zirkonsilikat, 38 Kalifeldspat und 47 Kalziumkarbonat,-E: 15 Zirkonsilikat, 20 Kalifeldspat und 65 Kalziumkarbonat; F: 28 Zirkonsilikat, 7 Kalifeldspat und 65 Kalziumkarbonat; und daß der Gehalt an schlackenbildenden Bestandteilen 6 bis 10 Gew.% (auf den Schweißdraht bezogen) beträgt. Eine bevorzugte Ausführungsform eines gefüllten Schweißdrahtes gemäß der Erfindung ist die, bei der die Zusammensetzung des aus Zirkonsilikat, Kalifeldspat und Kalziumkarbonat bestehenden Teiles der schlackenbildenden Bestandteile in einem Gebiet von Zusammensetzungen liegt, das in dem als ternär angesehenen System Zirkonsilikat-Kalifeldspat - KaI-iziumkarbonat ein Viereck KIIAN (siehe Figur) darstellt, dessen Ecken K, Lg M und N durch die nachfolgenden Zusammensetzungen (in Gew.%) gegeben sind: K: 45 Zirkonsilikat, 15 Kalifeldspat und 40 Kalziumkarbonat; L: 45 Zirkonsilikat, 25 Kalifeldspat und 30 Kalziumkarbonat; M: 35 Zirkonsilikat, 25 Kalifeldspat und 40 Kalziumkarbonat; N: 35 Zirkonsilikat, 15 Kalifeldspat und 50 Kalziumkarbonat. Schweißdrähte gemäß dieser Ausführungsform haben sehr gute Schweißeigenschaften, ergeben Schweißen mit einem sehr schönen Äußeren, zeigen wenig oder fast kein Spritzen, und die erhaltenen Schweißen haben eine gute Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen mit geringer Streuung. Dies gilt insbesondere für die Schweißdrähte, die zusätzlich 15 bis 30 Gew.% (auf die Gesamtmenge an schlacken--bildenden Bestandteile bezogen) Zirkondioxyd (2r02) enthalten. Der'Zusatz von Zirkondioxyd hat einen günstigen Einfluf3 auf die#Abdeckung der Schweißraupe durch Schlacke.
• Ein gleiches Ergebnis erreicht man durch den Zusatz von Ferrozirkon, das z. B. 40% Eisen enthält, in eine:# Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.% und vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gew.% (auf den Schweißdraht bezogen).
• Die Schweißeigenschaften und die Eigenschaften der mit einem gefüllten Schweißdreht gemäß der Erfindung erhaltenen Schweißen sind im allgemeinen optimal bei Drähten, bei denen der Gehalt an schlackenbildenden Bestandteilen 695 bis 8,0 Gew.% (auf den Schweißdraht bezogen) beträgt. Die Füllung des Schweißdrahtes kann neben den schlackenbildenden Bestandteilen auch in gefüllten Schweißdrähten angewandte Bestandteile, wie Eisenpulver, pulvrige Legierungsbestandteile, z. B. Nickel, Chrom oder Molybdän und desoxydierende Elemente, wie Silizium und Mangan, vorzugsweise in Form von pulvrigem Ferrosilizium und Ferromangan, enthalten, Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele näher erläutert.
• Beispiel 1 Der Schweißdraht besteht aus einem Mantel aus weichem Stahl (Wanddicke 0,3 mm) mit einem Durchmesser von 2,2 mm. Die Füllung enthält (in Gew.%,auf den Schweißdraht bezogen): 2,1% Mangan, 1,0% Silizium, 30% Eisenpulver, 2,6% Zirkonsilikat, 1,3% Kalifeldspat und 2,6% Kalziumkarbonat. Mit diesem Schweißdraht wurde in einer Kohlendioxydatmosphäre geschweißt. Kleine Tropfen, gute Schlackenabdeckung, Schweiße mit glattem, straffem Äußeren. Lichtbogenspannung 28V, Stromstärke 400 A. Von einer Vierlagenschweiße wurden zur Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit (Charpy-V-Probe) bei verschiedenen Temperaturen Probestücke hergestellt. Die Ergebnisse sind:

  Temperatur (OC) Kerbschlagzähigkeit (kg/cm 2

  +20 1596

  -30 793

  -50 692

  Weitere BeisUiele Schweißversuche, wie sie in Beispiel 1 angegeben sind, wurden mit ande'ren erfindungsgemäßen Schweißdrähten durchgeführt. Dabei wurden entsprechende Ergebnisse erhalten. Das Schweißen erfolgte dabei in Kohlendioxyd, in Argon und in Gasgemischen, die aus 80 Vol.% Argon und 20 Vol.% Kohlendioxyd bzw. aus 80-Vol.% Argon, 15 Vol.% Kohlendioxyd und 5 Vol.976 Sauerstoff bestanden.
• Die Versuche',wurden mit Schweißdrähten (a, bp c und d,) durchgeführt, deren Füllungen die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Stoffe (Gehalte ausgedrückt in Gew.%, bezogen auf den-Schweißdraht) enthielten, Mantel aus weichem Stahl (Wanddicke 0,3 mm) Drahtstärke lyö bis 2,4 mm.

  T A B E L L E

  a b c d

  Mangan 290 292 292 292

  Silizium 099 098 098 ot8

  Eisenpulver 30 26 32 28

  Zirkonsilikat 291 292 197 11,6

  Kalifeldspat 191 192 OP9 1.,4

  Kalziumkarbonat 291 195 21,1 196

  Zirkonoxyd - 195 198 291

  Ferrozirkon 098 - - -

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Gefüllter Schweißdraht für die elektrische Lichtbogenschweißung.von Stahl in einer Schutzgasatmosphäre, der aus einem Metallmantel auf der Basis von Eisen und einer kalziumkarbonathaltige schlackenbildende Bestandteile enthaltenden Füllung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die schlackenbildenden Bestandteile der Füllung 0 bis 40 Gew.% (auf die Gesamtmenge der schlackenbildenden Bestandteile bezogen) Zirkondioxyd enthalten und weiter im wesentlichen aus Zirkonsilikat, Kalifeldspat und Kalziumkarbonat bestehen, mit einer Zusammensetzung, die in einem Gebiet von Zusammensetzungen liegt, das in dem als ternär angesehenen System Zirkonsilikat-Kalifeldspat - Kalziumkarbonat ein Sechseck ABCDEF (siehe Figur) darstellt, dessen Ecken A, Bp Cv Dx E und F durch die nachfolgenden Zusammensetzungen (in Gew.%) gegeben sind: A: 60 Zirkonsilikat, 7 Kalifeldspat und 33 Kalziumkarbonat; B: 60 Zirkonsilikat, 20 Kalifeldspat und 20 Kalziumkarbonat; C: 42 Zirkonsilikat, 38 Kalifeldspat und 20 Kalziumkarbonat; D: 15 Zrikonsilikat, 38 Kalifeldspatund 47 Kalziumkarbonat;' E: 15 Zirkonsilikat, 20 Kalifeldspat und 65 Kalziumkarbonat; F: 28 Zirkonsilikat, 7 Kalifeldspat und 65 Kalziumkarbonat, und daß der Gehalt an schlackenbildenden Bestandteilen 6 bis 10 Gew.% (auf den Schweißdraht bezogen) beträgt.
2. 2. Gefüllter Schweißdraht nach Anspruch 1, dadurch gekenni zeichnet, daß die Zusammensetzung des aus Zirkonsilikat, Kalifeldspat und Kalziumkarbonat bestehenden Teils der schlackenbildenden Bestandteile in einem Gebiet von Zusammensetzungen liegt, das im als ternär angesehenen System Zirkonsilikat-Kalifeldspat - Kalziumkarbonat ein Viereck KLMN (siehe die Figur) darstellt, dessen Ecken Kg Lt M und N durch die nachfolgenden Zusammensetzungen (in Gew.%) gegeben sind: K: 45 Zirkonsilikat, 15 Kalifeldspat und 40 Kalziumkarbonatl L: 4-5 Zirkonsilikat, 25 Kalifeldspat und 30 Kalziumkarbonat; Ivi: 35 Zirkonsilikat, 25 Kalifeldspat und 40 Kalziumkarbonat; 11: 35 Zirkonsilikat, 15 Kalifeldspat und 50 Kalziumkarbonat. 3. Gefüllter'Schweißdraht nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlackenbildenden Bestandteile der Füllung 15 bis 30 Gew.97o (auf die Gesamtmenge der gchlackenbildenden Bestandteile bezogen) Zirkondioxyd enthalten. 4. Gefüllter Schweißdraht nach den Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Geh&lt an schlackenbildenden Bestandteilen 6,5 bis 8,0 Gew.% (auf den Schweißdraht bezogen) beträgt. 5. Gefüllter Schweißdraht nach den Ans prüchen-1 bis 49 dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung 0,5 bis 1,5 Gew.% Ferrozirkon enthält.