DE1758989A1

DE1758989A1 - Schweisselektrode zum Herstellen von rost-,saeure- und hitzebestaendigen Schweissverbindungen

Info

Publication number: DE1758989A1
Application number: DE19681758989
Authority: DE
Inventors: Huelsewig Hans Jochen
Original assignee: HUELSEWIG HANS JOCHEN
Current assignee: HUELSEWIG HANS JOCHEN
Priority date: 1968-09-12
Filing date: 1968-09-12
Publication date: 1972-05-10
Also published as: DE1758989B2; CH487699A; US3597583A; NL6913698A; FR2017870A1; BE737909A

Description

"Schweißelektrode zum Herstellen von rost-, säure"» und hitzebeständigen Schweißverbindungen"

Zum Herstellen von rost-, säure- und hitzebeständigen Schweißverbindungen ist es bekannt, Schweißelektroden zu verwenden, deren Kernstab aus einer dem zu schweißenden Werkstoff gleichen oder ähnlichen Legierung besteht, während die kalkbasische oder rutilsaure Kernstab-Umhüllung geringe Mengen an Ferrolegierungen oder Metallpulvern zum Ausgleich des Abbrandes enthält. Derartige Schweißelektroden sind unter der Bezeichnung kernstablegierte Elektroden bekannt·

Weiterhin sind zum elektrischen Lichtbogenschweißen von hochlegierten Werkstoffen auch sogenannte hüllenlegierte Elektroden bekannt. Diese Elektroden, die wegen ihrer vergleichsweise hohen Abschmelzleistung auch Hochleistungselektroden genannt werden, besitzen einen Kernstab aus unlegiertem Stahl und eine diesen umgebende, sehr dicke Umhüllung. Diese besteht etwa zur Hälfte aus Metallpulvern, wie Z₀B. Ferrochrom, Chrom- und Nickelpulver, Ferro-Molybdän, Ferro-Niob-Tantal, und enthält im übrigen Flußmittel, wie Rutil, Kalknpat, Flußspat, Silikate usw.

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Bei der Verwendung von hüllenlegierten Hochleistungselektroden kann es zu korrosionsanfälligen Stellen im Schweißgut kommen, wenn die Umhüllung der Schweißelektrode beispielsweise beim Transport oder ihrer Handhabung beschädigt wird, d.h. ausbricht. Sie Legierungselemente in den ausgebrochenen Stücken der Umhüllung fehlen dann beim Schweißen, so daß im Schweißgut keine volle Auflegierung erzielt wird.

Sie der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine zum Herstellen von rost-, säure- und hitzebeständigen Schweißverbindungen bestimmte Schweißelektrode mit einem Kernstab und einer Legierungsund Schlackenbestandteile enthaltenden Umhüllung zu schaffen, die unter Beibehaltung der überlegenen Schweißeigenschaften und hohen Abschmelzleistung der bekannten hüllenlegierten Hochleistungselektroden auch den höchsten Ansrpüchen hinsichtlich korrosionsbeständiger Schweißverbindungen gerecht wird.

Sie Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, der Schweiße aus dem Kernstab und der Umhüllung ein und dieselbe Legierung zuzuführen. Sas hat aber zur Voraussetzung, daß der im Vergleich zum Kernstab stärkere Abbrand der pulverförmigen metallischen Legierungsbestandteile der Umhüllung berücksichtigt wird. Im einzelnen besteht die Erfindung darin, daß die Anteile der Legierungsbestandteile in der Um-

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hüllung unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Abbrandes der Elemente im selben Verhältnis zueinander stehen wie die Legierungsbestandteil des Kernstabs«, Die Umhüllung enthält zum Ausgleich des bei Pulvern im Vergleich zum massiven Metall stärkeren Abbrandes einen Überschuß der leicht oxydierbaren Legierungsbestandteile wie beispielsweise Chrom. Auf diese Weise ergibt sich eine Schweißelektrode, die sowohl bei Schweißbeginn als auch beim Schweißen mit beschädigter, insbesondere stückweise fehlender Umhüllung ein korrosionsbeständiges Schweißgut garantiert. Sofern nämlich ein Stück aus der Umhüllung ausgebrochen ist, wird die dann fehlende Menge an Legierungsanteilen durch eine entsprechende Menge an Legierungsbestandteilen des verhältniBgleich zusammengesetzten Kernstabes ersetzt. Damit ist sichergestellt, daß keine korrosionsgefährdeten Stellen im Schweißgut mehr auftreten können. Die erfindungsgemäße Schweißelektrode steht den bekannten hüllenlegierten Elektroden leiBtungemä«- ßig in nichts nachj sie können ohne weiteres auf eine Ausbringung von HO bis 200# gebracht werden. Unter Ausbringung versteht man das prozentuale Verhältnis des Gewichts des niedergeschmolzenen Schweißgutes zum G-ewicht des abgeschmolzenen Kernstabes.

Erfindungsgemäß besteht der Kernstab aus einem austenitischen Werkstoff mit etwa I7 bis 22$ Chrom und 8 bis 14# Nickel, während die Umhüllung Chrom, Nickel und

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Eisen unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Abbrandes der Elemente im selben Verhältnis enthält. Dem Kernstab oder der Umhüllung kann zusätzlich auch noch bis 5# Molybdän und bis \$> Niob-Tantal zugesetzt werden.

Um die oben angegebene Ausbeute zu, erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Durchmesser der Umhüllung etwa das zwei- bis zweieinhalb^ache des Kernstabfc durchmessers beträgt. Die Umhüllung kann 10 bis 30# Ferrochrom, 0 bis 15# Nickelpulver, 20 bis 40# Eisenpulver, 0 bis 5$> Ferromangän, 0 bis iOji yerromolybdän, 0 bis 3ji Ferro-Niob-Tantai, 10 bis 20$ Titandioxyd, 2 bis lOjt Kalziumkarbonat, 0 bis 10£ Flußspat, ^ bis 22^ Silikat und ein Bindemittel enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schweißelektrode ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Ss zeigern

gig. 1 eine Schweißelektrode in der Ansicht, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Elektrode.

Die Schweißelektrode besteht aus einem Kernstab 3 und der diesen umgebenden Umhüllung 4. Um beim elektrischen Lichtbogenschweißen zu Beginn des Schweißens das Zünden einleiten zu können, muß zwischen dem unteren Zündende 5 des Kernstabes 3 und dem zu schweißenden Werkstoff eine gut leitende Verbindung bestehen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Zündende 5 frei liegt, d.h. die Ummantelung 4 ist am

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Zündende 5 nach außen hin abgerundet. Weder hierdurch noch durch ein etwaiges Ausbrechen einzelner Stücke der Elektrodenumhüllung 4 kann es im Schweißgut zu unterlegierten Stellen kommen, so daß an keiner Stelle eine Korrosionsgefahr besteht. Um solche korrosionsgefährdeten Stellen im Schweißgut zu vermeiden und zugleich eine hohe Abschmelzleistung der Elektrode zu erreichen, besitzen der Kerndraht und die Umhüllung hinsichtlich der Legierungsbestandteile unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Abbrandes der Elemente eine verhältnisgleiche Zusammensetzung, so daß sich die jeweils gewünschte Legierung des niedergeschmolzenen Schweißgutes auch bei Beschädigung der Umhüllung immer erzielen läßt.

Es sei angenommmen, daß der Kernstab 3 für ein bestimmtes Anwendungsgebiet folgende Zusammensetzung aufweist:

max. 0,10# Kohlenstoff 17 Ms 22 ?ί Chrom 8 bis H $ Nickel 0 bis 5 1> Molybdän 0 bis 1 $> Niob/Tantal Rest Eisen.

!Ferner sei angenommen, daß das niedergeschmolze ne Schweißgut folgende Zusammensetzung aufweisen soll:

0,05# Kohlenstoff 0,05$ Kohlenstoff

19 $> Chrom 19 # Chrom

10 i> Nickel oder 12 $ Nickel

0,6 56 Niob/Tantal 2,7 # Molybdän

Rest Eisen 0,6 $> Niob/Tantal

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Die erfindungsgemäße Elektrode besitzt ein hohes Ausbringen von HO bis 200$. Dae Ausbringen kann durch die Beschaffenheit der Umhüllung 4 verändert werden. So beträgt für ein Ausbringen von 150Ji und einen gegebenen Kernstabdurohmesser von 3»25 mm der Durchmesser der Umhüllung 4 6,70 mm, wobei diese wie folgt zusammengesetzt sein kann:

203* Ferro chrom
Nickel
Eisen

Perromangan 155* Titandioxyd 5# Kalziumkarbonat 456 Flußspat
15# Silikat
1# Bindemittel.

Die pulverförmigen Stoffe werden gemischt und danach in bekannter Weise unter Verwendung eines Bindemittels, beispielsweise Kali- oder Natronwasserglas, auf den Keraatab 3 aufgepreßt.

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Claims

.!!«.Se.pt·..19.6.8. an'I.S.ßhw.e.iß.e.lektr.a.d.e. zum Herstellen....«." Bjp*-. rf... DURIA-WERK Karl Kempf GmbH, Neuß am Rhein, Bockholtstraße 151 Patentansprüche:

1. Schweißelektrode zum Herstellen von rost-, säure- und hitzebeständigen Schweißverbindungen, bestehend aus einem Kernstab und einer legierungs- und Schlackenbestandteile enthaltenden Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der legierungebestandteile in der Umhüllung (4) unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Abbrandes der Elemente im selben Verhältnis zueinander stehen wie die Legierungsbestanc!teile des Kernstabes (3)c

2. Schweißelektrode nach Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernstab (3) aus einem austenitischen Stahl mit etwa 17 bis 22$ Chrom und 8 bis 14# Nickel besteht und die Umhüllung (4) Chrom, Nickel und Eisen unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Abbrandes der Elemente im selben Verhältnis enthält.

3. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kernstab (3) und die Umhüllung (4) zusätzlich bis 5# Molybdän und/oder 1# Niob-Tantal enthält.

4. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch

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gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Umhüllung (4) etwa das zwei- "bis zweieinhalbfache des Kernstabdurchmessers "beträgt.

5. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 1 "bis 4i dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (4) 10 bis 30# Perrochrom, 0 bis 1596 Nickelpulver, 20 bis 40# Eisenpulver, 0 bis 5# Perromangan, O bis 1O# Ferromolybdän, 0 bis yf> Ferro-Niob-Tantal, 10 bis 20# Titandioxyd, 2 bis 1O# Kalziumkarbonat, 0 bis 10# Flußspat und 7 bis 22$ Silikat und ein Bindemittel enthält.

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