DE1783151A1

DE1783151A1 - Schweissdraht zum herstellen von hinreichend schwefelsaeurebestaendigen schweissnaehten

Info

Publication number: DE1783151A1
Application number: DE19661783151
Authority: DE
Inventors: Yuh Fukuda; Yoshio Ishizu; Hiroyuki Kubota; Tohru Mimino; Toshio Nagao
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1965-04-12
Filing date: 1966-04-12
Publication date: 1973-04-19
Also published as: US3443934A; DE1783151B2; DE1783151C3; GB1101728A; DE1533332B1

Description

Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen

Schweißnähten

Ausscheidungsanmeldung aus Patent .... (Patentanmeldung P 1533332.

Die Erfindung betrifft einen Schweißstab oder Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten, der als wesentliche Bestandteile Kupfer, Chrom, Antimon und/oder Zinn und Nickel enthält.

Normalerweise wird Eisen-und Stahlmaterial, das nicht bestimmte Elemente enthält und keiner besonderen Oberflächenbehandlung unterworfen wurde, durch flüssige Schwefelsäure von einer Kon zentration unter 60 $ rasch korrodiert und aufgelöst. Bei Konzentrationen über 60$ schreitet der Korrosionsvorgang heftig fort, sobald die Schwefelsäure erhitzt wird. Demzufolge ist die normale Lebensdauer von gewöhnlichem Eisen und Stahl nur sehr beschränkt,

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wenn das Material unter Betriebsbedingungen benutzt wird, bei denen es mit Schwefelsäure oder mit einem korrodierenden Gas, das durch Kondensation Schwefelsäure bildet, in Berührung kommt, und die Verluste an Stahl und Eisen infolge einer solchen Korrosion sind daher sehr hoch. Obwohl auch schon bislang ein beträchtlicher Forschungsaufwand der Untersuchung von metallischen Werkstoffen gewidmet worden ist, die gegen die korrodierende Wirkung der Schwefelsäure beständig sind, so handelte es sich doch bei den meisten der hierbei gefunde-

W nen oder entwickelten Werkstoffe um reine Metalle oder um Stähle, die einen hohen Anteil kostspieliger Legierungsbestandteile enthielten, und billige Stahllegierungen, die eine geringe Menge von Legierungsbestandteilen enthalten, sind bisher noch nicht leicht zu erzeugen und stehen nicht in breitem Umfang zur Verfügung. Bei einer erschöpfenden Untersuchung hinsichtlich der Wirkung verschiedener Elemente in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit unterschiedlicher Stahlsorten gegen Schwefelsäure oder korrodierende Gase des gleichen

* chemischen Typs wurden nun billige Stahllegierungen aufgefunden, die eine geringere Menge Legierungabestandteile enthalten, und die unter den oben erwähnten Bedingungen eine äußerst hohe Beständigkeit gegen Schwefelsäure aufweisen.

Insbesondere wurden dabei umfangreiche Untersuchungen angestellt mit dem Ziel, billige Stahllegierungen zu schaffen, die eine geringe Menge legierungsbestandteil enthalten, und die beispielsweise für solche Bauteile geeignet sein sollten wie etwa Stahlrohre, wie sie im Niedertemperaturbereich von Schweröl verfeuernden Kesselanlagen benutzt werden, wobei das

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Vorhandensein oder die Bildung von Schwefelsäure zu den Betriebsbedingungen gehört. Wie nach dem Stand der Technik bekannt ist, gelten Elemente wie Chrom, Kupfer und dergleichchen allgemein als geeignete Bestandteile, um Stahllegierun gen eine Beständigkeit gegen Schwefelsäure zu vermitteln, Tgl. OE-PS 112 813. Es wurde nun festgestellt, daß durch das Zulegieren und durch die gleichzeitige Anwesenheit einer geeigneten Menge Antimon oder Zinn beider Elemente aus einem Werkstoff auf Stahlbasis, der eine geringe Menge Chrom, Kupfer und Kohlenstoff enthält, als Schweißstab oder Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäu—beständigen Schweißnähten eignet. Es wurde ferner festgestellt, daß die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnähte noch weiter erhöht werden kann, wenn man der zur Herstellung des Schweißstabs oder Schweißdrahts verwendeten Stahllegierung noch 0,50 bis 0,80% Nickel zusetzt.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Schweißstabs oder Schweißdrahts zu:n Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten, der eine verhältnismäßig geringe Menge von Legierungsbestandteilen enthält .

Der erfindungsgemäße Schweißstab oder Schweißdraht besteht aus einer Stahllegierung, deren Besonderheit darin besteht, daß sie weniger als 0,15$ Kohlenstoff, weniger als 0,40 $ Silicium, weniger als 0,50 $ Hangan, weniger als 0,03 % Phosphor, weniger als 0,03 % Schwefel, 0,2 bis 0,6$ Kupfer, 0,3 bis 0,9$ Chrom, Ο,Οί bis 0,5 $ Antimon oder Zinn oder beider Elemente zusammen, 0,30 bis 0,°<0$ Wickel und aus einem noch verbleibenden Rest an Eisen und Verunreinigungen besteht.

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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen und Bildern weiter erläutert: Es bedeuten:

Fig. 1 die Beziehungen zwischen der Brennschneidtemperatur und der maximalen Abtragung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht abgetragenen Teils der Probe;

Fig. 2 die Ergebnisse von Korrosionsversuchen, die unter Anwendung von heißer Schwefelsäure mit der neuartigen Stahllegierung sowie mit Gegenproben
durchgeführt wurden;

Fig. 3 Bilder, welche die an dem Gegenprobenmaterial durch Brennschneidversuch bewirkte Makrogefüge wiedergeben:

Fig. 4 Bilder, welche die an den erfindungsgemäßen Stahllegierungen durch Brennschneidversuch bewirkten Makrogefüge wiedergeben, und

Fig. 5 Bilder zur Darstellung der Ergebnisse von Vergleichsversuchen unter Verwendung heißer Schwefelsäure, durchgeführt an Schweißungen, die mit dem erfindungsgemäßen Schweißäraht bzw. mit konventionellen Schweißdraht hergestellt worden waren.

Hinsichtlich der einzelnene Bestandteile, die in
dem erfindungsgemäßen Schweißstab oder Schweißäraht in Anwendung kommen, ist zu erwähnen; wird kohlenstoff in größeren Mengenanteilen als 0,15% angewandt, so verschlechtert sich

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nicht nur die Korrosionsbeständigkeit, sondern es tritt auch eine unerwünschte Erhöhung der Festigkeit bei gleichzeitiger Anwesenheit anderer Elemente ein. Die angegebenen Gehaltsbereiche für Silicium und Mangan von weniger als 0,4 bzw. weniger als 0,5 $ bezeichnen den Anteilsbereich des beim Verfahren der Stahlherstellung erforderlichen Reduktionsmittelzuschlages. Die oberen Gehaltsgrenzen von 0,03 $ für Phosphor und 0,03 $ für Schwefel bezeichnen diejenigen Grenzen, über die hinaus es in der Technik der Stahlherstellung schwierig ist, die vorhandene Gesamtmenge dieser Elemente zu reduzieren. Da Phosphor außerdem dazu neigt, die Korrosion zu fördern, so ist es wesentlich, seinen Anteilsbereich nach oben hin auf den vorgenannten Wert zu begrenzen. Obwohl es sich beim Kupfer um ein Element handelt, das im Sinne der Vermittlung größerer Korrosionsbeständigkeit wirkt, bleibt ein Zusatz von weniger als 0,2$ unwirksam, und Kupfermengen über 0,6$ hinaus führen zu Schwierigkeiten beim Vorgang der Stahlherstellung. Chrom bewirkt in einem Gehaltsbereich von 0,3 bis 0,9$ bei gleichzeitiger Anwesenheit von Kupfer Korrosionsbeständigkeit, aber ein Chromanteil von weniger als 0,3$ vermittelt die Eigenschaft der Korrosionsbeständigkeit nicht mehr. Ein Chromanteil von mehr als 0,9$ verursacht dagegen eine schlechte Bearbeitbarkeit. Wie bereits erwähnt, i3t für den erfindungsgemäßen Schweißstab oder Schweißdraht ein Zusatz von Antimon oder Zinn oder von beiden Stoffen zum Zwecke einer erheblichen Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit kennzeichnend. Ein Antimongehalt von über 0,5$ erniedrigt den Schmelzpunkt des Materials und beeinträchtigt damit dessen Warmformbarkeit, während ein Antimongehalt von weniger als 0,05$ keine Verbesserung der Korro-

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sionsbeständigkeit bewirkt. Der Gehaltsbereich für Zinn von 0,05 bis 0,5$ erfährt seine Bestimmung aufgrund der gleichen Tatsachen wie der für Antimon, So beeinträchtigt ein Zinngehalt von über 0,5$ die Warmverformbarkeit erheblichjWährend ein Zinngehalt von weniger als 0,05$ nicht mehr zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit beiträgt. Die gleichzeitige Anwesenheit von Zinn und Antimon in dem Gehaltsbereich von 0,05 bis 0,5$ soll der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der Stahllegierung dienen. Die gleichzeitige Anwesenheit von Zinn und Antimon in dem Gehaltsbereich von 0,05 bis 0,5$'soll der Verbesserung der Korrosionsbeständigke-it des erfindungagemäßen Schweißstabs bzw. Schweißdrahts dienen.

Der Nickelzusatz von 0,30 bis 0,80$ beeinflußt die Korrosionsbeständigkeit des Schweißstabs bzw. Schweißdrahts nicht. Nickel verhindert auch das Anhäufen der anderen Zusatzelemente zwischen den Grenzflächen der Kristallpartikel, das durch die selektive Oxydation der Eisenkomponente bei der Warmverformung hervorgerufen wird und wirkt daher im Sinne der Vermittlung der erwünschten Korrosionsbeständigkeit. Zur Gewährleistung von befriedigenden Warmverformungseigenschaften auch unter schwierigen Betriebabedingungen ist es erforderlich, eine untere Gehaltsgrenze von 0,30$ zu wählen, wohingegen bei einem Überschreiten der oberen Gehaitagrenze von 0,00$ die Korroaionabeatändigkeit der Stahllegierungen allmählich fortschreitend abnimmt. Dieser Bereich des Nickelanteils ist auch geeignet, ein angemessenes Gleichgewichtsverhältnis zu den Anteilsbereichen der anderen zulegierten Elemente auszubilden.

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Werden Elemente wie etwa Gu, Sb und Sn zulegiert, so bilden diese Elemente eine feste Lösung in Ferrit, und wenn dann'die Eisenkomponente vorrangig vor diesen Elementen einem Oxydtionsvorgang unterliegt, so erhöht sich 3ie Konzentration der festen Lösung an Cu, Sb und Sn, was schließlich zur Ausscheidung und Anhäufung dieser Elemente an den Korngrenzenflächen führt. Es v/ird angenommen, daß hierdurch an diesen Grenzflächen eine Schmelzpunkterniedrigung bewirkt wird, wodurch es dort dann zu einer Rißbildung kommt und schlechte Warmverformungseigenschaften verursacht werden. Dagegen hat ein Nickelzusatz die Wirkung, die rasche Oxydation des Eisens zu verhindern. Auch mischt sich das ausgeschiedene und an den Korngrenzflächen zusammengeballte Kupfer, Antimon und Zinn mit dem Nickel und bildet dabei Massen von hohem Schmelzpunkt, was zur Erhaltung der guten Warmverforraungseigenscliaften beiträgt.

Chemische Zusammensetzungen von typtischen Proben gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung und von Kontrollproben sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt:

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Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von typischen Proben gemäß der Erfindung und von Kontrollproben

Probe C Si Mn P S Cu Cr Ni Sb Sn Mo

A 0,12 0,21 0,40 0,017 0,015 0,34 0,54 - 0,48 (Kontrollprobe)

B 0,09 0,24 0,38 0,017 0,015 0,41 0,68 0,58 0,25 (erfindungsgemäße Probe)

C 0,11 0,28 0,35 0,018 0,015 0,30 0,48 0,64 0,42 (erfindungsgemäße Probe)

D 0,13 0,30 0,38 0,020 0,017 0,42 0,53 - 0,15 0,11 to, (Kontrollprobe)

S ^E °»¹5 0,31 0,42 0,019 0,014 0,41 0,53 0,54 0,17 0,12 C₀. (erfindungsgemäße Probe)

^ Έ 0,09 0,24 0,46 0,016 0,015 0,39 0,52 0,40 0,20 0,11 .^ (erfindungsgemäße Probe)

° G 0,13 0,19 0,45 0,012 0,015 - -

^J (Kontrollprobe)

<ö H 0,07 0,24 0,50 0,083 0,010 0,29 0,53 - - - 0,25 (Kontrollprobe)

I 0,07 . 0,55 0,98 0,036 0,010 - 18,68 8,48 (Kontrollprobe)

Jede dieser Proben wurde in einer Korroaionstestreihe jeweils für eine Zeitspanne von fünf Stunden in Schwefelsäuren unterschiedlicher Konzentrationen und unterschiedlicher Temperaturen eingetaucht. Die Untersuchungsergebniase sind in die nachstehende Tabelle 2 eingegangen. Wie aus dieser Tabelle zu entnehmen ist, zeigten die erfindungsgemäßen Proben, nämlich die Proben B,C,E,und F, die sämtlich Nickel enthielten-, eine geringere Korrosion als die Kontrollproben. In der Tabelle 5 bezeichnen die Prozentangaben ,jeweils die Konzentration der Schwefelsäure, die Angaben ⁰C beziehen sich auf die Schwefelsäuretemperaturen und die anderen Zahlenangaben liefern ein Maß für den Grad der Korrosion, ausgedrückt in rag/cm²/5Std.

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?. Taucb-korrosionsversuche, durchgeführt an

erfindungsgemäßen Proben und an Kontrollproben

Probe ————————————————Versuchsbedingungeη ττττττττττττττττττττττττττττ——————.—

0,49% 20%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

30⁰C 30⁰O 50⁰C 60⁰C 75⁰C 100⁰C 130⁰O 160⁰C "

tKontrollprobe) ^ ¹⁷'⁵ 37,5 13,2. 8,2 ~A 44V7 ~~

B 0,6 1,6 12,1 33,4 15,0 7,4 13,7 45,4

(erfindungsgemäße Probe)

C 1,1 2,4 19,7 42,2 14,3 8,2 15,6 48,1

(erfindungsgemäße Probe)

D 0,7 2,8 16,0 40,6 18,4 7,0 14,8 35,9 ο (Kontrollprobe)

Se 1.0 3,2 19,1 50,2 15,6 6,9 10,3 · 32,0

go (erfindungsgemäße Probe) ι

£ ? 0,8 2,4 17,2 48,1 17,0 9,2 18,0 37,6 -

*^ (erfindungsgemäße Probe)

P ^{G 2}»² 12,6 19,3 241,2 13,5 7,0 14,5 60,2 '

^J (Kontrollprobe)

<ö H 19,5 15,3 248,0 380,6 20,6 8,3 20,5 65,2

(Kontrollprobe)

I 0,04 2,0 65,7 229,6 176,2 179,6 208,7 42,7

(Kontrollprobe)

Diese Ergebnisse sind graphisch in Fig. 2 dargestellt.

Im Hinblick auf die Ermittlung der besonders spezifischen Eigenschaften der als Schweißstab oder Schweißdraht verwendbaren Stahllegierungen gemäß diesen Ausführungsformen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Ausschmelzens beim Brennschneiden, ausgedrückt als Prozentanteil des night ausgeschmolzenen Teils der Probe angewendet, bei dem das Probestück ohne Zuhilfenahme eines Spanndorns in eine Mannesmann-Bohrmaschine eingebracht und das Verhältnis desjenigen Längenanteils des Probestücks, in dem keine Rißbildung zu bemerken war, zur Gesamtlänge des Probestücks ermittelt und als maximale Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen !Teils bestimmt wurde. Bei einer Einstellung des Walzenzwischenraums der Mannesmann-Bohrmaschine auf 20 mm wurde ein kegelstumpfförraiges Probestück, das an dem einen Ende einen Durchmesser von 25 mm, an dem gegenüberliegenden Ende einen Durchmesser von 30 mm und eine Länge von 150 ram hatte, in den Walzenzwischenraum eingeführt und bearbeitet. Der Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils wurde beim Ausbleiben einer Rißbildung gleich 100$ gesetzt. Die maximale Ausschmelzung ergibt sich, indem man die Differenz zwischen der Gesamtlänge des Probestücks und der Länge desjenigen Teils, in dem eine Rißbildung auftrat, durch die Gesamtlänge der Probe dividiert und den so erhaltenen Quotienten in Prozent angibt. Gemäß diesem Verfahren wurden die in Tabelle 1 aufgeführten erfindungsgemäßen Proben C und P sowie die Kontrollproben A und I bei Temperaturen von .1150⁰C bzw. 1200⁰C durchbohrt und so ihre Eigenschaften hinsichtlich der Heißbearbeitbarkeit untersucht.

309816/0379 "" ¹² "

Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 3 und in Fig. 1 wiedergegeben. .

Tabelle 3: Maximale Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe

Probe Versuchstemperaturen in ⁰G

1150 1200 1_

A 32% 37% . 50%

(Kontrollprobe)

C 55 61 90

(erfindungsgemäße Probe)

ϊ¹ 54 60 63

(erfindungsgemäße Probe)

I 26 34 43

(Kontrollprobe)

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß durch einen Zusatz von Nickel zu ,der erfindungsgemäß als Schweißstab ψ oder Schweißdraht verwendbaren Legierung, welche verschiedene korrosionsverhindernde Elemente einschließlich Antimon enthält, Stahllegierungen mit wesentlich verbesserter Warmverformbarkeit erhalten.

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Makrogefüge von Probestücken, die dem oben aufgeführten Prüfungsverfahren unterworfen worden waren, sind in den Bildern gemäß Fig. 3 und 4 wiedergegeben, aus denen klar die hervorragende Beschaffenheit der inneren Struktur der erfindungsgemäß als Schweißstab oder Schweißdraht verwendbaren Stahllegierungen hervorgeht. Die Flexibilität der inneren Struktur eines jeden der in den Fig. 3 und 4 dargestellen Probestücke verliert sich mit abnehmender Temperatur des Probestücks, wobei die Grenzfläche zwischen den Körnern verwischt werden. Dieser Zustand ist deutlicher ausgeprägt in den in Fig. 3 dargestellten Kontrollproben, besonders bei dem rostfreien 18/8-Stahl, (Fig. 3b). Das in Fig. 3 gezeigte, Antimon enthaltende Probestück weist bei einer Temperatur von 125O⁰C, der zum Bohren geeigneten Temperatur, eine recht gute Beschaffenheit der inneren Struktur auf, doch belief sich hier die Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe, auf 50$. Demgegenüber zeigt Fig. 4 die innere Strukturbeschaffenheit der Probestücke C und F, die gemäß der Erfindung Nickel enthalten. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, sind hier sowohl die innere Strukturbeachaffenheit als auch die Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils, stark verbessert. Die prozentuale Ausachmelzung beträgt für die Proben C und F 90 bzw.

Die erfindungsgemäß als Schweißstab oder Schweißdraht verwendbaren Stahllegierungen eignen sich zum Schweißen von Stahlrohren oder Stahlplatten im Niedertemperaturbereich von Schweröl verfeuernden Kesselanlagen, bei welchen sich Betriebsbedingungen ergeben, in denen es zu einer Korroalon durch Schwefelsäure kommen kann.

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Ea wurde gefunden, daß Nickel enthaltende Stahllegierungen für die Anwendung als Schweißstäbe oder -draht heim Sauerstoff- oder Acetylengasschweißen geeignet sind. Ein solcher Schweißatab oder -draht kann auch bei Aufbrauch- oder Nichtaufbrauch-Schweißverfahren, beiapielaweiae beim Schutzgas-Lichtbogenachweißen mit Wolframelektroden, "Verwendung finden. Die Korrosion von Stahl oder Stahllegierungen, die durch die Einwirkung von Schwefelsäure oder auch durch eine Atmosphäre, die ein Schwefelsäure bildendes, korrodierendes Gas enthält, hervorgerufen wird, äußert sich besonders heftig an Schweißstellen, was in der Hauptsache auf deren metallurgiache Struktur und ihre Anordnung zurückzuführen ist, Nach dem Stand der Technik war es bisher unmöglich, auf Schweißstäbe oder -drähte zurückzugreifen, mit deren Hilfe man hätte Schweißstellen erzeugen können, die gegen die korrodierende Wirkung der Schwefelsäure Beständigkeit zeigten.

Die erfindungsgemäßen Schweißstäbe oder -drähte sind beaondera geeignet für die gegenaeitige Terschweißung von Muttermetallen, die eine hohe Beständigkeit gegen die durch Schwefelsäure verursachte Korrosion aufweisen, wozu beispielaweiae diejenigen Metallwerkatoffe zu rechnen sind, die eine Zusammensetzung entsprechend der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung haben, wobei die Schweißerzeugnisse dann eine homogene metallurgiache Struktur aufweiaen. Hierdurch wird die Herstellung geachweißter Erzeugnisae, wie beispielsweise Stahlplatten, Baustähle, Stahlrohre und dergleichen ermöglicht. Diese Produkte können in der gleichen Weise geschweißt und bearbeitet werden, wie es in anderen Fällen unter Verwendung handeleüblicher Schweißstäbe geschieht. Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde,

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"bilden Elemente wie Cu, Sb, Sn und dergleichen, wenn man sie den Stahllegierungen zusetzt, feste Lösungen in Ferrit. Werden die Legierungen aber auf hohe Temperaturen erhitzt, so wird angenommen, daß die Eisenkomponente vorrangig vor diesen Elementen oxydiert wird und Kupfer, Antimon und Zinn ausgefällt und an den Grenzflächen zwischen den Körnern abgelagert werden, wodurch die mechanische Festigkeit an diesen Grenzflächen herabgesetzt wird. Nun vermischt sich aber das in den erfindungsgemäßen Schweißstäben oder -drähten enthaltene Nickel mit dem ausgefällten und an den Grenzflächen zwischen den Körnern angehäuften Kupfer, Antimon und Zinn, wobei der Schmelzpunkt heraufgesetzt wird und somit ein hoher Grad von Schweißbarkeit erhalten bleibt. Tabelle 4 veranschaulicht eine bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Schweißstabes.

Tabelle 4: Chemische Zusammensetzung des Schweißstabes

Element

Prozentanteil

Si Mn

Cu Cr Ni Sb Sn

0,10 0,34 0,54 0,013 0,012 0,45 0,65 0,52 0,10

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Zur Untersuchung der Leistungseigenschaften und Korngrößen des neuartigen Schweißstabs wurden zwei Arten von Schweißstäben hergestellt, nämlich einmal ein Gasschweißstab GA 43 mit einer Zugfestigkeit von mehr als 44 kg/mm und einer Bruchdehnung von über 20$ für Flußstähle gemäß der japanischen Industrienorm (Japanese Industrial Standards, JIS, Nr. Z 3201 von 1963), und zum anderen der neuartige Schweißstab, wobei jeder der Schweißstäbe einen Durchmesser von 3,2 mm hatte. Es wurden zwei eine hohe Beständigkeit gegen Schwefelsäure aufweisende Stahlbleche der Abmessungen 5 x 100 χ 200 mm hergestellt, deren jedes 0,08$ Kohlenstoff, 0,19$ Silicium, O_?47$ Mangan, 0,012$ Phosphor, 0,013$ Schwefel, 0,42$ Kupfer, 0,50$ Chrom, 0,35$ Nickel und 0,11$ Antimon enthielt. Diese Bleche wurden dann nach dem Verfahren des einmaligen Überschweißens von Hand unter Verwendung von Sauerstoff und Acetylengas in Stumpfschweißung verbunden, wobei in ihrer Mitte eine 60°-V-Nabt entstand. Die so erhaltenen Probestücke der Abmessungen 3 x 20 χ 40 mm wurden maschinell nachbearbeitet und ihre Korrosionsanfälligkeit wurde durch fünfstündiges Eintauchen in Schwefelsäuren verschiedener Konzentrationen, die auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten wurden, geprüft. Die Versuchsergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle 5 und in den beigegebenen Lichttildaufnahmen der Pig. 4 dargestellt. Aus dieser Tabelle und aus den Lichtbildern geht hervor, daß die unter Verwendung des neuartigen Schweißstabes erhaltenen Schweißstücke eine hinreichende Korrosionsbeständigkeit haben.

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5
l2,5l®ll2_._i_?äH£li^2Ei2äi2H^ZSE^s.H2ii®_^a.H_.§2!iiliSi2^iÜ2^22

Prob e xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx —Vers u chsb ed ingungen

0,49%, 20%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 3O⁰C 30⁰C 50⁰C 60⁰C 75°C 100⁰C 130⁰C 160⁰C

unter Verwendung des neuartigen Schweißstabes erhaltene

Schweißstücke, 5,2 2,6 9,8 18,5 22,0 9,0 17,8 32,4 dazu: Nummer des Lichtbildes

in Fig. 5: (D (4) (6) (11) (13) (15) (18) (20) fjj —————————————— ———__——_ ________ _ — — — _— — — —— — -__ . £

° unter Yerwen-

-* dung eines kon-

°° ventionellen c

_m Gasschweißstabs

%^ für Flußstahl _

ο erhaltene

«*> Schweißatücke: 5,8 2,4 14,8 47,0 18,8 7,8 16,0 31,9 ι

*-* dazu: Nummer

<o _fleö T.-f nv^-i- .... ._. _{(5) (12) (14) (16) (17) (19)}

Anmerkung: Die Prozentangaben im Kopf der Tabelle 8 beziehen sich auf die jeweiligen Schwefel säurekonzentrationen, wobei die betreffende Schwefelsäure auf diedarunter angegebene Temperatur erhitzt wurde, und die nicht eingeklammerten Zahlenangaben der Tabelle beziehen sich auf den Gewichtsverlust der Probestücke infolge Korrosion, ausgedrückt in mg/0111^/5 Std.

VD

CO cn

Im allgemeinen zeigen Stahllegierungen des hier "benutzten Typs unter den Versuchsbedingungen: 40$ige Schwefelsäure, Temperatur von 5O⁰G, und 50%ige Schwefelsäure, Temperatur von 6O⁰C, hohe Korrosionswerte, so daß die Korroaionserscheinungen, die unter diesen Verauchsbedingungen erhalten werden, äußerst wichtig sind. Konventioneller Flußstahl zeigt im allgemeinen unter diesen Versuchsbedingungen Korrosionswerte von annähernd 100 bis' 400 mg/cm /5 Std., ao daß aus den in der obigen Tabelle 8 aufgeführten Zahlenangaben hervorgeht, daß die neuartige Schweißelektrode einen erheblichen Fortschritt auf dem Gebiet der Schweißtechnik anzeigt.

Hierbei soll klar verstanden werden, daß sich die oben aufgeführten Zahlenangaben auf den G-eaam.tkörper des ,jeweiligen Probestücks beziehen, und daß die Werte für die Schweißstelle selbst höher liegen als die in der Tabelle 5 aufgeführten Werte.

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Claims

- 19 Pa tentansprüche :

1. Schweißstab oder -draht, gekennzeichnet durch einen Gehalt von weniger als 0,15$ Kohlenstoff, weniger als 0,40$ Silicium, weniger ala 0,5$ Mangan, weniger als 0,03$ Phosphor, weniger als 0,03$ Schwefel, von 0,2 bis 0,6$ Kupfer, von 0,3 bis 0,9$ Chrom, von 0,05 bis 0,5$ Antimon oder Zinn oder beider Elemente zusammen sowie 0,3 bis 0,80$ Nickel und einen verbleibenden Restgehalt von Eisen und Verunreinigungen.

2. Schweißstab oder -draht, gekennzeichnet durch einen Gehalt von weniger als 0,15$ Kohlenstoff, von 0,20 bis 0,6$ Silicium, von 0,30 bis 1,50$ Mangan, weniger als 0,03$ Phosphor, weniger als 0,03$ Schwefel, von 0,20 bis 0,60$ Kupfer, von 0,30 bis 0,90$ Chrom, von 0,05 bis 0,30$ Antimon oder Zinn oder beider Elemente zusammen, von 0,30 bis 0,80$ Nickel und einen verbleibenden Restgehalt von lisen und Verunreinigungen.

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