DE1910267C

DE1910267C - Selenium electrode for arc welding

Info

Publication number: DE1910267C
Application number: DE19691910267
Authority: DE
Inventors: Masayasu; Kano Motomi; Fujisawa; Horiuchi Sho Kamakura; Kanagawa Arikawa (Japan)
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1968-03-02
Filing date: 1969-02-28
Publication date: 1973-01-25

Description

3 M 43 M 4

Natrium- und Kaliumchlorid, Rest Magnesium zu- Legierung der erfindungsgemäßen EtektriHle und derSodium and potassium chloride, the remainder being magnesium to alloy the EtektriHle and the invention

sammengeset7t ist. Menge von N in dem Schweißgut,is put together. Amount of N in the weld metal,

Bei Durchführung einer Lichtbogenschweißung von F i g. 2 eine graphische darstellung der Beziehung Stahl mittels der erfindungsgemäß zusammengesetzten zwischen der Menge an KCl und NaCl in der Al-Mg-Elektrode wird diese kontinuierlich längs einer in 5 Legierung der erfindungsgemäßen Elektrode und dem einem Wertstück angeordneten Rille durch geeignete Feuchtigkeitsgehalt des Al-Mg-Legierungspulvers.
Transportmittel geführt, wobei ein Lichtbogen zwi- Um die Beziehung zwischen der Menge an KQ und sehen der Elektrode und dem Werkstück überschlägt. NaCl in der AI-Mg-Legierung der Kernfüllung und der Das geschmolzene Metall der Elektrode bildet hierbei Menge von N im Schweißgut zu bestimmen, wird eine den Werkstoff der Schweißnaht: Wenn die Elektrode io automatische Schweißung mit freiem Lichtbogen derart geführt und geschmolzen wird, arbeiten die mittels der erfindungsgemäßen Seelenelektrode durchBestandteile der Kernfüllung wie folgt. Das Fluorid, geführt, deren Stahlmantel mit einer Menge von besonders CaF.,, bildet Schlacke, welche die Schweiß- 20% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode) raupe einschließt und formt. Mn dient als Desoxyda- an pulvriger Kernfüllung gefüllt ist. Die Kernfüllung tionsmhtel und wird dem Schweißnahtmetaii als eines x$ hat folgende Grundzusammensetzung (nachstehende der l.egierungsclemente zugeführt, Ni dient als söge- Prozentangaben beziehen sich auf das Gesamtgewicht nannter Austenilbildner. Die A!-Mg-l.egiemng dient der Elektrode):
zur Denitrierune. Auf Grund dieser Bestandteile derWhen performing an arc weld of FIG. 2 a graphical representation of the relationship between steel by means of the composition according to the invention between the amount of KCl and NaCl in the Al-Mg electrode, this is continuously measured along a groove arranged in the alloy of the electrode according to the invention and the value piece by suitable moisture content of the Al-Mg- Alloy powder.
Transport means guided, whereby an electric arc between- To see the relationship between the amount of KQ and the electrode and the workpiece flashes over. NaCl in the Al-Mg alloy of the core filling and the The molten metal of the electrode forms the amount of N in the weld metal to determine the material of the weld seam: If the electrode is guided and melted in this way with automatic welding with a free arc by means of the core electrode according to the invention by constituents of the core filling as follows. The fluoride, which has a steel jacket with an amount of CaF in particular, forms slag, which encloses and forms the welding bead (based on the total weight of the electrode). Mn serves as a deoxyda- is filled with a powdery core filling. The core filling and is added to the weld seam metal as a x $ has the following basic composition (the following is added to the alloy elements, Ni is used as the so-called percentages relate to the total weight of the austenile formers. The A! -Mg-l.egiemng is used for the electrode):
to denitrification rune. Due to these components of the

Kernfüllung erhält man somit eine Schweißnaht hoher cat-₂ β ίοWith the core filling, a weld seam with a high cat- ₂ β ίο is obtained

Qualität, du· unter zufriedenstellenden Schwcißhedin- 20 AIE3 ' όQuality, you · under satisfactory Schwcißhedin- 20 AIE3 'ό

gungen hergestellt werden kann. NaF ' '»can be produced. NaF '' »

Der Grund, warum die Al-Mg-Legierung als Des- Fe-Mn (70°■'„ Mn) 0,6 J₀ The reason why the Al-Mg alloy is called Des-Fe-Mn (70 ° ■ '"Mn) 0.6 J ₀

Oxydationsmittel erlimlungsgemäß benutzt wird, liegt ^h 0,6 ·/„Oxidizing agent is used according to the invention, is ^ h 0.6 · / "

darin, daß, wenn Al und Mg getrennt angewendei Eisenpulver 3,4°/₀ that, when Al and Mg separated angewendei iron powder 3.4 ° / ₀

werden, ein Sprühen und Spritzen nicht vermieden 25 Al-Mg-Legierung (4O⁰Z₀ Al) 3.2%spraying and spattering are not avoided 25 Al-Mg alloy (4O ⁰ Z ₀ Al) 3.2%

werden kann, weshalb ein einwandfreies Schweißen Ni 1.4 /₀ can be, which is why perfect welding Ni 1.4 / ₀

nicht möglich ist. Dies beruht darauf, daß die Joulsche <-^a^ ⁽⁾i 0,X°/„not possible. This is based on the fact that the Joule <- ^a ^ ⁽⁾ i 0, X ° / "

Wärme, die an der Drahtspit/e erzeugt wird, dasHeat generated at the tip of the wire, the

Drahtende schnell aufheizt, bevor das Drahtende die Die Ergebnisse dieser Schweißung sind in Fig. 1 den Lichtbogen bildende Stelle erreicht. Hierbei wird 30 dargestellt. Wie hieraus zu entnehmen ist, nimmt bei das Mg in der Kernfüllung r.chnell bis r.im Explosions- einem Ansteigen der Menge von KCI I NaCI der punkt oxydier» Wenn jedoch Al und Mg in der Kern- Gehalt an N in der Schweißnaht entsprechend ab. Dies füllung in Form einer t I-Mg-Legierung enthalten ist sehr wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß, sind, kann der vorgenannte Nachteil vermieden wer- wenn die K und Na enthaltende AI-Mj-Legierung in den, un^H ei ist möglich, das Schweißen mittels einer 35 der Kernfüllung benutzt wird, das Mg, welches dem Wechselstromquelle durchzuführen. Die Verwendung Lichtbogen ausgesetzt ist, beim Siedepunkt von der Al-Mg-Legierung als Desoxydationsmittel in der 1070"C verdampft wird und gleichzeitig mit K und Kernfülliing erg'bt im Vergleich zur getrennten Ver- Na vorhanden ist, die als lonisationsagenzien in der Wendung von Al und Mg eine Absenkung des Schmelz- Kernfüllung wirken, wodurch eine starke Lichtbogenpunktes dieser Bestandteile, wodurch tieren Desoxyda- 40 stabilisierung erzeugt wird. Der Lichtbogen wird somit tions- und Denitrierungswhkung gefördert wird. nicht gestört, und die flüssigen Metalltropfen an der Wenn Mg allein in der Kernfülliing der Drahteiektrcde Fudspitze der Elektrode werden in der gewünschten als Desoxydationsmi'tel enthalten ist, wird d^;^ Oxyda- Weise auf das Werkstück übertragen. Die Zeit, wähtion des Mg beschleunigt, wenn der Draht bei einer rcnd der die geschmolzenen Metalltropfen der Luft Temperatur von 3h0 bis 400⁰C beim letzten Herstel- 45 ausgesetzt sind, wird verkürzt, weshalb die in dem ablungsschritt »gebacken« wird. Ein derart hergestellter gelagerten Schweißmetall absorbierte Menge an N abDraht hat somit nicht die gewünschten Eigenschaften. nimmt.The end of the wire heats up quickly before the end of the wire reaches the point where the arc forms. Here 30 is shown. As can be seen from this, in the case of the Mg in the core filling, the point oxidizes quickly to r.in the explosion, but when the amount of KCI I NaCI increases, the amount of N in the weld seam when Al and Mg are in the core accordingly away. This filling in the form of a t I-Mg alloy is very likely due to the fact that the aforementioned disadvantage can be avoided if the Al-Mj alloy containing K and Na is in the, and ^H ei is possible, that Welding by means of a 35 of the core filling is used to carry out the Mg, which is the alternating current source. The use of an arc is exposed at the boiling point of the Al-Mg alloy as a deoxidizer in the 1070 "C is evaporated and at the same time with K and core filling results in comparison to the separate Ver Na is present as ionization agents in the turn of Al and Mg act to lower the enamel core filling, creating a strong arc point of these constituents, creating deoxy stabilization. The arc is thus promoted ionic and denitration action, is not disturbed, and the liquid metal droplets at the Mg alone in the Kernfülliing the Drahteiektrcde Fudspitze the electrode are contained in the desired as Desoxydationsmi'tel, is ^d;. ^ Oxyda- manner transferred to the workpiece the time wähtion of Mg accelerates when the wire at a rcnd which the molten metal droplets of the Air temperature of 3h0 to 400 ⁰ C during the last production 45 are exposed, is shortened, which is why the in the a step is »baked«. A stored weld metal produced in this way and absorbed by the amount of N abWire thus does not have the desired properties. takes.

Aus den vorgenannten Gründen wird bei der erfin- Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, kann somitFor the reasons mentioned above, as can be seen from the foregoing, the invention can thus

dungsgemäßcM Elektrode AI und Mg in Form einer bei Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrode eineaccording to the electrode Al and Mg in the form of a when using the electrode according to the invention

Al-Mg-Legierung benutzt. Bezogen auf «las Gesamt- 5" völlig zufriedenstellende Abschirnung ei zielt werden.Al-Mg alloy used. Completely satisfactory shielding is achieved in relation to "the total 5".

gewicht der Al-Mg-Legierung betragen die Bestand- Die Menge an Denitrierungspu'.vern, die mit den ande-weight of the Al-Mg alloy is the amount of Denitrierungspu'.vern that with the other-

teile an Al 35 bis 65°/₀ und an Mg 65 bis 35°'_O. Ein ren Bestandteilen der Kernfüllung gemischt werdenshare in Al 35 to 65 ° / ₀ and in Mg 65 to 35 ° ' ₀ . A ren constituents of the core filling are mixed

bevorzugtes Mischungsverhältnis von Al und Mg be- muß, uir. Fehlstellen und Löcher in der Schweißnahtpreferred mixing ratio of Al and Mg required, uir. Defects and holes in the weld

trägt 1:1. Bei Anteilen, die außerhalb der vorgenann- zu vermeiden, kann herabgesetzt werden, ohne daß diecarries 1: 1. In the case of shares outside of the above-mentioned limit, a reduction can be made without affecting the

ten Bereiche liegen, treten in etwa dieselben Nachteile 55 Anwendung eines Hilfsmittels wie Karbonat usw. er-The same disadvantages occur when using an aid such as carbonate etc.

auf, wie bei Verwendung von Mg allein. forderlich ist. Hieraus folgt, daß jede Beeinträchtigungon how to use Mg alone. is required. It follows that any impairment

Das pulverförmigc Denitrierungsmittel enthält als der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht, dieThe powdery denitrant contains as the mechanical properties of the weld, the

wesentlichen Bestandteil die erfindungsgemäße Al-Mg- andernfalls unvermeidbar ist, vermieden werden kann.essential component of the Al-Mg- according to the invention is otherwise unavoidable, can be avoided.

Legierung, d. h. eine Al-Mg-Legierung, die NaCI und Um ein derartiges Ergebnis zu erzielen (siehe F i g. 1),Alloy, d. H. an Al-Mg alloy containing NaCl and To achieve such a result (see Fig. 1),

KCl in einer Gesamtmenge von 0,006 bis.0,06°/₀ 60 ist es notwendig, daß die Al-Mg-Legierung KCl undKCl in a total amount of 0.006 to 0.06 ° / ₀ 60, it is necessary that the Al-Mg alloy KCl and

— bezogen auf daj Gesamtgewicht der Al-Mg-Legie- NaCl in einer Menge von wenigstens 0,006 Gewichts-- based on the total weight of the Al-Mg alloy NaCl in an amount of at least 0.006 weight

rung — enthält. Die Wirkung und die Vorteile, die prozent (bezogen auf das Gesamtgewicht der Al-Mg-tion - contains. The effect and the benefits, the percentage (based on the total weight of the Al-Mg-

sich auf Grund des besonderen erfindungsgemäßen Legierung) enthält. Wenn diese Chloride in nennens-due to the special alloy according to the invention). If these chlorides in noteworthy

Denitrierungsmitteis in der Kernfülliing der erfindungs- werter Menge in der Al-Mg-Legierung vorhanden sind,Denitrierungsmitteis are present in the core filling of the inventive amount in the Al-Mg alloy,

gemäßen Elektrode ergeben, sind nachstehend an Hand 65 steigt die in der Al-Mg-Legierung enthaltene Feuchtig-according to the electrode, are shown below on hand 65 does the moisture content in the Al-Mg alloy increase

der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt keitsmenge (s. F i g. 2). Es ist deshalb erforderlich, diesethe drawing explained in more detail. It shows the quantity (see Fig. 2). It is therefore necessary this

F i g. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung Bestandteile in einer Menge von nicht mehr alsO,O6°/oF i g. Fig. 1 is a graph showing the relationship of constituents in an amount of not more than 0.06%

zwischen der Menge an KCl und NaCI in der Al-Mg- zu verwenden. Ein besonders bevorzugter Bereich liegtbetween the amount of KCl and NaCl in the Al-Mg- to use. A particularly preferred range is

S 6S 6

bei 0,006 bis 0,025%. Hierbei haben K und Na Vorzugs- sind. Zum Vergleich sind aucli Ergebnisse von Schwei-at 0.006 to 0.025%. Here K and Na have preferred values. For comparison, results from welding

wcise ein Verhältnis von 1:1 (Oewichtslcile). K und ßungen mit herkömmlichen Elektroden aufgeführt.wcise a ratio of 1: 1 (weight scale). K and ßungen listed with conventional electrodes.

Na werden in der Form von Chloriden benutzt, da die Sämtliche Schweißungen wurden mit einem automati-Na are used in the form of chlorides, as the All welds are made with an automatic Zugabe von K und Na als Elemente zu der Al-Mg- sehen Schweißverfahren mit freiem Lichtbogen durch-Addition of K and Na as elements to the Al-Mg- see welding process with free arc through- Lcgicrung technisch schwierig ist. Die Zugabe dieser 5 geführt. Die Zusammensetzung der Kcrnfüllung ohneEligibility is technically difficult. The addition of these 5 resulted. The composition of the core filling without Bestandteile in ihren zusammengesetzten Formen zu den Anteil an der Al-Mg-Lcgierung und die Schwciß-Constituents in their composite forms to the proportion of the Al-Mg alloy and the Schwciß-

dcn anderen Bestandteilen der Al-Mg-Legierung ist bedingungen waren die folgende: ebenfalls nicht ratsam. Wenn die At-Mg-LegicrungThe other components of the Al-Mg alloy are the following conditions: also not advisable. When the At-Mg-Legicrung

mit der vorgenannten Zusammensetzung mit den Zusammensetzung der Kernfülliingwith the aforementioned composition with the composition of the core filling

anderen pulvrigen Bestandteilen der Kcrnfüllung ge- ίο (bezogen auf Elektrodcngcsamtgewichl)other powdery components of the filling (based on the total electrical weight)

mischt wird, ist es erforderlich, daß die Legicrungs- CaFj 8 bis 10°/„is mixed, it is necessary that the Legicr- CaFj 8 to 10 ° / "

menge 2 bis 5% (bezogen auf das Elektrodcngesaml- Fe-Mn (70°/₀ Mn) 0,6°/₀ Quantity 2 to 5% (based on the total amount of electrodes Fe-Mn (70 ° / ₀ Mn) 0.6 ° / ₀

gewicht) beträgt. Die Anwendung der Al-Mg-Legic- Ni 1 o/_o weight) is. The application of the Al-Mg-Legic-Ni 1 o / _o

rung in einer Menge unterhalb der vorgenannten Eisenpulver 4bis8°/₀ tion in an amount below the aforementioned iron powder 4 to 8 ° / ₀

Grenze bewirkt, daß keine ausreichende Wirkung als 15 SiO₂ 0 bis 1 °/₀ Limit causes no sufficient effect as a 15 SiO ₂ from 0 to 1 ° / ₀

Dcnitricrungsmitlcl vorhanden ist. Bei einem Überschreiten des vorgenannten Bereiches ergibt sich eine Bei jeder der Elektroden betrug die Gesamtmenge an Verringerung der Duktililäl der Schweißnaht. Es zeigt pulvriger Kernfüllung 21 °/o (bezogen auf das Elektrosich somit, daß ein Verlassen des genannten Bereiches dengcsamtgewicht). zu unerwünschten Ergebnissen führt. 20Dcnitricrungsmitlcl is available. If the aforementioned range is exceeded, the total amount of each of the electrodes was an Reduction of the ductility of the weld. It shows powdery core filling 21% (in relation to the electrical system, therefore, that leaving the stated range denotes the total weight). leads to undesirable results. 20th

In der nachstehenden Tabelle sind die Ergebnisse Schweißbedingungen:In the table below are the results of the welding conditions:

verschiedener Schweißungen enthalten, die mit Elck- 400 Amp. — 27 V (Wechselstrom) — vier SchichtenVarious welds included, with Elck- 400 Amp. - 27 V (alternating current) - four layers

trodcn durchgeführt wurden, die die erfindungsgcmäß Werk lücke:trodcn were carried out that fill the inventive work gap:

verwendete Al-Mg-Grundlcgierung enthalten, wobei Platten (19 mm dick) aus nicdriggekohltem StahlAl-Mg base alloy used, with plates (19 mm thick) made of low-carbon steel

Na und K in verschiedenen Mengen eingeschlossen 25 mit V-NuI mit einem Winkel von 50°Na and K in various amounts included 25 with V-NuI at an angle of 50 °

Elektrodeelectrode
Nr.No. Mengecrowd
an NaCl H KOof NaCl H KO
in der Al-Mg-in the Al-Mg
LcgicrungSolution Anteilportion
der Al-Mg-the Al-Mg
l.cgicrung an derl.cgicrung at the
KcrnfüllungFilling AI-AnteilAI share
in der Schweißin the sweat
nahtseam N-AnteilN part
in der Schweißin the sweat
nahtseam Röntgcn-
strahlcngütc
f ||C\ X-ray
radiation quality
f || C \ Kcrbschlag-Impact
Zähigkeittoughness AbsorbierteAbsorbed
Feuchtigkeithumidity (Gewichts(Weight (Gewichts(Weight (Gewichts(Weight (Gewichts(Weight (JIS)(JIS) (Gewichts(Weight prozent)percent) prozent)percent) prozent)percent) prozent)percent) (kg m/cm')(kg m / cm ') prozent)percent) 11 Spurensense 5,65.6 1,481.48 0,0380.038 11 4,14.1 0,30.3 22 0,0030.003 4,84.8 1,051.05 0,0370.037 44th 8,08.0 0,30.3 33 0,0060.006 3,63.6 0,710.71 0,0200.020 11 11,011.0 0,30.3 44th 0,010.01 3,63.6 0.700.70 0,0190.019 11 11,311.3 0,40.4 55 0,020.02 2,82.8 0,550.55 0,0200.020 11 19,719.7 0.60.6 66th 0,060.06 3,63.6 0,720.72 0,0180.018 11 10,510.5 0,80.8 77th 0,300.30 2,42.4 0,490.49 0,0170.017 55 20,620.6 33 88th 0,300.30 3,63.6 0,730.73 0,0160.016 66th 10,410.4 33

Anmerkung: Nr. 3 bis 6 erfindungsgemäße Elektroden.Note: Nos. 3 to 6 electrodes according to the invention.

Wie der Tabelle zu entnehmen, ergibt sich bei einer Schweißung mit Schweißelektroden, deren Al-Mg-Legierung weder Na noch K (s. Nr. 1) bzw. nur 0,003·/, an den Chloriden dieser Metalle (s. Nr. 2) enthält, daß der Röntgenstrahlcntest schwere Mängel der Schweißnaht aufzeigt (Nr. 2) oder die Kerbschlagzähigkeit unzureichend ist (Nr. 1 und 2). Die Schweißnaht ist somit praktisch nicht verwendbar. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Elektroden ergeben sich im Gegensatz hierzu jedoch ausgezeichnete Eigenschaften der Schweißnaht. Die Schweißnähte, die unter Verwendung der Elektroden Nr. 7 und 8 hergestellt worden sind, zeigen erhebliche Mangel im Hinblick auf die absorbierte Feuchtigkeit. Außerdem sind die Ergebnisse des Röntgcnstrahlenlestcs schlecht.As can be seen from the table, when welding with welding electrodes, the Al-Mg alloy is neither Na nor K (see No. 1) or only 0.003 · /, of the chlorides of these metals (see No. 2), that the X-ray test contains serious defects the weld seam shows (No. 2) or the notched impact strength is insufficient (No. 1 and 2). The weld seam is therefore practically unusable. When using the electrodes according to the invention result In contrast, the weld seam has excellent properties. The welds that are under Using the electrodes Nos. 7 and 8 made show significant deficiencies in this regard on the absorbed moisture. In addition, the results of the X-ray test are poor.

Der Grund, warum CaF₁, Mn und Ni z'isätzlich zu der Al-Mg-I.egicrung bei dci erfindungsgemäßen Elektrode zugegeben wird, ist folgend«.The reason why CaF ₁ , Mn and Ni are additionally added to the Al-Mg-I.egicrung in the electrode according to the invention is as follows.

Als Fluotid wird bevorzugt CaI₁ benutzt, obwohl an sich eine Vicl/ahl anderer lluoii Ic benutzt weiden könnte. Der Grund hietfüi liegt darin, daß bei Verwendung von CaF₁ das I lteßv τ mögen der Schlacke und die Schutmmhülliing de; Sthwrißraupc durch die Schlacke und dir Hcatlx-iü irlcil \ er bessert werden. _{CaI 1} is preferably used as the fluotide, although a number of other lluoii Ic could be used. The reason for this is that when CaF _{1 is used,} the I lteßv τ like the slag and the Schutmmhülliing de; Heatwash through the slag and you Hcatlx-iü irlcil \ er will be improved.

Außerdem kann die Schlacke leichter entfernt werden. Die Menge an CaF₁, die mil den anderen Bestandteilen der Kernfüllung gemischt werden muß. hängt von dei Menge an Ai-Mg-Legierung in der Kernfüllung ab Wenn die Kernfüllung eine Menge von 2 bis 5°,In addition, the slag can be removed more easily. The amount of CaF ₁ to be mixed with the other components of the core fill. depends on the amount of Al-Mg alloy in the core filling. If the core filling has an amount of 2 to 5 °,

(bezogen auf das Elektrodengesamtgewicht) an Al-Mg Legierung hat, kann die Menge an CaF, 0 bis 14·/, (bezogen auf dab Elektrodcngesamtgewicht) betragen Wenn die Merge an CaI", weniger als 6°/₀ (bezoger auf das Llcktrodengesamtgewichl) beträgt, sind duhas (based on the total electrode weight) of Al-Mg alloy, the amount of CaF, 0 to 14 · / amount (relative to dab Elektrodcngesamtgewicht) When the Merge at CaI "less than 6 ° / ₀ (bezoger the Llcktrodengesamtgewichl ) is you

Viskosität und Zähigkeit der Sclilacke zu hoch, so dai keine zufriedenstellende SchwciBraupenform erzieli wird, und es ergeben stell Luftlöcher in der Schweiß naht sowie Einschlüsse von unerwünschten Fremd stoffen. Wenn die Menge an CaF₁ 14°/₀ (bezogen aulThe viscosity and toughness of the varnish are too high, so that a satisfactory bead shape is not achieved, and there are air holes in the weld seam as well as inclusions of undesirable foreign substances. Aul When the amount of CaF ₁ 14 ° / ₀ (based

das Elektrodengesamtgewicht) übersteigt, sind di< Viskosität und Zähigkeit der Schlacke zu gering, un eine ausreichende Umhüllung der Schweißraupe zi erreichen, woraus eine unzureichende licarbcithaUeii resultien. Das in der ctiindungsgemäßcn ülcklrodithe total electrode weight), the viscosity and toughness of the slag are too low, un achieve a sufficient covering of the weld bead zi, from which an inadequate licarbcithaUeii results. That in the ctiindungsgemcn ülcklrodi

bzw. in der Kernfüllung enthaltene Mn wirkt wie eir übliches Dcsoxydationsmittcl. Dir Menge an Mi hängt in der Regel von Ίττ gewünschten Festigkeit dei Schweißung ab. Fifindungsgcmäß win! cine Men»or Mn contained in the core filling acts like a conventional oxidizing agent. You amount of Wed usually depends on Ίττ the desired strength dei Weld off. Finding a win! cine men »

von Mn von 0,1 bis 1,5 °/₀ (bezogen auf das Elcktrodengesamtgewicht) in Anwendung gebracht. Ni im Flußmittel dient als sogenannter Auslenitbildner. Da die Menge an Al, welches als Fcrritbildner wirkt, zunimmt, bewirkt der Austenitbildner eine Reduzierung der Größe der Kristalle des Schweißmctalles, wodurch die Festigkeil und die Kerbschlagzähigki.il der Schweißnaht erhöhl werden. Die Menge an Ni hängt von der Menge der Al-Mg-Legiening ab. Bei 2 bis 5⁰Z₀ (bezogen auf das Elcktrodengcsamtgcwichl)an Al-Mg-Legicrung beträgt die Menge an Ni 0,8 bis 2°/₀ (bezogen auf das Elektrodengesamtgcwicht). Wenn die Menge an Ni weniger als 0,8°/„ ist, ist die Schweißnaht sehr spröde. Außer den vorgenannten Bestandteilen kann die Kernfüllung der erfindungsgemäßen Elektiodc in manchen Fällen noch folgende Bestandteile aufweisen:(based on the Elcktrodengesamtgewicht) of Mn of 0.1 to 1.5 ° / ₀ brought into use. Ni in the flux serves as a so-called auslenite former. As the amount of Al, which acts as a ferrite former, increases, the austenite former causes the size of the crystals of the weld metal to be reduced, thereby increasing the strength and impact strength of the weld. The amount of Ni depends on the amount of Al-Mg alloy. At 2 (based on the Elcktrodengcsamtgcwichl) to 5 ⁰ Z ₀ to Al-Mg-Legicrung the amount of Ni is 0.8 to 2 ° / ₀ (based on the Elektrodengesamtgcwicht). If the amount of Ni is less than 0.8%, the weld is very brittle. In addition to the above-mentioned components, the core filling of the electrodes according to the invention can in some cases also contain the following components:

1. Al. Zr und Ti oder Legierungen hiervon als zuiätzliche Denitrierungsmittel.1. Al. Zr and Ti or alloys thereof as additional ones Denitrant.

2. Si. Cr, Co, B, V, W, C und Cu oder Legierungen hiervon als legierende Bestandteile.2. Si. Cr, Co, B, V, W, C and Cu or alloys thereof as alloying components.

3. TiO₂. SiO₂. AI₂O₃, MgO. ZrO₂, CaO, MnO, MnO₂. K₂O. Na₂O. CaCO₃, MgCO₃ und BaCO₃ als zusätzliche schlackenbildende Agenzien und/ oder3. TiO ₂ . SiO ₂ . Al ₂ O ₃ , MgO. ZrO ₂ , CaO, MnO, MnO ₂ . K ₂ O, Na ₂ O, CaCO ₃ , MgCO ₃ and BaCO ₃ as additional slag-forming agents and / or

4. Fe als ein das Schmelzen beschleunigendes Metall. *⁵ 4. Fe as a melting accelerating metal. * ⁵

ErfindunRsgemäß ist es erforderlich, daß die Menge an pulvriger Kernfüllung 10 bis 40"/₀ (bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode) beträgt. Die Gesamtmenge an CaF₂-Mn-Ni-AI Mg, die die wesentlichsten Bestandteile der Kernfüllung sind, beträgt wenigstens 55°/₀ (bezogen auf das Kernfüllungsgewicht). Die erfind ungsgemäße Kernfüllung kann somit auch nur aus den vorgenannten vier wesentlichen Bestandteilen bestehen. Zusätzlich zu diesen vier Bestandteilen könncn jedoch die vorgenannten Hilfsmittel vorhanden sein. Hierbei muß deren Menge weniger als 45⁰Z₀ (bezogen auf das Kernfüllungsgewichl) betragen. Die Menge an Dcnitricrungshilfsmiltcln. die den eigentlichen Dcnitricrungsmilteln zugegeben werden, muß weniger als 1⁰Z₀ (bezogen auf Elektrodengesamt-Rcwicht) betragen Die Menge an legierenden Elementen muß weniger als 1 °,'„ (bezogen auf Elektrodengesamigcwicht). die Menge an schlackenbildenden Hilfsmitteln muß weniger als 2°/₀ (bezogen auf Elektrodengesamtgcwicht) und die Menge an Eisenpulver muß weniger als 18⁰Z₀ (bezogen auf Elektrodengesamlgewicht) betragen.According to the invention it is necessary that the amount of powdery core filling is 10 to 40 "/ ₀ (based on the total weight of the electrode). The total amount of CaF ₂ -Mn-Ni-Al Mg, which are the most essential constituents of the core filling, is at least 55 ° / ₀ (based on the core composition weight). the erfind ungsgemäße core filling can therefore only the aforementioned four essential components exist. in addition to these four components könncn the aforementioned tools may be present. in this case, the amount thereof must be less than 45 ⁰ Z ₀ (based on the Kernfüllungsgewichl), respectively. the amount of Dcnitricrungshilfsmiltcln. which are the actual Dcnitricrungsmilteln added less than 1 ⁰ Z ₀ must (based on total electrode-Rcwicht) amount, the amount of alloying elements must be less than 1 °, '"(relative on Elektrodengesamigcwicht). the amount of slag-forming tools must be less than 2 ° / ₀ (based on Elektrodengesamtgcwicht) and Me The amount of iron powder must be less than 18 ⁰ Z ₀ (based on the total electrode weight).

Die Mciallhülle der zusammengesetzten Elektrode besteht aus einem Stahlmantel und kann auch eine andere als rohrförmigc Gestall aufweisen. So können z. B. Rippen, die sich nach innen radial erstrecken, vorhanden sein.The metallic shell of the composite electrode consists of a steel jacket and can also have a structure other than tubular. So can z. B. ribs that extend radially inward, to be available.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Ausführungsbeispiele.The following exemplary embodiments serve to explain the invention in more detail.

Beispiel 1
Flektrodenzusammenselzungexample 1
Flectrode composition

Drahtclcktrode mit 3,2 mm Durchmesser, bestehend aus 0.2 · 23 mm Streifen aus niedriggekohltem Stahl mit 0.03°/o C. 0.35 % Mn und 0,01 °/„ Si. Die Kcrnfüllung enthält folgende Bestandteile (Pro/entangaben bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode):3.2 mm diameter wire rod consisting of 0.2 x 23 mm strips of low carbon steel with 0.03 ° / o C. 0.35% Mn and 0.01 ° / "Si. The filling contains the following components (proportions based on the total weight of the electrode):

Schweißbedingungen Werkslücke:Welding conditions factory gap:

25 mm dicke Platten aus niedriggekohltem Stahl 400 Amp. — 26 V Stumpfschweißen25mm thick plates of low carbon steel 400 Amp. - 26V butt welding

VersuchsergebnisTest result

Röntgenstrahlen-! Keine FehlerX-ray! No mistakes

Zugfestigkeit 52 kg/mm² Tensile strength 52 kg / mm ²

»ο Kerbschlagzähigkeit 16,5 kg mZcin² »Ο notched impact strength 16.5 kg mZcin ²

Beispiel 2 Zusammensetzung der ElektrodeExample 2 Composition of the electrode

Drahtclektrode mil einem Durchmesser von 3.2mm, hergestellt aus demselben Stahl wie im Beispiel 1. Bestandteile der Kernfüllung (die prozentualen Angaben bezichen sich auf das Elektrodengesamtgewicht):Wire electrode with a diameter of 3.2 mm, made from the same steel as in Example 1. Components of the core filling (the percentages relate to the total electrode weight):

CaF₂ 8°/₀ CaF ₂ 8 ° / ₀

Fe-Mn 1 °/„ (Mn 70°/₀)Fe-Mn 1 ° / "(Mn 70 ° / ₀ )

Al-Mg 3,5°/₀ (Al 40°/₀, Chlorid O.O2°/o)Al-Mg 3,5 ° / ₀ (Al 40 ° / ₀ , chloride O.O2 ° / o)

Ni l°/₀ Ni 1 ° / ₀

Fc (Pulver) .. 6°/„Fc (powder) .. 6 ° / "

SchweißbedingungenWelding conditions

Werkstücke:Work pieces:

25 mm dicke Platten aus niedriggekohltem Stahl 380 Amp. - 25 V Stumpfschweißen25 mm thick plates of low carbon steel 380 Amp. - 25 V butt welding

VersuchsergcbnisseTest results

Röntgenstrahlentest Keine FehlerX-ray test No errors

Zugfestigkeit 51 kg/mm² Tensile strength 51 kg / mm ²

Biegetest GutBending test good

Kerbschlagzähigkeit 15 kg m/cm² Notched impact strength 15 kg m / cm ²

Beispiel 3 ElektrodenzusammensetzungExample 3 Electrode composition

Drahtelektrode mit 3,2 mm Durchmesser, hergestellt aus demselben Stahl wie im Beispiel 1. Bestandteile der Kernfüllung (die prozentualen Angaben bezichen sicli auf das Hlckirodengesamtgewicht):Wire electrode with 3.2 mm diameter, made of the same steel as in Example 1. Components of Core filling (the percentages refer to sicli on the total weight of the Hlckiroden):

CaF₂ 7°/₀ CaF ₂ 7 ° / ₀

Mn 0.3°/₀ Mn 0.3 ° / ₀

Al-Mg 2,5% (Al 60°/₀. Chlorid 0,03°/„Al-Mg 2.5% (Al 60 ° / _0. Chloride 0.03 ° / "

Fe-Zr l°/₀ Fe-Zr l ° / ₀

^4S4S

Ni Ni ■ I⁰Zo■ I ⁰ Zo Werkstücke:Work pieces: Platten aus niedriggekohltem. wePlates of low carbon. we Fe (Pulver) .Fe (powder). . 7,8 »/„. 7.8 »/" 19 mm dicke19 mm thick SchweißbedingungenWelding conditions chem Stahlchem steel V StumpfschweißenV butt welding 400 Amp. 27400 amp. 27

CaF, .
Mn ..
Al-MgCaF,.
Mn ..
Al-Mg

Ni ..Ni ..

1O⁰Z₀
0.5⁰Z₀
3°/₀ (AI1O ⁰ Z ₀
0.5 ⁰ Z ₀
3 ° / ₀ (AI

Chlorid 0.01 ·'„) VersuchsergebnisseChloride 0.01 · '") Test results

Röntgenstrahlentest Keine FehlerX-ray test No errors

Zugfestigkeit 54 kg/mm² Tensile strength 54 kg / mm ²

Kerbschlagzähigkeii 18 kg m cm² Notched impact strength 18 kg m cm ²

Beispiel 4 Elektroden/ usammcnsetzungExample 4 Electrode assembly

Drahlelektrode mit 2.4 mm Durchmevser, hergestc aus 0,2· 17-nim-Strcircn aus weichem Stahl η 0,04° „ C. 0,37 »/„ Mn und 0.01 ··, Si Bestandteile cWire electrode with 2.4 mm diameter, manufactured from 0.2 · 17-nim-Strcircn made of soft steel η 0.04 ° "C. 0.37" / "Mn and 0.01 ··, Si components c

209684/3209684/3

Kernfüllung (die prozentualen Angaben beziehen sich Aussehen der Schweißnaht AusgezeichnetCore filling (the percentages relate to the appearance of the weld seam excellent

auf das Elektrodengesamlgewicht): Struktur Keine Fehleron the total electrode weight): Structure No errors

C^ar?2 12% Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß aufC ^ar? 2 12% From the above it can be seen that on

^Fe"^Mn 0,5% (Mn 70%) 5 Grund des Gehaltes an Al-Mg-Legierung die Menge ^Fe " ^Mn 0.5% (Mn 70%) 5 based on the content of Al-Mg alloy the amount

^A';^Mg ³Vo (^{A1 5O}7o. Chlorid 0,02%) _{an N in der} Schweißnaht geringer ist als bei Verwen- ^A '; ^M g ³ Vo ( ^{A1 5O} 7o. Chloride 0.02%) _{of N in the} weld seam is lower than when using

^f¹ J °/o dung einer herkömmlichen zusammengesetzten Elek-^ f ¹ J ° / o formation of a conventional composite elec-

C^aO o/ trode. Außerdem kann die Gesamtmenge an Denitrie-C ^a O o / trode. In addition, the total amount of denitrification

Fe (Pulver) .. 4 /₀ rungsmiltel in der Kernfüllung geringer sein als in einerFe (powder) .. _4/0 rungsmiltel be lower in the core composition as in a

ίο Schweißnaht, die mittels einer herkömmlichen Elek-ίο Weld seam, which is made by means of a conventional elec-

Schweißbedingungen trode hergestellt wird. Hierdurch ergibt sich eineWelding conditions trode is established. This results in a

wesentlich bessere Duktilität der Schweißnaht. Diesignificantly better ductility of the weld seam. the

Werkstücke: erfindungsgemäße Elektrode vermeidet ferner dieWorkpieces: the electrode according to the invention also avoids the

16 mm dicke Platten aus weichem, niedrig- Nachteile, die bei herkömmlichen zusammengesetzten16 mm thick sheets of soft, low-consistency with conventional composite

gekohltem Stahl »5 Elektroden zum automatischen Schweißen mit freiemcarbon steel »5 electrodes for automatic welding with free

Amp. — 26 V horizontales Kehlschweißen und verdecktem Lichtbogen auftreten. Auf Grund derAmp. - 26 V horizontal fillet welding and hidden arcing occur. Due to the

Versuchsergebnisse genannten Vorteile ist die wirtschaftliche BedeutungderThe advantages mentioned in experimental results is the economic importance of the

Werkstückqualität Ausgezeichnet erfindungsgemäßen Elektrode sehr groß.Workpiece quality Excellent electrode according to the invention, very large.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

By the USA.-Patent 2 909 778 is a patent claim: Lichtbogenschweißve.fahren ^ ff ^^ 1JJ Vdem a protective cover

1. Core electrode for arc welding and which in the free "

of steel without inert gas with a steel jacket 5 can be. This well-known and a powdery core filling, characterized in that the ^L «^ is characterized by the fact that the core welding is filled with a special agent, based on the total weight of the works, which is based on the g "Chmierter Metal! the» eh electrode, from 6 to 14% of a cder of several self-consuming ^{ΕΙ <} * " ^οα * * ·" ™ · ^S ° ™ «£ m fluoride from the group of alkali, alkaline earth» a protective agent, which the Ajer * ^ r the metal and aluminum, especially calcium, oxygen and nitrogen to Lon * ™ * _a ^ ^e fluoride, 0.1 to 1.5% manganese, 0.8 to 2% nickel core electrode consists here, «« « J ^ J ™ · and 2 to 5% aluminum-magnesium alloy, the inside of which consists of a ^ Ä ^ Ä Tx , which consists of 35 to 65% aluminum, agent and the protective agent for the agent .sL 0.006 to 0.06% Sodium and potassium chloride. I ₅ Mn, u, ™, i-remainder is composed of magnesite and or V can be used as deoxidizing agents.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that T., B. Al. M ₆ . Si. L. and / or Ca ben, u ζ are AK denotes that the core filling Al, Ti and / or protective agents know Alum.n.umflu «^" ^ ^dc Zr as an additional denitrating agent in a halide of alkali or alkaline earth metals amount of less than 1 ''. (based on the ₂ o. Although the use of this ^ small electrode contains total weight). Soul electrode a ^ «^" Pf ⁸ ^ SjL Me _a ||

3. t electrode according to claim 1 or 2, characterized in fact, there is the disadvantage that there is metal characterized in that the core filling Si. Cr, Co, the weld bead> f. Still contains a certain amount of B. V, W. C and 'or Cu as an alloying agent in the agent residue. Welds, the diedurch an amount of less than 1% (prepared based on the known method a ₅ »earth · J" * ¹ ^"11 * ^nr" total electrode weight) contains the drawback of insufficient J-hlagfeligkut.

4. Electrode - according to one or more of the and notched impact strengths. There is, according to the preceding claims dadu: h characterized, the endeavor to improve siJi be " ^Γ " ^η £ ™ "- that the core filling is TiO ₂ , SiO ₂ . AKO ₃ , ZrO ,. To develop electrodes that do not require protection / gas protection MgO, CaO, MnO, MnO ₂ , KO, Na ₂ O, CaCO ₃ , 30. Mon. » m \. » η MgCO ₃ and / or BaCO ₃ in an amount of If the weld metal contains a certain amount of Ag ns less than 2% (based on the electrode - e.g. Al, Ti and / or Zr may contain elements with Combine nitrogen and oxygen, ⁸ 5 Efektiode according to one or more of the ie AIN, TiN and or ZrN, d'e em Joh «spe« h the preceding claims, characterized, 35 cal weight and high ^ ^me '. ^ ^U " J ^l1 · ^a "' ^w ^"; that the core filling Fe powder in an amount of form in the vicinity of the weld. It is hardly 2 to 18% (based on the total electrode - possible, these elements and compounds: n to be weighted), with the proviso that the total slag, which is why the weld seam due to the total amount of Fe powder and any previous remaining inclusions, in particular remaining additives according to claims 2 to 4, is left the ductility, if measured to be less than 45% of the core weld metal all Ti, Zr, Al, B and / or others that make up the weight of the prefill. mentioned elements in certain ^Men Bf ^ aIt result

6 electrode according to one or more of the thus a very low Kerbsch agzah.gkei, so The preceding claims, characterized in that for reasons of strength you.-application that the amount of core filling, based on the swelling mentioned, is not possible. Here in Total electrode weight, 10 to 40% and is one of the main reasons why d.e known that the aluminum-magnesium alloy has a limited total amount of welding electrodes in practice of sodium and potassium chloride in manure.

the size of 0.006 to 0.025%. Based on this state of technology, it is

50 therefore the object of the invention, an improved, itself self-consuming soul electrode for the light arc

welding steel in proposal to bring that one

Welding in the free ambient air without shielding gas is made possible and a high quality weld

The invention relates to a core electrode for 55 shows further comprising iü.sbesüiiders good mechanical layer arc welding of steel without shielding gas with strength and high impact strength also at nem steel sheath and a powdery core of an investigation with X-rays should kimeril _lung lci deficiency and error be reststellbar. Also should

Both a direct current and an alternating current arc welding process can be used for the automatic welding of steel come into use, 60 source can be used. ...

2i the carbon dioxide or another inert gas This object is achieved according to the invention

who used a mixture of these as a protective gas solved that the core filling, based on the total ■ _{lT (i} weight of the electrode, from 6 to 14% of one or

The use of the known welding process of several fluorides from the group of alkali and earth shielding gas is impaired by the fact that at 65 alkali metals and aluminum, especially calcium, wind speeds of over about 2 m / sec. fluoride, 0.1 to 1.5% manganese, 0.8 to 2% nickel and i, -e sufficient slot effect of the protective gas does not consist of 2 to 5% aluminum-magnesium alloy, which can be guaranteed. which consists of 35 to 65% aluminum, 0.006 to 0.06 / ₀