DE1916838B2

DE1916838B2 - Kernelektrode fuer das lichtbogenschweissen

Info

Publication number: DE1916838B2
Application number: DE19691916838
Authority: DE
Inventors: Thomas Joseph Middleburg Heights Ohio Black (V-StA.)
Original assignee: The Lincoln Electric Co, Cleveland, Ohio (VStA)
Priority date: 1968-04-03
Filing date: 1969-04-02
Publication date: 1977-12-15
Also published as: FR2005469A1; BE730986A; DE1916838A1; GB1268827A; US3566073A; DE1916838C3

Description

100,00%

Calciumfluorid	4,30%
Kaliiim-Silicium-Fluorid	0,18%
Magnesium	0,75%
Aluminiumoxid	0,75%
Magnesium	0,96%
Calciumcarbonat	0,38%
Aluminium	2,25%
GußeisenDulver

6. Kernelektrode nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

Calciumfluorid 3,89%

Kalium-Silicium-Fluorid 0,17%

Magnesium 0,87%

Calciumcarbonat 0,34%

Magnesiumoxid 0,68%

Aluminium 2,38% Gußeisenpulver

(4 bis 6% Kohlenstoff) 5,61%

Eisenpulver 2,04%

Bariumfluorid 1,02%

Rest: Elektrode 83,00%

100,00%

7. Kernelektrode nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

Calciumfluorid	4,52%
Magnesium	1,34%
Calciumcarbonat	1,27%
Magnesiumoxid	0,83%
Aluminium	2,15%
Gußeisenpulver
(2,5% Kohlenstoff)	0,79%
Bariumfluorid	1,24%
Eisentitan	0,03%
Eisenpulver	4,33%
Rest: Elektrode	83,50%

100,00%

Die Erfindung betrifft eine Kernelektrode für das Lichtbogenschweißen, die in ihrem aus Flußstahl

ι") bestehenden Elektrodenmantel ein Schweißmittel aufweist, welches als Hauptbestandteil mindestens ein hochreaktionsfähiges Desoxidationsmittel aus Magnesium, Aluminium, Zirkon, Titan, Calcium oder Lithium u.dgl. und mindestens eine Komponente der Stoffe:

so Aluminiumfluorid, Halogenide der Alkali- und Erdalkalimetalle mit Ausnahme von Barium und Strontium und/oder Stoffe, die sich in der Lichtbogenhitze unter Bildung solcher Halogenide zersetzen oder verbinden, enthält. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine

« Kernelektrode, die mit besonderem Vorteil für das automatische Schweißen in anomaler Schweißposition geeignet ist.

Unter automatischem Schweißen wird dabei der mechanische Vorschub einer endlosen Elektrode gegen

ho das Werkstück bei gleichzeitiger Seitenbewegung der Elektrode in Schweißrichtung zum Ablegen der Schweißraupe verstanden, wobei man je nachdem, ob die Seitenbewegung maschinell oder von Hand durchgeführt wird, von einer automatischen oder

h'> halbautomatischen Arbeitsweise spricht. Mit der Bezeichnung »anomale Schweißposition« ist gemeint, daß die Oberfläche des zu schweißenden Werkstücks zur Horizontalen geneigt ist, wobei ein Neigungswinkel von

0° die waagerechte Schweißposition, ein Neigungswinkel von 90" die senkrechte Schweißposition und ein Neigungswinkel von 180° die Überkopf-Schweißposi-• ion bezeichnet.

Kernelektroden, deren Schweißmittel schutzgasbildende Stoffe enthalten, sind an sich für das Schweißen in anomaler, d. h. in der geneigten Schweißposition gut geeignet, weil hier keine äußere Schutzgaszuführung unter Verwendung besonderer Druckbehälter, Druckreduzierventile u. dgl. vorgesehen zu werden braucht und infolgedessen auch kein schwerer und sperriger, mit Sehlauchanschli.ssen für die Gaszuführung versehener Schweißkopf benötigt wird. Außerdem braucht hier das Schweißmittel nicht unabhängig von der Elektrode zugeführt werden, was bei Werkstück-Neigungswinkel von über 45° schwierig, wenn nicht unmöglich ist. Allerdings steht bisher keine Kenelektrode zur Verfügung, mit der ein Schweißen in anomaler Schweißposition in zufriedenstellender Weise möglich ist.

Ein großer Teil der Schweißungen in anomaler Schweißposition wird an Dünnblechen od. dgl. ausgeführt. Bei solchen Werkstücken muß mit verhältnismäßig niedrigen Lichtbogenströmen gearbeitet werden, z.B. in der Größenordnung von 50 bis 100 A, um ein Durchbrennen der Bleche zu vermeiden. Bei den niedrigen Stromstärken wird aber der Lichtbogen instabil; er ist nicht mehr hinreichend scharf begrenzt und hat außerdem nur eine ungenügende Kraft, um die Schmelztröpfchen vom Ende der Elektrode entgegen der Wirkung der Schwerkraft in das Schweißbad übertreten zu lassen.

Ein weiteres schwerwiegendes Problem beim Schweißen in anomaler Position, insbesondere bei Schweißgut-Neigungswinkeln über 45°, besteht darin, daß die Schwerkraft auf das schmelzflüssige Schweißbad eine Seitenkraft ausübt, die, wenn sie die Oberflächenspannung des schmelzflüssigen Metalls übersteigt, zu einem Herauslaufen der Schmelze führt, wobei in der Oberfläche des Werkstücks ein Krater zurückbleibt.

Die bisher verwendeten Kernelektroden arbeiten am besten bei höheren Schweißströmen etwa zwischen 300 und 500 A. Bei solchen Stromstärken läßt sich aber ein Schweißen von Dünnblechen u. dgl. ohne Durchbrennen der Bleche nicht durchführen. Außerdem schmilzt bei diesen hohen Stromwerten soviel Metall ab, daß die Oberflächenspannung nicht mehr ausreicht, um das Schmelzbad an der Schweißstelle zu halten.

Bekannte Kernschweißelektroden enthalten ein Schweißmittel, das gewöhnlich aus Oxiden eines oder mehrerer Metalle, wie Magnesium, Titan, Zirkon, Aluminium, Silicium od. dgl. sowie aus mindestens einem hochreaktiven Desoxidationsmittel, wie Magnesium, Titan, Zirkon, Aluminium, Silicium, Calcium, Lithium u.dgl., und mindestens einem Halogenid eines Alkalioder Erdalkalimetalles oder Aluminiumfluorid besteht. Falls das Desoxidationsmittel ein Oxid in dem Schlackensystem erzeugt, können die genannten Oxide auch entfallen.

Eine Elektrode der vorgenannten Art wurde von der Anmelderin unter der Bezeichnung NS-3M entwickelt. Aber auch diese Kernelektrode hat bei kleineren SchweiBströmen schlechte Lichtbogeneigenschaften, so daß sic für das Schweißen von Dünnblechen in anomaler Schweißposition unbefriedigend ist. Außerdem ist die von einer solchen Kernelektrode erzeugte Schlacke so flüssig, daß es schwierig oder unmöglich ist, das Schmelzbad bei geneigter Schweißposition im Schweißbereich zu halten.

Aus der US-PS 31 77 340 ist z. B. eine Kernelektrode für das automatische oder halbautomatische Schweißen unter Kohlendioxid-Schutzgas bekannt, deren Schweiß- '> mittel u, a. Schlackenbildner, die eine vorwiegend aus den Alkali- und Erdalkalimetalloxiden bestehende basische Schlacke bilden, ferner Desoxidationsmittel, wie Silicium, Titan, Aluminium, Magnesium und Zirkon, sowie ein Fluorid und gegebenenfalls Legierungsbein standteile enthält, die Viskosität der Schlacke wird durch entsprechende Zugabe von Silicium, Titanoxid und Zirkonoxid eingestellt. Die mit diesem Schweißmittel erhaltenen basischen Schlacken sollen einen günstigen metallurgischen Effekt auf das Schweißmetall ausüben, da sie den Schwefelgehalt des Schweißmetalls herabsetzen und unter der Wirkung der Fluoride einen Teil des nach der Desoxidation noch verbleibenden Silieiums entfernen. Als Fluorid können Alkali- oder Erdalkalimetallfluoride, insbesondere Calciumfiuoride. verwendet werden, wobei ein Teil dieser Fluoride durch ein Fluorsilicat ersetzt werden kann, welches sich in der Lichtbogenhitze zu einem Gas und einem Fluorid aufspaltet. Als Fluorsilicat kann Kalium-, Natrium-, Barium-, Rubidium- oder Cäsiumfluorsilikat eingesetzt 2^r> werden, wobei der Anteil des Fluorsilicates und des Fluorides insgesamt mindestens 0,6 und höchstens 5% des Elektrodengesamtgewichtes ausmacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kernelektrode der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich für das 3» Schweißen in allen Schweißpositionen und bevorzugt in der anomalen Schweißposition eignet und die mit besonderem Vorteil für das Schweißen von Dünnblechen u. dgl. verwendbar ist.

Die erfindungsgemäße Kernelektrode kennzeichnet sich dadurch, daß das Schweißmittel bei einem Anteil an Desoxidationsmittel(n) von 1,64 bis 5,56% und einem Anteil der genannten Komponente(n) von 1,19 bis 12,41% als Schweißmittelzusatz Barium und/oder Strontium und/oder deren Verbindung(en) in einer M.enge von 0,l⁷ bis 5,1% enthält.

Die erfindungsgemäße Kernclektrode weist demgemäß ein Schweißmittel auf, das neben dem genannten schlackenbildenden und lichtbogenschützenden Stoffsystem, welches als Hauptbestandteile ζ. B. Calciumfluorid und hochreaktionsfähige Desoxidationsmittel, wie vor allem Magnesium und Aluminium und/oder deren Oxide, umfaßt, die mit dem Sauerstoff der Luft und des Schweißbades in das Schlackensystem eingehende Oxide bilden, als wesentlichen Schweißmittclzusatz Barium und/oder Strontium und/oder deren Verbindungen enthält, dieser Schweißmitteldurchsatz hat offenbar zwei wesentliche Funktionen: Er erzeugt bei verhältnismäßig niedrigen Schweißströmen einen Lichtbogen mit ausgeprägten Pinch-Effekt, worunter man in der Schweißtechnik bekanntlich einen elektromagnetischen Effekt versteht, bei dem sich der an dor Elektrodenspitze verflüssigende Werkstoff tropfenförmig abschnürt und dadurch den Werkstoffübergang vom Elektrodenende in das Schweißbad bewerkstelligt. Ferner scheint der genannte Schweißmittelzusatz eine Wirkung auf die Wärmeverteilung in dem Lichtbogen und auf die Zusammensetzung der Schlacke auszuüben, derart, daß sich eine wesentlich höhere Schlackenviskosität ergibt. Die hochviskose Schlacke neigt dazu, einen Damm zu schaffen, der das geschmolzene Metal! daran hindert, unter der Wirkung der Schwerkraft aus dem Schweißbad auszulaufen. Der Pinch-Effekt übt auf den Lichtbogen dagegen eine begrenzende Wirkung aus, so

daß selbst bei den verhältnismäßig niedrigen Strömen der Weikstoffübergang gewährleitst ist und damit das Ablegen einer schmalen Schweißraupe beim Schweißen von Feinblechen u. dgl. unterstützt wird. Bei den für die Dünnblechschweißungen u. dgl. niedrigen Stromstärken ist nicht nur der Einbrand, sondern auch die Menge des geschmolzenen Metalls im Schweißbad geringer, so daß die Oberflächenspannung des geschmolzenen Metalls insbesondere bei der erhöhten Viskosität ausreicht, um das Metallbad entgegen der Wirkung der Schwerkraft an der Schweißstelle zu halten. Andererseits arbeitet die erfindungsgemäße Kernelektrode aber auch gut bei stärkeren Strömen.

Es konnte festgestellt werden, daß das Schweißen in anomaler Schweißposition erheblich erleichtert wird, wenn die Schlackenviskosität so weit gesteigert wird, daß die Schlacke das schmelzflüssige Metall für längere Zeit am Ausbrechen aus dem Bad hindert. Dabei ergab sich, daß das Schweißen in anomaler Schweißposition mit einer Kernelektrode zufriedenstellend möglich ist, wenn die Schackenviskosität einen solchen Wert erreicht, daß die Badausfall-Zeit bei einer anomalen Schweißposition von 90° (vertikale Schweißposition) bei 0,11 Minuten oder darüber liegt. Wenn andererseits die Badausfall-Zeit 0,40 Minuten übersteigt, wird die Schlacke so hochviskos, daß ein Schweißen schwierig ist. Unter »Badausfall-Zeit« ist diejenige Zeitspanne zu verstehen, die beim Schweißen in der vertikalen Schweißposition vom Beginn der Lichtbogenbildung bis zu demjenigen Zeitpunkt verstreicht, zu dem das schmclzflüssige Metall und die Schlacke unter Schwerkraftwirkung aus dem Bad herausfällt. Mit der Erfindung wird eine Kernelektrode geschaffen, bei der das Schlackensystem eine so hohe Viskosität besitzt, daß die Badausfall-Zeit unter den genannten Arbeitsbedingungen, im folgenden als »Standard-Bedingungen« bezeichnet, zwischen 0,11 und 0,40 Minuten liegt.

Eine in vorgenannter Hinsicht vorteilhafte Kernelektrode nach der Erfindung kennzeichnet sich durch folgende Zusammensetzung des Schweißmittels (in % des Elcktrodengesamtgewichtes):
Halogenide der Alkali- oder
Erdalkalimetalle (mit Ausnahme
des Bariums und Strontiums) 1,19— 14,11
Oxide und Carbonate 0 -8,0

Desoxidationsmittel 1,64 — 5,56

Legicrungsbcst and teile, soweit
erforderlich, oder Eisenpulver
oder Gußeisen 0 -31,0

Barium und/oder Strontium

und/oder Verbindungen hiervon 0,17—5,10
Rest: Elektrode.

Mit besonderem Vorteil kann bei der erfindungsgemäßen Kernclektrode ein Schweißmittel folgender Zusammensetzung verwendet werden (Angaben in % des Elcklrodengesamtgcwichtes):
Calciumfluorid 1,19-12,41

Kalium-Silicium-Fluorid 0,00- 1,70

Magnesium 0,34—2,5

Calciumcarbonat 0,00 - 2,5

Magnesiumoxid 0,00— 2,5

Aluminiumoxid 0,00—3,0

Aluminium 1,3 —3,0b

Gußeisenpulver 0.00-10,03

Eisenpulver 0.00-20,0

Barium und/oder Strontium
und/oder Verbindungen
derselben 0.17-5,10

wobei das Gewicht der Schweißmittelbestandteile 11 bis 35% des Elektrodengewichtes beträgt.

Das Gußeisenpulver wird benötigt, um dem Schweißmittel Kohlenstoff zuzuführen, der im Gußeisen gewöhnlich in Anteilen von 2 bis 6% vorhanden ist. Durch Abstimmung der Anteile von Eisenpulver und Gußeisenpulver kann die gewünschte Kohlenstoffmenge der Schweißraupe zugeführt werden. Das Gewicht der Schweißmittelbestandteile beträgt, wie erwähnt, 11

κι bis 35%, vorzugsweise 13,5 bis 22,0%, des Elektrodengewichtes.

Wenn eine Kernelektrode nach der Erfindung gegen einen Punkt auf einem 6,32 mm dicken Blech in der vertikalen Schweißposition bei einer Schweißspannung von 22 V und einer Stromstärke von 250 A geführt wird, erzeugt sie ein Schmelzbad aus Stahl und Schlacke, das wenigstens 0,11 Minuten entgegen der Schwerkraft an der Schweißstelle verbleibt.

Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein kurzes Stück einer erfindungsgemäßen Kernelektrode in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 eine in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Kernelektrode verwendete Prüfvorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 3 ein Diagramm, das die für verschiedene Kernelektroden aufgetragene Badausfall-Zeit in Abhängigkeit von der Winkellage der Werkstückoberfläche

jo zeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Kern elektrode E besteht aus einem Stahlröhrchen 10, welches im Inneren das Schweißmittel 11 in dichter Pressung enthält. Das Röhrchen 10 ist vorzugsweise aus niedriggekohltem Stahl bzw. aus Flußstahl hergestellt. Es besteht aus einem nahtlosen Rohr oder ist aus einem Band gefertigt, dessen Ränder 12 sich überlappen oder vorzugsweise, wie dargestellt, stumpf gegeneinanderstoßen. Der Durchmesser der Elektrode kann 0,8 bis

to 4,0 mm, vorzugsweise 1,6 bis 3,2 mm, betragen Die Wandstärke der bevorzugten Elektrode wird derart gewählt, daß ihre Querschnittsfläche der Querschnittsfläche einer massiven Elektrode mit einem Druchmesscr von 1,47 bis 2,37 mm entspricht.

Fig. 2 zeigt eine Standard-Prüfvorrichtung zur Bestimmung der Viskosität des Schlackensystems und damit des Verhaltens einer Kernelcktrode unter anomalen Schweißbedingungen. Die Prüfvorrichtung besteht aus einem Tisch 20 mit einer einem Werkstück W zugewandten Oberfläche 21. Die gegenüberliegende Fläche des Tisches 20 trägt einen Fuß 22. der mit einem horizontalen Zapfen 24 an einem vertikalen, feststehenden Ständer 23 schwenkbar gelagert ist. Klemmvorrichtungen 25 dienen zum Festklemmen des Tisches 20 in jeder gewünschten Winkelposition, so daß die Oberfläche 21 aus einer horizontalen Lage von o° bis in eine vertikale Lage von 90" geschwenkt werden kann. In Fig. 2 ist der Tisch 20 in der 45°-Stellung in ausgezogenen Linien und in der 90"-Stellung in

hd strichpunktierten Linien dargestellt.

Das Werkstück W besteht aus einem Flußstahl-Blech mit einer Dicke von 6,35 mm, einer Breite von 50,8 nun und einer Länge von 458 mm. Es ist im Abstand von der Oberfläche 21 aui Kupierblöcken 30 befestigt, die eine

ι.■■ Breite von 76 mm, eine Dicke von 9,5 mm und eine Länge von 25,4 mm haben, diese Blöcke sind /wischen dem Werkstück Wund dem Tisch 20 derart angeordnet, daß ihre lange Kante mit den Rändern des Werkstückes

H' fluchtet. Zwingen C dienen zum Festhalten des Werkstückes Win wärmeleitender und elektrischleitender Verbindung mit den Kupferblöcken 30. Der die Elektrode £ vorschiebende und mit Strom versorgende Apparat ist eine gebräuchliche Handschweißpistole, die in F i g. 2 nur schematisch durch ein Paar Elektrodenzuführungsrollen 35 angedeutet ist, die von einem Elektromotor M angetrieben werden, der auf die jeweils gewünschte Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden kann. Die Zuführungsrollen 35 schieben die Elektrode E an Kontakten 36 vorbei, deren Enden sich in einem Abstand von 31,8 mm von der Oberfläche des Werkstückes W befinden. Dieser Abstand wird als »Elektroden-Überstand« bezeichnet.

Die dem Standard-Prüfverfahren unterworfenen Elektroden waren Kernelektroden der obengenannten Art mit einem Durchmesser von 2 mm, wie er bevorzugt für das Schweißen in anomaler Schweißposition vorgesehen wird.

Ein Gleichstromerzeuger G ist mit seiner negativen Anschlußklemme an die Kontakte 36 und mit seiner positiven Anschlußklemme an das Werkstück W angeschlossen. Bei dem Prüfverfahren wurde ohne seitliche Bewegung der Elektrode in Schweißrichtng, also lediglich mit dem Elektrodenvorschub gegen das Werkstück gearbeitet. Gemessen wurde die Badausfall-Zeit, beginnend mit der Lichtbogenbildung und endend mit dem Herausfallen des Schmelzbades unter Schwerkraftwirkung. Der für das Prüfverfahren verwendete Generator hatte eine solche Volt-Ampere-Kurve, daß seine Leerlaufspannung an den Ausgangsklemmen 30 V betrug. Bei einer Stromstärke von 250 A betrug die Spannung 22 V, und bei Kurzschluß lag die Stromstärke bei 750 A.

Die zu prüfende Elektrode E wurde eingeführt und gegen das Probewerkstück W vorgeschoben, wobei die Geschwindigkeit des Motors M so genau eingestellt wurde, daß der Schweißstrom 250 A betrug. Das an dem Werkstücktisch festgeklemmte Werkstück wurde dann durch Verschwenken des Tisches in die jeweils gewünschte Winkelposition gebracht. Die Elektrode wurde dann auf einer Bewegungsbahn rechtwinklig zur Oberfläche des Werkstückes W gegen dieses vorgeschoben. Mit der Bildung des Lichtbogens wurde die Zeitmessung eingeleitet. Bei dem einsetzenden Schweißvorgang bildete die Schlacke einen ringförmigen Damm, der das Schweißbad ringförmig umgab und stützte. Nach einer bestimmten Zeitspanne überwand das Gewicht der geschmolzenen Schlacke und des Metalls die Viskosität der Schlacke, so daß die Schlacke und das schmelzflüssige Metall aus dem Bad herausfielen. In diesem Zeitpunkt wurde die Zeitmessung unterbrochen. Die Versuche wurden für verschiedene Winkelpositionen wiederholt und es wurde dann die Badausfall-Zeit für jede Testelektrode in Abhängigkeit von der anomalen Schweißposition aufgetragen. Diese Ergebnisse sind in F i g. 3 dargestellt.

Die Kurve 50 gibt die Ergebnisse der vorgenannten bekannten Elektrode NS-3M wieder. Bei einer Schweißposition von 90° lag die maximal erreichbare Badaus- t>o fall-Zeit bei 0,09 Minuten. Diese Zeitspanne wuchs nur geringfügig an, wenn der Werkstück-Neigungswinkel auf 60° vermindert wurde. Bei weiterer Verminderung des Werkstück-Neigungswinkels war dann eine deutliche Zunahme der Badausfall-Zeit zu verzeichnen. Die h5 Kurve 50 zeigt, daß die bekannte Kernelcktrode für das Schweißen in anomaler Schweißposition, insbesondere im Bereich von 90", ungenügend ist.

Die Kurve 51 zeigt die Ergebnisse, die mit der weiter unten angegebenen Kernelektrode 1 nach der Erfindung erhalten wurden. Wie erwähnt, arbeitet eine Elektrode in allen anomalen Schweißpositionen zufriedenstellend, wenn die Badeausfall-Zeit in der vertikalen schweißpositon 0,11 Minuten oder darüber liegt. Die Zeitspanne der Kurve 51 der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kernelektrode ist annähernd 110% größer als die Zeitspanne bei der Kurve 50 bei vertikaler Schweißposition.

Die Kurve 52 zeigt die Ergebnisse, die mit der weiter unten angegebenen Kernelektrode Vnach der Erfidung erhalten wurden. Bei der vertikalen Schweißposition ist die Badausfall-Zeit hier annähernd 144% größer als bei der Kurve 50. Das Schlackensystem der Kernelektrode V besitzt eine höhere Viskosität, so daß das Schweißen mit ihr in einigen Anwendungsgebieten etwas schwieriger wird. Es wird angenommen, daß die obere Grenze der Viskosität bei den gebräuchlichen Anwendungsgebieten bei etwa 0,40 Minuten Badausfall-Zeit liegt.

In der US-PS 29 09 778 ist im Beispiel 12 als Schweißmittelzusatz Bariumfluorid aufgeführt, wobei das Schweißmittel hier aber keine zusätzliche Fluoride enthält. Eine Elektrode mit diesem Schweißmittel, jedoch mit hinzugefügter Eisenpulvermenge von 10%, wurde dem Standard-Prüfverfahren unterworfen. Dabei ergab sich die Kurve 53. Die Ergebnisse dieser bekannten Kernelektrode sind deutlich schlechter als die Ergebnisse der ebenfalls bekannten Kernelektrode gemäß Kurve 50.

Anschließend wurde das vorgenannte Schweißmittel dahingehend modifiziert, daß die Menge des Eisenpulvers auf 193% des Elektrodengesamtgewichts erhöht wurde, wodurch die Schweißmittelmenge insgesamt auf 24,52% des Elektrodengesamtgewichts angehoben wurde. Die mit dieser Elektrode erzielten Ergebnisse sind in Kurve 54 aufgetragen. Sie sind noch schlechter als diejenigen der Kurve 53.

Bei den Schweißmittel nach Beispiel 12 der genannten US-PS 20 09 778 wird Bariumfluorid als Schutzmittel verwendet, während bei der erfindungsgemäßen Kerneleklrode als Schutzmittel vorzugsweise Calciumfluorid eingesetzt wird. Magnesium und Aluminium wirken hier als Reduktionsmittel, während ihre Oxide gemeinsam mit Barium oder Strontium bzw. deren Verbindungen die Schlackenviskosität beeinflussen. Aus dem Vergleich ergibt sich, daß die Verwendung von Bariumfluorid allein nicht die gewünschten Ergebnisse hinsichtlich Schlackenviskositäl und Pinch-Effekt liefert. Es wird vielmehr angenommen, daß die höhere Viskosität bei der erfindungsgemäßen Kernelektrode aus der Kombination aller Verbindungen in dem Schlackensystem herrührt, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Hitzeverteilung im Lichtbogen, die Erstarrungstemperaturen und die Viskosität der geschmolzenen Schlakkenmischung bei Änderung der etsprechenden Anteile der verschiedenen Stoffe variieren.

Im folgenden sind einige Schweißmittel angegeben die bevorzugt bei erfindungsgemäßen Kernelektroder verwendet werden können (Angaben in % des Elektrodengesamtgewichtes):

Elektrode I

Calciumfluorid	4,30%
Kalium-Silicium-Fluorid*)	0,18%
Magnesiumoxid	0,75%
Aluminiumoxid	0,75%
Calciumcarbonat	0,38%
Magnesium	0,96%
	709 550/6

Aluminium
Gußeisenpulver**)
Bariumfluorid
Abgleich-Elektrode

*) Bestehend aus:
Silicium
Kalium
Fluor
Verunreinigungen

*·) 4 bis6% Kohlenstoff.

2,25%

4,30%

1,13%

85,00%

100,00%

12,7%

35,0%

51,0%

1,3%

100,00% Eine andere Schweißmittel-Zusammensetzung, ebenfalls zufriedenstellend arbeitet, ist folgende:

Der Gesamtgewichtsprozentsatz der Schweißmittelbestandteile im Verhältnis zum Gesamtgewicht der Elektrode kann zwischen 11% und 35% liegen; er beträgt jedoch vorzugsweise 13,5 bis 22,0%.

Bei anderen Schweißmittel-Zusammensetzungen nach der Erfindung wird das Bariumfluorid der oben angegebenen Zusammensetzung durch folgende Stoffe ersetzt:

Elektrode II	Bariumtitanat	Elektrode III	Bariumcarbonat	Elektrode IV	Bariumfluorid	Elektrode VI	Strontiumfiuorid	1,02%
Bariumtetraaluminid	Elektrode VII
Elektrode V		1,02%

1,02%

1,53%

1,02%

Calciumfluorid	3,89%
Kalium-Silicium-Fluorid	0,17%
Magnesium	0,87%
Calciumcarbonat	0,34%
Magnesiumoxid	0,68%
Aluminium	2,38%
Gußeisenpulver
(4 bis 6% Kohlenstoff)	5,61%
Eisenpulver	2,04%
Bariumfluorid	1,02%
Abgleich-Elektrode	83,00%

100,00%

Es ist zu bemerken, daß bei allen aufgeführten Ausführungsbeispielen eine Barium- oder Strontiumverbindung zu finden ist. Eine ausgedehnte Serie von Versuchen hat ergeben, daß keine anderen Elemente als Barium oder Strontium die Viskosität der Schlacke erhöhen, um die für die vorliegende Erfindung notwendigen Ergebnisse zu liefern.

Ein weiteres Schweißmittel, welches bei der erfin dungsgemäßen Kernelektrode eingesetzt werden kann besteht aus folgenden Bestandteilen:

Calciumfluorid

Magnesium

Calciumcarbonal

Magnesium

Aluminium

Gußeisenpulver

(2,5 Kohlenstoff)
Bariumfluorid
Eisentitan
Eisenpulver
Rest: Elektrode

4,52% 1,34% 1,27% 0,83% 2,15%

0,79% 1,24% 0,03% 4,33% 83,50%

100,00%

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kernelektrode für das Lichtbogenschweißen, die in ihrem aus Flußstahl bestehenden Elektrodenmantel ein Schweißmittel aufweist, welches als Hauptbestandteil mindestens ein hochreaktionsfähiges Desoxidationsmittel aus Magnesium, Aluminium, Zirkon, Titan, Calcium oder Lithium u.dgl. und mindestens eine Komponente der Stoffe: Aluminiumfluorid, Halogenide der Alkali- und Erdalkalimetalle mit Ausnahme von Barium und Strontium und/oder Stoffe, die sich in der Lichtbogenhitze unter Bildung solcher Halogenide zersetzen oder verbinden, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißmittel bei einem Anteil an Desoxidationsmittel(n) von 1,64 bis 5,56% und einem Anteil der genannten Komponente(n) von 1,19 bis 12,41% als Schweißmittelzusatz Barium und/oder Strontium und/oder deren Verbindung(en) in einer Menge von 0,17 bis 5,1% enthält.

2. Kernelektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung des Schweißmittels (in %des Elektrodengesamtgewichtes):
Halogenide der Alkali-oder

Erdalkalimetalle (mit Ausnahme

des Bariums und Stromtiums) 1,19— 14,11
Oxide und Carbonate 0 -8,0

Desoxidationsmittel 1,64 — 5,56

Legierungsbestandteile, soweit

erforderlich, oder Eisenpulver

oder Gußeisen 0 —31,0

Barium und/oder Strontium

und/oder Verbindungen hiervon 0,17 — 5,10
Rest: Elektrode.

J. Kernelektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung des Schweißmittels (in % des Elektrodengesamtgewichtes):
Calciumfluorid 1,19-12,41

Kaüum-Silicium-Fluorid 0,00—1,70

Magnesium 0,34 — 2,5

Calciumcarbonat 0,00 — 2,5

Magnesiumoxid 0,00—2,5

Aluminiumoxid 0,00 — 3,0

Aluminium 1,3 -3,06

Gußeisenpulver 0,00-10,03

Eisenpulver 0,00-20,0

Barium und/oder Strontium

und/oder Verbindungen

derselben 0,17-5,10

wobei das Gewicht der Schweißmittelbestandteile 11 bis 35% des Elektrodengewichtes beträgt.

4. Kernelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Barium in Form von Bariumfluorid, Bariumtitanat, Bariumcarbonat oder Bariumtetraaluminid und Stromtium in Form von Strontiumfluorid vorgesehen ist.

5, Kernelektrode nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

(A bis 6% Kohlenstoff)
Bariumflourid
Rest: Elektrodenstahl

4,30%

1,13%

85,00%