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ELECTRODENDRAHT ZUM GUßEISENSCHWEIßEN Die Erfindung bezieht sich
auf Elektrodendrähte zum Gußeisenschweißen, insbesondere auf Elektrodendrähte um
Gußeisenschweißen, die einen Mantel aus niedriggekohltem Stahl besitzen, welcher
mit einem pulverförmigen Gemenge ausgefüllt ist.
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Der vorgeschlagene Draht istlfUr die Schweißung von Erzeug nissen
aus modifiziertem Gußeisen mit kugeligem Graphit bei der Herstellung unlösbarer
Schweißverbindungen für die Ausbesserung verschiedener Eisengußfehler, für die Reparatur
von Erzeug nissen aus hochfestem und grauem Roheisen sowie zum Aufschweißen von
verschleißfesten Gußeisenschichten bestimmt.
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Es ist ein Elektrodendraht zum Gußeisensohweißen bekannt, der einen
Mantel aus niedriggekohltem Stahl besitzt, welcher mit einem pulverförmigen Gemenge
ausgefüllt ist, dem Graphit, Ferrosilizium, Ferromangan, Ferrotitan, Aluminiumpulver
und Eisen~ pulver angehör en (Urheberschein Nr, 163687, Kl. H 053, 21h, 30, ausgegeben
in der UdSSR),
In dem mit Hilfe des bekannten Elektrodendrahts aiifge
schweißen metall ildt sich je nach den technologischen Schweißmethoden interdendritischer
eutektischer oder feinlamellarer Graphit. Folglich ermöglichtes der bekannte Draht
nicht, im Nahtwerkstoff GraphLt von kugeliger (giobularer) Form zu erhalten.
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Bekannt sind nuch Einzelelektroden, mit deren Hilfe Nahtwerkstoff
mit kugeligem Graphit erhalten wird (Patent der Ungarischen Volksrepublik Nr. 151148,
Ki. 49h 34-3'7, B 23 KT) und die in ihrem Bestarld eine komplizierte aus drei Komponenten
bestehende Gruppe von Modifizierungsmitteln enthalten. Jedoch ist die Verwendung
von Einzelelektroden wegen niedriger Leistung, großer Verluste an Auftragsschweißgut
und der erforderlichen hohen Qualifikation des SchweLßers unwirtschaftlich.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die F3eseitigurlr der erwähnten
Nachteile.
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Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, einen
Elektrodendraht zum Gußeisenschweißen zu schaffen, welcher es ermöglicht, Nahtwerkstoff
mit Rugel Graphit bei Vereinfachung der Drahtzusammensetzung hinsichtlich der Gruppe
von Modifizierungsmitteln zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird durch Anwendung eines Elektrodendrahts zum Gußenschweißen
gelöst, der einen Mantel aus niedriggekoh1-tem Stahl besitzt, welcher mit einem
pulverförmigen Gemenge ausgefüllt ist, dem Graphit, Ferrosilizium und Ferromangan
angehören, und bei dem gemäß der Erfindung außer den genannten -Bestandteilen das
Gemenge auch noch Silikokalzium in einer Menge enthält, die erforderlich ist, um
Nahtwerkstoff mit kugeligem Graphit zu erhalten.
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Die günstigste Lösung kann erreicht werden, wenn ein Elek
trodendraht
zur lsnwendung gelangt, welcher (in Gew.?) enthält: Graphit von 5,2-bis 7,8 Ferrosilizium
von 1,3 bis 6,7 Ferromangan von 0 bis 3,7 Silikokalzium von 5,6 bis 17,0 der Rest
ist niedriggekohlter Stahl.
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Nachfolgend wird die Erfindung durch eingehender Beschreibung erläutert.
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Das Vorhandensein von Silikokalzium (5,6-17,0) in der Zusammensetzung
des erfindungsgemäßen Drahtes gewährleistet den Übergangin den Nahtwerkstofdes sphäroidisierenden
(giobularisierenden) Elements Kalzium in einer Menge, die für die Herstellung von
Graphiteinschlüssen kugeliger Form notwendig ist. Das vorhandene Kalzium, welches
mit Schwefel in Verbindung tritt, gestattet es, den Schwefelgehalt in Schweißgut
sehroff zu ver-.
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mindern, wodurch eine der Bedingungen zur Bildung der Graphit einschlüsse
kugeliger Form geschaffen wird.
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iNuBerdem hat sich das Vorhandensein von Kalzium, welches ein gutes
lonisierungsmittel ist, auf die Verbesserung der technologischen Eligenschaften
des Elektrodendrahtes günstig ausgewirkt: der elektrische Lichtbogen wird leicht
erregt und brennt stabil sogar bei Anwendung von Kleinströmen, die Übertragung des
Elektrodenmetalls geschieht in Form von feinen Tropfen, wobei nur eine geringe Verspritzung
zu verzeichnen ist.
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Da Silikokalziutn in den Nahtwerkstoff auch noch Silizium einführt,
wurde es möglich, die untere Grenze des Ferrosiliziumgehalts rgenüber dem bekannten
Draht zu vermindern.
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Die Erweiterung der Grenzen des Ferromangangehaltes (bis 3,7%) gegenüber
dem bekannten Elektrodendraht, der o,s-i,y% Ferromangan
enthält,
ist für die Steuerung des Gefüges der metallischen Basis beim Aufschweißen erforderlich.
Diesrbesteht darin, daß bei Erhöhung des Mangangehalts die Menge von Ferrit ab-und
die Menge von Perlit imGußeisen zunimt. Hierdurch wird es möglich, die Festigkeit
und die plastischen Eigenschaften des Nahtwerkstoffs 3e nach den gestellten Anforderungen
an die Schweißverbindung zu verändern, Aus dem erfindungsgemäßen Draht sind im Vergleich
mit dem bekannten Draht Ferrotitan und Aluminiumpulver ausgeschlossen.
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Dies ist dadurch hervorgerufen, daß Titan und Aluminium Antiglo bularisatoren
sind und bei ihrer Anwesenheit wäre es notwendig gewesen, Selte 4 den in den Draht
zusätzlich einzuführen (z,B, Zerium, Lanthan u.a.), um den schädlichen Einfluß von
Titan und Aluminium auf den Globularisationsprozeß des Graphits zu nelÆtralisieren,
Im Vergleich mit dem bekannten Einzelelektroden für die Herstellung von Nähten mit
Einschlüssen Graphits kugeliger Form sind nus der vorgeschlagenen Zusammensetzung
des Drahts Bestandteile, welche Magnesium, Zerium, Aluminium, die Verbindung Na2B407
enthalten, sowie schlackenbildende und ionisierende Komponenten ausgeschlossen.
Aluminium ist als Antiglobularisator ausgeschaltet, weshalb auch die Notwendigkeit
entfällt, Zerium zu verwenden. Der Magnesium enthaltene Bestandteil ist aus dem
Grunde ausgeschlossen, da gei dem erfindungsgemäßen Draht die Funktion des sphäroidisierenden
Elements <Kalzium> erfüllt.
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Im Ergebnis der Schweißung mit dem erfindungsgemäßen Elektrodendraht
mit Hilfe offenen Lichtogens bei einer Stromstärke von 280-540A und einer Bogenspannung
von 20-DOV ist der Graphit im behweißgut kugelig, wobei die Globulite vorwiegend
eine reguläre
Gestalt und einen Durchmesser von unter 40/m haben.
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Der von den Grahiteinsch1Ussen einanommene Flächeninhalt (der letztere
wird durch .den von diesen Einsokilissen am Mikroschliff eingenommenen mittleren
prozentualen Flächenanteil bestimmt, wobei er an mindestens drei Stellen gemessen
wird) schwankt in den Grenzen zwischen 3 and 12, In Abhängigkeit von dem Anteil
des Grund- und des Zusatzwerkstoffs des Elektrodendrahts enthält das Schweißgut
(in Gew.%) 2,8...3,65 Kohlenstoff, 3,5...4,5 Silizium, 0,38...1,14 Mangan, 0,02....0.06
Schwefel und 0,028-0,07 Phosphor.
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Die Festigkeitswerte des Nahtwerkstoffs sind denen des Grund~ kp
werkstoffs nahe(40...70 @/mm² ohne Verwendung einer thermischen Spezialbehanlung),
was durch die Möglichkeit der Erzielung des gleichen Gefüges der metallischen Basis
und der Form der Graphiteinschlüsse im Schweißgut und Grundwerkstoff bestimmt wird.
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Ohne Spezialheizung ist das Schweißgut von dem Grundwerkstoff fast
nicht zu unterscheiden, da die Farbe des Schweißguts der des Grundwerkstoffs nahkommt.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein konkretes
beispiel ihrer Ausführung betrachtet.
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Nr. der Gehalt der Bestandteile, Gew. % Draht- Graphit Ferro- Ferroman-
Siliko- niedriggekohl zusam- sili- gan kalzium ter Stahl menset- zium zung 1 7,8
6268 2,5 9,02 74 2 5,2 6,68 1,06 13,06 74 3 7,8 1,3 - 16,90 74
Die
Bestandteile des Gemenges im Elektrodendraht (Graphit, Ferrosilizium, Ferromangan
und Silikokalzi;tim) werden bis zu einem Zustand zerlrleinert, bei dem der Gehalt
an staubförmigen Teilchen 60% des Gesamtvolumens überschreitet.
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Vor der Einwaage der genannten Zusammenset%ungen gemäß dem Rezept
werden alle Gerne nge bestandteile durch ein Sieb mit einer-Maschenweite von 0,056
mm gesiebt. Außerdem wird Ferrosilizium in zerkleinertem Zustand der Passivierung
nach dem warmen Verfahren unterworfen.
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Die Vermischung der Bestandteile des Gemenges erfolgt in zwei Kegelmischern.
Die Bedingungen bei der Vermischung sind die folgenden: Drehzahl - 55 U/min, Mischdauer
- 3.. .4 St.
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Unmittelbar vor der Herstellung des Pulverdrahtes wird das fertige
Gemenge bei einer Temperatur von 130...1700C während 2 bis 3 Stunden getrocknet.
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Eines der Herstellungsverfahrens für den Elektrodendraht kann das
Ziehen sein, das auf Ein- oder Mehrtrommeln-Ziehbänken durchgeführt wird, wobei
das Band zu einem Rohr eingerollt wird unter gleichzeitiger rillung mit dem Gemenge
und nachfolgender Verdichtung des Gemenges durch mehrfaches Ziehen des Drahts durch
Ziehsteine mit abnehmenden Durchmessern.
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Der Enddurchmesser dew erfindungsgemäßen Drahtes beträgt 2,8...
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3,0 mm.
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Der Einsatz des erfindungsgemäßen Drahtes gewährleistet einen Nahtwerkstcff,
der in seiner Basis Einschlüsse kugeligen Graphits besitzt, wobei die Zusammensetzung
des Drahts hinsichtlich der Gruppe von Modifizierungsmitteln vereinfacht ist.
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Außerdem läßt die Verwendung des erfindungsgemäßen Elektrodendrahts
zum Gußeisenschweißen die Leistung gegenüber dem
Schweißen mit Einzelelektroden
durch Verbesserung der Aufschweißeigenschaften des Elektrodendrahts, Verminderung
der Verluste bei der Verspritzung des i\uftragsschweißguts und durch die Möglichkeit
der Mechanisierung des Schweißvorganges steigern. Der Einsatz des vorgeschlagenen
Drahts ermöglicht es, einen Abschmelzkoeffizienten von 25...30 g/Ah im Vergleich
zum Abschmelzfaktor der Einzelelektroden von 8 g/Ah zu erreichen.