DE1927697A1

DE1927697A1 - Verfahren zur Lichtbogen-Auftragsschweissung

Info

Publication number: DE1927697A1
Application number: DE19691927697
Authority: DE
Inventors: Tadashi Nemoto; Kazuei Saito; Kiyoshi Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1968-05-31
Filing date: 1969-05-30
Publication date: 1969-12-11
Also published as: US3584181A

Description

Patentanwalt· ÄÄ 81.U.619P 30.5.1969

München 22. Stefmdorfstt. 11 HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Verfahren zur Lichtbogen-Auftragsschweißung

Die Erfindung betrifft ein Schweißverfahren, insbesondere ein Unterpulverschweißverfahren zum Versehen eines metallischen Werkstückes mit einer Auftragsschicht.

Die Verstärkung der Oberfläche eines Werkstücks aus weichem Stahl durch eine Schicht aus hartem Stahl wird gewöhnlich durch Auftragschweißen vorgenommen. In manchen Fällen dient das Auftragsschweißen zur Erhöhung der Festigkeit eines Bauteils gegenüber Korrosion oder anderen Beschädigungen.

Das Auftragsschweißen wird normalerweise durch Unterpulverschweißen vorgenommen, bei dem ein elektrischer Lichtbogen zwischen einer verbrauchbaren Elektrode und einem auftragzuschweißenden Werkstück gezogen wird, wobei der Lichtbogen von einem pulverigem Flußmittel auf dem Werkstück umgeben ist und die Elektrodenspitze, das Flußmittel und die Oberfläche des Werkstücks durch die vom Bogen erzeugte Wärme geschmolzen werden, um eine mit der Oberfläche des Werkstückes verbundene Schicht auszubilden. Während des Schweißens wird das Flußrriittel kontinuierlich zugeführt, um den Bogen zu umgeben und

8l-(P0S l8.288)-HdE (7) . . .= -.-.,

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dadurch die Bogen gegen die Atmosphäre abzuschirmen. Das geschmolzene Flußmittel zeigt eine Raffinierungswirkung und gelangt an die Oberfläche des geschmolzenen Metalls nach oben, um schließlich eine leicht entfernbare Schlacke zu bilden. Das Schweißen wird gewöhnlich vollautomatisch mit einer Wechselstrom- oder Gleichstromversorgung vorgenommen. Ein Vorteil des Unterpulverschweißens ist darin zu sehen, daß es mit sehr großen elektrischen Strömen durchgeführt v/erden kann. Das bedeutet eine hohe Schmelzrate der verbrauchbaren Elektrode und dementsprechend eine gut haftende Metallauftragsschicht selbst für ein Werkstück beträchtlicher Dicke.

Im allgemeinen hat jedoch eine verbrauchbare Elektrode die Form eines Stabs. Daher ist es zeitraubend und kostspielig, ein großes Werkstück mit einer derartig geformten Elektrode auftragzuschweißen. Es sind deshalb bereits Versuche unternommen worden, der verbrauchbaren Elektrode eine Streifen- oder Bandform zu geben, um Schweißzeit und -kosten zu verringern.

Dabei sind jedoch unerwartete Schwierigkeiten aufgetreten, die die Verwendung der Bandelektrode verhindert haben. Eine derartige Schwierigkeit ist die ungleichmäßige Oberfläche der so erhaltenen Auftragsschicht. Eine andere Schwierigkeit besteht darin, daß ein Einschnitt oft in der Nähe des Rands des geschmolzenen Metalls während des Schweißens auftritt und einen Teil der Schlacke einschließt, die entfernt werden sollte, so daß die Qualität der Auftragsschicht leidet. Wenn also eine Bandelektrode verwendet wird, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um die ungleichmäßige Oberfläche durch eine Schleifmaschine zu glätten oder den Einschnitt durch Auftragsschweißung vor der Fortsetzung der Auftragsschweißung auszufüllen. Daher hat die Bandelektrode bis jetzt keine praktische Bedeutung bei der Einsparung von Arbeitszeit und -kosten erreicht.

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Die genauen Ursachen für die oben genannten Schwierigkeiten bei der Verwendung der Bandelektrode sind nicht bekannt, es wird jedoch angenommen, daß sie auf das Magnetfeld des Schweißstroms oder das sogenannte magnetische Blasen zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt die in zahlreichen Versuchen und Untersuchungen gewonnene Erkenntnis der genauen Ursachen der bei der Verwendung der Bandelektrode auftretenden B'ehler zugrunde. Danach erzeugt der Schweißstrom ein kreisförmiges Magnetfeld um die Bandelektrode, wobei die Feldrichtung nach der Rechte-Hand-Regel bestimmt wird, und eine elektromagnetische Kraft wird durch Wechselwirkung zwischen dem kreisförmigen Magnetfeld und dem Schweißstrom erzeugt, wobei die Kraftrichtung durch die Linke-Hand -Regel bestimmt ist. Wenn diese Kraft auf das geschmolzene Metall einwirkt, wird das geschmolzene Metall durch die elektromagnetische Kraft mitgezogen. Das verursacht die Unebenheit des niedergeschlagenen Metalls. Ferner wird das Werkstück durch die vom Bogen entwickelte Wärme an einem Abschnitt in der Hähe des Rands der Raupe an der zu der Bewegungsrichtung des geschmolzenen Metalls entgegengesetzten Seite eingeschnitten.

Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, daß ein Magnetfeld, 'aas geeignet auf das Werkstück oder die Elektrode anders als das vom Schweißstrom erzeugte Magnetfeld einwirkt, einen starken Einfluß auf den Bogen ebenso wie auf das geschmolzene Metall nimmt. Zum Beispiel können die Unregelmäßigkeit in der Form der Raupe und die Unebenheit der Oberflüche des niedergeschlagenen Metalls vermieden werden, indem ein geeignetes Magnetfeld auf das Werkstück oder die Elektrode einwirkt. Ferner verhindert das Magnetfeld das Auftreten des Einschnitts an einem Rand aer Raupe, was bei Fehlen des Magnetfelds unvermeidbar ist.

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Dieses Magnetfeld kann durch eine Feldspule erzeugt werden, die am Werkstück oder der Elektrode vorhanden ist. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß der Betrag dieses Magnetfelds höher als der des kreisförmigen Magnetfelds sein muß, das durch den Schweißstrom erzeugt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Unterpulver-Auftragsschweißen anzugeben, bei dem die auf dem Werkstück erhaltene Auftragsschicht eine glatte Oberfläche hat, die Vorteile des Unterpulverschweißens gut ausgenutzt werden können und das auch gut bei Stahlwerkstücken mit gekrümmter Oberfläche angewendet werden kann.

Ein Verfahren zum Unterpulver-Auftragsschweißen, bei dem zwischen einer verbrauchbaren Bandelektrode und einem auftragzuschweißenden Werkstück ein elektrischer Lichtbogen unterhalten wird, der in dem Flußmittel eingebettet ist, während die Spitze der verbrauchbaren Bandelektrode abgeschmolzen wird und das abgeschmolzene Metall der Bandelektrode die Auftragsschicht auf der Oberfläche des Werkstücks bildet, ist der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß auf das geschmolzene Metall während des Schmelzens eine elektromagnetische Kraft ausgeübt wird, durch die die Oberfläche des geschmolzenen Metalls gleichmäßig und glatt gemacht v/ird.

Das Verfahren gernäß der Erfindung, das vorteilhaft für Werkstoffe mit hoher Permeabilität wie weichem Stahl oder Chromstahl angewendet v/erden kann, kann überraschenderweise auch für Werkstoffe mit relativ niedriger Permeabilität gut verwendet Vi erden.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Pig. 2 und J5 schematische Ansichten zur Erläuterung des Prinzips des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei in Fig. j5 das einwirkende Magnetfeld entgegengesetzt gerichtet ist;

Fig. 4 eine besondere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Anordnung mit einer Bandelektrode, einem stabförrhigen Werkstück und einer Feldspule;

Fig. 6 und 7 Kurven des Verlaufs der magnetischen Induktion auf der Oberfläche des in Fig. 5 abgebildeten stabförmigen Werkstücks;

Fig. 8 eine Schnittansicht einer typischen Auftragsschicht, wie sie durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wird; und

Fig. 9 die entsprechende Ansicht, wenn das Magnetfeld weggelassen ist.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit einer verbrauchbaren Bandelektrode 1, einem stabförmigen Werkstück 2, auf dem eine Auftragsschicht niederzuschlagen ist, einer Gleichstromschweißmaschine J5> einer Zuführeinrichtung h für pulverförmiges Flußmittel, einem Spannungsregler 5, einem Motor 6 zum Vorschub der verbrauchbaren Bandelektrode, einem Antrieb 7 zum Drehen des Werkstücks und einer Feldspule 8.

In der obigen Vorrichtung wird ein elektrischer Lichtbogen zwischen der verbrauchbaren Bandelektrode 1 und dem Werkstück 2 gezogen, indem ein elektrischer Strom durch die Elektrode 1 und das Werkstück 2 geschickt wird. Das pulverförmige Flußmittel wird um den Bogen herum zugeführt, um ihn gegen die Atmosphäre abzuschirmen, und gleichzeitig wirkt auf ihn ein

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Magnetfeld durch die Feldspule 8 ein. Das Werkstück 2 wird um seine Achse gedreht,·während die Elektrode 1 langsam in Achsenrichtung des Werkstückes 2 bewegt wird, wobei ein konstanter Zwischenraum zwischen dem Ende der Elektrode 1 und der Oberfläche des Werkstückes 2 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird das von der verbrauchbaren Bandelektrode 1 abgeschmolzene Metall kontinuierlich auf dem Werkstück 2 spiralenartig niedergeschlagen.

Die Breite der verbrauchbaren Bandelektrode darf nicht größer als 75 mm sein. Wenn die Breite größer ist, entstehen anstelle eines einzigen mehrere Lichtbögen, so daß entsprechend mehrere Brennflecken in Breitenrichtung auftreten und zu einer ungleichmäßigen Oberfläche der Auftragsschicht führen, was selbst durch das Verfahren gemäß der Erfindung nicht verhindert werden kann. Die Dicke der Bandelektrode darf nicht größer als 1 mrn sein. Genauer gesagt, diese Forderung hängt von der Breite der Elektrode ab. Wenn die Bandelektrode dicker ist, ist es wahrscheinlich, daß mehrere Lichtbögen in Dickenrichtung auftreten, so daß ein gleichmäßiges Schmelzen der Elektrode verhindert wird. Ferner ist eine verbrauchbare Bandelektrode mit einer Dicke von 1 mm oder mehr nicht biegsam genug, um als Spule gewickelt zu werden, was für einen kontinuierlichen Vorschub der Elektrode üblich ist. Daher sind die Abmessungen der Bandelektrode auf eine Dicke von höchstens 75 mm und eine Breite von höchstens 1 mm beschränkt.

Vorzugsweise hat die magnetische Feldstärke des von der Feldspule 8 erzeugten Magnetfelds einen Betrag von ungefähr (Schweißstrom ί 300) Aw/m. Wenn die magnetische Feldstärke kleiner als (Schweißstrom - ^00) Aw/m ist, wird der Einfluß des durch den Schweißstrom erzeugten kreisförmigen Magnetfelds nicht überwunden, so daß eine ungleichmäßige Oberfläche erzeugt wird. Andererseits führt eine magnetische Feldstärke, die größer

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als (Schweißstrom + 500) Aw/m ist, nur zu einer Oberfläche mit ähnlichen, aber entgegengesetzt ausgerichteten Unregelmäßigkeiten,

Wenn beim Schweißen das Werkstück 2 plötzlich durch den Lichtbogen erwärmt wird, tritt oft ein Riß in dem niedergeschlagenen Metall auf. Daher wird gewöhnlich das Werkstück 2 auf eine geeignete Vorwärmtemperatur von JOO - 400 ⁰C vorgewärmt.

Ferner ist es vorteilhaft, die Auftragsschicht nach dem Schweißen zu glühen, um Restspannungen zu beseitigen. Zum Beispiel wird in einer Auftragsschicht aus rostfreiem Stahl auf. einer Walze aus weichem Stahl die Restspannung in der Auftragsschicht beträchtlich durch Erwärmen der Walze auf 700 ⁰C für etwa 5 h nach dem Schweißen und anschließendes allmähliches Abkühlen auf Zimmertemperatur verringert.

Eine geeignete Schweißgeschwindigkeit ist 200 - 250 mm/min, wobei entweder das Werkstück 2 festgehalten und die Elektrode 1 bewegt wird oder umgekehrt. Wenn die Geschwindigkeit unter 200 mm/min liegt, wird das Werkstück 2 zu stark geschmolzen und ferner keine konstante Dicke der Auftragsschicht erreicht. Wenn jedoch die Geschwindigkeit höher als 350 mm/min ist, ist die Dicke der Auftragschicht nicht ausreichend.

Fig. 2 zeigt eine typische Anordnung der Feldspule zur Erzeugung des oben genannten I-.agnetfeldes. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Drehung des Werkstückes 2 in Pfeilrichtun^; B' die Magnetisierung die durch den Pfeil H_Q in Fi£. 2 angedeutete Richtung haben muß, um eine gleichmäßige Auftragsschicht zu erreichen. Wenn die r.agnetisierungsrichtunk umgekehrt wird (vergleiche Fi^. 3), wird keine glatte Oberfläche erhalten. Das hat folgende Ursache:

In Fig. 2 und 3 wird aas Magnetfeld H , das durch die FeId-909850/0859

spule 8 erzeugt wird, dem kreisförmigen Magnetfeld überlagert, das durch den Schweißstrom erzeugt wird. Wenn der Betrag des kreisförmigen Magnetfelds an zwei beliebig auf der Oberfläche des Werkstückes 2 in der Nähe des Bogens gewählten Punkts H, bzw. Hp beträgt, erzeugt die Überlagerung des Magnetfelds H auf dem kreisförmigen Magnetfeld H₁ bzw. Hp ein resultierendes Magnetfeld H,_Q bzw. Hp₀. Die auf den Schweißstrom einwirkende elektromagnetische Kraft f,_Q bzw. i'p_Q verläuft senkrecht zu H₁₀ bzw. Hp₀. Wenn die oben beschriebenen Maßnahmen zur Bestimmung des resultierenden Felds an verschiedenen Punkten um den Bogen durchgeführt wird, ist ersichtlich, daß der Schweißstrom in Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Werkstückes 2 in Fig. 2 gezogen wird. Andererseits wird im Fall von Fig. ~3 der Schweißstrom in Drehrichtung gezogen. Es ist beim Schweißen wichtig, daß das Magnetfeld auf das Werkstück in der in Fig. 2 abgebildeten Richtung einwirkt.

Beim tatsächlichen Schweißen hat der Schweißstrom in oder nahe dem Werkstück 2 eine horizontale Komponente, auf die ein vertikales Magnetfeld einwirken kann. Es ist nachgewiesen worden, daß sogar eine Magnetisierung der Elektrode durch die Spule 8, wie in Fig. 4 abgebildet ist, zufriedenstellende Resultate ergibt.

In den bis jetzt beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung befindet sich eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds in der Nähe der Bahn des Schweißstroms, sp daß ein Magnetfeld, das durch Überlagerung des oben genannten Magnetfelds und des kreisförmigen Magnetfelds, das durch den Schweißstrom erzeugt wird, entsteht, auf den Schweißstrom im geschmolzenen Metall einwirkt und die so erzeugte elektromagnetische Kraft zum Ebenhalten des geschmolzenen Metalls dient.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann jedoch auch ohne Verwendung einer derartigen Feldspule gelöst werden, wenn die Bahn des Schweißstroms so verläuft, daß die durch den Schweißstrom erzeugte elektromagnetische Kraft das geschmolzene Metall einebnet oder die elektromagnetische Kraft das geschmolzene Metall vor dem kreisförmigen Feld des Schweißstroms abschirmt.

Es sollen jetzt verschiedene Ausführungsbeispiele des Verfahrens gemäß der Erfindung angegeben werden.

Ausführungsbeispiel 1

Eine Auftragsschweißung wurde an einem zylindrischen Stab aus weichem Stahl vorgenommen, der einen Durchmesser von 250 mm und eine Länge von 1000 mm hatte, wobei eine verbrauchbare Elektrode aus 1J5 % Chromstahl in Form eines Bands mit 0,4 mm Dicke und 50 mm Breite verwendet wurde und eine Feldspule um den Stab aus weichem Stahl in einem Abstand von 300 mm von der Elektrode gewickelt .war. Fig. 5 zeigt die gegenseitige Lage der Bandelektrode 1, des Stabs oder Werkstücks 2 und der Feldspule 8. Das Werkstück 2 wurde auf bis zu 350 ⁰C vorgewärmt, anschließend wurde das Schweißen mit einer Schweißgeschwindigkeit (d.h. mit einer Umfangsdrehgeschwindigkeit des Werkstücks 2) von 200 mm/min vorgenommen. Die Feldspule hatte 10 Windungen, und der Magnetisierungsstrom betrug 70 A, was einem Betrag des Magnetfelds von 700 Aw/m entsprach. Der Schweißstrom betrug 600 A und die Bogenspannung 25 V. Nach dem Schweißen wurde der Stab auf 700 ⁰C für 5 h erwärmt und dann in einem Glühofen sich abkühlen gelassen. Die entstandene Auftragsschicht hatte eine glatte Oberfläche ohne jede Dickenschwankung.

Es wurde ferner eine Versuchsschweißung mit der gleichen 909850/085Ö

- ίο -

Anordnimg bis auf die Ausnahme durchgeführt, daß der Kagnetisierungsstrom auf lj50 A erhöht wurde. Dieses Kai trat ein Einschnitt am Rand der Raupe an der Seite in der Nähe der Feldspule 8 auf, und das niedergeschlagene Metall hatte eine Wulst an einer Seite, die zu der Seite entgegengesetzt war, an der eine Wulst aufgetreten wäre, wenn das Magnetfeld nicht eingewirkt hätte. Das zeigte, daß eine Magnetfeldstärke wie lj>00 Aw/m für einen Schweißstrom von 600 A zu hoch ist.

Fig. 6 zeigt den Verlauf der magnetischen Induktion auf der Oberfläche des Werkstückes 2 in der in Fig. 5 abgebildeten Anordnung, wenn der Schweißstrom 600 A beträgt. Die aufgetragene magnetische Induktion ist die Komponente in Achsenrichtung des Werkstücks. Es ist ersichtlich, daß die magnetische Induktion außerordentlich hoch am Ort der Elektrode ist, obwohl sie am Ort der Feldspule 8 am größten ist. In Fig. 6 sind Spitzen am Rand der Elektrode zu sehen. Es soll jedoch erwähnt werden, daß wegen Meßschwierigkeiten die Messung nicht in der Mitte der Elektrode durchgeführt wurde, so daß die tatsächlichen Spitzen vermutlich in der Mitte auftreten.

Ähnliche Versuchsschweißungen wurden mit einem Schweißstrom von 800 A durchgeführt. Ein Auftragsschweißen mit einem Magnetisierungsstrom von 70 A führte zu einer glatten Oberfläche ohne jede Unregelmäßigkeit oder einen Einschnitt. Andererseits erzeugte das Schweißen mit einem Magnetisierstrom von 1^0 A einen Einschnitt am Rand der Raupe an der Seite in der Nähe der Spule 8 und eine Wulst an der entgegengesetzten Seite der Raupe, obwohl diese Unregelmäßigkeiten nicht so stark wie für das vorher angegebene Versuchsschweißen waren, wo der Schweißstrom 600 A betrug.

Fig. 7 zeigt einen Verlauf der magnetischen Induktion ähnlich 909850/0859

Fig. 6, wobei Jedoch der Schweißstrom 800 A betrug. Fig. "( zeigt auch, daß jede Induktionsverteilung eine Spitze am Elektrodenort hat. Das bedeutet, daß ein geeignetes Magnetfeld sich um die Elektrode herum befindet, um die negative Wirkung des kreisförmigen Magnetfelds zu unterdrücken, das vom Schweißstrom erzeugt wird.

Ausführungsbeispiel 2

Das Auftracsschweißen wurde auf einem zylindrischen Stab aus weichem Stahl vorgenommen, der einen Durchmesser von 250 -mm und eine Länge von 1000 mm hatte, wobei eine verbrauchbare Elektrode aus 18 - 8 rostfreiem Stahl verwendet wurde, die eine Dicke von 0,4 mm und eine Breite von 50 mm hatte. Die Elektrode wurde in der Mitte der Längsausdehnung des Stabs angeordnet, und eine Feldspule mit 10 Windungen wurde um den Stab aus weichem Stahl im Abstand von 500 mm von der Elektrode gewickelt. Die Feldspule wurde mit einem Strom von 70 A erregt. Ein Schweißlichtbogen von 700 A und 25 V wurde zwischen der Elektrode und dem Werkstück . aufrechterhalten, während Flußmittel um den Bogen her^um zugeführt wurde. Das Werkstück wurde mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/min gedreht, wobei der Abstand zwischen der Elektrode und Werkstück auf 4C-nir.i gehalten wurde. Das Werkstück wurde nicht vorgewärmt und nach dem Schweißen auf 700 ⁰C für 5 h erwärmt. Dann wurde es in einem Ofen sich abkühlen gelassen. Die entstandene Auftragsschicht hatte eine konstante Dicke und eine glatte Oberfläche, und es wurde kein Einschnitt am Werkstück erzeugt, was aus Fig. 8 ersichtlich ist.

Andererseits führte ein Vergleichsschweißen, das in ähnlicher Weise, aber ohne Einwirken des Magnetfelds durchgeführt wurde, zu einer ungleichmäßigen Oberfläche der Auftragsschicht und zu einem Einschnitt im Werkstück gemäß Fig. 9·

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Ausführungsbeispiel 3

Das Auftragsschweißen wurde unter Verwendung des gleichen Werkstücks und der gleichen Elektrode wie im Ausführungsbeispiel 2 durchgeführt, wobei die Feldspule mit sechs Windungen (magnetische Feldstärke = 420 Aw/m) auf die Elektrode anstatt auf das Werkstück gewickelt wurde. Ein Magnetisierungsstrom von 70 A wurde durch die Spule in einer solchen Richtung geschickt, daß ein Magnetfeld erzeugt wurde, das von der Elektrode zum Werkstück gerichtet war. Ein Schweißlichtbogen von 700 A und 25 V wurde aufrechterhalten, während das Flußmittel um den Licht- bogen zugeführt wurde. Das Werkstück wurde mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/rriiri gedreht, wobei der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück auf 40 mm gehalten wurde.

Die entstandene Auftragsschicht war glatt und gleichmäßig.

Ausführungsbeispiel 4

Eine verbrauchbare Elektrode aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Breite von 75 mm wurde an der Mitte eines zylindrischen Stabs aus Ij5/i-Chromstahl mit einem Durchmesser von 3¹OO rr.rn una einer Länge von 1000 mm angeordnet, wobei das Enae der Elektrode 40 mm von der Oberfläche des Stabs entfernt war. Eine Feldspule rr.it IOC Windungen wurde um den Stab in einem Abstand von 300 mm von der Elektrode gewickelt, um ein Magnetfeld niit in der in Fig. 2 abgebildeten Richtung zu erzeugen. Vor dem Schweißen wurde der Stab auf 350 C erwärmt und auf dieser Temperatur für 10 min gehalten. Dann wurde das Bogenschweißen begonnen und mit 700 A, 25 V durchgeführt, während die Feldspule durch einen Strom von 70 A erregt und der Stab mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/min gedreht wurde. Während des Schweißens wurde das Flußmittel um den Bogen herum

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fortlaufend zugeführt. Nach dem Schweißen wurde der Stab auf 700 ⁰C für 5 h erwärmt und dann im Ofen sich abkühlen gelassen.

Die entstandene Auftragssehicht war glatt und gleichmäßig und zeigte keine Risse. Die Raupe zeigte auch keine Unregelmäßigkeit.

Ausführungsbeispiel 5

Eine Auftragsschweißung mit l8 - 8 rostfreiem Stahl wurde an einer Platte aus weichem Stahl mit einer Dicke von 50 mm, einer Breite von 300 mm und einer Länge von 1000 mm in folgender V/eise durchgeführt.

Eine verbrauchbare Elektrode aus l8 - 8 rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Breite von 75 mm wurde über der Oberfläche der Platte aus weichem Stahl in einem Abstand von 40 mm und in der Nähe eines Endes der Platte gehaltert. Die Elektrode wurde mit einer Feldspule von 10 Windungen versehen, die in einem Abstand von 500 mm vom Ende der Elektrode angebracht war, und ein Magnetisierstrom von 6O A wurde durch die Spule so geschickt, daß das erzeugte Magnetfeld von der Elektrode zur Platte gerichtet war. Ein Schweißbogen von 6QQ A und 25 V wurde aufrechterhalten, wobei Flußmittel um den Lichtbogen herum zugeführt wurde, während die Elektrode entlang der Oberfläche der Platte mit einer Geschwindigkeit von 2OQ mm/min bewegt wurde. Nach dem Schweißen wurde die Platte auf einer Temperatur von 700 ⁰C für 5 h gehalten und dann in dem Glühofen sich abkühlen gelassen.

Die so erzeugte Auftragssehicht hatte eine konstante Dicke auf der ganzen Oberfläche und wies keinen Riß auf, die Raupe zeigte auch keine Unregelmäßigkeiten«

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Claims

Patentansprüche

uj Ve r fahren zum Unterpul ver-Auftragsschweißen, bei dem zwischen einer verbrauchbaren Bandelektrode und einem auftragzuschweißenden Werkstück ein elektrischer Lichtbogen unterhalten wird, der in dem Flußmittel eingebettet ist, während die Spitze der verbrauchbaren Bandelektrode abgeschmolzen und das abgeschmolzene Metall der Bandelektrode die Auftragsschicht der Oberfläche des Werkstücks bildet, dadurch gekennzeichnet, daß auf das geschmolzene Metall während des Schmelzens eine elektromagnetische Kraft ausgeübt wird, durch die die Oberfläche des geschmolzenen Retails gleichmäßig und glatt gemacht wird.
2. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kraft durch Wechselwirkung zwischen dem Schweißstrom in dem geschmolzenen Metall und einem Fagnetfeld erzeugt wird, das eine Überlagerung des durch den Schweißstrom erzeugten Magnetfelds und eines durch eine felderzeugende Einrichtung erzeugten Magnetfelds ist, wobei sich die felderzeugende Einrichtung in der Nähe der Bahn des Sehweißstrorns befindet.
3. Schweißverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kraft mindestens eine Komponente in der Richtung hat, die zu der Schweißrichtung entgegengesetzt ist.
4. Schweißverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die felderzeugende Einrichtung eine Spule mit mehreren Windungen hat, und daß die durch die felderzeugende Einrichtung erzeugte Magnetfeldstärke (Schweißstrom - ;5QQ) Aw/m beträgt.

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5· Schweißverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchbare Bandelektrode höchstens 75 mm breit und höchstens 1 mm dick ist.
6. Schweißverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißgeschwindigkeit 200 - 350 mm/min beträgt.
7· Schweißverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück auf eine Temperatur voi
und nach dem Schweißen geglüht wird.

das Werkstück auf eine Temperatur von j500 - 400 ⁰C vorgewärmt
8. Schweißverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (8) um das Werkstück (2) gewickelt wird (Fig. 1).
9. Schweißverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (8) urn die verbrauchbare Bandelektrode (1) gewickelt wird (Fig. 4).
10. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (2) eine ebene oder gekrümmte Oberfläche hat.

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