DE2041050C3 - Verwendung von Fülldrahtelektroden zum elektrischen LichtbogenschweiBen von verzinkten oder geprimerten Werkstücken aus Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung v<^:: Iu!! drahtelektroden /um elektrischen Lichtbogensch'.vei- ¹S Ben. insbesondere Unterpulverschweißen, von vemnklen oder gepnmerten Werkstucken aus Stahl.

Bekanntlich werden Werkstucke aus Stahl auf welcn technischen Anwendungsgebieten mit einem Rns!- jchuiz versehen. Bei diesen Rosischut/miitcln. die inoisi als Primer bezeichnet werden, sind im wesentlichen /wei Gruppen bekannt, nämlich die EiisenoMdpriliier und die Zinkprimer.

Fs ist ferner bekannt, daß beim Lichtbogenschweißen solcher geprimerter Werkstücke gewisse Schwie tigkeiten auftreten, für die vor allem bei der maschinellen Schweißung bisher keine Losung bekanntgeworden ist. die sowoh: in technischer als auch m wirtschaftlicher Hinsicht befriedigend wäre. Diese Schwierigkeiten bestehen in erster Linie in der starken Verdampfung lind Ouaimbildung. welche die Pnmerbestandteile her vorrufen und λ eiche beim Schutzgasschweißen die (Gleichmäßigkeit der Schutzgasatmosphäre stören und beim Unterpulverschweißen durch Beeinflussung der Schlackenkaverne die Entstehung einer glatten Oberflache der Schweißnaht verhindern. Da die Lösungsmittel der Primer verschiedene Bestandteile, beispielswei- !se Wasserstoff enthalten, die im Lichtbogen verdampfen, kann außerdem leicht eine unerwünschte Porosität im Schweißgut entstehen.

Die bekannten Lösungen /ur Vermeidung dieser Schwierigkeiten haben neben technischer Nachteile leinen erheblichen Aufwand zur Folge und sind daher in 'wirtschaftlicher Hinsicht im allgemeinen nicht tragbar. So erfordert /. B. die mechanische Entfernung der l'rimerschichten vor der Schweißung einen zusätzlichen Aufwand, der vor allem bei großtechnischen Fcriigi"..'sstraßen, beispielsweise im Schiffsbau, keinesfalls ak/t.V.ert werden kann. E? sind jedoch auch schon sogenannte Schweißhilfsmittel bekanntgeworden, die ausgehend von der bekannten Tatsache, daß der Einfluß von Wassi · stoff bzw. \on Feuchtigkeit durch Halogene, insbesc idere durch fluor bekämpft werden kann, fluorhalti_f:e Bestandteile, insbesondere Fluorkohlenstoff-Verbindungen enthalten (DT-PS 11 90 597). Es ⁶J hat sich hierbei gezeigt, daß diese Verbindungen auch in der Lage sii'd, die nachteilige Wirkung von Zink dampfen weitgehend zu unterdrücken. Die fluorierten Kohlenwasserstoffe werden dabei entweder den pulverformigen Schweißhilfsmitteln oder den Umhüllungsmasken fur Elektroden zugesetzt.

Die Anwendung solcher bei hohen Temperaturen /erfallenden Halogenverbindungen. insbesondere Fluorkohlenstoff-Verbindungen, in der Praxis schellen jedoch bisher stets daran, daß es äußerst schwierig im. diese Verbindungen so in die Schweißhilfsmittel einzubringen, daß sie \o!l /ur Wirkung kommen. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß ein homogenes Einbringen der Fluorkohiensioff-Verbindungen in das Schweißpulver fur die Unterpulverschweißung weder durch Mischen oder Einschmelzen noch durch Agglomerieren oder Aufspritzen in befriedigender Weise gelingt. Brauchbare Schweißergebnisse können beim Unterpulverschweißen deshalb nur erzielt werden, wenn ein Vielfaches der an sich erforderlichen Menge dieser Verbindungen verwendet wird, was jedoch bei dem hohen Preis dieser Verbindungen aus wirtschaftlichen Gründen völlig untragbar ist und zudem auch auf Kos»er> .»!derer notwendiger Eigenschaften des Schweißpui'.erv beispielsweise dessen Rieselfahigkei'.. geht. Schließlich verbietet sich eine gasförmige Zugabe dieser Verbindungen zum Schutzgas beim Schutzgas schweißen durch die bei den notwendigerweise hoh;n Konzentrationen auftretenden Vergiftungen der umgebenden Atmosphäre.

Aus der DTOS 18 00 Mb sind ferner Fulldrahtelekiroden bekannt, in deren Füllung anorganische Fluorverbindungen, vsie z.B. Natriumfluond enthalten sind. Diese Elektroden dienen /.im verschleißfesten Aufschweißen von Stahlteilen. Eine Verbesserung des Schweißens von verzinkten oder geprimenen Werksun.ken wird dadurch nicht erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit fur das elektrische Lichtbogenschweißen, insbesondere Unterpulverschweißen, von verzinkten oder gepnmerten Werkstücken aus Stahl zu finden, die sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Weise befriedigt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung von Fülldrahtelektrode^ enthaltend halogenierte Polymere, insbesondere Fluorkohlenstoffverbindungen, in einer Gewichtsmenge von höchstens 3%. vorzugsweise 0,5 bis l'Vii. des Gesamtgewichtes der Fülldrahtelektrode.

Der wesentliche Gedanke, der der Erfindung zugrunde hegt, besteht demnach darin, die an sich für den angestrebten Zweck bekannten Halogenverbindungen nicht, wie bei den bisherigen Vorschlägen, einem Schweißhilfsmittel, sondern den Schweißzusatzwerkstoff selbst, d. h. der Elektrode, zuzugeben. Die technische und die wirtschaftliche Bedeutung, die diesem Erfindungsgedanken zukommt, besteht darin, daß die Verwendung einer, die Halogenverbindungen enthaltenden Fülldrahtelektrode wegen des hierdurch möglich gleichmäßigen Einbringens dieser Verbindungen in die .Schweißschmelze zur Folge hat, das wesentlich geringere Mengen der Halogenverbindungen als es bisher für möpMch gehalten wurde, bereits ausreichen, um die angestrebte Wirkung zu erzielen. Insbesondere ist die erfii-.dijrigsgernäüe Art und Weise des Einsatzes der Halogenverbindungen möglich, ohne in irgendeiner Weise die .'.ur Anwendung kommenden Schweißhilfsmiitcl — '-«eim Schutzgasschweißen des Schutzgases, beim Unterpulverschweißen der Schweißpulver — zu störe,1.

Eis hai sich i-eze:gt, daß bereits Mengen von 0.5%

des Gesamtgewichts d-jr Elektrode an Halogens erbindungen ausreichen, um vollkommen befriedigende Er gebnisse zu erzielen. Bei Versuchen, die wirksamen Fluorkohlenstoff-Verbindungen durch Agglomerieren an das Pulver i\i binden, waren über 2 Gewichtspro /ent dieser Verbindungen im Schweißpulver notwen dig. um überhaupt eine Wirkung zu erreichen. Der An teil in bezug auf den wiedergeschmolzenen Draht ware noch hoher. In Anbetracht der Steigerung der Kosten durch die Verwendung von teueren Flalogenv erbindun gen an sich ist diese geringe Menge ion 0.5"'., des Ge samtgewichtes der Elektrode ein außergewöhnlicher Vorteil der erfindungsgemaßen Elektrode, der vor allem üann in auffallender Weise in Erscheinung tritt, wenn die Halogenverbindungen Fluorkohlenstoff-\ erbmdungen sind. Diese geringen Mengen der zur Anwendung kommenden Halogenverbindungen hissen zudem keine nennenswerte Vergiftung der Atmosphäre befu^rchten. Das Schutzgasschweißen unter Anwendung von Halogenverbindungen schließlich, das bisher we- gen der Vergiffungsgefabr uberhaupi nicht eingesetzt werden konnte, wird durcn die erf'ndungsgemaiW Verwendung von halogeme^rte PoK niere enthaltenden Fülldrahtelektrode:! erst möglich.

Die erfindungsgemaß verwendete Fülldrahtelektrode k.'.nn als Füllung ausschließlich bei hohen Temperaluren zerfallende halogemerte PoKmere enthalten. Der Hohlraum der Fülldrahtelektrode kann dann sehr klein gehalten werden. Es hat sich jedoch gezeigt, d.ilj der Füllung mit Vorteil auch Metalle in PuKerfurm zugegeben werden können, die der Desoxidation und'oder der Verfeinerung der Schweißguterstarrung dienen. Beispielsweise kann eine solche Fülldrahtelektrode neben Halogenverbindungen eine- oder mehrerer der Metalle Silizium, Aluminium, Titan, Niob, Mangan. Vanadium und Zirkon enthalten.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Verwendung von Fülldrahtelektroden sowohl beim Schutzgasschweißen als auch beim Unterpulverschweißen erfolgen. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens, nämlich die Halogenverbindungen nicht den Schweißhilfsmitieln. sondern den Schweißzusatzwerkstoffen zuzugeben, wurde fur das Unterpulverschweißen ein Schweißverfahren entwickelt, das speziell auf die erfinduiigsgemaße Verwendung von Fulldrahtelektmden zugeschnitten ist und die einwandfreie Beherrschung von Schweißvorgängen an verzinkten oder geprimerten Werkstucken aus Stahl ermöglicht.

Bei dieser erfindungsgemaßen Verwendung werden mehrere Elektroden hintereinander an der Nahtfuge entlanggeführt, wobei die erste oder die ersten Elektroden Fülldrahtelektroden sind, die halogemerte Polymere, insbesondere Fluorkohlenstoffverbindungen, enthalten Wenn beispielsweise drei Elektroden zum Einsatz kommen, ist die erste dieser Elektroden eine Fülldrahtelektrode, die als Füllung Halogenverbindungen enthalt und unter anderem der Beseitigung der störenden Schichten dient, wahrend die folgenden Elektroden beliebige dem vorliegenden /weck angepaßte Elektroden sind. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise ohne Schwierigkeiten und ohne vorhergehende Bearbeitung der Werkstiickoberflachen in großtechnischem Maßstab Stahlbleche miteinander verschweißt werden können, die die verschiedenartigsten Schichten aufweisen können. Überraschenderweise können nicht nur geprimerte oder verzinkte Bleche, sondern auch feuchte und rirs'ige Bleche einwandfrei verschweißt werden, was vor allem für den Schiffsbau von großer Bedeutung ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung von Fülldrahtelektrode!! enthaltend halogenierte Polymere, insbesondere Fluor kohlenstoffverbindungen, in einer Gewichismenge von höchstens 3%. vorzugsweise 0.5 bis Γ'ο des Ge samtgewichtes. der Fülldrahtelektrode, /um elektrischen Lichtbogenschweißen, insbesondere Unterpulverschweißen, von verzinkten oder geprimerien Werkstucken aus Stahl.

2. Verwendung von Fülldruhtelekiroden gemaLS Anspruch I /um Unterpulv erverschweißen mit mehreren hintereinander an der Nahtfuge entlanggeführten Elektroden, wobei nur die erste oder die ersten Fülidranielektroden sind.

J. Verwendung von Fülldrahtelektrode!! gemäß Anspruch 2 /um Schweißen von feuchten oder rostigen Blechen.

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