DE2108614A1

DE2108614A1 - Arc welding using strip and wire electrodes

Info

Publication number: DE2108614A1
Application number: DE19712108614
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Kapfenberg Scherl (Osterreich)
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1970-04-03
Filing date: 1971-02-24
Publication date: 1971-10-21
Also published as: AT300514B

Abstract

At least one strip electrode and one consumable wire electrode are fed to the welding head and melted off in a common weld bath. Specif. the wire electrode is consumed between two electrode strips. A welding flux is positioned in the space between the wire and strip electrodes which can have different chemical compsns. During welding the posn of the wore electrode can be varied along the strip width region. The equipment can be used for fusion- or building-up-welding.

Description

Lichtbogen - Schmelzschweißverfahren Die Erfindung betrifft ein Lichtbogen-Schmelzschweißverfahren zur Iferetellung von Auftrag- b z;. Verb indungsschweißungen unter Verwendung eines Schweißkopfes. Arc Fusion Welding Process The invention relates to an arc fusion welding process for the delivery of order b z ;. Connection welds using a Welding head.

Dem erfindungsgenäßen Verfahren liegt die Zielsetzung zugrunde, das insbesonctere für Äuftragschweißungen gebräuchliche Bandschweißverfahren, bei dem eine bandförmige Elektrode der Schzeißstelle von einem S hwe ißkopf laufend zugeführt und im meist durch ein Schweißpulver abgedeckten Lichtbogen abgeschmolzen wird, in einfacher und dabei sehr wirkungsvoller Wp, ise abzuwandeln und zu verbessern.The inventive method is based on the objective that tape welding processes commonly used for overlay welding, in which a band-shaped electrode is continuously fed to the welding point by a welding head and is melted in the arc, which is usually covered by a welding powder, in a simple and at the same time very effective Wp to modify and improve ise.

Das erfinCungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Schweißkopf zumindest eine bandförmige und zumindest eine drahtförmige, im Lichtbogen absohmelzende Elektrode zugeführt wird, daß die Elektroden gegenseitig positioniert, stromführend verbunden und in ein gemeinsames Schweißbad abgeschmolzen werden, Als drahtförmige Elektroden sind im Sinne der Erfindung beliebig, vorzugsweise rund oder auch kantig ausgebildete Drähte zu verstehen, während bandförmige Elektroden solche sind, deren Breite um ein Mehrfaches größer ist als ihre Starke bzw. Dicke. Das Verhältnis der Breite zur Dicke der Elelctrodenbänder liegt im allgemeinen zwischen 360 s 1 und 8 : 1. Am häufigsten werden Bänder der Abmessungen ;)O x O.- bzw. 60 x 0.5 ) r.lr. entsprechend einen Vorh@@tnio 60 : 1 bzw. 120 : 1 von Breite zu Dicke verwendet, Btronführend verbunden bedeutet, daß die Elektroden in Rigel@alle mit einen Rol derzum Schweißen verwendeten Stromqunlle verbunden werden. Us ist aber auch möglich und liegt ebonfalls im Rahmen der Erfindung, daß die Speisung uer Elektroden von verschiedenen Stromquellen aus erfolst.The inventive method is characterized in that the Welding head at least one band-shaped and at least one wire-shaped, in the arc consumable electrode is supplied so that the electrodes are positioned mutually, live connected and melted into a common weld pool, as Wire-shaped electrodes are arbitrary in the sense of the invention, preferably round or also to understand angular wires, while ribbon-shaped electrodes are those whose width is several times greater than their strength or thickness. The ratio of the width to the thickness of the electrode strips is generally between 360 s 1 and 8: 1. The most common are tapes of dimensions ;)O x O.- or 60 x 0.5) r.lr. correspondingly a lead @@ tnio 60: 1 or 120: 1 of Width to thickness used, Btron leading means that the electrodes are in Rigel @ all current sources used for welding can be connected to a roller. Us is also possible and is also within the scope of the invention that the supply using electrodes from different power sources.

Gemäß einem weiteren Zrfindungsmerkngl wird die drchtfüruige Elektrode bzw. Werden die draktförmigen leiztroden nit Bezug auf die Schweißrichtung vor der bandförmigen @ledtrode positioniert abgeschmolzon.According to a further invention note, the responsible electrode or Are the draw-shaped leiztroden with reference to the welding direction in front of the band-shaped @ledtrode positioned abmolzon.

Es ist vorteilhaft, wenn die drahtförmigen Elektroden an den Bandrändern bzw. zwischen zwei Elektrodenbendern positioniert abgeschmolzen werden.It is advantageous if the wire-shaped electrodes are attached to the band edges or positioned between two electrode benders.

Die Positionierung der drahtförmigen Elektroden kann mittels einer in den Elektrodenbändern z.B. in N?or von Leitrillen durch Pressung, gebildeten Profilierung fixiert werden. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal wird in den zwiscken den draht- und den bandförmigen elektroden gebildeten Hohlraum ein Legierungsbestandteile, Flußmittel bzw. schlackebildende Bestandteile, Desoxydationsmittel, Lichtbogenstabilieierungsmittel oder dgl., einzeln oder in Kombination enthaltendes Schweißpulver angeordnet. VorteilhaS-J ist es fernerhin, insbesondere wenn draht- und banoförmige Elektroden verschiedener Zusammensetzung abgeschmolzen werden, die Poritionierung der drahtförmigen Elektrode (n) währond des Schweißvorganges über den Bandbreitenbereich laufend zu verändern.The positioning of the wire-shaped electrodes can be by means of a in the electrode strips e.g. in the vicinity of guide grooves by pressing Profiling are fixed. According to a further feature of the invention, in the between the wire-shaped and the band-shaped electrodes cavity formed an alloy constituents, Flux or slag-forming components, deoxidizers, arc stabilizers Or the like. Arranged individually or in combination containing welding powder. Advantage-J It is furthermore, especially when wire-shaped and bano-shaped electrodes are different Composition are melted off, the poritioning of the wire-shaped electrode (n) to change continuously over the bandwidth range during the welding process.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführunsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments explained.

Beispiel 1: Dieses Beispiel betrifft Auftragschweißungen auf einem unlegierten Baustahl (0.15 % a, 0.20 °,) Si, 0.49 L,J Mn) nach dem Unterpulver - kurz UP-Verfahren mit einem agglomerierten Soh@ei@nulver der in Gewichtsprozentsätzeu angeregebenen Zus@@mensetzung: 29.5 % Sio2, 27.1 % Cao, 23.8 % Gaf2, 7.3 % Zro2, 3,5 % Al2O3, 2.6 % Na2O, 2.2 % Nn, 3.1 % Cr.Example 1: This example concerns overlay welds on a unalloyed structural steel (0.15% a, 0.20 °,) Si, 0.49 L, J Mn) after the submerged powder - short UP process with an agglomerated Soh @ ei @ nulver der in Percentages by weight of the stated composition: 29.5% Sio2, 27.1% Cao, 23.8 % Gaf2, 7.3% Zro2, 3.5% Al2O3, 2.6% Na2O, 2.2% Nn, 3.1% Cr.

Als Schweißelektroden wurden je eine überlegierte Band-bzw. Drahtalektrode der Zusammensetzung: 0.01 % 0, 0.13 % Si, 1,92 % mm, 23.80 % Cr, 12.05 % Mi, 0,81 % Nb, Rest Fe verwendet.As welding electrodes, an over-alloyed band or. Wire electrode the composition: 0.01% 0, 0.13% Si, 1.92% mm, 23.80% Cr, 12.05% Mi, 0.81 % Nb, remainder Fe used.

Der runde Eloktroden draht von 3.25 mm Durchmeoser wurde im Schweißkopf in der Mitte des Elektrodenbundes der Abmessung 30 x 0.5 mm, u.zw. mit Bezug zur Schweißrichtung unmittelbar vor den Bs.nd angeordnet. Die Schweißdaten waren: 650 A, 30 V; Schweißgeschwindigkeit 45 cm min.The round electrode wire with a 3.25 mm diameter was placed in the welding head in the middle of the electrode collar measuring 30 x 0.5 mm, u.zw. with reference to Welding direction arranged directly in front of the Bs.nd. The welding data was: 650 A, 30 V; Welding speed 45 cm min.

Die Schweißraupe zeigte ein schönes Ausnehen, flach abfallende Raupenründer und eine ebene Oberfläche. Die Aufmischung mit des Grundwerkstoff betrung im Kittel 15.5 %. Im Lichtbogenhereich der Drahtelektrode, d.h. in der Raupennitte war ein etwas stärkerer Binbrand festzustellen.The weld bead showed a beautiful appearance, gently sloping caterpillars and a flat surface. Mixing up with the base material in the smock 15.5%. In the arc area of the wire electrode, i.e. in the middle of the bead, there was a detect a somewhat stronger binbrand.

Die Schweißgutzusammensetzung war: 0.037 % C, 0.75 % Si, 1.63 % Mn, 18.80 % Or, 10.55 % Ni, 0.51 % Nb; Rest Fe.The weld deposit composition was: 0.037% C, 0.75% Si, 1.63% Mn, 18.80% Or, 10.55% Ni, 0.51% Nb; Remainder Fe.

Zun Vergleich wurre die Aufschweißung unter gleichen 3edingungen, jedoch mit der 3andelektrode allein wiederholt.For comparison, the weld was made under the same conditions, but repeated with the 3andel electrode alone.

Dabei konnte - um dasselbe Raupenauesehen zu erhslten -lediglich nit einer Schweißgeschwindigkeit von 20 cn/min geschweißt werden. Die Aufmischung mit den Grundwerkstoff betrug im Durchschnitt 11.2 . Das Schweißgut hatte folgende Zusammensetzung: 0.033 % C, 0.76 % Si, 1.76 % Mn, 19.62 % Cr, 10.93 % Ni, 0.58 % Nb; Rest Fe.In this case - in order to get the same caterpillar appearance - only could not a welding speed of 20 cn / min. Mixing up with the base material averaged 11.2. The weld metal had the following composition: 0.033% C, 0.76% Si, 1.76% Mn, 19.62% Cr, 10.93% Ni, 0.58% Nb; Remainder Fe.

Daraus ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Steigerung der Schweißgeschwindigkeit um weit mehr als 100 % ermöglicht.It follows that the method according to the invention is an increase the welding speed by far more than 100%.

Beispiel 2: mit den in Beispiel 1 verwendeten Blektroden, aber zuletzlich mit je einer Drahtelektrode an den beiden Rändern der Nandelcktrode, insgesamt demnach mit drei Drahtelektroden und einer Bandelektrode wurden unter Verwendung desselben Schweißpulvers weitere Auftragsschweißungen auf dem genannten Grundwerkstoff durchgeführt. Die Schweißdaten waren in diesem Falle: 990 A, 30 V; die Schweißgeschwindigkeit betrug 50 cm/min. Die Raupenausbildun; entsprach dabei der in Beispiel 1 beschriebenen Form. W)ie Aufmischung war bedingt durch die größere Stromstärke etwas höher, nämlich im Mittel 24.8 %. Die Schweißgutzusammensetzung war wie folgt: 0.052 % c, 0.74 % Si, 1.58 % Mn, 17.10 % Cr, 9,10 % Ni, 0.44 % Nb, Rest Fe.Example 2: with the lead electrodes used in example 1, but permissible with one wire electrode on each of the two edges of the Nandelcktrode, so overall three wire electrodes and one tape electrode were made using the same Welding powder, further build-up welds are carried out on the base material mentioned. The welding data in this case were: 990 A, 30 V; the welding speed was 50 cm / min. The caterpillar training; corresponded to that described in Example 1 Shape. How dilution was somewhat higher due to the greater amperage, namely on average 24.8%. The weld deposit composition was as follows: 0.052% c, 0.74% Si, 1.58% Mn, 17.10% Cr, 9.10% Ni, 0.44% Nb, remainder Fe.

Die Raupengläche war eben, die Ränder waren gleichmäßig und flach abfallend ausgebildet.The surface of the caterpillar was level, the edges even and flat sloping formed.

Beispiel 3: Bei ansonsten gleichen Bedingungen wurden in diesem Falle zwei der schon erwähnten Bandelektroden (Format: 30 x 0.5 mm) zusammen mit zwei Drahtelektroden von 2.4 mm Durchmesser und gleicher Zusammensetzung derart verschweißt, daß die beiden Drähte zwischen den Bandelektroden, u.zw. an deren beiden Rindern positioniert wurden. Die Schweißdaten waren: 750 A, 30 V; Schweißgeschwindigkeit: 25 cm min. Bei einer durchschnittlichen Aufmischung von 17 % ergab sich folgende Scl-e ißgutzusammens et zung: 0.040 %C, 0.75 % Si, 1.64 % Mn, 18.35 % Cr, 10.20 % Ni, 0.48 % No Rest Fe.Example 3: All other things being equal, in this case two of the already mentioned tape electrodes (format: 30 x 0.5 mm) together with two Wire electrodes of 2.4 mm diameter and the same composition welded in such a way that that the two wires between the ribbon electrodes, u.zw. on their two cattle were positioned. The welding data were: 750 A, 30 V; Welding speed: 25 cm min. With an average dilution of 17%, the following resulted Basic ingredients: 0.040% C, 0.75% Si, 1.64% Mn, 18.35% Cr, 10.20 % Ni, 0.48% No balance Fe.

Das Aussehen bzw. die Ausbildung der Schweißraupe enteprach derjenigen von Beispiel 1 und 2.The appearance or the training of the weld bead enteprach those of example 1 and 2.

Beisniel 4: In diesem Falle wurde die gemäß Beispiel 3 gewählte Art der Elektroden-Positionierung mit der Abwandlung beibehalten, daß durch die Anordnung von entsprechend ausgebildeten Profilwalzen im Schweißkopgbereich Leitrillen in den Bändern gebildet und zugleich ein dichtender Abschluß des Hohlraumes zwischen den Bandelektroden erreicht wurde.Example 4: In this case, the type selected according to Example 3 was used keep the electrode positioning with the modification, that through the arrangement of appropriately designed profile rollers in the welding head area Guide grooves formed in the bands and at the same time a sealing closure of the cavity was reached between the ribbon electrodes.

In diesen Hohlraum wurde mittels eines Fülltrichters ein aus Chrom und Nickel im Gewichtsverhältnis 1 : 2 gebildetes bzw. daraus bestehendes Metallpulver eingebracht.A chrome filling funnel was used in this cavity and nickel in a weight ratio of 1: 2 formed or consisting of metal powder brought in.

Die Elektrodenbänder (Abmessung: 30 x 0.5 mm) hatten folgende Zusammensetzung: 0.017 % C, 0.45 % Si. 1.71 % Mn, 19.90 % Cr, 10.95 % Rest Pe.The electrode strips (dimensions: 30 x 0.5 mm) had the following composition: 0.017% C, 0.45% Si. 1.71% Mn, 19.90% Cr, 10.95% remainder Pe.

Die beiden Drähte (Durchmesser 2.4 mm) bestanden aus: 0.019 % C, 0,51 78 Si, 1.75 % LIn, 20.15 % Cr, 10.50 % Ni, Rest Fe.The two wires (diameter 2.4 mm) consisted of: 0.019% C, 0.51 78 Si, 1.75% LIn, 20.15% Cr, 10.50% Ni, remainder Fe.

Die Schweißdaten waren: 850 A, 30 V; Schweißgeschwindigkeit 30 cm/min. Das Schweißgut dieser Auftragschweißung bestand aus: 0.10 % C, 0.75 % Si, 1.73 % Mn, 28.4 % Cr, 23.5 % Ni, Rest Fe.The welding data were: 850 A, 30 V; Welding speed 30 cm / min. The weld deposit of this build-up weld consisted of: 0.10% C, 0.75% Si, 1.73% Mn, 28.4% Cr, 23.5% Ni, remainder Fe.

Beispiel 5: Es wurde eine Elektroden-Kombination verschweißt, die aus einer Bandelektrode der Abmessung 60 x 0.5 mm und je einer an deren Rindern in Schweißrichtung vor ihr positionierten Drahtelektrode (Runddraht von 3,25 mm Durchmesser) gebildet war. Die Zusammensetzung der Elektroken, des Grundwerkstoffes und des verwendeten Schweißpulvers waren analog wie bein Beispiel 1.Example 5: An electrode combination was welded which from a strip electrode measuring 60 x 0.5 mm and one from each of their cattle Wire electrode positioned in front of it in the welding direction (round wire of 3.25 mm Diameter) was formed. The composition of the Elektroken, the basic material and the welding powder used were analogous to those in Example 1.

Mit den Schweißdaten: 11 50 A, 30 V; Schweißgeschwindigkeit 25 cm/min. viurden wie bei Üen vorigen Beispielen glatte, ebene und gleichmäßig ausgebildete Raupen mit flach abfallenden Rändern erhalten. Die Aufmischung betrug im Mittel 15,2 %.With the welding data: 11 50 A, 30 V; Welding speed 25 cm / min. As in previous examples, they were smooth, even and evenly formed The caterpillars have been preserved with gently sloping edges. The dilution was on average 15.2%.

Die Schweißgutanalyse war wie folgt: 0.039 % C, 0.75 % Si, 1.65 % Mn, 18.71 % Gr, 10.60 % Ni, 0.52 % iTb; Rest Pe.The weld metal analysis was as follows: 0.039% C, 0.75% Si, 1.65% Mn, 18.71% Gr, 10.60% Ni, 0.52% iTb; Rest Pe.

Beispiel 6: Es wurde eine Elektrodenkombination aus einer Bandelektrode (Abmessung 30 x 0.5 mm) und einer. Elektrodendra@t von 3.25 mm Durchmesser gebildet, der in Scheeißrichtung vor der Bandelektrode entlang deren Breite etwa 2 x Je Sekunde hin- und herbewegt wurde. Die Elektrodensusam@ensetzung war in diesem Halle stark unterschiedlich, wie dien die folgende Tabelle zeigt: % C Si Mn Cr Mo V W Fe Bandelektrode 0.82 0.37 0.32 4.22 4.83 1.98 6.60 Rest Drahtelektrode 1.25 0.25 0.36 0.70 1.75 Rest Grundwerkstoff und Schweißpulver entsprachen wie bei allen anderen Beispielen der Zusammense@cung von Beispel 1.Example 6: An electrode combination was made from a strip electrode (Dimension 30 x 0.5 mm) and one. Electrodendra @ t formed with a diameter of 3.25 mm, the one in front of the strip electrode in the direction of shitting along its width about 2 x per second was moved back and forth. The electrode survey was strong in this hall different, as shown in the following table:% C Si Mn Cr Mo V W Fe ribbon electrode 0.82 0.37 0.32 4.22 4.83 1.98 6.60 Remaining wire electrode 1.25 0.25 0.36 0.70 1.75 The rest of the base material and welding powder were the same as in all other examples the compilation of example 1.

Die Schweißdaten waren: 750 A, 30 V; Schweißgeschwindigkeit 40 cm/min.The welding data were: 750 A, 30 V; Welding speed 40 cm / min.

Die Aufmischung war praktisch gleichmäßig und betrung 16 %.The dilution was practically uniform and amounted to 16%.

Die Härtewerte der sch-n ausgebildete:': Schweißraupen schwanken von 60 bis 62 Iffic.The hardness values of the sch-n trained: ': weld beads vary from 60 to 62 Iffic.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Arc flash welding process for the production of cladding or connection welding using a welding head, thereby g e k e n n z e i h n e t that the welding head at least has at least one band-shaped shape a wire-shaped, consumable in the arc electrode is supplied that the Electrodes positioned against each other, connected to carry electricity and in a common one Weld pool are melted off.

2. The method according to claim 1, characterized in that the wire-shaped (n) Electrode (s) with respect to the welding direction in front of the strip-shaped electrode positioned is (are) melted off.

3. The method according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n It should be noted that the wire-shaped electrodes are positioned on the tape edges to be melted.

4. The method according to claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n Nz e i c h n e t that the wire-shaped electrodes between two electrode strips positioned to be melted.

:. Method according to claim 4, characterized in that the positioning the wire-shaped electrodes by means of a z.3 in the electrode strips. in shape is fixed by guide grooves formed by pressing profiling.

6. The method according to iien claims 4 and 5, characterized in that that in the cavity formed between the wire-shaped and the band-shaped electrodes an alloy component, flux or slag-forming component, deoxidizer, Arc stabilizer or the like, individually or in combination containing Welding powder is arranged.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the positioning of the wire-shaped Electrode (s) during of the welding before @@ nges is continuously changed over the bandwidth range.

8. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c it is not noted that wire and ribbon-shaped electrodes are different Musa @@ ense @ zung @@@ eschmolzen @erden.