DE2129992A1 - Verfahren zur Herstellung von Schweissdraehten und nach diesem Verfahren hergestellte Schweissdraehte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schweissdraehten und nach diesem Verfahren hergestellte Schweissdraehte

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DE2129992A1 DE19712129992 DE2129992A DE2129992A1 DE 2129992 A1 DE2129992 A1 DE 2129992A1 DE 19712129992 DE19712129992 DE 19712129992 DE 2129992 A DE2129992 A DE 2129992A DE 2129992 A1 DE2129992 A1 DE 2129992A1
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Description

DIpI. Ing. β. Η. BAHR Dipl.-Phyj. E. BETZLEa DIpl.-lng. W. HfS Patentanwalt»
lt»
MOO München Ji, Eiisnjchar Stta&m
/7 e/3 6? fr
Verfahren zur Herstellung von Schweißdrähten, und nach diesem Verfahren hergestellte Schweißdrähte.
109853/1233
212999?
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schweißdrähten, bei dem ein Kern aus Schweißstahl mit einem Zusatzelement beschichtet wird.
Es ist bekannt, für die Lichtbogen-Schutzgasschweißung und andere Schweißverfahren Schweißstäbe oder Schweißdrä'hte aus Stahl zu verwenden, dessen chemische Zusammensetzung von der auszuführenden Schweißarbeit und den Schweißbedingungen abhängt.
Für das Schweißen gewohnlicher Stahlarten kann man Schweißstäbe verwenden, deren Zusammensetzung ungefähr " der des zu schweißenden Stahls entspricht, mit einem geringen Mangangehalt von 0,3 bis 0,9$>» für das Schweißen von Spezialstahl und besonders von rostfreiem Stahl müssen jedoch Schweißstab^ mit· einem wesentlich höheren Mangangenalt, gewohnlich zwischen 2 und 3^, verwandt werden.
Schweißstäbe mit hohem Mangangehalt werden desweitern für Auftragsschweißungen verwandt, die dazu dienen, abgenutzte Werkstückstellen zu ersetzen=
Es ist ebenfalls bekannt, Schweißstäbe zu verwenden, deren Kern mit einer chemischen, durch Klebmittel anhaftende Verbindung beschichtet ist; desweitern ist ™ bekannt, diese Beschichtung aus einem mit Hilfe eines Klebstoffs aufgetragenen Zusa.tzmetalls herzustellen, das dazu dient, den Gehalt des Stahl in einer seiner Komponenten zu vergrößern.
Für die Schutzgasschweißung und ähnliche Schweißverfahren verwendet man dagegen gewöhnlich relativ dünne blanke Drähte, die auf Stäbchenform zugeschnitten sein können und die einen hohen Mangangehalt aufweisen»
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Die als Schweißstäbe und Schweißdrähte gebrauchten Kernstähle mit hohem Mangangehalt müssen sehr sorgfältig hergestellt werden; auf der anderen Seite besitzen diese Stähle aber gewisse mechanische Eigenschaften, wie zum Beispiel eine große Härte, die beim Walzen und Drahtziehen Schwierigkeiten bereiten.
Aus diesem Grund haben die Schweißstäbe und Schweißdrähte aus Stahl mit hohem Mangangehalt den Nachteil teuer zu sein, wobei der Preis noch dadurch erhöht wird, daß eine immer größere Anzahl verschiedenster Schweißstäbe und -drähte mit verschiedenen Mangangehalten hergestellt werden muß, um den wechselnden Ansprüchen zu entsprechen.
Dies hat zur Folge, daß die für bestimmte Schweißbedingungen mit einem gegebenen Mangangehalt benötigten Schweißstäbe und -drähte nie in größeren Mengen hergestellt werden können und es schwierig ist, stets über den entsprechenden Kernstahl zu verfügen.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Schweißdraht zu entwickeln, dessen Gehalt an einer der Komponenten des Kernstahls systematisch mit größter Genauigkeit den jeweiligen Schweißbedingungen angepaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemSß durch ein Herstellungsverfahren gelöst, das sich dadurch kennzeichnet, daß ein als Trägermaterial dienender Draht aus Kernstahl unmittelbar mit einem Überzug des Zusatzelements versehen wird, dessen Gehalt in Bezug auf den Gehalt des Kernstahl erhöht werden soll, so daß man einen Schweißdraht erhält, dessen Kernstahl mit einem Zusatzelement beschichtet ist.
Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung wird der Zusatzelementüberzug mit Hilfe des Vakuumverdampfungsverfahren auf den Kernstahl aufgetragen. Der Vorteil dieses Verfahrens ist die Möglichkeit, auf einfache
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Art und Weise und mit größter Genauigkeit den Gehalt an einer bestimmten komponenten variieren zu können.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das zur Herstellung des Überzugs auf dem Kernstahl durch Vakuumverdampfung dienende Zusatzelement ein reines Metall, zum Beispiel Mangan, eine Metallegierung oder Silizium sein.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr einfach zu beiirerkstelligen: die Oberfläche des als Trägermaterial dienenden Kernstahldrahts wird mit einer Zusatzelementschicht versehen, dessen Dicke so eingestellt wird, daß beim Schmelzen des Drahts und seines Überzugs \ ein Schweißstahl erhalten wird, der den gewünschten hohen Gehalt an Zusatzelement aufweist.
Wenn also ein Schweißstahl mit hohem Mangangehalt gewünscht wird, beschichtet man einen gewöhnlichen Schweißdraht durch Vakuumverdampfung mit einer Manganschicht, deren Dicke so gehalten ist, daß man beim Schmelzen einen Stahl erhält, dessen Mangangehalt dem gewünschten hohen Wert entspricht.
Da Einrichtungen zur Herstellung von Metallüberzügen auf Metalldrähten durch Vakuumverdampfung bekannt sind, erübrigt sich deren nähere Beschreibung.
Es mag genügen, zu sagen, daß eine derartige Einrichtung ™ einen Behandlungsraum enthält, in dem ein Vakuum von ungefähr 10 Torr herrscht und durch den der zu überziehende Draht der Achse eines torischen Tiegels folgend geführt wird/ wobei über dem Tiegel ein Konus aus Tantal angebracht ist, dessen innere Oberfläche auf eine Temperatur von ungefähr 10000C erhitzt wird und die aus dem Tiegel unter der Aktion einer Elektronenkanone austretenden Metallatome zurückwirft. Wenn der Tiegel Mangan enthält, ein Metall mit hohem Dampfdruck, ist es unmöglich, dieses zum Schmelzen zu bringen, da das Mangan
— 5—
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bei einer Temperatur von 10500C sublimiert und seine Dampfspannung gleich 10~ Torr beträgt; dieses Metall eignet sich also vorzüglich für die Herstellung von Oberzügen.
Das je nach dem beim Schweißen zu erhaltenen Gehalt in verschiedenen Mengen aufgebrachte Mangan verteilt sich über die ganze zu überziehende Oberfläche in einer Schicht, deren Dicke gemäß folgender vereinfachter Formel berechnet werden kann:
JMn
St
"Mn
in welcher G
G
D
R
rMn
JSt
1Mn
%t
das Gewicht des Mangans,
das Gewicht des Stahls,
die Schichtdicke in Millimeter,
den Drahtradius in Millimeter,
das spezifische Gewicht des Mangans, und
das spezifische Gewicht des Stahls
bedeuten.
Nach dieser Formel kann man berechnen, daß der Auftrag von 1, 5 Gramm Mangan auf einen Draht mit einem Raaius von 3 Millimeter und einer Länge von 1 Meter, aus gewöhnlichem Schweißstahl mit einem Mangangehalt von ungefähr 0,4$*, zu einem Manganüberzug mit einer Schichtdicke von 22 Mikromillimeter führt und beim Schweißen einen Stahl liefert, dessen mittlerer Mangangehalt ungefähr 3/£ beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch die Herstellung von Überzügen aus anderen Elementen als das Mangan, wie zum Beispiel aus Silizium, Vanadium, Kupfer oder Metallegierungen.
-6-
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr wirtschaftlich, denn man kann, ausgehend von einem als Trägermaterial dienenden Draht von einer einzigen bestimmten Zusammensetzung, Schweißdrähte mit den verschiedensten Gehalten en bestimmten Metallen herstellen; es ist desweitern möglich, diese verschiedenen Gehalte mit größter Genauigkeit zu bestimmen. Es besteht folglich die Möglichkeit, durch ein einfaches und leicht durchzuführendes Verfahren gänzlich neuartige Schweißlegierungen herzustellen.
Der durch das erfindungsgemSße Verfahren hergestellte Schweißdraht kann den vorgesehenen Verwendungsmöglichkeiten entsprechend mit einer Umhüllung versehen, aufgespult oder zugeschnitten werden.
- Patentansprüche -
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Claims (8)

Patenten s ρ r ü c h e
1.- Verfahren zur Herstellung von Schweißdrähten, bestehend aus einem mit einem Zusatzelement beschichteten Stahlkern, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Zusatzelement bestehende Überzug unmittelbar auf den Stahlkern aufgebracht wird.
2.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzelement durch Vakuumverdampfung aufgetragen wird.
3·- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar auf den Drahtkern aufgetragene Überzug durch Vakuumverdampfung eines chemisch reinen Elements erhalten wird.
4·- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar auf den Drahtkern aufgetragene Überzug durch Vakuumverdampfung eines chemisch reinen Metalls erhalten wird.
5·- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar auf den Drahtkern aufgetragene Überzug durch Vakuumverdampfung einer Metallegierung erhalten wird.
6.- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar auf den Drahtkern aufgetragene Überzug durch Vakuumverdampfung von Silizium erhalten wird.
7.- Schweißdraht, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Stahlkern besteht, welcher unmittelbar mit einem Zusatzelement überzogen ist, das beim Schweißen den Gehalt des Stahls an zumindest einer seiner Komponenten erhöht. -8_
109853/123 3
8.- Schweißdraht, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 6.
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