DE2161098A1

DE2161098A1 - Rohrförmiger zusammengesetzter Schweißdraht zur Verwendung bei automati sehen und halbautomatischen Schweißver fahren

Info

Publication number: DE2161098A1
Application number: DE19712161098
Authority: DE
Inventors: Kazuo Fujisawa Sugahara Takeshi Fukuda Kazuo Kawasaki Hashimura Kazuja Fujisawa Kanagawa Soejima (Japan) P B23k 37 00
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1972-09-07
Also published as: CA956552A; JPS5017304B1; DE2161098C3; DE2161098B2; US3805016A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen zusammengesetzten Schweißdraht, der mit Kaliumverbindungen oder Gemischen von solchen gefüllt ist, die ein übliches !Flußmittel enthalten, welches bei automatischen oder halbautomatischen Schweißverfahren verwendet wird, beispielsweise bei Eintauch-lichtbogenschweißverfahren, Lichtbogenschweißverfahren mit COp Gas, Lichtbogenschweißverfahren mit inertem Gas, mit oder ohne einem Schutzgas oder einem Schutzflußmittel.

In der nachstehenden Beschreibung ist mit der Bezeichnung "Draht" ein rohrförmiger zusammengesetzter Schweißdraht bezeichnet, der mit Flußmittel gefüllt ist. Mit "Mantel" ist das metallische rohrförmige Gehäuse bezeichnet.

Übliche Schweißdrähte bewirken oftmals Fehler wie "Blaslöcher" oder Bildung von Rissen in dem geschweißten Metall und übermäßiges Zerspritzen von Tropfen aus geschmolzenem Metall während des Schweißvorganges zufolge der Feuchtigkeit, die von dem Flußmittel während der

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Lagerung oder während des Versandes absorbiert ist· Um diese Fehler zu beseitigen, muß eine umständliche Erhitzungsbehandlung oder Trocknungsbehandlung kurz vor Gebrauch des Drahtes ausgeführt wexxlen.

Übermäßiges Zerspritzen der geschmolzenen Metalltropfen und unstabile Lichtbogenerzeugung werden beobachtet, selbst wenn der übliche Schweißdraht keine Feuchtigkeit in dem Flußmittel enthält. Dies bewirkt nicht nur eine Vergeudung von Draht, sondern auch eine Störung der Li c htb ο ge ns c hut ζ atmosphäre. Als Ergebnis treten Op Gase und Ng Gase, die in der Atmosphäre vorhanden sind, in das geschmolzene Metall ein, wonach Blaslöcher oder Blasen in dem geschweißten Metall auftreten.

Der unregelmäßige oder instabile Lichtbogen bei automatischem oder halbautomatischem Schweißen ohne Abschirmflußmittel oder Abschirmgas verringert die Qualität der Schweißraupe. Dies trifft besonders au, wenn der Schweißstrom schwach ist oder die Geschwindigkeit des laufenden Brenners hoch ist, wobei dann unter Verwendung eines üblichen Schweißdrahtes eine zufriedenstellende Schweißraupe kaum erhalten werden kann. In dem Flußmittel sind eine genügende Menge an Fluorid und Carbonat enthalten, um das Schutzgas von dem Draht selbst zu erzeugen zu dem Zweck, das geschmolzene Metall gegenüber der Atmosphäre in einem Fall zu schützen, in welchem ein äußeres Schutzgas oder ein äußeres Sehnt3flußmittel an den Draht nicht angelegt v/erden. Dieses Schutzgas ist weiß und lichtundurchlässig, so daß die geschmolzene Schweißmaterialmenge und ihre Umgebung nicht sichtbar sind, und außerdem wird ein aggressiver Geruch erzeugt, was für die die Schweißung ausführende Person unangenehm ist.

Obwohl das Carbonat ein wirksamer Bestandteil zum Erzeugen des Schutzgases ist, legiert sich der durch Zersetzung erzeugte Kohlenstoff mit dem geschweißten Metall, so daß dieses in einen Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt umgewandelt wird. Daher ist die Menge an

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_ 3 —

Carbonat begrenzt_$ die dein Draht aus niedriggekohlt era Stahl zugegeben werden kann.

Es ist bekannt, Aluminium, Mangan, Titan oder Zirkon (Al, Mg, Ti oder Zr) dem Mantel oder dem Flußmittel zuzugeben, um den JJintritt von Oo Gasen und Np Gasen in das geschweißte Kotall zu verhindern. Diese desoxydierenden und stickstofffreimachenden Elemente verringern jedoch die Fließfähigkeit der geschmolzenen Schlacke und die Entfernbarkeit der verfestigten Schlacke, und sie werden oft als Verunreinigungen in dem geschweißten Metall zurückgehalten. Daher ist auch die Menge an desoxydierenden und stickstofffreimachenden Elementen begrenzt, die" dem Flußmittel zugegeben werden kann.

Wie oben erwähnt, ist ein üblicher Schweißdraht nicht immer für alle Schweißverfahren geeignet, weil sich in der Praxis verschiedene Fehler ergeben.

Die Erfindung bezweckt, die oben genannten Kachteile üblichen Schweißdrahts zu überwinden, und die Erfindung beruht im wesentlichen darauf, daß das nicht-hygroskopische und leicht schmelzbare Dichromkali und Chromkali, wenn es geschmolzen ist, die geschmolzenen Metalltropfen und das Flußmittel überzieht und schützt, so daß dem letzteren günstige Fließfähigkeit erteilt wird und die Lichtbogenerzeugung stabil gemacht wird. Demgemäß können verschiedene Arten von Schweißungen erhalten werden, indem dem Flußmittel verschiedene Mengen und Arten von Legierungselementen und Kaliumverbindungen zugegeben werden·

Der rohrförmige zusammengesetzte Draht gemäß der Erfindung, der bei automatischen und halbautomatischen Schweißverfahren verwendet wird, und zwar mit oder ohne Schutzgas oder Schutzflußmittel, wird dadiirch erzeugt, daß ein grünes oder gebackenes Flußmittelgemisch aus 1 bis 15-Gew.Ji Kaliumdichro^&id/oder Kaliumchro^ind 99 bis 85 Gew.# Basisflußmittel, wie es nachstehend angegeben ist, in ein rohrförmiges Gehäuse bzw. in einen rohrförmigen Mantel gefüllt werden, der aus Stahl oder einer eisenhaltigen Legierung gebildet ist.

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Zusammensetzung; des Flußmittels.

Oxyde: 10-60 Gew.#

Fluoride: 1-15 Gew.$

Le gi eru ngs add it i ve: 15-60 Ge w. $

Carbonate: nicht mehr als 15 Gew.%

desoxydierende und

stickstofffreimachende

Mittel: nicht mehr als 7 Gew.^.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1A und 1B zeigen je eine Querschnittsansicht

eines rohrförmigen zusammengesetzten Schweißdrahtes, dei mit Flußmittel gefüllt ist.

Fig* 2 zeigt eine schematische Ansicht des rohrförmigen zusammengesetzten Schweißdrahtes und eines zu schweißenden Metallgegenstandes während des ßchweißvorganges.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, in der das

Verhältnis zwischen Schweißgeschwindigkeit und erzeugter Schweißraupe unter Verwendung eines Schweißdrahtes gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Fig. 4 und 5 sind graphische Darstellungen, in denen Verhältnisse zwischen Flußmittelzusammensetzungen und Mengen au £ex-süz⁴eu.c;en oder abgespritzten Partikeln dargestellt sind.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, in der das

Verhältnis zwischen Flußmitte!zusammensetzung und dem während der Schweißarbeiten erzeugten Geruch angegeben ist.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Flußmitte!zusammensetzung und Leichtigkeit der Beobachtung der geschmolzenen Metallmenge.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Flußmittelzusammensetzung und der Menge an Blasen oder Blaslöchern in dem geschweißten Metall*

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BAD OFHGJNAL

]?ig. 9 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Flußmittelzusammenset zung und dem Auftreffwert in dem geschweißten Metall.

Pig. 10 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Menge an CaCO₅ in dem Flußmittel und dem Kohlenstoffgehalt in dem geschweißten Metall·

Die vorgenannte Zusammensetzung und die Menge jeder Komponente des Basisflußmittels sind bestimmt, indem die Eigenschaften und Funktionen 3eder Komponente berücksichtigt werden.

Das Oxyd ist die Primärkomponente zum Bilden der Schlacke während des Schweißvorganges. Stabile Schlackenbildung wird nicht erhalten, wenn die Oxydmenge unter 10 Gew.# fällt, wohingegen mehr als 60 Gew.% an Oxyd hinsichtlich der Wirkungen anderer Komponenten schädlich wird. Daher liegt der optimale Bereich der Oxydmenge zum Einführen in das FlußmitteY^fO^is 60 Gew.^. Dieses Oxyd kann günstige Fließfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit in geschmolzenem Zustand haben, kann im verfestigten Zustand von der Schweißung bequem entfernt werden, ist nicht hygroskopisch und trägt zur Erzeugung eines stabilen Lichtbogens bei. Eines oder mehrere Oxyde können verwendet werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus TiOp» MgO, Al₂O₅, SiO₂, CaO, FeO, Cr₃O₅, ZrO₂ und ähnlichen Metalloxyden besteht, sowie die Doppelverbindung von diesen, beispielsweise CaO-SiO₂*

Das Fluorid überzieht im geschmolzenen Zustand die geschmolzenen Metalltropfen, die an der Drahtspitze hängen und von dieser ausgehen, und zwar zusammen mit anderen geschmolzenen Flußmittelkomponenten, um das Mischen von O₂ und N₂ Gasen zu verhindern. Außerdem verbessert es die Fließfähigkeit des geschmolzenen Flußmittels. Eine oder mehrere Fluoride, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die CaF₂, MgF₂, AlF₅ und Na₅AlF₆ umfaßt, sowie die Doppelverbindungen von diesen, werden der Flußmittel-

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basis, in einer Menge von 1 bis 15 Gev;.# zugegeben. Die Wirkung des Ifluorids hinsichtlich des Schutzes der geschmolzenen Metalltropfen und hinsichtlich der Verbesserung der Fließfähigkeit der Schlacke wird nicht erhalten, wenn die zugegebene Fluoridmenge kleiner als 1 Gew.# ist, wohingegen starker Geruch und Abspritzen von geschmolzenen Metalltropfen hervorgerufen v/erden, wenn mehr als 15 Gew.# IPluorid zugegeben wird. Daher kann das Fluorid der' Flußmittelbasis in einer Menge von 1 bis 15 Gew.# zugegeben werden, unabhängig davon, ob Schutzgas oder Schutzflußmittel verwendet wird oder nicht. Das Fluorid wie CaFo» MgF^» AlF-, und Na^AlFg so11 kein Kristallisationswasser enthalten.

Das Carbonat wird durch Wärme in Oxyd und CO₀ Gas während des Schweißvorganges zersetzt, und das gebildete Oxyd dient als Schlackenbildungsmittel, wohingegen das erzeugte CO2 Gas als Schutzatmosphäre für den Lichtbogen dient. Zuviel Carbonat beschleunigt das Zerspritzen oder Abspritzen der geschmolzenen Metalltropfen zufolge der schnellen Ausdehnung des durch die Wärme zersetzung des Carbonato erzeugten CO2 Gases. Wenn die Carbonatmenge 15 Gew.# übersteigt, nimmt das Zerspritzen der geschmolzenen Metalltropfen plötzlich zu und der Kohlenstoffgehalt des Schweißmetalls nimmt unbeabsichtigt bis zu einem Bereich zu, der für das Schweißen von niedriggekohltem Stahl ungünstig ist. Daher ist die obere Grenze der dem Flußmittel zuzugebenden Carbonatmenge mit I5 Gew.# bestimmt. Ein oder mehrere Carbonate aus der Gruppe CaCO,, BaCO^, MnCO;,, MgCO₅, SrCO, und ähnliche Metallcarbonate sowie ihre Doppelverbindungen werden für diesen Zweck verwendet. Die Zugabe von Carbonat ist unnötig, wenn Schutzgas oder Schutzflußmittel von außen an den Draht angelegt werden.

Änderung der Legierungsbestandteile und Einstellung der Zusammensetzung des Schweißmetalls zusammen mit dem Metallmantel des Schweißdrahts und Verbesserung der

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des geschmolzenen Metalls zu der Schweißung, d.h. eine Kombination zwischen dem Kant elmet all und den Legierungszugaben oder JLegierungsbestandteilen, ei*zeugt verschiedene Arten von Sehweißmetallen. Wenn das Schutzflußmittel von außen an den Draht angelegt v:ird, kann eine Menge an Legierungsmetallpulver in den Abschirmflußmittel oder Schutsflußmittel eingespart oder durch die Menge der Legierungsbestand— teile des eingefüllten Flußmittels ersetzt werden, wodurch die Schweißarbeiten verbessert und die Zusammensetzung des Schweißmetalls stabilisiert wird. Ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Ee, Ni₁ Mn, Cr, Mo, lib, Cu, Co, Si oder Legierungen von diesen oder Eisenlegierungen, die diese Elemente enthaltenj v/erden allein oder kombiniert dem Flußmittel in einer Menge von 15 "bis 60 Gew.% zugegeben. Die untere Grenze der Zugabe der Legierungselemente ist bestimmt durch Berücksichtigung der Ausbeute der letzteren, wohingegen die obere Grenze als die höchste Grenze oder größte Menge bestimmt ist, die verwendet werden kann und dennoch die Wirkung der anderen Komponenten oder Bestandteile nicht behindert oder verhindert. Einige dieser Legxerungselemente dienen als Desoxydierungsmittel und/oder stickstofffreimachende Mittel.

Das desoxydierende und denitrierende Mittel wie eines oder mehrere ineLa.llisehe Elemente aus der- Gruppe Al, 3?i, Mg oder Legierungen von diesen oder Eisenlegierungen, die diese Elemente enthalten, wird allein oder in Kombination verwendet. Wenn die Menge an desoxydierendem und denitrierendem Mittel 7 Gew.# übersteigt, haftet die verfestigte Schlacke fest an dem Schweißmetall an und erfordert umständliche Nachbehandlungen. Wenn der Mantel solche desoxydierenden und denitrierenden Mittel enthält, braucht das Flußmittel das letztere nicht zu enthalten. Daher ist die obere Grenze der Menge an desoxydierenden und denitrierenden Mitteln mit 7 Gew.% ausgewählt.

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Bei der vorliegenden Erfind υ ΰβ werden Kniiuradichromat oder Kaliumchi-Oinat oder· Gemische von diesen den oben genannten. Bestandteilen als Basißflußmittel in einer Menge von 1 bis 15 Gewo# zugegeben. Biese Kaliumverbindungen überziehen und schützen im geschmolzenen Zustand die Tropfen des geschmolzenen Metalls und erhöhen die Fließfähigkeit der gebildeten Schlacke, welche die Schweißmctallflache gegenüber der äußeren Atmosphäre schützt, so daß die Lichtbogenerzeugung stabilisiert ist. Da diese Kaliumverbindungen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt schneller schmelzen als die anderen Bestandteile zufolge der in dem Schweißdrahtmantel erzeugten Joule'sehen Wärme und Wärme von dem geschmolzenen Drahtende übertragen, wird das Basisflußmittel am Drahtende gleichmäßig geschmolzene Hierdurch wird die Wirkung der Bestandteile zum Überziehen und Schützen der geschmolzenen Metalltropfen, und insbesondere die Wirkung des Fluorids, beschleunigt. Außerdem verteilen sich die Kaliumionen, die von den geschmolzenen Kaliumverbindungen abgeleitet sind, sich gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche des Drahtes, so daß örtliche oder unregelmäßige Lichtbogenerzeugung an dem Drahtquerschnitt im wesentlichen verhindert ist und die Größe der geschmolzenen Metalltropfen verringert ist. Weiterhin ist die Erzeugung aggressiven Geruchs minimiert zufolge der Unterdrückung übermäßiger und unnötiger Zersetzung des Fluoride. Weiterhin werden die abgespritzten Partikel klein und fein zufolge der Zugabe dieser Kaliumverbindungen» Weiterhin besteht die Wirkung dieser Kaliumverbindungen darin, die Entfernbarke it der -"verfestigten Schlackenschicht von der Schweißnietallfläche zu beschleunigen. Diese günstigen Wirkungen v/erden gut erhalten, wenn die Menge dieser Kaliumverbindungen in der Flußmittelbasis größer als 1 Gew.Jo ist, wenn sie jedoch 15 Gew.JlS übersteigt, wird der Schmelzpunkt der Schlacke unerwünscht erniedrigt und der Schweißvorgang wird schwierig«

Nachstehend v/erden die oben genannten Vorteile der Erfindung unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele

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und die Zeichnung näher erläutert.

Es wurde eine Reihe von zusammengesetzten Schweißdrähten erzeugt, indem ein Flußmittelgemisch aus 20 Gew.# TiOo und 10 Gew.# SiOp als Oxyd, 6 Gew.^ Eisen, 3 Gew.# Nickel und 28 Gew.# FeGr als Legierungsbestandteile, 5 Gev/e^ Aluminium als desoxydierendes und denitrierendes Mittel, 10 Gew. JIi CaCO-, als Carbonat, 10 Gew.# CaF₂ als Fluorid und O bis 15 Gew.$ eines Gemischs aus K₂Cr₂O,-, und K₂GrO^, als Kaliumverbindung in einen rohrförmigen Mantel gefüllt, dessen Außendurchmesser 3,2 mm betrug und der aus Stahl folgender Zusammensetzung gebildet war: 0,022 Gew.# C, 1,75 Gew.# Mn, 0,4-1 Gew.# Si, 0,012 Gew.% P, 0,009 Gew.# Sj 9,88 Gew.# Ni. 19,15 Gew.^ Cr, 2,50 Gew.# Mo₅ Rest Eisen. Die Menge der Kaliumverbindung in dem Fluß~ mittel wurde geändert. Es wurde die Kontinuität der Schweißraupe der oben beschriebenen Drähte getestet durch ' Änderung der Sc-hweißgeschwindigkeit unter einem Schweißstrom von 150 Ampere. Die Testergebnisse sind in Fig» 5 dargestellt, in welcher A eine Zone zeigt, in der die Raupe kontinuierlich ist, wohingegen B eine Zone zeigt, in der die Raupe diskontinuierlich ist.

Beispiel 2

Es wurde eine Reihe von zusammengesetzten Schweißdrähten in ähnlicher Weise wie gemäß Beispiel 1 erzeugt mit der Ausnahme, daß die Menge an CaF₂ als Fluorid in dem Flußmittel so geändert wurde, daß sie O, 5» 10 bzw. I5 Gew.# betrug, und zwar zusammen mit der Menge des Gemischs aus K₂Cr₂Or₇ und K₂CrO^. Es wurde eine andere Reihe von zusammengesetzten Schweißdrahten erzeugt in ähnlicher Weise, wie es oben beschrieben ist, indem die Menge an CaCO₃ an Stelle der Menge CaF₂ zu O, 5, 10 bzw. 15 Gew.% geändert wurde, und zwar zusammen mit der Menge des Gemischs aus und K

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Das Verhältnis zwischen der Änderung der Menge an und des Gewichbε der zerstreutes oder abgespritzten Partikel während dos Schweißvorganges ist in Fig. 4- dargestellt, ViOhingegen das Verhältnis zwischen der Änderung der Menge an GaCO₇ und dem Gewicht der zerstreuten oder abgespritzten Partikel an der Reihe von Drähten getestet wurde, wobei die Testergebnisse in Fig. 5 dargestellt sind. Obwohl bei diesem Test ein Schutzgas oder ein Schutzflußmittel nicht verwendet wurde, werden ähnliche Ergebnisse in dem Test mit Schutzgas oder Schutzflußmittel erhalten«,

Beispiel 3

Es wurde eine Reihe von zusammengesetzten Schweißdrähten erzeugt in ähnlicher V/eise wie gemäß Beispiel 1 mit der Ausnahme der· Änderung der Menge an OaF^ als Fluorid in einem Bereich von 1 bis 15 Gew*$ zusammen mit der Menge des Gemische von KoCroO,-, und KoCrO^ in einem Bereich von O bis 15 Gew.#.

Das Verhältnis zv?ischen der Änderung der Flußmittelbestandteile (Fluoicid und Kaliumverbindung) und dem aggressiven Geruch wurde an einer Reihe der Drähte getestet, und die Testergebnisse sind in Fig. 6 dargestellt, in welcher C eine Zone bezeichnet, in der der aggressive Geruch nicht vorhanden ist, und in der D eine Zone bezeichnet, in der der Geruch vorhanden ist*

Beispiel 4-

Das Verhältnis zwischen der Schweißgeschwindigkeit und der Möglichkeit, die geschmolzene Metallmenge an der Schweißstelle von einer Stelle oberhalb des Schweißbrenners zu beobachten, wurde an Drähten gemäß Beispiel 1 getestet. Die Testergebnisse sind in Fig. 7 dargestellt, in welcher E eine Zone bezeichnet, in der die Beobachtung der geschmolzenen Metallmenge leicht ist, und in welcher F eine Zone bezeichnet, in der die Beobachtung schwierig ist.

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33s vMJFcLe eine Eoilie von susammengGsetsten Schweißdraht en VJ-Il erseugt, indem ein Flußrd.ttclgemisch aus 50 Gew. ^ ΐίθ₂, 20 Gew.# CaO-SiO₂ und 2 Gew. % Al₂O₅ als Oxyd, 7 Gav.jS CaOOy₁ und 3 Gew.g BaCO₅ als Carbonat, 10 Gew.0 re_s 5 Gew.# FeI-In und 2 Gew.# FeSi als Legierungsbestandteile, 3 GeV;.?? PeAl als desoxydierendes und denitrierendes Iiittel, 5 Ggw.# CaF₂ und 3 Gew»# AlF₇ als Fluor id, und O bäs I5 Gew.# eines Geinischs aus K₂Or₂Or₇ und K₂CrO^ in einen Hantel axis Kohlenstoffstahl gefüllt wurde, der folgende Zusammensetzung hatte: 0,092 Gew.% 0, 0,4-0 Gev;.^ Mn, 0,12 Gew.^ Si, 0,021 Gew.^5 P, 0,011 Gew.56 S, Rest Eisen» Die Menge an Kaliumverbindungen in dem Flußmittel wurde geändert.

Es wurde eine Seihe von zusaniraengesetzten Schweißdraht en VJ-12 erzeugt in ähnlicher Weise wie die Reihe W-11 mit der Ausnahme, daß kein Carbonat enthalten war.

Es wurde auch eine Reihe zusammengesetzter Schweißdrähte V/-I3 erzeugt durch Weglassen des Carbonats und des desoxydiereiiden und denitrierenden Mittels von dem Flußmittel der Drahtreihe W-11.

Schließlich wurde eine Reihe zusammengesetzter Schweißdrähte U—14 erzeugt durch Weglassen des Carbonats, des desoxydiex^eiiden und denitrierenden Mittels und des Fluorids von dom Flußmittel der Drahtr-eine W-II. Diese vier Gruppen νου Bi'äiiLen l.'-i1, W-12, W-I$ und V.⁷-14 wurde ohne Schutzgas und ohne Schutzflußmittel bei einem Schweißvorgang verwendet, und die erhaltenen Schweißmetalle wurden einem Eöntgenstrahlentest unterworfen, um Blasen oder Blaslöcher festzustellen. Die Testergebnisse sind in Fig. 8 dargestellt, und zwar in vier Graden.

Beispiel 6

Es wurde mit den beiden Drahtreihen W-11 und W-12 gemäß Beispiel 5 geschweißt, und die erhaltenen Sehweißmetalle wurden dem Oharpy-Stoßfestigkeitstest oder Schlagfestigkeitstest bei 0° C mit einem 27-Nuten aufweisenden

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-- 12 «

Teatstück unt er v/o r fön,. Die 'i'e.'rtergetmisse sind in Pig» dargestellt _o

L·. Z

Es wurde eine !Leihe von zusammengesetzten ßchvreißdrähten erzeugt, indem ein Plufmittelgemisch aus 30 Gew<-£' SiO₂ und 10 Gev;,,^ CaO-SiO₂ als Oxyd, 15 Gew.% PeOr, 14 Gev/«% PoHn und 5 Gev;»?? ITx als Legierungsbestandteile_v 1 Gew«$o AlTi als aeßoxydierexjdes und denitrierendes Mittel, 10 Gew.^ AlF₃ als Pluorid, 5 Gew.^ E₂Gr₂O,-; und 5 Gew«,# K₂CrO. als Kaliumverbindung und 0 bis I5 Gew.$ CaCO^ als Carbonat in einen »Stahlmantel gefüllt, der folgende ZusammensfLsung hatte: 0,022 Gew„# C, 1,75 Gow.?3 Hn, 9,88 Gew.i^ Ni, 19,15 Gew.# Cr, 2,50 Gew.^ Ho, 0,41 Gew.^ üi, 0,012 Gew.% P, 0,009 Gew.^J S₅ Rest Eisen« Das Schweißmetall wurde von den Krähten ohne Schutzgas oder Schutzf3.ußmittol erzeugte Das Verhältnis zwischen der Menge an CaCO₇ in dem Plußnittel und dem Kohlenstoffgehalt im Schweißmetall ist in Pig. 10 dargestellt.

Beispiel 8

Es wurden fünf Plußmittelzusammensetzungen P-1 bis P-5 gemäß nachstehender Tabelle 1 bei 25O⁰ C während einer Stunde getrocknet und dann während 100- Tagen Raumatmosphäre bei 25° C und 80 ^c/> Peuchtigkeit ausgesetzt» Danach wurde die Peuchtigkeit in den Plußmitteln P-1 bis P-5 gemessen.

Andererseits wurde der Draht W-2 mit dem Hantel H-2 gemäß Tabelle H- und das Plußmittel P-2 gemäß Tabelle 1, ein handelsüblicher Draht X und ein Draht Y, der durch Einfüllen eines titanhaltigen Flußmittels, welches von der üblichen überzogenen Lichtbogenschweißstange erhalten wurde, in einen Hantel H-2 erzeugt wurden, in der gleichen Weise behandelt wie die oben genannten fünf Plußmittel, und jedes der Plußmittel in dem Hantel wurde aus diesem herausgenommen. Die Peuchtigkeit diener drei Plußmittel wurde ebenfalls gemessen. Die Feuchtigkeit der obigen

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fünf Flußmittel und die der letzteren drei li'lußmittel sind in Tabelle 2 angegeben«

Tabelle 1

Bescandteile Oxyde

Flußmittelzusammenset zunge η (Oevu F-1 F-2 1-3 F~4 F-5

Carbonate

Legierungsaus ätze

desoxydxerende und denitrierende Mittel

Fluoride

Kaliumverbindungen

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/,USi ana

TaDeile 2

Feuchtigkeit in dem !Flußmittel und in dem Draht

Flußmittel

unmittelbar nach
dem Trocknen

5 Tage nach dem
Trocknen

50 Tage nach dem
Trocknen

100 Tage nach
dem Trocknen

0,11 0,12 0,12 0,12

0,11 0,11 0,11 0,12

0,10 0,11 0,11 0,11

0,11 0,12 0,12 0,12

0,11
0,12
0,12
0,13

0,11
0,11
0,11
0,11

0,12 1,00 1,86 1,88

o*i5j

1,20 j t

1,96;

1,96j

(Gew.^

Tabelle 3 Spezifikation des Drahtes

Draht Nr.

Durchmesser

Mantel-

zusammen

Setzung;

Mantelverhältnis

Flußmittel

Flußmittelverhältnis

W-1	3,2 mm	H-1	68 %	F-1	32 %
W-2	3 2	H-2	65	F-2	35
W-3	3^2	H-3	65	F-3	35
W-4	3,2	H-4	65	IP-Zf.	35
W-5	32	H-2	65	P-5	35

Tabelle H- Zusammensetzung des Mantels

Mantel Nr. G

Mn

Si

Cr

Mo

H-1	0,092	0,40	0,12	0,021	0,011	9	,88	19	,15	MB	50
H-2	•0,022	1,75	0,41	0,012	0,009	9	,56	19	,01	2,
H-3	0,065	7,66	0,12	0,025	0,012	40	,00	20	,15
H-4·	0,25	1,23	0,25	0,019	0,010				—

(Gew.

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OfHQiNAL

21 610 9 Ö

'Aus de:j Tabellen ist ersichtlich, daß das bevor-iairvte

elgs^isch, welches nicht-hvgrockopisch ist und eine günstige ßcLv/cittv.'irkung schafft, aus 20 bis 52 Gew.# Oz₁Vd₅ nicht- mohr als 6 Gevj„# desoxydierendes und aenitriereuoes Hit bei, 3 bis 15 Gew.# Carbonat, 8 bis 15 Gew.# JTluorid, 17 bis 52 Gew.?? Legierungsbestandteile und .4 bis 10 Ge\:_t./w Kaliumverbindung zusammengesetzt ist.

Beispiel 9

JTünf Drähte W-1, W-2, U-3, W--4 und V/-5, die in den Tab. 3 und 4 dargestellt sind, wurden unter den Bedingungen genäß Tabelle 5 hei Schweißungen verv/endet. Die Ergebnisse der Schweißteste sind in Tabelle 6 dargestellt, und sie zeigen, daß mit den Drähten W-1 bis W-5 günstiges SchvreißiaeLall erhalten und der Schweißvorgang erleichtert v/erden kann.

Tabelle 5

Schweißb edxngungen

Test Kr. .Draht Rr. Energie- elektr. Spannung Schutzgas

quelle Strom(A) (V) od.Schutz-

flußmittel

Τ-1	W-1	A.C.	350	28-30	_
Τ-2	W-2	A.C.	350	28-30
ff. V JU — J	\ T T W — "i	AtUt	350	28-50	—
Τ-4	V/-4	A.C.	350	28-30	—
Τ-5	W-5	D.C.R.P.	350	20-25	Schut zx lußmitt el
					aus 20 % ZrO _P · i
					SiO₂,
					40 % MgO und
					40 % Al₂O₃
Τ~6	W-2	A.C.	350	28-30	reines Argon in
					einer Menge von
					20 l/rein.

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Tabelle 6: Testergebnisse

	Test Nr.■	T-1	T-2	T-3	T-4	T-5	T-6	I
	Zusammenset zung	0 0,095	0,020	0,070	0,32	0,017	0,025	-Λ
	d.Schweißtetalls	Mn 0,50	1,66	7,75	2,03	1,95	1,72	I
	(Gew.^)	Si 0,45	0,44	0,25	0,40	0,52	0,39
		P 0,021	0,012	0,024	0,015	0,014	0,020
		S 0,010	0,009	0,011	0,009	0,009	0,010
		Ni	9,85	9,50	39,93	11,02	9,64
		Cr	19,26	19,12	20,05	19,32	19,54
		' Mo	2,45	—	—	2,20	2,48-
		Total N	0,10	0,09	0,10	0,10	0,04
σ	mechanische	Streckgrenze
co	Eigenschaften	(kg/mm²) 40,5	-	—	-	—	—
co co	d.Schweißine- talls (ge	Zugfestig keit
	schweißt)	(kg/mi_Q2) 52,6 .	60,1	59,73	73,3	61,0	64,8
O		Dehnung
		OO 24,3	44,1	45,4	18,6 .	43,0	40,9
O		Schlag
		wert bei
		2V Nuten
		und 0° Op
		(kg-m/cm _) _5j8 '	10,3	11,6	3,8	10,1	10,0
	Korrosions	5$ wässrige
	wider st and	HpSO^ Lösung
	(Gewicht sver lust)	(g/mVhr) -	4,3	-	—	4,28	4,57
	in	wässri-ge
		MO, lösung
		(g/iii²/hr)	0,81	—		0,84	0,95

Test Nr.	T-1	T-2	T-3	T-4	T-5	T-6
Röntgenstrahlen- test (Grad)	1	1	1	1	Λ	1
Geruch	kein	kein	kein	kein		kein
Aussehen der Rauoe	fein	fein	fein	fein	fein	fein
Abziehfähigkeit der verfestigten Schlacke	RUt	KUt	gut	£ut .	gut	gut
Lichtbogenstabilität	gut	gut	gut	gut	gut	gut
abgespritzte Tropfen	klein	fein u. klein	fein u. klein	klein	—	klein
Feuchtigkeits absorption des Drahts	keine	keine	keine	keine	keine	■ keine

CD CD QO

Wie oben beschrieben, werden durch Verwendung einer Kaliumverbindung in dem sich ergebenden STußmittelgemiscli Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit, Abnahme der abgespritzten oder zerstreuten Partikel, Verhinderung unangenehmen Geruchs und leichte Beobachtung der geschmolzenen Metallmenge an der Schweißstelle erhalten .

Zusätzlich zeigen Ergebnisse der Bötgenstrahlprüfung und der Schlagfestigkeitsprüfung der geschweißten Metalle gemäß der Erfindung, daß die Qualität des geschweißten Metalls bei Vorhandensein der Kaliumverbindung verbessert ist.

209837/0640

Claims

Patentansprüche

1. Rohrförmiger zusammengesetzter Schweißdraht zur Verwendung bei automatischem oder halbautomatischem Schwemmverfahren, mit einem Mantel aus Stahl oder einer eisenhaltigen Legierung, in welchem ein ein Flußmittel enthaltendes Füllmaterial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel ein übliches Flußmittel aus einem oder mehreren Oxyden, Fluoriden, Legierung!=*- zusätzen, Carbonaten und desoxydierersden und denitrierenden Mitteln aufweist und Kaiiumdichromat und/oder Kaliumchromat aufweist.

2. Schweißdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel aus 10 bis 60 Ge\<r»¥ Oxyden, 1 bis 15 Gew.# Fluoriden, 15 bis 60 Gew.# Legierungssusätzen, nicht mehr als 15 Gew.# Carbonaten, nicht mehr als 7 Gew. ^ desoxydierenden und denitrierenden Mi-tteln und 1 bis 15 Gew.# Kaliumdichromat .und/oder KalrUinhromat zusammengesetzt

dadurch gekennzeichnet

3. Schweißdraht nach Anspruch 1 oder 2,/daß das öder die

Oxyde aus der Gruppe TiO₂, MgO. Al₂O₅, SiO₂, CaO, FeO, Cr₂O₇-, ZrO₂, deren Doppelverb indungen cd ar deren Gemische ausgewählt sή nd«.

4. Schweißdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß aas oder die Fluoride aus der Gruppe CaF₂, KgF₂, AlF^, Na^AlFg, deren Doppelverbindungen oder deren Gemische ausgewählt sind_e

5. Schweißdraht nach einem dex^ Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Carbonate aus der Gruppe CaCO₅, BaCO₅, MnC¹O₅, KgCO₅, SrCO₅ und deren Gemische ausgewählt sind.

20 98 3 7/0640 ^BAD

6. Schweißdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Legierungszusätze aus der Gruppe Fe, Ni, Cr, Mo, Mn, lib, Cu j Co, Si, deren Legierungen und diese Bestandteile enthaltenden Eisenlegierungen ausgewählt sind.

7· Schweißdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine oder die mehreren oxydierenden und denitrierenden Mittel aus der Gruppe Al, Ti, Mg, Legierungen dieser Elemente und diese Elemente enthaltenden Eisenlegierungen ausgewählt sind.

8. Rohrförmiger zusammengesetzter Schweißdraht zur' Verwendung bei automatischen oder halbautomatischem Schweißverfahren mit einem Mantel aus Stahl oder einer eisenhaltigen Legierung und einem in dem Mantel enthaltenden Mittel aus grünem oder gebackenem Flußmittelgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittelgemisch zusammengesetzt ist aus 20 bis 52 Gew.$ zweier oder mehrerer Oxyde aus der Gruppe TiO₂, MgO, GaO-SiO₂ und Al₂O₃, 3 bis 15 Gew.% CaCO, und/oder BaGO-,, 17 bis 52 Gew.% dreier oder mehr Legierungszusätze aus der Gruppe Fe, FeMn, FeSi, FeCr und Ni, 0 bis 6 Gew.% AlTi und/oder FeAl, 8 bis I5 Gew.#.GaF₂ und/oder AlF₇, und 4 bis 10 Gew„#

Dr₇ und/oder E

209837/0640 ^_{0 Ofij},