DE2161098B2

DE2161098B2 - Seelenelektrode für automatisches oder halbautomatisches Schweißen

Info

Publication number: DE2161098B2
Application number: DE2161098A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Fukuda; Kazuya Fujisawa Hashimura; Kazuo Fujisawa Soejima; Takeshi Sugahara
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2161098C3; DE2161098A1; CA956552A; US3805016A; JPS5017304B1

Description

Prozent Kaliumdichromat und/oder Kaliumchro- eine zufriedenstellende Schweißraupe kaum erhalten

mat zusammengesetzt ist. werden kann. In dem Flußmittel sind eine genügende

2. Seelenelektrode nach Anspruch 1, dadurch Menge an Fluorid und Carbonat enthalten, um das gekennzeichnet, daß das Oxyd oder die Oxyde aus 20 Schutzgas von dem Draht selbs: zu erzeugen zu dem der Gn'ppe TiO.,, MgO, AUO.,. SiO.,, CaO. FeO, ZwecCdas geschmolzene Metall gegenüber der Atmo-Cr₂O₃-ZfO₂, deren Doppelverbindungen und deren Sphäre in einem Fall zu schützen, in welchem ein Gemische ausgewählt ist bzw. sind/ äußeres Schutzgas oder ein äußeres Schutzflußmittci

3. Seelenelektrode nach Anspruch 1 oder 2, an den Draht nicht angelegt werden. Dieses Schutzgas dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorid oder die 25 ist weiß und lichtundurchlässig, so daß die geschmol-Fluoride aus der Gruppe CaF₂, MgF₂, AlF₃, zene Schweißmaterialmenge und ihre Umgebung Na₃AlF₀, deren Doppelbindungen "und deren nicht sichtbar sind, und außerdem wird ein aggressiver Gemische ausgewählt ist bzw. sind. Geruch erzeugt, was für die die Schweißung ausfüh-

4. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 rende Person unangenehm ist.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonat 30 Obwohl das Carbonat ein wirksamer Bestandteil oder die Carbonate aus der Gruppe CaCO₃, zum Erzeugen des Schutzgases ist, legiert sich der BaCO₃. MnCO₃, MgCO₃, CrCO₃ und deren Ge- durch Zersetzung erzeugte Kohlenstoff mit dem gemische ausgewählt ist bzw. sind. schweißten Metall, so daß dieses in einen Stahl mit

5. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 höherem Kohlenstoffgehalt umgewandelt wird. Dnher bis 4, dadurch gekennz.ichnet, daß der Legie- 35 ist die Menge an Carbonat begrenzt, die der Elektrode rungszusatz oder die Legierungszusätze aus der aus niedriggekohltem Stahl zugegeben werden kann. Gruppe Fe, Ni, Cr, Mo, Mn₁Nb, Cu, Co, Si, Es ist bekannt. Aluminium, Mangan. Titan oder deren Legierungen und diese Elemente enthaltende Zirkon (Al, Mg. Ti oder Zr) dem Mantel oder dem Eisenlegierungen ausgewählt ist bzw. sind. Flußmittel zuzugeben, um den Eintritt von O.,-Gasen

6. Seelenelektrode nach einem der Ansprüche 1 43 und N₂-Gasen in das geschweißte Metall zu verhindern, bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Diese desoxydierenden und stickstofffreimachenden oxydierenden und denitrierenden Mittel aus der Elemente verringern jedoch die Fließfähigkeit der Gruppe Al, Ti, Mg, Legierungen dieser Elemente geschmolzenen Schlacke und die Entfernbarkeit der und diese Elemente enthaltende Eisenlegierungen verfestigten Schlacke, und sie werden oft als Verausgewählt ist bzw. sind. 43 unreinigung in dem geschweißten Metal! zurückgehalten. Daher ist auch die Menge an desoxydierenden und stickstofffreimachenden Elementen begrenzt,

die dem Flußmittel zugegeben werden kann.

Es sind auch Seelenelektroden der einleitend ge-50 nannten Art bekannt (deutsche Offenlegungsschrift

Die Erfindung bezieht sich auf eine Seelenelektrode 1 608 416, USA.-Patentschrift 3 472 686). Bei diesen für automatisches oder halbautomatisches Schweißen, bekannten Seelenelektroden beträgt beispielsweise der die einen rohrförmigen Mantel aus Stahl oder Eisen- Fluoridgehalt immer mehr als 20°^,, weil bei geringelegierung aufweist, der mit einem Flußmittel gefüllt rem Fluoridgehalt die mechanische Festigkeit der ist, das Oxyd, ein Fluorid, einen Legierungszusatz, 55 Schweißung gering ist. Durch die relativ großen ein Carbonat und ein desoxydierendes und denitrieren- Fluoridmengen ergibt sich jedoch unter anderem eine des Mittel umfaßt. vergleichsweise starke Rauchentwicklung, was uner-

Ubliche Seelenelektroden bewirken oftmals Fehler wünscht ist.

wie »Blaslöcher« oder Bildung von Rissen in dem ge- Gegenüber den bekannten Seelenelektroden ist eine

schweißten Metall und übermäßiges Abspritzen von <5o Elektrode der einleitend genannten Art gemäß der Tropfen aus geschmolzenem Metall während des Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Fluß-Schweißvorganges zufolge der Feuchtigkeit, die von mittel aus 10 bis 60 Gewichtsprozent Oxyden, 1 bis dem Flußmittel während der Lagerung oder während 15 Gewichtsprozent Fluoriden, 15 bis 60 Gewichtsdes Versandes absorbiert ist. Um diese Fehler zu be- prozent Legierungszusätzen, nicht mehr als 15 Gescitigen, muß eine umständliche Erhitzungsbehand- ^s wichtsprozent Carbonaten, nicht mehr als 7 Gewichtslung oder Trocknungsbehandliing kurz vor Gebrauch prozent desoxydierenden und denitrierenden Mitteln des Dnilites ausgeführt werden. und 1 bis 15 Gewichtsprozent Kaliumdichromat und/

Übermäßiges Abspritzen der geschmolzenen Metall- oder Kaliumchromat zusammengesetzt ist.

3 '4

Durch die erfindungsgemäße mengenmäßige Ab- lieh wird. Daher liegt der optimale Bereich der Oxydstimmung der einzelnen Bestandteile und die gleich- menge zum Einführen in das Flußmittel zwischen 10 zeitige Verwendung von Kaliumdichromat und/oder und 60 Gewichtsprozent. Dieses Oxyd kann günstige Kaliumchromat wird trotz des geringen Fiuorid- Fließfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit in gegehaltes einwandfreie mechanische Festigkeit der 5 schmolzenem Zustand haben, kann im verfestigten Schweißung erzielt und erreicht, daß die Tropfen Zustand von der Schweißung bequem entfernt werden, geschmolzenen Metalls vollständig überzogen sind, ist nicht hygroskopisch und trägt zur Erzeugung eines so daß Sauerstoff oder Stickstoff keinen Zutritt zum stabilen Lichtbogens bei. Eines oder mehrere Oxyde Metall haben, wobei auch die Fließfähigkeit der können verwendet werden, die aus der Gruppe aus-Schlacke verbessert ist. io gewählt sind, die aus TiO₂, MgO, Al₂C₃, SiO₂, CaO,

Ein weiterer durch die Erfindung erzielter Vorteil FeO, Cr₂O₃, ZrO₂ und ähnlichen Metalloxyden bebesteht darin, daß außerordentlich gute Lichtbogen- steht, sowie die Doppelbindungen von diesen, beistabilität erzielt wird, und zwar durch die Zugabe des spielsweise CaO · SiO₂.

Kaliumdichromats oder Kaliumchromats, wie sie Das Fiuorid überzieht im geschmolzenen Zustand bisher nicht erzielt werden konnte. Weiterhin wird 15 die geschmolzenen Metalltropfen, die an der Drahtdurch Fiuorid hervorgerufene offensive Rauchent- spitze hängen und von dieser ausgehen, und zwar wicklung begrenzt, und das Schmelzen des Flußmittels zusammen mit anderen geschmolzenen Flußmittelam Lichtbogenende wird gleichmäßig gemacht. Außer- komponenten, um das Mischen von O₂- und N,-Gasen dem ist die Größe der Tropfen geschmolzenen Metalls zu verhindern. Außerdem verbessert es die Fließfähigklein und gleichmäßig. 20 keit des geschmolzenen Flußmittels. Eine oder meh-

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in rere Fluoride, die aus einer Grippe ausgewählt sind,

weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt. die CaF₂, MgF₂, A1F_:] und Nq_:,AlF_B umfaßt, sowie die

Die Erfindung wird nachstehend a,i Hand der Doppelverbindungen von diesen, werden der Fluß-Zeichnung beispielsweise erläutert, mitte'ibasis in einer Menge von 1 bis 'SGewichts-

F i g. IA und 1B zeigen eine Querschnittsansichi 25 prozent zugegeben. Die Wirkung des Fluorids hin-

eines rohrförmigen zusammengesetzten Schweißdrah- sichtlich des Schutzes der geschmoizenen Metall-

tes der mit Flußmittel gefüllt ist: tropfen und hinsichtlich der Verbesserung der Fließ-

F i g. 2 zeigt eine schematische Ansicht des rohr- fähigkeit der Schlacke wird nicht erhalten, wenn die

förmigen zusammengesetzten Schweißdrahtes und zugegebene Fluoridmenge kleiner als 1 Gewichts-

eines zu schweißenden Metallgegenstandes während 30 prozent ist, wohingegen starker Geruch und Ab-

des Schweißvorganges: spritzen von geschmolzenen Metalltropfen hervor-

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung, in der das gerufen werden, wenn mehr als 15 Gewichtsprozent

Verhältnis zwischen Schweißgeschwindigkeit und er- Fiuorid zugegeben wird. Daher kann das Fiuorid der

zeugterSchweißraupeunterVerwendungeinesSchweiß- Flußmittelbasis in einer Menge von 1 bis 15 Ge-

drahtes gemäß der Erfindung dargestellt ist; 35 wichtsprozent zugegeben werden, unabhängig davon,

F i g. 4 und 5 sind graphische Darstellungen, in ob Schutzgas oder Schutzflußmittel verwendet wird

denen Verhältnisse zwischen Flußmittelzusammen- oder nicht. Das Fiuorid wie CaF₂. MgF₂, AIF_;i und

Setzungen und Mengen an zerstreuten oder abge- Na₃AlF₆ soll kein Kristallisationswasser enthalten,

spritzten Partikeln dargestellt sind: Das Carbonat wird durch Wärme in Oxyd und

F i g. 6 ist eine graphische Darstellung, in der das 40 CO₂-GaS während des Schweißvorganges zersetzt, und

Verhältnis zwischen Flußmittelzusammensetzung und das gebildete Oxyd dient als Schlackenbildungsmittel,

dem während der Schweißarbeiten erzeugten Geruch wohingegen das erzeugte CO₂-GaS als Schutzatmo-

angegeben ist; Sphäre für den Lichtbogen dient. Zuviel Carbonat be-

F i g. 7 ist eine graphische Darstellung des Ver- schleunigt das Zerspritzen oder Abspritzen der gehältnisses zwischen Flußmittelzusammensetzung und 45 schmolzenen Metalltropfen zufolge der schnellen Aus-Leichtigkeit der Beobachtung der geschmolzenen dehnung des durch die Wärmezersetzung des Car-Metallmenge; bonats erzeugten CO₂-GaSeS. Wenn die Carbonat-

F i g. 8 ist eine graphische Darstellung des Verhält- menge 15 Gewichtsprozent übersteigt, nimmt das Zer-

nisses zwischen Flußmittelzusammensetzung und der spritzen der geschmolzenen Metalltropfen plötzlich zu

Menge an Blasen oder Blaslöchern in dem geschweiß- 50 und der Kohlenstoffgehalt des Schweißmetalls nimml

ten Metall; unbeabsichtigt bis zu einem Bereich zu. der für das

F i g. 9 ist eine graphische Darstellung des Ver- Schweißen von niedriggekohltem Stahl ungünstig ist hältnisses zwischen Flußmittelzusammensetzung und Daher ist die obere Grenze der dem Flußmittel zudem Auftreffwert in dem geschweißten Metall: zugebenden Carbonatmenge mit ?5 Gewichtsprozent

F i g. 10 ist eine graphische Darstellung des Ver- 55 bestimmt. Ein oder mehrere Cavhonatt aus dei

hältnisses zwischen der Menge an CaCO₃ in dem Fluß- Gruppe CpCO₃, BaCO₃, MnCO₃, MgCO₃, SrCO₃ und

mittel und dem Kohlenstoffgehalt in dem geschweißten ähnliche Metallcarbonate sowie ihre Doppelverbin

Metall. düngen weraen für diesen Zweck verwendet. Die Zu

Die vorgenannte Zusammensetzung und die Menge gäbe von Carbonat ist unnötig, wenn Schutzgas odei

jeder Komponente des Basisfhißmittels sind bestimmt, 60 Schutzflußmittel von außen an den Draht angeleg

indem die Eigenschaften und Funktionen jeder Korn- werden,

ponente berücksichtigt werden. Änderung der Legierungsbestandteile und Einrtel

Das Oxyd ist die Primärkomponente zum Bilden lung der Zusammensetzung des Schweißmetalls zu

der Schlacke während des Schweißvorganges. Stabile sammen mit dem Metallmantel des Schweißdraht!

Schlackenbildung wird nicht erhalten, wenn die 65 und Verbesserung der Übergangsgeschwindigkeit de:

Oxydmenge unter ; O Gewichtsprozent fällt, wohin- geschmolzenen Metalls zu der Schweißung, d.h. ein«

gegen mehr als 60 Gewichtsprozent an Oxyd hin- Kombination zwischen dem Mantelmetall und det

sichtlich der Wirkurien anderer Komponenten schäd- Legierungszugaben "der Legierungsbestandteilen, er

zeugt verschiedene Arten von Schweißmetallen. Wenn das Schutzflußmittel von außen an den Draht angelegt wird, kann eine Menge an Legieriingsmetallpulver in dem Abschirmflußmittel oder Schutzflußmittel eingespart oder durch die Menge der Legierungsbestandteile des eingefüllten Flußmittels ersetzt werden, wodurch die Schweißarbeiten verbessert und die Zusammensetzung des Schweißmetalls stabilisiert wird. Ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Fe, Ni, Mn, Cr, Mo, Nb, Cu, Co, Si oder Legierungen von ό diesen oder Eisenlegierungen, die diese Elemente enthalten, werden allein oder kombiniert dem Flußmittel in einer Menge von 15 bis 60 Gewichtsprozent 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 ao Legierungselemente dienen als Desoxydierungsmittel und/oder stickstofffreimachende Mittel.

Das desoxydierende und denitrierende Mittel wie eines oder mehrere metallische Elemente aus der Gruppe Al, Ti, Mg oder Legierungen von diesen oder as Eisenlegierungen, die diese Elemente enthalten, wird allein oder in Kombination verwendet. Wenn die Menge an desoxydierendem und denitrierendem Mittel 7 Gewichtsprozent 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 Gewichtsprozent ausgewählt.

Bei der vorliegenden Erfindung werden Kaliumdichromat oder Kaliumchromat oder Gemische von diesen den obengenannten Bestandteilen als Basisflußmittel in einer Menge von 1 bis 15 Gewichtsprozent zugegeben. Diese Kaliumverbindungen überziehen und schützen im geschmolzenen Zustand die Tropfen des geschmolzenen Metalls und erhöhen die Fließfähigkeit der gebildeten Schlacke, welche die Schweißmetallfläche gegenüber der äußeren Atmo-Sphäre 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 Jouleschen Wärme und Wärme von dem geschmolzenen Drahtende übertragen, wird das Basisflußmittel am Drahtende gleichmäßig geschmolzen. Hierdurch wird die Wirkung der Bestandteile zum Überziehen und Schützen der geschmolzenen Metalltropfen, und insbesondere die Wirkung des Fluorids, beschleunigt. Außerdem verteilen eich die Kaliuraionen, 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 Fluorids. Weiterhin werden die abgespritzten Partikeln klein und fein zufolge der Zugabe dieser Kaliumverbindungen. Weiterhin besteht die Wirkung dieser Kaliumverbindungen darin, die Entfernbarkeit der verfestigten Schlackenschicht von der Schweißmetallfläche zu beschleunigen. Diese günstigen Wirkungen werden gut erhalten, wenn die Menge dieser Kaliumverbindungen in der Flußmittelbasis größer als 1 Gewichtsprozent ist, wenn sie jedoch 15 Gewichtsprozent übersteigt, wird der Schmelzpunkt der Schlacke unerwünscht erniedrigt und der Schweißvorgang wird schwierig.

Nachstehend werden die obengenannten Vorteile der Erfindung unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele und die Zeichnung näher erläutert.

Beispiel t

Es wurde eine Reihe von zusammengesetzten Schweißdrähten erzeugt, indem ein Flußmittelgemisch aus 20 Gewichtsprozent TiO₂ und 10 Gewichtsprozent SiO, als Oxyd, 6 Gewichtsprozent Eisen, 3 Gewichtsprozent Nickel und 28 Gewichtsprozent FeCr als Legierungsbestandteile, 3 Gewichtsprozent Aluminium als desoxydierendes und denitrierendes Mittel, 10 Gewichtsprozent CaCO₈ als Carbonat, 10 Gewichtsprozent CaF₂ als Fluorid und 0 bis 15 Gewichtsprozent eines Gemisches aus K₂Cr₂O₇ und K₂CrO₄ als Kaliumverbindung in einen rohrförmigen Mantel gefüllt, dessen Außendurchmesser 3,2 mm betrug und der aus Stahl folgender Zusammensetzung gebildet war: 0,022 Gewichtsprozent C, 1,75 Gewichtsprozent Mn, 0,41 Gewichtsprozent Si, 0,012 Gewichtsprozent P, 0,009 Gewichtsprozent S, 9,88 Gewichtsprozent Ni, 19,15 Gewichtsprozent Cr, 2,50 Gewichtsprozent Mo, Rest Eisen. Die Menge der Kaliumverbindung in dem Flußmittel wurde geändert. Es wurde die Kontinuität der Schweißraupe der oben beschriebenen Drähte getestet durch Änderung der Schweißgeschwindigkeit unter einem Schweißstrom von 150 Ampere. Die Testergebnisse sind in F i g. 3 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 CaF₈ als Fluorid in dem Flußmittel so geändert wurde, daß sie 0, 5, 10 bzw. 15 Gewichtsprozent betrue, und zwar zusammen mit der Menge des Gemische aus K₂Cr₂O₇ und K^CrO₄. Es wurde eine andere Reihe von zusammengesetzten Schweißdrähten erzeugt in ähnlicher Weise, wie es oben beschrieben ist, indem die Menge an CaCO₃ an Stelle der Menge CaF₂ zu 0, 5, 10 bzw. 15 Gewichtsprozent geändert wurde, und zwar zusammen mit der Menge des Gemischs aus K₃Cr₂O₇ und K₂CrO₄.

Das Verhältnis zwischen der Änderung der Menge an CaF₂ und des Gewichts der zerstreuten oder abgespritzten Partikeln während des Schweißvorganges ist in Fig. 4 dargestellt, wohingegen das Verhältnis zwischen der Änderung der Menge an CaCO₃ und dem Gewicht der zerstreuten oder abgespritzten Partikeln an der Reihe von Drähten getestet wurde, wobei die Testergebnisse in F i g. 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 inn zusammengesetzten Schweißdrähten c'zeugt in ähnlicher Weise wie gemäß Beispiel 1 mit der .Ausnahme der Änderung der Menge an CaF., als Fluoric! in einem Bereich von 1 bis 15 Gewichtsprozent zusammen mit der Menge des Geniischs /on K₂Cr₂O₇ und K₂CrO, in einem Bereich von O bis 15 Gewichtsprozent.

Das Verhältnis /wischen der Änderung der FIuB-mittelhcstandtcile (Fluoric! und !valiun'verbindung) und dem aggressiven Geruch wurde an einer Reihe der Drähte getestet, und die Testcrgcbnissc sind in F i g. 6 dargestellt, in welcher C eine Zone bezeichnet, in der der aggressive Geruch nicht vorhanden ist, und in der D eine Zone bezeichnet, in tier der Geruch vorhanden ist.

Beispiel 4

Das Verhältnis zwischen der Schweißgeschwindigkeit und der Möglichkeit, die geschmolzene Metallmcngc an der Schweißstelle von einer Stelle oberhalb des Schweißbrenners zu beobachten, wurde an Drähten gemäß Beispiel 1 getestet. Die Testergebnisse sind in F i g. 7 dargestellt, in weicher /; eine Zone bezeichnet, in der die Beobachtung der geschmolzenen Metallmenge leicht ist, und in welcher Feine Zone bezeichnet, in der die Beobachtung schwierig ist.
B e i s ρ i e 1 5

Es wurde eine Reihe \nii zusammengesetzten Schweißdrähten H-Il erzeugt, indem ein Flußmittclgemisch aus 30 Gewichtsprozent TiO₂. 20 Gewichtsprozent CaO · SiO₂ und 2 Gewichtsprozent Al₂O, als Oxyd, 7 Gewichtsprozent CaC0_:1 und 3 Gewichtsprozent BaCO-, als Carbonat. 10 Gewichtsprozent Fc, 5 Gewichtsprozent FeMn und 2 Gewichtsprozent FeSi ais Legierungsbestandteil. 3 Gewichtsprozent FeAI als desoxydieTendcs und clenitricrendcs Mittel. 5 Gewichtsprozent CaF₂ und 3 Gewichtsprozent AlF₃ als Fluorid. und 0 bis 15 Gewichtsprozent eines Gemisches aus K,Cr,O₇ und KXrO, in einen Mantel aus Kohlenstoffstahl" gefüllt wurde, der folgende Zusammensetzuni: hatte: 0.092 Gewichtsprozent C. 0.40 Gewichtsprozent Mn, 0,12 Gewichtsprozent Si. 0.021 Gewichtsprozent P. 0.011 Gewichtsprozent S. Rest Eisen. Die Mense an Kaliumverbindungen in dem Flußmittel wurde geändert.

Es wurde eine Reihe \on zusammengesetzten Schweißdrähten ΙΓ-12 erzeugt, in ähnlicher Weise wie die Reihe W-Il mit der Ausnahme, daß kein Carbonat enthalten war.

Es wurde auch eine Reihe zusammengesetzter Schweißdrähte IF-13 erzeugt durch Weglassen des Carbonate und des desoxydierenden und denitnerenden Mittels von dem Flußmittel der Drahtreihe H-Il.

Schließlich wurde eine Reihe zusammengesetzter Schweißdrähte IF-14 erzeugt durch Weglassen des Carbonats. des desoxydierenden und Jcnitnerenden Mittels und des Fluorids von dem Flußmittel der Drahtreihe IF-Il. Diese vier Gruppen von Drähten IK-Il. ff-12, IF-13 und IF-14 wurde ohne Schutzgas und ohne Schutzflußmitte! bei einem Schweißvorgang verwendet, und die erhaltenen Schweißmetalle wurden einem Rönteenstrahlentcst unterworfen, um Blasen oder Blaslöcher festzustellen. Die Testergebnisse sind in F i 2. S dargestellt, und zwar in vier Graden.

e ι s ρ ι e

1 6

Es wurde mit den beiden Drahtreihen IF-Il und ΙΓ-12 gemäß Beispiel 5 geschweißt, und die erhaltenen Schweißmctalle wurden dem Charpy-Stoßfestigkeitstest oder Schlagfestigkcitstest bei OC mit einem 2 V-Nuten aufweisenden Teslstück unterworfen. Die Testergebnissc sind in F i g. 9 dargestellt.

Beispiel 7

Es wurde eine Reihe von zusammengesetzten Schweißdrähten erzeugt, indem ein Flußmittelgemiscli

'5 aus 30 Gewichtsprozent TiO₂ und IO Gewichtsprozent CaO-SiO₂ als Oxyd, 15 Gewichtsprozent FeCr, 14 Gewichtsprozent FeMn und 5 Gewichtsprozent Ni als Legierungsbestandteile, 1 Gewichtsprozent AlTi als desoxydierendcs und denitrierendes Mittel, 10 Gewichtsprozent AlF., als Fluorid, 5 Gewichtsprozent K₂Cr₂O₇ und 5 Gewichtsprozent K₂CrO, als Kaliumverbindung und 0 bis 15 Gewichtsprozent CaCO₁, als Carbonat in einen Stahlmantel gefüllt, der folgende Zusammensetzung hatte: 0,022 Gewichtsprozent C, 1,75 Gewichtsprozent Mn, 9,88 Gewichtsprozent Ni. 19,i5 Gewichtsprozent Cr, 2,50 Gewichtsprozent Mo. 0.41 Gewichtsprozent Si, 0.012 Gewichtsprozent P, 0,009 Gewichtsprozent S, Rest Eisen. Das Schweißmetall wurde von den Drähten ohne Schutzgas oder Schutzfl 11 ßmittel erzeugt. Das Verhältnis zwischen dei Menge an CaCO₃ in dem Flußmittel und dem Kohlenstoffgehalt im Schweißmetall ist in E i g. 10 dargestellt.

Tabelle 1

⁴° Bestandteile	TiO., MeO CaO •SiOo AI₂O₃	Flußmittclziisammensetzungei,· (Gc¹A ichtsprozent)	F-2	F-3	F-A	F-S
	CaCO₃ BaCO₃	F-!	30 10	: 5	25	5 10 5
Oxyde 45	Fe Fe-Mn Fe-Si Fe-Cr Ni	30 20 1		10	—	3
Carbonate 5°	Al-Ti Fe-AI	7 3	6 5 5 15 3	15 ,! 5	Ul Ui Ui O I	13 9 5 15 10 ■
Legierungs- zusätze 55		10 5 J	1		2	2 4
Desoxy- dierende und de-	CaF, AlF₃"	3
60 nitrie rende Mittel	K„Cr,O₇ K₂CrO.,		10	10	10	10 5
Fluoride	5 3	5 5	5 5	10	4
Kalium verbin dungen	10

409 531/21ί

Beispiel S

Es wurden fünf Flußmittelziisammenselziingen F-X bis FS gemäß vorstehender Tabelle 1 bei 250 C während einer Stunde getrocknet und dann während 100Tagen Raumatmosphäre bei 25 C und 80"„ Feuchtigkeit ausgesetzt. Danach wurde die Feuchtigkeit in den Flußmitteln F-I bis FS gemessen.

Andererseits wurde der Draht W-I mit dem Mantel H-2 gemäß Tabelle 4 und das Flußmittel F-2 ge-

10

maß Tabelle 1, ein handelsüblicher Draht .V und ein Draht :, der durch Einfüllen eines litanhalligen Flußmittels, welches von der üblichen überzogenen Lichtbogenschweißstange erhalten wurde, in einen Mantel H-I erzeugt wurden, in der gleichen Weise behandelt wie die obengenannten fünf Flußmittel, im-; jedes der Flußmittel in dem Mantel wurde aus diesem herausgenommen. Die Feuchtigkeit dieser drei Flußmittel wurde ebenfalls gemessen. Die Feuchtigkeit der obigen ίο tunf Flußmittel und die der letzteren drei llul.lmittel sind in Tabelle 2 angegeben

Tabelle 2

Feuchtigkeit in dem Flußmittel und in dem Draht (Gewichtsprozent)

Zustand

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	0,12
0,11	0.12
0,11	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

Draht

Nr.

WA W-2 W-3 W-4 WS Tabelle 3
Spezifikation des Drahtes

Durchmesser mm

3,2 3,2 3,2 3.2 3,2

Mantelzusammen setzung

H-I H-2 H-3 H-4 H-2

Mantel	Fluß
verhältnis	mittel
• O	F-!
68	F-2
65	*F-3*
65	*F-4*
65	FS
65

Fluß-

mittel-

vcrhältnis

32
35
35
35

35

Mantel Nr.

0.092
0.022
0.065
0.25

Mn

0.40

1.75 7.66 1.23

Tabelle

Zusammensetzung des Mantels
(Gewichtsprozent)

Aus den Tabellen ist ersichtlich, daß das bevorzugte Flußmittelgemisch, welches nicht hygroskopisch 1st ind eine günstige Schweißwirkung schafft, aus 20 bis Gewichtsprozent Oxyd, nicht mehr als 6 Gewichtsprozent desoxydierendes und denitrierendes MitfJ. ! bis 15 Gewichtsprozent Carbonat. 8 bis 15 Gewichtsprozent Fluorid, 17 bis 52 Gewichtsprozent Lesieungsbestandteile und 4 bis 10 Gewichtsprozent Kaiumverbindung zusammengesetzt ist.

2.50

Beispiel 9

den Tabdfi ^J' ^W'²' ^W^ ^⁴ «»^d WS, die in den lldfnZ ^{Und 4 dargesteIit sind}' wurden unter venvend ^dT"^^ ^{ß Tabei}'e 5 bei Schweißungen Tabelle 6 daräesfelf, "IJ ^ ^weißteste sind in Drähten (i--l^Cbk ^ ^{Sle Zeigen}' ^{daß mit deD} halten und der ScL -f^nStiS^es Schweißmetall erkann fcchweißvorgang erleichtert werden

	T-I	Draht Nr.	Knergieruel	Tabelle 5	C	Eleklr^cher	Spannung	Schutzgas oder
	Τ-2					Strom	( > )	Scluit-flußmiltel
	Τ-3	W-I	A.C.	Schweißbedingungen		(A)	28 bis 30	Tesi -Nr.
Tost Nr.	T-4	W-2	A.C.			350	28 bis 30
	Τ-5	W-3	A.C.		350	28 bis 30
	W-A	A.C.		350	28 bis 30
	W-5	D.C.R.P		350	20 bis 25	—
T-6				350		Schut/flußmittel aus 20%
						ZrO₂-SiO.,, 40% MgO und
	W-2	A.C.			28 bis 30	40% Al₂O₁₁
				350		reines Argon in einer Menge vor.
					20 l/min

	C	t	Tabelle 6	T-I	T-2	keine	keine	Tes	T-3	-Nr.	T-4	Test-Nr.	T-3	T-4	T-5	T-6
	Mn	Abgespritzte Tropfen		0,095	0,020	0.070	0.32		1	0.017	0,025
	Si		Testergebnisse	0,50	1,66	7.75	2.03	kein	kein	1,95	1.72
	P			0,45	0,44	0.25	0.40	fein	fein	0.62	0,39
Zusammen	S	Feuchtigkeitsabsorption des Drahts	0.021	0.012	0.024	0.015			0.014	0,020
setzung des	Ni		0.010	0.009	0,011	0,009	gut	gut	0.009	0.010
Schweißmetalls	Cr	—	9,85	9,50	39,93	gut	gut	11.02	9.64
(Gewichts	Mo	—	19.26	19.12	20.05	fein	klein	19,32	19.54
prozent)	Total N		2.45			und klein		2.20	2.48
	Streckgrenze		0,10	0.09	0.10	keine	keine	0.10	0.04
	(ke/'mm-)	40.5
	Zugfestigkeit	40.5
	(kg/ mm²)	52.6	60.1	59.73	73.4		61.0	64.8
Mechanische	Dehnung (%)
Eigenschaften	Schlagwert bei	24.3	44.1	45.4	18.6	43.0	40.9
des Schweiß	2 V-Nuten und
metalls	OC
(geschweißt")	(kg-mcm²)	5.8	10.3	11.6	3.8	10.1	10.0
	5% wäßrige
	H₂SO₄-Lösung
	(g,m-/hr)	— 4.3	—	—	4.2?	4.57
	65 %ige wäßrige
Korrosions	HNO_:!-Lösung
widerstand	(g.'m'Vhr)	— ^; 0.81	—	—	0.84	0,95
(Gewichts
verlust) in
	t (Grad)	T-i ; T-:		T-:	T-6
		1 1	1	1
	Aussehen der Raupe	kein kein	—	kein
	Abziehfestigkeit der verfestieten	fein fein	fein	fein
Röntgenstrahlentes	Schlacke
Geruch	Lichtbogenstabilitä	gut gut	gut	aut
		gut gut	gut	gut
	klein fein	—	klein
	und klein
	keine	keine

Wie oben beschrieben, werden durch Verwendung einer Kaliumverbindung in dem sich ergebenden Flußmittelgemisch Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit, Abnahme der abgespritzten oder zerstreuten Partikeln, Verhinderung unangenehmen Geruchs und leichte Beobachter^ der geschmolzenen Metallmenge an der Schweißsteile erhalten.

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

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

tropfen und unstabile Lichtbogenerzeugung werden Patentansprüche· beobachtet, selbst wenn die übliche Seelenelektrode keine Feuchtigkeit in dem Flußmittel enthält, Dies

1. Seelenelektrode für automatisches oder halb- bewirkt nicht nur eine Vergeudung von Draht, sonautomatisches Schweißen, die einen rohrförmigen S dem auch eine Störung der Lichtbogenschutzatmo-Mantel aus Stahl oder Eisenlegierung aufweist, der Sphäre. Als Ergebnis treten O₂- und N_ä-Gase, die in der mit einem Flußmittel gefüllt ist, das Oxyd, ein Atmosphäre vorhanden sind, in das geschmolzene Fluorid, einen Legierungszusatz, ein Carbonat und Metall ein, wonach Blaslocher oder Blasen in dem ein desoxydierendes und denitrierendes Mittel um- geschweißten Metall auftreten.

faßt, dadurch gekennzeichnet, daß m Der unregelmäßige oder instabile Lichtbogen bei

das Flußmittel aus 10 bis 60 Gewichtsprozent automatischem oder halbautomatischem Schweißen

Oxyden, 1 bis 15 Gewichtsprozent Fluoriden, 15 ohne Abschirmflußmittel oder Abschirmgas verringert

bis 60 Gewichtsprozent Legierunaszusätzen, nicht die Qualität der Schweißraupe. Dies trifft besonders

mehr als 15 Gewichtsprozent Carbonaten, nicht zu, wenn der Schweißstrom schwach ist oder die Ge-

mehr als 7 Gewichtsprozent desoxydierenden und 15 schwindigkeit des laufenden Brenners hoch ist, wobei

denitrierenden Mitteln und 1 bis 15 Gewicht- dann unter Verwendung eines üblichen Schweißdrahtes