DE2162313A1

DE2162313A1 - Welding electrode - with a hollow metal core filled with powdered iron for welding cast iron

Info

Publication number: DE2162313A1
Application number: DE19712162313
Authority: DE
Inventors: A David Joseph; Joseph Frederick Quaas
Original assignee: Eutectic Corp
Current assignee: Eutectic Corp
Priority date: 1971-12-15
Filing date: 1971-12-15
Publication date: 1973-06-20

Abstract

A welding electrode comprising a hollow metal core filled with Fe powder, the core being an Ni base alloy is covered with a flux comprising =25 wt. % Ni powder, 4-18 wt. % Ni coated Mg, 18-47 wt. % alkali metal carbonates e.g. Ba, Ca or Sr, 6-18 wt. % deoxidants e.g. Fe alloys with Al, Si, Mn & Ti, =11 wt. % Fe powder, 2-13 wt. % Cu, 7 - 16 wt. % CaF2 or fluorspar, 4-24 wt. % carbon such as graphite, cellulose etc. and 1-6 wt. % kaolin.

Description

Schmelzschweißelektrode Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzschweielektrode. Fusion welding electrode The invention relates to a fusion welding electrode.

Bekannte Schmelzelektroden mit-einem Kern aus einer eisenhaltigen Legierung für das Schweißen von Gußeisen erhitzen sich beim Auftrag des Schweißguts übermäßig stark. Die Erhitzung solcher Elektroden ist derart starke daR ihre Umhüllung nach dem Ab schmelzen von etwa zwei Dritteln der Elektrode abplatzt, so daß der übrige Teil der Elektrane unbrauchbar wird und weggeworfen werden muß. Aufgrund ihrer Neigung zu übermäßiger Erhitzung reagieren die bekannten Elektroden äußerst empfindlich auf oder weniger große Handfertigkeit des benützc-rs Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht clarinX eine Sckmelsschweißelektrode zum Schweißen von Gußeisen zu schaffen, welche sich beim Auftrag des Schweißguts nicht überhitzt, und bei deren Verwendung sich im Metall der Schweißunterlage möglichst geringe Veränderung ergeben. Gemäß e: em weiteren Ziel der Erfindung soll das mittels einer solchen Elektrode auf eine Unterlage aus Gußeisen aufgetragene Schweißgut ein Knotengefüge aufweisen.Known melting electrodes with a core made of an iron-containing one Alloys for welding cast iron heat up when the weld metal is deposited excessively strong. The heating of such electrodes is so strong that they are enveloped after the melting of about two thirds of the electrode flakes off, so that the The rest of the electrical equipment becomes unusable and has to be thrown away. Because of react to their tendency to overheat the known electrodes extremely sensitive to or less manual dexterity of the user. An important one The aim of the invention is clarinX a Sckmels welding electrode for welding To create cast iron that does not overheat when the weld metal is applied, and when they are used, there is as little change as possible in the metal of the welding pad result. According to a further aim of the invention, this is intended by means of such a Electrode applied to a cast iron base weld metal a knot structure exhibit.

Seit geraumer Zeit werden beträchtliche Bemühungen ar.gestellt, hochwertige SchmelzschweiQelektrod.en zum Schweißen von Gußeisen zu schaffen. Besonderes Augenmerk wurde dabei darauf gerichtet, eine Elektrode zum Schweißen von GuB-eisen zu schaffen, welche sich beim Auftrag des Schweißguts nicht überhitzt.For some time now, considerable efforts have been made to create high quality To create fusion welding electrodes for welding cast iron. Special attention was aimed at creating an electrode for welding cast iron, which does not overheat when the weld metal is applied.

Die Erfindung schafft eine Schmelzschweißelektrode deren Kern aus einem Mantel aus Nickel mit einer Füllung, vorzugsweise aus Eisenpulver gebildet ist. Die erfindungsgemäße Elektrode ist ohne Überhitzung zum Schweißen mit Wechselstrom oder mit Gleichstrom gleichbleibender Polarität geeignet.The invention creates a fusion welding electrode from its core a jacket made of nickel with a filling, preferably made of iron powder is. The electrode according to the invention is without overheating for welding with alternating current or with direct current of constant polarity.

Im Laufe eingehender Untersuchungen wurde festgestellt, daß bei den erfindungsgemäßen Elektroden mit gefülltem Rohikern eine beträchtlich geringere Erhitzung auftrat. Dies war insofern überraschend, als es auf dem Gebiet der Schweißtechnik allgemein bekannt ist, daß Elektroden mit hohlem Kern gewöhnlich einer stärkeren Erwärmung unterworfen sind als Elektroden gleichen Typs mit Vollkern. In weiteren Versuchen wurde ermittelt, daß sich die Überhitzung durch Verwendung von Rohren aus bestimmten Legierungen für den Kern vollkommen ausschalten läßt.In the course of detailed investigations it was found that the electrodes according to the invention with a filled raw core are considerably less Heating occurred. This was surprising in that it was in the field of welding technology It is well known that electrodes with a hollow core are usually stronger Electrodes of the same type with a solid core are subject to heating. In further Experiments have been found to reduce overheating by using pipes can be completely eliminated from certain alloys for the core.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichtung, welche eine Teil-Axialschnittan sJ.clit einer erfindungsgemäßen El ek;tro d e zeigt Zur weitgehenden Vermeidung von Überhitzung der Elektrode hat sie einen Kernrnantel 2 in fort eines im wesentlichen aus Nickel., gegebenenfalls mit einem Anteil an Verunreineigungen und/oder Legierungsstoffen von bis zu 7 Gew.%, bestehenden Rohres Der Kernmatel 2 enthält eine Füllung 3.Further features, details and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments based on the drawing, which shows a partial axial section of an electrical element according to the invention To avoid overheating the electrode as far as possible, it has a core jacket 2 in continuation one essentially made of nickel., Optionally with a proportion of Impurities and / or alloys of up to 7% by weight, existing pipe The core matel 2 contains a filling 3.

Die vorteilhaften Eingenschaften der Elektrode hinsichtlich Überhitzung bleiben bei Verwendung verschiedener Le gI rungametalle für die Füllung 3 erhalten. Ein Beispiel für eine geeignete Füllung für den Kernmantel 2 ist Eisenpulver mit bis zu 10 Gew.% Jn anderen Legierungsstoffen. Die Eignung einer solchen Kernfüllung ist insofern überraschend, als bisher auf dem Gebiet der Schweißen technik allgemein bekannt war, daß Elektroden zum Schweißen von Gußeisen mit eisenhaltigen Kernen zu äußerst starker Überhitzung neigen.The advantageous properties of the electrode in terms of overheating are retained when using different alloy metals for the filling 3. An example of a suitable filling for the core jacket 2 is iron powder with up to 10% by weight in other alloys. The suitability of such a core filling is surprising in that so far in the field of welding technology in general it was known that electrodes for welding cast iron with ferrous cores tend to become extremely overheated.

Die Gewichtsanteile des Kernmantels und der Füllung liegen bei der erfindungsgemäßen Elektrode in den nachstehend angeführten Bereichen (in Gew.%): Weiterer Bereich Engerer Bereich Ausführungsbeispiel Kernmantel 40 bis 80 50 bis 70 54 Pulverfüllung 20 bis 60 30 bis 50 46 Wenngleich die Füllung des Elektrodenkerns der Einfachheit halber als im wesentlichen aus Eisenpulver bestehend angegeben ist, sind im Rahmen der Erfindung auch Füllungen von beliebigen anderen geeigneten pulverförmigen Werkstoffen verwendbar.The weight proportions of the core shell and the filling are at electrode according to the invention in the following ranges (in% by weight): Further area Narrow area Embodiment of the core sheath 40 to 80 50 to 70 54 Powder filling 20 to 60 30 to 50 46 Although the filling of the electrode core for the sake of simplicity is indicated as consisting essentially of iron powder, are also fillings of any other suitable powdery form within the scope of the invention Materials can be used.

Das Einfüllen der Pulverfüllung 3 in den Kernmantel 2 kann nach verschiedenen bekannten Verfahren, beispielsweise durch Einbringen der Pulverfüllung unter Schwerkraftwirkung, erfolgen.The filling of the powder filling 3 into the core jacket 2 can be done in various ways known methods, for example by introducing the powder filling under the effect of gravity, take place.

Dcr Kern 2, 3 der Eleltrode ist von einer Flußmittel-Umhüllung 1 umgeben. Die Anteile der Flußmittel.-Umhüllung 1 und des Kerns 2 3 am Gesamtgewicht der Elektrode bewegen sich in den nachstehend angegebenen Bereichen (in Gew.%): Weiterer Bereich Engerer Bereich Ausführu-ngsbeispiel Umhüllung 18 bis 52 25 bis 45 32 Kern 40 bis 82 55 bis 75 68 Die Zusammensetzung der Flußmittel-Umhüllung der Elektrode bewegt sich in den nachstehend angegebenen Bereichen (in Gew.%): Bestandteil Weiterer Bereich Engerer Bereich Ausführungsbeispiel Nickelpulver bis zu 25 2 bis 22 6, Nickelgeschütz- 4 bis 18 6 bis 15 7,5 -tes Magnesium Erdalkalimetall- 18'bis 47 22 bis 45 38,2 Karbonate wie Barium-, Kalzium und Strontiumkarbonat Desoxydationsmit- 5 bis 18 7 bis 13 10 tel wfe Aluminium, Silizium, Mangan und Titan in reiner Form und in Form von Ferrolegierungen Eisenpulver bis zu 11 1 bis 7 5 Kupferpulver 2 bis 13 4 bis 8 7 Plußspat 7 bis 11 8 bis 10,3 9 Kohlenstoff in 4 bis 24 8 bis 20 14 Form von Grafit, Zellulose usw.The core 2, 3 of the Eleltrode is surrounded by a flux covering 1. The proportions of the flux coating 1 and the core 2 3 of the total weight of the electrode move in the following ranges (in% by weight): wider range Narrower area Embodiment cladding 18 to 52 25 to 45 32 core 40 to 82 55 to 75 68 The composition of the flux coating of the electrode moves in the ranges given below (in% by weight): Component of wider range Narrower area Example nickel powder up to 25 2 to 22 6, nickel-protected 4 to 18 6 to 15 7.5 th magnesium alkaline earth metal 18 'to 47 22 to 45 38.2 carbonates such as barium, calcium and strontium carbonate deoxidation agents 5 to 18 7 to 13 10 tel wfe aluminum, silicon, manganese and titanium in pure form and in the form of ferro-alloys Iron powder up to 11 1 to 7 5 Copper powder 2 to 13 4 to 8 7 Plus spar 7 to 11 8 to 10.3 9 carbon in 4 to 24 8 to 20 14 form of graphite, cellulose, etc.

Ton 1 bis 6 2 bis 5 5 Zur Bildung einer get am Elektrodenkern anhaftenden Umfüllung ist das wLußrilitt-el in bekannter Weise mit einem geeigneten Bindemittel wie Natrium- oder Kaliumsilikat versetzt. Die Beimischung des Bindemittels zum Flußmittel beträgt etwa 40 bis 50% des Gesamtgewichts der Umhüllung.Tone 1 to 6 2 to 5 5 To form a get on the electrode core The wLußrilitt-el is to be transferred in a known manner with a suitable Binder such as sodium or potassium silicate added. The admixture of the binder to the flux is about 40 to 50% of the total weight of the casing.

Beim Auftragen von Schweißgut mittels der erfindungsgemäßen Elektrode wurde festgestellt, daß dieses ein grafiti.-sches Knotengefüge aufwies Dies ist ein bedeutsames Ergebnis, da das Vorhandensein des Knotengefiiges im Schweißgut für die Anwendung mit Schweißunterlagen aus Gußeisen besonders günstig ist und ein solches Gefüge auf ein Höchstmaß an Duktilität des Schweißguts hindoutet. Die erfindungsgemäßen Elektroden weisen ferner außergewöhnlich günstige Charakteristiken zum Schweißen in jeder dazu in Frage kommenden Stellung bzw. Lage auf. Beim Schweißen mit den Elektroden entsteht ein weicher Lichtbogen und ein glatter Abbrand. Beim Auftrag des Schweißguts findet kein EindrIngen desselben in eine gußeiserne Unterlage statt, so daß beim Schweißen von Gußeisen ein schwerwiegendes Problem darstellenden Versetzen des Metalls der-Unterlage mit dem Schweißgut weitgehend verringert ist. Das mit den Elektroden aufgetragene Sdiweißgut zeigte eine besonders gute Schlackenbildung,.was zu einem gleichmäßigen Schweißgutauftrag von gutem Aussehen führte.When applying weld metal by means of the electrode according to the invention it was found that this had a graphite knot structure. This is a significant result, given the presence of the knot structure in the weld metal is particularly favorable for use with welding pads made of cast iron and a such a structure indicates a high degree of ductility of the weld metal. The invention Electrodes also have exceptionally favorable characteristics for welding in every possible position or situation. When welding with the Electrodes create a soft arc and a smooth burn. With the order the weld metal does not penetrate a cast iron base, so that offsetting is a serious problem when welding cast iron of the metal of the base with the weld metal is largely reduced. That with Welding material applied to the electrodes showed particularly good slag formation, what resulted in an even deposit of weld metal with a good appearance.

Besonders wichtig ist, daß die Vorteile der-erfindungsgemäßen Elektroden sowohl beim Schweißen mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom gleichbleibender Polarität erzielbar sind. Beim Schweißen bleiben die erfindungsgemäßen Elektroden wesentlich kühler als die bisher zum Schweißen von Gußeisen verwendeten. Dadurch lassen sich die erfindungsgemäßen Elektroden ohne Überhitzung vollständig aufbrauchen.It is particularly important that the advantages of the electrodes according to the invention more constant when welding with alternating current as well as with direct current Polarity can be achieved. The electrodes according to the invention remain during welding much cooler than those previously used for welding cast iron. Through this the electrodes according to the invention can be used up completely without overheating.

Ein gebräuchliches Prüfungsverfahren für die Widerstandsfähigkeit von Schweißelektroden gegen Überhitzung besteht darin, daß man eine Elektrode über eine Unterlageplatte kursEchließt. Vergleichsversuch£ mit den erfindungsgemäßen Elektroden und bekannten Gußeisen-Schmelzschweißelektroden gleicher Abmessung erbrachten die folgenden Ergebnisse: Durchschnittszeit bis zum Erreichen der Rotglut beim Kurzschließen über ein Unterlageplatte Erfindungsgemäße Elektrode 30 sec Bekannte Gußeisen-Elektrode 72 sec Man erkennt daraus, daß die erfindungsgemäßen Elektroden im Gebrauch weitaus kühler bleiben als die bekannten Schweißelektroden für Gußeisen.A common test for resilience of welding electrodes against overheating consists in putting an electrode over a backing plate course closes. Comparative experiment £ with the invention Electrodes and known cast iron fusion welding electrodes of the same dimensions produced the following results: Average time to reach red heat when short-circuiting over a support plate Electrode according to the invention 30 sec. Known cast iron electrode 72 sec It can be seen from this that the electrodes according to the invention are far more useful in use stay cooler than the well-known welding electrodes for cast iron.

Somit schafft die Erfindung eine weit überlegene Schweißelektrode zum Schweißen von Gußeisen und erzielt damit die genannten Vorteile.Thus, the invention provides a far superior welding electrode for welding cast iron and thus achieves the advantages mentioned.

Claims

1. Fusion welding electrode, g e k e n n n z e i c h -n e t through a hollow, metallic core sheath and a filling contained in the core sheath., wherein the metallic core jacket consists of a nickel alloy.

2 fusion welding electrode according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i n e t that the filling essentially contains iron powder.

3. Fusion welding electrode according to claim 1 and / or 2, characterized in that g It is not noted that a flux coating is applied to the core jacket which includes the ingredients listed below in the following areas in% by weight contains: Component% by weight of nickel powder up to 25 nickel-protected magnesium 4 to 18 alkaline earth metal carbonates such as barium, calcium 18 to 47 and strontium carbonate Deoxidizers such as alloys and 6 to 18 ferro alloys of aluminum, Silicon, manganese and titanium iron powder up to 11 copper powder 1 2 to 13 calcium fluoride or fluorspar 7 to 11 carbon in the form of graphite, cellulose, etc. 4 to 24 clay 1 to 6

4. Fusion welding electrode according to claim 3, characterized in that g e k e n n z e i c It should be noted that the flux coating contains the components listed below in contains the following weight percent ranges: Component% by weight nickel powder 2 to 22 nickel-protected magnesium 6 to '! 5 alkaline earth metal carbonates such as barium, 22 to 45 calcium and strontium carbonate deoxidizers such as alloys and 7 to 13 ferro alloys of aluminum, silicon, manganese and titanium iron powder 1 to 7 copper powder 4 to 8 calcium fluoride or fluorspar 8 to 10.3 carbon in the form of graphite, cellulose, etc. 8 to 20 tones 2 to 5

5. Fusion welding electrode according to claim 3 and / or 4, characterized in that the portion of the flux coating, based on the total weight of the electrode, 25 bip 45 Weight% is

6. Fusion welding electrode according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that it can be used for welding cast iron is.

7. Fusion welding electrode according to at least one of claims 1 to 6 in that they are used for welding cast iron by means of Direct current of constant polarity can be used.

8. Schmelssc} white electrode according to at least one of claims 1 to 7, in that they are used for welding cast iron by means of AC current is usable.

9. Fusion welding electrode essentially as described above.