DE2222348B2

DE2222348B2 - Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen an Luft

Info

Publication number: DE2222348B2
Application number: DE2222348A
Authority: DE
Inventors: John Morris Solon Ohio Parks (V.St.A.)
Original assignee: Lincoln Electric Co Cleveland Ohio (vsta)
Current assignee: Lincoln Electric Co Cleveland Ohio (vsta)
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1972-05-06
Publication date: 1974-09-05
Also published as: FR2137590B1; DE2222348A1; SE407671C; NL149403B; BR7202826D0; DE2222348C3; GB1396596A; AU4173972A; NL7206155A; FR2137590A1; US3742185A; AU469145B2; IT958579B; SE407671B; CA981161A

Description

Füllung
Al₂O₃. .
MgO..
LiF ...
BaF₂

Gewichtsprozent ... 5,00
... 0,40
... 2,20
... 2,50

40% Ca-31 % Mg-29 % Al 3,00

Fe-Mn-C 0,60

BaSiF₆ 0,20

TiO₂ 0,03

Li₁SiO₄ 1,00

Ni 0,40

20,00

Stahlmantel ♦ 80.00

insgesamt ... * * ·" · 100,00

6. Schweißelektrode nach Anspruch I bis 4, gekennzeichnet durch annähernd folgende Zusammensetzung:

Füllung Gewichtsprozent

CaF₈ 2,10

Al₈O₃ I»⁶«

MgO 2-⁴⁰

67%LiF-33%CaF₂ 1,90

BaF₂ 1,50

60%Al-40%Ca 1,70

55%Mg-45%Ca 2,20

Ni 0,40

Fe-Mn-C 0.60

Zellulose 0,10

Fe · 1,50

16,00

Stahlmantel 84,00

nach Anspruch 1 bis 3, annähernd folgende Zuinsgesamt 100,00

7. Schweißelektrode

gekennzeichnet durch

sammensetzung

Füllung Gewichtsprozent

CaF₂ 9,00

MgO 1.50

K₂SiF₆ · 0,30

Mg 1,40

Al 1,40

Fe-Mn-C 0,60

TiO₂ 0,04

Li₂CO₃ 0,60

Li₂SiO₃ 0.75

4,41

Fe

20,00 Stahlmantel 80,00

insgesamt 100,00

8. Schweißelektrode nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß darin Rohrzucker und/oder eines oder mehrere andere Kohlenhydrate der Formel (CH₂O)_n, worin η ä 4 ist, als Dämpfungsmittel vorhanden sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen an Luft, bestehend aus Schweißmetall als Mantel und Flußmittel als Kernfüllung des Mantels, wobei das Flußmittel neben sonstigen üblichen Bestandteilen Reduktionsmittel, wie Aluminium, Magnesium, Calcium, Silizium, Titan und/oder Zirkonium sowie als Zusatz Lithiumverbindungen) enthält.
Beim Lichtbogenschweißen an Luft ist es wünsehenswert, daß das aus der Schweißelektrode durch die Hitze des Lichtbogens erschmolzene und an der Schweißstelle abgelagerte Schweißmetall nicht porös ist und eine hohe Kerbschlagfestigkeit sowie zufriedenstellende Tragfähigkeits-, Zugfestigkeits- und Bruchdehnungscharakteristiken hat. Zu diesem Zweck muß -icht nur die Zusammensetzung des Schweißelektroden-Materials sorgfältig ausgewählt, sondern insbesondere auch die durch den Zutritt von Luft verursachten

unerwünschten MateriaJverändeningen im Bereich der Schweißzone verhindert werden. Während sich die unerwünschte Wirkung des Luftsauerstoffs durch Zugabe von die Kohlenoxid- und/oder -dioxid-Bildung mit dem Sauerstoff verhindernden Beruhigungssubstanzen beheben läßt, ist es schwieriger, die Effekte des Luftstickstoffs auszuschalten. Die bisher bekannten Arten der Stickstaffabschirmung konnten diese Ptobleme noch nicht optimal lösen. Wenn man in bekannter Weise die Stickstoffabschirmung durch CO₂-GaS, das beim Schweißvorgang aus dem Schweißwerkstoff entwickelt wird, wie z. B. in der USA.-Patentschriften 2 909 648 und 3 466 417 beschrieben, als Schutzgas-Atmosphäre vornimmt, dann besteht die Gefahr, daß dieses Gas in dem schmelzflüssigen Schweißmetall eingeschlossen wird, was zu unerwünschter Porosität des Schweißmetalls führen kann. Bei einer weiteren bekannten Methode, bei der die Stickstoffabschirmung durch das Schweißmetall abdeckende schmelzflüssige Schutzschichten, die beim Schweißvorgang gebildet werden, vorgenommen wird, wie z. B. in der USA.-Patentschrift 3 488 469 der Anmelderin beschrieben, in der als schmelzflüssige Schutzschicht geschmolzenes Lithiumcarbonat verwendet wird, besteht der Nachteil, daß exakte Temperaturgrenzen beim Schmelzen eingehalten werden müssen, andernfalls ein sehr heftiger Zerfall des die Schutzschicht bildenden Schmelzmaterials, z. B. bei örtlicher Überhitzung, eintreten kann, was zu einem Verspritzen von geschmolzenem Schweißgut führen kann. Bei einer dritten bekannten Methode der Stickstoffabschirmung, bei der der eindringende Stickstoff mittels Nitride bildenden Metallen, wie vorwiegend Aluminium und Magnesium, sogenannten Desoxydat msmitteln, abgefangen bzw. abgebunden wird, wie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 573 426 beschrieben, besteht häufig der Nachteil, daß die dabei gebildeten stabilen Nitride als unerwünschte Einlagerungen in dem geschmolzenen Metall eingeschlossen werden und eine Gefügeänderung des Schweißmetalls bewirken, durch die z. B. die Kerbschlagfestigkeit verringert wird. Ein Überschuß an z. B. freiem Aluminium oder einem sonstigen dieser Desoxydationsmittel geht in das Schweißmetall ein und hat nachteiligen Einfluß auf die metallurgischen Eigenschaften des Schweißgutes.

Die Anmelderin hat zur Verhinderung dieser Nachteile bereits ein in der USA.-Patentschrift 2 909 648 beschriebenes Verfahren entwickelt, mit dem der Stickstoff von dem Lichtbogenplasma und der Schweißzone durch Entwicklung eines metallischen 5« Dampfschilds um den Lichtbogen herum ferngehalten wird. Dieser metallische Dampfschild wird dabei aus einem Schutzmetallüberzug auf der Oberfläche der Stahlelektrode, der in der Hitze des Lichtbogens verdampft, wobei die obere Grenze der Siedetemperatur ν des Schutzmetallüberzugs bei etwa 280O⁰C liegen sollte, also etwa bei der Siedetemperatur der Stahlelektrode. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dies noch nicht die optimale Lösung darstellte. Die Anmelderin hat bei anschließenden Versuchen gefunden, daß bezüglich der Ausbildung eines metallischen Dampfschildes optimale Bedingungen dann erreicht werden, wenn der Siedepunkt des Schutzmetalls den Schmelzpunkt der Stahlelektrode nicht überschreitet, und insbesondere wenn Lithium als Schutzmetall eingesetzt ⁶S wird, wie es in der nicht vorveröffentlichten USA.-Patentschrift 3 691340 der Anmelderin beschrieben ist. Nachteilig bei diesem alteren Vorschlag der Anmelderin war dabei noch die aufwendige Arbeitsweise für den Zusatz von elementarem Lithium zu dem Schmelzelektrodenmaterial, denn die Verwendung von Lithiummetall in einer Schweißelektrode wirft neue Probleme auf. Das Lithiummetall ist in so hohem Maße reaktionsfreudig, daß es mit dem Sauerstoff und der Luftfeuchtigkeit reagiert, solange die Elektrode auf Vorrat liegt Sein hohes Reaktionsvermögen hat eine Verschlechterung und eine Veränderimg in den Schweißeigenschaften zur Folge, wenn ehie solche Schweißelektrode längere Zeit gelagert wird. Darüber hinaus traten verfahrenstechnische Schwierigkeiten bei der Ummantelung der Elektrode mit solchen Schutz- und Legierungszusätzen auf, beispielsweise war es fchwierig, die Oberfläche der zu ummantelnden Elektrode vollkommen sauber zu halten, die Flächen während des Beschichtungsvorgangs vor der Atmosphäre zu schützen und Riefen oder Kerbmarken längs der Oberfläche der Elektrode \L»r^asehen, um die Beschichtung aufzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen an Luft zu schaffen, die eine Abschirmung des Stickstoffs erlaubt, ohne daß die bei den zuvor erörterten bekannten Methoden auftretenden Nachteile in kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe vird gelöst mittels einer Schweißelektrode der eingangs beschriebenen Art zum Lichtbogenschweißen an Luft, bestehend aus Schweißmetall als Mantel und Flußmittel als Kernfüllung des Mantels, wobei das Flußmittel neben sonstigen üblichen Bestandteilen Reduktionsmittel, wie Aluminium, Magnesium, Calcium, Silizium, Titan und/oder Zirkonium sowie als Zusatz Lithium-Verbindung(en) enthält, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode, an Lithium in Form von Lithiumfluorid, und/oder einem Lithiumsilikat, wie Lithiumorthosiiikat, Lithiummetasilikat, einem bimetallischen Lithiumsilikat, wie Lithium-Caicium-Silikat, und/oder Lithiumoxalat, und/oder Lithiumaluminat, und/oder Lithiumoxid, und/oder Lithiumchlorid, und/oder Lithiumferrit, und/oder Lithiumtitanat vorhanden sind, und als Reduktionsmittel Calcium, intermetallische Calciumverbindung· dung(en), Calcium-Legierung(en), Aluminium, Magnesium, Silizium, Titan und/oder Zirkonium in einer für die Reduktion der vorhandenen Lithiumverbindung(en) zu elementarem Lithium wenigstens stöchiometrischen Menge vorhanden sind, wobei, sofern Lithium als Lithiumfluorid vorliegt, das Reduktionsmittel Calcium, eine der intermetallischen Calciumverbindungen, wie eine intermetallische Calcium-Aluminium-Verbindung und/oder eine intermetallische Calcium-Magnesium-Verbindung, eine Calcium-Legierung, wie eine Calcium-Aluminium-Legierung und/ oder eine Calcium-Magnesium-Verbindung, und/oder Magnesium enthält. Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine mindestens ein Gewichts-Mol Calcium für je 2 Gewichts-Mole Lithium ausreichende Menge an Calciumenthaltendem Reduktionsmittel vorhanden und in dem Flußmittel zusätzlich Lithiumcarbonat in einer nicht mehr als etwa 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode, an insgesamt vorhandenem Lithium-Anteil ausmachenden Menge vorhanden ist.

Wie die Anmelderin überraschend gefunden hat, läßt sich eine hervorragende Stickstoffabschirmung

mittels eines metallischen Dampfschilds aus Lithiumdampf unter Umgehung der beim Einsät? von metallischem Lithium auftretenden Schwierigkeiten dadurch erzielen, daß der Schweißelektrode eine von Lithiumcarbonat verschiedene Lithiumverbindung und gleichzeitig ein Reduktionsmittel in einer solchen Stärke und einer solchen Menge beigegeben werden, daß aus der Lithiumverbindung elementares Lithium frei wird, das als Schutzmantel gegen das Eindringen von Stickstoff dient und den Schweißbogen zu schützen vermag, so daß er von der Atmosphäre abgeschlossen ist

Erfindungsgemäße Schweißelektroden sind insbesondere anwendbar bei der elektrischen Lichtbogenschweißung unter Luftzutritt, bei der eine rohrförmige Stangenelektrode benutzt wird, in deren Rohrinnerem ein Flußmittel angeordnet ist. Neben den oben schon beschriebenen Vorteilen hat sich dabei als weiterhin vorteilhaft gezeigt, daß die Anwesenheit von Lithium Un Lichtbogenplasma dazu führt, daß die Länge des Lichtbogens bei einer gegebenen Spannung wächst oder, anders ausgedrückt, daß der Spannungsgradient über einen gegebenen Lichtbogen reduziert wird. Dies ist deswegen wünschenswert, weil man st-ts bestrebt ist, einen hohen Spannungsgradienten über den Bogen zu erreichen, so daß in der Schweißzone mehr Arbeit geleistet werden kann, und weil der kürzere Bogen leichter vor der Atmosphäre geschützt werden kann.

Für die erfindungsgemäße Schweißelektrode werden vorzugsweise solche Lithium-Verbindungen, wie Lithiumfluorid- und Lithiumsilikat-Verbindungen verwendet, die keine großen Mengen von Spritzer erzeugendem Gas bei ihrem Zerfall erzeugen, und es werden solche Reduktionsmittel eingesetzt, die genügend stark sind, um diese Verbindungen in der Hitze des Lichtbogens zu elementarem Lithium zu reduzieren.

Für die Reduktion von Lithiumfluorid wird dabei Calcium zweckmäßig in Form einer Calcium-Legierung oder intermetallischen Verbindung, die an Luft stabil sind, verwendet. Zwar läßt sich Lithiumfluorid 4> leicht durch Calcium reduzieren, aber elementares Calcium ist ein hoch-reaktives Element, das an Luft recht instabil ist und deshalb nur schwierig gelagert und gehandhabt werden kann.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Reduktionsmittel für das Lithiumfluorid in der erfindungsgemäßen Schweißelektrode eine intermetallische Calcium-Aluminium-Verbindung zuzusetzen, wie sie durch Schmelzen geeigneter Mengen von Calcium und Aluminium in einer Argon- oder einrv anderen inerten Atmosphäre gewonnen werden kann, wobei CaAl₄ und CaAl₂ entstehen. Ein solches Gemenge dieser beiden intermetallischen Verbindungen enthält annähernd 42 Gewichtsprozent Calcium. Intermetallische Calcium-Aluminium-Verbindungen dieser Art sind an der Luft sehr stabil und können sicher auf Vorrat gehalten und leicht gehandhabt werden.

Da das Calcium im Elektrodenmaterial mit dem Lithiumfluorid nach folgender Gleichung reagiert:

Ca+LiF -> CaF₂+2 Li

werden zweckmäßig Lithiumfluorid und die als Reduktionsmittel vorhandene Calciumverbindung in solchen proportionalen Gewichtsmengen beigegeben, daß in der fertigen Elektrode nicht weniger als 4,0 Teile Calcium je 3,4 Teile Lithiumfluorid vorhanden sind. In der Praxis wird zweckmäßig ein Überschuß von Calcium vorgesehen, da ein Teil des Calciums durch den Sauerstoff der Atmosphäre während des Schweißprozesses und durch Berührung mit Sauerstoff an der Oberfläche des Schweißbades oxydiert werden kann. Es wurde festgestellt, daß in einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode, in der das Lithium in Fonn von Lithiumfluorid vorliegt, für praktische Zwecke vorteilhaft eine zwischen etwa 0,5 und etwa 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode, an Calcium enthaltende Menge an Reduktionsmittel vorhanden ist.

Falls durch die Zugabe des Calciums in Form einer intermetallischen Calcium-AIuminium-Verbindung die Aluminium-Menge so unerwünscht groß wird, daß die Schweißraupe spröde wird und eine geringe Kerbschlagfestigkeit aufweist, ist es zweckmäßig, einen Teil der intermetallischen Calcium-Aluminium-Verbindung durch eine intermetallische Verbindung aus Magnesium und Calcium (Mg₂Ca) auszutauschen. Durch Steuerung der Mengenverhältnisse der intermetallischen Calcium-Aluminium- und Magnesium-Calcium-Verbindungen kann die Gesamtmenge des in das Schweißgut eingeführten Aluminiums in gewünschter Weise eingestellt werden. Aluminium, das im allgemeinen in einer Zusatzmenge von weniger als i,0 Gewichtsprozent des Schweißmetalls in der erfindungsgemäßen Elektrode vorhanden sein sollte, erweist sich als nützlich zum Feinen des Korns des Schweißgutes und zur Erhöhung der Streckgrenze. Die gewünschte Mischung von intermetallischen Calcium-Aluminium- und Calcium-Magnesium-Verbindungen kann, was vorteilhaft ist, durch Pulverisieren dieser Verbindungen und Vermischen der Pulver vorgenommen werden, da diese Verbindungen sehr spröde und an Luft stabil sind. Bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Schweißelektrode läßt sich ein solches Pulvergemisch bequem handhaben und dosieren.

Sofern als Lithiumverbindung in der erfindungsgemäßen Schweißelektrode Lithiumsilikat vorhanden ist, können als Reduktionsmittel vorteilhaft Aluminium, Magnesium und/oder Silizium vorgesehen werden, denn Lithiumsilikat kann in der Hitze des Lichtbogens auch durch Aluminium, Magnesium und Silizium reduziert werden.

Es kann, wie bereits erwähnt, ein kleiner Anteil des Gesamtlithiumgehalts in einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode aus Lithiumcarbonat bestehen, jedoch muß dieser Anteil so niedrig liegen, daß dadurch keine Spritzer erzeugt werden. Dies wird in jedem Fall sicher erreicht, wenn der Anteil an Lithiumcarbonat nicht höher als 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode an insgesamt vorhandenem Lithiumanteil ausmacht.

Der in der erfindungsgemäßen Schweißelektrode vorhandene Gesamtanteil an Lithium-Verbindung(en) von wenigstens 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent an Lithium, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode ist ausreichend, um Luftstickstoff vom Plasma fernzuhalten. Die" geschieht dadurch, daß der Stickstoff von dem leichteren Lithiumdampf verdrängt wird. Es ist zwar möglich, der Elektrodenzusammensetzung genügend Lithium hinzuzufügen, um jeden Zutritt von Stickstoff zu dem Schweißgut vollständig auszuschließen; jedoch ist es im allgemeinen ausreichend, nur soviel Lithium zu verwenden, daß die Menge des im Schweißgut zurückgehaltenen Stickstoffsauf nicht mehr als etwa 0,03 Gewichtsprozent des Schweißgutes reduziert wird. Ein Elektrodengehalt von etwa 0,2 Gewichtsprozent an Lithium ist unter den im

Lichtbogen herrschenden Verhältnissen ausreichend, um den Stickstoff auf einer etwa 0,03 Gewichtsprozent des Schweißgutes nicht übersteigenden Höhe zu halten. Um die im Lichtbogen benötigte Menge an elementarem Lithium auf dieser erforderlichen Höhe zu halten, ist eine bestimmtes Reduktionspotential, entsprechend der im Schweißelektrodenmaterial vorhandenen Lithiumverbindung erforderlich. Das Reduktionspotential ist vergleichsweise größer, wenn Lithiumfluorid als Lithiumquelle vorhanden ist, als wenn _ί0 Lithiumsilikat als Ausgangsstoff dient, denn Lithiumsilikat kann, wie bereits erwähnt, auch durch Reduktionsmittel wie beispielsweise Aluminium, Magnesium, Silizium, Titan und Zirkonium reduziert werden, die ein geringeres Reduktionspotential haben als Calcium. Es können, je nach Gegebenheit, einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode Lithiumverbindungen auch in Form von Gemengen aus Lithiumfluorid und Liihiumsilikat zugesetzt werden. Hierbei ist Lithiumorthosilikat (Li₄SiO₄) eine besonders geeignete Ver- »o bindung, die jedoch, da sie zum Stäuben neigt, die Verarbeiter belästigt. Zur Behebung dieser Handhabungsschwierigkeit empfiehlt es sich, Lithiumorthosilikat zusammen miit Lithiummetasilikat (Li₂SiO₃) einzusetzen, das keine Neigung zum Stäuben aufweist. Die Verwendung vorn Lithiummetasilikat allein ist weniger empfehlenswert, weil das Verhältnis von Lithium zu Silizium im Lithiummetasilikat zu klein ist. Eine weitere geeignete Verbindung zum Einführen von Lithium in das Elektrodenmaterial ist Lithium-Calcium-Orthosilikat (Li₁CaSiO₁).

Die Anwesenheit von elementarem Lithium im Lichtbogenplasma reduziert den Plasma-Spannungsgradienten, der bestrebt ist, die Länge des Lichtbogens zu vergrößern und das Ausmaß an Arbeit herabzusetzen, die in der Schweißzone geleistet werden kann. Um dem entgegenzuwirken, das Lithium-enthaltende Lichfbogenplasma zu destabilisieren oder zu dämpfen und um ihm einen höheren Spannungsgradienten zu geben, hat sich der Zusatz eines Beruhigungsmittels als zweckmäßig erwiesem, welches bis zu einem kontrollierten Grad nur einen Teil des elementaren Lithiums aus dem Lichtbogenkern verdrängt. Als ein solches Beruhigungsmittel kann der erfindungsgemäßen Schweißelektrode eine Kohlchydratverbindung. z. B. Rohrzucker oder Zellulose beigegeben werden. Diese Verbindungen dissoziieren in der Hitze des Lichtbogens und setzen (H)-, (CH)- und (OH)-Radikale frei, die das Plasma soweit zu dämpfen vermögen, daß sowohl der Spannungsgradient angehoben als auch der stickstoff ausschließende Effekt des Lithiums verstärkt wird. Es können zu diesem Zweck eines oder mehrere Kohlenhydrate der Formel (CH₂O)_n, worin η s 4 ist, als Dämpfungsmittel in der erfindungsgemäßen Schweißelektrode vorhanden sein.

Für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode wird zweckmäßig ein hohler Elektrodenmantel aus niedrig gekohltem Stahl vorgesehen, tn dessen hohlen Innenraum die Lithiumverbindungen), vorzugsweise eine Mischung aus Lithiumfluorid und Lithiumsilikat, das bzw. die Reduktionsmittel, vorzugsweise intermetallische Verbindungen von Calcium und Magnesium sowie Calcium und Aluminium in pulverisierter Form, sowie Beruhigungsmittel und vorzugsweise auch Eisenpulver, eingebracht und der Hohlraum der Elektrode damit vollständig ausgefüllt wird. Das Material kann noch andere gebräuchliche Flußmittel und alle für die speziellen Erfordernisse zum Einstellen des Schlackenvolumens, der Zusammensetzung, des Schmelzpunktes u. dgl. erforderlichen Zusatzstoffe enthalten. Dabei kann der Elektrodenmaniel aus einem zunächst U-förmigcn Streifen bestehen, auf den die Kernfüllung in Form eines Pulvergemischs aufgebracht und abgelagert wird. Dieser Streifen wird dann zu einer Elektrode mit innerem Hohlraum geformt, indem die Ränder des U-förmigen Streifens gegeneinander gedrückt durch eine Naht verbunden werden. Die so geformte Elektrode kann dann durch eine Kalibriermatrize gezogen werden, welche ihren Außendurchmesser auf die gewünschte Größe bringt und gleichzeitig dazu dient, das in der Elektrode befindliche Pulvergemisch weiter zusammenzudrücken.

Beispielsweise Ausführungsformen von vorzugsweisen Zusammensetzungen einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode sind in den nachfolgenden Beispielen veranschaulicht. Dabei sind die Mengenangaben in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode,, d. h. das Gewicht des Elektrodenstahlmantels oder der Stahlstange zuzüglich des Gewichtes der anderen Elektrodenbestandteile, angegeben, sofern nichts anderes gesagt ist. Es sind in den Beispielen die jeweiligen Schweißgutanalysen und physikalischen Eigenschaften angegeben.

Beim Einsatz dieser nach der Erfindung hergestellter Elektroden wurde ein wesentliches Absinken des Eintritts von Stickstoff in die Schweißraupe festgestellt und damit der Hauptgrund für die Porosität dei Schweißraupe beseitigt.

Beispiel I

A) Elektrodenzusammensetzung Füllung Gewichtsprozen

Al₂O₃ 5,00

MgO 0,40

LiF 2,20

BaF₂ 2,50

40% Ca-3I % Mg-29% Al 3,00

Fe-Mn-C 0,60

BaSiF₆ 0.20

TiO₂ 0,03

Li₁SiO₄ 1,00

Ni 0.40

Fe 4,67

" 20,00

Stahlmantel 80,00

insgesamt 100,00

B) Schweißgutanalyse und Eigenschaften

Prozent C 0,124

Prozent N 0,023

Prozent Al 0,67

Prozent Mn 0,81

Prozent Si 0,14

Streckgrenze 4,5 kg/cm²

Zerreißfestigkeit 5,45 kg/cm

Prozentuale Bruchdehnung 21 %

Charpy V-Kerbe bei -17,8^CC 3,733 kgm

Beispiel 2

A) Elektrodenzusammensetzung Füllung Gewichtsproze

CaF₂ 2.10

AI₂O₃ 1,60

409 536/5

MgO 2,40

67% LiF-33% CaF₂ 1.90

BaF₂ 1.50

60% ΑΙ-40% Ca 1,70

*j%Mg-45%Ca 2,20

Ni 0.40

Fe-Mn-C 0.60

Zellulose 0,10

Fe 1,50

	16,00	5 Durchgang	15 Durchgang
Stahlmantel	.. 84,00	0,158	0,159
insgesamt	.. 100.00	0,024	0,027
	B) Schweißgutanalyse und Eigenschaften	0,74	0,76
		0,78	0,89
	Prozent C	0,35	0,38
Prozent N	3,76 kg/cm²	4,68 kg/cm²
Prozent Mn	5,25 kg/cm²	5,80 kg/cm²
Prozent Al
Prozent Ni	25%	22%
Streckgrenze
Zerreißfestigkeit ...	7,189 kgm	5,669 kgm
Prozentuale Bruch
dehnung
Charpy V-Kerbe bei
-I7,8°C

Beispiel 3
A) Elektrodenzusammensetzung

Füllung
CaF., ..
MgO

Gewichtsprozent . . . 9,00 ... 1,50

K₂SiF. 0,30

Mg.
Al .

1,40

Fe-Mn-C 0,60

TiO₂ 0,04

Li₂CO₃ 0,60

Li₂SiO₃ 0,75

Fe 4,41

20,00 Stahlmantel 80,00

insgesamt 100,00

B) Schweißgutanalyse und Eigenschaften

Streckgrenze 4,55 kg/cm²

Zerreißfestigkeit 5,72 kg/cm²

Prozentuale Bruchdehnung 20%

Charpy V-Kerbe bei -17,8° C 5,392 kgm

Claims

222 348 Patentansprüche:

1. Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen an Luft, bestehend aus Schweißmetall als Mantel und Flußmittel als Kernfüllung des Mantels, wobei das Flußmittel neben sonstigen üblichen Bestandteilen Reduktionsmittel, wie Aluminium, Magnesium, Calcium, Silizium, Titan und/oder Zirkonium sowie als Zusatz Lithium-Verbindung(en) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode, an Lithium in Form von Lithiumfluorid, und/oder einem Lithiumsilikat, wie Lithiumorthosilikat, Lithiummetasilikat, einem bimetallischen Lithiumsilikat, wie Lithium-Calcium-Silikat und/oder Lithiumoxalat, und/oder Lithiumaluminat, und/oder Lithiumoxid, und/oder Lithiumchlorid, und/oder Lithiumferrit, und/oder Lithiumtitanat vorhanden sind, und als Reduktionsmittel Calcium, intermetallische Calciumverbindungen), Calcium-Legierung(en), Aluminium, Magnesium, Silizium, Titan und/oder Zirkonium in einer für die Reduktion der vorhandenen Lithiumverbindungen) zu elementarem Lithium wenigstens stöchiometrischen Menge vorhanden sind, wobei, sofern Lithium als Lithiumfluorid vorliegt, das Reduktionsmittel Calcium, eine der intermetallischen Calciumverbindungen, wie eine intermetallische Calcium-Aluminium-Verbindung und/oder eine intermetallische Calcium-Magnesium-Verbindung, eine Calcium-Legierung, wie eine Calcium-Aluminium-Legierung und/oder eine Calcium-Magnesium-Verbindung, und/oder Magnesium enthält.

2. Schweißelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mindestens ein Gewichts-Mol Calcium für je 2 Gewichts-Mole Lithium ausreichende Menge an Calcium-enthaltendem Reduktionsmittel vorhanden ist.

3. Schweißelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flußmittel zusätzlich Lithiumcarbonat in einer nicht mehr als etwa 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode an insgesamt vorhandenem Lithium-Anteil ausmachenden Menge vorhanden ist.

4. Schweißelektrode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Lithium in Form von Lithiumfluorid und eine zwischen etwa 0,5 und etwa 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode, an Calcium enthaltende Menge an Reduktionsmittel vorhanden ist.

5. Schweißelektrode nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch annähernd folgende Zusammensetzung:

Fe