DE2222348C3 - Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen an Luft - Google Patents

Description

Slahlmante!
insgesamt

4,67

20,00

80,00

100,00

Schweißelektrode nach Anspruch I bis 4, durch annähernd folgende Zu-

gekennzeichnet
sammensetzung:

Füllung
CaF₃

Al₈O₃
MgO

67%LiF-33%CaF₂

BaF;,

60%AI-40%Ca

55%Mg-45%Ca

Ni

Fe-Mn-C

Zellulose

Fc

Ge-·

.-..sprozent

2,10

-',60

2,40

1,90

1,50

1,70

2,20

0,40

0,60

0,10

1,50

bis 3, folgende Zu

Füllung

16,00

Siahlmantel 84,00

insgesamt

7. Schweißelektrode nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch annähe sammensetzung

Gewichtsprozent

ν αι .j, 9,1)0

MgO 1,50

K₂SiF₆ 0,30

Mg 1,40

Al

Fe-Mn-C

TiO.,

Li₂CO₃

Li₂SiO₃

Fe

1,40 0,60 0,04 0,60 0,75 4,41

20,00

Stahlmantel ⁸⁰-^Q()

insgesamt 100.00

Schweißelektrode nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß darin Rohrzucker und/oder eines oder mehrere andere Kohlenhydrate

der Formel (CH₂O)_n, worin η - ^Λ '-

Dämpfungsmittel vorhanden sind.

> 4 ist, als

Füllung
AI₂O₃..
MgO ..
LiF .. .
UaF₂

Gewichtsprozent

5,00

0,40

2,20

-... _a 2,50

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

Fe-Mn-C 0,60

UaSiF₆ 0,20

TiO₂ 0,03

Li₁SiO₄ 1,00

Ni 0,40

Die Frfindung bezieht sich auf eine Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen an Luft, bestehend aus Schwermetall als Mantel und Flußmittel als Kernfüllung des Mantels, wobei das Hußmittel neben /u- 55 sonstigen üblichen Bestandteilen Reduktionsmittel, wie Aluminium, Magnesium, Calcium, Sili/ium Titan und/oder Zirkonium sowie als Zusatz Lithium-Verbindungen) enthält.

Beim lichtbogenschweißen ;\n Luft ist es wunsehenswert, daß das aus der Schweißelektrode durch die Hitze des Lichtbogens erschmolzene und an der Schweißstelle abgelagerte Schwermetall nicht porös ist und eine hohe Kerbschlagfestigkeit sow.e zufriedenstellende Tragfähigkeit.*-, /ugfcstigkeits- und Bruchdehnungscharakteristiken hat. Zu diesem Zweck muß nicht nur die Zusammensetzung des Schweißelektroden-Materials sorgfältig ausgewählt, sondern insbesondere auch die durch den Zutritt von Luft verursachten

unerwünschten Matcrialvcrändcrungcn 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 Stickstoffabschirmung konnten diese Probleme noch nicht optimal lösen. Wenn man in bekannter Weise die Stickstoff abschirmung 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 schmclzflüssigcn 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 Anmeldenn 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 Schmelzmalerials, 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 Desoxydationsmitteln, abgefangen bzw. abgebunden wird, wie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 573 426 beschrieben, besteh» 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, tin Überschuß an i. B. freiem Aluminium oder einem sonstigen dieser Desoxydationsmittel geht in das Sch Weißmetall 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 Schweißzonc durch Entwicklung eines metallischen Dampfschilds um den Lichtbogen herum ferngehalten wird. Dieser metallische Dampfschild wird dabei aus einem Schutzmetallüberzug auf der Obeifläche der Stahlelektrode, der in der Hitze des Lichtbogens verdampft, wobei die obere Grenze der Siedetemperatur des Schutzmetallüberzugs bei etwa 2800 C 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 wird, wie es in der nicht vorveröffentlichten USA.-Patentschrift 3 691 340 der Anmelderin beschrieben ist. Nachteilig bei diesem älteren 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 s 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 Veränderung in den

ίο Schweißeigenschaften zur Folge, wenn eine 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

is schwierig, 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 vorzusehen, um

ao 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 bekann-

ϊ5 ten Methoden auftretenden Nachteile in keuf genommen werden nüssen.

Diese Aufgabe wird 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 Foim von Lithiumfluorid, und/oder einem Lithiumsihkat, wie Lithiumorthosilikat, Lithiummetasilikat, einem bimctallisclien Lithiumsilikat, wie Lithium-Calciuni-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 Calciumverbindungdung(en), Calcium-Legierung(en), Aluminium, Magnesium, Silizium, Titan und/oder Zirkonium in einer für die Reduktion der vorhandenen Lithiumverbindungen) zu elementarem Lithium wenigstens stöchio-

">° metrischen 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 Ge-

⁶" wichts-Mole Lithium ausreichende Menge an Calciumenthaltendem Reduktionmsittel vorhanden und in dem Flußmittel zusätzlich Lithiumcarbonat in einer nicht mehr als etwa 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode, an insgesamt vorhan-

denem 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 Einsatz von metallischem Lithium auftretenden Schwierigkeiten dadurch erzielen, daß der Schweißelektrode eine von Lithiumcarbonat verschiedene Lithium verbindung 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 im 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 stets 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 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 einer anderen inerten Atmosphäre gewonnen werden kann, wobei CaAl₄ und C?.\\_t 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+2Li

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 Form 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 Reduktions- mittel vorhanden ist.

Falls durch die Zugabe des Calciums in Form einer intermetallischen Calcium-Aluminium-Verbindung die Aluminium-Menge so unerwünscht groß wird, daß die Schweißraupe spröde wird und eine geringe Kcrb-

>5 schlagfestigkeit 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 intcrmetalli-

sehen 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 1,0 Geis wichtsprozent 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 Schwei ß-

elektrode läßt sich ein solches Pulvergemisch bequem handhaben und dosieren.

Sofern als Lithiumverbindung in der erfindungsgemäßen Schweißelektrode Lithiumsilikat vorhanden ist, können als Reduktionsmittel vorteilhaft Alumi-

4' nium. 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. Dies geschieht dadurch, daß der Stickstoff von dem leichteren Lithiumdampf verdrängt wird. Es

^fio 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 Stickstoffs auf 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, Erfordernisse zum Einstellen des Schlackenvolumens,

um den Stickstoff auf einer etwa 0,03 Gewichtsprozent der Zusammensetzung, des Schmelzpunktes u. dgl.

des Schweißgutes nicht übersteigenden Höhe zu halten. erforderlichen Zusatzstoffe enthalten. Dabei kann der

Um die im Lichtbogen benötigte Menge an elemen- Elcktrodenmantel aus einem zunächst U-förmigen

tarem Lithium auf dieser erforderlichen Höhe zu 5 Streifen bestehen, auf den die Kernfüllung in Form

halten, ist eine bestimmtes Reduktionspotential, ent- eines Pulvergemischs aufgebracht und abgelagert wird,

sprechend der im Schweißelektrodenmaterial vornan- Dieser Streifen wird dann zu einer Elektrode mit

denen Lithiumverbindung erforderlich. Das Reduk- innerem Hohlraum geformt, indem die Ränder des

tionspotential ist vergleichsweise größer, wenn Lithium- U-förmigen Streifens gegeneinander gedrückt durch

fluorid als Lithiumquelle vorhanden ist, als wenn _l0 eine Naht verbunden werden. Die so geformte Elek-

Lithiumsilikat als Ausgangsstoff dient, denn Lithium- trode kann dann durch eine Kalibriermatrize gezogen

silikat kann, wie bereits erwähnt, auch durch Reduk- werden, welche ihren Außendurchmesser auf die ge-

tionsmittel wie beispielsweise Aluminium, Magne^civm, wünschte Größe bringt und gleichzeitig dazu dient,

Silizium, Titan und Zirkonium reduziert werden, die das in der Elektrode befindliche Pulvergemisch weiter

ein geringeres Reduktionspotential haben als Calcium. 15 zusammenzudrücken.

Es können, je nach Gegebenheit, einer erfindungs- Beispielsweise Ausführungsformen von vorzugsgemäßen Schweißelektrode Lithiumverbindungen auch weisen Zusammensetzungen einer erfindungsgemäßen in Form von Gemengen aus Lithiumfluorid und Schweißelektrode sind in den nachfolgenden Beispielen Lithiumsilikat zugesetzt werden. Hierbei ist Lithium- veranschaulicht. Dabei sind die Mengenangaben in orthosilikat (Li₄SiO₄) eine besonders geeignete Ver- _i0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der bindung, die jedoch, da sie zum Stäuben neigt, die Schweißelektrode, d. h. das Gewicht des Elektroden-Verarbeiter belästigt. Zur Behebung dieser Hand- stahlmantels oder der Stahlstange zuzüglich des Gehabungsschwierigkeit empfiehlt es sich, Lithiumortho- wichtes der anderen Elektrodenbestandteile, angegeben, silikat zusammen mit Lithiummetasilikat (Li₂SiO₃) sofern nichts anderes gesagt ist. Es sind in den Beieinzusetzen, das keine Neigung zum Stäuben aufweist. 25 spielen die jeweiligen Schweißgutanalysen und physi-Die Verwendung von Lithiummetasilikat allein ist kaiischen Eigenschaften angegeben, weniger empfehlenswert, weil das Verhältnis von Beim Einsatz dieser nach der Erfindung hergestellten Lithium zu Silizium im Lithiummetasilikat zu klein Elektroden wurde ein wesentliches Absinken des Einist. Eine weitere geeignete Verbindung zum Einführen tritts von Stickstoff in die Schweißraupe festgestellt von Lithium in das Elektrodenmaterial ist Lithium- 30 und damit der Hauptgrund für die Porosität der Calcium-Orthosilikat (Li₄CaSiO₁). Schweißraupe beseitigt.

Die Anwesenheit von elementarem Lithium im

Lichtbogenplasma reduziert den Plasma-Spannungs- Beispiel 1

gradienten, der bestrebt ist, die Länge des Lichtbogens _A) Elektrodenzusammensetzung

zu vergrößern und das Ausmaß an Arbeit herabzu- 35 .

setzen, die in der Schweißzone geleistet werden kann. ^F"^llune Gewichtsprozent

Um dem entgegenzuwirken, das Lithium-enthaltende μ n" η ün

Lichtbogenplasma zu destabilisieren oder zu dämpfen ^M8° 0,40

und um ihm einen höheren Spannungsgradienten zu LiE- 2,20

geben, hat sich der Zusatz eines Beruhigungsmittels als 40 ^»/V ή'»/' \λ Sq^'ai' ι ηη

zweckmäßig erwiesen, welches bis zu einem kontrol- ^) / Ca-Jl /_o Mg-^v /„Al · 3,υυ

lierten Grad nur einen Teil des elementaren Lithiums ^" _c η ?n

aus dem Lichtbogenkern verdrängt. Als ein solches »abu _β 0,2U

Beruhigungsmittel kann der erfindungsgemäßen · ^lUa: - "<"■»

Schweißelektrode eine Kohlehydratverbindung, ζ. B. ₄5 Li₄MU₄ 1,UU

Rohrzucker oder Zellulose beigegeben werden. Diese Ni "<™

Verbindungen dissoziieren in der Hitze des Lichtbogens re —

und setzen (H)-, (CH)- und (OH)-Radikale frei, die 20,00

das Plasma soweit zu dämpfen vermögen, daß sowohl Stahlmantel 80,00

der Spannungsgradient angehoben als auch der stick- 50 insgesamt 100,00

Kohlenhydrate der Formel (CH₂O)_n, worin η ä 4 ist, Prozent C 0,124

als Dämpfungsmittel in der erfindungsgemäßen Prozent N 0,023

Schweißelektrode vorhanden sein. 55 Prozent Al 0,67

Für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Prozent Mn 0,81

Schweißelektrode wird zweckmäßig ein hohler Eiek- Prozent Si 0,14

trodenmantel aus niedrig gekohltem Stahl vorgesehen, Streckgrenze 4,5 kg/cm²

tn dessen hohlen Innenraum die Lithiumverbin- Zerreißfestigkeit 5,45 kg/cm²

dung(en), vorzugsweise eine Mischung aus Lithium- 60 prozentuale Bruchdehnung 21 %

fluorid und Lithiumsilikat, das bzw. die Reduktions- Charpy V-Kerbe bei — 17,8°C 3,733 kgm

mittel, vorzugsweise intermetallische Verbindungen

von Calcium und Magnesium sowie Calcium und Beispiel 2

Aluminium in pulverisierter Form, sowie Beruhigungs- _A^ Elektrodenzusammensetzung

mittel und vorzugsweise auch Eisenpulver, eingebracht 65

und der Hohlraum der Elektrode damit vollständ.g FüHung Gewrcht^rozem

ausgefüllt wird. Das Material kann noch andere ge- CaF₁ AlO

brauchliche I luBmittel und alle für die speziellen Al₂O₃ 509 616/331

MgO 2,40

67% LiF-33% CaF₂ 1,90

BaF₂ 1,50

60% A1-40% 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	5 Durchgang	15 Durchgang
Stahlmantel	.. 84,00	0,158	0,159
		0,024	0,027
insgesamt	100 (Xl	0,74	0,76
	B) Schweißgutanalyse und Eigenschaften	0,78	0,89
		0,35	0,38
	Prozent C	3,76 kg/cm2	4,68 kg/cm-
Prozent N	5,25 kg/cm2	5,80 kg/cm2
Prozent Mn
Prozent Al	25°/	22%
Prozent Ni
Streckgrenze	7,189 kgm	5,669 kgm
Zerreißfestigkeit ...
Prozentuale Bruch
dehnung
Charpy V-Kerbe bei
-17,8"C

Beispiel 3

A) Elektrodenzusammensetzung

Füllung Gewichtsprozent

CaF., 9,00

MgO 1,50

K.,SiF_e 0,30

Mg 1,40

Al 1,40

Fe-Mn-C 0,60

TiO 0,04

Li₂CO., 0,60

LUSiO₃ 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/cm-

Prozentuale Bruchdehnung 20%

Charpy V-Kerbe bei -17,8 C 5,392 kgm

Claims (5)

15 25 Patentansprüche:

1. Schweißelektrode :um Lichtbogenschweißen an Luft, bestehend aus Schweißmeta!! 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-Verbindungen) 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 Caleium-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 licwichts-MoI Calcium für je 2 Gewichts-Mole Lithium ausreichende Menge an Calcium-enthaltcndem Reduktionsmittel vorhanden ist.

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

4. Schweißelektrode nach Anspruch I 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 sammensetzung:

Fe