DE2239837A1

DE2239837A1 - Elektrodendraht

Info

Publication number: DE2239837A1
Application number: DE19722239837
Authority: DE
Inventors: Arkadij Efimowitsch Asnis; Witalij Antonowitsch Awramenko; Alexandr Sergejewitsc Belousow; Ewgenij Petrowitsch Kusnezow; Eduard Fedorowitsch Popow; Tamara Markowna Sluzkaja; Arkadij Jakowlewitsch Tjurin; Iosif Borisowitsch Zejtlin
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1972-08-12
Filing date: 1972-08-12
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2196875B1; FR2196875A1

Description

-H.

ELEKTRODENDRAIiT

Die Erfindung bezieht sich auf Schweißstoffe und genauer auf Elcktrodendrähte zum Schweißen und Auftragsschweißen von Stählen der Ferritklasse unter Gasschutz.

Diese Erfindung kann am wirtschaftlichsten zum Schweißen und Auftragsschweißen von Feinblechkonstruktionen angewendet v/erden. " ' .

Schweißen und Auftragsschweißen unter Gasschutz finden in der Industrie weitgehende Verwendung. Insbesondere wird das Schweißen unter Kohlendioxydschutz weitgehend im Waggonbau und beim Fertigen von Omnibus-Baugruppen usw. aus. Stählen der Ferritklasse verwendet.

Das Schweißen und Auftragsschweißen sdcher Stähle in einem

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COP\

Kohlendioxydmedium erfolgt mit Elektrodendrähten, welche mit Silizium und Lankan legiert sind. Die erwähnten Drähte sind weitbekannt und enthalten folgende Bestandteile (in Gevv.^):

Kohlenstoff bis 0,22

ILanr.an 0,4 - 2,50

Silizium 0,4 - 1,20

Restaluminium höchotens 0,05 Eisen Best.

Der Hauptnachteil dieser bekannten Elektrodendrähte ist die bedeutende Uenge von Spritzern, welche beim Schweißprozeß (Auftragsschweißprozeß) entstehen und welche am Grundwerkstoff angeschweißt werden. Hierbei ist die Anzahl der angeschweißten Spritzer um so größer, je größer der Drahtdurchmesser ist. Zum Säubern des Grundwerkstoffs von den angeschweißten Spritzern werden bis zu 20ji der Zeit verbracht, die zum Herstellen der Schweißverbindung erforderlich ist.

Die stärkste Verbreitung erhielten bekannte Drähte mit einem Durchmesser von 1,2...1,4 mm, obwohl zur Leistungserhöhung das Verwenden von Drähten mit einem Durchmesser von 1,6...2,0 mm erforderlich wäre.

Ein anderer Nachteil dieser bekannten Drähte besteht darin, daß sie nur zum Schweißen bei umgekehrter Polung geeignet sind.

Bekanntlich ermöglicht der Übergang auf normale Polung, die Auftragsschweißgeschwindigkeit mindestens um 30?t zu erhöhen.

Somit begrenzt die Verwendung der bekannten Drähte zum

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Schweißen mit Gasschutz (z.B. unter dem Sohutz von CO₂ oder einem Gemisch aus COg und O₂) die Leistung bei den Schweißarbeiten.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die aufgezählten Nachteile cu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde", einen solchen Elektrodendraht zum Schweißen und Auftragsschweißen von Stählen der Ferritklasse zu schaffen, der dank der vorhandenen Legietmgszusätze es ermöglicht, das Aufspritzen (die Anzahl der angeschweißten Spritzer) beim Schweißprozeß zu vermindern, und der es möglich macht, sowohl bei umgekehrter als auch bei normaler Polung zu schweißen.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe eipes Elektrodendrahts zum

Gasschutzschweißen und -auftrageschweißen von Stählen der Ferritklasse gelöst, der Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Restaluminium und Eisen enthält sowie erfindungsgemäß außer den erwähnten Bestandteilen, die in folgenden Gew.^ten genommen sind:

Kohlenstoff 0,03 - 0,25

Mangan 1,50 - 2,80

Silizium 0,20 - 1,50

Restaluminium bis 0,08,

noch in seiner Zusammensetzung Legierungszusätze besitzt, welche mindestens nur aus 0,1...0,6 Gew.^ Zirkonium bestehen, während der fiest Eisen ist.

Der vorgeschlagene Elektrodendraht mit der erfindungs-

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gemäßen Zusammensetzung vermindert stark die Anzahl der während des Schweißprozesses angeschweißten Spritzer, woduroh der Zeitaufwand zum Herstellen der Schweißverbindung bedeutend gesenkt wird, und ermöglicht das Schweißen bei normaler Polung, wodurch die maximale Auftragssohweißgeschwindigkeit vergrößert wird.

Es ist ein Zirkoniumgehalt im erfindung3fjemäßen Elektrodendraht von 0,15...0,25 Gew.Ji zweckmäßig.

Es ist äußerst günstig, wenn der Elektrodendraht als Legierungszusatz 0,1·..0,6 Gew.# Zirkonium in Verbindung mit bis 0,3 Gew.ji Aluminium enthält.

Die Anwendung des erwähnten Legierungs Zusatzes in der Zusammensetzung des Elektrodendrahts begünstigt das Binden des Restsäuerstoffs und -Stickstoffs zu beständigen Verbindungen, ohne die plastischen Eigenschaften des Schweißguts zu herabzumindern.

Um die Festigkeitswerte des Schweißguts zu erhöhen, enthält der Elektrodendraht als Legierungszusätze zweckmäßig außer O,10...O,60 Gew.56 Zirkonium, das in Verbindung mit bis 0,3 Gew.Ji Aluminium verwendet wird, noch bis 0,50 Gew.# Titan.

Wir haben festgestellt, daß die Senkung des Gehaltes an Kohlenstoff, Mangan und Silizium im erfindungsgemäßen Elektrodendraht unter den angegebenen unteren Grenzwert unzulässig ist, da sich Poren im Schweißgut bilden können. Der obere Grenzwert des Gehalts an den erwähnten Bestandteilen ist auf Grund von Erwägungen festgelegt, daß ein Überschreiten dieses

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QAi!

Grenzwerts eine Verminderung der plastischen Eigenschaften dos Schweißguts hervorrufen kann.

Die Verwendung als Legierungszusatz von weniger als

0,1 Gew.jä Zirkonium ("bei der obenerwähnten Drahtzusammenset-

brauchbaren

sung) führt zu keinen / Ergebnissen. Ein 0,6 Gew.^ überschreitender Zirkoniumgehalt hat eine Absenkung der plastischen Eigenschaften des Metalls zur Folge.und kompliziert die Technologie der Drahtherstellung. Außerdem kann erhöhter Zirkoniumgehalt im Elektrodendraht erhöhte Sprödigkeit des Nahtwerkstoffs hervorrufen.

Der höchstzulässige Aluminiumgehalt (bis 0,3 Gew.#) im erfindungsgemäßen Draht ist ausgehend von den Erwägungen festgelegt, daß bei seiner Erhöhung die Gefahr der Porenbildung entsteht.

Der hochstzulässige Gehalt an Aluminium und Titan im erfindungsgemäßen Draht ist in Verbindung damit festgelegt, daß beim Erhöhen des Gehalts an diesen Elementen im Schweißgut über die erwähnten Grenzwerte nichtmetallische Einschlüsse sich bilden können, durch welche die plastischen Eigenschaften des Auftragsmetalls und seine Eigenschaften bei Schlagbelaotung herabgemindert werden.

Es ist zu beachten, daß das im erfindungsgemäßen Draht anwesende Aluminium und Titan keinen wesentlichen Einfluß auf die Anzahl der angeschweißten Spritzer und auf die maximale /aiftragsschweißgeschwindigkeit hat. Die Bestandteile beeinflussen nur die mechanischen Eigenschaften des Schweißguts· Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich,» wenn

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man die folgenden Ausführungsbeispiele betrachtet.

Beispiel 1

Beim Schweißen (Auftrageschweißen) eines Stahle, der (in Gew.%) aus 0,06 Kohlenstoff, 1,65 Mangan, 0,29 Silizium, 0,032 Schwefel, 0,015 Phosphor besteht, mit einem Elektrodendraht, welcher folgende Zusammensetzung in Gew.% besitzt:

Kohlenstoff 0,05 Mangan 1,82 Silizium 0,86 Restaluminium 0,06 Zirkonium 0,15 wurden nachstehende, in der Tafel 1 angeführte Werte erhalten.

Tafel 1

Elektroden- draht-Dmr. mm	1,2	Polung	Stromstärke A	Anzahl der an geschweißten Spritzer %	o	Max.Auf- trags- schweißge- schwindig- keit kfc/h
1		2	3	4	0,70	5
1,4	umgekehrte	160-180	0,25	2,8
	umgekehrte	240-260	0,50	3,0
1,6	normale	220-240	0,20	4,5
	umgekehrte	260-300	0,35	5,1
2,0	normale	240-260	0,30	5,9
umgekehrte	420-440	5,9
normale	340-360	8,2

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Die in der Tafel enthaltenen Werte zeigen, daß bei wach-Dendern Drahtdurchraesser die Anzahl der angeschweißten Sprit ser praktisch nicht größer wird, während die Auftragsschweißgeschwindigkeit zunimmt. Dies trägt zur Erhöhung der Leistung bei den Schweißarbeiten (Auftragsochweißarbeiten) bei. Außerdem wird beim Schweißen bei normaler Polung nicht nur die Auftragsschweißgcschwindigkcit erhöht, sondern auch die Ein- . brandtiefe im Vergleich mit dem Schweißen bei umgekehrter Polung l,5«»*2mal vermindert. Dieser Umstand hat besondere Bedeutung beim Schweißen von dünnen Lie tall te ilen, da die Durohl-reni^efahr geringer ;vird.

nachstehend sind in den Tafeln 2 und 3 Beispiele angeführt, welche die Qualität des Nahtwerkstoffs beim Schweißen von Kohlenstoff- und von Mangan -Silizium-Stählen mittels eines Elektrodendrahts mit 1,6 mm Durciunesser kennzeichnen.

Beispiel 2.
Der Grundwerkstoff (in Gew.^):

C - 0,22

Ln- 0,82

Si- 0,59

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S - 0,025 P - 0,025

ist 12 iron dick.

Der Elektrodendraht (er '.vird al3 "Tjij'A" bezeichnet) hat folgende chemische Zusammensetzung in Gew.^:

C - 0,120

LIn- 2,070

Si- 0,000

S - 0,028

P - 0,012

Zr- 0,210.

Der Elektrodcndraht (Typ B) hat folgende chemische Zusammensetzung in G.-ew.ji:

C - 0,05

LIn- 1,82

Si- 0,86

S - 0,016

P - 0,021

Λ1- 0,06

Zr- 0,15.

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Tafel 2

Drahttyp

Streck- Bruch- Dehnung

grenze kp/mm

grenz« kp/mm Kerbschlagzähigkeit beim Prüfen von Probestäben mit einer Kerbe nach Nesnager

kpm/cm² bei t°C

Polung

	2	54	3	3	25	4	+20	-20	,0	-40	7	8
1	40,2	55		,0	31	»3	5	6	,7		,3	umgekehrte
A	39,2	53	,8	27	Λ	11,4	8	,9	5	,7	umgekehrte
B	40,5	,8		,4	13,6	9		7	,2	normale
B	Beispiel				14,6	8	8

Der Grundwerkstoff (in Gew.#):

C - 0,06

Mn - 1,65

Si - 0,29

S - 0,032

P - 0,015 ist 12 nm dick.

Der ElektrodendraJrt des Typs B Mt dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel 2.

Der Elektrodendrsiht des 'S'yps Zusammensetzung in Gew. $Ss hat folgende

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Mn

Si

Zr

Al

Ti

0,09

1,83

0,47

0,017

0,014

0,22

0,19

0,37

Tafel 3

(Fortsetzung der Tafel 2)

	2	3	4	14 16 9	5	6	4 6 5	7	8
1	44,2 44,1 54,2	58,8 64,3 69,4	28,7 27,8 22,3		»4 ,0 .5	7,6 7,6 7,4		,6 ,4 ,5	ilagekehrte normale !!■gekehrte
B B D

Anmerkung zu den Tafeln 2 und 3: Die angeführten Werte sind die Mittelwerte von 3 Probestäben«

Die in den Tafeln 2 und 3 angeführten Werte lassen die Folgerung zu, daß der Nahtwerkstoff bein Schweißen mit dem er-

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Elektrodendraht ausreichend gute mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit Lei normaler und unter dem Nullpunkt liegender Temperatur) beoitst.

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Claims

ΡΛ TEl. riVüI SPItU CIiE:

1. Elol:trodendraiit zum Schutzgasschweißen und -auftragsschweißen von Stählen der Ferritklasse, dor Kohlenstoff,

I.'.un;;an, Silicium, Rcstaluniniurn und Eisen enthält, d a durc h gekennzeichnet, daß or außer den erwähnten Bestandteilen, die in folgenden Gßiv./Jton fiononuien »ind:

Kohlenstoff 0,u3 - 0,25

I.:-ir^an 1,50-2,00

Silizium 0,20 - 1,50

iiestalumir.ium bis 0,00,

nocii in seiner Zusanracnsetsun/; Legierungszusätze besitzt, v/elche Mindestens nur aus 0,10...0,60 Gen./-· Zirkonium bestehen, während der Überrest Eisen ist.

2. Elektrodendraht nach Anspruch 1, dadurch g e kenn ze ichnet, daß er 0,15...0,25 Gew. 5'* Zirkonium enthält.

3. Elektrodendraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als LegJarun^ezusatz 0,10...0,60 Gew.Ji Zirkonium in Verbindung mit bis 0,30 Gew.^ Aluminium enthält.

4. Elektrodendraht nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als Legierungszusätze außer 0,10...0,60 Gew.^ Zirkonium, welches in Verbindung mit bis 0,30 Gew. ^c/o Aluminium verwendet wird, noch bis 0,50 Gew.^ Titan enthält.

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BAD ORIGiNAL