DE2252516C3 - Neutrales Flußmittel für das Unterpulverschwelssen - Google Patents

Description

Totgebrannter Magnesit (87% MgO) . 16,6 bis 20,2 gebranntes Manganerz (77,5% MnO). 11,7 bis 14,3

geröstetes Bauxit (88% Al₂O₃) 23,4 bis 28,6

Siliziummetall 0,9 bis 1,2

EisenmangansiIizium(64%Mn,29%Si) 0,5 bis 0,7

Calciumfluorid 9,7 bis 11,9

Zirkon 16,8 bis 20,6

Quarz 4,8 bis 6,0 *⁵

trockenes Natriumsilikat
(Natronwasserglas) 5,0 bis 6,2.

Die Erfindung betrifft ein neutrales Flußmittel für das Unterpulverschweißen, insbesondere für die Mehrlagen-Tiefnaht-Schweißung.

Für das Unterpulverschweißen sind sogenannte aktive Flußmittel und sogenannte neutrale Flußmittel bekannt. Die aktiven Schweiß- bzw. Flußmittel werden im allgemeinen für Ein-Lagen-Schweißungen verwendet; sie enthalten einen relativ hohen Anteil an starken Desoxydationsmitteln, um Schmutz und andere Verunreinigungen des Grundmetalls zu kompensieren. Solche Flußmittel verlangen bei der Mehr-Lagen-Schweißucg eine sehr genaue Steuerung der Verfahrensbedingungen, da es leicht zu einer Anreicherung des Desoxydationsmittels im Schweißmetall kommt mit dem Ergebnis, daß unerwünscht harte Schweißnähte entstehen, die bei der Fertigung oder im Betrieb reißen können. Solche harten Schweißnähte entstehen dann, wenn mit einer gegenüber der vorgeschriebenen Schweißspannung höheren Spannung gearbeitet wird. Bei den höheren Spannungen wird eine beträchtlich größere Flußmittelmenge aufgeschmolzen, wodurch die die beschriebenen Nachteile ergebende höhere Menge an Desoxydationsmittel in dem Schweißmetall vorhanden ist. Es ist erfahrungsgemäß praktisch nicht möglich, den Bereich der Schweißspannung für jeden einzelnen Anwendungsfall exakt angepaßt so eng einzustellen und so genau einzuhalten, daß diese Nachteile nicht auftreten. Das die Schweißmaschine bedienende Personal arbeitet zumeist mit einer maximalen Spannung, um insbesondere bei den Decklagen breite Schweißnähte zu erhalten. Dies hat zwar den Vorteil, daß relativ einfach glatte Konturen erhalten werden, wie sie z. B. für röntgenografische Untersuchungen gefordert werden; jedoch muß dafür der Nachteil in Kauf genommen werden, daß solche Decklagen unerwünscht hart sind. In vielen Fällen ist es selbst mit Nachbehandlungen nicht möglich, die Härte nennenswert herabzusetzen, so daß für Anwendungsfälle, bei denen relativ hohe Härtewerte nicht tolerierbar sind, Schweißungen mit aktiven Flußmitteln nicht durchgeführt werden können.

Neutrale oder nahezu neutrale Flußmittel enthalten Desoxydationsmittel nicht bzw. nicht in nennenswerten Mengen und zeigen demzufolge die durch vorhandenes Desoxydationsmittel sich ergebenden Nachteile nicht. Entsprechend können Änderungen der

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Lichtbogenspannung die Eigenschaften, die sich aus der bekannten Zusammensetzung des Schweiß- bzw. Flußmittels und des Grundmetalls ergeben, nicht beeinflussen. Die neutralen bzw. nahezu neutralen Flußmittel haben nicht nur eine Härte, die im Durchschnitt um 20 Brinell niedriger liegt als diejenige, die sich bei Verwendung aktiver Flußmittel einstellt; sie weisen darüber hinaus auch den Vorteil auf, daß die Härte nur um 15 Brinell ansteigt, wenn die Schweißspannung von 26 V auf 35 V iteigt. Die mit solchen Flußmitteln gefertigten Schweißnähte können durch Wärmenachbehandlung weicher eingestellt werden. Jedoch weisen die bisher bekannten neutralen Flußmittel andere Nachteile auf, die bis heute deren Anwendung einschränken; Schlackenbildung erfordert zur Entfernung der gebildeten Schlacke aufwendige Zusatzarbeiten und kann bei nicht vollständiger Entfernung zu Flekkenbildung auf dem Röntgenbild führen, was unerwünscht ist. Insbesondere bei der Herstellung von Mehr-Lagen-Schweißungen ist es erforderlich, vor dem Aufbringen der einzelnen Schweißlagen jeweils die Schlacke von der Oberseite der letzten Lage zu entfernen. Um dies auf wirtschaftliche Weise durchzuführen, sollte das Flußmittel leicht entfernbar sein.

Es ist aus der britischen Patentschrift 740 890 der Anmelderin bereits ein aktives Flußmittel, das leicht entfernbare Schlacke bildet, bekannt, das im getrockneten Zustand etwa aus 13,2% Manganerz, 30,8°/ Al₂O₃. 14,3% ZrSiO₄, 18,7% MgO, 5,5% SiO₂, 4,4% CaF₂, 7,6% Natriumsilikat und 5,5% Silicomangan als Desoxydationsmittel besteht. Zwar ergibt diese spezielle mengenmäßige Kombination von Silikaten, Silicomangan, Calciumfluorid, Quarz und Zirkon die gewünschte leicht entfernbare Schlacke, jedoch verbleibt die Härte der mit diesem Flußmittel gefertigten Schweißnähte dann nicht innerhalb der zulässigen Grenzen, wenn der Schweißer die vorgesehene Schweißspannung nicht exakt einhält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flußmittel zu schaffen, das seiner Natur nach ein neutrales Flußmittel ist, bei dessen Verwendung das Schweißpersonal hinsichtlich der anzuwendenden Schweißspannung keiner engen Beschränkung unterworfen ist, und das trotzdem ein leichtes Entfernen der Schlacke bei guter Schweißraupen-Formgebung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem neutralen Flußmittel für das Unterpulverschweißen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet i.l, daß es aus folgenden Bestandteilen (in Gewichtsprozent) besteht:

Totgebrannter Magnesit (87% MgO) 16,6 bis 20,2 gebranntes Manganerz (77,5% MnO) 11,7 bis 14,3

geröstetes Bauxit (88% AI₂O₃) 23,4 bis 28,6

Siliziummetall 0,9 bis 1,2

Eisenmangansilizium(64%Mn,29%Si) 0,5 bis 0,7

Calciumfluorid 9,7 bis 11,9

Zirkon 16,8 bis 20,6

Quarz 4,8 bis 6,0

trockenes Natriumsilikat
(Natronwasserglas) 5,0 bis 6,2.

Das erfindungsgemäße Schweiß- bzw. Flußmittel besteht also aus einem Gemisch mehrerer in den Mengen genau eingestellten und abgestimmten Bestandteile, nämlich totgebranntem Magnesit, gebranntem bzw. geröstetem Manganerz, geröstetem Bauxit, Zirkon, Calciumfluorid, Quarz, wobei es keine Zusätze oder nur geringe Mengen an Desoxydationsmittel. wie

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Silizium- und Manganmetall enthält. Die vorgenann- SiO. 4,8 bis 6,0

ton Bestandteile werden mit Natriumsilikat als Binde- trockenes Natriumsilikat

mittel gemischt, worauf die Masse so weit erhitzt wird, (Natronwasserglas) 5,0 bis 6,2.

daß das Bindemittel erhärtet bzw. sintert und eine

zusammengebackene bzw. gesinterte Masse sich bildet, 5 Die einzelnen Bestandteile werden bei der Zuberei-•V^Ua ^ei uT ■ „^rnige" Schweißpulver aufgemahlen tung des erfindungsgemäßen Flußmittels in üblicher wird. Auen bei Verwendung kleiner Zusaizmengen an Weise fein aufgemahlen, mit Natronwasserglaslösung Desoxydationsmittel ist die Schlacke neutrat. Durch gemischt und zum Trocknen zweckmäßig einem Drehte angegebene sorgfaltige Abstimmung der Mengen- rohrofen aufgegeben. Im Drehrohrofen werden die Verhältnisse von Magnesit, Manganerz, Bauxit und xo Substanzen bei einer Temperatur von etwa 800⁰C Zirkon ist die Bildung einer leicht entfernbaren solange umgewälzt, bis sie vollkommen trocken sind Schlacke ermöglicht und eine Verbesserung der Form und Klumpen bilden, in denen unlöslich gewordenes der Schweißraupe erzielt worden. Natriumsilikat das Bindemittel ist.

-n ^a"f^e|p^b.^ent;ⁿ.^BestandteiIe für das erfindungs- Die Klumpen werden dann aus dem Ofen herausgemaUe HuUmittel m den oben genannten Bereichen 15 geholt, gemahlen und abgesiebt. Es wird zweckmäßig beziehen sich auf Erze, wie sie in Bergbau-Betrieben das Material einer bestimmten Körnung (Siebe mit gewonnen werden und im Handel erhältlich sind. Aus- einer lichten Maschenweite von etwa 1,168 mm pasgedruckt als chemisch reine Verbindung bzw. als sierend, Siebe mit einer lichten Maschenweite von chemisch reine Elemente lassen sich diese Bereiche wie etwa 0,147 mm nicht mehr passierend) dabei gewonfolgt wiedergeben (in Gewichtsprozent): ao „en; es besteht aus einer Anhäufung von ,'einteiligen

einzelnen Flußmittel-Teilchen, die in weitgehend gleich-

yjgO 14,4 bis 17,6 mäßiger Verteilung mit Natriumsilikat gebunden vor-

^M"9 9,1 bis 11,1 liegen.

^A ?9³ 20,6 bis 25,2 Die Bezeichnung MnO dient in der Beschreibung

Siliziummetall (insgesamt) 1,0 bis 1,4 *5 und im Anspruch für beliebige Oxide des Mangans,

Manganmetall (insgesamt) 0,3 bis 0,5 gleich welcher Oxydationsstufe, d. h. ein beliebiges

_. . 2 9,7 bis 11,9 Mn₁O_x oder Mischungen von beliebigen zwei oder

^Zirlcon 16,8 bis 20,6 mehreren Manganoxide;! sind als MnO angegeben.

Claims (1)

1. 2

   Patentanspruch:

   Neutrales Flußmittel für das Unterpulverschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus folgenden Bestandteilen (in Gewichtsprozent) besteht;