DE2315765A1 - Seelendrahtelektrode - Google Patents
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Description
PATENTANWALT DIPL.-INC. CER HARD SCHWAN
BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32 2315765
29, März 1973
L-9OO6 -G
UNION CARBIDE CORPORATION 27O Park Avenue, New York, N.Y- 1OO17, V.St,A.
Seelendrahtelektrode
Die Erfindung betrifft eine Seelendrahtelektrode für das Schutz- ■
gaslichtbogenschweißen, insbesondere mit einem Schutzgas, das aus Kohlendioxid besteht oder Kohlendioxid enthält.
Es wurden bereits verschiedene Arten von Seelendrahtelektroden zur Verwendung mit oder ohne Schutzmedium einschließlich Gas oder
Flußmittel vorgeschlagen. Es stehen auch Seelendrahtelektroden für das Schweißen mit Kohlendioxid-Schutzgas zur Verfügung.Keine
der bekannten Elektroden dieser Art ist jedoch voll zufriedenstellend,
wenn es um das Schweißen in Zwangspositionen geht, beispielsweise um senkrechtes Schweißen, Überkopfschweißen und dergleichen.
Bei den zur Zeit verfügbaren Elektroden erfordert das Schweißen in Zwangsposition eine große Geschicklichkeit des Schweißers
bei der Handhabung der Elektrode, um das schmelzflüssige Schweißbad gegen die auf das Schweißbad einwirkende Schwerkraft
zu halten. Ein weiterer Nachteil bekannter Elektroden besteht darin, daß der Schweißer zur Verringerung der Dünnflüssigkeit
des Schweißbades normalerweise den Lichtbogenstrom herabsetzt, Das hat zur Folge, daß der sprühregenartige WerkstoffÜbergang zu
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FERNSPRECHER: 0811/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN
- ■■ ■ - 2. - .
einem tropfenförmigen Werkstoffübergang von der Elektrode zum
Werkstück übergeht- Der tropfenförmige Werkstoffübergang erfordert
jedoch eine noch größere Geschicklichkeit des Schweißers bei der Handhabung der Elektrode.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,, eine
Seelendrahtelektrode zu schaffent die das Schutzgaslichtbogenschweißen
in Zwangsposition erleichtert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Seelendrahtelektrode
für das Schutzgaslichtbogenschweißen mit einer hohlen Hülle aus niedriggekohltem Stahl und einer Schweißpulverseele,
die in Gew.% im wesentlichen aus 3O bis 6O % Titandioxid, IO
bis 30 % metallischem Desoxydationsmittel, einer wirksamen Menge an Silizium, falls nicht im Desoxydationsmittel enthalten, 3
bis 10 % Manganoxid, 0,5 bis 8,0 % einer natrium- und/oder kaliumhaltigen
lichtbogenstabilisierenden Verbindung,-2 bis 4O % Eisenpulver
und 1 bis 7 % Magnesium- und/oder Magnesium-Aluminium-Legierung
besteht, wobei 0,5 bis 5,0 % Aluminiumoxid vorhanden sind, wenn eine Magnesium-Aluminium-Legierung benutzt wird, und wobei
die Schweißpulverseele 1O bis 2O % des Gesamtgewichts der Elektrode
ausmacht.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß bei einem auf
Rutil-Basis beruhenden, die Seele einer für das Schutzgasschwei-.ßen
bestimmten Elektrode bildenden Flußmittel der Zusatz von Magnesium
in elementarer Form oder als Magnesium-Aluminium-Legierung
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in überraschender Weise eine Schlacke ergibt, die offensichtlich
erheblich oberhalb des Schmelzpunktes öer Schlacke und oberhalb
des Schmelzpunktes von Stahl steif oder viskoser wird. Es wird
angenommen, daß die Verbindung MgTi0O1-. (Schmelzpunkt 1652 C' in
dem geschmolzenen Flußmittel gebildet wird und beim Ausfallen eine Versteifungswirkung darauf hat. Diese Erscheinung eignet
sich in hervorragender Weise für das Senkrecht- oder Überkopfschweißen. Es wurde ferner festgestellt, daß die Lichtbogenbildung
instabil wird, wenn anstelle von Magnesium oder Magnesium-Aluminium-Legierungen Magnesiumoxid verwendet wird= Überraschenderweise
führen Magnesium oder Magnesium-Aluminium-Legierungen nicht zu Lichtbogeninstabilitäten, obwohl Magnesium oder Aluminium
in Gegenwart des Lichtbogens wegen des in der Kohlendioxid-Schutzgasatmosphäre
vorhandenen Sauerstoffs in Magnesiumoxid oder MgTipOj- bzw. in AIpO-, umgewandelt werden.
Als Desoxydationsmittel können beliebige herkömmliche Desoxydationsmittel
benutzt werden, beispielsweise Ferromongan-Silizium,
Ferromangan, Ferrosil iziuim, Zirkon-Sil izium, Kalzium-Silizium,
Ferroaluminium-Silizium, Alkalimetalle und E-'dalkal imetalle, Vorzugsweise
werden Ferromangan-Silizium und Fe"romangan verwendet.
Es kann jedes der vorstehend genannten Desoxydotionsmittel benutzt
werden, vorausgesetzt es ist eine wirksame Menge an Silizium vorhanden, und zwar entweder als Bestandteil des Desoxydationsmittels
oder als weiterer Zusatz zum Flußmittel. Das Desoxydationsmittel sollte in einer Menge von 1O bis 30 Gew.% vorhanden
sein.
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Eisenpulver dient als Lichtbogenstabilisator und ist in einer
Menge von 2 bis 4O Gew.% vorhanden» Die Eisenpulvermenge hängt
von dem Gewichtsprozentsätz der Seele bezogen auf das Gesamtgewicht
der Drahtelektrode ab» Wird beispielsweise mit einer sehr
kleinen Seele gearbeitet, ist in der Seele weniger Eisenpulver
erforderlich, weil das Eisen durch die Hülle zur Verfügung gestellt
wird. ;
Eine Natrium- oder Kaliumverbindung mit lichtbogenstabilisierenden
Eigenschaften, beispielsweise Nätriumfluorid oder Kaliumsilikat,
ist in einer Menge von 0,5 bis 8 Gew.% vorhanden. Kalzium» fluorid hat, wie gefunden wurde, einen nachteiligen Einfluß auf
die Anwendbarkeit der Elektrode für das Schweißen in Zwangsposi-
tion. - ,
Rutil (TiOp) stellt die Grundlage des Flußmittels öder Schweißpulvers
dar; es ist der schlackebildende Bestandteil. Rutil sollte
in einer Menge von 30 bis 60 Gew.% der Seele vorhanden sein.
Werden wesentlich mehr als 60 Gew.% Rutil verwendet, wird die Schlacke zu dünnflüssig und geht der günstige Einfluß des Magnesiums
oder der Magnesium-Aluminium-Legierung verloren.'
Magnesium oder eine Magriesium-Al'uminium-Legierung wird in einer
Menge von 1 bis 7 Gew.% vorgesehen. Werden wesentlich mehr als
7 Gew.% benutzt, wird der Lichtbogen sehr hart und kommt es zu einer starken Spritzerbildung. Außerdem wird die Schlacke zu
rasch steif, was zu Einschlüssen im Schweißgut führt. Manganoxid
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wird in einer Menge von 3 bis 1O Gew.% benutzt, um einen weichen,
spritzerfreien Lichtbogen in Gegenwart der erforderlichen Menge von 1 bis 7 Gew.% Magnesium oder Magnesium-Aluminium-Legierung zu
erhalten.
Es wurde ferner gefunden, daß Aluminiumoxid (AIpO-,) vorgesehen
werden sollte, wenn Magnesium in Form einer Legierung von Magnesium
und Aluminium zugesetzt wird. Aluminiumoxid unterstützt die Bildung einer steifen Schlacke bei Verwendung von Magnesium-Aluminium-Legierungen,.
Die Aluminiumoxidmenge sollte zwischen ungefähr 0,5 und ungefähr 5,0 Gew.% liegen.
Die Seele macht vorzugsweise 10 bis 20 % des Gesamtgewichts der
Elektrode aus. Es versteht sich, daß bei Änderungen des Gewichtsverhältnisses von Seele zu Gesamtelektrode die Gewichtsanteile
der Bestandteile der Seele zu ändern sind.
Die folgenden Beispiele stellen zweckmäßige Ausführungsformen für verschiedene Gewichtsanteile und Zusammensetzungen der Seele
dar. In allen Fällen wurde ein Schutzgas benutzt, das aus Kohlendioxid oder einem Gemisch von 25 Vol.% Argon und 75 Vol,% Kohlendioxid
bestand. Das Schutzgas wurde der Schweißbrennerdüse in einer Menge von 1,13 m /h zugeführt.
Es wurde eine Elektrode von 1,6 mm Durchmesser hergestellt. Die Elektrode hatte eine Hülle aus niedriggekohltem Stahl und eine
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Schweißpulverseele, die 18 % des Gesamtgewichts der Elektrode
ausmachte. Das Schweißpulver hatte in Gew„% ungefähr die folgende
Zusammensetzung: NaF 1,5; Fe-Pulver 21,5; TiO„ 47; Fe-Mn-Si
2O; Mg'3; Mn 0,7. Mit Hilfe der Elektrode wurden senkrechte Steignähte
von Hand mit ungefähr 200 bis 23O A und ungefähr 23 bis 25 V geschweißt. Die Schlacke wurde so steif, daß das Schweißbad ohne
besondere Geschicklichkeit des Schweißers gehalten wurde! Ungeachtet des verhältnismäßig schwachen Stromes wurde ein sprühregenartiger
WerkstoffÜbergang aufrechterhalten, was dazu beitrug, daß
der Schweißer die Schweißung bequem durchführen konnte.
Eine Elektrode ähnlich Beispiel I wurde hergestellt. Die Schweißpulverseele
machte den gleichen Gewichtsanteil aus und hatte in Gew.% ungefähr folgende Zusammensetzung; NaF 2; Fe-Pulver 35;
TiO2 35; Fe-Mn-Si 15; Mg-Al 4; MnO 5;- KpSiO4 2; Al2O3 2, Die Elektrode
wurde auf die gleiche Weise und unter denselben Schweißbedingungen
wie im Beispiel I eingesetzt. Die Ergebnisse waren ahnlieh
wie dort, -
In diesem Beispiel wurde ebenso wie in den Beispielen IV und V eine Elektrode von 1,6 mm Durchmesser hergestellt, die eine Hülle
aus niedriggekohltem Stahl und eine Schweißpulverseele von 14
Gew.% hatte. In diesem Beispiel hatte die Seele in Gew.% folgende
Zusammensetzung: Fe 11,9; TiO2 45,O; Fe-Mn-Si 23,8; MnO 6,4;
NaF 2,5; Mg-Al 5,2; K3SiO4 2,6; Al3O3 2,6. Wiederum wurde eine
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steife Schlacke gebildet; das Schweißbad konnte ohne besondere
Geschicklichkeit des Schweißers gehalten werden,
Geschicklichkeit des Schweißers gehalten werden,
In diesem Beispiel enthielt das Flußmittel in Gew.%: Fe 12(4;
45,O; Fe-Mn-Si 19,3; MnO 6,4; NaF 2,5; Mg-Al 5,2; K
45,O; Fe-Mn-Si 19,3; MnO 6,4; NaF 2,5; Mg-Al 5,2; K
2,6; Al2O3 2,6 und Fe-Mn 4,0. Diese Elektrode erwies siph als
besonders günstig angesichts der hervorragenden Lichtbogenstabilität, hoher Kerbschlagzähigkeit und entsprechender Festigkeitswerte für Anwendungen bei niedriggekohltem Stahl.
besonders günstig angesichts der hervorragenden Lichtbogenstabilität, hoher Kerbschlagzähigkeit und entsprechender Festigkeitswerte für Anwendungen bei niedriggekohltem Stahl.
In diesem Beispiel enthielt das Schweißpulver in Gew.%: Fe 16,4;
TiO2 45,O; Fe-Mn-Si 19,3; MnO 6,4; NaF 2,5; Mg-Al 5,2; K3SiO4
2,6; Al2O- 2,6. Bei Verwendung dieser Elektrode wurden die gleichen· guten Ergebnisse für handgeschweißte senkrechte Steignähte
erhalten.
2,6; Al2O- 2,6. Bei Verwendung dieser Elektrode wurden die gleichen· guten Ergebnisse für handgeschweißte senkrechte Steignähte
erhalten.
In diesem Beispiel wurde eine Elektrode von 1,6 mm Durchmesser
mit einer Hülle aus niedriggekohltem Stahl und einer Schweißpulverseele von 12 Gew.% hergestellt. Das Schweißpulver enthielt in Gew,%: NaF 3,0; Fe 2,5; TiO3 52,5; Fe-Mn-Si 22,5; MnO 7,5; Mg-Al 6,0; K2SiO4 3,O; Al3O3 3,O. Handschweißungen, die in der gleichen Weise und unter denselben Schweißbedingungen wie oben angegeben
durchgeführt wurden, lieferten entsprechend gute Ergebnisse.
mit einer Hülle aus niedriggekohltem Stahl und einer Schweißpulverseele von 12 Gew.% hergestellt. Das Schweißpulver enthielt in Gew,%: NaF 3,0; Fe 2,5; TiO3 52,5; Fe-Mn-Si 22,5; MnO 7,5; Mg-Al 6,0; K2SiO4 3,O; Al3O3 3,O. Handschweißungen, die in der gleichen Weise und unter denselben Schweißbedingungen wie oben angegeben
durchgeführt wurden, lieferten entsprechend gute Ergebnisse.
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Claims (10)
1. Seelendrahtelektrode für das Schutzgaslichtbogenschweißen
mit einer hohlen Hülle aus niedriggekohltem Stahl und einer SchweiSpulverseele, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpulverseele
in Gew.% im wesentlichen aus 3ü bis 6O % Titandioxid,
1O bis 3O % metallischem Desoxydationsmittel, einer
wirksamen Menge an Silizium, falls nicht im Desoxydationsmittel enthalten, 3 bis 1O % Manganoxid, 0,5 bis 8,O % einer natrium-
und/oder kaliumhaltigen Iichtbogenstabilisierenden Verbindung, 2 bis 40 % Eisenpulver und 1 bis 7 % Magnesium- und/
oder Magnesium-Aluminium-Legierung besteht, wobei O,5 bis
5,0 % Aluminiumoxid vorhanden sind, wenn eine Magnesium-Aluminium-Legierung
benutzt wird, und daß die Schweißpulverseele 10 bis 20 % des Gesamtgewichts der Elektrode ausmacht. '
2. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
daß die lichtbogenstabilisierende Verbindung aus 0,5 bis 3 % K2SiO4 besteht.
3. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpulverseele in Gew.% im wesentlichen aus 47 %
TiO2, 20 % Fe-Mn-Si, 7 % MnO, 1,5 % NaF, 21,5 % Eisenpulver
und 3 % Mg besteht und daß die Seele 18 % des Gesamtgewichts
der Elektrode ausmacht.
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4. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SchweiBpulverseele in Gew.% im wesentlichen aus 35 %
TiO2, 15 % Fe-Mn-Si, 5 % MnO, 2 % NaF, 2 %'K2SiO4, 35 % Eisenpulver,
4 % Mg-Al und 2 % Al2O3 besteht und daß die Seele 18 %
des Gesamtgewichts der Elektrode ausmacht,
5. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpulverseele in Gew.% im wesentlichen aus 45 %
TiO2, 23,8 % Fe-Mn-Si, 6,4 % MnO, 2,5 %'NaF, 2,6 % K2SiO4,
11,9 % Eisenpulver, 5,2 % Mg-Al und 2,6 % Al3O3 besteht und
daß die Seele 14 % des Gesamtgewichts der Elektrode ausmacht.
6. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpulverseele in Gew.% im wesentlichen aus 45 %
TiO2, 19,3 % Fe-Mn-Si, 4,O % Fe-Mn, 6,4 % MnO, 2,5 % NaF, 2,6%
K2SiO4, 12,4 % Eisenpulver, 5,2 % Mg-Al und 2,6 % Al2O3,besteht und daß die Seele 14 % des Gesamtgewichts der Elektrode
ausmacht.
7. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißpulverseele in Gew.% im wesentlichen aus 45 %
TiO2, 19,3 % Fe-Mn-Si, 6,4 % MnO, 2,5 % NaF, 2,6 % K3SiO4,
16,4 % Eisenpulver, 5,2 % Mg-Al und 2,6 % Al2O3 besteht und
daß die Seele 14 % des Gesamtgewichts der Elektrode ausmacht.
8. Seelendrahtelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpulverseele in Gew.% im wesentlichen aus 52,5%
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2, 2.2,5 % Fe-Mn-Si, 7,5 % MnO, 3,0 % NaF, 3,0 % K24
2,5 % Fe, 6,O % Mg-Al und 3,O % Al3O besteht und daß die
Seele 12 % des Gesamtgewichts der Elektrode ausmacht.
9. Anwendung der Seelendrahtelektrode nach einem der vorhergehenden
Ansprüche zum Lichtbogenschweißen unter Verwendung eines Schutzgases, das aus Kohlendioxid besteht oder Kohlendioxid
enthält.
10. Anwendung der Seelendrahtelektrode nach einem der Ansprüche
3 bis 8 zum Lichtbogenschweißen unter Verwendung eines Schutzgases,
das aus Kohlendioxid oner einem Gemisch aus 25 Vol.%
Argon und 75 Vol.% Kohlendioxid besteht.
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00239767A US3818178A (en) | 1972-03-30 | 1972-03-30 | Gas shielded core wire electrode |
US23976772 | 1972-03-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2315765A1 true DE2315765A1 (de) | 1973-10-11 |
DE2315765B2 DE2315765B2 (de) | 1975-05-28 |
DE2315765C3 DE2315765C3 (de) | 1976-01-22 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT980058B (it) | 1974-09-30 |
CA979496A (en) | 1975-12-09 |
NL7304397A (de) | 1973-10-02 |
JPS4915653A (de) | 1974-02-12 |
FR2178194B1 (de) | 1976-05-21 |
GB1419845A (en) | 1975-12-31 |
BE797542A (fr) | 1973-10-01 |
FR2178194A1 (de) | 1973-11-09 |
BR7302249D0 (pt) | 1974-08-15 |
SE396709B (sv) | 1977-10-03 |
DE2315765B2 (de) | 1975-05-28 |
US3818178A (en) | 1974-06-18 |
AT324798B (de) | 1975-09-25 |
CH582042A5 (de) | 1976-11-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |