DE2316093A1 - Lichtbogenschweisselektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft umhüllte Schweißelektroden zur Verwendung beim Lichtbogenschweißen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Schweißelektroden j die mehrschichtige Umhüllungen aufweisen.

Umhüllte Elektroden, häufig auch als Stabelektroden bezeichnet, werden heute in der Industrie in großem Umfang zur Durchführung verschiedenartiger Schweißaufgaben eingesetzt. Dementsprechend sind zahlreiche unterschiedliche Arten von Stabelektroden in Gebrauch.

Bei einigen Elektrodenarten, so auch bei Hochleistungselektroden, wird der Umhüllung Metallpulver zugesetzt, um dem Schweißbad Legierungszusätze zuzuführen und um die Schweißnahtlängenausbeute und die Abschmelzmenge zu erhöhen. Steigerungen der Schweißnahtlänge je Elektrode und der Abschmelzmenge bilden wichtige Faktoren bei der Verminderung der beim Schweißen anfallenden Arbeitskosten. Es ist jedoch bekannt, daß bei Eisenpulverzusätzen zur Umhüllung die Abschmelzmenge zu wachsen aufhört und sogar zu fal-

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FERNSPRECHER: 0811/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

len beginnt, wenn der Eisenpulvergehalt der Umhüllung auf mehr als 5O bis 60 Gew.% ansteigt. Es ist anzunehmen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß die Umhüllung mit steigender Metallkonzentration stärker leitend wird. In der unmittelbaren Umgebung des Lichtbogens wird die Umhüllung in hohem Mäße'leitend, so daß sich der Lichtbogen ausbreiten kann, wodurch die Stromdichte verringert und eine Verminderung der Abschmelzgeschwindigkeit herbeigeführt wird. Außerdem führt eine leitende Umhüllung dazu, daß der Lichtbogen auf die Umhüllung überspringt, eine unerwünschte Erscheinung, die kurz als seitliche Lichtbogenbildung bezeichnet werden kann. Eine Umhüllung mit zu hohem Metallgehalt neigt ferner im allgemeinen zur Bildung eines flachen und unebenen becherförmigen Kraters am Elektrodenende. Ein solcher Krater läßt ein Wandern „des Lichtbogens zu, senkt die Arbeitsspannung ab, macht ein schleppendes Schweißen (bei dem während der Vorbewegung der Elektrode die Umhüllung mit dem Werkstück in Berührung steht) unmöglich und vermindert die allgemein bei einem tieferen Krater., gegebene Beherrschung der Schutzwirkung und der Spritzerbildung.

Speziell im Falle von Eisenpulverzusätzen zur umhüllten Elektrode wurde versucht, das Problem unerwartet niedriger Abschmelzmengen, der seitlichen Lichtbogenbildung und ungünstiger Kegelbildung bei hoher Eisenpulverkonzentration dadurch zu lösen, daß für die Umhüllung ein speziell hergestelltes Eisenpulver, beispielsweise oxydiertes Eisenpulver oder Eisenpulver mit genau vorbestimmter Teilchengröße, verwendet wird. Außerdem wurden isolierende Faserstoffe geringer Dichte wie Zellulose, Glimmer und der-

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gleichen benutzt, um die Leitfähigkeit der Umhüllung herabzusetzen. Es wurden auch große Anteile an bestimmten löslichen Silikatbindemittelkombinationen vorgesehen, um die seitliche Lichtbogenbildung und die Verminderung der Abschmelzgeschwindigkeit auf Grund von Umhüllungen mit hohem Metallgehalt möglichst klein zu halten. Des weiteren wurde die Dicke der Umhüllung selbst so weit vergrößert, daß der Widerstand der Umhüllung ausreicht, um eine seitliche Lichtbogenbildung zu verhindern und für eine bessere Kraterausbildung an der Elektrodenspitze zu sorgen. Auch sorgfältige Mischverfahren, die für eine bessere Trennung der Eisenteilchen bei Verwendung von speziell zusammengestellten Silikaten mit geringer Dielektrizitätskonstante sorgen sollten, wurden benutzt, um die Abschmelzgeschwindigkeit hoch zu halten und die seitliche Lichtbogenbildung zu unterbinden. Alle diese Maßnahmen zur Beherrschung der auf die elektrische Leitfähigkeit der Umhüllung zurückzuführenden Schwierigkeiten sind jedoch unwirtschaftlich und/oder unzuverlässig und/oder führen zu nachteiligen Nebenwirkungen hinsichtlich der Einsatzfähigkeit der Elektrode und/oder der Schlacke- und Schweißguteigenschaften.

Es wurde gefunden, daß eine umhüllte Stabelektrode mit einer Umhüllung mit mehr als 5O % Eisenpulver, im folgenden als stark eisenhaltige Umhüllung bezeichnet, hergestellt werden kann, die die oben geschilderten Nachteile in befriedigender Weise ausräumt,

Eine Lichtbogenschweißelektrode mit einem massiven Metallkern und einer Umhüllung, die einen lichtbogenstabilisierenden Werkstoff

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-A-

und ein Metallpulver enthält, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die aus mindestens zwei Schichten bestehende Umhüllung den Hauptanteil des liehtbogenstabxlisierenden Werkstoffes in der innersten Schicht und den Hauptanteil des Metallpulvers in der anderen Schicht oder den anderen Schichten enthält und daß die Gesamtmenge des in allen Schichten enthaltenen Metallpulvers zusammen mehr als 50 % des Gewichts der Umhüllung ausmacht.

Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, Hochleistungselektroden herzustellen, bei denen der Gesamteisenpulvergehalt in der Umhüllung über 5O % liegt und die sich auszeichnen durch;

1. eine spezifische Abschmelzgeschwindigkeit, die um 1O bis 15 % und mehr über derjenigen bekannter Elektroden liegt;

2. ein ausgezeichnetes Wiederzündvermögen, eine gute Kraterbildung und keine seitliche Lichtbogenbildung selbst bei dünnen Umhüllungen, bei denen der Umhüllungsdurchmesser kleiner als das Doppelte des Kerndrahtdurchmessers ist;

3. einen verminderten Lichtbogenstabilisatorgehalt, obwohl für sehr stabile Lichtbogen, geringe Spritzerbildung und selbstabhebende Schlacken gesorgt wird.

Der Hauptanteil des lichtbogenstabilisierenden Werkstoffes wird in der inneren Schicht nahe dem Lichtbogen vorgesehen, um für

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eine optimale Lichtbogenstabilisierung zu sorgen, während die Hauptmenge des Metallpulvers in der äußeren Schicht oder den äußeren Schichten untergebracht wird, wo das Metallpulver von dem Kerndraht durch die Innenschicht isoliert ist. Auf diese Weise kann der Umhüllung die maximale Menge an Metallpulver zugesetzt werden, ohne daß die üblichen nachteiligen Nebeneffekte auftreten, die auf höhere Leitfähigkeit und verminderten Stabilisatorgehalt zurückzuführen sind. Außerdem braucht nur die minimale Gesamtmenge an lichtbogenstabilisierenden Bestandteilen vorgesehen zu werden, weil diese Bestandteile in der Innenschicht in nächster Nähe zum Lichtbogen liegen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine grafische Darstellung der spezifischen Abschmelzmenge in Abhängigkeit von der Elektrodenausbeutung, und

Figur 2 eine grafische Darstellung der spezifischen Abschmelzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Elektrodenausbeutung.

Bei einer umhüllten Lichtbogenschweißelektrode der erfindungsgemäßen Art, die einen Metallkern und eine aus zwei Schichten bestehende Umhüllung aufweist, wird die Zusammensetzung der Schichten so gewählt, daß, soweit wie möglich, in optimaler Weise alle Funk-

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tionen einer einzigen Umhüllung erfüllt.werden. Die innere Schicht weist als Hauptanteil alle Lichtbogenstabilisatoren sowie gegebenenfalls weitere Bestandteile auf, die für eine ausreichende elektrische Isolation erforderlich sind. Die innere Schicht sollte während des Trocknens Feuchtigkeit bis herab zu einem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt rasch freisetzen, ohne daß es zu Rißbildung kommt, um die Spritzerbildung klein zu halten und optimale Entschlackungseigenschaften zu erzielen. Bei diesen tiefe Krater bildenden Elektroden kann die innere-Schicht gasbildende Bestandteile, wie Zellulose oder Karbonate, enthalten, weil eine Gasbildung hoch innerhalb des Kraters für eine Abschirmung sorgt, ohne daß es zu erhöhter Spritzerbildung kommt. Im übrigen enthält die innere Schicht die Bestandteile, die zur Erfüllung weiterer Umhüllungsfunktionen, wie Binden, Gasabschirmung, Desoxydation, Beeinflussung der Schlackeeigenschaften usw. erforderlich sind, deren Einfluß auf den Lichtbogen jedoch nicht unerwünscht ist= Bei Eisenpulverelektroden mit äußeren Schichten von mehr als 6O % Eisen ist es wesentlich, daß die Innenschicht die leitende Außenschicht gegen den Kerndraht 'isoliert.

Die Außenschicht besteht aus Metallpulvern und weiteren Bestandteilen, die nicht unbedingt für ein optimales Lichtbogenverhalten erforderlich sind, aber dennoch benötigt werden, um andere Anforderungen an die Umhüllung zu erfüllen. Bei dick umhüllten Elektroden muß die Außenschicht hinreichend leitend sein, um ein einwandfreies kaltes Wiederzünden zu erlauben. Die isolierende Innenschicht verhindert das Wiederzünden nicht ; weil die geschmolzene

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Innenfläche des Kegels einer teilweise abgebrannten Elektrode eine leitende Brücke zwischen dem Kerndraht und der leitenden Außenschicht bildet. Die Zusammensetzung der Außenschicht muß allgemein so gewählt sein, daß die üblichen Anforderungen an eine Stabelektrodenumhüllung hinsichtlich der mechanischen und hygroskopischen Eigenschaften der Umhüllung erfüllt werden,

Die Erfindung ist auf jeden Elektrodentyp (einschließlich, der Schwerkraftvorschubelektrode) anwendbar, der hohe Konzentrationen an Eisenpulver enthält, beispielsweise den Eisenoxidtyp (American Welding Society-Bezeichnung EXX27), den Rutiltyp (AWS EXX24) und den basischen Typ (AWS EXX27). Die vorliegende Diskussion beschränkt sich auf den Rutiltyp, obwohl die Anwendung bei einer anderen der obengenannten Elektrodenarten oder bei jeder weiteren Elektrode mit hohem Eisenpulvergehalt für den Fachmann auf der Hand liegt.

Vorliegend sollen die folgenden Begriffe die nachstehend angegebene Bedeutung habens

Unter "Elektrodenausnutzung" soll das Gewicht des Schweißguts je Gewichtseinheit des abgeschmolzenen Kerndrahtes verstanden werden

Unter "spezifische Abschmelzmenge" soll das Gewicht des Schweißgutes dividiert durch die Brennzeit des Lichtbogens verstanden werden.

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Unter "spezifische Abschmelzgeschwindigkeit¹⁰ soll die Länge der abgeschmolzenen: Elektrode dividiert durch die Brennzeit des Lichtbogens verstanden werden. ,

Unter "Hauptanteil," soll ein Anteil der Bestandteile verstanden; werden, der größer als jeder andere Anteil der Bestandteile der Umhüllung ist.

Unter "Umhüllung" soll die Kombination von Innenschicht und Außenschicht verstanden werden.

Unter "seitlicher Lichtbogenbildung" soll die Ausbildung eines Lichtbogens ausgehend von der Umhüllung an einer Stelle verstanden werden,, die irgendwo entlang den Seitenflächen der Elektrode liegt, wenn diese Stelle mit einem an Masse liegenden Objekt in Kontakt kommt.

Unter "guter Kraterbildung" soll verstanden werden. _f daß der an der Elektrodenspitze ausgebildete Krater symmetrisch ist und eine Tiefe von mindestens dem halben Drahtdurchmesser hat.

Unter"Schweißnahtlängeneiusbeute" soll die Länge einer einlagigen Schweißnaht verstanden werden, die je Längeneinheit der abgeschmolzenen Elektrode erzielt wird.

Vorliegend sind alle Zusammensetzungen in G.ew.% angegeben; die Werte beziehen sich auf die Anteile im trockengemischten Zustand

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_ 9 vor der Zugabe von flüssigen Silikaten.

Bei der Rutiltypumhüllung wirkt TiOp sowohl als Lichtbogenstabilisator als auch als Schlackebildner und -modifikator. Bei diesem System wird ein höherer Eisengehalt in der Umhül'lung in erster Linie dadurch erzielt, daß der Rutilgehalt abgesenkt wird, was zu einer dünneren Schlacke über dem Schweißgut führt. Auch unter diesen Mindestschlackebedingungen ist ein gewisser Mindestrutilgehalt (Titanoxidgehalt) erforderlich, um eine vollständige Abschirmung mit Schlacke zu erzielen. Für diese Schlackenfunktion kann das Rutil von der inneren oder der äußeren Schicht der Umhüllung oder von beiden Umhüllungsschichten zugeführt werden. Vorzugsweise befindet sich der überwiegende Teil des Rutils in der inneren Schicht, um für eine optimale Lichtbogenstabilisierung zu sorgen.

Eine weitere Funktion des Rutils, nämlich die elektrische Isolierung des Kerndrahtes gegen die stark eisenhaltige Außenschicht, wird auch von den anderen nichtleitenden Bestandteilen der Innenschicht übernommen. Um für eine ausreichende Isolierung zu sorgen, wird der Gesamtprozentsatz der leitenden Bestandteile - insbesondere von Eisen aber auch der leitenden Ferrolegierungen - in der inneren Schicht unter dem Schwellwert gehalten, der (a) zu einer seitlichen Lichtbogenbildung über die Umhüllung bei einer Leerlaufspannung von 100 V oder weniger, und/oder (b) zu einem Leiten durch die Umhüllung hindurch in der Nachbarschaft des Lichtbogens führen würde, wodurch eine einwandfreie Kegelausbil-

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- 1O dung verhindert und die Abschmelzgeschwindigkeit verringert wird.

Um eine Hochleistungselektrode vom Rutiltyp mit hoher Abschmelzmenge und optimaler Lichtbogenstabilisierung zu erhalten, die eine voll deckende und leicht zu beseitigende schützende Schlacke ergibt, müssen insbesondere folgende Kriterien beachtet werden;

1. Um für einen hohen Gesamteisengehalt in der Umhüllung zu sorgen, muS die äußere Schicht mindestens 60% Eisenpulver enthalten, wobei der Eisenpulvergehalt maximal bei ungefähr 9O % liegen kann. Der im Einzelfall gewählte Prozentsatz hängt von der gewünschten Ausnutzung ab.

2. Der Gehalt der inneren Schicht an leitenden Bestandteilen (einschließlich Eisenpulver, anderen Metallpulvern und leitenden Ferrolegierungen) ist so zu wählen, daß der resultierende Widerstand über beide Schichten hinweg hinreichend hoch ist,

a) um eine seitliche Lichtbogenbildung unter einer Leerlaufspannung von 1OÖ V zu verhindern; .

b) um die Elektrodenabschmelzgeschwindigkeit auf einem Wert zu halten, der für eine Elektrode mit einschichtiger Umrhüllung charakteristisch ist, bei der die Umhüllung 50% Eisenpulver enthält; und ."

c) um eine gute Kraterbildung an der Elektrodenspitze zu ermöglichen und damit eih schleppendes Schweißen zu

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- 11 erlauben.

Für diese Zwecke muß eier Gehalt der inneren Schicht an leitenden Bestandteilen kleiner werden, wenn die Dicke der inneren Schicht abnimmt oder der Gehalt der äußeren Schicht an leitenden Bestandteilen zunimmt. Umgekehrt kann der Gehalt der inneren Schicht an leitenden Bestandteilen größer gewählt werden, wenn die innere Schicht eine größere Dicke hat oder der Gehalt der äußeren Schicht an leitenden Bestandteilen kleiner ist. Die optimale Kombination für Innen- und Außenschicht wird am besten experimentell bestimmt,

3. Der Hauptanteil des Gehalts an Rutil (Titanoxid) und anderen Stabilisatoren sollte in der inneren Schicht vorgesehen werden_f um für eine optimale Lichtbogenstabilisierung und besten elektrischen Widerstand der inneren Schicht zu sorgen.

Unter Anwendung der vorstehenden Leitlinien wurden beispielsweise Umhüllungszusammensetzungen für Gesamteisenpulverkonzentrationen von 6O %, 65 % und 70 % entwickelt. Diese Zusammensetzungen sind in Tabelle I zusammengestellt.

Bei jeder der in Tabelle I angegebenen Elektroden liegt das Volumenverhältnis von Außenschicht zu Innenschicht bei ungefähr 2,1:1, während das Dickenverhältnis von Außenschicht zu Innenschicht ungefähr 1,3:1 und das Gewichtsverhältnis zwischen 2,3:1 und 2,5:1 liegt. Eine Elektrode mit vorbestimmter Elektrodenaus-

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nutzung (Wirkungsgrad) kann aus jeder der Zusammensetzungen aufgebaut werden, indem eine sorgfältige Abstimmung der Umhüllungsdicke erfolgt. Je dicker die Umhüllung ist, desto hoher ist die Ausbeute.

Beispielsweise wurde die 60 % Fe enthaltende Zusammensetzung auf Kerndrähte von 4,β mm Durchmesser gepreßt und mit Wechselstrom, Gleichstrom bei negativer Elektrode und Gleichstrom bei positiver Elektrode unter Verwendung von Stromstärken von 25Ο bis 280 A getestet und mit einschichtigen Elektroden gleicher Zusammensetzung verglichen« Die Abschmelzmenge und die Abschmelzgeschwindigkeit wurden gemessen; die Ergebnisse sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die drei Punkte stellen Umhüllungsdurchmesser von ungefähr 9,4; 9,7 und 1O,5 mm dar. Es ist zu erkennen, daß bei vorgegebener Ausnutzung die zweischichtigen Elektroden mit 60 V Eisen Abschmelzgeschwindigkeiten haben, die ungefähr 10 bis 15 % über denjenigen der einschichtigen Elektroden liegen· Die Abschmelzmenge ist ebenfalls entsprechend höher.

Aufschlußreich ist ferner ein Vergleich der vorliegend beschriebenen doppelschichtigen Elektrode vom Rutiltyp mit bekannten einschichtigen Elektroden des Rutiltyps. Letztere enthalten im allgemeinen ungefähr 40 % bis 50 % Eisenpulver in der Umhüllung und weisen Elektrodenausnutzungen von ungefähr 135 % bis 145 % auf. Selbst bei diesen niedrigeren Eisenpulvergehalten kann eine wesentliche Verbesserung der Betriebseigenschaften erzielt werden, indem der Hauptanteil des Rutils und/oder anderer Stabi-

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Tabelle I

Nominelle Gesamteisenkonzentration

Trockengemisch-Bestandteile

60% Fe 65% Fe

70% Fe

O CO CO

(Gew.%)

Eisenpulver

Rutil

Schlackenmodifikatoren

Ferrolegierungen

Strangpreßhilfsmittel

Gasbildner insgesamt

Silikate (g/100g Trockengemisch)

Ungefähres Gewichtsverhältnis Außen-: Innenschicht

innen außen gesamt innen außen gesamt innen außen gesamt 33,0 72,0 60,2 33,0 78,1 64,8 41,0 81,4 70,0 40,0 4,0 14,9 40,0 1,5 12,8 38,6 — 11,0

14,0 3,7 6,8

4,1

3,5

1,0

4,5 9,2 7,8

8,0 8,0 8,O

4,5 9,0 7,6 6,5 8,3 7,8

2,0 3,0 2,7

1OO_fO% 100,0% 100,0% 100, 0% 1OO,O% 100,0% 1OO,O% 100,0% 1OO„O%

6,5 8,2 7,7

2,0 3,0 2,7

6,3 8,0 7,5

2,6 2,6 2 _f6

14,0 14,0 14,0

2,3:1

14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0

2,5s1

lisatoren der Umhüllung in der inneren Schicht konzentriert wird.. Die doppelschichtige Elektrode nach der Erfindung hat eine hohe Konzentration des Stabilisatorgehalts in der .inneren Schicht (z.B. ungefähr 4O % Rutil), dagegen einen verhältnismäßig niedrigen Gesamtstabilisatorgehalt (z. B. weniger als .15 % Rutil), wenn über beide Schichten gemittelt wird. Die bekannten Elektroden enthalten im allgemeinen in der einzigen Schicht ungefähr 2O bis 3O % Rutil.

In elf Blindvergleichsversuchen entschieden sich elf verschiedene Schweißer für die zweischichtige Hochleistungselektrode, da sie im Vergleich mit bekannten Elektroden geringerer Ausnutzung zu einem ruhigeren Arbeiten führte, eine geringere Spritzerbildung zur Folge hatte und eine bessere Beseitigung der Schlacke erlaubte, und zwar insbesondere beim Arbeiten mit Gleichstrom. In der untenstehenden Tabelle II sind die Daten eines derartigen Versuchs zusammengestellt. Dabei wird eine doppelschichtige Elektrode mit 6O % Eisen mit zwei bekannten Elektroden verglichen. Alle Elektroden hatten einen Kerndrahtdurchmesser von 4,8 mm* Die Versuche wurden mit Wechselstrom durchgeführt.

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Tabelle Ii

Umhüllg,- Elektr. Lichtb. Abschm.- Abschm.· Durchm. Ausnutzg. Strom Spanng. Geschw. menge (mm) (%) (A) (V) (cm/min) (kg/h)

ElektK A \	9	,7	138	265	3O	,5	26	,7	3	,04
Elektr. B	9	,8	142	265	30	,0	26	,4	3	,13
Doppel- Schicht 6O % Fe	9	,8	170	265	29	,0	26	,9	3	,86

Der Schweißer wählte die Doppelschichtelektrode mit der erheblich besseren Abschmelzmenge als beste hinsichtlich des ruhigen Brennens des Lichtbogens, der geringen Spritzerbildung und der leichten Schlackebeseitigung aus,

Die Tabelle I gibt die im allgemeinen bevorzugten Zusammensetzungen und Anteile der Bestandteile in Innen- und Außenschicht an, Es wurde jedoch gefunden, daß brauchbare Elektroden für die in der Tabelle III angegebenen breiten Bereiche erhalten werden. Der in Tabelle III genannte Gesamtbereich geht von einem Gewichtsverhältnis zwischen äußerer Schicht und innerer Schicht von ungefähr 2,5:1 aus. Dieses Verhältnis ändert sich in Abhängigkeit von der im Einzelfall gewählten Kombination von innerer Schicht und äußerer Schicht.

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Tabelle III

Gew.'

	innen	max.	außen	max.	insges.	max.
	min.	5O	min.	9O	min.	8O
Fe	20	5O	60	15	5O	2O
Rutil	2O	4O	\ O	1O	5	15
Schlackemodifikatoren	O	30	O	12	0	1O
Ferrolegierungen	O	1O	O	IO	5	1O
Strangpreßhilfsmittel	4	1O	4	6	4	5
Gasbildner	O	1	1

■ Der höchste Eisen- oder Metallpulvergehalt in der inneren Schicht beträgt 50 %, um die elektrische Leitfähigkeit in der inneren Schicht zu begrenzen. Die äußere Schicht enthält mit mindestens 60 % Metallpulver stets mehr als die Hälfte des gesamten Metallpulvers der Umhüllung. Vorzugsweise wird der Metallpulvergehalt/ in der inneren Schicht über 2O % gehalten. Kleinere Prozentsätze haben zur Folge, daß die Wärmeleitfähigkeit zu gering wird, wodurch sich der Kerndraht bei hohen Strömen aufheizt, was zu Porosität und schlechter Raupenform führt. Der Rutilanteil in der inneren Schicht sollte über 2O % liegen, um für eine optimale Lichtbogenstabilisierung zu sorgen. Wenn andere Stabilisatoren benutzt werden, kann jedoch der Rutilgehalt gesenkt werden. Die weiter genannten Bestandteile und die angegebenen Mengen sind weniger kritisch; sie sind aber gleichwohl erforderlich, um eine brauchbare Elektrode zu erhalten.

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Zu den im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogenen Metallpulvern gehören Eisenpulver, Ferrolegierungen oder andere elektrisch leitende Metallpulver, z. B* Aluminium-, Magnesium-, Nickel-, Chrom- und Titanpulver. Zu den als Desoxydationsmit1:el zugesetzten Ferrolegierungen gehören beispielsweise Ferrosilizium, Ferromangan, Ferrotitan und Ferromangansilizium_u Während in erster Linie Rutil als Lichtbogenstabilisator in Betracht gezogen wird, sind andere brauchbare Stabilisatoren beispielsweise Kaliumoxid, Ferrotitan, Kaliumsilikat, Kaliumtitanat und Kaliumoxalat, Rutil wirkt auch als Schlackebildner. Weitere Schlackebildner sind beispielsweise Siliziumoxid und Manganoxid. Als Schlackenmodifikatoren kommen insbesondere Siliziumoxid, Soda, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Kaliumoxid, Manganoxid, Kalziumoxid und/oder die natürlichen Mineralien in Frage, die Kombinationen dieser Oxide enthalten. Die normalerweise in der Umhüllung vorgesehenen Gasbildner sind Zellulose und Karbonate. Zu den Strangpreßhilfsmitteln, von denen einige auch eine wichtige Rolle bei der Modifizierung der Schlacke spielen, gehören die folgenden Bestandteile oder ihre Äquivalente: Bentonit, Kaolin, Glimmer, Zelluloseharze, Alginate und andere. Bei den Bindemitteln handelt es sich im allgemeinen um Natrium- und/oder Kaliumsilikate.

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Claims (10)

1. Ansprüche

   M. Lichtbogenschweißelektrode mit einem massiven Mefallkern.und einer Umhüllung,: die einen lichtbogenstabilisierenden Werkstoff und ein Metallpulver enthält, dadurch .gekennzeichnet,. daß die aus mindestens zwei Schichten bestehende Umhüllung den Hauptanteil des lichtbogenstabilisierenden Werkstoffes in der innersten Schicht und den Hauptanteil des Metallpulvers in der anderen Schich.t oder den anderen Schichten enthält und daß die Gesamtmenge des in allen Schichten enthaltenen Metallpulvers" zusammen mehr als 5O % des Gewichts der Umhüllung ausmacht. ' .
2. 2. Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus zwei Schichten besteht.
3. 3. Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht weniger als 5O % Metallpulver und die äußere Schicht mehr als 60 % Metallpulver enthält
4. 4. Lichtbogenschweißelektrod© nach Anspruch .3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallpulvergehalt der inneren Schicht unzureichend ist, um eine seitliche Lichtbogenbildung bei Anlegen einer Leerlaufspannung von 100 V zwischen dem Metallkern und einem mit der äußeren Schicht in Kontakt befindlichen Werkstück zu verursachen.
5. 5. Lichtbogenschweißelektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht 20 bis 5O % Eisenpulver und O bis 30 % Ferrolegierungen enthält, daß die äußere Schicht 60 bis 9O % Eisenpulver und O bis 12 % Ferrolegierungen enthält und daß der gesamte Metallpulvergehalt beider Schichten zusammen zwischen 55 und 90 % liegt.
6. 6. Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht 20 bis 50 % Rutil und die äußere Schicht O bis 15 % Rutil enthält und daß der Gesamtrutilgehalt beider Schichten zusammen zwischen 5 und 2O % liegt.
7. 7. Lichtbogenschweißelektrode nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Bestandteile der inneren Schicht aus 0 bis 40 % Schlackenmodifikatoren, 4 bis 10 % Strangpreßhilfsmitteln und 0 bis 1O % Gasbildnern bestehen und daß die übrigen Bestandteile der äußeren Schicht aus O bis 10 % Schlackenmodifikatoren, 4 bis 1O % Strangpreßhilfsmitteln und 1 bis 6 % Gasbildnern bestehen.
8. 8. Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gesamteisenkonzentration der Umhüllung von 6O % die innere Schicht aus 33,0 % Eisenpulver, 40,O % Rutil, 14,O % Schlackenmodifikatoren, 4,5 % Eisenlegierungen, 6,5 % Strangpreßhilfsmitteln und 2,O % Gasbildnern sowie die äußere Schicht aus 72,0 % Eisenpulver, 4,0 % Rutil, 3,7 %

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   Schlackenmodifikatoren, 9,O % Ferrolegierungen, 8,3 % Strangpreßhilfsmitteln und 3,O % Gasbildnern besteht.
9. 9. Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gesamteisenkonzentration der Umhüllung von 65 % die innere Schicht aus 33,0 % Eisenpulver, 4O,O % Rutil, 14,0 % Schlackenmodifikatoren, 4,5 % Ferrolegierungen, 6,5 % Strangpreßhilfsmitteln und 2,O % Gasbildnern sowie die äußere Schicht aus 78,1 % Eisenpulver, 1,5 % Rutil, 9,2 % Ferrolegierungen, 8,2 % Strangpreßhilfsmitteln und 3,O % Gasbildnern besteht.
10. 10. Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gesamteisenkonzentration der Umhüllung von 70 % die innere Schicht aus 41 ,O % Eisenpulver, 38,6 % Rutil, 3,5 % Schlackenmodifikatoren, 8,O % Ferrolegierungen, 6,3 % Strangpreßhilfsmitteln und 2,6 % Gasbildnern sowie die äußere Schicht aus 81,4 % Eisenpulver, 8,O % Ferrolegierungen, 8,O % Strangpreßhilfsmitteln und 2,6 % Gasbildnern besteht.

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    Le e rs ei te