DE2339491A1

DE2339491A1 - Auftragmaterial und elektrode zum heterogengraugusschmelzschweissen

Info

Publication number: DE2339491A1
Application number: DE19732339491
Authority: DE
Inventors: Pierre Joseph Bouvard
Original assignee: Centre de Recherches de Pont a Mousson
Current assignee: Centre de Recherches de Pont a Mousson
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1974-02-14
Also published as: ES417529A1; FR2194525B1; NL168738C; FR2194525A1; CA1013179A; GB1451921A; JPS49131925A; NL168738B; BE802286A; NL7310576A; BR7305933D0; US3876856A; IT991938B; DE2339491B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Auftragmaterial und eine Elektrode zum Heterogengraugußschmelzschweißen, vorzugsweise von Lamellen- oder sphärolitischem, insbesondere Kugelgraphitgußeisen.

Das Heterogenschweißen von Gußeisenstücken mit Hilfe von Auftragmaterialien auf Nickelbasis erscheint zunächst einmal sehr attraktiv, da die Verfahrensweise sehr einfach ist. Insbesondere brauchen die zu verbindenden Teile im allgemeinen auf nicht mehr als 300°C erwärmt zu werden. Die Möglichkeit, praktisch kalt oder zumindest bei nur sehr geringer Vorerwärmung zu arbeiten, bietet somit einen erheblichen Verteil. Jedoch hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die hergestellten Schweißnähte zur Rißbildung neigen.

Die GB-PS 298 781 offenbarte Legierungen mit einem Nickelgehalt zwischen 1 und 40 %. Jedoch enbehrt ein solch breiter Spielraum der Genauigkeit. Die Erfahrung zeigt, daß bei be-

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stimmten, im unteren Bereich, d. h. unter 25 %, liegenden Zusammensetzungen der weitere Nachteil einer schlechten Bearbeitbarkeit auftritt. Tatsächlich führen solche Zusammensetzungen zu Schweißnähten mit erheblichen Anteilen an Martensit, der für seine Härte bekannt ist. Diese Härte erschwert die in vielen Fällen erforderliche Endbearbeitung der Schweißnähte.

Andere Patentschriften, beispielsweise die FR-PS 1 4O6 383, offenbaren einen Nickelanteil zwischen 40 und 60 %. Diese Spanne ist immer noch zu ungenau, um vorteilhaft ohne weiteren Versuch oder weitere Präzisierung brauchbar zu sein. Darüberhinaus schränkt der Preis von Legierungen mit einem so hohen Nickelgehalt deren Verwendung offensichtlich auf nur ganz bestimmte Gebiete ein.

Die Erfindung erstrebt die Schaffung eines möglichst billigen Auftragmaterials, mit dem Rißbildungen an den Schweißnähten vermieden werden können, aber gleichzeitig eine gute Bearbeitbarkeit gewährleistet ist.

Deshalb hat die Erfindung ein Auftragmaterial zum Heterogenschweißen von Gußeisenstücken mit Lamellen-, sphärolitischem oder Kugelgraphit zum Ziel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit einem Nickelanteil zwischen 36 und 40 Gew.-%, einem Kohlenstoffgehalt zwischen O,15 und 3 Gew.-% und Rest Eisen besteht. Selbstverständlich enthält der Eisenrest auch noch die unvermeidlichen Verunreinigungen.

Der vorhandene Kohlenstoff gewährleistet eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Rißbildungen beim Erstarren.

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Die erfindungsgemäß hergestellte Schweißnaht hat eine rein austenitische Struktur und weist damit beachtliche mechanische Eigenschaften auf, insbesondere in bezug auf Bruchdehnung und Elastizität.

Ihr Wärmeausdehnungskoeffizient ist sehr niedrig und liegt für alle Temperaturen unter 250 ⁰C eindeutig unter 6.1O » Aufgrund dieser Eigenschaften kann die Schweißnaht ohne eine merklich höhere Restbeanspruchung über den Temperaturbereich zwischen 250 C und der Umgebungstemperatur abkühlen, in welchem im allgemeinen die Rißbildung auftritt. Diese Überlegenheit der mit den Auftragmaterialien nach der Erfindung hergestellten Schweißnähte gegenüber Schweißnähten anderer Zusammensetzungen unter den gleichen Bedingungen, insbesondere Zusammensetzungen mit 55 % Nickel, läßt sich experimentell nachweisen. Darüberhinaus ist die Bearbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Schweißnähte im kalten Zustand oder bei einer Vorerwärmung auf maximal 300⁰C zufriedenstellend.

Erfindungsgemäß kann das Auftraginaterial weiter ggfs. maximal 5 % Desoxidationsmittel, beispielsweise Silizium, Aluminium, Titan, Zirkon, Zer oder andere seltene Erden enthalten. Diese Mittel sollen verhindern, daß die durch die Verbindung der Kohlenstoffatome mit dem in dem Bad vorhandenen Sauerstoff sich bildenden Kohlenoxidbläschen in der Schweißnaht beim Erstarren eingeschlossen v/erden, bevor sie Zeit haben, an die Oberfläche zu wandern. Dadurch wird Lunkerbildung verhindert.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, Elektroden aus dem genannten Material zu schaffen.

Die folgenden, nicht als Einzeländerung gedachten, Ausführungsbeispiele sollen die erfindungsgemäßen Anwendungsmöglichkeiten aufzeigen. Die Zahlen geben Gewichtsprozent wieder.

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Beispiel

Verwendung einer Elektrode mit

- einem Eisen-Nickel-Kern, bestehend aus

. 5O bis 60 % Nickel und

- einem überzug, bestehend aus

. 30 bis 50 % CaIzium- oder Bariumkarbonat . 10 bis 15 % Flußspat

0 bis 5 % Eisen in Oxidform . 25 bis 35 % Eisen in Pulverform . 5 bis 15 % Kohlenstoff

. Bindemittel, beispielsweise Alkalisilikate . einer kleinen Menge eines das Pressen begünstigenden Mittels und
O bis 5 % eines DesoxidierungsmitteIs.

Der Durchmesser des Überzugs beträgt bei einem Kern von 4 mm Durchmesser etwa 8 mm.

Weist der Kern einen Durchmesser von 3,15 mm auf, so enthält das Metall im besonderen Fall

- 1,10 % C und
-39,4 % Ni.

Weist der Kern einen Durchmesser von 4 mm auf, so enthält das Metall im besonderen Fall

- 1,07 % C und
-38,9 % Ni.

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Beispiel

VerVendung einer Elektrode mit

- einem Kern aus Baustahl

- und einem überzug, bestehend aus

. 25 bis 40 % Calzium- oder Bariumkarbonat 5 bis 15 % Flußspat

0 bis 5 % Eisen in Oxidform . 40 bis 60 % Nickel in Pulverform . 10 bis 30 % Kohlenstoff . Bindemittel, beispielsweise Alkalisilikate . einer kleinen Menge eines das Pressen begünstigenden

Mittels und
. 0 bis 5 % eines Desoxidierungsmittels.

Der Durchmesser des Überzugs beträgt 8 mm bei einem Kerndurchmesser von 4 mm.

B-eispiel

30 % des Nickelpulvers in dem Überzug der Elektrode nach Beispiel 2 werden durch eine gleich große Menge an Kobalpulver ersetzt.

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Beispiel

Verwendung eines gefüllten Drahtes, bestehend aus einem aufgerollten Baustahlband, welches mit Nickel- oder Graphitpulver gefüllt ist, mit der Zusammensetzung:

- Stahlband 60 bis 65 %

- Nickelpulver 35 bis 40 %

- Graphitpulver 0,15 bis 3,00 %

- Desoxidierungsmittel 0 bis 5 %.

Der Draht ist entweder unter Körperfluß oder unter neutralem Schutzgas zu verwenden.

Liegt der Durchmesser des Stahlbandes unter 3,15 mm, so enthält das aufgetragene Metall in einem besonderen Fall

- 0,98 % C und

- 37 % Ni.

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Claims

Patentansprüche

1. Im wesentlichen aus einer Eisen-Nickel-Legierung bestehendes Auftragmaterial zum Heterogenschmelzschweißen von Gußeisenstücken mit Lamellen-, sphärolitische,m oder Kugelgraphit/ gekennzeichnet durch einen Nickelgewichtsanteil zwischen 36 und 40 %, einem Kohlenstoffanteil zwischen 0,15 und 3 % und Rest Eisen in Gewichtsprozenten.

2. Auftragmaterial nach Anspruch 1, -gekennzeichnet durch einen Anteil an Desoxidationsmittel zwischen 0 und 5 %.

3. Im wesentlichen aus einer Eisen- oder Nickel-Legierung bestehende Elektrode zum Heterogenschmelzschweißen von Gußstücken mit Lamellen-, sphärolitischem oder Kugelgraphit, g e k e η η zeich-net durch einen Eisen-Nickel-Kern mit 50 bis 60 % Nickel und einem Überzug mit 30 bis 50 % Calzium- oder Bariumkarbonat, 10 bis 15 % Flußspat, 0 bis 5 % Eisen in Oxidform, 25 bis 35 % Eisen in Pulverform, 5 bis 15 % Kohlenstoff, einem Bindemittel, einem das Pressen erleichternden Mittel und 0 bis 5 % eines Desoxidationsmittels, alles in Gewichtsprozenten.

4. Im wesentlichen aus einer Eisen- oder Nickel-Legierung bestehende Elektrode zum Heterogenschmelzschweißen von Gußstücken mit Lamellen-, sphäroli tischen» oder Kugelgraphit, gekennzeichnet durch einen Gußstahlkern'und einen Überzug aus 25 bis 40 % Calzium- oder Bariumkarbonat, 5 bis 15 % Flußspat, 0 bis 5 % Eisen in Oxidform, 40 bis 60 % Nickelpulver, 10 bis 30 % Kohlenstoff, einem Bindemittel, einem das Pressen begünstigenden Mittel und O bis 5 % eines Desoxidierungsmittels, alles in Gewichtsprozenten.

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5. Im wesentlichen aus einer Eisen- oder Nickel-Legierung bestehende Elektrode zum Heterogenschmelzschweißen von Gußstücken mit Lamellen-, sphMrolitischem oder Kugelgraphit, gekennzeichnet durch einen Gußstahlkern und einen überzug aus 25 bis 40 % Calzium- oder Bariumkarbonat, 5 bis 15 % Flußspat, 0 bis 5 % Eisen in Oxidform, 10 bis 30 % Nickelpulver, 30 % Kobaltpulver, 10 bis 30 % Kohlenstoff-, einem Bindemittel, einem das Pressen begünstigenden Mittel und 0 bis 5 % eines Desoxidierungsmittels, alles in Gewichtsprozenten.

6. Im v/esentlichen aus einer Eisen-Nickel-Legierung bestehender, gefüllter Draht zum Heterogenschmelzschweißen von Gußstücken mit Lamellen-, sphnrolitischem bzw. Kugelgraphit, ge kennzeich net durch ein 60 bis 65 % ausmachendes Gußstahlband mit einer Seele aus 35 bis 40 % Nickelpulver, 0,15 bis 3,00 % Graphitpulver und 0 bis 5 % eines Desoxidierungsmittel, alle Angaben in Gewichtsprozent.

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