DE2400183A1

DE2400183A1 - Basic, low manganese, fused welding powders - with low moisture sensitivity for submerged arc welding

Info

Publication number: DE2400183A1
Application number: DE2400183A
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Chem Dr More
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1974-01-03
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2400183B2

Abstract

Welding powder comprises (by wt) 10-18 (12-17)% SiO2, 15-25 (16-23)% Al2O3 0.1-2.9 (0.1-1.0)% FeO and/or Fe2O3 0-8 (2-6)% TiO2, 0-3 (0-2)% MnO, 1-8(1-6)% CaO, 0-4(0-1)% BaO, 16-33 (18-31)% MgO, 0-2(0.1-1)% Na2O and/or K2O 0-8(2-6)% ZnO2, 15-28 (17-26)% CaF2, 0-1% Cr2O3, 1-8(1-6)% CaO+ BaO, 24-37(24-35)% CaO + BaO + MgO and 12-22 (14-22)% SiO2 + TiO2, opt. also contg. 0.02-0.6 alkali metal chlorides or 0.02-1.5 (0.02-0.6)% alkaline earth metal chlorides. The powder is for use with high strength steels, having a low affinity for moisture, there is a reduced tendency to introduce H2 from the water into the steel during welding. The powder is also readily formed into strings.

Description

"Erschmolzene manganarme, basische Schweißpulver mit geringer Feuchtigkeitsempfindlichkeit" Basische Schweißpulver für das Unterpulverschweißen ermöglichen bessere mchanische Gütewerte als sauere Schweißpulver, weshalb sie immer stärker zum Ei@satz kommen. Mit steigender Basizität nimmt der Anteil an Bradlkalien und Alkalien im Schweißpulver zu, was im allgemeinen zu einer zunehmenden Hydroskopitzität der Pulver führt. "Melted low-manganese, basic welding powder with low moisture sensitivity" Basic welding fluxes for submerged arc welding enable better mechanical ones Quality values as acidic welding powder, which is why they are increasingly used. As the basicity increases, so does the proportion of bradalkali and alkalis in the welding flux to, which generally leads to an increasing hydroscopicity of the powders.

Agglomerierte Pulver, welche durch Zusammenmischen und Trocknen oder Glühen der feingemahlenen Rohstoffkomponenten erzengt werden, neigen besenders stark zur Feuchtigkeitsaufnahme. Das ist zum einen auf ihren Gehalt an Waserglas als Bindemittel und zum anderen auf ihre große innere Oberfläche zurückzuführen.Agglomerated powders obtained by mixing together and drying or When the finely ground raw material components are annealed, besenders tend to be strong for moisture absorption. On the one hand, this is due to their content of waterglass as a binding agent and on the other hand due to their large inner surface.

Arch gesinterte Pulver baben eine große innere Oberfläche und sind bei ertsprechender Basizität hydreskopisch.Arch sintered powders have a large internal surface area and are if basicity is adequate, hydrescopic.

Feuchtes Schweißpulver bringt Wasserstoff in das Schweißgut, was besonders bei Stählen mit höherer Festigkeit zu Rissen führen kann. Gerade für höherfeste Stäble sind gute Kerbschlagzähigkeiten, wie sie basische gesinterte oder agglomerierte Pulver ermöglichen, besonders von Vorteil. Der Einsatz dieser Schweißpulver zum Schweißen wasserstoffempfindlicher Stähle scheiterte bisher am Feuchtigkeitsgehalt der Pulver oder sie mußten vor dem Schweißen umständlich geglüht werden.Moist welding powder brings hydrogen into the weld metal, which is special can lead to cracks in steels with higher strength. Especially for higher festivals Bars are good notched impact strengths, such as basic sintered or agglomerated ones Powder enable, particularly beneficial. The use of this welding powder for Welding of hydrogen-sensitive steels has so far failed due to the moisture content the powder or they had to be inconveniently annealed before welding.

Erschmolzene Schweißpulver haben üblicherweise ein dichtes korn. Ihre Oberfläche ist desbalb kleiner als die von agglemerierten oder gesinterten Pulver@. Aus diesem Grund ist die Feschtigkeitsaufnahme von Schmelzpulvern niedriger als die von agglomerierten oder gesinterten Pulvern gleicher Zusammensetzung. Wenn jedoch die Schmalzpulver zu hohe Gehalte an Erdalkalien und oder Alkalien und zu niedrige Gehalte an saueren bzw. feuchtigkeitsunempfindlichen Bestandteilen wie SiO2, TiO2 bzw. MnO enthalten, nehmen auch sie Feuchtigkeit aus der Luft auf.Melted welding fluxes usually have a dense grain. Her The surface is therefore smaller than that of agglomerated or sintered powder @. For this reason, the strength absorption of melt powders is lower than those of agglomerated or sintered powders of the same composition. But when the lard powder too high contents of alkaline earths and / or alkalis and too low Contents of acidic or moisture-insensitive components such as SiO2, TiO2 or contain MnO, they also absorb moisture from the air.

Ziel der Entwicklung wer es deshalb, Zusammensetzungen von Schweißpul@ern zu finded, die so basisch als möglich und trotzdem werig feuchtigkeitsempfindlich sind. Darüber hinaus müssen die Zusammensetzungen auch gute Schweiß- und Nahtformungseigenschaften haben. Diese elementaren Forderengen sind bei besiechen mangenarmen Schmalspulvern nur sehr schwer zu erfüllen. Das dürfte auch der Grund sein, weshalb auf diesen Gebiet bischer kaum Portscheitte erzielt worden sind.Aim of the development who therefore it, compositions of welding guns to be found that are as basic as possible and yet werig sensitive to moisture are. In addition, the compositions must also have good welding and seam forming properties to have. These elementary constraints are in the case of certain low-volume narrow powders very difficult to meet. That should also be the reason why on this Area where hardly any port failures have been achieved.

Es wurden nun erschmolzene basische manganarme Schweißpulver gefunden, welche geringe Feuchtigkeitsempfindlich keit und gute Schweißeigenschaften haben. Sie bestehen aus folgenden Bestandteilen: 10 - 18 Gew.% SiO2 15 - 25 Gew.% Al2O3 0,1 -2 Gew. % FeO bzw. Fe2O3 o - 8 Gew.% TiO2 0 - 3 Gew.% MnO 2 - 12 Gew.% CaO 0 - 4 Gew.% BaO 16 - 33 Gew.% MgO 0 - 2 Gew.% Ma2O und oder K2O O - 8 Gew.% ZrO2 17 - 28 Gew.% CaF2 O - 1 Gew.% 2°3 2 - 12 Gew.% CaO + BaO 25 - 37 Gew.% CaO + BaO + MgO 12 - 22 Gew.% SiO2 + TiO2.Melted basic low-manganese welding powders have now been found, which have low moisture sensitivity and good welding properties. They consist of the following components: 10 - 18 wt.% SiO2 15 - 25 wt.% Al2O3 0.1-2 wt.% FeO or Fe2O3 o - 8 wt.% TiO2 0 - 3 wt.% MnO 2 - 12 wt.% CaO 0 - 4% by weight BaO 16 - 33% by weight MgO 0 - 2% by weight Ma2O and / or K2O O - 8% by weight ZrO2 17 - 28% by weight CaF2 O - 1% by weight 2 ° 3 2 - 12% by weight CaO + BaO 25 - 37% by weight CaO + BaO + MgO 12 - 22 wt.% SiO2 + TiO2.

Besonders bewährt haben ich folgende Zusammensetzungen: 12 - 17 Gew. % SiO2 16 - 23 Gew.% A1203 0,1 - 1,0 Gew.% FeO bzw. Fe2O3 2 - 6 Gew.% TiO2 0 - 2 Gew.% MnO 2 - 9 Gew.% CaO O - t Gew.% BaO 18 - 29 Gew.% NgO 19 - 26 Gew. CaF2 0 - 1 Gew.% Cr2O3 0,1 - 1,0 Gew.% Na2O und oder K2O 2 - 6 Gew. % ZnO2 2 - 9 Gew.% CaO + BaO 26 - 35 Gew.% CaO + a0 + MgO 12 - 22 Gew.% Si03 + TiO2.I have particularly proven the following compositions: 12-17 wt. % SiO2 16 - 23% by weight A1203 0.1 - 1.0% by weight FeO or Fe2O3 2 - 6% by weight TiO2 0 - 2 % By weight MnO 2 - 9% by weight CaO O - t% by weight BaO 18 - 29% by weight NgO 19 - 26% by weight CaF2 0 - 1% by weight Cr2O3 0.1-1.0% by weight Na2O and or K2O 2 - 6% by weight ZnO2 2 - 9% by weight CaO + BaO 26 - 35% by weight CaO + a0 + MgO 12 - 22% by weight Si03 + TiO2.

Diese erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben zwar gute Nahtformungseigenschaften, jodoch sind die Schweißergebnisse nicht immer reproduzierbar. Es kommt vor, daß mit dem gleichen Pulver und mit den gleichen Schweißdaten auf der gleichen Maschine nach vielen guten Schweißungen plötlich unbrauchbare Schweißnähte erhalten worden.Although these compositions according to the invention have good seam-forming properties, However, the welding results are not always reproducible. It happens that with the same powder and with the same welding data on the same machine after many good welds suddenly unusable welds have been obtained.

Oberraschenderweise gelingt es durch Zusatz von einigen hundertstel Prozenten bis zu max. 1,5% au Chloriden die Schweißeigenschaften so zu stabilisieren, daß bei Wiederholungsschweißungen immer gute Schweiß@äute entstchen.Surprisingly, it succeeds by adding a few hundredths Percentages of up to max. 1.5% of chlorides to stabilize the welding properties in such a way that that with repeated welds there will always be good welds.

Das Chlorid wird vorzugsweise in Form der Alaklichloride NaCl und/oder KC1 oder in Form von Erdalkalichloriden, wie CaCl2, BaCl2, SrCl2 und MgCl2, zugesetzt.The chloride is preferably in the form of the Alaklichloride NaCl and / or KC1 or in the form of alkaline earth chlorides, such as CaCl2, BaCl2, SrCl2 and MgCl2, added.

Bewährt haben sich erfindungsgemäße Schweißpulver, welche 0,04 - 0,6 Gew.% NaCl und/oder KCl bzw. 0,04 - 1,5 Gew.Welding powders according to the invention which are 0.04-0.6 Wt.% NaCl and / or KCl or 0.04-1.5 wt.

CaCl2 und oder BaCl2 und oder SrCl2 und oder MgCl2 enthalten. Auch Schweißpulver, welche Mischungen er aenannten Alkali- und Erdalkalichloride in Gehalten von 0,04 bis zu 1,5 Gew. aufweisen, zeigen die konstant guten Schweißeigenschaften.Contain CaCl2 and or BaCl2 and or SrCl2 and or MgCl2. Even Welding powder, which mixtures he called alkali and alkaline earth chlorides in content from 0.04 to 1.5 wt., show the consistently good welding properties.

Ein weiterer unerwarteter Effekt wird durch Eingießen der Schweißpulverschmelzen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Wasser erzielte Üblicherweise wird bei der Herstellung feuchtigkeitsempfindlicher Schweißpulver während des ganzen Erzeugungsprozesses die Berührung mit Wasser überaupt vermieden, indein die Schmelzen auf eiserne Wannen gegossen und der abgekühlte Schmelzkuchen auf die gewünschte Körnung zerkleinert wird. Trotz dieser Maßnahme nehmen Schweißpulver der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nach längerer Lagerung an Luft bis zu 0,02 Gew. % H2O (bestimmt bei 65° C) auf.Another unexpected effect is pouring the weld flux of the compositions according to the invention achieved in water is usually at the production of moisture-sensitive welding fluxes during the entire production process Avoid contact with water at all, while melting on iron tubs poured and the cooled melt cake crushed to the desired grain size will. Despite this measure, welding powders take the compositions according to the invention after prolonged storage in air up to 0.02 wt.% H2O (determined at 65 ° C).

Völlig überraschend und entegen der allgemeinen Erfahrung zeigte sich jedoch, daß durch Zerkleinern der. erfindungsgemäßen Schweißpulverschmelzen mit einem Wasserstrahl und anschließendem Trocknen des Produktes ein Schweißpulver erhalten wird, das nach längerem Lagern an Luft nur etwa halb so viel Feuchtigkeit aufnimmt als die auf der eisernen Wanne abgekühlte und anschließend zerkleinerte Ware.It turned out to be completely surprising and contrary to general experience however, that by crushing the. welding flux fusion according to the invention with a jet of water and then drying the product to obtain a welding powder that only absorbs about half as much moisture after prolonged storage in air than the goods cooled on the iron tub and then chopped up.

Ähnliche Verminderungen der Beuchtigkeitsaufnahme erfindungsgeinäßer Schweißpulver beim Lagern an Luft wird durch Zerstäuben der Schweißpulverschmelzen mittels Luft und/oder Preßluft oder mittels eines rotierenden Tellers erzielt.Similar reductions in moisture absorption according to the invention Welding powder when stored in air is by atomizing the welding powder melt achieved by means of air and / or compressed air or by means of a rotating plate.

Die erfindungsgemäßen, in der beschriebenen Art hergestellten basischen Schweißpulver haben wegen ihrer geringen Peuchtigke its empfinalichke it und ihren guten Schweißeigenschaften auch Vorteile auf anderen Gebieten der Schweißtechnik außerhalb des Unterpulverschweißens.The basic according to the invention, prepared in the manner described Due to their low humidity, welding fluxes are sensitive and their good welding properties also advantages in other areas of welding technology outside of submerged arc welding.

Die Schweißpulver können mit Vorteil bei der Herstellung von H2llenmassen für Elektroden oder für Füllinassen-von Röhrchendraht verwendet werden. Der Prozentgehalt ihres Einsatzes in den Hüllenmassen von Elektroden oder für Füllmassen von Röhrchendraht hangt von der angestrebten Durchschnitts-Zusammensetzung der Hüllenmassen von Elektroden bzw. der Füllmassen von Röhrchendraht ab.The welding fluxes can be used with advantage in the production of oil masses can be used for electrodes or for filling tubes of tubular wire. The percentage their use in the covering masses of electrodes or for filling masses of tubular wire depends on the desired average composition of the coating masses of electrodes or the filling compounds from tubular wire.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Melted low-manganese Besian welding flux for submerged arc welding with low moisture sensitivity, characterized by the following components: 10 - 18% by weight Si02 15 - 25% by weight A1203 0.1 - 2.0% by weight FeO or Fe203 0 - 8% by weight TiO2 0 - 3 wt.% MnO 2 - 12 wt.% CaO 0 - 4 wt.% BaO 16 - 33 wt.% MgO 0 - 2 wt. Na20 and / or K2O 0 - 8% by weight zrO2 17 - 28% by weight CaF2 0 - 1% by weight Cr2O3 2 - 12 % By weight CaO + BaO 25-37% by weight CaO + BaO + MgO 12-22% by weight SiO2 + TiO2.

2.) welding powder for submerged arc welding according to claim 1, characterized due to the following components: 12 - 17 wt.% SiO2 16 - 23 wt.% A1203 0.1 - 1.0 wt.% FeO or Fe2O3 2 - 6 wt. TiO2 0 - 2 wt. MnO 2 - 9 wt. CaO 0 - 1 wt. BaO 18 - 29 wt.% MgO 19 - 26 wt. CaF2 0 - 1 wt. Cr2O3 0.1 - 1.0 wt. Na20 and / or K2O 2-6 wt. ZrO2 2-9; Wt. CaO + BaO 26 - 35 wt. CaO + BaO + MgO 12 - 22 wt.% SiO2 + TiO2.

3.) Welding powder for submerged arc welding according to the claims 1 + 2, characterized in that in the welding powder 0.04 to 0.6 wt.% NaCl and or KCl or 0.04 to 1.5% by weight CaCl2 and or BaCl2 and or SrCl2 and or MgCl2 are included.

4.) welding powder according to claims 1 to 3, characterized in that that in powder mixtures of alkali resp.

Alkaline earth chlorides in contents of 0.04 to 1.5 wt.% Are included.

5.) Welding powder for submerged arc welding after spraying 1 to i, characterized in that in the production of the powder according to the invention the welding flux melts are crushed by means of a water jet and that Granulate is then dried or that the welding powder melt by means of a compressed air and / or steam jet or atomized with a rotating plate will.

6.) Use of welding powders according to claims 1 to g as Component in the manufacture of oil compounds for electrodes or in their generation of waste from Röh: rchendrahtO