DE2406652B2 - Aufschweiss-flussmittel - Google Patents
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Description
einzustellen. Solche Effekte zeigen sich jedoch nicht, wenn der Gehalt an Eisenoxid unterhalb 0,5% liegt.
Wenn der Gehalt andererseits oberhalb 7% liegt, dann wird die Fließfähigkeit der geschmolzenen
Schlacke und der innige Kontakt der Tröpfchen mit dem geschmolzenen Grundmetall zu gut, um eine feine,
glatte Schweißraupe zu erhalten, wozu noch kommt, daß in diesem Falle die Reinheit des aufgeschweißten
Metalls verschlechtert wird.
Siliciumdioxid, um das Aussehen der Schweißraupe zu verbessern, beide Spitzen der Schweißraupe einzustellen
und die Ablösbarkeit der Schlacke zu verbessern. Solche Effekte werden jedoch nicht beobachtet, wenn
der Gehalt unterhalb 2% liegt. Andererseits sind Gehalte oberhalb 10% unzweckmäßig, da dann ein
Bogen auftreten kann.
Manganoxid, um nicht nur das Aussehen der Schweißraupe und die Ablösbarkeit der Schlacke zu
verbessern, sondern auch um die Ausbeute von Mangan in der Elektrode zu erhöhen. Wenn jedoch
der Gehalt davon weniger als 1 % beträgt, dann zeigen sich diese Effekte nicht. Wenn andererseits die Gehalte
oberhalb 17% liegen, dann wird die Einstellung der Komponenten des Aufschweißmetalls schwierig, da in
dem Aufschweißmetall dann der Gehalt an Mangan zu hoch wird.
Chromoxid, um die Fließfähigkeit der geschmolzenen Schlacke zu vermindern, die Gestalt der Schweißraupe
einzustellen und um das Aussehen der Schweißraupe zu verbessern. Wenn sein Gehalt jedoch weniger als
2% beträgt, dann sind solche Effekte nicht zu beobachten. Wenn andererseits die Gehalte oberhalb 10%
liegen, dann wird die Ablösbarkeit der Schlacke verschlechtert.
Wenn man weiterhin die Ablösbarkeit der Schlacke in Betracht zieht, dann ist es vorzuziehen, Zirkonoxid
im Bereich unterhalb 5% zuzusetzen.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert:
a) Flußmittel
Nach dem Zusammenschmelzen eines Gemisches aus 66 Gewichtsprozent Calciumfluorid, 27 % Aluminiumoxid,
2% Eisenoxid und 5% Siliciumdioxid 45 Tabelle wird dieses nach dem Verfestigen zu einem Pulver
vermählen.
Chemische Zusammensetzung
des aufgeschweißten Metalls beim Beispiel 1 (°/0)
0,027 0,29 1,38 9,8 18,5 Rest
10 Beispiel 2
a) Flußmittel
a) Flußmittel
Nach dem Zusammenschmelzen eines Gemisches aus 64 Gewichtsprozent Calciumfluorid, 17% Aluminiumoxid,
5% Eisenoxid, 4% Siliciumdioxid, 3% Manganoxid, 5% Chromoxid und 2% Zirkonoxid wird dieses nach dem Erstarren zu einem Pulver
vermählen.
20
20
b) Chemische Zusammensetzung
der bandartigen Elektrode
(mit einer Dicke von 1 mm und einer Breite von 75 mm)
(mit einer Dicke von 1 mm und einer Breite von 75 mm)
0,025% C, 0,19% Si, 1,78% Mn, 10,9% Ni, 20,5% Cr, 0,98% Nb, 0,08 Mo. Rest Fe.
c) Chemische Zusammensetzung des Grundmetalls
0,14% C, 0,21% Si, 0,54% Mn, 0,10% Ni, 2,45% Cr, 0,90% Mo, Rest Fe.
d) Schweißbedingungen
Unter Verwendung eines elektrischen Stromes von 1400A (DCRP) mit einer Spannung von 22 V und
unter Anwendung einer Quelle für elektrischen Gleichstrom mit einer konstanten Spannungscharakteristik
wurde mit einer Geschwindigkeit von 120 mm/min eine Schicht des austenitischen Edelstahls (JlS-Stahl
347) aufgeschweißt. Dabei wurde eine schöne, glatte Schweißraupe des aufgeschweißten Metalls mit einer
Dicke von 5 bis 6 mm erhalten.
In Tabelle 2 ist die chemische Zusammensetzung des aufgeschweißten Metalls zusammengestellt.
b) Chemische Zusammensetzung der bandartigen
Elektrode (Dicke 0,4 mm, Breite 75 mm)
Elektrode (Dicke 0,4 mm, Breite 75 mm)
0,025% C, 0,65% Si, 1,69% Mn, 9,9% Ni, 18,8 % Cr, Rest Fe.
c) Chemische Zusammensetzung des Grundmetalls
0,12% C, 0,29% Si, 1,38% Mn, 0,11% Ni, 0,25% Cr, Rest Fe.
d) Schweißbedingungen
Unter Verwendung von Schweißbedingungen von 1400A (DCRP), 22 V, 120 mm/min und konstanten
Gleichstromspannungsbedingungen wurde ein Einschicht-Aufschweißen bei einem austenitischen Edelstahl
durchgeführt (JlS-Stahl 304). Es wurde eine schöne glatte Schweißraupe mit einer Aufschweißdicke
von 5,5 bis 6 mm erhalten.
Die chemische Zusammensetzung des aufgeschweißten Metalls ist in Tabelle 1 zusammengestellt.
Chemische Zusammensetzung
des aufgeschweißten Metalls beim Beispiel 2 (°/0)
Mn Ni
Cr
Nn
Mo
55 0,035 0,40 1,95 10,1 19,5 0,88 0,14 Rest
Beispiel 3
a) Flußmittel
a) Flußmittel
Nach dem Zusammenschmelzen eines Gemisches aus 55 Gewichtsprozent Calciumfluorid, 30% Aluminiumoxid,
2% Eisenoxid, 5% Siliciumdioxid, 5% Manganoxid und 3% Zirkonoxid wird dieses nach dem
Erstarren zu einem Pulver vermählen.
65
b) Chemische Zusammensetzung
der bandartigen Elektrode
der bandartigen Elektrode
(mit einer Dicke von 0,4mm und einer Breite von 50 mm)
0,06% C, 0,35% Si, 0,40% Mn, 0,10% Ni, 14,0% Cr, Rest Fe.
c) Chemische Zusammensetzung des Grundmetalls
0,20% C, 0,23% Si, 0,72% Mn, 0,13% Ni,
0,07% Cr, Rest Fe.
d) Schweißbedingungen
Unter Verwendung eines elektrischen Stromes mit 900 A (DCRP) und einer Spannung von 28 V unter
Anlegung einer elektrischen Gleichstromquelle mit einer konstanten Spannungscharakteristik wurde mit
einer Geschwindigkeit von 120 mm/min eine Schicht eines Edelstahls auf Martensit-Grundlage (JlS-Stahl
410) aufgeschweißt. Dabei wurde eine glatte, schöne
Schweißraupe des aufgeschweißten Metalls mit einer Dicke von 4,5 bis 5,5 mm erhalten.
Die chemische Zusammensetzung des aufgeschweißten Metalls ist in Tabelle 3 zusammengestellt.
Chemische Zusammensetzung des aufgeschweißten Metalls (°/0)
Si
Mn
Ni
Cr
Fe
0,06 0,30 0,95 0,12 12,8
Rest
Claims (1)
- mittel ist zur Verwendung in einem horizontalenPatentanspruch: Elektroschlacken-Aufschweißverfahren nicht geeignetund läßt sich nur für das herkömmliche Bogen-Flußmittel für das horizontale Elektroschlacken- schweißen verwenden.Aufschweißverfahren, dadurch gekenn- 5 Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, einzeichnet, daß dieses aus mindestens 80 Ge- Flußmittel zur Verfügung zu stellen, das bei demwichtsprozent Calciumfluorid und Aluminiumoxid Verfahren zum Aufschweißen von verschiedenensowie aus zusätzlich bis zu 20 Gewichtsprozent Metallen gemäß dem horizontalen Elektroschlacken-von einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt Aufschweißverfahren geeignet ist.aus der Gruppe 0,5 bis 7 Gewichtsprozent Eisen- io Das erfindungsgemäße Flußmittel für das horizon-oxid, 2 bis 10 Gewichtsprozent Siliciumdioxid, tale Elekiroschlacken-Aufschweißverfahren ist dadurch1 bis 17 Gewichtsprozent Manganoxid und 2 bis gekennzeichnet, daß es aus mindestens 80 Gewichts-10 Gewichtsprozent Chromoxid, besteht. prozent Calciumfluorid und Aluminiumoxid sowie auszusätzlich bis zu 20 Gewichtsprozent von einer oder15 mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe0,5 bis 7 Gewichtsprozent Eisenoxid, 2 bis 10 Gewichtsprozent Siliciumdioxid, 1 bis 17 Gewichtsprozent Manganoxid und 2 bis 10 Gewichtsprozent Chromoxid, Die Erfindung betrifft ein Flußmittel für ein Ver- besteht.fahren zum Aufschweißen von verschiedenen bzw. 20 Nachfolgend wird eine detaillierte Erläuterung derunterschiedlichen Metallen und insbesondere ein chemischen Komponenten des erfindungsgemäßenFlußmittel für ein horizontales Elektroschlacken- Flußmittels sowie der entsprechenden Bereiche gege-Schweißverfahren, um wenig durchdringende Auf- beil.schweißmetalle guter Qualität zu erhalten. Das Ver- Calciumfluorid und Aluminiumoxid, die die Hauptfahren selbst ist in der DT-OS 24 06 651 beschrieben. 25 komponenten des erfindungsgemäßen Flußmittels Beim Aufschweißen von unterschiedlichen Metallen darstellen, sind unerläßliche Elemente, um die Merkist bislang das Tauch-Bogenschweißen mit einer male der in der parallelen Anmeldung beanspruchten bandartigen Elektrode als ein überlegenes Schweiß- Erfindung zu realisieren, bei welcher ein elektrischer verfahren angesehen worden, da dieses ein ausgezeich- Strom durch eine geschmolzene Schlacke angelegt net verschweißtes Metall ergibt, das bei einer hohen 3° wird, ohne daß ein Bogen erzeugt wird, so daß die Schmelzgeschwindigkeit der Elektrode eine geringe geschmolzene Schlacke sowohl die Elektrode als auch Durchdringung besitzt. Es ist jedoch ein Verfahren, das Grundmetall schmilzt, wodurch diese durch die nämlich ein horizontales Elektroschlacken-Schweiß- Joulesche Wärme aufgeschweißt werden. Hierdurch verfahren aufgefunden worden, das dem herkömm- wird eine Konvexion der geschmolzenen Schlacke liehen Bogenschweißen in jeder Hinsicht überlegen ist, 35 erzeugt, und die Tröpfchen der Elektroden kommen da dieses Verfahren ein aufgeschweißtes Metall ergibt, in innigen Kontakt mit dem geschmolzenen Grunddas eine gute Ausbeute der Legierungselemente mit metall, so daß eine feine, glatte Schweißraupe mit einer einer geringeren Durchdringung unter Verwendung geringen Durchdringung gebildet wird. In diesem Falle einer dicken und breiten bandartigen Elektrode ergibt. wird, wenn der Gehalt an Calciumfluorid oberhalb Bei diesem Verfahren geht man so vor, daß man ein 40 90% liegt, die elektrische Leitfähigkeit der geschmol-Flußmittelpulver gleichförmig über einem horizontal zenen Schlacke so hoch, daß eine glatte Schweißraupe angeordneten Grundmetall gleichförmig bis zu einer auf Grund des Mangels an Joulescher Wärme kaum im wesentlichen gleichförmigen Dicke verteilt und zu erhalten ist. Wenn andererseits der Calciumfluoriddaß man in das Flußmittel die Elektrode kontinuier- gehalt unterhalb 50% liegt, wird die elektrische Leitlich in Richtung auf das Grundmetall einführt, worauf 45 fähigkeit so gering, daß ein Bogen auftritt,
man daran einen elektrischen Strom anlegt. Das In dem Maß, wie Aluminiumoxid zu dem Calcium-Flußmittel zwischen dem freien Ende der Elektrode fluorid gegeben wird, wird die elektrische Leitfähigkeit und dem Grundmetall wird durch einen dazwischen niedrig, so daß die auf die Joulesche Wärme zurückerzeugten Bogen aufgeschmolzen. Wenn einmal das zuführende Wärmeerzeugung groß wird. Wenn jedoch Flußmittel aufgeschmolzen ist, dann verschwindet 50 der Aluminiumoxidgehalt weniger als 10% beträgt, der Bogen, so daß das geschmolzene Flußmittel durch dann kann eine glatte Schweißraupe auf Grund der den hindurch zugeführten elektrischen Strom auf eine geringen Wärmeerzeugung kaum erhalten werden, derart hohe Temperatur erhitzt wird, so daß sowohl Wenn andererseits der Gehalt an Aluminiumoxid die Elektrode als auch das Grundmetall geschmolzen größer als 40% ist, dann tritt ein Bogen auf. Ferner werden, so daß Tröpfchen der Elektrode auf das ge- 55 ist es bei der Durchführung des Schweißverfahrens schmolzene Grundmetall fallen, um darauf einen gemäß der parallelen Anmeldung unmöglich, eine Niederschlag zu bilden. Sodann werden nach einer glatte, feine Schweißraupe lediglich durch eine VerBewegung der Elektrode horizontal in einer zur Breite mischung von Calciumfluorid und Aluminiumoxid der Elektrode senkrechten Richtung Perlen auf dem in dem obengenannten Verhältnis zu erzielen. Es hat Grundmetall gebildet, indem ein nachfolgendes Schmel- 60 sich nämlich gezeigt, daß es, wenn die Stabilität des zen des Flußmittels erfolgt, was auf die Joulesche Schweiß Vorgangs und die Ablösbarkeit der Schlacke Wärme zurückzuführen ist, die durch den elektrischen in Betracht gezogen wird, es unerläßlich ist, daß die Strom gebildet wird, welcher durch das geschmolzene folgenden Oxide zugesetzt werden sollten:
Flußmittel strömt. Eisenoxid, um die elektrische Leitfähigkeit und In der DT-OS 15 08 318 wird ein Flußmittel zum 65 Fließfähigkeit der geschmolzenen Schlacke und den Schweißen beschrieben, wobei dieses Flußmittel einen innigen Kontakt des geschmolzenen Grundmetalls mit Gehalt an Calciumfluorid und Aluminiumoxid von den Tröpfchen der Elektrode zu verbessern und um höchstens 70 Gewichtspro2ent aufweist. Dieses Fluß- die Geradlinigkeit der Spitzen der Schweißraupe
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