DE2438008C2 - - Google Patents

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DE2438008C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine umhüllte niobhaltige Schweißelektrode, deren Kerndraht aus einer Nickel enthaltenden Legierung besteht, die Kohlenstoff, Mangan, Titan, Aluminium, Eisen, Niob und Silizium enthalten kann, mit einer Umhüllung aus Kalziumkarbonat, Bariumkarbonat, Titandioxid, Kryolith, Mangan, Niob sowie gegebenenfalls Molybdän.The invention relates to a coated niobium Welding electrode whose core wire is made of an alloy containing nickel consists of carbon, manganese, titanium, aluminum, May contain iron, niobium and silicon with a coating made from calcium carbonate, barium carbonate, titanium dioxide, Cryolite, manganese, niobium and possibly molybdenum.

Das Schweißen korrosionsbeständiger Nickel-Legierungen, beispielsweise einer 28% Chrom und 10% Eisen enthaltenden Nickel-Legierung, wie sie häufig zum Herstellen korrosionsbeständiger Rohre verwendet wird, erfordert spezielle Elektroden, die ein Schweißen in allen Lagen gestattet und auch unter starker Vorspannung riß- und porenfreie Schweißverbindungen ergeben. Dabei muß das Schweißgut dieselbe Korrosionsbeständigkeit besitzen wie der Grundstoff und eine gewisse Eisenaufnahme bei der Verwendung als artfremder Zusatzwerkstoff oder beim Beschichten artfremder Metalle wie beispielsweise Stahl gestatten. Welding corrosion-resistant nickel alloys, for example one containing 28% chromium and 10% iron Nickel alloy, as is often used to make corrosion-resistant Tubes is used, requires special electrodes, which allows welding in all positions and also under strong pretension, crack and pore-free welded joints surrender. The weld metal must be the same Have corrosion resistance like the base material and a certain iron absorption when used as a stranger Filler metal or when coating other types Allow metals such as steel.  

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 96 930 ist auch bereits eine umhüllte niobhaltige Schweißelektrode mit einer Umhüllung aus 10 bis 35% Titandioxid, 5 bis 30% Mangankarbonat, 15 bis 40% Erdalkalikarbonate, bis 20% Mangan, bis 25% Wolfram, bis 25% Molybdän, bis 35% Niob, bis 30% Eisen und bis 5% Formpreßhilfen, Rest 10 bis 35% Kryolith bekannt, deren Kerndraht aus 10 bis 25% Chrom und bis 2% Titan oder bis 1% Aluminium oder 0,5 bis 2% Titan und Aluminium Rest mindestens 55% Nickel besteht und gegebenenfalls jeweils noch bis 10% Eisen, 0,5% Silizium, 3% Mangan, 0,3% Magnesium, 0,1% Kohlenstoff, 0,05% Zirkonium, 0,005% Bor, 2% Kobalt, 8% Niob, 8% Molybdän und 4% Wolfram enthalten kann. Einzelne der Umhüllungs- und Kerndrahtbestandteile sind dabei nach bestimmten Bedingungen eingestellt.From the German Ausleschrift 12 96 930 is also already a coated niobium-containing welding electrode with a covering from 10 to 35% titanium dioxide, 5 to 30% manganese carbonate, 15 to 40% alkaline earth carbonates, up to 20% manganese, up to 25% Tungsten, up to 25% molybdenum, up to 35% niobium, up to 30% iron and up to 5% compression aids, rest 10 to 35% cryolite known, whose core wire made of 10 to 25% chrome and up to 2% titanium or up to 1% aluminum or 0.5 to 2% titanium and aluminum rest there is at least 55% nickel and optionally each up to 10% iron, 0.5% silicon, 3% manganese, 0.3% magnesium, 0.1% carbon, 0.05% zirconium, 0.005% boron, 2% May contain cobalt, 8% niobium, 8% molybdenum and 4% tungsten. Individual of the cladding and core wire components are adjusted according to certain conditions.

Da das Schweißverhalten umhüllter Elektroden in sehr starkem Maße von der Umhüllung abhängt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine umhüllte Schweißelektrode zu schaffen, die besonders gute Schweißergebnisse gewährleistet und sich insbesondere zum Schweißen von Nickel-Legierungen mit 28% Chrom und 10% Eisen eignet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einer Schweißelektrode der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß der Kerndraht aus einer Nickel-Legierung mit bis 1% Kohlenstoff, bis 15% Mangan, bis 50% Chrom, bis 5% Titan, bis 5% Aluminium, bis 70% Eisen, bis 90% Kupfer, bis 10% Molybdän, bis 6% Niob und bis 1% Tantal, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel besteht, und die Umhüllung 10 bis 26% Kalziumkarbonat, 5 bis 20% Bariumkarbonat, 10 bis 23% Titandioxid, 20 bis 30% Kryolith, 4 bis 18% Mangan, 1,8 bis 7,2% Niob und gegebenenfalls bis 4% Aluminiumoxid, bis 10% Chrom, bis 2% Chromoxid und/oder bis 7,2% Molybdän enthält. Because the welding behavior of coated electrodes is very strong Dimensions depends on the envelope, the invention based on the task of a covered welding electrode create that guarantees particularly good welding results and especially for welding nickel alloys with 28% chrome and 10% iron. The solution to this task consists in the fact that at the beginning of a welding electrode mentioned type according to the invention the core wire made of a nickel alloy with up to 1% carbon, up to 15% Manganese, up to 50% chromium, up to 5% titanium, up to 5% aluminum, up to 70% iron, up to 90% copper, up to 10% molybdenum, up to 6% niobium and up to 1% tantalum, the rest including melting-related Contamination of nickel exists, and the cladding 10 to 26% calcium carbonate, 5 to 20% barium carbonate, 10 to 23% titanium dioxide, 20 to 30% cryolite, 4 up to 18% manganese, 1.8 to 7.2% niobium and optionally up to 4% aluminum oxide, up to 10% chromium, up to 2% chromium oxide and / or contains up to 7.2% molybdenum.  

Der Mangangehalt der Umhüllung beträgt vorzugsweise mindestens 10% und der Niobgehalt mindestens 2,4%. Das Gemisch aus den vorerwähnten Bestandteilen der Umhüllung kann mit preßerleichternden Zusätzen, beispielsweise Bentonit und einem Bindemittel, beispielsweise Natriumsilikat, versetzt werden, um die Umhüllung auf einen Kerndraht auftragen zu können.The manganese content of the coating is preferably at least 10% and the niobium content at least 2.4%. The mixture from the aforementioned components of the envelope can pressure-relieving additives, for example bentonite and a binder, for example sodium silicate to apply the sheath to a core wire can.

Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die das Flußmittel bildende Umhüllung alle aktiven Bestandteile in den angegebenen Gehaltsgrenzen enthält, um sicherzustellen, daß sich beim Schweißen riß- und porenfreie Schweißverbindungen mit ausgezeichneten technologischen Eigenschaften ergeben. Im Hinblick auf eine universell, insbesondere auch beim Überkopfschweißen verwendbare Elektrode sollte die Umhüllung 24 bis26% Kryolith enthalten. Vorteilhafterweise enthält sie gleiche Mengen an Kalziumkarbonat, Bariumkarbonat und Titandioxid.It is essential that the flux forming Wrapping all active ingredients in the specified Contains salary limits to ensure that When welding, crack-free and pore-free welded joints excellent technological properties. in the With regard to a universal, especially with overhead welding usable electrode should be the wrapping Contain 24 to 26% cryolite. Advantageously contains they equal amounts of calcium carbonate, barium carbonate and Titanium dioxide.

Die Prozentangaben der folgenden Ausführungen beziehen sich auf den Gesamtgehalt an aktiven Bestandteilen.The percentages in the following explanations refer on the total content of active ingredients.

Liegt der Gehalt an Kalziumkarbonat unter 10%, dann kann sich ein instabiler Lichtbogen ergeben, so daß die Schlacke sehr fest haftet und es sehr schwierig ist, sie zu entfernen. Schwierig wird das Entfernen der Schweißschlacke auch, wenn der Gehalt an Kalziumkarbonat über 26% und sich demzufolge ein hoher Schmelzpunkt ergibt, so daß ein Teil des Flußmittels in festem Zustand an der Elektrodenspitze eine Art Fingernagel bildet, der die Lichtbogenstabilität beeinträchtigt und insbesondere das Senkrecht- und Überkopfschweißen beeinträchtigt. Vorzugsweise enthält das Flußmittel daher 12 bis 20% beispielsweise 15% Kalziumkarbonat.If the calcium carbonate content is below 10%, you can there is an unstable arc, so that the slag adheres very firmly and is very difficult to remove. Removing the welding slag is also difficult, if the content of calcium carbonate  over 26% and consequently a high melting point results so that part of the flux in solid Condition at the tip of the electrode a kind of fingernail forms, which affects the arc stability and especially the vertical and overhead welding impaired. Therefore, the flux preferably contains 12 to 20%, for example 15% calcium carbonate.

Des weiteren muß das Flußmittel 5 bis 20% Bariumkarbonat enthalten. Bei unter 5% liegendem Gehalt an Bariumkarbonat ergibt sich eine flüssige und zum Tropfen neigende Schlacke beim Schweißen außer Normallage. Gehalte über 20% erhöhen den Schmelzpunkt und führen zur Fingernagelbildung mit der Folge eines instabilen Lichtbogens. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Bariumkarbonat daher 12 bis 20%, beispielsweise 15%.Furthermore, the flux must have 5 to 20% barium carbonate contain. If the barium carbonate content is below 5% the result is a liquid that tends to drip Slag when welding out of normal position. Keep over 20% increase the melting point and lead to fingernail formation resulting in an unstable arc. Preferably the barium carbonate content is therefore 12 to 20%, for example 15%.

Das Flußmittel enthält Titandioxid bzw. Rutil vornehmlich zum Stabilisieren des Lichtbogens und zur Verringerung des Schmelzpunktes. Demzufolge liegt der Schmelzpunkt bei einem Gehalt unter 10% zu hoch, so daß sich Schlackenperlen bilden. Auch bei einem Titandioxid über 23% ergibt sich ein zu hoher Schmelzpunkt sowie eine zähe und schwer entfernbare Schlacke. Der Gehalt an Titandioxid beträgt daher vorzugsweise 12 bis 20%, beispielsweise 15%.The flux mainly contains titanium dioxide or rutile to stabilize the arc and reduce it of the melting point. As a result, the melting point is at a level below 10% too high, so that slag beads form. Even with a titanium dioxide over 23% results too high a melting point and a tough and slag that is difficult to remove. The content of titanium dioxide is therefore preferably 12 to 20%, for example 15%.

Das Aluminiumoxid erleichtert das Entfernen der Schlacke, ist jedoch nicht immer erforderlich. Vorzugsweis beträgt der Gehalt an Aluminiumoxid 1 bis 2%. Bei einem Gehalt über 4% erhöht sich der Schmelzpunkt und besteht die Gefahr einer Fingernagelbildung.The aluminum oxide makes it easier to remove the slag, however, is not always required. Preferred is the alumina content 1 to 2%. With a salary The melting point rises above 4% and there is a risk a fingernail formation.

Der Kryolith dient als Raffinationsmittel und verringert den Schmelzpunkt; sein Anteil beträgt vorzugsweise 24 bis 26%. Außerhalb dieser Gehaltsgrenzen erhöht sich der Schmelzpunkt, so daß die Gefahr eines Herausschmelzens des Kerndrahts aus der Umhüllung besteht und der Lichtbogen beeinträchtigt, unter Umständen sogar gelöscht wird. Bei einer Verwendung zum Flach- oder Horizontalschweißen kann das Flußmittel jedoch auch 20% oder 30% Kryolith enthalten, da in diesem Falle mit höheren Stromstärken geschweißt werden kann, ohne daß sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Schweiße wie beim Senkrecht- oder Überkopfschweißen ergeben.The cryolite serves as a refiner and diminishes  the melting point; its proportion is preferably 24 up to 26%. Outside of these salary limits, the Melting point, so that there is a risk of melting out of the core wire consists of the sheath and the arc impaired, possibly even deleted becomes. When used for flat or horizontal welding however, the flux can also be 20% or 30% Cryolite included, because in this case with higher currents can be welded without problems with regard to the welding as with the vertical or Overhead welding result.

Das Flußmittel muß neben den anderen Bestandteilen 4 bis 18% Mangan und 1,8 bis 7,2% Niob enthalten, um einen Schmelzpunkt zu gewährleisten, der eine Fingernagel- oder Perlenbildung ausschließt. Außerdem verringert sich mit steigenden Gehalten an Mangan und Niob die Gefahr einer Rißbildung. Demzufolge enthält das Flußmittel beim Schweißen einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung mit 28% Chrom und 10% Eisen, Rest Nickel vorzugsweise 13 bis 16% Mangan und 4,8 bis 6% Niob. Dagegen enthält das Flußmittel beim Verschweißen austenitischer oder ferritischer Stähle und Nickel-Legierungen vorzugsweise 4 bis 8% Mangan und 1,8 bis 6% Niob. Das Mangan kann dem Flußmittel auf unterschiedliche Weise, beispielsweise als Manganpulver oder Ferromangan zugesetzt werden, während das Niob vorzugsweise als Ferroniob mit einem Niobgehalt von 50 bis 70% oder auch als Nickel-Niob und Niobpulver zugesetzt wird. Andererseits können Mangan und Niob selbstverständlich auch aus dem Kerndraht in das Schweißgut eingebracht werden, um dessen Rißanfälligkeit zu verringern.In addition to the other components, the flux must be 4 to 18% manganese and 1.8 to 7.2% niobium contain one To ensure melting point of a fingernail or excludes pearl formation. It also decreases with increasing levels of manganese and niobium the danger a crack. As a result, the flux contains the Welding a nickel-chromium-iron alloy with 28% Chromium and 10% iron, balance nickel preferably 13 to 16% manganese and 4.8 to 6% niobium. On the other hand, that contains Flux when welding austenitic or ferritic Steels and nickel alloys preferably 4 up to 8% manganese and 1.8 to 6% niobium. The manganese can do that Fluxes in different ways, for example added as manganese powder or ferromanganese, while the niobium preferably as ferroniobium with a niobium content from 50 to 70% or as nickel niobium and Niobium powder is added. On the other hand, manganese and niobium of course also from the core wire in the weld metal is introduced to make it susceptible to cracking to reduce.

Vorzugsweise enthält das Flußmittel auch Chrom, da Chromgehalte bis 10% die Porösität insbesondere beim Wiederzünden des Lichtbogens herabsetzen. Außerdem vermag das Chrom im Flußmittel den Chromanteil im Kerndraht zu ersetzen.The flux preferably also contains chromium, since chromium contents up to 10% the porosity, especially when re-igniting  of the arc. In addition, it can Chromium in the flux to replace the chromium content in the core wire.

Das Flußmittel kann ohne Beeinträchtigung des Schweißens bis 2% Chromoxid enthalten. Bei niedrigen Mangangehalten von beispielsweise 4 bis 8% verbessert ein Chromoxidgehalt über 2%, beispielsweise von 4% erhöhen die Einbrandwirkung umhüllter Elektroden zu sehr und führen eher zu einem Durchbrennen als zu einem Schweißen.The flux can be used without affecting welding contain up to 2% chromium oxide. At low manganese levels a chromium oxide content of, for example, 4 to 8% improves More than 2%, for example of 4%, increase the penetration effect covered electrodes too much and lead more like a burnout than a weld.

Schließlich kann das Flußmittel noch bis 7,2% Molybdän enthalten, um die Rißgefahr zu verringern; insbesondere bei verhältnismäßig geringen Mangangehalten.Finally, the flux can contain up to 7.2% molybdenum included to reduce the risk of cracking; in particular with relatively low manganese contents.

Das erfindungsgemäße Flußmittel kann in üblicher Weise, beispielsweise durch Strangpressen mit anschließendem Trocknen oder Brennen auf einen Kerndraht aufgebracht werden. Üblicherweise wird das Flußmittel aus einem feinteiligen Pulver mit einer Teilchengröße unter 0,177-0,149 mm in trockener Mischung mit Bentonit hergestellt. In das Gemisch wird dann unter fortgesetztem Mischen eine Lösung von Natriumsilikat in Wasser gegeben, bis sich ein homogenes Gemisch zum Auftragen auf einen Kerndraht durch Strangpressen ergibt. Üblicherweise enthält das Gemisch 3% Bentonit und 15% Natriumsilikat, bezogen auf das trockene Flußmittel. Nach zweistündigem Brennen bei 370°C bildet sich auf dem Kerndraht eine festhaftende Umhüllung. Die Einsatzmöglichkeiten der Elektrode hängen von ihren Abmessungen ab. Beim Überkopfschweißen kann beispielsweise ein Kurzschluß entstehen, wenn die Umhüllung eine zu geringe Dicke besitzt. Beispiele typischer Elektrodenabmessungen und bevorzugter Stromstärken sind in der nachfolgenden Tabelle I wiedergegeben. Diese Werte sind jedoch keineswegs verbindlich; so kann beispielsweise die Stromstärke beim Überkopfschweißen verringert werden, wenn die Schlacke zu flüssig ist.The flux according to the invention can in the usual way for example by extrusion followed by Dried or burned onto a core wire will. Usually the flux is made from one finely divided powder with a particle size below 0.177-0.149 mm in a dry mixture with bentonite. The mixture is then continued with Mixing a solution of sodium silicate in water until there is a homogeneous mixture for application to one Core wire obtained by extrusion. Usually contains the mixture based on 3% bentonite and 15% sodium silicate on the dry flux. After two hours Burning at 370 ° C forms a on the core wire adherent wrapping. The possible uses of the Electrode depend on its dimensions. When welding overhead for example, a short circuit can occur if the covering is too thin. Examples of typical electrode dimensions and more preferred  Current strengths are in Table I below reproduced. However, these values are by no means binding; for example, the amperage at Overhead welding can be reduced when the slag is too fluid.

Tabelle I Table I

Elektroden mit erfindungsgemäßer Umhüllung eignen sich nicht nur zum Schweißen von Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen, sondern auch von Nickel-Chrom- und Nickel-Kupfer-Legierungen.Electrodes with a covering according to the invention are suitable not only for welding nickel-chromium-iron alloys, but also of nickel-chromium and nickel-copper alloys.

Das erfindungsgemäße Flußmittel kann als Umhüllung verwendet werden. Der metallische Teil der Elektrode kann dabei sehr unterschiedlich zusammengesetzt sein und beispielsweise aus einer Nickel-Chrom- oder Nickel-Kupfer-Legierung mit bis 50% Chrom, bis 35% oder auch bis 70% Eisen, bis 90% Kupfer, bis 5% Titan, bis 15% Mangan, bis 0,5% oder auch bis 1% Kohlenstoff, bis 3% Silizium, bis 10% Molybdän, bis 5% Aluminium, bis 1% Tantal und bis 6% Niob, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel bestehen. The flux according to the invention can be used as a coating be used. The metallic part of the electrode can be very different be composed and for example from a nickel-chromium or nickel-copper alloy with up to 50% chromium, up to 35% or even up to 70% iron, up to 90% Copper, up to 5% titanium, up to 15% manganese, up to 0.5% or else up to 1% carbon, up to 3% silicon, up to 10% molybdenum, up to 5% aluminum, up to 1% tantalum and up to 6% niobium, the rest including contamination from melting Nickel exist.  

Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Flußmittel jedoch für Elektroden, deren Kerndraht bzw. metallische Komponente aus einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung mit 14 bis 32% Chrom, 0 bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 2,5% Mangan, 0 bis 2,5% Silizium, 0 bis 5% Titan, 0 bis 5% Aluminium, bis 25% Eisen, 0 bis 1% Tantal und 0 bis 2% Niob, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel besteht. Zu den Verunreinigungen zählen Desoxidations- und Raffinationsrückstände sowie andere Verunreinigungen, wie sie sich üblicherweise in Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen finden.The flux according to the invention is particularly suitable however for electrodes, their core wire or metallic Component made of a nickel-chromium-iron alloy with 14 to 32% chromium, 0 to 0.1% carbon, 0 to 2.5% Manganese, 0 to 2.5% silicon, 0 to 5% titanium, 0 to 5% Aluminum, up to 25% iron, 0 to 1% tantalum and 0 to 2% Niobium, balance including impurities due to melting Nickel exists. To the impurities include deoxidation and refining residues as well other impurities, as they are usually found in Find nickel-chromium-iron alloys.

Zum Schweißen von Nickel-Legierungen mit 28% Chrom und 10% Eisen eignen sich insbesondere Kerndrähte aus 0 bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 2% Mangan, 0 bis 2,5% Silizium, 24 bis 32% Chrom, 0 bis 5% Titan, 0 bis 5% Aluminium und 0 bis 25% Eisen, Rest 50 bis 67% Nickel, vorzugsweise mit höchstens 0,05% Kohlenstoff, bis 1% Mangan, bis 1% Silizium, 27 bis 31% Chrom, bis 1% Titan, bis 1% Aluminium und 8 bis 12% Eisen, Rest 52 bis 65% Nickel zusammen mit Umhüllungen aus 12 bis 20% Kalziumkarbonat, 12 bis 20% Bariumkarbonat, 12 bis 20% Titandioxid, 1 bis 2% Aluminiumoxid, 24 bis 26% Kryolith, 13 bis 16% Mangan, 4,8 bis 6% Niob und 0 bis 6% Chrom sowie vorzugsweise aus 15% Kalziumkarbonat, 15% Bariumkarbonat, 15% Titandioxid, 1% Aluminiumoxid, 24 bis 26% Kryolith, 13 bis 16% Mangan, 4,8 bis 6% Niob und 0 bis 6% Chrom, Rest Eisen aus dem Zusatz von Ferrolegierungen. Außerdem enthalten die Umhüllungen 3% Bentonit als preßerleichterndes Mittel und 15% Natriumsilikat als Bindemittel.For welding nickel alloys with 28% chrome and 10% iron is particularly suitable for core wires from 0 to 0.1% carbon, 0 to 2% manganese, 0 to 2.5% silicon, 24 to 32% chromium, 0 to 5% titanium, 0 to 5% aluminum and 0 to 25% iron, balance 50 to 67% nickel, preferably with at most 0.05% carbon, up to 1% manganese, up to 1% Silicon, 27 to 31% chromium, up to 1% titanium, up to 1% aluminum and 8 to 12% iron, balance 52 to 65% nickel together with 12 to 20% calcium carbonate, 12 to 20% coatings Barium carbonate, 12 to 20% titanium dioxide, 1 to 2% aluminum oxide, 24 to 26% cryolite, 13 to 16% manganese, 4.8 up to 6% niobium and 0 to 6% chromium as well as preferably 15% calcium carbonate, 15% barium carbonate, 15% titanium dioxide, 1% alumina, 24 to 26% cryolite, 13 to 16% manganese, 4.8 to 6% niobium and 0 to 6% chromium, balance iron from the Addition of ferroalloys. Also contain the wrappers 3% bentonite as a pressure-relieving agent and 15% sodium silicate as a binder.

Die Schweißgutzusammensetzung hängt naturgemäß von der Art des Kerndrahtes, dessen Umhüllung und der Zusammensetzung des Grundwerkstoffs ab. Beim Schweißen einer Legierung mit 28% Chrom und 10% Eisen, Rest Nickel mit den vorerwähnten Elektroden besteht das Schweißgut aus 50 bis 67% Nickel, bis 25% Eisen, 24 bis 32% Chrom, 1 bis 8% Mangan, bis 0,7% Titan, 0,5 bis 3% Niob, bis 0,8% Silizium, bis 0,1% Kohlenwasserstoff, bis 1,1% Aluminium, und bis 0,1% Magnesium oder vorzugsweise aus 52 bis 65% Nickel, 8 bis 12% Eisen, 27 bis 31% Chrom, 3 bis 5% Mangan, bis 0,2% Titan, 1 bis 2% Niob, 0,2 bis 0,6% Silizium, bis 0,05% Kohlenstoff, bis 0,1% Aluminium und bis 0,02% Magnesium.The weld metal composition naturally depends on the Type of core wire, its sheathing and composition  of the base material. When welding an alloy with 28% chromium and 10% iron, the rest nickel with The weld metal consists of the aforementioned electrodes 50 to 67% nickel, up to 25% iron, 24 to 32% chromium, 1 up to 8% manganese, up to 0.7% titanium, 0.5 to 3% niobium, to 0.8% silicon, up to 0.1% hydrocarbon, up to 1.1% aluminum, and up to 0.1% magnesium or preferably from 52 to 65% Nickel, 8 to 12% iron, 27 to 31% chromium, 3 to 5% manganese, up to 0.2% titanium, 1 to 2% niobium, 0.2 to 0.6% silicon, up to 0.05% carbon, up to 0.1% aluminum and up 0.02% magnesium.

Zum Schweißen austenitischer oder ferritischer Stähle oder von Legierungen mit hohen Nickelgehalt besteht der Kerndraht vorzugsweise aus 0 bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 2,5% Mangan, 0 bis 2,5% Silizium, 14 bis 18% Chrom, 0 bis 5% Titan, 0 bis 5% Aluminium, 0 bis 25% Eisen, 0 bis 2% Niob, 0 bis 1% Tantal und über 1,5% Niob+Tantal oder vorzugsweise aus höchstens 0,05% Kohlenstoff, höchstens 1% Mangan, höchstens 1% Silizium, 15 bis 17% Chrom, bis 1% Titan, bis 1% Aluminium, 6 bis 8% Eisen, bis 1,5% Niob, bis 0,5% Tantal und über 1,5% Niob+Tantal. Für solche Elektroden eignet sich vorzugsweise ein Flußmittel aus 12 bis 20%, vorzugsweise 17% Kalziumkarbonat, 12 bis 20%, vorzugsweise 16% Bariumkarbonat, 12 bis 20%, vorzugsweise 16% Titandioxid, 1 bis 2%, vorzugsweise 1% Aluminiumoxid, 24 bis 26%, vorzugsweise 25% Kryolith, 4 bis 8%, vorzugsweise 7% Mangan, 1,8 bis 6%, vorzugsweise 5,4% Niob, 1 bis 2% vorzugsweise 1% Chromoxid, 1,8 bis 6%, vorzugsweise 3% Molybdän und 1 bis 6%, vorzugsweise 3% Chrom, Rest Eisen aus zugesetzten Ferrolegierungen sowie zusätzlich 3% Bentonit und 15% Natriumkarbonat.For welding austenitic or ferritic steels or The core wire consists of alloys with a high nickel content preferably from 0 to 0.1% carbon, 0 to 2.5% Manganese, 0 to 2.5% silicon, 14 to 18% chromium, 0 to 5% Titanium, 0 to 5% aluminum, 0 to 25% iron, 0 to 2% niobium, 0 to 1% tantalum and over 1.5% niobium + tantalum or preferably from a maximum of 0.05% carbon, a maximum of 1% manganese, at most 1% silicon, 15 to 17% chromium, up to 1% Titanium, up to 1% aluminum, 6 to 8% iron, up to 1.5% niobium, up to 0.5% tantalum and over 1.5% niobium + tantalum. For such A flux is preferably suitable for electrodes 12 to 20%, preferably 17% calcium carbonate, 12 to 20%, preferably 16% barium carbonate, 12 to 20%, preferably 16% titanium dioxide, 1 to 2%, preferably 1% aluminum oxide, 24 to 26%, preferably 25% cryolite, 4 to 8%, preferably 7% manganese, 1.8 to 6%, preferably 5.4% Niobium, 1 to 2% preferably 1% chromium oxide, 1.8 to 6%, preferably 3% molybdenum and 1 to 6%, preferably 3% Chrome, remainder iron from added ferro alloys as well additionally 3% bentonite and 15% sodium carbonate.

Die beschriebenen Nickel-Chrom-Eisen-Elektroden ergeben ein gesundes Schweißgut mit mechanischen Eigenschaften und einer Korrosionsbeständigkeit, die dem Grundwerkstoff aus einer Nickellegierung mit 28% Chrom und 10% Eisen entspricht. Um eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, sollte der Kohlenstoffgehalt des Schweißguts unter 0,05%, vorzugsweise unter etwa 0,03% gehalten werden und der Chromgehalt mindestens 26% oder 27%, vorzugsweise etwa 28% betragen. Eine geringe Rißanfälligkeit ist gewährleistet, wenn das Schweißgut mindestens 0,5%, vorzugsweise etwa 1% Niob und mindestens 1%, vorzugsweise etwa 3% Mangan enthält.The nickel-chromium-iron electrodes described result  a healthy weld metal with mechanical properties and a corrosion resistance that the base material made of a nickel alloy with 28% chromium and 10% iron corresponds. To ensure optimal corrosion resistance should reach the carbon content of the weld metal kept below 0.05%, preferably below about 0.03% and the chromium content is at least 26% or 27%, preferably about 28%. A low susceptibility to cracking is guaranteed if the weld metal at least 0.5%, preferably about 1% niobium and at least 1%, preferably contains about 3% manganese.

Bei zahlreichen Vergleichsversuchen hat sich die Überlegenheit von mit einer erfindungsgemäßen Umhüllung versehenen Elektrode gezeigt. Bei diesen Versuchen besaß das Flußmittel die sich aus der nachfolgenden Tabelle II ergebenden Zusammensetzungen, von denen die Umhüllungen 1 bis 18 unter die Erfindung fallen, während die Umhüllungen A bis F außerhalb der Erfindung liegen. Sämtliche Flußmittel enthielten 3% Bentonit und 15% Natriumsilikat als 47%-Baum-Lösung, bezogen auf das Trockengewicht, und wurden auf einen 3,2 mm-Kerndraht aus 0,02% Kohlenstoff, 0,16% Mangan, unter 0,02% Schwefel, 29,8% Chrom, 0,29% Aluminium, 0,14% Titan, 0,14% Magnesium und 0,014% Eisen, Rest Nickel durch Strangpressen aufgebracht. Sämtliche Elektroden wurden zwei Stunden bei 288°C gebrannt.In numerous comparison attempts, the superiority has of provided with an envelope according to the invention Electrode shown. It had in these experiments Fluxes from Table II below resulting compositions, of which the wrappings 1 to 18 fall under the invention while the wrappings A to F are outside the invention. All Fluxes contained 3% bentonite and 15% sodium silicate as a 47% tree solution, based on dry weight, and were made on a 3.2 mm core wire from 0.02% Carbon, 0.16% manganese, less than 0.02% sulfur, 29.8% Chromium, 0.29% aluminum, 0.14% titanium, 0.14% magnesium and 0.014% iron, balance nickel applied by extrusion. All electrodes were on for two hours Fired at 288 ° C.

Die Elektroden wurden zum Überkopfschweißen mit Gleichstrom umgekehrter Polung und einer Stromstärke von 85 A verwendet. Beim Schweißen wurden in einem einzigen Durchgang 60° V-Fugen mit einer Wurzelbreite von 9,5 mm in 12,7 mm dicken Blechen derselben Zusammensetzung wie der Kerndraht gefüllt. Auf diese Weise sollte ein zweiter Durchgang einer 60° V-Fuge simuliert werden, der bekanntlich als äußerst schwierig beim Schweißen mit mehreren Durchgängen gilt. Die Versuche bewiesen die hervorragende Eignung der erfindungsgemäßen Elektrode, von denen diejenige mit der Umhüllung 11 ein optimales Verhalten zeigte. Die Lichtbogenstabilität war sowohl bei langem als auch bei kurzem Lichtbogen ausgezeichnet ohne Neigung zu Kurzschluß oder einer Fingernagelbildung. Die Schweißschlacke ließ sich mit Hammer und Meißel rückstandfrei entfernen, so daß vor dem jeweils nächsten Durchgang keine Vorbehandlung, beispielsweise ein Schleifen erforderlich war. Die Schweißnaht war völlig gleichmäßig mit ausgezeichnetem Übergang zu den Seitenwandungen der Fuge und besaß im Querschnitt eine flache, nur leicht konvexe Kontur. Demgegenüber waren die Ergebnisse der Schweißversuche mit den Elektroden der Umhüllungen A bis F sämtlich unzureichend. Insbesondere zeigte sich bei den Umhüllungen A und E eine starke Neigung zur Fingernagelbildung. The electrodes were used for overhead welding with direct current reverse polarity and a current of 85 A. used. When welding were done in a single pass 60 ° V joints with a root width of 9.5 mm in 12.7 mm thick sheets of the same composition as that Core wire filled. That way a second  Passage of a 60 ° V joint can be simulated, as is well known as extremely difficult when welding with several Passages applies. The tests proved the excellent Suitability of the electrode according to the invention, one of which with the coating 11 showed optimal behavior. The arc stability was both long and Excellent in the event of a short arc, without tendency to short circuit or fingernail formation. The welding slag could be removed with a hammer and chisel, so that no pretreatment before the next run, for example, grinding was required. The Weld was completely even with excellent transition to the side walls of the joint and had a cross-section a flat, only slightly convex contour. In contrast were the results of the welding tests with the electrodes the envelopes A to F are all insufficient. In particular one showed with the envelopes A and E. strong tendency to form fingernails.  

Tabelle II Table II

Weitere Versuche wurden mit Elektroden durchgeführt, von denen einige Umhüllungen gemäß Tabelle I, jedoch andere Kerndrähte besaßen, um die Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit zu untersuchen. Die Zusammensetzungen der Kerndrähte und Grundwerkstoffe ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle III, während die Daten der Elektroden aus der Tabelle IV ersichtlich sind. Der Legierungsrest bestand mit Ausnahme des Stahls 4 stets aus Nickel. Sämtliche Legierungen der Tabelle III gehören mit Ausnahme des weichen Stahls 4 zur Gruppe der Nickellegierungen mit 28% Chrom und 10% Eisen. Aus der Tabelle V sind die Schweißbedingungen und -ergebnisse ersichtlich, während Tabelle VI die Zusammensetzungen der Schweißdrähte außer dem Nickel als Rest und Tabelle VII ihre Raumtemperatur-Eigenschaften einschließlich die der an letzter Stelle aufgeführten Legierung 2 wiedergibt. Beim Schweißen in Normallage wurde eine einzelne U-Fuge mit einer Abschrägung von 15°, einem Radius von 6,4 mm, einer Stegflanke von 2,4 mm und einem Wurzelspalt von 3,2 mm ausgefüllt. Beim Auftragsschweißen in Normallage wurden 10 nebeneinanderliegende Schweißraupen aufgebracht. Beim Überkopfschweißen wurde eine 60° V-Stumpfnaht in einer 25,4 mm dicken Platte aufgefüllt, wobei der erste Durchgang in Normallage und die folgenden Durchgänge in der Überkopflage erfolgten. Das Rohrschweißen erfolgte in Zwangslage an einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 66,7 mm und einem Außendurchmesser von 79,4 mm und einer Fuge, deren Schräge 45° und deren Stegfläche 1,6 mm betrug. Der erste Durchgang wurde unter Verwendung der Legierung 5 als Zusatzwerkstoff nach dem WIG-Verfahren ausgeführt.Further tests were carried out with electrodes from some of which are wraps according to Table I, but others Core wires possessed for strength and corrosion resistance to investigate. The compositions of the Core wires and base materials result from the following Table III while the data of the electrodes can be seen from Table IV. The alloy rest consisted of nickel with the exception of steel 4. All Alloys in Table III are exceptions of soft steel 4 to the group of nickel alloys 28% chrome and 10% iron. From Table V are the Welding conditions and results can be seen while Table VI except the compositions of the welding wires the nickel as the rest and Table VII their Room temperature properties including those of the alloy 2 listed last digit. At the A normal U-joint was used for welding in normal position a bevel of 15 °, a radius of 6.4 mm, a web flank of 2.4 mm and a root gap of 3.2 mm filled. When surfacing in normal position 10 adjacent welding beads were applied. During overhead welding, a 60 ° V butt weld was made in a 25.4 mm thick plate, the first Run in normal position and the following runs in the overhead position. The pipe welding was done in a forced position on a pipe with an inner diameter of 66.7 mm and an outer diameter of 79.4 mm and a joint, the bevel 45 ° and the web surface 1.6 mm amounted to. The first run was using Alloy 5 as filler material using the TIG process executed.

Die Schweißverbindungen wurden röntgenografisch untersucht. Außerdem wurden jeweils 6 oder 7 Querproben angefertigt und poliert, mit Lepito-Ätzmittel geätzt und bei zehnfacher Vergrößerung mikroskopisch untersucht. Bei den der Tabelle V zugrundeliegenden Biegeversuchen wurden zwei 9,5 mm dicke Querproben jeder Schweißverbindung unter Verwendung eines Biegedorns mit einem Durchmesser von 38 mm um 180° gebogen. Dabei wurde jeweils ein Versuch im Schweißzustand und ein weiterer Versuch nach einem zwanzigstündigen Glühen bei 904°C und Abkühlen in Luft durchgeführt. Die Rißzahl je Querschnitt gemäß Tabelle V stellt einen Mittelwert der Probenpaare dar. The welded joints were examined by X-ray. In addition, 6 or 7 cross samples were made and polished, etched with Lepito etchant and at  microscopically examined ten times magnification. At the bending tests on which Table V was based two 9.5 mm thick cross samples of each welded joint using a mandrel with a diameter of 38 mm bent by 180 °. Each time there was an attempt in sweat condition and another try after a twenty hour glow at 904 ° C and cooling in Air carried. The number of cracks per cross section according to Table V represents an average of the sample pairs.  

Tabelle III Table III

Tabelle IV Table IV

Tabelle V Table V

Tabelle VI Table VI

Tabelle VII Table VII

Die Daten der Tabelle V zeigen deutlich, daß die Elektroden mit erfindungsgemäßer Umhüllung ein gesundes Schweißgut ergeben. Dabei wiesen die Schweißversuche 4 und 5 außer Normallage nur eine minimale Porosität auf. Die Eigenschaften des Schweißguts der Versuche 3A und 6 zeigen, daß die Elektrode ein gegen eine Eisenaufnahme unempfindliches Schweißgut ergibt. Demzufolge läßt sich die Elektrode zum Auftragsschweißen einer Legierung mit höherer Korrosionsbeständigkeit und zum Herstellen artfremder Verbindungen verwenden, wie sie häufig im Behälterbau oder bei anderen Schweißkonstruktionen auftreten, die einen Träger erfordern. Obgleich das mit der Elektrode L hergestellte Schweißgut S gesund war, war das Verhalten dieser außerhalb der Erfindung liegende Elektrode nicht zufriedenstellend, da sie Fingernägel bildet und ein Schweißgut mit hochgezogenen Rändern ergab. Das ebenfalls mit einer außerhalb der Erfindung liegenden Elektrode hergestellte Schweißgut T erwies sich bei der röntgenografischen Untersuchung als gesund; es ergaben sich jedoch Schwierigkeiten beim Entfernen der Schlacke, weil das Schweißgut nicht flach sondern hochgezogene Ränder aufwies.The data in Table V clearly show that the electrodes a healthy weld metal with the coating according to the invention surrender. Welding tests 4 and 5 were shown apart from normal position only minimal porosity. The Properties of the weld metal of tests 3A and 6 show that the electrode is insensitive to iron absorption Weld metal results. As a result, the Electrode for surfacing an alloy with a higher Corrosion resistance and for the production of alien species Use connections as they are often used in container construction or occur with other welded constructions, that require a carrier. Although with the electrode L weld metal produced S was healthy, was the behavior this electrode lying outside the invention unsatisfactory because it forms fingernails and a weld metal with raised edges resulted. That too with an electrode outside the invention produced weld metal T proved at radiographic examination as healthy; it resulted but there is difficulty removing the slag, because the weld metal is not flat but raised Showed edges.

Um die Korrosionsbeständigkeit zu untersuchen, wurden den Grundwerkstoff einschließende Querproben des Schweißguts 1, 2, 7 und 10 im achtundvierzieg-Stunden-Rhythmus in kochende 65%ige Salpetersäure eingetaucht. Die jeweiligen Gewichtsverluste bei unterschiedlicher Versuchsdauer ergeben sich aus der Tabelle VIII und sind zur besseren Beurteilung einem Gewichtsverlust von 20 bis 30 mg/dm²/Tag einer 28% Chrom und 10% Eisen enthaltenden Nickel-Knetlegierung gegenüberzustellen.To investigate the corrosion resistance, were transverse samples of the weld metal enclosing the base material 1, 2, 7 and 10 every eight-eight hourly rhythm immersed in boiling 65% nitric acid. The respective Weight loss with different test duration result from Table VIII and are for better assess a weight loss of 20 to 30 mg / dm² / day of a 28% chromium and 10% iron containing Wrought nickel alloy.

Die etwas stärkere Korrosion des Schweißguts der Versuche 1 und 2 ist durch die betreffenden Gehalte an Kohlenstoff und Chrom bedingt. Die Elektrode des Schweißversuchs 1 besaß einen Kerndraht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,067% und einem Chromgehalt von 28,9%, während die Umhüllung kein Chrom enthielt. Der sich daraus ergebende Kohlenstoffgehalt von 0,062% und der Chromgehalt von 26,2% des Schweißguts bedingten eine unerwünscht starke Korrosion.The somewhat stronger corrosion of the weld metal in the tests 1 and 2 is due to the relevant levels of carbon  and chrome conditional. The electrode of the welding test 1 had a core wire with a carbon content of 0.067% and a chromium content of 28.9% while wrapping contained no chromium. The resulting one Carbon content of 0.062% and the chromium content of 26.2% of the weld metal caused an undesirably strong Corrosion.

Das Schweißgut des Versuchs 2 wurde unter Verwendung einer Elektrode derselben Zusammensetzung wie beim Versuch 1 erzeugt, doch enthielt die Umhüllung 3% Chrom. Das betreffende Schweißgut enthielt 0,052% Kohlenstoff und 28% Chrom; es unterlag einer merklich geringeren Korrosion als das Schweißgut des Versuchs 1. Der Unterschied der Kohlenstoffgehalte des Schweißguts der Versuche 1 und 2 läßt sich auf eine Seigerung im Kerndraht zurückführen. Die Verwendung von Kerndrähten mit wenig geringerem Kohlenstoffgehalt von 0,021% und 0,005% im Rahmen der Versuche 7 und 10 ergab wesentlich geringere Kohlenstoffgehalte des Schweißguts und eine dementsprechend bessere Korrosionsbeständigkeit als das Schweißgut der Versuche 1 und 2. Die Korrosionsbeständigkeit hält einen Vergleich mit der Korrosionsbeständigkeit des gekneteten Grundwerkstoffs durchaus aus. Bei keinem der Versuche konnte eine bevorzugter Angriff im Schweißgut oder in der wärmebeeinflußten Zone festgestellt werden.The weld deposit from Experiment 2 was used an electrode of the same composition as in the experiment 1 produced, but the coating contained 3% chromium. The The weld metal concerned contained 0.052% carbon and 28% chromium; it was subject to markedly less corrosion as the weld deposit of trial 1. The difference the carbon content of the weld metal from experiments 1 and 2 can be traced back to segregation in the core wire. The use of core wires with little less Carbon content of 0.021% and 0.005% in the frame Tests 7 and 10 showed significantly lower carbon contents of the weld metal and one accordingly better corrosion resistance than the weld metal of the Experiments 1 and 2. The corrosion resistance holds you Comparison with the corrosion resistance of the kneaded Base material. None of the attempts could be a preferred attack in the weld metal or in the heat-affected zone.

Weitere Huey-Versuche an geglühten Proben zeigten, daß ein vierstündiges Sensibilisieren bei 593°C mit Luftabkühlung und ein zwanzigstündiges Sensibilisieren bei 704°C mit Luftabkühlung die Korrosionsbeständigkeit nicht beeinträchtigt. Further Huey tests on annealed samples showed that a four-hour sensitization at 593 ° C with air cooling and sensitizing for twenty hours 704 ° C with air cooling not the corrosion resistance impaired.  

Tabelle VIII Table VIII

Die folgenden Versuche veranschaulichen die Wirkung des Niobs im Flußmittel. Dabei wurden fünf Elektroden 11 bis 14 mit unterschiedlichen Niobgehalten in der Umhüllung verwendet. In jedem Falle kam ein Kerndraht mit einem Durchmesser von 4 mm bei einem Elektrodendurchmesser von 6,1 mm zur Verwendung. Der Kerndraht bestand aus 0,021% Kohlenstoff, 1,16% Mangan, 8,6% Eisen, 0,02% Silizium, 29,8% Chrom, 0,29% Aluminium, 0,14% Titan und 0,014% Magnesium, Rest Nickel.The following experiments illustrate the effect of the Niobs in the flux. Five electrodes 11 to 14 with different niobium contents in the coating used. In any case, a core wire came with one Diameter of 4 mm with an electrode diameter of 6.1 mm for use. The core wire consisted of 0.021% Carbon, 1.16% manganese, 8.6% iron, 0.02% silicon, 29.8% chrome, 0.29% aluminum, 0.14% titanium and 0.014% Magnesium, balance nickel.

Die Umhüllung bestand aus einem Flußmittel mit 15% Kalziumkarbonat, 25% Kryolith, 1% Aluminiumoxid, 15% Mangan, 4% Chrom sowie je 15% Bariumkarbonat und Titandioxid im Falle der Elektroden 11 bis 13 und je 14% Bariumkarbonat und Titanoxid im Falle der Elektrode 14 sowie in allen Fällen 3% Bentonit und 15% Natriumsilikat neben Nickel und Ferroniob mit 60% Niob in den aus Tabelle IX ersichtlichen Mengen.The coating consisted of a flux with 15% calcium carbonate, 25% cryolite, 1% aluminum oxide, 15% manganese, 4% chromium and 15% barium carbonate and titanium dioxide each Trap of electrodes 11 to 13 and 14% barium carbonate each and titanium oxide in the case of electrode 14 as well as in all Cases 3% bentonite and 15% sodium silicate in addition to nickel and ferroniobium with 60% niobium in those shown in Table IX Amounts.

Die Elektroden wurden zum Stumpfschweißen von 25,4 mm dicken Platten aus einer Nickellegierung mit 0,031% Kohlenstoff, 0,14% Mangan, 9,6% Eisen, 0,06% Silizium, 30,8% Chrom, 0,15% Aluminium, 0,16% Titan und 0,018% Magnesium, Rest Nickel verwendet. Das Schweißen erfolgte in Normallage mit einer 15° U-Schrägfuge mit einer Stegflanke von 2,4 mm, einem Radius von 6,3 mm und einem Wurzelspalt von 3,2 mm. Die Fuge wurde in achtzehn Durchgängen ausgefüllt, wobei sich die Schweißschlacke zwischen den einzelnen Durchgängen mit Hammer und Meißel leicht entfernen ließ. Die in Tabelle X aufgeführten Daten der Versuche zeigen deutlich die vorteilhafte Wirkung des Niobs in der Umhüllung auf Rißanfälligkeit.The electrodes were used for butt welding of 25.4 mm  thick plates made of a nickel alloy with 0.031% carbon, 0.14% manganese, 9.6% iron, 0.06% silicon, 30.8% chromium, 0.15% aluminum, 0.16% titanium and 0.018% Magnesium, rest nickel used. The welding was done in normal position with a 15 ° U-diagonal joint with a web flank of 2.4 mm, a radius of 6.3 mm and one Root gap of 3.2 mm. The fugue was in eighteen Passages filled in, leaving the welding slag between the individual runs with hammer and chisel easily removed. The data listed in Table X. of the experiments clearly show the beneficial effect of the niobium in the coating for susceptibility to cracking.

Tabelle IX Table IX

Tabelle X Table X

Im Rahmen eines weiteren Versuchs wurde eine Elektrode aus einer erfindungsgemäßen Umhüllung und einem anderen Kerndraht mit 0,03% Kohlenstoff, 2,2% Mangan, 8% Eisen, 0,1% Silizium, 16% Chrom, 0,1% Aluminium und 3% Titan, Rest Nickel verwendet. Der Kerndraht besaß einen Durchmesser von 4 mm bei einem Elektrodendurchmesser von 6,1 mm sowie eine Umhüllung aus 17% Kalziumkarbonat, 16% Bariumkarbonat, 16% Titandioxid, 25% Kryolith, 1% Aluminiumoxid, 15% Mangan und 10% Ferroniob mit 60% Niob, bezogen auf das Trockengewicht. Der Überzug wurde durch Mischen der Flußmittelbestandteile mit 3% Bentonit und 15% Natriumsilikat hergestellt. Die umhüllte Elektrode wurde zum Stumpfschweißen einer 30,2 mm dicken Platte aus der Legierung Inconel 600 mit 0,04% Kohlenstoff, 0,20% Mangan, 7,2% Eisen, 0,20% Silizium und 15,8% Chrom, Rest Nickel verwendet. Das Schweißen erfolgte in Normallage und einer abgeschrägten 15° U-Fuge mit einer Stegflanke von 2,4 mm, einem Radius von 6,4 mm und einem Wurzelspalt von 3,2 mm. Die Fuge wurde im Verlauf von zwanzig Durchgängen in einer Dicke von 30,2 mm aufgefüllt, wobei sich die Schweißschlacke zwischen den einzelnen Durchgängen mittels Hammer und Meißel mühelos entfernen ließ. Bei der röntgenografischen Untersuchung erwies sich das Schweißgut als gesund; Querproben waren völlig fehlerfrei, selbst im Biegeversuch auch nach einem Aushärten.As part of another experiment, an electrode from an envelope according to the invention and another Core wire with 0.03% carbon, 2.2% manganese, 8% iron, 0.1% silicon, 16% chromium, 0.1% aluminum and 3% titanium, Rest of nickel used. The core wire had a diameter of 4 mm with an electrode diameter of 6.1 mm as well as a coating made of 17% calcium carbonate, 16% Barium carbonate, 16% titanium dioxide, 25% cryolite, 1% Aluminum oxide, 15% manganese and 10% ferroniob with 60% Niobium, based on dry weight. The coating was by mixing the flux components with 3% bentonite and 15% sodium silicate. The covered electrode was used for butt welding a 30.2 mm thick plate made of Inconel 600 with 0.04% carbon, 0.20% manganese, 7.2% iron, 0.20% silicon and 15.8% chromium, Rest of nickel used. The welding was carried out in the normal position and a bevelled 15 ° U-joint with a web flank of 2.4 mm, a radius of 6.4 mm and one Root gap of 3.2 mm. The joint was made in the course of twenty passages filled to a thickness of 30.2 mm, with the welding slag between the individual Effortless passes with hammer and chisel had it removed. During the X-ray examination the weld metal turned out to be healthy; Cross samples were completely error-free, even when trying to bend even after one Harden.

Bei einem weiteren Versuch wurde ein 3,2 mm dicker Kerndraht der vorerwähnten Zusammensetzung mit einer 1,9 mm dicken Umhüllung aus 16% Kalziumkarbonat, 14% Bariumkarbonat, 17% Titandioxid, 25% Kryolith, 1% Aluminiumoxid, 15% Mangan und 10% Ferro-Niob mit 60% Niob versehen. Die betreffende Elektrode wurde zum Überkopf-Stumpfschweißen einer 12,7 mm dicken Platte aus Inconel 600 mit neun Durchgängen verwendet. Die Platte wies eine abgeschrägte 60° V-Fuge mit einem Wurzelspalt von 3,2 mm und einer Stegflanke von 2,4 mm auf. Bei der Röntgenuntersuchung wurden nur zwei Poren mit einem Durchmesser unter 0,8 mm auf einer Länge von 15,4 cm festgestellt. Querproben erwiesen sich nach einem Biegeversuch sowohl im geschweißten als auch im ausgehärteten Zustand völlig rißfrei.In another experiment, a 3.2 mm thick core wire was used the aforementioned composition with a 1.9 mm thick coating of 16% calcium carbonate, 14% barium carbonate, 17% titanium dioxide, 25% cryolite, 1% aluminum oxide, Add 15% manganese and 10% ferro-niobium with 60% niobium. The The electrode in question was used for butt welding a 12.7 mm thick plate made of Inconel 600 with nine Passages used. The plate had a bevel 60 ° V joint with a root gap of 3.2 mm and one  Bridge flank of 2.4 mm. During the X-ray examination were only two pores with a diameter less than 0.8 mm determined on a length of 15.4 cm. Cross samples proved after a bending test both in the welded as well as completely crack-free in the hardened state.

Das Aufnahmevermögen des Schweißguts für Eisen wurde im Rahmen eines weiteren Versuchs unter Verwendung des vorerwähnten Kerndrahts mit einem Durchmesser von 4 mm untersucht, der ebenfalls mit einer allerdings 2,1 mm dicken Umhüllung der vorerwähnten Art versehen war. Bei dem Versuch wurden zehn Raupen auf ein 12,7 mm dickes Blech aus weichem Stahl mit 0,2% Kohlenstoff und 0,4% Mangan, Rest Eisen aufgeschweißt. Die röntgenografische Untersuchung ergab keine Fehler. Auch waren Querproben nach einem Biegen um einen Dorn mit einem Durchmesser von 25,4 mm völlig rißfrei.The absorption capacity of the weld metal for iron was in the Another experiment using the aforementioned Examined core wires with a diameter of 4 mm, the one with a 2.1 mm thick covering of the aforementioned type was provided. At ten beads were placed on a 12.7 mm thick test Soft steel sheet with 0.2% carbon and 0.4% Manganese, remainder iron welded on. The radiographic Investigation revealed no errors. There were also cross samples after bending around a mandrel with a diameter of 25.4 mm completely crack-free.

Die ausgezeichneten Schweißeigenschaften von Elektroden mit einer molybdänhaltigen Umhüllung geringeren Mangangehalts als die Umhüllung gemäß Tabelle II zeigten sich bei weiteren Schweißvesuchen. Die Elektroden bestanden aus einem 3,2 mm dicken Kerndraht der Zusammensetzung der Versuche 7 und 8 aus Tabelle XII und einer Umhüllung gemäß Tabelle XI; sie besaßen einen Durchmesser von 3,2 mm. Die Schweißversuche wurden mit den Elektrodenkombinationen der nachfolgenden Tabelle XIII unter Verwendung der Umhüllungen gemäß Tabelle II an einer 12,7 mm dicken Platte aus der Legierung 14 durchgeführt.The excellent welding properties of electrodes with a molybdenum-containing coating with a lower manganese content as the wrapping shown in Table II with further sweat attempts. The electrodes passed from a 3.2 mm thick core wire of the composition of the Runs 7 and 8 from Table XII and an envelope according to table XI; they had a diameter of 3.2 mm. The welding tests were carried out with the electrode combinations Table XIII below using the Envelopes according to Table II on a 12.7 mm thick Alloy 14 plate performed.

Die Elektroden ließen sich beim Schweißen in Normal- und Vertikallage sowie beim Überkopfschweißen verwenden und ergaben beim Vergleich mit handelsüblichen Schweißelektroden einen wesentlich stabileren Lichtbogen, ein besseres Fließvermögen der Schlacke, einen besseren Übergang, ein wesentlich besseres Schweißgutaussehen und eine leichter entfernbare Schlacke. Bei der röntgenografischen Untersuchung der über kopfgeschweißten Verbindungen zeigten sich praktisch keine Poren, während herkömmliche Poren Schweißen mit über 2 Poren je mm in einer einzigen Schweißraupe ergaben.The electrodes can be welded in normal and Use vertical position and overhead welding and resulted in comparison with commercially available welding electrodes a much more stable arc, a better one Flowability of the slag, a better transition, a  much better weld metal appearance and a lighter removable slag. During the X-ray examination who showed over head-welded connections there are practically no pores, while conventional pores Welding with more than 2 pores per mm in one Sweat bead resulted.

Um die Eignung der Elektroden 11 bis 13 zum Schweißen artgleicher oder artfremder Legierungen aufzuzeigen, wurden Platten der Legierungen 9 bis 15 gemäß Tabelle XII verwendet. Die Verfahrensbedingungen und Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen XIV und XV zusammengestellt. Das Schweißen in Normallage erfolgte dabei in der im Zusammenhang mit Tabelle V erläuterten Weise, während beim Überkopfschweißen eine 9,6 mm dicke 60° V-Stumpfschweißnaht gelegt wurde, deren erster Durchgang im Normallage erfolgte. Für das Auffüllen der Stumpfschweißnaht waren insgesamt acht Durchgänge erforderlich, die jeweils absichtlich unterbrochen und mit einer neuen Elektrode fortgesetzt wurden. Beim Auftragsschweißen wurden zwei Schweißraupen auf eine Platte aus weichem Stahl bzw. der Legierung 15 aufgebracht. Die röntgenografische Untersuchung und die Biegeversuche wurden in der im Zusammenhang mit Tabelle V beschriebenen Weise durchgeführt. The suitability of electrodes 11 to 13 for welding to show alloys of the same or an alien type Alloy 9 to 15 plates according to Table XII used. The process conditions and results are compiled in the following tables XIV and XV. The welding in normal position was done in the manner explained in connection with Table V, while with overhead welding a 9.6 mm thick 60 ° V butt weld was placed, the first pass took place in normal position. For filling up the Butt welds required a total of eight passes each deliberately interrupted and continued with a new electrode. When cladding were two beads of sweat on a plate made of soft steel or alloy 15 applied. The X-ray examination and the bending tests were described in the context of Table V. Way performed.  

Tabelle XI Table XI

Tabelle XII Table XII

Tabelle XIII Table XIII

Tabelle XIV Table XIV

Tabelle XV Table XV

Beim Biegeversuch 18 ergaben sich kleine Risse in der Schmelzlinie mit der Platte 1, während bei dem Biegeversuch 19 alle Risse im Schweißgut auftraten und im geschweißten Zustand zum Bruch im Schweißgut und im ausgehärteten Zustand zum Bruch in der Schmelzlinie führten.In the bending test 18 there were small cracks in the Melting line with the plate 1, while in the bending test 19 all cracks occurred in the weld metal and in the welded Condition to break in the weld metal and in the hardened Condition led to breakage in the melting line.

An Stelle des Kryoliths können selbstverständlich auch äquivalente Mengen Natrium- und Aluminiumfluorid verwendet werden.Instead of the cryolite you can of course also equivalent amounts of sodium and aluminum fluoride used will.

Claims (11)

1. Umhüllte niobhaltige Schweißelektrode, deren Kerndraht aus einer Nickel enthaltenden Legierung besteht, die Kohlenstoff, Mangan, Titan, Aluminium, Eisen, Niob und Silizium enthalten kann, mit einer Umhüllung aus Kalziumkarbonat, Bariumkarbonat, Titandioxid, Kryolith, Mangan, Niob sowie gegebenenfalls Molybdän, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht aus einer Nickel-Legierung mit bis 1% Kohlenstoff, bis 15% Mangan, bis 50% Chrom, bis 5% Titan, bis 5% Aluminium, bis 70% Eisen, bis 90% Kupfer, bis 10% Molybdän, bis 3% Silicium, und bis 1% Tantal, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel besteht, und die Umhüllung 10 bis 26% Kalziumkarbonat, 5 bis 20% Bariumkarbonat, 10 bis 23% Titandioxid, 20 bis 30% Kryolith, 4 bis 18% Mangan, 1,8 bis 7,2% Niob und gegebenenfalls bis 4% Aluminiumoxid, bis 10% Chrom, bis 2% Chromoxid und/oder bis 7,2% Molybdän enthält.1. Coated niobium-containing welding electrode, the core wire of which consists of a nickel-containing alloy, which can contain carbon, manganese, titanium, aluminum, iron, niobium and silicon, with a coating of calcium carbonate, barium carbonate, titanium dioxide, cryolite, manganese, niobium and optionally molybdenum , characterized in that the core wire made of a nickel alloy with up to 1% carbon, up to 15% manganese, up to 50% chromium, up to 5% titanium, up to 5% aluminum, up to 70% iron, up to 90% copper, up to 10 % Molybdenum, up to 3% silicon, and up to 1% tantalum, the remainder including melting-related impurities nickel, and the coating 10 to 26% calcium carbonate, 5 to 20% barium carbonate, 10 to 23% titanium dioxide, 20 to 30% cryolite, 4 to Contains 18% manganese, 1.8 to 7.2% niobium and optionally up to 4% aluminum oxide, up to 10% chromium, up to 2% chromium oxide and / or up to 7.2% molybdenum. 2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung mindestens 10% Mangan und mindestens 2,4% Niob enthält. 2. Electrode according to claim 1, characterized in that the coating is at least 10% manganese and at least Contains 2.4% niobium.   3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung 24 bis 26% Kryolith enthält.3. Electrode according to claim 1 or 2, characterized in that that the coating contains 24 to 26% cryolite. 4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung je 12 bis 20% Kalziumkarbonat, Bariumkarbonat und Titandioxid, 1 bis 2% Aluminiumoxid, 24 bis 26% Kryolith, 13 bis 16% Mangan, 4,8 bis 6% Niob und höchstens 6% Chrom enthält.4. Electrode according to claim 1, characterized in that the coating is 12 to 20% calcium carbonate, Barium carbonate and titanium dioxide, 1 to 2% aluminum oxide, 24 to 26% cryolite, 13 to 16% manganese, 4.8 to Contains 6% niobium and a maximum of 6% chromium. 5. Elektrode nach Anspruch 4, die jedoch gleiche Mengen an Kalziumkarbonat, Bariumkarbonat und Titandioxid enthält.5. Electrode according to claim 4, but the same amounts contains calcium carbonate, barium carbonate and titanium dioxide. 6. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung 12 bis 20% Kalziumkarbonat, Bariumkarbonat und Titandioxid, 1 bis 2% Aluminiumoxid, 24 bis 26% Kryolith, 4 bis 8% Mangan, 1,8 bis 6% Niob, 1 bis 2% Chromoxid, 1,8 bis 6% Molybdän und 1 bis 6% Chrom enthält. 6. Electrode according to claim 1, characterized in that the coating 12 to 20% calcium carbonate, barium carbonate and titanium dioxide, 1 to 2% aluminum oxide, 24 up to 26% cryolite, 4 to 8% manganese, 1.8 to 6% niobium, 1 up to 2% chromium oxide, 1.8 to 6% molybdenum and 1 to 6% Contains chromium.   7. Elektrode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0 bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 2,5% Mangan, 0 bis 2,5% Silizium, 14 bis 32% Chrom, 0 bis 5% Titan, 0 bis 5% Aluminium, 0 bis 25% Eisen, 0 bis 1% Tantal und 0 bis 2% Niob, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel enthält.7. Electrode according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the core wire 0 to 0.1% carbon, 0 to 2.5% manganese, 0 to 2.5% silicon, 14 to 32% chromium, 0 to 5% titanium, 0 to 5% Aluminum, 0 to 25% iron, 0 to 1% tantalum and 0 to 2% niobium, the rest including melting-related Contains impurities nickel. 8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0 bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 2% Mangan, 0 bis 2,5% Silizium, 24 bis 32% Chrom, 0 bis 5% Titan, 0 bis 5% Aluminium und 0 bis 25% Eisen, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen 50 bis 67% Nickel enthält. 8. Electrode according to claim 7, characterized in that the core wire 0 to 0.1% carbon, 0 to 2% Manganese, 0 to 2.5% silicon, 24 to 32% chromium, 0 to 5% titanium, 0 to 5% aluminum and 0 to 25% iron, the rest including contamination from melting Contains 50 to 67% nickel.   9. Elektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0 bis 0,05% Kohlenstoff, 0 bis 1% Mangan, 0 bis 1% Silizium, 27 bis 31% Chrom, 0 bis 1% Aluminium, 0 bis 1% Titan und 8 bis 12% Eisen, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen 52 bis 65% Nickel enthält.9. Electrode according to claim 8, characterized in that the core wire 0 to 0.05% carbon, 0 to 1% Manganese, 0 to 1% silicon, 27 to 31% chromium, 0 to 1% aluminum, 0 to 1% titanium and 8 to 12% iron, the rest including contamination from melting Contains 52 to 65% nickel. 10. Elektrode nach den Ansprüchen 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0 bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 2,5% Mangan, 0 bis 2,5% Silizium, 14 bis 18% Chrom, 0 bis 5% Titan, 0 bis 5% Aluminium, 0 bis 25% Eisen, 0 bis 2% Niob und 0 bis 1% Tantal bei einem Gesamtgehalt an Niob und Tantal von mindestens 1,5%, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel enthält.10. Electrode according to claims 6 to 7, characterized in that that the core wire 0 to 0.1% carbon, 0 to 2.5% manganese, 0 to 2.5% silicon, 14 to 18% Chromium, 0 to 5% titanium, 0 to 5% aluminum, 0 to 25% Iron, 0 to 2% niobium and 0 to 1% tantalum in one Total niobium and tantalum content of at least 1.5%, Remainder including contamination from melting Contains nickel. 11. Elektrode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0 bis 0,05% Kohlenstoff, 0 bis 1% Mangan, 0 bis 1% Silizium, 15 bis 17% Chrom, 0 bis 1% Titan, 0 bis 1% Aluminium, 6 bis 8% Eisen, 0 bis 1,5% Niob und 0 bis 0,5% Tantal bei einem Gesamtgehalt an Niob und Tantal von mindestens 1,5%, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel enthält.11. Electrode according to claim 10, characterized in that that the core wire 0 to 0.05% carbon, 0 to 1% Manganese, 0 to 1% silicon, 15 to 17% chromium, 0 to 1% titanium, 0 to 1% aluminum, 6 to 8% iron, 0 to 1.5% niobium and 0 to 0.5% tantalum with a total content of niobium and tantalum of at least 1.5%, the rest including contamination caused by melting Contains nickel.
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