DE2456563A1

DE2456563A1 - Flussmittel fuer die verwendung beim verdeckten lichtbogenschweissen von stahl

Info

Publication number: DE2456563A1
Application number: DE19742456563
Authority: DE
Inventors: Naoki Okuda; Kazuo Tanaka
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1975-08-21
Also published as: DK616174A; NO137423B; FR2252898B1; DE2456563B2; SE7414959L; NO137423C; IT1026635B; US4017339A; NO744277L; JPS5246530B2; GB1459355A; JPS5084433A; FR2252898A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Flußmittel für die Verwendung beim verdeckten Lichtbogenschweißen von Stahl.

Die Erfindung betrifft ein Flußmittel für die Verwendung
beim verdeckten Lichtbogenschweißen von Stahl, mit dessen Hilfe es möglich ist, dem Schweißmetall (Schweißgut) eine ausgezeichnete Schweißverarbeitbarkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften zu verleihen.

Das verdeckte Lichtbogenschweißen wird wegen verschiedener Vorteile dieses Verfahrens, beispielsweise der Einsparung an zum Schweißen erforderlicher Zeit, in großem Umfange zum

609834/QB49

Stumpfschweißen (Stoßschweißen) von Stahl verwendet. Außerdem wird seit kurzem zur Verbesserung des Wirkungsgrades das einseitige verdeckte Lichtbogenschweißen, das Multielektrodenschweißen oder das Schweißen unter großer Wärmezufuhr selbst bei einer Doppelfurchen-— Verbindungsstelle verwendet. Da jedoch bei einem solchen verdeckten Lichtbogenschweißen die erforderliche Wärmezufuhr groß ist, ist die Verdünnung des Grundmetalls so groß, daß das Schweißmetall (Schweißgut) leicht beeinflußt wird durch die chemische Zusammensetzung des Grundmetalls und das Stengelgefüge neigt zu einem starken Wachstum in dem Schweißmetall. Dadurch werden die Kristallkörner des Schweißmetalls (Schweißgutes) vergröbert und an den groben Korngrenzen scheiden sich Nichtmetalleinschlüsse aus. Es war daher bisher sehr schwierig, ein Schweißmetall (Schweißgut) mit ausgezeichneten Kerbschlageigenschaften (impact property) zu erhalten.

Beim Multielektrodenschweißen oder beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr werden die Kerbschlageigenschaften des Schweißmetalls und die Schweißverarbeitbarkeit nachteilig beeinflußt.Allein durch Verwendung eines konventionellen Flußmittels ist es nicht möglich, diese Nachteile zu überwinden. Als andere Verfahren zur Überwindung dieser Probleme wurde ein Verfahren zur Vermindung des Sauerstoffgehaltes in dem Schweißmetall (Schweißgut) durch Erhöhung der Basizität des Flußmittels, ein Verfahren zur Verfeinerung des Feingefüges (der Mikrostruktur) des Schweißmetalls durch Zugabe von Mo zu dem Fülldraht oder Flußmittel und ein Verfahren zur Verfeinerung des Feingefüges des Schweißmetalls durch Zugabe von B zu dem Flußmittel oder, dem Draht in Form

509834/0549

einer einfachen Substanz oder in Form von Ferrobor in sehr geringer Menge untersucht, um die Kerbschlageigenschaften des Schweißmetalls wesentlich zu verbessern. Wenn jedoch die Basizität des Flußmittels erhöht wird, um den Sauerstoffgehalt des Schweißmetalls zu senken, ist es unmöglich, die chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls konstant zu halten,und es ist auch unmöglich, stets stabile Kerbschlageigenschaften des Schweißmetalls zu erzielen. Wenn dem Flußmittel oder dem Schweißdraht ein Legierungselement,wie z. B. Mo, zugegeben wird, so wird die Zugfestigkeit des Schweißmetalls unnötigerweise erhöht, was zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit gegen Rißbildung führt. Wenn B dem Flußmittel oder dem Schweißdraht in Form einer einfachen Substanz oder in Form von Ferrobor zugegeben wird, werden dadurch zwar die Kerbschlageigenschaften des Schweißmetails (Schweißgutes) stark verbessert, es ist jedoch dann schwierig, die Ausscheidung von B während des Schweißens unter veränderlichen Schweißbedingungen, wie sie beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr oder während der Herstellung des Flußmittels oder des Schweißdrahtes auftreten, zu verhindern. Wenn B in Form einer einzigen Substanz zugegeben wird, beträgt die zugegebene Menge vorzugsweise 0,01 bis 0,5 %. Wenn B in Form von Fe-B mit 14 bis 23 % Bor zugegeben wird, sollte die Menge weniger als 2,5 % betragen. Wenn die Schweißfurcheyhicht gleichmäßig ist, müssen bei der praktischen Durchführung des Schweißens zur Erzielung einer gleichmäßigen Schweißraupe die Schweißbedingungen in geeigneter Weise kontrolliert werden. Daher wurde ein zufriedenstellender Effekt bisher niemals erhalten, wenn beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr ein konventionelles Flußmittel verwendet wird.

50 9 834/ 0 5A9

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile der konventionellen Technologie zu vermeiden. Ziel der Erfindung ist es insbesondere, ein neues Flußmittel für die Verwendung beim verdeckten Lichtbogenschweißen von Stahl anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Kerbschlageigenschaften des Schweißmetalls (Schweißgutes) stark zu verbessern, das insbesondere ein Schweißgut liefert, das frei von Rissen oder frei von einer Borausscheidung ist.

Diese und andere Ziele der Erfindung können erreicht werden mit einem den Gegenstand der Erfindung bildenden Flußmittel für die Verwendung beim verdeckten Lichtbogenschweißen von Stahl, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es besteht aus oder enthält 10 bis 70 % Eisenpulver, 10 bis 50 % MgO, 3 bis 25 % Ca 0, Carbonat in einer Menge entsprechend 2 bis 25 % CO₂, Boroxyd als solches, in Form einer Verbindung oder Mischung, die Boroxyd enthält, in einer Menge (als B₂O,-Äquivalent) entsprechend 0,01 bis 1,5 % B₂O₃, weniger als 25 % TiO₂ und mindestens ein metallisches Desoxydationsmittel aus der Gruppe Si, Mn, Al, Ti und Legierungen davon. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das oben erwähnte Flußmittel 1,2 bis 5,0 % Si in Form von Fe-Si oder Si-Mn, 1,0 bis 6,0 % Mn in Form von Fe-Mn, metallischem Mangan oder Si-Mn und/oder bis zu insgesamt (Gesamtgewicht) 4,5 % Ti und Al.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

509834/0549

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die den Temperaturgradienten in dem Schweißmetall (Schweißgut) erläutert; Fig. 2 graphische Darstellungen, die den Borgehalt in dem Schweißmetall (Schweißgut) erläutern.

Das erfindungsgemäße Flußmittel enthält Boroxyd in Form der Verbindung oder in Form einer Boroxyd enthaltenden Mischung mit einem niedrigen Schmelzpunkt und einer geringen Dichte an Bor anstelle der einfachen Substanz oder Ferrobor. Während der Schlackenbildungsreaktion geht das Bor in Anwewesenheit von Desoxydationsmitteln, wie Mn, Si, Ti und Al, in das Schweißmetall (Schweißgut) über, wodurch die Ausscheidung (Segregation) von Bor vermieden wird,und es kann ein stabiles Schweißmetall mit ausgezeichneten Kerbschlageigenschaften erhalten werden. Es kann auch eine ausgezeichnete Schweißverarbeitbarkeit und ein schönes Aussehen der Schweißraupe erzielt werden.

Bor wird dem Flußmittel in Form von Boroxyd, z. B. als Verbindung oder als Boroxyd enthaltende Mischung,in einer Menge von 0,03 bis 1,5 Gew.%, bezogen auf B₉O,-, zugegeben. In diesem Falle wird der Schmelzpunkt des Flußmittels extrem herabgesetzt, deshalb ändert sich dann, wenn die Schweißbedingungen geändert werden, das Schmelzverhältnis zwischen dem Schweißdraht und dem Flußmittel nicht so stark wie bei dem konventionellen Flußmittel. Dementsprechend wird die Ausscheidung (Segregation) des Bors in dem Schweißmetall unterdrückt, was zu einer starken Verbesserung der Kerbschlageigenschaften des Schweißmetalls und zur Erzielung

5 09834/0549

eines gesunden Schweißmetalls ohne irgendwelche Rißbildung führt. Wenn nämlich Bor dem Flußmittel in Form der einfachen Substanz oder in Form von Ferrobor zugegeben wird, wird nur ein sehr begrenzter Anteil des Flußmittels durch die Bor enthaltenden Zusätze besetzt. Deshalb ist bei variierenden Teilchengrößen bei einer bestimmten Korngrößenverteilung das Bor mikroskopisch weniger gleichmäßig auf den Flußmittelteibhen mit einer größeren Korngröße verteilt als in Form der einfachen Substanz oder in Form von Ferrobor. Wenn ein solches Flußmittel geschmolzen wird zur Überführung in das Schmelzmetall durch die Wärme des Lichtbogenschweißens gehen die metallischen Borteilchen in Form eines geschmolzenen Tropfens einer bestimmten Größe in das Schweißgut über, wobei jeder geschmolzene Tropfen eine ungleichmäßige Borkonzentration aufweist. D. h. mit anderen Worten, das Bor ist vom mikroskopischen Standpunkt aus gesehen nicht in jedem Teil des Schweißgutes gleichmäßig gelöst. Natürlich wird das geschmolzene metallische Bor bis zu einem gewissen Grade in das geschmolzene Schweißgut eingemischt, der Temperaturgradient des Schweißgutes ist jedoch so steil und das geschmolzene Schweißgut erstarrt entlang der Äquitemperaturlinien auf ähnliche Weise durch Überlappung anstatt durch kontinuierliche Erstarrung, wie in der Figur 1 erläutert, so daß nicht nur Bor, sondern auch die anderen Elemente auf den Äquitemperaturlinien oder den sich überlappenden Korngrenzen in hoher Konzentration ausgeschieden (segregiert) werden, wie das allgemein bekannt ist, wenn diese Elemente dem Flußmittel in Form einer bestimmten Größe der Metallteilchen zugegeben werden.

509834/0549 "

Im Hinblick auf diese Tatsache wird erfindungsgemäß, wenn in dem Flußmittel Bor in Form von Boroxyd enthalten ist, das Boroxyd in der geschmolzenen Schlacke einmal gleichmäßig geschmolzen, dann erfolgt das Schmelzen in das .Schweißmetall (Schweißgut) an der Grenzfläche zwischen der geschmolzenen Schlacke und dem Schweißgut entsprechend dem "Verteilungsgesetz¹¹, so daß in jedem Teil des Schweißgutes die folgende Formel gegeben ist:

Borkonzentration in dem Schweißgut [B] ■ β konstant (K),

Borkonzentration in der Schlacke (B)

d. h. [B] ■

(K)

(B)

Selbst wenn sich die Menge der Schlacke durch Änderung der Schweißbedingungen verändert, ändert sich deshalb der Borgehalt des Schweißgutes nicht in jedem Teil der Schweißraupe. Wenn er sich ändert, ist die Änderung sehr gering, wie aus der Fig. 2 hervorgeht.

Darüber hinaus liegen in der geschmolzenen Schlacke als reduzierende Atmosphäre Desox'ydationsmittel^wie z. B. Mn, Si, Al und Ti_tvor, wodurch das Verhältnis

Borkonzentration in dem Schweißgut [B] Borkonzentration in der Schlacke (B)

509834/ 0 54 9

vergrößert wird. Das Boroxyd in der Schlacke geht nämlich bevorzugt als Bor in das Schweißgut über.

Andererseits ist bei dem konventionellen Schweißverfahren, bei dem ein gebundenes Flußmittel verwendet wird, das metallisches Bor in Form der einfachen Substanz oder in Form von Ferrobor enthält, das eine solche chemische Zusammensetzung hat, daß es hochbasisch ist, die Abkühlungsgeschwindigkeit der Schlacke sehr hoch und es wird nur eine sehr geringe Menge an metallischem Bor in der geschmolzenen Schlakke in Boroxyd umgewandelt, so daß die Abscheidung (Segregation) von Bor in dem Schweißgut nicht vermieden werden kann. Dies ist der Grund dafür, warum die Zugabe von Boroxyd als solchem,in Form einer Verbindung oder einer Mischung, die Boroxyd enthält, von Beginn an vorteilhafte Ergebnisse bei dem Schweißgut liefert.

Erfindungsgemäß sollte das Boroxyd, eine Verbindung oder eine Mischung, die Boroxyd enthält, dem Flußmittel in einer Menge von 0,01 bis 1,5 %, bezogen auf B„0~, zugegeben werden.

Wenn eine Boroxyd enthaltende Mischung oder Verbindung verwendet wird, ist dies bevorzugt ein Boroxyd enthaltendes Glas oder Glasgemisch. Die hier angegebene Menge Boroxyd bezieht sich allgemein auf die Menge B»0_, das als solches, in Form einer Mischung oder in Form einer Verbindung als Boroxydäquivalent zugegeben wird. Bevorzugt beträgt die Menge an Boroxyd mindestens etwa 0,02 %,besonders bevor-

5098 34/0 549

zugt mindestens etwa 0,03 %. Die obere Grenze liegt bevorzugt bei etwa 0,5 %, besonders bevorzugt bei etwa 0,4 %. Besonders gute Ergebnisse werden mit einer Höchstmenge von etwa 0,25 % erzielt.

Innerhalb der oben angegebenen Grenzen ist das Feingefüge des Schweißgutes sehr fein und die Kerbschlagzähigkeit (Schlagfestigkeit) des Schweißgutes ist/vorteilhaft. Bei weniger als 0,03 % reichen jedoch die Kerbschlageigenschaften nicht aus und der Schmelzpunkt des Flußmittels wird nicht genügend herabgesetzt. Oberhalb 1,5 % ist die Zugfestigkeit des Schweißgutes unnötigerweise erhöht, was zur Kraterrißbildung oder zur Bildung von Querrissen auf dem Schweißmetall (Schweißgut) führt,und der Schmelzpunkt des Flußmittels wird zu stark herabgesetzt. Wenn das Bor dem Flußmittel/in Form der einfachen Substanz oder in Forin von Ferrobor zugesetzt wird, ist der Schmelz-

50 9834/05 49

punkt des Flußmittels zu hoch, was zu einer Veränderung der Schweißbedingungen und zu einer Veränderung des Schmelzverhältnisses zwischen dem Schweißflußmittel und dem Schweißdraht und dazu^ührt, daß die in das Schweißgut überführte Bormenge zu groß ist.

Je nach Menge der verwendeten Verbindung oder Mischung, die Boroxyd enthält, je nach dem gewünschten Desoxydationseffekt und der Rückgewinnung dieser Elemente sowie je nach Basizität des Flußmittels und Typs/desselben sollten Desoxydationsmittel, wie Mn, Si, Ti und Al, zugegeben werden. Wenn die nachfolgend angegebenen Arten und Mengen dieser Desoxydationsmittel zugegeben werden, werden die folgenden vorteilhaften Ergebnisse erzielt:

1.) Si-Gehalt in dem Flußmittel in Form von Ferrosilicium und/oder Siliciummangan und dgl.: 1,2 bis 5,0 Gew.%, bezogen auf das gesamte Flußmittel;

2.) Mn-Gehalt in dem Flußmittel in Form von Ferromangan, metallischem Mangan und/oder Siliciummangan und dgl: 1,0 bis 6,0 Gew.%, bezogen auf das gesamte Flußmittel; 3.) der Gesamtgehalt an Ti und Al sollte bis zu 4,5 % betragen.

Außerdem dienen Si und Mn als Reinigungsmittel für das Schweißgut (Schmeißmetall), auf diese Weise verhindern sie die Bildung von Löchern oder Blasen (Lunkern) auf dem Schweißgut und dienen der Beibehaltung der Schönheit der Schweißraupe sowie der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Schweißgutes. Deshalb sind die oben erwähnten

509834/0549

Bereiche an Si und Mh notwendig.Wenn der Si-Gehalt unterhalb 1,2 % und der Mn-Gehalt unterhalb 1,0 % liegt, wird das Schweißgut nicht genügend desoxydiert und gleichzeitig wird die Menge an Bor, die aus dem Boroxyd in das Schweißgut übertragen wird, nicht verbessert. Dann, wenn die Si- und Mn-Gehalte oberhalb der oben angegebenen oberen Grenze liegen, wird zuviel Si und Mh in das Schweißgut übertragen, was zu einer Beeinträchtigung der Zähigkeit des Schweißgutes führt, wenn das Boroxyd innerhalb des oben erwähnten Bereiches liegt.

Dem Flußmittel werden je nach den Si- und Mn-Gehalten die starken Desoxydationsmittel Ti und Al in einer Menge von insgesamt bis zu 4,5 % ,bezogen auf das Gesamtgewicht, zugegeben. Diese Desoxydationsmittel dienen dazu, das vorteilhafte Aussehen der Schweißraupe aufrecht—zu-erhalten und vorteilhafte Kerbschlageigenschaften des Schweißgutes ohne Lochoder Blasenbildung zu erzielen. Dann, wenn die Gesamtmenge an Ti und Al mehr als 4,5 % beträgt, wird eine zu große Menge an Ti und Al in das Schwaißgut übertragen, wodurch die Kerbschlageigenschaften des Schweißgutes nachteilig beeinflußt werden. Deshalb dürfen dem Flußmittel nicht mehr als 4,5 % dieser starken Desoxydationsmittel zugesetzt werden.

Falls erforderlich, können dem Flußmittel gewünschtenfalls noch weitere Legierungselemente, wie Mo, Ni, Cr, zugegeben werden. Die. Verbindung oder Mischung die Boroxyd enthält,sollte bevorzug: eine niedrige Borkonzentration aufweisen und in der Lage sein, den Schmelzpunkt des Flußmittels zu senken, wie z. B.

609834/ 0549

•Λ"

Borsilicatj Borsiliciumglas oder mineralisches Borsilicatanhydrid, d. h. Turmalin, Danborit, Kotoit oder Suanit.

Vorstehend wurde näher beschrieben, warum es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Flußmittels möglich ist, ausgezeichnete Kerbschlageigenschaften zu erzielen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Schweißverarbeitb&rkeit beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr verbessert wird und daß auch das Aussehen der Schweißraupe verbessert wird, wie nachfolgend erläutert wird.

Es ist bekannt, daß Eisenpulver in dem Schweißflußmittel enthalten ist. Die Menge an geschmolzenem Flußmittel ist sehr groß, insbesondere beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr. Dementsprechend dient die Zugabe von Eisenpulver zu dem Flußmittel der Erhöhung der Menge des in das Schweißgut überführten geschmolzenen Metalls, wodurch der Schweißwirkungsgrad verbessert wird. Beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr trägt die Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit stark zu der Schweißverarbeitbarkeit bei. Wenn jedoch dem Flußmittel Eisenpulver in einer Menge von mehr als 70 % zugesetzt wird, nimmt die scheinbare Dichte ( Rohdichte) des Flußmittels zu, wodurch die Verarbeitbarkeit nachteilig beeinflußt und das Aussehen der Schweißraupe verschlechtert werden. Wenn der Eisenpulvergehalt unterhalb 10 % liegt, ist keine Verbeseerung des Schweißwirkungsgrades zu erwarten.

Wenn das MgO in einer Menge von unterhalb 10 % vorliegt,

509834/0549

ist kein Schlackenbildungsvermögen oder kein schönes Aussehen der Schweißraupe zu erwarten und wenn es in einer Menge über 50 % vorliegt, wird kein stabiler Lichtbogen erzeugt, wodurch die Schweißverarbeitbarkeit nachteilig beeinflußt wird.

Das CaO sollte dem Flußmittel in einer Menge von 3 bis 25 %

I -

zugegeben werden und es dient der Verbesserung der Schlacken-fließfähigkeit und der Glättung des Aussehens der Schweißraupe. Wenn es iti einer Menge von mehr als 25 % zugegeben wird, treten auf der Schweißraupe VorSprünge auf.

Das C0„ dient der Stabilisierung des Lichtbogens in Form einer CO«-Atmosphäre. Wenn sein Gehalt weniger als 2 % beträgt, kann der oben erwähnte Effekt nicht erzielt werden, während dann, wenn er mehr als 25 % beträgt,zuviel CO₂ gebildet wird, das zu einer Störung der Verarbeitbarkeit führt.Dementsprechend entspricht die Menge des dem Flußmittel zugegebenen Carbonats

2 bis 25 % CO₂.

Die zugegebene TiO₂-Menge beträgt im allgemeinen weniger als 25 %, vorzugsweise nicht mehr als 20 %, besonders bevorzugt nicht mehr als 15 %. Besonders gute Ergebnisse werden mit einer Menge von weniger als 15 % erzielt.Wenn das TiO₂ in einer Menge von weniger als 15 % zugegeben wird, wird die Haftung zwischen der Schweißraupe und dem Grundmetal !Verbessert und der Glanz der Schweißraupe wird ebenfalls verbessert. Dagegen treten dann, wenn die TiO₂-Menge mehr als 15 % beträgt, Erhebungen und Vertiefungen auf der Schweißraupe auf.

Das erfindungsgemäße Flußmittel sollte daher bestehen aus oder enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flußmittels, 10 bis 70 % Eisenpulver, 10 bis 50 % MgO, .3 bis 25 % CaO,Carbonat

509834/0548

in einer Menge entspeebeadZ bis 25 % GO₀, 0,01 bis 1,5 % B₉O, in Form von Boroxyd, einer Verbindung oder einer Mischung, die Bbroxyd enthält, weniger als 25 % TiO^ipDesoxydationsmittel aus der Gruppe Si, Mn, Al, Ti und legierungen davon, wobei die gegebenenfalls vorhandenen Legierungselemente aus der Gruppe Mo, Ni und Cr ausgewählt werden können. Auf diese Weise kann ein Schweißmetall (Schweißgut) mit einer ausgezeichneten Schweißverarbeitbarkeit und einem schönen Schweißraupenaussehen sowie mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften erhalten werden. Wie die Tabelle IV in Α&& folgenden Beispiel 1 zeigte können dann, wenn die Flußmittelzusammensetzung nicht innerhalb der oben angegebenen Grenze liegt, kein schönes Schweißraupenaussehen oder vorteilhafte mechanische Eigenschaften erzielt werden. Erfindungsgemäß kühnen dem Flußmittel auf Wunsch neben den oben erwähnten wesentlichen Komponenten auch noch SiO₂ ₉ CaF₂, ZrO-, MnO, MnO«, die allgemein in einem gesinterten Flußmittel enthalten sind, in geeigneter Welse zugegeben werden«,

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können? ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung ¥©rlassen wird»

Beispiel 1

Es wurden dieElußmitelinateriglisi der in der folgenden Tabelle I angegebenen Flußmittel der Typen A bis H gründlich miteinander

509834/0549

gemischt, dann wurden 16 % Wasserglas zu einer Mischung zugegeben, wobei das Flußmittel so gesintert wurde, daß die Korngröße der Flußmittelteilchen 1,65 bei 0,21mm (10 bis 65 Tyler-mesh) betrug. Dieses gesinterte Flußmittel wurde in Kombination mit dem Schweißdraht verwendet, dessen chemische Zusammensetzung in der folgenden Tabelle II angegeben ist. Bei der 45°-"Y"-Furche mit einer Fußbreite (Wurzelkerbe) von6 mm betrug die Dicke des Grundmetalls 35 mm; ein

2 hochzugfester Stahl der Klasse von 50 kg/mm wurde einer 1-Seiten-Verschweißung unterworfen, während er auf einer Unterlage lag, die aus einer Kupferfolie (Kupferplatte) und einer Flußmittelunterlage bestand. Die Schweißbedingungen sind in der folgenden Tabelle II angegeben. Die beim Schweißen erzielten Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle IV angegeben.

509834/0549

Tabelle I

Flußmitte!material

Flußmittelmaterial (%)

Flußmittel-Typ BCDEF

Magnesiaklinker

20

15

10

CD
CO
Ca)

Caliumcarbonat (CO₂) 15(6,6) 15(6,6) 8(3,5) 8(3,5) 15(6,6) 15(6,6) 8(3,5) 8(3,5)

Aluminiumoxyd

Rutil Siliciumdioxyd-Sand Zinkoniuradioxyd-Sand Eisenpulver Fe-Si Fe-Ma Fe-Ti Fe-Mo

Glaszusammensetzung (B₂O₃)

5 10

1,5 30

4,5

4
20

1,5
30

20

4,5
1,5
30
4
3
1
1

5 2 5

5,2 1,5 40 4 3 3 1 0,3

5 2 5

3,5 1,5 40 4 3 3 1

4 20

8,5

1,5 40

4 20

8,5

1,5 40

(0,026) (0,172) (0,259) (0,431) (0,036) (0,172) (0,259) (0,431)

cn cn cn

Tabelle II

Chemische Zusammensetzung des Schweißdrahtes (Gew. C Mn Si P S

0,06 0,37 0,01 0,008 0,011

Tabelle III Schweißbedingungen

Elektrode Draht- Draht- Schweiß- Schweiß- Schweiß- Abstand durch- nei- strom span- geschwin-zwischen messer gung (A) nung digkeit den Elek-(mm) (Grad) (v) (cm/Min.) troden

(mm)

L	(ι.)	4	>8	15	1400	35	40	35
T₁	(2.)	4	,8	O	1200	42	40	140
\	(3.)	6	,4	-5	1200	50	40

Fußnote: unter gleichzeitiger. Verwendung der drei Elektroden L, \ und ¹^ wurden drei Schweißlagen übereinander-gelegt.

509834/0549

Tabelle IV

mechanische Eigenschaften und Aussehen der Schweißraupe

des Schweißgutes

Flüßmittel-Typ

Kerbschlageigenschaften Zu^estig- Aussehen

vE-lO(kgxm) vE-6O(kgx m) keit

der

(kg/mm ) Schweißraupe

3,8 8,4 9,0

10,5 4,2 9.8

10,1 9,8

2,0 6,0 5,4 5,8 2,5

■6,3

6,5 . 5,8

56,8 57,3 58,1 64,8 57,0 58,0 59,5 63,8

Δ Δ

GD

Fußnote? die Werte vE-10 und vE-60 stellen Mittelwerte von drei Stücken dar und die Beurteilung des Aussehens der Schweißraupe erfi>l gte nach dem folgenden Schema: <§> sehr gut O gut A mäßig X schlecht

Beispiel 2

Es wurden die in Beispiel 1 angegebenen Flußmittel A, B, C und D verwendet. Als Grundmetall wurde ein Stahl mit einer

2
hohen Zugfestigkeit der 50 kg/ um -Klasse mit einer Dicke von 35 mm verwendet. Die Doppe I f urd^e^ver bindung sstelle wurde unter den in der folgenden Tabelle V angegebenen Schweißbedingungen verschweißt. Die beim Schweißen erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI angegeben.

509834/0549

Tabelle V Schweißbedingungen

Angewende- Anzahl Elek- Schweiß-Schweiß-Schweiß- Abstand tes Schweiß-der trode strom spannung ge- zwischen verfahren Schweiß- (A) (V) schwindig-den Eleklagen keit troden

(cm/Min.) (mm)

Beidseitige Doppel-Väü-	1	L T	1000 1000	37 42	45 45	80
Verschweis- sung	2	L T	1200 1000	35 40	40 4Ö	80
		Tabelle VI

mechanische Eigenschaften und Aussehen der Schweißraupe des Schweißgutes

Flußmittel- Kerbschlageigenschaften Zugfestigkeit Aussehen der

typ	vE-lO(kgxm) vE-60(kgxm)	3,5	(kg/mm )	Schweiß- raupe
A	4,0	6,0	56,9	O
B	8,8	5,8	59,8 .	©
C	9,0	5,8	60,0
D	10,0	63,8	O

Wie vorstehend angegeben, liefert das erfindungsgemäße Flußmittel ein gesundes Schweißgut (Schweißmetall) mit ausgezeichneten Kerbschlageigenschaften, d. h. das beim Schweiesen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Flußmittels gebildete Schweißgut weist vorteilhafte mechanische Eigenschaften und eine sehr gute Verarbeitbarkeit auf. Außerdem unterstützt das in dem Flußmittel enthaltene Boroxyd die Herab-

509834/0549

setzung des Schmelzpunktes des Flußmittels, wodurch das Umschmelzen der bei der ersten Schweißlage gebildeten Schlacke erleichtert wird, wenn das Multielektroden-Schweissen angewendet wird, bei dem eine hohe Wärmezufuhr erforderlich ist. Dadurch wird der Schmelzkrater während des Schweißvorganges stabil gehalten. Durch die vorliegende Erfindung werden sowohl die Schweißverarbeitbarkeit als auch das Aussehen der Schweißraupe stark verbessert.

Patentansprüche!

5 0 9834/0549

Claims

Patentansprüche

1. Flußmittel für die Verwendung beim verdeckten Lichtbogenschweißen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus oder enthält 10 bis 70 % Eisenpulver, 10 bis 50 % MgO, 3 bis 25% CaO, Carbonat in einer Menge entsprechend 2 bis 25 % C0„, Boroxyd.als solches, in Form einer Verbindung oder einer Mischung, die Boroxyd enthält, als Boroxyd-Äquivalent in einer Menge entsprechend 0,01 bis 1,5 % B₂°3' ^weniS^{er als 25 % Ti0}2 ^nnd mindestens ein metallisches Desoxydationsmittel aus der Gruppe Si, Mn, Al, Ti und Legierungen davon.

2. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Si in einer Menge von 1,2 bis 5,0 % in Form von Fe-Si oder Si-Mn, Mn in einer Menge von 1,0 bis 6,0 % in Form von Fe-Mn, in Form von metallischem Mangan oder Si-Mn und Ti und Al in einer Gesamtmenge von bis zu 4,5 % enthält.

' 6-0 9-834/0549

Leerseite