DE2456563B2 - Flussmittel fuer die verwendung beim verdeckten lichtbogenschweissen von stahl - Google Patents

Flussmittel fuer die verwendung beim verdeckten lichtbogenschweissen von stahl

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DE2456563B2 DE19742456563 DE2456563A DE2456563B2 DE 2456563 B2 DE2456563 B2 DE 2456563B2 DE 19742456563 DE19742456563 DE 19742456563 DE 2456563 A DE2456563 A DE 2456563A DE 2456563 B2 DE2456563 B2 DE 2456563B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Flußmittel für die Verwendung beim verdeckten Lichtboiienschweißen 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 Umfang zum Stumpfschweißen (Stoßschweißen) von Stahl verwendet. Außerdem wird seit kurzem zur Verbesserung des Wirkungsgrades das einseitige verdeckte Lichtbogenschweißen, das Multielektrodenschweißen oder das Schweißen unter großer Wärmezufuhhr 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 Schwcißmetalls (Schweißgutes) vergröbert, und an den groben Korngrenzen scheiden sich Niditmetalleinschlüsse aus. Es war daher bisher sehr schwierig, ein Schweißmetaii (Schweißgut) mit ausgezeichneten Kerbschlageigenschaften zu erhalten.
Beim Mullielektrodenschweißen oder beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr werden die Kerbschlageigenschaften des Schweißmetalls und die Schwcißverarbeitbarkeit 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 Verminderung des Sauerstoffgchaltes in dem Schweißmctall (Schweißgut) durch Erhöhung der Basizilät des Flußmittels, ein Verfahren zur Verfeinerung des Fciniiefüues (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 ß zu dem Flußmittel oder dem Draht in Form 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 Zusammensetzungdes Sch weißmeuills 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 Schweißmetalls (Sehweißgutes) 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 Schweißfurche nicht 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.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es. die obenerwähnten 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 Schwcißmetalls (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 szekennzeichnet ist, 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% CO2. Boroxyd als solches, in Form einer Verbindung oder Mischung, die Boroxyd enthält, in einer Menge (als B2OrÄquivalent) entsprechend 0.01 bis 1,5% B2O,, weniger als 25% TiO2 und mindestens ein metallisches Desoxidationsmittel aus der Gruppe Si. Mn. Al. Ti und Legierungen davon. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das obenerwähnte Flußmittel 1.2 bis 5.0'O Si in Form von Fe-Si oder Si-Mn. 1.0 bis 6.0",, Mn 111 Form \on Fe-Mn. metallischem Mangan oder Si-Mn und oder bis zu insgesamt (Gesamtgewicht) 4.5% I i und Al.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
F i g. 1 eine Querschnittsansicht, die den Temperatuniradienten in dem Schweißmetall (Schweißgut) erläutert,
F i g. 2 graphische Darsteiiungew, 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 an Stelle der einfachen Substanz oder Ferrobor. Während der Schlackenbildungsreaktion geht das Bor in Anwesenheit 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 erhallen werden. Es kann auch eine ausgezeichnete Schweißverarbcilbarkeit und ein schönes Aussehen der Schweißraupe erzielt werden.
Bor wird dem Flußmittel in Form von Boroxyd, l. B. als Verbindung oder als Boroxyd enthaltende Mischung, in einer Menge von 0,03 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf B2O3, zugegeben. In diesem Fall 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 Kerbschlageigcnschaften des Sch Weißmetalls und zur Erzielung 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 Flußmittelteilchen 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. Das heißt 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 Äquitemperaturhnien auf ähnliche Weise durch Überlappung anstatt durch kontinuierliche Erstarrung, wie in der F1 g. 1 erläutert, so daß nicht nur Bor, sondern auch die anderen Elemente auf den Äquitemperaturhnien 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.
Im Hinblick auf diese Tatsache wird ertindungsgemäß. 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 Schweißmctall (Schweißgut) an der Grenzfläche zwischen der geschmolzenen Schlacke und dem Schweißgut entsprechend dem »Verteilungsgesetz«, so daß in jedem Teil des Schweißgutes die folgende Formel gegeben ist:
Borkonzentration in dem Schweißgui [B] Borkonzentration in der Schlacke (B) = konstant (K),
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 F i g. 2 hervorgeht.
Darüber hinaus liegen in der geschmolzenen Schlacke als reduzierende Atmosphäre Desoxydationsmittel, wie z. B. Mn, Si. Al und Ti, vor, wodurch das Verhältnis
Borkonzenlration in dem Schweißgut [B]
Borkonzentration in der Schlacke [B)
vergrößert wird. Das Boroxyd in der Schlacke gehl nämlich bevorzugt als Bor in das Schweißgui 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 Abkühlungsgeschwindigkdt der Schlacke sehr hoch, und es wird nur eine sehr geringe Menge an metallischen Bor in der geschmolzenen Schlacke 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 solchen, 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 B2O,, 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 B2O,, 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 bevorzugt 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% erzieh.
Innerhalb der oben angegebenen Grenzen isl das Fcingefüge des Schweißgutes sehr fein, und die Kerbschlagzähigkcit (Schlagfestigkeit) des Schweißgutes isl vorteilhaft. Bei weniger als 0,03% reichen jedoch die Kerbschlageigcnschaftcn 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 Form von Ferrobor zugesetzt wird, ist der Schmelzpunkt des Flußmittels zu hoch, was zu Veränderung der Schweißbedingungen und zu einer Veränderung des Schmelzverhältnisses zwischen dem Schweißflußmittel und dem Schweißdraht und dazu fiihrt, daß die in das Schweißgut überführte Bormcngc 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 AI, 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 u. dgl.: 1.2 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte Flußmittel;
2. Mn-Gehalt in dem Flußmittel in Form von Ferromangan, metallischem Mangan und/oder Siliciummangan u. dgl.: 1,0 bis 6,0 Gewichtsprozent, 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 (Schweißmetall), 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 obenerwähnten Bereiche an Si und Mn notwendig. Wenn der Si-Gehalt unterhalb 1,2% und dier Mn-Gehalt unterhalb 1,0% liegt, wird das Schweißgut nicht genügend desoxydicrt, 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 Mn in das Schweißgut übertragen, was zu einer Beeinträchtigung der Zähigkeit des Schweißgutes führt, wenn das Boroxyd innerhalb des obenerwähnten 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 aufrechtzuerhalten und vorteilhafte Kerbschlageigcnschaften 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 Schweißgut übertragen, wodurch die Kerbschlageigenschaften des Schweißgutes nachteilig beeinflußt werden. Deshalb dürfen dem Flußmittel nicht mehr als 4.5% dieser starken Desoxydationsniittel zugesetzt werden. Falls erforderlich, können dem Flußmittel gcwünschtenfalls noch weitere Legierungsclementc, wie Mo. Ni, Cr. zugegeben werden. Die Verbindung oder Mischung die Boroxyd enthält, sollte bevorzugt eine niedrige Borkonzentration aufweisen und in der Lage sein,
ίο den Schmelzpunkt des Flußmittels zu senken, wie z. B.
Borsilicat, Borsiliciumglas oder mineralisches Borsilicatanhydrid, d. h. Turmalin, Danborit. Kotoit oder Suanil.
Vorstehend wird näher beschrieben, warum es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Flußmittels möglich ist, ausgezeichnete Kerbschlageigenschaften zu erzielen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß die Schweißverarbeitbarkeit beim Schweißen unter starker Wärmezufuhr verbessert wird und daß auch das Aussehen der Schweißraupe ve, bessert 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 Verbesserung des Schweißwirkungsgrades zu erwarten.
Wenn das MgO in einer Menge \on unterhalb 10% vorliegt, ist kein Schlackenbildungsvermögcn 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% zugegeben werden, und es dient der Verbesserung der Schlackenfließfähigkeit und der Glättung des Aussehens der Schweißraupe. Wenn es in einer Menge von mehr als 25% zugegeben wird, treten auf der Schweißraupe Vorsprünge auf.
Das CO2 dient der Stabilisierung des Lichtbogens in Form einer CO2-Atmosphäre. Wenn sein Gehalt weniger als 2% beträgt, kann der obenerwähnte 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 zusecebenen Carbonats 2 bis 25V« CO2.
Die zugegebene TiO2-Mcnge beträgt im allgemeinen weniger als 25%, vorzugsweise nicht mehr ais 20%. besonders bevorzugt nicht mehr als 15%. Besonders gute Ergcbnisssc 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 Grundmetall verbessert, und der Glanz der Schweißraupe wird ebenfalls verbessert. Dagegen trcicn dann, wenn die
TiO2-Mengc 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 in einer Menge entsprechend 2 bis 25% CO2, 0,01 bis 1,5% B2O., in Form von Boroxyd, einer Verbindung oder einer Mischung, die Boroxyd enthält, weniger als 25% TiO2, ein Desoxydationsmittel aus der Gruppe Si, Mn, Al, Ti und Legierungen davon, wobei die gegebenenfalls vorhandenen Legierungselemenle 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 dem folgenden Beispiel 1 zeigt, können dann, wenn die Flußmittelzusammensetzung nicht innerhalb der oben angegebenen Grenze liegt, kein schönes Schweißraupenaussehen oder vorteilhafte mechanische Eigenschaften erzielt werden. Erfindungsgemäß können dem Flußmittel auf Wunsch neben den obenerwähnten wesentlichen Komponenten auch noch SiO2, CaF2, ZrO, MnO. MnO2, die allgemein in einem gesinterten Flußmittel enthalten sind, in geeigneter Weise 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 verlassen wird.
Beispiel 1
Es wurden die Flußmittelmaterialien der in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Flußmittel der Typen A bis H gründlich miteinander gemischt, dann wurden 16% Wasserglas zu einer Mischung zugegeben, wobei das Flußmittel so gesintert wurde, daß die Korngröße der Flußmittelteilchen 1,65 bei 0,21 mm (10 bis 65 Tyler-mesh) betrug. Dieses gesinterte Flußmittel wurde in Kombination mit dem Schweißdraht verwendet, dessen chemische Zusammensetzung in der folgenden Tabelle 11 angegeben ist. Bei der 45°-»Y«- Furche mit einer Fußbreite (Wurzelkerbe) von 6 mm betrug die Dicke des Grundmetalls 35 mm; ein hochzugfester Stahl der Klasse von 50 kg/mm2 wurde einer Ein-Seiten-Verschweißung unterworfen, während er auf einer Unterlage lag, die aus einer Kupferfolie (Kupferplaite) 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.
Tabelle I
Flußmittelmaterial Flußmittelmaterial (%) B C D E F G H 1 j
Flußmittel-Typ 20 15 15 15 15 10 10 20 20
A 15 8 8 15 15 8 8 11 7
Magnesiaklinker 20 (6.6) (3,5) (3,5) (6,6) (6,6) (3.5) (3,5) (5.0) (3.0)
Caliumcarbonat 15 5 4.5 3 5 5 5 5 4.5 4,5
(CO,) (6,6) 5.5 4 3 2 2 4 4 4 4
Aluminiumoxyd 5 5 20 20 5 5 20 20 3 10
Fluorit 4,2 7 5 4.5 5,2 3.5 8.5 8,5 7 10
Rutil 5
Siliciumdioxyd- 10 1.5 1,5 1.5 1,5 1,5 1.5 1,5 — —
Sand
Zinkoniumdioxyd- 1.5 30 30 30 40 40 40 40 40 40
Sand 4 4 4 4 4 4 4 4 3.5
Eisenpulver 30 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Fe-Si 44 1 1 1 3 3 3 3 1 0.2
Fe-Mn 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Fe-Ti 1 2 3 5 0,3 2 1 5 2.3 2,9
Fe-Mo 1
Glaszusammen- 0,3 (0.172) (0.259) (0.431) (0,036) (0,172) (0.259) (0,431) (0.200) (0.2i
selzung
(B2O3) (0.026)
Tabelle Il
Chemische Zusammensetzung des Schweißdrahtes (Gewichtsprozent)
Mn
Si
0.37
0.01
0,008
0.011 509587/l·
ίο
Tabelle 111 Schweif! bedingungen
Mcklrocl C Draht-
durch messer		 Drahlncigiing Sch weißst rom Schucißspiinming Schwciß-
gcschuindigkcil		 AbM.nut
/wischen ilen
Elektroden
(mm) iGradl (Λ) |V| I cm M in. I Imnil
L
T1
7;		 (I)
(2)
(3)		 4,8
4,8 ■
6.4		 15
0
_ 5		 1400
1200
1200		 35
42
50		 40
40
40		 35
140
Unier gleich/eiliger Verwendung der drei Elektroden L. T1 und 7, wurden drei Schweißlagen übcrctnandcrgclcgl.
Tabelle IV
Mechanische Eigenschaften und Aussehen der Schweißraupe des SchweiBgutes
Flußmittel-Typ Kerbschlageigcnschaften \Έ W) (kg
vE - 10 (kg m| 2.0
A 3.8 6 0
B 8,4 5.4
C 9,0 5.8
D 10.5 2.5
E 4,2 6.3
F 9,8 6.5
G 10,1 5.S
H 9.8 5.7
I 8.1 5.9
J 10.5
Zugfestigkeil Aussehen der
Schweißniupc
lkg nmr)
56.8 O
57.3 ©
58.1 Δ
64.8 Δ
57.0 ©
58.0 ®
59.5 X
63.8 X
59.0 ©
57.2
Die Werte vE—10 und vE—60 stellen Mittelwerte von drei Stücken dar. und die Beurteilung des Aussehens der Schweißraupe erfolgte nach dem folgenden Schema: (§> = sehr gut. = gut. Δ = mäßig, χ = schlecht.
Beispiel
Es wurden die im Beispiel I angegebenen Flußmittel A. B. C und D verwendet. Als Grundmetall wurde eil Stahl mit einer hohen Zugfestigkeit der 50-kg/mnr-Klasse mit einer Dicke von 35 mm verwendet. Die Doppcl furchenverbindungsstelle wurde unter den in der folgenden Tabelle V angegebenen Schweißbcdiniumüen ver schweißt. Die beim Schweißen erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden"Tabelle VI anceceben.
Tabelle V Schweißbedincumicn
Angewendetes Schweißverfahren
Beidseitigc Doppcl-Vau-Vcrschvveißung
Anzahl der Elektrode
Schwcißlaeen
Sehweißstrom Schweiß Schweißge- Abstand
spannung sehwindigkcii /wischen den
Elektroden
IAI IV, lern Mm.) I mm ι
1000 37 45 80
1000 42 ■45 80
1200 35 40 SO
1000 40 40 80
^1 12
.- ... VI Wie vorstehend angegeben, liefert das crfinuungs-
gemäße Flußmittel cin^gcsundes Schweißgut (Schweiß-
■,.,,,■· , r, . . . metall) mil ausgezeichneten Kerbschlatieiucnschaften.
Mechanische h.genschaf.en und Aussehen d_ das ^ Schwcjßcn untcr verwcnduim des
der Schwcßraupc des Sehwe.ßgutes $ crfindungsgcmüßen FlulJmiUcls gebildete Schweißgut
weist vorteilhafte mechanische Eigenschaften und eine sehr gute Vcrarbcitbarkeil auf. Außerdem unterstützt das in dem Flußmittel enthaltene Boroxyd die Herabsetzung des Schmelzpunktes des Flußmittels, wodurch ίο das Umschmelzen der bei der ersten Schweißlage gebildeten Schlacke erleichtert wird, wenn das Multiclektrodcn-Schweißen angewendet wird, bei dem eine hohe Wärmezufuhr erforderlich ist. Dadurch wird der Schmelzkraler während des Schweißvorganges stabil gehalten. Durch die vorliegende Erfindung werden sowohl die Schweißverarbeitbarkeil als auch das Aussehen der Schweißraupe stark verbessert.
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C 9.0 5.8 60.0 ©
t> 10.0 5.8 63,8 O
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    !. Flußmittel für die Verwendung beim verdeckten Lichtbogenschweißen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß es besieht aus oder enthält 10 bis 70% Eisenpulver, 10 bis 50% MgO, 3 bis 25% CaO, Carbonat in einer Menge entsprechend 2 bis 25% CO2, 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% B2O3, weniger als 25% TiO2 und mindestens ein metallisches Desoxydationsmittel aus der Gruppe Si, Mn, Al, Ti und Legierungen davon.
  2. 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.
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