DE2552971B2

DE2552971B2 - Verwendung einer Eisenlegierung für eine nackte Schweißelektrode mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm in einem Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren

Info

Publication number: DE2552971B2
Application number: DE2552971A
Authority: DE
Inventors: Isao Fujisawa Aida; Tomokazu Kamakura Godai; Masatoshi Yokohama Nakagaki
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1974-11-27
Filing date: 1975-11-26
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2552971A1; JPS5161448A; US4068113A; CA1071441A; IT1054662B; JPS5653472B2; DE2552971C3

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Eisenlegierung mit bis -. j 0,12 Gew.-% C, bis zu 0,8 Gew.-% Si, Ibis zu 3,0 Gew.-% Mn, bis zu 0,?* Gew.-% Ti oder, bei einem Gehalt von 0,0005 bis 0,015 Gew.-% B, bis zu 0,19 Gew.-% Ti und mindestens einer- Vertreter aus der Gruppe Ni in einer Menge von bis zu 4,0 Gew.-%, Cr in einer Menge von bis zu 0,8 Gew.-% und Mo in einer Menge von bis zu 1,0 Gew.-% und einem Kohlenstoffäquivalent (Ceq), ausgedrückt durch die Formel

Ceq = C + '/eMn + '/24 Si + '/40 Ni + Us Cr + ¹AMo

worin jedes Elementsymbol den Gehalt des Elementes in Gew.-% angibt, bis zu 0,60% für eine nack'e Schweißelektrode mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm in einem Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren, bei dem ein Tieftemperaturstrahl unter Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500 A in einem hauptsächlich aus Inertgas wie Ar, He od. dgl. bestehenden Schutzgas geschweißt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung einer Eisenlegierung der vorstehend angegebenen Zusammensetzung, deren Kohlenstoffäquivalent, Lusgedriickt durch die oben angegebene Formel, weniger als 0,55% beträgt, zu dem vorstehend angegebener. Zweck, die eine gute Schweißverbindung mit guten Eigenschaften, insbesondere einer hohen Kerbschlagzähigkeit, ergibt.

Beim konventionellen Schutzgas-Schweißen von Stahl werden im allgemeinen feine Drähte mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1,6 mm verwendet und beim Schweißen wird ein maximaler Schweißstrom von 400 A angewendet. In einem solchen konventionellen Verfahren kann die an sich ungenügende Kerbschlagzähigkeit der Schweißverbindung dadurch verbessert werden, daß man den Sauerstoffgehalt des zum Schweißen verwendeten Schutzgases verringert. Dies reicht jedoch nicht aus, um den ständig steigenden Anforderungen in bezug auf die Verbesserung und Erhöhung des Arbeitswirkungsgrades und der Schweißkapazität beim Schutzgas-Schweißen zu genügen. Insbesondere beim Schweißen von Tieftemperaturstahl werden häufig verhältnismäßig dicke Platten verwendet, um diesen Anforderungen zu genügen, und daraus müssen Produkte mit einer ausgezeichneten Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit hergestellt werden (vgl. Fig.1 und 2).
Eine Möglichkeit, diesen Anforderungen zu genügen, ist beispielsweise das sogenannte Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren, bei dem ein Draht mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm verwendet und das Schweißen unter Anwendung eines hohen Schweißstromes durchgeführt wird, um den Wirkungsgrad bei der Schutzgas-Schweißung zu verbessern. Bei diesem Schweißverfahren ist jedoch die Abkühlungsgeschwindigkeit des Schweißmetalls geringer als beim Schutzgas-Schweißverfahren, bei dem ein Draht mit einem kleinen Durchmesser verwendet wird, wodurch die Korngröße des Schweißmetalls zunimmt Eine Verbesserung der Kerbschlagzähigkeit der Schweißverbindung ist mit diesem Verfahren jedoch nicht möglich.

Eine bekannte Methode zur Verhinderung der Kornvergröberung in dem Schweißmetall besteht darin, der Eisenlegierung Ti oder Ti + B zuzusetzen, oder das Korn zu verfeinern und dadurch die Kerbschlagzähigkeit zu verbessern (vgl. zum Beispiel die japanische Patentpublikation 12 258/68). In dem Kochstrom-lnertschutzgas-Schweißverfahren kann jedoch die Tieftem-

jo peratur-Kerbschlagzähigkeit allein durch Zugabe dieser Elemente kaum verbessert werden, und es können insbesondere keine guten Ergebnisse erzielt werden, wenn diese Methode auf das Hochstrom-Inertschutzgasschweißen von Tieftemperaturstah! angewendet wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 91 972 ist eine drahtförmige Schweißelektrode aus einer Eisenlegierung zur Herstellung von Schweißungen mit einer hohen Streckgrenze und einer guten Kerbschlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen bekannt, die aus 0,05 bis 0,11% Kohlenstoff, 1,40 bis 2,34¹W Mangan, 0,29 bis 0,49% Silicium, 1,56 bis 3,00% Nickel, 0,00 bis 1,61% Chrom, 0,38 bis 0,60% Molybdän, 0,010 bis 0,025% Titan, Rest Eisen und üblichen Verunreinigungen besteht.

Aus der deutschen Auslegeschrift 20 61 606 ist die Verwendung einer Schweißelektrode aus einer mit Nickel, Chrom, Molybdän und Mangan schwach legierten Stahllegierung zur Erzielung eines Schweißgutes mit einer Streckgrenze über 91,4 kp/mm² und einer

ω Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bei minus 51⁰C von über 2,75 mkp bekannt, die 0,07 bis 0,10% Kohlenstoff, 0,35 bis 0,75% Mangan, 0,25 bis 0,55% Silicium, 0,20 bis 1,35% Chrom, 3,0 bis 4,0% Nickel, 0,35 bis 1,0% Molybdän, bis 0,012% Phosphor, bis 0,012% Schwefel, Rest Eisen enthält. Auch aus der deutschen Offenlegungsschrift 17 83 090 ist eine drahtförmige Schweißelektrode zum Lichtbogenschweißen in einer Schutzgasatmosphäre bekannt, die 0,05 bis 0,11% Kohlenstoff, 1,40 bis 2,34% Mangan, 0,29 bis 0,49% Silicium, 1,56 bis 3,00% Nickel, 0,12 bis 1,61% Chrom, 0,38 bis 0,60% Molybdän, 0,10 bis 0,025% Titan und als Rest Eisen enthält,

Diese bekannten Schweißelektroden können jedoch nicht in Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren eines gesetzt werden, da sie in diesem Falle einen großen Durchmesser von mindestens 3,0 mm aufweisen müssen, die beim Schweißen ein Schweißmetall liefern, das leicht zur Rißbildung neigt.

Es ist nämlich bekannt, daß beim Schutzgasschweißen der Schweißwirkungsgrad durch Anwendung hoher Schweißstrcme verbessert werden kann. Bei Verwendung eines Schweißdrahtes mit einem kleinen Durchmesser kann jedoch auch bei Anwendung eines hohen Schweißstromes keine Ausdehnung des Lichtbogens erzielt werden, weil der Drahtdurchmesser zu gering ist Es tritt dabei ein abnormes Schmelzen nur in den Bereichen unmittelbar unterhalb des Lichtbogens und eine übermäßige Ablagerung des Schweißdrahtmaterials durch die Joule-Wärme auf. Es kann demzufolge keine normale Penetration erzielt werden. Außerdem bildet das aufgetragene Schweißmetall konvexe Schweißraupen, so daß eine unzureichende Verschmelzung zwischen dem Grundmetall und dem Schweißmetall auftritt. Um nun das Auftreten dieser unerwünschten Phänomene zu vermeiden, wird ein Schweißdraht mit einem großen Durchmesser verwendet, um die Ausdehnung des Lichtbogens zu verbreitern. Bei Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500A, wie er beim Hochstrom-Schutzgas-Schweißen angewendet wird, muß jedoch zur Erzielung eine? guten Schweißwirkungsgrades ein Schweißdraht mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm verwendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung von Mindestens 3,0 mm dicken Schweißdrähten der obengenannten Zusammensetzung Schweißverbindungen entstehen, deren Oberfläche, wie bereits erwähnt, zur Rißbildung neigt.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Eiseniegie- jo rung zu entwickeln, die in Form eines Schweißdrahtes mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm für das Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren zum Schweißen von Tieftemperaturstahl unter Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500 A verwendet werden kann, die Schweißverbindungen liefert, in denen die bisher stets zu beobachtende Rißbildung nicht auftritt.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man bei einer Eisenlegierung der eingangs genannten Zusammensetzung die Kohlenstoff-, Mangan-, Silicium-, Nickel-, Chrom- und Molybdängehalte so aufeinander abstimmt, daß das Kohlenstoffäquivalent, ausgedrückt durch die nachfolgend angegebene Formel, einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet.

Zwar ist aus der britischen Patentschrift 10 84 231 ein Hinweis zu entnehmen, nachdem die Schweißbarkeit von Baustählen dadurch verbessert werden kann, daß man das Kohlenstoffäquivalent gemäß der nachstehenden Definition innerhalb bestimmter Grenzen hält, von der Verwendung einer solchen Eisenlegierung für eine nackte Schweißelektrode mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm in einem Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren ist darin jedoch nicht die Rede.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung einer Eisenlegierung mit bis zu 0,12 Gew.-°/o C, bis zu 0,8 Gew.-% Si, bis zu 3,0 Gew.-% Mn, bis zu 0,25 Gew.-% Ti oder, bei einem Gehalt von 0,0005 bis 0,015 Gew.-% B, bis zu 0,19 &o Gew.-% Ti und mindestens einem Vertreter aus der Gruppe Ni in einer Menge bis zu 4,0 Gew,-%, Cr in einer Menge von bis zu 0,8 Gew.-% und Mo in einer Menge von bis zu 1,0 Gew.-o/o und einem Kohlenstoffäquivalent (Ceq), ausgedrückt durch die Formel

Ceq = C + VeMn + 1/24 Si + 1/40 Ni + 1/5 Cr + 1/4 Mo worin jedes Elementsvmbol den Gehalt des Elementes in Gew.-% angibt, bis zu 0,60% für eine nackte Schweißelektrode mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm in einem Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahrer·., bei dem ein Tieftemperaturstahl unter Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500 A in einem hauptsächlich aus Inertgas wie Ar, He od. dgl. bestehenden Schutzgas geschweißt wird.

Mit der erfindungsgemäß in Form einer nackten Schweißelektrode mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm in einem Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren verwendeten Eisenlegierung der obengenannten Zusammensetzung zum Schweißen eines Tieftemperaturstahls unter Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500 A in einem Inertgas der genannten Zusammensetzung ist es möglich, die bei derartigen Schweißungen bisher stets zu beobachtende Rißbildung in dem Schweißmetall zu vermeiden. Dadurch ist es möglich, Schweißverbindungen mit einer guten Beständigkeit gegen Rißbiidung, insbesondere einer hohen Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit, bei einem hohen Schweißwirkungsgrad zu erzielen.

Besonders vorteilhafte Ergebnv .e können dadurch erzieh werden, daß man erfindungsger:aß eine Eisenlegierung der vorstehend genannten Zusammensetzung zu dem angegebenen Zweck verwendet, deren Kohlenstoffäquivalent entsprechend der vorstehenden Definition veniger als 0,55% beträgt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf das Mehrfach-Elektrodenschweißen angewendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Kohlendioxidgas-Mischungsverhältnis und den Sauerstoffgehalt des Schweißmetalls beim Schutzgas-Schweißen erläutert,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Kohlendioxidgas-Mischungsverhältnis und der Kerbschlagzähigkeit des Schweißmetalls bei Verwendung des gleichen Schweißdrahtes beim Schutzgas-Schweißen erläutert, und

Fig. 3 ein Diagramm, welches die Beziehung zv.ischen der absorbierten Energie und der festgestellten Temperatur bei Verwendung eines Schweißdrahtes aus der erfindungsgemäß verwendeten Eispnlegierung und eines Vergleichs-Schweißdrahtes erläutert.

Dp.t Grund dafür, warum beim Hochstrom-Schweißen ein hauptsächlich aus einem Inertgas wie Ar, He od. dgl. bestehendes Schutzgas verwendet wird, ist der, daß das Schweißmetall übermäßig stark oxidiert und die Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit nicht verbessert werden kann, wenn kein derartiges Schutzgas verwendet wird, da zum Schweißen ein hoher Schweißstrom von mindestens 500 A angewendet wird.

D ;r Gehalt der Schutzgasatmosphäre an Inertgas wie Ar, He od. dgl. beträgt vorzugsweise mindestens 60%, und der Gehalt au einem reaktionsfähigen Gas wie CO?, O2 od. dgl. beträgt vorzugsweise weniger als 40%.

Die erfindur.gsgemäß verwendete Eisenlegierung darf höchstenr. 0,12 Gew.-% Kohlenstoff enthalten. Wenn der Kohlenstoffgehalt mehr als 0,12 Gew.-% beträgt, entstehen beim Hochstrom-Schutzgas-Schweißen in der Schweißverbindung leicht Hocbter.iperaturrisse und ihre Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit nimmt ab. Bei Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500A übt das in der erfindungsgemäß verwendeten Eisenlegierung enthalteine Silicium eine starke desoxidierende Wirkune aus. Wenn nun aber der

Siliciumgehalt 0.8 Gew.-% übersteigt, nimmt die Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit des Schweißmetalls ab, und bei Anwendung eines hohen Schweißstromes entstehen leicht Hochtemperaturrisse. Mangan ist ein starkes Desoxidationsmittel, und es verbessert die ; Kerbschlagzähigkeit. Wenn der Mangangehalt jedoch 3,0 Gew.-% übersteigt, nimmt die Festigkeit des Schweißmetalls zu, während die Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit und die Beständigkeit gegen Rißbildung abnehmen. Wenn nun das Schweißen unter Anwendung m eines hohen Stromes von 500 A oder mehr durchgeführt wird, muß eine Eisenlegierung verwendet werden, die eine geringe Menge Titan enthält, um das Korn /u verfeinern. Titan kann in einer Menge von bis zu ü.25 (ieu.'Vii zugegeben werden, wenn kein Bor in der r, Eisenlegierung enthalten ist. Wenn der Titangehalt 0.25 Gew.-"/» übersteigt, wird das Schweißmetall drastisch gehärtet und spröde. Bor kann in einer Menge von 0.00(V3 bis 0.01) Gew.-°/n zugegeben weiüen, wobei die jeweils verwendete Menge in Abhängigkeit von der ;r Zusammensetzung des Schutzgases, der Höhe des .Schweißstromes, der Wärmezufuhr beim Schweißen und den übrigen Bedingungen in geeigneter Weise ausgewählt wird bei gleichzeitiger Anwesenheit von bis /u 0.14 Gc\v.-°/ii Titan. Die Zugabe von Bor dient der : Verbesserung der Tieftempcratur-Kerbschlagzähigkeit. Wenn jedoch der Bohrgehalt 0,015 Gew.-% übersteigt, nimmt die Tieftcmpcratiir-Kerbschlagzähigkeit wieder drastisch ab.

Die erfindungsgemäß verwendete Eisenlegierung κ enthält außerdem noch mindestens ein Element aus der Gruppe Nickel. Chrom und Molybdän in einer Menge, die in Abhängigkeit von ihren Gehalten an Kohlenstoff. Mangan, Silicium und Titan festgelegt wird. Wenn jedoch der Nickelgehall 4.0 Gew.-°/n. der Chromgehalt 0.8 Gew.% oder Molybdängehalt 10 Gew.-% übersteigt, wird das .Schweißmetall gehärtet oder die Beständigkeit gegen Rißbildung nimmt ab. und es werden keine guten Ergebnisse mehr erhalten.

Das kritische Merkmal der erfindungsgemäß verwendeten Eisenlegierung besteht darin, daß ihr Kohlenstoffäquivalent Ceq gemäß der obigen Definition höchstens abO'Vii. vorzugsweise weniger als 0.5V" betragen muß. Die erfindungsgemäß emelbaren ausgezeichneten Effekte bei Erfüllung der vorgenannten Bedingungen sind vermutlich auf die spezifischen Wechselbeziehungen /wischen der verwendeten Schutzgasatmosphäre, dem angewendeten .Schweißstrom, dem Durchmesser de verwendeten nackten Schweißelektrode und der Zusammensetzung der zu ihrer Herstellung erfindungsgemäß verwendeten Eisenlegierung zurückzuführen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel I

Das Schweißen wurde unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen unter Verwendung eines .Schweißdrahtes mit der in der folgenden Tabelle 1 angegebnen Zusammensetzung durchgeführt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 1

Chemische Zusammensetzung des SchweiEdrahtes (Gew.-%)

Schweiß- C
draht

Si

Mn

Ni

Cr

Ti

Ceq

Henierkiingen

0.06
0.07

0.30
0.31

1,90

1,74

1,40
1.34

0.30
0,08

0,50 0.48

Vergleichsmat.

erfindungsgem. verw. Material

Verwendete Stahlplatte:
Schutzgas:

Schweißdrahtdurchmesser:
Schweißbedingungen
Schweißstrom:
Schweißspann-ng:

Stahl mit 3,5% Ni
einer Dicke von 32 mm
Ar+10% CO₂.
50 l/min
4.0 mm

700A
25 V

Schweißgeschwindigkeit: 35 cm/min.

4-, Tabelle Charpy-Kerbschlagzähigkeitv'mkp) des Schweißmetalls

Schweißdraht

60

65 vE-60 C

vE-80 C

II 1,2
14,4

0.⁷ 7,9

eine Schweißlage auf beiden Oberflächen Bei den in diesem Beispiel verwendeten Schweißdrähten handelte es sich um Ti-Schweißdrähte, welche die Bedingung Ceq < 0,60 erfüllten. Der Draht I hatte einen Ti-Gehak von 0,30 Gew.-% und der Draht II hatte einen Ti-GehaJt von 0,08 Gew.-%. Aus den obigen Versuchsergebnissen ist zu ersehen, daß das unter Einsatz des erfindungsgemäß verwendeten Schweißdrahtes II hergestellte Schweißmetall eine sehr gute Kerbschlagzähigkeit aufwies.

Beispiel 2

Das Schweißen wurde unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen unter Verwendung eines Schweißdrahtes der in der folgenden Tabelle 3

angegebenen Zusammensetzung durchgeführt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 3

Chemische Zusammensetzung des Schweißdrahtes (Gew.-%)

Schweiß- C
draht

Si

Mn

Ni

Cr Mo

Ti

Ceq

Bemerkungen

0.06

0.04

0.30 0.30

2.00 1.87 0.51
0,30

0.14
0.12

0.020
0.006

0,53 0,44

Vergleichsmat.

erfindungsgem. verw. Material

Verwendete Stahlplatte:

Schutzgas:

Schweißdrahtdurchmesser: Schwel libedingungen
Schweißstrom:
Schweißspannung:

Schweißgeschwindigkeit: 37 cm/min.

Stahl mil 3.5% Ni für Tieftcmperaturzwcckc einer Dicke von 25 mm Ar+ 10% CO₂. 50 l/min 4,0 mm

650 Λ 25 V

Tabelle 4

Charpy-KerbschlagziihigkeiUmkp) des Schweißmetalls

Schweißdraht

vL-M) (

vt-811

3,0
12,0

1,2 8.7

eine Schweißlage auf beiden Oberflächen

2) Bei den in diesem Beispiel verwendeten Schweißdrähten handelte es sich um Ti-B-Schweißdrähte, die der Bedingung Ceq < 0.60 genügten. Der Schweißdraht III hatte einen B-Gehalt von 0,020 Gew.-% und der Schweißdraht IV hatte einen B-Gehalt von 0,006

i'i Gew.-%. Aus den Ergebnissen der Tabelle 4 geht hervor, uaß der erfindungsgemäß verwendete Schweißdraht IV eine sehr gute Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit ergab.

. B e i s ρ i e 1 3

Das Schweißen wurde unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen unter Verwendung eines Schweißdrahtes mit der in der folgenden Tabelle 5 angegebenen Zusammensetzung durchgeführt. Die 4i) dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 5

Chemische Zusammensetzung des Schweißdrahtes (Gew.-%)

Schweißdraht

Si

Mn

Ni

Cr Mo

Ti

Ceq

Bemerkungen

0,07
0,07

0,31 0,28

2,15 1,86

3,8 1,04 0,28
0.Γ9

0,13

0,04

0,008
0,004

0,64 0,52

Vergleichsmat.

erfindungsgem. verw. Material

Verwendete Stahlplatte:

Schutzgas:

Stahl mit 2,5% Ni für Tieftemperaturzwecke einer Dicke von 25 mm

Ar+ 10% CO₂, 50 l/min

Schweißdrahtdurchmesser: 4,0 mm Schweißbedingungen Schweißstrom: 700 A Schweißspannung: 26 V Schweißgeschwindigkeit: 30 cm/min.

60

65

eine Schweißlage auf beiden Oberflächen

Tabelle 6

Charpy-Kerbschlagzähigkeit (cmkp) des SchweiU-metails

Draht

vE-60 C

vE-80 C

V
VI

2,5
14,3

10,5

Aus dem Vergleich des Schweißdrahtes V mit einem Ceq-Wert von mehr als 0,60 mit dem erfindungsgernäß verwendeten Schweißdraht Vl ist zu ersehen, daß eine gute Kerbschlagzähigkeit nur dann erhalten werden kann, wenn der Ceq-Wert in einer geeigneten

10

10 chemischen Zusammensetzung auf 0,60 oder weniger eingestellt wird. Dies ist auch aus den in der Fig. 3 dargestellten Ergebnissen zu ersehen. Der erfindungsgemäß verwendete Schweißdraht Vl war nämlich ausgezeichnet im Gegensatz zu dem Vergleichsschweißdraht V, der die Bedingung Ceq<0,60 nicht erfüllte.

Beispiel 4

Das Schweißen wurde unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen unter Verwendung eines Schweißdrahtes der in der folgenden Tabelle 7 angegebenen Zusammensetzung durchgeführt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle 8 angegeben.

Tabelle 7

Chemische Zusammensetzung des Schweißdrahtes (Gew.-%)

Schweißdraht

Si

Mn

Ni

Cr Mo

Ti

Ceci Bemerkungen

VII (Durch- 0,07 0.
messer 1,6 mm)

VIII (Durch- 0,07 0.
messer 4,0 mm)

Verwendete Stahlplatte:

Schutzgas:
Schweißdrahtdurchmesser:

Schweißbedingimgen
Schweißstrom:

Schweißspannung:

Schweißgeschwindigkeit:

0,40 0,12 0,008 0,52 Vergleichsmat.

0,40 0,12 0,008 0,52 erfindungsgem.

verw. Material

28 1,90 1,02
28 1,90 1,02

Stahl mit 2,5% Ni für Tief temperaturzwecke einer Dicke von 25 mm Ar+10% CO₂
1,6 mm (Schweißdraht
VII) oder 4,0 mm
(Schweißdraht VIII)

330 A (Schweißdraht

VII) bzw. 700 A

(Schweißdraht VIII)

27 V (Schweißdraht VII) bzw. 26 V (Schweißdraht

VIII) 7 Schweißlagen auf der Rückseite und 5 Schweißla-40 cm/min (Schweiß- gen beim Abschluß (Schweißdraht VII) oder eine draht VII) bzw. 45 Schweißlage auf beiden Oberflächen (Schweißdraht 30 cm/min (Schweiß- VIII)

draht VIII).

Tabelle 8

Charpy-Kerbschlagzähigkeit (mkp) des Schweißmetalls

Schweißdraht

vE-60 C vE-80 C

VII
VIII

1,2 0,9

15,8 8,8

Aus den Ergebnissen dieses Beispiels ist zu ersehen, daß der erfindungsgemäß verwendete Schweißdraht VII mit einem Durchmesser von 4,0 mm eine ausgezeichnete Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit ergab gegenüber dem Vergleichsschweißdraht VII mit einem Durchmesser von 1,6 mm, wobei beide Schweißdrähte die gleiche chemische Zusammensetzung hatten.

Beispiel

Das Schweißen wurde unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen unter Verwendung eines Schweißdrahtes der in der folgenden Tabelle 9 angegebenen Zusammensetzung durchgeführt Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle 10 angegeben.

Tabelle 9

Chemische Zusammensetzurig des SchweiBdrahtes (Gew.-%)

Schweiß- C
draht

0,13
0,06

Si

Mn

Ni

Cr Mo

Ti

Ceq

0,29 0,31

2,07 2,00

0,45 0,35 0,32
0,30

0,13
0,09

0,66
0,55

Bemerkungen

Vergleichsmat.

erfindungsgem. verw. Material

Verwendete Stahlplatte: Schutzgas:

Schweißdrahtdurchmesser: Schweißbedingungen
Schweißstrom:
Schweißspannung:
Schweißgeschwindigkeit:

Stahl mit 3,5% Ni einer Dicke von 32 mm Ar+ 10% CO₂, 50 l/min 4,0 mm

700A

26 V

35 cm/min.

eine Schweißlage auf beiden Oberflächen

Tabelle K)

^|r> Charpy-Kerbschlagzähigkeit (cmkp) des Schweißmetalls

Schweißdraht

vE-#) C"

vK-80 C

5,5
15,2

1,7
13,2

In diesem Beispiel wurde der erfindungsgemäß verwendete Schweißdraht X mit dem Vergleichsschweißdraht IX mit einem höheren Ceq-Wert als 0,60 verglichen. Beide Schweißdrähte waren solche des G—Si — Mn—Cr-Mo—Ti-Systems. Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daB eine gute Kerbschlagzähigkeit nur dann erzielt werden kann, wenn der Ceq-Wert in einer geeigneten chemischen Zusammensetzung auf 0,60 oder weniger eingestellt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Eisenlegierung mit bis zu 0,12 Gew.-% C, bis zu 0,8 Gew.-% Si, bis zu 3,0 Gew.-% Mn, bis zu 0,25 Gew.-% Ti oder, bei einem Gehalt von 0,0005 bis 0,015 Gew.-% B, bis zu 0,19 Gew.-% Ti und mindestens einem Vertreter aus der Gruppe Ni in einer Menge von bis zu 4,0 Gew.-%, Cr in einer Menge von bis zu 0,8 Gew.-°/o und Mo in einer Menge bis zu 1,0 Gew.-% und einem Kohlenstoffäquivalent (Ceq), ausgedrückt durch die Formel

Ceq = C +'/6 Mn+ '/24 Si +'/40 Ni +¹A Cr+ 'A LvIo

worin jedes Elementsymbol den Gehalt des Elementes in Gew.-% angibt, bis zu 0,60% für eine nackte Schweißelektrode mit einem Durchmesser von mindestens 3,0 mm in einem Hochstrom-Schutzgas-Schweißverfahren, bei dem ein Tieftemperaturstahl unter Anwendung eines Schweißstromes von mindestens 500 A in einem hauptsächlich aus Inertgas wie Ar, He od. dgl. bestehenden Schutzgas geschweißt wird.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffäquivalent, ausgedrückt durch die in Anspruch 1 angegebene Formel, weniger als 0,55% bei'ägt.