DE2610966A1

DE2610966A1 - Tubular welding electrode filled with particulate material - with coating filling gaps between particles at both ends

Info

Publication number: DE2610966A1
Application number: DE19762610966
Authority: DE
Inventors: James Arlen Cole
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1976-03-16
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1977-09-29

Abstract

Electrode, comprises an elongate hollow metal tube which is filled with hard particulate filler material and of which each end prevents the filler material from falling out by friction. A dried coating formed from a suspension covers the exterior of one end of the tube, and fills the gaps between particles of filler material at both ends of the tube. Pref. the filler material is held fast at each end of the tube by reducing the cross-section of the tube. The electrode can be mfd. at lower cost and with lower energy consumption, eliminating the costly process of sealing by welding, and without affecting the quality of the electrode or compsn. of the final deposit.

Description

Beschichtete röhrenförmige Elektroden Coated tubular electrodes

Diese Erfindung betrifft ummantelte röhrenförmige Elektroden, insbesondere eine mit einem Sclunelzmalltel bedeckte, gefüllte, röhrenförmige Schweisselektrode.This invention relates to jacketed tubular electrodes, in particular a filled, tubular welding electrode that is covered with a snail.

Um den Abrieb- und/oder den Verschleisswiderstand gegen die Oberflächen gewisser kommerzieller Artikel zu verbessern und/oder wiederherzustellen, werden Niederschläge aus einer Metallmatrix und Teilchen eines harten Material zusammen auf den Substratgegenstand niedergeschlagen. Ein wohlbekanntes Verfahren ist das Schweissen mit Hilfe ummantelter gefüllter Röhrenelektroden Die harten Teilchen können ein oder mehrere K#rbide oder Boride einschliessen, z. Br Wolframkarbid und dergl.About the abrasion and / or wear resistance against the surfaces to improve and / or restore certain commercial articles Deposits composed of a metal matrix and particles of a hard material deposited on the substrate article. This is a well known method Welding with the help of covered, filled tube electrodes The hard particles can include one or more k # rbide or boride, z. Br tungsten carbide and the like

Die Metallröhre kann aus den Metallen Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer usw. und deren Legierungen bestehen. Ein Beispiel einer Klasse einer Schrllelzmantelelektrode wird in dem US-Patent 3 592 999 offenbart.The metal tube can be made of the metals iron, cobalt, nickel, copper etc. and their alloys exist. An example of a class of shrink-wrap electrode is disclosed in U.S. Patent 3,592,999.

Die blanken gefüllten Röhren werden nach verschiedenen Verfahren hergestellt, wie sie in den US-Patenten 1 629 748 und 1 671 3o4 offenbart sind. Die Enden der blanken Röhren werden im allgemeinen durch Schweissen verschlossen, nachdem sie gefüllt und zugeschnitten wurden. Das Verschliessen durch Schweissen wird namentlich mit Hilfe eines Lichtbogenschweissapparates an beiden Enden der blanken, zurechtgeschnittenen Röhren durchgeführt. Dieses Verfahren ist sehr kostspielig, und zwar wegen der hohen Kosten des Schweissens, der individuellen Handhabung jeder durch Schweissen zu verschliessenden Röhre und der teuren elektrischen Energie. Wenn anstelle des Lichtbogenschweissens das autogene Schweissen verwendet wird, werden andere Energiequellen in Form komprimierter Gase benutzt, und ein vergleichbarer Aufwand ist erforderlich.The bare filled tubes are manufactured using various processes, as disclosed in U.S. Patents 1,629,748 and 1,671,3o4. The ends of the bare tubes are generally closed by welding after they filled and cut. The sealing by welding is named with the help of an arc welder at both ends of the bare, cut to size Tubes carried out. This method is very costly because of the high Welding costs, individual costs Handling everyone through Welding to be sealed tube and the expensive electrical energy. If instead arc welding, autogenous welding is used, will be different Energy sources in the form of compressed gases used, and a comparable effort is required.

Es ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ummantelte, gefüllte Elektroden zu entwickeln, und zwar zu niedrigeren Kosten und mit einem niedrigeren Energieverbrauch als dem Stande der Technik entspricht.It is the primary objective of the present invention to provide jacketed, filled Develop electrodes at a lower cost and at a lower cost Energy consumption than corresponds to the state of the art.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den kostspieligen Verschlusschritt durch Schweissen in der Herstellung ummantelter, gefüllter Elektroden zu eliminieren.Another object of the present invention is to provide the costly Closing step by welding in the production of coated, filled electrodes to eliminate.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ummantelte, gefüllte Elektroden zu entwickeln, die ökonomischer sind und keine Verschlechterung der Qualität der Elektroden oder der Zusammensetzung des endgültigen Niederschlages zeigen.Another object of the present invention is to provide jacketed, filled To develop electrodes that are more economical and do not deteriorate in quality the electrodes or the composition of the final deposit.

Weitere Ziele und Charakteristika der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen.Further objects and characteristics of the present invention emerge from the following description and claims.

Ummantelte, röhrenförmige Elektroden können dadurch hergestellt werden, dass ein hohles, röhrenförmiges Metallglied mit Teilchen eines harten Materials, wie Metallkarbid, gefüllt wird, Teilchen aus hartem Material an jedem Ende jedes röhrenförmigen Gliedes durch-irgendein geeignetes Mittel durch Reibung gebunden werden, z.B. durch Abzwicken oder durch Verkleinerung des Querschnitts des Endes, um zu verhindern, dass das Füllmaterial aus der hohlen Röhre herausfällt, das Äussere der Elektrode bis zum Griffende und dem offenen Teil des Griffendes mit einer Aufschlämmung eines Beschichtungsmaterials beschichtet wird, die Aufschlämmung in situ getrocknet wird, um die Elektrode und den offenen Teil des Griffendes zu beschichten, wodurch beide Enden durch die trokkene Aufschlämmung verschlossen werden.Sheathed, tubular electrodes can be made by that a hollow, tubular metal member with particles of a hard material, like metal carbide, is filled with particles of hard material at each end of each tubular member frictionally bound by any suitable means e.g. by pinching off or by reducing the cross-section of the end, to prevent the filler material from falling out of the hollow tube, the exterior of the electrode up to the end of the handle and the open part of the end of the handle is coated with a slurry of a coating material, the slurry dried in situ to cover the electrode and the open part of the handle end coat, which closes both ends with the dry slurry.

Eine erfindungsgemässe Elektrode wird in der beigexügten Zeichnung erläutert. Eine hohle Röhre 1o ist gefüllt mit Wolframkarbidteilchen 11. Die Enden 1o a und 1o b der Röhren 1o sind abgequetscht, um die Karbidteilchen 11 durch Reibung zu binden, um zu verhindern, dass sie aus den Enden herausrollen. Die Elektrode wird bis zum Grifiende 1o c in die Aufschlämmung getaucht und getrocknet, um eine Aussenschicht 12 und einen Endverschluss 12a an einem Ende zu schaffen. Das andere Ende am Griffende 1o c wird eingetaucht, um einen Endverschluss 12b zu schaffen.An electrode according to the invention is shown in the accompanying drawing explained. A hollow tube 10 is filled with tungsten carbide particles 11. The ends 1o a and 1o b of the tubes 1o are pinched off to the carbide particles 11 by friction tie to prevent them from rolling out of the ends. The electrode is dipped in the slurry up to the end of the handle 1o c and dried to a Outer layer 12 and an end closure 12a at one end. The other The end at the end of the handle 1o c is immersed to create an end closure 12b.

Ein Vergleich der Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung mit jenen des Standes der Technik kann das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern.A comparison of the process steps of the present invention with those of the prior art may facilitate understanding of the present invention.

Die Folge 1 mpräsentiert die Abfolge der Verfahrensschritte entsprechend dem Stande der Technik. Die Folge 2 repräsentiert die Abfolge der Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung. Die Folge 3 repräsentiert die Abfolge der Verfahrensschritte einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The sequence 1 m presents the sequence of procedural steps accordingly the state of the art. Sequence 2 represents the sequence of process steps of the present invention. The sequence 3 represents the sequence of process steps another embodiment of the present invention.

Folge 1 - Stand der Technik I. Fülle die blanken Elektroden II. Verschliesse die Enden durch Schweissen III. Tauche die Elektrode in eine Aufschlämmung und beschichte IV. Trockne die beschichtete Elektrode V. Sintere die beschichtete Elektrode. Episode 1 - State of the Art I. Fill the bare electrodes II. Seal the ends by welding III. Dip the electrode in a slurry and coat it IV. Dry the coated electrode V. Sinter the coated electrode.

Folge 2 - entsprechend der vorliegenden Erfindung I. Fülle die blanken Elektroden II. Tauche die Elektrode in eine Aufschlänuiiung und beschichte III. Trockne die beschichtete Elektrode IV. Tauche das Griffende in eine Aufschlämmung und verschliesse V. Sintere die beschichtete Elektrode Folge 3 - entsprechend einer anderen Ausführung 5-form der vorliegenden Erfindung I. Fülle die blanken Elektroden II. Tauche das Griffende in eine Aufschlämmung und verschliesse III. Trockne das Griffende IV. Tauche die Elektrode in eine Aufschlämmung und beschichte V. Sintere die beschichtete Elektrode. Episode 2 - According to the Present Invention I. Fill in the bare Electrodes II. Dip the electrode in a slurry and coat III. Dry the coated electrode IV. Dip the handle end in a slurry and close V. Sinter the coated electrode sequence 3 - corresponding to one Another embodiment 5-form of the present invention I. Fill the bare electrodes II. Dip the end of the handle in a slurry and seal III. Dry that Handle end IV. Dip the electrode in a slurry and coat V. Sintere the coated electrode.

Beschichtungen können auf röhrenförmige gefüllte Elektroden dadurch aufgebradht werden, dass die blanke Elektrode mit einer Paste oder einerAufschlämmung vielfältiger#Zusammensetzung beschichtet wird. Die Auswahl der Beschichtungszusammensetzung hängt prinzipiell von dem beabsichtigten Typ des Auftragschweissens ab und der gesamten Zusammensetzung der Röhre und der Füllmischung. Viele#Flussbeschichtungszusammensetzungen werden in den US-Patentschriften 2 o86 132, 2 435 198, 2 370 loo, 2 700 o91 oder 3 592 999 offenbart.This allows coatings to be applied to tubular filled electrodes that bare electrode can be inflated with a paste or a slurry diverse # composition is coated. The choice of coating composition depends in principle on the intended type of build-up welding and the whole Composition of the tube and the filling mixture. Many # flux coating compositions are described in U.S. Patents 2,086,132, 2,435,198, 2,370,000, 2,700,091 or 3,592,999.

Die Beschichtungsmaterialien sind speziell zusammengesetzt, damit sie so viele Funktionen wie erforderlich erfüllen; beispielsweise kann die Beschichtung als Schlakkenbildner dienen, als Fluxdeoxydationsmittel, als Entgasungsmittel, Legierungsmittel; sie kann harte Teilchen zur Verfügung stellen oder viele andere Funktionen erfüllen.The coating materials are specially formulated so that they perform as many functions as required; for example, the coating serve as a slag-forming agent, as a flux deoxidizer, as a degassing agent, as an alloying agent; it can cause hard particles Provide or many others Perform functions.

Die erfindungsgemässen Elektroden sind nicht auf irgendeine spezielle Zusammensetzung der Beschichtung, des Füllmaterials oder der Metallröhre beschränkt.The electrodes according to the invention are not of any particular type Limited composition of the coating, the filler material or the metal tube.

Nach dem Verfahrensschritt des Füllens bei der HerstelluAng werden gewöhnlich die Enden des Stabes abgezwickt oder der Querschnitt wird irgendwie verringert, um zu verhindern, dass Füllmaterial aus dem Stab herausfällt. Normalerweise werden entsprechend dem Stande der Technik beide Enden durch Lichtbogenschweissung verschlossen, und zwar vor dem Beschichten.After the process step of filling in the manufacturing process usually the ends of the rod are pinched off or the cross-section is reduced in some way, to prevent filling material from falling out of the rod. Usually will according to the state of the art, both ends are sealed by arc welding, namely before coating.

Das Beschichten der blanken gefüllten Stäbe kann manuell oder mittels mechanischer Vorrichtungen durchgeführt werden. Die Beschichtung wird in der Weise aufgebracht, dass der Stab in eine Aufschlämmung des Fluxbeschichtungsmaterials getaucht wird. Wenn der Stab zurückgezogen wird, ist er mit dem Fluxbeschichtungsmaterial beschichtet. Die Stäbe werden dann getrocknet, vorzugsweise mittels eines Heissluftgebläses innerhalb einer Kammer. Der Teil des Stabes, der während der Beschichtungsoperation gehalten wird (Griffende genannt), ist ungefähr 2,54 cm lang und im allgemeinen nicht beschichtet.The coating of the bare filled rods can be done manually or by means of mechanical devices are carried out. The coating is in the way applied that the rod into a slurry of the flux coating material is dived. When the rod is withdrawn it is with the flux coating material coated. The rods are then dried, preferably by means of a hot air blower within a chamber. The part of the rod that will be used during the coating operation (called the end of the handle) is approximately one inch long and generally not coated.

Als Teil dieser Erfindung wird die Möglichkeit erwogen, dass die Reihenfolge der Verfahrensschritte der Beschichtung und des Verschliessens auf Wunsch umgekehrt werden kann. Dies wird in der vorhergehenden Beschreibung der Folgen erläutert. Es versteht sich, dass das Endprodukt nicht beeinflusst wird, wenn zuerst das Griffende eingetaucht und verschlossen wird und dann erst die Beschichtung erfolgt.As part of this invention, it is contemplated that the order the process steps of coating and sealing can be reversed if required can be. This is explained in the previous description of the consequences. It goes without saying that the end product will not be affected if the handle end first is immersed and sealed and only then does the coating take place.

Diese Erfindung eliminiert den oben erwähnten Verschweissungsverfahrensschritt, um die Enden zu verschliessen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden stattdessen die gefüllten Stäbe dadurch beschichtet, dass sie in eine Aufschlämmung getaucht werden, wodurch das Ende des beschichteten Teils des gefüllten Stabes verschlossen wird.This invention eliminates the above mentioned welding process step, to close the ends. Corresponding of the present invention instead, the filled rods are coated by turning them into a slurry are dipped, thereby sealing the end of the coated part of the filled rod will.

Nach dem Trocknen der aufgetragenen Aufschlämmung wird das Griffende dadurch verschlossen, dass nochmals weniger tief in eine ähnliche Aufschlämmung eingetaucht wird.After the applied slurry has dried, the handle end becomes closed by being even less deep in a similar slurry is immersed.

Bis zu einem Minimum von ungefähr o,6 cm ist im allgeminen ausreichend.Up to a minimum of about 0.6 cm is generally sufficient.

Die Eintauchtiefe beim Verschliessen kann die Beschichtung überlappen. Was jedoch wirklich erforderlich ist, ist genügend Beschichtung mit der Aufschlämmung, um das Ende zu verschliessen. Das Aufschlämmungsmaterial wird getrocknet, vorzugsweise mittels eines Heissluftgebläses, und die beschichtete gefüllte Elektrode wird gesintert, wie es erforderlich sein kann als letzter Verfahrensschritt.The depth of immersion during sealing can overlap the coating. What is really required, however, is enough coating with the slurry, to close the end The slurry material is dried, preferably by means of a hot air blower, and the coated filled electrode is sintered, as may be required as the last step in the process.

Beispiel I Die folgende Beschichtung wurde hergestellt: Anfangsmischung Gewichtsprozent Graphit 60 Eisenpulver 1o Natriumsilikat 30 Die Anfangsmischung wurde einige Minuten lang vermischt. Example I The following coating was made: Initial Mix Weight percent graphite 60 iron powder 1o sodium silicate 30 The initial mixture was mixed for a few minutes.

Wasser wurde zugesetzt, und zwar im Verhältnis 470 ml Wasser zu 700 g der Anfangsmischung; die kombinierte Zusammenstellung wurde weiterhin einige Minuten lang vermischt, um eine Aufschlämmung zum Beschichten zu erreichen.Water was added at a ratio of 470 ml water to 700 g of the initial mixture; the combined compilation continued for a few minutes mixed long to form a slurry for coating.

Einige blanke, gefüllte, röhrenförmige Stäbe wurden in diesg Auischlämmung dadurch beschichtet, dass sie bis zum Griffende des Stabes eingetaucht wurden, wie es üblicherweise getan wird. Die Beschichtung wurde 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 600C vorgetrocknet (gesintert).Some bare, filled, tubular rods were put into this slurry coated in that they were immersed to the handle end of the rod, such as it is usually done. The coating was applied for 60 minutes at one temperature Pre-dried (sintered) at 600C.

Das unbeschichtete Ende (Griffende) wurde auch in dieselbe Beschichtungsaufschlämmung getaucht und nachher bei Raumtemperatur an der Luft 6c Minuten lang getrocknet.The uncoated end (handle end) was also in the same coating slurry dipped and then dried in the air for 6c minutes at room temperature.

Nach dem Trocknen wurde die beschichtete gefüllte Elektrode schliesslich bei 2600C zehn Stunden lang gesintert.After drying, the coated filled electrode was finally applied sintered at 2600C for ten hours.

Beispiel II Ein ähnlicher Versuch wie in Beispiel I wurde ausgeführt, aber die Ausgangsmischung enthielt Graphit 70 Gewichtsprozent Natriumsilikat 30 Gewichtsprozent. Example II An experiment similar to that in Example I was carried out, but the starting mixture contained graphite 70 percent by weight sodium silicate 30 Weight percent.

Wasser wurde zugefügt im Verhältnis 500 ml Wasser auf 700 g der Anfangsmischung.Water was added in a ratio of 500 ml of water to 700 g of the initial mixture.

Beispiel III Eine Charge bestehend aus o,6 kg eines gefüllten States wurde beschichtet und mittels des erfindungsgemässen Verfahrens verschlossen, unter Verwendung einer rechtlich geschützten Zusammenstellung der Fluxbeschichtungsaufschlämmung. Die Verfahrensschritte des Beschichtens und Verschliessens waren in 20 Minuten beendet. Wenn ein gefüllter Stab von o,6 kg entsprechend dem Stande der Technik durch Schweissen verschlossen wird, benötigt man für das Schweissen und Beschichten normalerweise 12 Stunden. Example III A batch consisting of 0.6 kg of a filled state was coated and sealed by means of the method according to the invention, under Use of a proprietary composition of the flux coating slurry. The process steps of coating and sealing were completed in 20 minutes. If a filled rod of 0.6 kg according to the state of the art by welding is closed, you usually need for welding and coating 12 hours.

Beispiel IV Ähnliche Versuche wie in Beispiel I wurden durchgeführt, aber die Fluxbeschichtungsaufschlämmung bestand aus einer Vielfalt von einigen gesetzlich geschützten Zusammenstellungen. Jede verhielt sich gleich gut. Example IV Similar experiments as in Example I were carried out, but the flux coating slurry consisted of a variety of some legal protected compilations. Each behaved equally well.

Beispiel V Die in den Beispielen I, II, III und IV hergestellten beschichteten, gefüllten Elektroden wurden auf Fehler untersucht und als technisch einwandfrei befunden. Die Elektroden wurden im Standardschweissverfahren geprüft, um angeschweisste Ablagerungen zu machen. In allen Fällen wurden folgende Resultate erhalten: 1. Die Zusammenstellungen benetzten wirksam die Stäbe 2. Die Dichtungsmittel waren elektrisch leitend 3. Die Schweissniederschläge waren ebenso gut wie das dem Stande der Technik entsprechende Verfahren, das Schweissen als Abdichtungsmittel verwendet 4. Die Gesamtqualität der Elektroden wurde in keiner Weise beeinflusst 5. Eine Wirkung auf die Lagerbeständigkeit der Elektrode besteht nicht. Example V Those prepared in Examples I, II, III and IV coated, filled electrodes were examined for defects and considered technical found to be flawless. The electrodes were tested using the standard welding process, to make welded deposits. In all cases the following results were obtained obtain: 1. The assemblies effectively wet the bars 2. The sealants were electrically conductive 3. The sweat deposits were just as good as dem State-of-the-art processes, welding as a sealing means used 4. The overall quality of the electrodes was not affected in any way 5. There is no effect on the shelf life of the electrode.

Die Resultate der oben erwähnten Beispiele haben gezeigt, dass irgend eine Fluxbeschichtungszusammenstellung, die in der Praxis verwendet werden kann, auch als Abdichtungsmaterial für das Griffende geeignet ist.The results of the above examples have shown that some a flux coating composition that can be used in practice, is also suitable as a sealing material for the end of the handle.

Durch zusätzliches Experimentieren wurde entdeckt, dass die Aufschlämmung, die als Abdichtungsmittel für das Griffende verwendet wird, wahlweise weiter verdünnt werden kann, und zwar auf ein Verhältnis von ungefähr einem Teil Wasser auf drei Teile Fluxbeschichtungsaufschlämmung, nachdem die Fluxbeschichtung aufgebracht wurde. Dasixakte Verhältnis sollte vorzugsweise in jedem Falle bestimmt werden, und zwar je nach der Dichte des erwünschten Abdichtungsmittels, der Härte und/oder der Konzentration der verdünnten Aufschlämmung, der Zusammensetzung der Aufschlämmung und nach anderen Gesichtspunkten.Through additional experimentation, it was discovered that the slurry, which is used as a sealant for the end of the handle, optionally further diluted to a ratio of about one part water to three Share flux coating slurry after the flux coating is applied. The exact ratio should preferably be determined in each case, namely depending on the density of the sealant desired, the hardness and / or the concentration the dilute slurry, the composition of the slurry, and others Points of view.

In der vorstehenden Beschreibung wurden einige bevorzugte erfindungsgemässe Ausführungsformen und Praktiken beschrieben; es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch entsprechend den folgenden Ansprüchen ausgeführt werden kann.In the foregoing description, some preferred inventive Embodiments and practices described; it is to be understood, however, that the invention can also be carried out according to the following claims.

Die Erfindung betrifft verbesserte, gefüllte, röhrenförmige Auftragsschweißelektroden und Verfahren zu deren Herstellung. Bei der Herstellung der erfiiidungsgemäßen Elektroden werden die Enden der Elektroden dadurch verschlossen, daß die zu beschichtenden Enden in eine Flüssigkeit oder Aufschlämmung eingetaucht werden, die der Fluxbeschichtungs zusammensetzung ähnelt.The invention relates to improved, filled, tubular build-up welding electrodes and methods of making them. During the production of the electrodes according to the invention the ends of the electrodes are closed by the fact that the to be coated Ends are immersed in a liquid or slurry that forms the flux coating composition is similar.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. A filled electrode, characterized by an elongated hollow metal tube, a particulate hard filler material which the inside of the hollow metal tube fills, the metal tube hindered by friction the filler material at each end about to fall out, a dried one from one Aufsclilämmung applied coating, which the exterior of one end of the Covered tube and the interstices of filling material at both ends of the hollow Tube fills.

2. A welding electrode according to claim 1, characterized in that that the gaps at both ends of the electrode are essentially through the same Compilation are filled.

3. A welding electrode according to claim 1, characterized in that that the filler material is held in place by friction at each end of the tube.

4. A welding electrode according to claim 1, characterized in that that the cross-section of the tube is reduced at each end to accommodate the filler material to hold on by friction.

5. A method of making a film-coated, filled Welding electrode, which contains a coated part and a handle end, characterized in that a) a tubular rod is provided, which contains a particulate material, b) coated by immersion and the coated part of the rod is dried, c) closed by immersion and the handle end of the stick is dried

6. A method according to claim 5, characterized in that a substantially similar slurry composition is used for process steps b and c.

7. A method according to claim 5, characterized in that the The sequence of steps b and c can be reversed.

8. A method according to claim 7, characterized in that the Slurry composition for steps b and c essentially similar is.