DE2612946A1

DE2612946A1 - Arc welding electrode for steels - comprising an iron core and a sheath contg. metal powders fluxes and alkali silicates

Info

Publication number: DE2612946A1
Application number: DE19762612946
Authority: DE
Inventors: Marcel Jean Joseph Malchaire
Original assignee: SOUDURE AUTOGENE ELECT; La Soudure Electrique Autogene SA
Current assignee: SOUDURE AUTOGENE ELECT; La Soudure Electrique Autogene SA
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1976-10-07
Also published as: ES445033A1; IT1054209B; ZA761310B

Abstract

Arc welding electrode comprises an iron base core with semi-basic outer layer of compsn:- 45-75% metal powder 8-15% deoxidants, 10-20% MgCO3 and/or MgO, 0-4% CaCO3 (or BaCO3 equivalent) 0-5% fluorides, 8-15% TiO2 or ZrO2, 2-8% iron oxides and opt. org. materials, alginates, kaolin or bentonite, total of 5%, the components being bound together with 15-30 wt. pts alkali silicates per 100 pts powder. The electrode is used for welding plates of mild or medium steel or low alloy steels.

Description

Beschreibung zu Patentanmeldung Ummantelte Elektrode für die Lichtbogenschweißung Die Erfindung betrifft eine Elektrode mit eine; Kern. auf Eisen.-basis und einer halbbasischen Ummantelung für die Lichtbogenschweißung von Blechen aus unlegiertem oder geringfügig legierter Stahl in allen Winkelstellungen.Description of patent application Sheathed electrode for arc welding The invention relates to an electrode with a; Core. iron-based and one semi-basic sheathing for arc welding of unalloyed sheet metal or slightly alloyed steel in all angular positions.

Die Ummantelung einer solchen Elektrode enthält dabei Flußmittel oder Schmelzmittel, denen üblicherweise Lichtbogenstabilisierungsmittel, gaserzeugende Kittel, Desoxidati onsllittel und Sch'acLen.bildn.er zugegeben sid, wobei alle diese Bestandteile durch @ösliche Silikate verbunden sind. Insbesondere betrifft die Erfindung uinnantelte Elektroden mit hoher Ausbringung, deren Uinniantelung zusätzlich Metallpulver enthält, das dazu bestimmt ist, das Verhältnis des Gewichts des durch Schweißen aufgebrachten Metalls zum Gewicht des metallischen Kerns der Elektrode zu vergrößern.The sheathing of such an electrode contains flux or Fluxing agents, which are usually arc stabilizers, gas generators Gowns, Deoxidati onsllittel and Sch'acLen.bildn.er are added, all of these Components are linked by soluble silicates. In particular, the invention relates Coated electrodes with a high output, the co-coated electrodes are additionally coated with metal powder contains, which is intended to be the ratio of the weight of the weld deposited metal to increase the weight of the metallic core of the electrode.

Die Anwendungsgebiete derartiger Elektroden werden im wesentlichen bestimmt durch die Zusammensetzung ihres metallischen Kerns.The fields of application of such electrodes are essentially determined by the composition of their metallic core.

Man kennt bereits zahlreiche Elektrodentypen, deren Ummantelungen vom basischen Charakter bis zum sauren Charakter reichen, wobei der saure Charakter insbesondere durch die Verwendung von. Rutil hergestellt wird. Es ist bekannt, daß die Elelrtroden mit basischer Umhüllung in. der Regel Schweißnähte mit guten mechanischen Eigenschaften ergeben, während die Elektroden mit saurer Umhüllung zu Schweißnähten führen, die in der Regel gute technologische Eigenschaften haben., also ein gutes Oberflächenaussehen, geringe Neigung zu Porosität usw.Numerous types of electrodes and their sheaths are already known range from the basic character to the acidic character, whereby the acidic character in particular through the use of. Rutile is produced. It It is known that the electrodes with a basic coating are usually welded with good mechanical properties, while the electrodes with acidic Sheathing lead to weld seams, which usually have good technological properties have., i.e. a good surface appearance, low tendency to porosity, etc.

Die Aufgabe der vorliegenden Eflindung besteht nun. darin, eine Elektrode der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Vorteile einer basischen Umhüllung mit denen einer sauren Umhüllung verbindet und zur Schweißung von Normalstählen geeignet ist, die nicht oder nur leicht legiert sind, als weiche oder halbwe 1 che Stähle bezeichnet werden können und eine Zugfestigkeit bis zu 590 H/mm² haben Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Elektrode der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Ummantelung folgende, auf das Gesamtgewicht des trockenen Pulvers bezogene Zusammen setzung hat: Metallpulver 45 - 72 % Desoxidationsmittel 8 - 15 % MgCO3 und/oder MgO 10 - 20 ,0 CaCO oder BaGO 0 - 4 % Fluorverbindungen 0 - 5 % TiO2 und/oder ZrO2 8 - 15 % Eisenoxide 2 - 8 % organische Materialien, Alginate, Kaolin, Bentonit 0 - 5 ,0 wobei diese Mischung mit einem Bindemittel aus wässerigem Alkalisilikat im Verhältnis von 15 - 30 Gewichtsteilen Silikat auf 100 Gewichtsteile Pulver vermischt ist.The task of the present invention now exists. in it, an electrode of the type mentioned to create, which the advantages of a basic coating with those of an acidic coating and for welding normal steels is suitable that are not or only lightly alloyed, as soft or semi-soft 1 che Steels can be designated and have a tensile strength up to 590 H / mm² According to the invention, the object is thereby achieved with an electrode of the type mentioned at the outset solved that the coating following, based on the total weight of the dry powder related composition has: metal powder 45 - 72% deoxidizer 8 - 15 % MgCO3 and / or MgO 10 - 20, 0 CaCO or BaGO 0 - 4% fluorine compounds 0 - 5% TiO2 and / or ZrO2 8 - 15% iron oxides 2 - 8% organic materials, alginates, Kaolin, bentonite 0 - 5, 0 whereby this mixture with a binder of aqueous Alkali silicate in a ratio of 15-30 parts by weight of silicate to 100 parts by weight Powder is mixed.

Bei der Entwicklung der erfindungsgeraßen Elektrode ist man ausgegangen von einer der zehlreichen bekannten basischen Elektroden, deren Ummantelung im wesentlichen aus erdalkallschen Karbonaten besteht und als gering wasserstoffhaltig bezeichnet wird. Ulan hat sich bemüht, die technologischen Nachteile, die vor allen in unregelmäßigen mechanischen Eigenschaften, in. einem schweren Entferiien der Schlacke sowie in einer heterogenen 3eschaffeiieit der Schweißnaht liegen, zu reduzieren, welche die Verwendung derariger Elektroden bei der Winkelschweißung, d.h. bei der Schweißung von gewölbten Profilen und von senkrechten Flächen ausschließen. Dabei hat man zunächst die Basizität der Ummantelung in folgender Weise herabgesetzt: - Hagnesit, Magnesiumkarbonat und Magnesiumoxid wurden durch Kalziumkarbonat ersetzt - der Anteil von TiO2 und/oder von ZrO2, also von Oxiden mit saurer Wirkung, wurde entscheidend erhöht; es wurden Eisenoxide und Eisenkarbonate (Magnetit, Hämatit, Ilmenit ...) zugegeben, wodurch die Porenbildung in der Schweißnaht durch Oxidation des Wasserstoffs während der Schweißung reduziert wurde.The starting point was the development of the electrode according to the invention of one of the numerous known basic electrodes, the sheathing of which is essentially consists of alkaline earth carbonates and is described as having a low hydrogen content will. Ulan has endeavored to overcome the technological drawbacks, mainly in irregular mechanical properties, in. a difficult removal of the slag as well as in a heterogeneous 3schaffeiieit of the weld seam, to reduce which the Use of such electrodes in angle welding, i.e. welding from curved profiles and from vertical surfaces. At first you have the basicity of the coating is reduced in the following ways: - hagnesite, magnesium carbonate and magnesium oxide have been replaced by calcium carbonate - the proportion of TiO2 and / or of ZrO2, i.e. of oxides with an acidic effect, was decisively increased; there were Iron oxides and iron carbonates (magnetite, hematite, ilmenite ...) added, whereby the formation of pores in the weld seam due to the oxidation of the hydrogen during the Weld has been reduced.

Nachdem auf diese Weise die Porosität ausgeschaltet wurde, hat man sich mit der Herabsetzung des freiwerdenden Fluors befaßt, indem man. nach und nach die Anteile von Fluorverbindungen herabgesetzt hat.After the porosity has been eliminated in this way, you have deals with the reduction of the released fluorine by. bit by bit has reduced the proportions of fluorine compounds.

Schließlich ist durch Zufügung von Metallpulven in Anteilen von 45 - 72 % und durch Wahl des Verhältnisses zwischen Außendurchmesser und Innendurchmesser der Elektrode in einem Bereich >1,5 die Ausbringung auf We-rte von 120 - 200 % gesteigert worden. Abhängig von der Art der Pulver auf Eisenbasis und der der Oxidationsmittel hat man dann Zugfestigkeitswerte von mehr als 510 N/mm2 erreicht.Finally, by adding metal powders in proportions of 45 - 72% and by choosing the ratio between outside diameter and inside diameter of the electrode in a range> 1.5 the output to values of 120 - 200 % has been increased. Depending on the type of iron-based powder and that of the Oxidizing agents have then achieved tensile strength values of more than 510 N / mm2.

Kan ist auf diese Weise zu Elektroden gelangt, die folgenden Aufbau haben: Diese Elektroden. haben einen Kern auf der Basis von nicht oder leicht legiertem Stahl und eine Ummantelung, die folgende, auf das Gesamtgewicht des Pulvers abgestellte Zusammensetzung hat: Metallpulver (auf der Basis von Fe; evtl. unter Zusatz von Ni, Mo, Cr ...In this way, Kan obtained electrodes with the following structure have: These electrodes. have a core based on non-alloyed or lightly alloyed Steel and a jacket, the following one, based on the total weight of the powder Composition has: metal powder (based on Fe; possibly with the addition of Ni, Mo, Cr ...

in einer Menge < 5 %) 45 - 72 % Desoxidationsmittel (übliche Eisenlegierungen von: Fe-Iln, Fe-Si, Fe-Ti, Fe-Si-i, Fe-Si-Mn-Al etc., jeweils allein oder zu mehreren) 8 - 15 % MgCo3 und/oder MgO 10 - 20 % CaCo3 oder BaCo3 0 - 4 % Fluorverbindungen (alkalische, erdalkalische Verbindungen und Ca, Mg, Al oder Kryolith) O - 5 % TiO2 und/oder ZrO2 (in allen Formen, unter anderem auch als ZrSiO4) 8 - 15 % Eisenoxide (in allen Formen: Magnetit, Hämatit, Ilmenit ...; allein oder zu mehreren) und/oder Eisenkarbonate 2 - 8 % gelegentlich: organische Materialien, Alginate, Argil, Kaolin, Bentonit o - 5 % 100 Gewichtsteilen einer solchen trockenen Mischung werden 15 - 30 Gewichtsteile einer wässerigen lösung von Alkalisilikaten zur Erzeugung einer Paste zugegeben.in an amount <5%) 45 - 72% deoxidizer (common iron alloys from: Fe-Iln, Fe-Si, Fe-Ti, Fe-Si-i, Fe-Si-Mn-Al etc., each alone or in groups) 8 - 15% MgCo3 and / or MgO 10 - 20% CaCo3 or BaCo3 0 - 4% fluorine compounds (alkaline, alkaline earth compounds and Ca, Mg, Al or cryolite) O - 5% TiO2 and / or ZrO2 (in all forms, including ZrSiO4) 8 - 15% iron oxides (in all forms: magnetite, hematite, ilmenite ...; alone or in groups) and / or Iron carbonates 2 - 8% occasionally: organic materials, alginates, argil, kaolin, Bentonite o - 5% 100 parts by weight of such a dry mixture 15-30 parts by weight of an aqueous solution of alkali silicates are used for the production added to a paste.

Die Verwendung von nichtlegierten Elektroden dieser Art mit der folgenden Zusammensetzung: Eisenpulver 55 - 65 % Desoxidationsezittel 10 - 12 % Karbonate 11 - 19 Fluorverbindungen O - 3 :o TiO2 und/oder ZrO2 (ZrSiO4) 10 - 13 C/o Eisenoxide 4 - 6 % organische Materialien 0 - 3 % hat es ermöglicht, eine Schweißnaht zu erzeugen, bei der C # 0,04, Mn 1,3 - 1,6 und Si 0,2 - 0,3 % ausmachten, die eine gute matte Oberflächenbeschaffenheit hatte, keine Porosität aufwies und deren Profil bei Winkel schweißung im wesentlichen die Form von gleichschenkligen Rechtecken aufwies und sich ohne Einschnürung oder dergl. an die vertikalen Bleche anschlossen. Das Abheben der Schlacke war in einfacher Weise möglich. Es wurden folgende mechanischen Werte erreicht: Zugfestigkeit 510 - 520 N/rnin2 Bruchdehnung 25 - 30 % Charpy/Kerbschlagzähigkeit bei -30 C 40 - 80The use of non-alloy electrodes of this type with the following Composition: iron powder 55 - 65% deoxidizer 10 - 12% carbonates 11 - 19 fluorine compounds O - 3: o TiO2 and / or ZrO2 (ZrSiO4) 10 - 13 C / o iron oxides 4 - 6% organic materials 0 - 3% made it possible to create a weld seam, where C # 0.04, Mn 1.3-1.6 and Si 0.2-0.3% made up a good matt Had surface texture, had no porosity and its profile at Winkel weld essentially had the shape of isosceles rectangles and connected to the vertical metal sheets without constriction or the like. Taking off the slag was easily possible. The following mechanical values were found Achieved: tensile strength 510 - 520 N / rnin2 elongation at break 25 - 30% Charpy / notched impact strength at -30 C 40 - 80

Claims

Claim electrode with an iron-based core and a semi-basic one Uramalling for the arc welding of sheet metal made of unalloyed or slightly Alloy steel in all angular positions, that is to say e t that the coating was based on the total weight of the dry powder Composition has: metal powder 45 - 72% deoxidizer 8 - 15% MgC03 and / or N-g0 10 - 20% CaCO3 or BaCO3 0 - 4% fluorine compounds 0 - 5% TiO2 and / or Zr02 8 - 15% iron oxides 2 - 8% organic materials, alginates, kaolin, bentonite O - 5%, this mixture with a binder of aqueous alkali silicate mixed in a ratio of 15-30 parts by weight of silicate to 100 parts by weight of powder is.