DE2712994A1 - Kupfer-mangan-schweisszusatzwerkstoff zum lichtbogenschweissen - Google Patents

Kupfer-mangan-schweisszusatzwerkstoff zum lichtbogenschweissen

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DE2712994A1
DE2712994A1 DE19772712994 DE2712994A DE2712994A1 DE 2712994 A1 DE2712994 A1 DE 2712994A1 DE 19772712994 DE19772712994 DE 19772712994 DE 2712994 A DE2712994 A DE 2712994A DE 2712994 A1 DE2712994 A1 DE 2712994A1
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/302Cu as the principal constituent

Description

  • Kupfer-Mangan-Schweißzusatzwerkstoff zum
  • Lichtbogenschweißen Insbesondere für die ScißunW von Cu oler Cu-Legierungen wurden bereits früher als Schweirjzusatzwelkstoffe Cu-Mn-Legierungen mit bis zu 10/ovo Mn verwendet, die zusätzlich Al und Si enthalten konnten. In DT-PS l.o243l3 ist auch bereits eine Hinaufsetzung des Mn-Gehaltes von Cu-Mn-Schweißzusätzen auf bis zu 55% vorgeschlagen worden, wobei jedoch jene Nachteile, die man bei einer Hinaufsetzung des Mn-Gehaltes befürchtet hatte, nicht durch zusätzliche Maßnahmen ausgeschaltet wurden, sondern die erwähnte Befürchtung zum Vorurteil erklärt wurde. Tatsächlich läßt jedoch insbesondere die Warmfestigkeit eines bekannten Schweißzusatzes etwa mit der Zusammensetzung 30 Mn, 5% Al, 0,1% Si, Rest Cu, zu wünschen übrig, was sich bei dem hohen Ausdehnungskoeffizienten der Cu-Mn Legierung in unzulässiger Schrumpfrißbildung äußert. Die gebildeten Überzüge und Schweißnähte sind für viele Zwecke auch zu großkörnig.
  • Insbesondere wenn es darum geht, durch Auftragschweißung auf kochfesten Stählen verschleißfeste Oberflächen (beispielsweise von Schienenweichen im Eisenbahnwesen) herzustellen, sind die bekannten Legierungen daher den heutigen Anforderungen nicht gewachsen.
  • Eine erfindungsgemäße Legierung ist dem gegenüber gekennzeichnet durch Gehalte (in Gew.%) von 8,0-38,0, vorzugsweise 14,0 -38,0% Mn, 0,1 - 1.0% Si, 6,0 bis 24,0,vorzugsweise 6,0 - 18,0 XNi, 0.5 - 5.0% Fe, Rest im wesentlichen Cu, wobei Ni bis zu 5% durch Co, Fe teilweise durch Cr, Al, Mo, Nb, Wo, und Si ganz oder teilweise durch Ti, Li, Be ersetzt sein kann.
  • Die Verwendung von Ni hat hier insbesondere den Vorteil einer Verbesserung der Warmfestigkeit und des Schrumpfverhaltens, welche die Verwendung der angestrebten hohen Mn-Gehalte, welche insbesondere die Korrosionsbeständigkeit der Legierung garantieren, erst verantworten läßt. In Hinblick auf seinen im Vergleich zu Mn hohen Preis wird man Ni im Rahmen der erfindungsgemäßen Legierungen natürlich möglichst sparsam einsetzen, doch soll bei MN-Gehalten über 30% das Verhältnis Ni zu Mn nicht unter 1:4 sinken.
  • Die gesxnschte Gefügeausbildung und Feinkörnigkeit, insbesondere bei Anwendungen, in denen gute Gleiteigenschaften und Verschleißschutz gefordert sind, erhalten die erfindungsgemäßen Legierungen insbesondere durch den vorgesehenen Fe-Zusatz, der nach oben hin vor allem durch die Forderung begrenzt ist, daß die neuen Legierungen ohne zu große Schwierigkeiten zu Drähten oder Bändern verarbeitet werden können sollen. Al, Mo, Nb, und Wo sind in Hinblick auf die Warmfestigkeit Fe und Cr gleichzusetzen und erhöhen die Härte und Verschleißfestigkeit des Schweißgutes. Zusammensetzungen, die sich in der praktischen Erprobung besonders bewährt haben, sind bei hohem Mn-Gehalt 34.0 - 38.0% Mn, 6.0 - 10.03' Ni, 0.5 - 1.5% Fe, 0.1 - 0.5% Cr, 0.1 - 0.3% Si, bei niederem Mn-Gehalt 14.0 - 18.0% Mn, 14.0 - 18.0 Ni, 2.0 - 3.0% Fe, 1.0 - 2.0% Al und 0.2 - 0.4% (Si + Ti).
  • Der Schmelzpunkt von rund 900°C bei etwa 35% Mn ist gegenüber Ni-Legierungen mit rund 14000C besonders günstig und kann schweißtechnisch genützt werden. Infolge der guten Verformbarkeit des entwickelten Schweißzusatzwerkstoffes konnte der Legierungsgehalt an Si gegenüber den gebräuchlichen Werkstoffen erheblich erhöht werden, wodurch ein dünnflüssiges Schmelzbad und eine verläßliche Desoxidation ohne Porenbildung erreicht wird. Ähnliche Einflüsse auf den Schmelz-und Fließvorgang, wie durch Si, werden durch Zusätze von Ti, Li und Be beobachtet, die neben oder anstelle von Si verwendet werden können.
  • Die Cu-Mn-Legierung in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist nach dem WIG- und MIG-Verfahren sowie als Mantelelektrode fehlerfrei verschweißbar bei Kupfer-, Nickel- und Eisenlegierungen.
  • Eine vorteilhafte Anwendung wurde gefunden beim Schweißan von Eisengußwerkstoffen. Infolge des niedrigen Schmelzpunktes der Cu-Mn-Legierung und der geringen Dehnungs- und Schrumpfwerte konnten beim Schweißen von Grauguß und Sphäroguß bessere Ergebnisse erzielt werden als mit den üblichen Ni-Schweißzusatzwerkstoffen. Die beim Schweißen von Eisengußwerkstoffen mit den bisher bekannten Elektroden auf Nickelbasis beobachteten Fehler, wie die Neigung zu Spannungsrissen im Grundwerkstoff und das Aufschwemmen von harten Eisenlegierungen, treten mit den neuen Cu-4n-Schweißzusatzwerkstoffen wesentlich seltener auf.
  • Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Legierungen liegt darin, daß sie dazu verwendet werden können, Schweißverbindungen und Auftragschweißungen herzustellen, welche als Legierungen auf Cu-Basis hohe Gehalte an Mn, Ni und Al aufweisen. Die Vorteile solcher Legierungen sind an sich durchaus bekannt, doch ist es praktisch nicht möglich, aus einer solchen Legierung einen Schweißzusatzwerkstoff herzustellen, da die Verformung zu einem Draht außergewöhnlich kostspielig wäre. Das für die erfindungsgemäßen Schweißzusatzwerkstoffe festgestellte hohe Legierungsvermögen und deren hohe Legiergeschwindigkeit ermöglichen es nunmehr, eine Cu-Mn-Legierung sogar mit höheren Al- und Ni-Gehalten als sie bisher mit hohem Mn-Gehalt vereinbart waren, in der Weise herzustellen, daß der Schweißzusatzwerkstoff mit einem an sich bekannten Cu-Al-Schweißzusatzwerkstoff mit 5.0 - 14.0% Al im elektrischen Schweißlichtbogen zusammengeschmolzen wird.
  • Die erfindungsgemäße Cu-Mn-Legierung wird vorzugsweise mit einem bekannten Aluminiumbronzezusatzwerkstoff im Lichtbogen mittels einer Auftragschweißmethode zusammengeschmolzen, wobei nur mit dem Cu-A1 -Schweißzusatzwerkstoff der Schweißlichtbogen gezogen wird und der zweite Zusatzwerkstoff im Schmelzbad zugeführt wird, ohne selbst einen Lichtbogen zu erzeugen.
  • Überraschenderweise entsteht eine gleichmäßig zusammengesetzte neue Metallegierung durch Verschmelzen des Cu-Mn-und Cu-Al-Schweißzusatzwerkstoffes. Die Werkstoffumwandlung geht über die Grenzen der bekannten Auflegierung von einzelnen Elementen vor sich und erfolgt ohne Zuhilfenahme von Schmelz- und Reinigungshilfen in der kurzen Zeit des elektrischen Schweißlichtbogens.
  • Geeignete Schweißverfahren für das Zusammenschmelzen der beiden Legierungen sind das WIG- und MIG-Zweidrahtschutzgasschweißverfahren sowie das Plasmaschweißen. Beide Legierungen können auch in Form von Bändern nach der Bandschweißmethode verarbeitet werden.
  • Durch Veränderung des Mischungsverhältnisses und der Drahtlegierungen gelingt es, im Zweidrahtschweißverfahren höher legierte Werkstoffe im Schweißgut wirtschaftlich zu erzeugen, die bisher nach dem Eindrahtschweißverfahren nicht zu erreichen war. Die Werkstoffe auf Al-, Mn- und Ni-Basis besitzen eine hohe statische Festigkeit, Verschleißfestigkeit und ein ausgezeichnetes Korrosionsverhalten in der Größenordnung von nichtrostendem Stahl. Sie zeichnen sich durch Hitzebeständigkeit sowie hohen Widerstand gegenüber schnell bewegten Flüssigkeiten aus und sind gegen Kavitationserscheinungen unempfindlich. Diese Werkstoffe sind daher vorzüglich geeignet für Turbinengehäuse, Pumpenlaufräder, Schiffspropeller, Druckplatten und Kupplungsscheiben bei Walzwerken, Ventile von chemischen Apparaten und für Gleitelemente im Schwermaschinenbau.
  • Anschließend wird die Erfindung anhand einiger Beispiele erläutert.
  • Beispiel 1 Es wurde ein Schweißzusatzwerkstoff mit der Zusammensetzung 54.6% Cu, 36.0% Mn, 8.0%Ni, 1.0% Fe, 0.2% Cr. 0.2% Si hergestellt und in Schweißversuchen erprobt. Es zeigte sich, daß trotz der beim Lichtbogenschweißen kurzen Abkühlungszeit die bei bekannten Legierungen auftretenden Warmschrumpfrisse vermieden werden konnten. Dies dürfte mit den guten mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes zusammenhängen, der eine Zugfestigkeit von 530 N/mm2 und 25% Dehnung aufwies.
  • Beispiel 2 Mittels des MIG-Zweidrahtschweißverfahrensoder anderer Lichtbogenschweißverfahren gelang es, die Schweißzusatzwerkstoffe Cu-Mn 36 und Cu-Mn 15 mit Cu-Al 10 zu Schweißgutlegierungen zusammenzuschmelzen. Der Eisengehalt wird durch Aufmischung mit dem Stahl-Grundwerkstoff erhöht.
  • Legierung Cu Mn Ni Al Fe Div. Anteil Cu - Al10 87.5 - - 10.0 2.0 0.5 67,6 Cu-Mn36 54.5 36.0 8.0 - 1.0 0.5 33; Schweißgut 74.5 12.0 3.0 7.0 3.0 0.5 100% Die im Schweißgut hergestellte Mn-Al-Kupferlegierung entspricht dem Schweißzusatzwerkstoff nach British Standard 2901, C22, für höchste Verschleiß- und Stoßbelastungen, deren Herstellung in Drahtform außergewöhnlich kostspliig ist.
  • Beispiel 3 Ebenfalls im Lichtbogen wurden eine Legierung Cu-Al10 und eine Legierung Cu-Mn 15 zusammengeschmolzen, wobei das untenstehende Ergebnis bei der Plattierung auf Stahl festgestellt wurde.
  • Legierung Cu Mn Ni Al Fe Div. Anteil Cu-Al10 87.5 - - 10.0 2.0 0.5 67% Cu-Mn15 64.5 c 15.0 15.0 3.0 2.0 0.5 33% Schweißgut 76.5 5.0 5.0 8.0 5.0 0.5 100% Die oben genannte Legierung konnte bisher durch Schweißen nicht hergestellt werden. Sie entspricht bewährten Gußwerkstoffen mit höchster chemischer Beständigkeit bei gleichzeitiger Gluhbeanspruchung.
  • Die aufgeschweißte Schicht zeigte bei hoher Warmfestigkeit und Zähigkeit eine Härte von 230 bis 280 HB.
  • Beispiel 4 Im Zweidrahtschweißverfahren gelingt das Zusammenschmelzen von Kupfermangan- und Kupferaluminiumlegierungen mit Schweißzusatzwerkstoff dessen Mn- und Ni-Gehalt außerhalb der für den gesondert aufzutragenden Zusatzwerkstoff bevorzugten Grenzen liegt.
  • Legierung Cu Mn Ni Al Fe Div. Anteil CuAl 12 83,5 - - 12 4 0,5 67% CuMn8 71,5 8 20 - - 0,5 33% Schweißgut 79,0 2,5 6,5 8,5 3 0,5 100% Die im Schweißgut hergestellte Mn-Ni-Legierung ist im Schiffbau für höchste Korrosionsbeanspruchungen bekannt und war bisher nicht durch Auftragschweißen herzustellen.
  • Auch wenn es sich am günstigsten erwiesen hat, bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Werkstoffe im Zweidrahtverfahren den Lichtbogen nur vom Cu-Al-Zusatzwerkstoff zu ziehen, so ist es doch ohne weiteres möglich, stattdessen den erfindungsgemäßen Werkstoff oder beide Werkstoffe stromführend zu machen.
  • Wesentlich ist immer nur, daß beide Werkstoffe im selben Schmelzbad abgeschmolzen werden. Auch die Zuführung der Werkstoffe in Drahtform ist zwar vorteilhaft, doch sind auch andere Ausführungsformen, wie sie in der Schweißtechnik üblich sind (Stab-,Band-, Rohr und Kornform), anwendbar.

Claims (6)

  1. P a t en t an s p r ü c h e Kupfer-Mangan-Schweißzusatzwerkstoff zum Lichtbogenschweißcn, gekennzeichnet durch Gehalte (in Gew.%)voii 8,0 - 38, 0, vorzugsweise 14, 0 - 38, 0% Mn, 0, 1 - 1, 0% Si, 6, 0 - 24, 0,vorzugweise 6, 0 - 18, 0% Ni, 0, 5 - 5, 0% Fe, Rest im wesentlichen cu, wobei Ni bis zu 5% durch Co, Fe teilweise durch Cr, Äl, klo, ib, wo und Si ganz oder teilweise durch Ti , Li, Be ersetzt sein kann.
  2. 2. Kupfer-Mangan-Schweißzusatzwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung 34, 0 - 38, 0% Mn, 6, 0 - 10, 0% Ni, 0, 5 - 1, 5% Fe, 0, 1 - 0, 5% Cr, 0, 1 - 0, 3% Si.
  3. 3. Kupfer-Mangan-Schweißzusatzwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung 14, 0 - 18, 0% Mn, 14, 0 - 18, 0% Ni, 2, 0 - 3, 0% Fe, 1, 0 - 2, 0% Al und 0, 2 - 0, 4% (Si + Ti).
  4. 4. Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung oder indbesondere einer Auftragsschicht unter Verwendung de Schweißzusatzwerkstoffes nach einem der Ansprüche i bis , dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißzusatzwerkstoff mit einem an sich bekannten Kupfer-Aluminium-Schweißzusatzwerkstoff mit 5, 0 - 14, 0% im elektrischen Schweißlichtbogen zusammengeschmolzen wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfer-Mangan-Schweißzusatzwerkstoff die Zusammensetzung 8, 0 - 14, 0% Mn, 18, 0 - 24, 0% Ni, 0-3,0% Fe + Al, 0,5 - 1, 0% Si + Ti + Nb aufweist, wobei der Kupfer-Aluminium-Schweißzusatwerkstoff vorzugweise 8, 0 - 14, 0% Al und 2, 0 - 5, 0% Fe enthält.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur mit dem Kupfer-Aluminium-Schweißzusatzwerkstoff der Schweißlichtbogen gezogen wird und der zweite Zusatzwerkstoff im Schmelzbad zugeführt wird, ohne selbst einen Lichtbogen zu erzeugen.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102994802A (zh) * 2012-10-22 2013-03-27 陈敏 一种铜合金材料
CN103031467A (zh) * 2012-10-22 2013-04-10 虞海香 一种铜合金材料及其生产方法
CN103114223A (zh) * 2012-10-22 2013-05-22 虞海香 一种铜合金材料生产方法
CN105171270A (zh) * 2015-10-30 2015-12-23 江苏科技大学 钎焊异组分W-Cu合金的钎料及制备方法和钎焊方法
CN110193682A (zh) * 2019-05-31 2019-09-03 中国原子能科学研究院 钎料及其制备方法
CN111299902A (zh) * 2019-12-20 2020-06-19 河南省煤科院耐磨技术有限公司 一种用于熔化极气体保护焊的高耐蚀性铝青铜焊丝
CN114889245A (zh) * 2022-04-16 2022-08-12 上海殷菲合金材料有限公司 一种复合金属片及其制备方法和应用

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102994802A (zh) * 2012-10-22 2013-03-27 陈敏 一种铜合金材料
CN103031467A (zh) * 2012-10-22 2013-04-10 虞海香 一种铜合金材料及其生产方法
CN103114223A (zh) * 2012-10-22 2013-05-22 虞海香 一种铜合金材料生产方法
CN105171270A (zh) * 2015-10-30 2015-12-23 江苏科技大学 钎焊异组分W-Cu合金的钎料及制备方法和钎焊方法
CN110193682A (zh) * 2019-05-31 2019-09-03 中国原子能科学研究院 钎料及其制备方法
CN110193682B (zh) * 2019-05-31 2020-10-09 中国原子能科学研究院 钎料及其制备方法
CN111299902A (zh) * 2019-12-20 2020-06-19 河南省煤科院耐磨技术有限公司 一种用于熔化极气体保护焊的高耐蚀性铝青铜焊丝
CN114889245A (zh) * 2022-04-16 2022-08-12 上海殷菲合金材料有限公司 一种复合金属片及其制备方法和应用

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