DE2722049C3 - Elektrodendraht - Google Patents
ElektrodendrahtInfo
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- DE2722049C3 DE2722049C3 DE19772722049 DE2722049A DE2722049C3 DE 2722049 C3 DE2722049 C3 DE 2722049C3 DE 19772722049 DE19772722049 DE 19772722049 DE 2722049 A DE2722049 A DE 2722049A DE 2722049 C3 DE2722049 C3 DE 2722049C3
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
15
20
25
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrodendraht
zum Schweißen von kohlenstoffarmen und niedriglegierten Stählen, der einen Mantel aus einem
niedriggekohlten Stahl und einen Kern aufweist, der aus einer pulverförmigen Zusammensetzung besteht, die
Marmor, Flußspatkonzentrat, Natriumfluorsilikat, Ferromangan, Ferrosilizium, Eisenpulver enthält.
Es ist zweckmäßig, die vorliegende Erfindung zum Schweißen von Metallkonstruktionen aus niedriggekohlten
und niedriglegierten Stählen einzusetzen, falls die Schweißnähte in verschiedenen räumlichen Lagen
ausgeführt werden.
Bei der Ausführung von Qualitätsnähten beim horizontalen Schweißen finden bekannte Elektrodendrähte
Verwendung (z. B. SU-Urheberschein Nr. 2 01 564). Dabei werden eine hohe Leistung der
Schweißarbeiten, eine gute Schweißnahtformung, eine leichte Ablösbarkeit der Schlackenkruste, hohe mechanische
Eigenschaften des Schweißnahtwerkstoffes und der Schweißverbindung erreicht.
Zur Schweißnahtausführung in Lagen, die sich von der Normallage unterscheiden, werden andere bekannte
Elektrodendrähte verwendet (SU-Urheberschein Nr. 2 71 281, US-PS 35 66 073). Gemäß SU-Urheberschein
2 71 281 gehören zur Kerndrahtzusammensetzung des Elektrodendrahws folgende Bestandteile (in Gew.-%):
55
60
Gemäß US-PS 35 66 073 sind in der Kerndrahtzusammensetzung des Elektrodendrahtes folgende Bestandteile
(in Gew.-%) enthalten:
65 3,89 bis 4,52
0 bis 0,18
0,75 bis 0,83
G bis 0,75
0,96 bis 134
038 bis 1,27
2,15 bis 238
1,02 bis 1,24
0 bis 5,61
0 bis 0,03
83 bis 85
0 bis 0,18
0,75 bis 0,83
G bis 0,75
0,96 bis 134
038 bis 1,27
2,15 bis 238
1,02 bis 1,24
0 bis 5,61
0 bis 0,03
83 bis 85
Kalziumfluorid
Kaliumfluorsilikat
Magnesiumoxid
Aluminiumoxid
Magnesium
Marmor
Aluminium
Bariumfluorid
Gußeisenpulver
Ferrotitan
Stahlschale
Angewendet auf das Nahtschweißen in verschiedenen räumlichen Lagen sind die erwähnten Elektrodendrähte
mit wesentlichen Nachteilen behaftet
Der Elektrodendraht gemäß SU-Urheberschein 2 71 281 gestattet es, nur das Steignahtschweißen mit
einem Schweißstrom von etwa 150A durchzuführen. Der Elektrodendraht (US-PS 35 66 073) gewährleistet
die Ausführung der Schweißnähte in verschiedenen räumlichen Lagen mit einem schwachen Schweißstrom
(50 bis 100 A), was sie im Vergleich zum Handschweißen
mit Einzelelektroden in der Leistung konkurrenzunfähig macht
Beim Schweißen mit den erwähnten Elektrodendrähten wird die Schweißnahtformung auf der Senkrechtebene unter Aufschmelzen des Kerndrahtes durch die
Bildung einer zähflüssigen Schlacke gewährleistet, die das Zurückhalten des Schweißbades auf der Senkrechtebene begünstigt Der Badinhalt muß dabei jedoch klein
sein, und in diesem Zusammenhang erfolgt das Schweißen mit mit schwachen Strömen, d.h. bei
geringer Schweißleistung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrodendraht zum Schweißen mit offenem Lichtbogen
mit einer solchen Kerndrahtzusammensetzung zu schaffen, die die Schweißnahtformung in verschiedenen
räumlichen Lagen mit einer hohen Leistung zu gewährleisten vermag.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Herstellung eines Elektrodendrahtes gelöst, der einen Mantel aus
einem niedriggekohlten Stoffe und einen Kern aufweist, der außer den als bekannt zugestandenen Komponenten
erfindungsgemäß Perowskit-Konzentrat und Wollastonit enthält und die Bestandteile in folgendem
Verhältnis (in Gew.-%) vertreten sind:
10 bis 25 | Marmor |
12 bis 20 | Flußspatkonzentrat |
3 bis 8 | Natriumfluorsilikat |
6 bis 10 | Ferromangan |
4 bis 7 | Ferrosilizium |
10 bis 20 | Perowskit-Konzentrat |
5 bis 10 | Wollastonit |
Rest | Eisenpulver |
Es ist allgemein bekannt, daß die hochwertige Schweißnahtformung in Lagen, die sich von der
Normallage unterscheiden, durch zähflüssige Schlacke und deren optimalem Schmelztemperaturbereich gewährleistet
wird. Solche Eigenschaften besitzen bgsische Schlacken. Es wurde festgestellt, daß die Schlacken,
die sich beim Schmelzen der Kerndrahtzusammensetzung bilden und eine große Menge von Kalziumoxid
enthalten, die Schaffung von günstigen schweißtechnologischen Eigenschaften beim Schweißen auf der
Senkrechtebene gewährleisten sowie die Ausführung von Senkrechtnähten nach einem beliebigen der
bekannten Verfahren möglich machen, das Fallnahtschweiß- sowie das Oberkopfnahtschweißverfahren
miteinbegriffen. Die Schlacken mit einem hohen Gehalt an Kalziumoxid besitzen außerdem eine gute Raffinierfähigkeit,
wodurch hohe mechanische Eigenschaften des Schweißnahtwerkstoffes und der Schweißverbindung
gesichert werden.
Die für die Gewährleistung einer hohen Schweißleistung beim Schweißen in verschiedenen räumlichen
Lagen mit den bekannten Drähten notwendige Erhöhung des Basizitätsgrades der Schlacke durch die
Vergrößerung des Gehaltes an Kalziumoxid kann nicht durch die einfache Vergrößerung des Gehaltes an
Kalziumkarbonat (Marmor) erreicht werden, weil das zu erhöhtem Metallverspritzen, Verschlechterung der
schweißtechnologischen Eigenschaften und der Güte des Schweißnahtwerkstoffes aufgrund der Zunahme der
Entwicklungen von Kohlendioxid, das bei der Wärmezersetzung des Karbonats anfällt, führt. Die Einführung
des reinen Kalziumoxids in die Kerndrahtzusammensetzung ist infolge seiner hohen Hygroskopizität
unmöglich.
Die für die hochwertige Schweißnahtformung in Senkrecht- und Überkopfposition erforderliche Zusammensetzung
der Schlacke wird durch die Einführung •von Kalziumkomplexsalzen in Form von Wollastonit
(Kalziumoxid und Siliziumdioxid) und Perowskit (Kalziumoxid und Titandioxid) in den Drahtkern erreicht.
Abgesehen von der guten Formung von Nähten in allen räumlichen Lagen, die Überkopfposition miteinbegriffen,
gewährleistet das Verhältnis der Oxide TiCV S1O2 in der erfindungsgemäßen Drahtkernzusammensetzung
des Elektrodendrahtes durch die Einführung von Perowskit und Wollastonit ebenfalls eine gute
Deckfähigkeit der Schlacke und das Zurückhalten des Schweißbades beim Schweißen auf der Senkrechtebene
und in der Überkopfposition.
Es ist allgemein bekannt, daß die hohe Metallgüte bei der Verbindung von Gas- und Schlackenschutz erreicht
wird. Der Gasschutz wird durch die Entwicklung von Kohlendioxid und flüchtigen Fluoriden gewährleistet.
Marmor, der zur Kerndrahtzusammensetzung des erfindungsgemäßen Elektrodendrahtes gehört, stellt
den Hauptgasbildner dar.
Es wurde von uns festgestellt, daß der Gasschutz des Schmelzgutes bei einem Marmorgehalt von unter 10%
in gebührendem Maße nicht gewährleistet wird. Bei dessen Erhöhung über 25% findet ein erhöhtes
Metallverspritzen statt.
Das Vorhandensein des Flußspatkonzentrats in der Kerndrahtzusammensetzung bietet die Möglichkeit, die
Schlacke mit guter Deckfähigkeit und Raffiniereigenschaften herzustellen. Bei einem Gehalt an Flußspatkonzentrat
von unter 12 Gew.-% werden die Deckfähigkeit der Schlacke beeinträchtigt und der Schlackenschutz
des Schmelzgutes nicht gewährleistet, was zur
Verschlechterung seiner plastischen Eigenschaften führt Eine Vergrößerung des Gehaltes an Flußspatkonzentrat
über die erwähnte Grenze hinaus steigert die Zähflüssigkeit der Schlacke stark und verschlechtert die
Schweißnahtformung sowie setzt die Lichtbogenstabilität herab.
Das Natriumfluorsilikat in der Kerndrahtzusammensetzung des Elektrodendrahtes erhöht die Beständigkeit
des Schweißgutes gegen die Porenbildung, die durch Wasserstoff verursacht wird. Der Wasserstoff gelangt in
die Lichtbogenzone wegen des Vorhandenseins von Resten des technologischen Schmiermittels und der in
den Bestandteilen der Kerndrahtzusammensetzung enthaltenen Feuchtigkeit auf der Oberfläche des
Drahtes. Der Bereich des Gehaltes an Natriumfluosilikat wurde mit Rücksicht auf die Bindung des
vorhandenen Wasserstoffes in der Lichtbogenzone auf Kosten der Bildung einer im Flüssigmetall unlöslichen
Verbindung — des Fluorwasserstoffes — gewählt
Das Vorhandensein von Ferromangan und Ferrosilizium in den früher genannten Grenzen gewährleistet
die notwendige Desoxydation und Legierung zwecks Erreichen der Festigkeits- und Plastizitätssollwerte der
Schweißverbindung.
Das Eisenpulver wird eingeführt, um beim Schmelzen des Drahtes die Menge des Schweißgutes und somit die
Auftragschweißleistung zu erhöhen.
Vorteile des erfindungsgemäßen Drahtes werden nachstehend im Vergleich zu den bekannten Drähten
anhand von folgenden Beispielen veranschaulicht.
Ein Elektrodendraht in zweilagiger Ausführung mit 2,0 mm Durchmesser, bei dem der Mantel aus einem
kohlenstoffarmen Stahl 74%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Drahtes, beträgt, hat einen Kern mit
folgender Zusammensetzung: 21% Marmor, 14,5% Perowskit-Konzentrat, 7,5% synthetisches Wollastonit,
16,5% Flußspatkonzentrat, 5,5% Natriumfluosilikat, 7,0% Ferromangan (90% Mangan), 5% Ferrosilizium
(7,5% Silizium), 23% Eisenpulver. Das Schweißen mit diesem Draht auf der Senkrechtebene ist »fallend« mit
Strömen von etwa 250 A möglich, was die zulässigen Ströme bei der Ausführung von derartigen Schweißnähten
mit den bekannten Drähten wesentlich überschreitet. Dabei werden ausgezeichnete schweißtechnologische
Eigenschaften und eine hohe Leistung des Vorganges, sowohl bei der Schweißnahtausführung auf
der Senkrechtebene als auch in der Überkopfposition gewährleistet.
Die mechanischen Eigenschaften des Schweißnahtwerkstoffes und der Schweißverbindung, die mit diesem
Draht aus niedriggekohitem Baustahl ausgeführt wurde, der (in Gew.-%) 0,12 Kohlenstoff, 0,63 Mangan, 0,26
Silizium, je 0,002 Schwefel und Phosphor enthält, sind durch folgende Kennwerte gekennzeichnet:
Räumliche Nahtlage | Zugfestigkeit N/mm2 |
Bruchdehnung % |
Kerbschlagzähigkeit, +20 C |
Nm/cm2 (Charpy -20 C- |
-Kerbe) bei -40 C- |
Senkrecht fallend | 585 bis 596 | 22,4 bis 25,0 | 110 bis 124 | 60 bis 108 | 32 bis 60 |
590 | 24,2 | 118 | 89 | 43 | |
Überkopfposition | 569 bis 579 | 22,3 bis 26,0 | 104 bis 118 | 58 bis 101 | 33 bis 52 |
574 | 23.4 | 104 | 81 | 40 |
5 6
In allen Fällen erfolgte das Schweißen mit dem 12% Marmor
erfindungsgemäßen Draht mit einem Pluspolgleich- 16% Perowskit-Konzentrat
strom. Die Leistung der Ausführung der erwähnten 8% Wollastonit
Nahttypen überschreitet die Handschweißleistung um 18% Flußspatkonzentrat
ein 1,5-bis 3f aches. 5 6% Natriumfluorsilikat
8% Ferromangan(90%Mn)
6% Ferrosilizium (75% Si)
Beispiel 2 26% Eisenpulver
io Der Werkstoff der Schweißnaht und der mit diesem
Ein Elektrodendraht mit 2,4 mm Durchmesser, bei Draht ausgeführten Schweißverbindung besitzt hohe
dem der Mantel aus einem niedriggekohlten Stahl 72% Festigkeit und Elastizität, die den beim Schweißen mit
beträgt, hat einen Kern mit folgender Zusammenset- Kalziumfluoridelektroden erreichten Kennwerten nicht
zung: nachsteht
Tabelle 2 | Zugfestigkeil N/mm2 |
Bruchdehnung % |
Kerbschlagzähigkeit, +20 C |
N m7 cm' -20 C" |
! (Charpy-Kerbe) bei -40 C |
Räumliche Nahtlage | 555 bis 575 | 23,3 bis 26,7 | 123 bis 136 | 101 bis | 114 82 bis 96 |
Waagerecht | 565 | 25,0 | 129 | 108 | 89 |
501 bis 515 | 23,4 bis 27,0 | 107 bis 120 | 72 bis | 104 36 bis 58 | |
Senkrecht steigend | |||||
507 24,2 114 86 44
Die Schweißleistung mit diesem Draht überschreitet mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes der
die mit Einzelelektroden ein 2- bis 4faches. Bei der jo Schweißnaht und -verbindung sichergestellt Beim
Ausführung der Senkrecht- und Überkopfnähie ist die Horizontalschweißen eines 20 mm starken Stahls, der
Schweißleistung mit dem erfindungsgemäßen Draht um (in Gew.-%) 0,11 Kohlenstoff, 1,58 Mangan, 0,32
ein 1,3- bis 2faches höher als die mit den bekannten Silizium, 0,025 Schwefel und 0,022 Phosphor enthält,
Drähten. wurden z. B. folgende in der Tabelle 3 zusammengefaßte
Beim Schweißen von niedriggekohlten Stählen mit js Kennwerte der mechanischen Eigenschaften ermittelt
den erwähnten Drähten werden hohe Kennwerte der
Tabelle 3 | Bruchdehnung % |
Kerbschlagzähigkeit, +20 C |
Nm/cm2 (Charpy-Kerbe) bei -20 C |
-40 C- |
Zugfestigkeit N/mm2 |
22,3 bis 24,3 | 150 bis 165 | 139 bis 148 | 104 bis 112 |
606 bis 616 | ||||
611 23,1 158 141 108
Beim Schweißen eines 20 mm starken niedriggekohl- dem Draht mit der obenerwähnten Zusammensetzung
ten Stahls, der (in Gew.-%) 0,15 Kohlenstoff, 0,77 wurden folgende Kennwerte der mechanischen Eigen-
ii Mangan, 0,78 Silizium, 0,85 Chrom, 0,7 Nickel, 0,5 schäften ermittelt.
Kupfer, 0,020 Schwefel und 0,028 Phosphor enthält, mit 50
Zugfestigkeit Bruchdehnung Kerbschlagzähigkeil, Nm/cm2 (Charpy-Kerbe) bei
N/mm2 % +20 C -20 C -40 C
567 bis 604 26,0 bis 26,7 182 bis 190 140 bis 161 97 bis 132'
\ 585 26,3 186 150 111
-■ Aus der Beschreibung und den angeführten Beispie- Leistung des Schweißvorganges gewährleistet. Dabei
, len ist es ersichtlir ■>, uaß der erfindungsgemäße werden gute Kennwerte der mechanischen Eigenschaf-
f? Elektrodendraht eine hochwertige Schweißnahtfor- ten des Werkstoffes der Schweißnaht und -verbindung
mung in verschiedenen räumlichen Lagen bei hoher gesichert.
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrodendraht zum Schweißen von kohlenstoffarmen und niedriglegierten Stählen, der einen Mantel aus einem niedriggekohlten Stahl und einen Kern aufweist, der aus einer pulverförmigen Zusammensetzung besteht, die Marmor, Flußspatkonzentrat, Natriumfluosüikat, Ferromangan, Ferrosilizium, Eisenpulver enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kemdrahtzusammensetzung neben den erwähnten Bestandteilen Perowskit-Konzentrat und Wollastonit enthält und die Bestandteile in folgendem Verhältnis (in Gew.-%) vertreten sind:
10 bis 25 Marmor 12 bis 20 Flußspatkonzentrat 3 bis 8 Natriumfluorsilikat 6 bis 10 Ferromangan 4 bis 7 Ferrosilizium 10 bis 20 Perowskit-Konzentrat 5 bis 10 Wollastonit Rest Eisenpulver. 8 bis 15 Marmor 16 bis 27 Kalziumfluorid 4 bis 16 Titandioxid 4 bis 8 Ferromangan 3 bis 6 Ferrosilizium 4 bis 12 Tonerde 4 bis 18 Soda Ibis 4 Natriumfluorsilikat Rest Eisenpulver 10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772722049 DE2722049C3 (de) | 1977-05-16 | 1977-05-16 | Elektrodendraht |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772722049 DE2722049C3 (de) | 1977-05-16 | 1977-05-16 | Elektrodendraht |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2722049A1 DE2722049A1 (de) | 1978-11-30 |
DE2722049B2 DE2722049B2 (de) | 1980-04-03 |
DE2722049C3 true DE2722049C3 (de) | 1980-11-27 |
Family
ID=6009078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772722049 Expired DE2722049C3 (de) | 1977-05-16 | 1977-05-16 | Elektrodendraht |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2722049C3 (de) |
-
1977
- 1977-05-16 DE DE19772722049 patent/DE2722049C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2722049B2 (de) | 1980-04-03 |
DE2722049A1 (de) | 1978-11-30 |
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