DE2829517A1

DE2829517A1 - Gefuellter schweissdraht und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2829517A1
Application number: DE19782829517
Authority: DE
Inventors: Jacques Blanpain
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1977-07-18
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1979-02-08
Also published as: CH621963A5; FR2397915B1; IT7850340A0; DE2829517C2; LU79445A1; IT1106857B; GB1597818A; NL7803750A; BE865079A; FR2397915A1

Description

PATENTANWÄLTE RUFF UND BEIER STUTTGART

Dipl.-Cham. Dr. Ruff Dipl.-Ing· J · Βθι'θγ

Neckarstraße 5O D-7OOO Stuttgart 1 Tel.: CO711) 22 7Ο51* Telex O7-2341Ü erub d

14. Juni 1978 /Bo

A 17 118/9

Anmelder: Acieries Reunies de Burbach-Eich-Dudelange~S.A. ARBED

Gefüllter Schweißdraht und Verfahren
zu seiner Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gefüllten
Schweißdraht sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines
solchen Drahtes.

Diese gefüllten Drähte, die sowohl zum automatischen oder
halbautomatischen Lichtbogenschweißen von metallischen Teilen mit oder ohne Schutzgasatmosphäre als auch zum Wiederauftragen verwendet werden, bestehen aus einem Puderkern, der von einer metallischen Umhüllung umgeben ist. Die metallische Umhüllung ist meistens aus legiertem oder nichtlegiertem Stahl und sie weist eine Kreisform mit einem Durchmesser zwischen ca. 0,5
und 10 mm auf. Der Puderkern besteht aus pulverförmigen mineralischen oder metallischen Stoffen, wie insbesondere Schlakken, Schmelzmitteln, Desoxidationsmitteln oder Legierungen,
die zwischen 10 und 70 % des Gesamtgewichts des gefüllten
Drahtes ausmachen.

Bekannt sind solche sog. "nicht geschlossenen" Drähte. Die Umhüllung dieser Drähte, die aus einem metallischen Band gebildet wurde,

809866/0674

copy

A 17 118/9 -«,a—

weist eine nicht dichte Längsnaht auf, die entweder vuii den Rändern des Bandes gebildet wird, die sich entlang einer axialen Linie berühren, oder von denRandbereichen des Bandes, die sich durch einfache überlagerung bedecken. Jedoch können die Nebeneinanderstellung der Längsränder und die überlagerung der Randbereiche keine herntitische Isolierung des Inders Lz«. Pulvers gegenüber der äußeren Atmosphäre gewährleisten. Ferner kann der Puder während des Transports oder der Lagerung oder während der Behandlung des gefüllten Drahtes oder des zu seiner Herstellung dienenden Rohlings unbrauchbar werden. Außerdom eignet sich diese Ausführung nur für gefüllte Drähte mit einem relativ dicken Durchmesser.

Im Gegensatz zu den "nicht geschlossenen" Drähten sind die Drähte "mit geschweißter Naht" vollkommen dicht. Ihre Herstellung, die fiüher praktisch unmöglich war, da die Verunreinigung der Ränder des Rohlings durch den Puder während der Profilierung oder während des Schweißens keine Schweißnaht ermöglichte, die für ein geeignetes Ziehen des Rohlings ausreichend gut war, ist jetzt durch das Verfahren nach der DE-AS 25 15 342 wesentlich erleichtert. Bei diesem Verfahren wird zunächst ein Stahlband kontinuierlich in ein Profil mit Kanalform umgewandelt, und in den Boden dieses Kanals wird eine Pudermischung eingeführt. Man bedeckt anschließend den Puder mit einem dünnen metallischen Band, das den Puder während des Schließens des Rohlings und während des Schweißens der Naht am Boden des Kanals hält. Die gewonnenen gefüllten Rohlinge weisen eine einwandfreie Schweißiaht und eine homogene Füllung auf und lassen sich ohne große Schwierigkeiten einem Ziehvorgang unterwerfen. Bei sehr dünnen Durchmessern verschlechtern sich jedoch die Ziehbedingungen, da die Wand des Rohlings während des Ziehens nicht gleichmäßig zylindrisch bleibt, sondern dickere Wandbereiche, gefolgt von

809886/0674

COPY

A 17 118/9

Io

dünneren unä beim Ziehen brüchigeren Wandbereichen, aufweist. Dieser Nachteil tritt umso mehr hervor, wenn der Puder Hartmetallpartikel enthält, die sich in der Wand des Rohlings einlagern und die dort reißanfällige Stellen bilden. Unter diesen Bedingungen gibt es häufig Unterbrechungen der Produktion und ziemlich bedeutende Verluste.

Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gefüllten, geschlossenen oder nicht geschlossenen Schweißdraht mit einem Puder bzw. Pulver zu schaffen, wobei dieser Draht aus einem Rohling hergestelt wird, der eine Umhüllung mit guter Ziehbarkeit, unabhängig vom Durchmesser und dem Vorhandensein von Hartmetallpartikeln im Puder, aufweisen soll. Die gefüllten Drähte sollen insbesondere in bekannter Weise durch Walzen und/ odt;r Ziehen hergestellt werden können, und die gefüllten Rohlinge sollen durch ein allgemein bekanntes Verfahren herstellbar sein, bei dein ein metallisches Band in eine Kanalform umgeformt, in diesen Kanal eine Mischung aus Schweißpulver eingeführt wird, ■iie Flanken des Kanals bis zum Schließen des Rohlings durch eine Fuge bzw. Verbindungsstelle gefaltet werden und dieser Rohling einer Reduzierung des Querschnitts bis zum gewünschten Durchmesser unterworfen wird.

Die Besonderheit der gefüllten Drähte nach der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, daß sie zwei Umhüllungen besitzen, die miteinander in Kontakt sind, wobei die innere Umhüllung aus zwei unabhängigen Bändern besteht, die sich in axialer Richtung erstrecken und jeweils einenTeil der inneren Wand der äußeren Umhüllung bedecken, wobei sich die einzige Fuge bzw. Verbindungsstelle der äußren Umhüllung im wesentlichen über der Mittellinie des darunterliegenden Bandes der inneren Umhüllung erstreckt.

809806/0674

Copy

A 17 118/9

Diese beiden Bänder, die in Form einer Umhüllung die innere Wand der äußeren Umhüllung des gefüllten Drahtes bedecken, haben oft dieselbe Zusammensetzung wie das Material der äußeren Umhüllung, d.h. im allgemeinen weicher Stahl. Sie können jedoch auch eine andere Zusammensetzung aufweisen, beispielswei^ können sie metallische Teile enthalten, die während des Schweißens irgendeine Wirkung ausüben, vorausgesetzt, daß sie eine üuktilität aufweisen, die nicht wesentlich geringer ist äLs die des Materials der äußeren Umhüllung. Im allgemeinen sind diese Bändern dünner als das die äußere Umhüllung bildende Band > d.h. sie haben eine geringer Wandstärke.

Da die Verbindungsstellen der inneren Umhüllung durch die äußere Umhüllung bedeckt werden und da die Verbindungsstellen im allgemeinen wenigstens ein Viertel des Umfangs des Drahtes voneinander entfernt sind, ist die Dichtheit so vollkommen, daß man im allgemeinen darauf verzichten kann, die Ränder der äußeren Umhüllung übereimnderzulagern, oder die Fuge _Zu schweißen, die von den Rändern der äußeren Umhüllung gebildet wird, die aneinanderliegen. Die Ränder der beiden dünneren Bänder, die die innere Umhüllung bilden, liegen im allgemeinen übereinander und garantieren praktisch für sich allein eine dichte Anordnung. Das Risiko einer Verformung der Ränder der Fuge der äußeren Umhüllung während des Aufspul- und Abspulvorganges ist wesentlich geringer als bei den herkömmlichen "nicht geschlossenen" gefüllten Drähten, da der kompaktierte Puder durch die innere Umhüllung gehalten wird und nicht direkt auf die Fuge trifft. Nichts steht jedoch .einer Schließung der äußeren Fuge iurch Schweißen entgegen, insbesondere bei einem Ziehen auf sehr geringe Durchmesser der Größenordnung von 1 mm, da alle Bedingungen für die Durchführung einer tadellosen Schweißnaht gegeben sind.

809886/0674

COPY

A 17 118/9

Da die metallische Umhüllung, die den Puderkern uinyibt, über den gesamten Umfang gegenüber der äußeren Umhüllung eine glätte Oberfläche behält, erfolgt das Ziehen der gefüllten Rohlinge mit doppelter Umhüllung ohne Reißen bis zu sehr geringen Durchmessern. Tatsächlich kann während des Ziehens das plastische Abziehen des Materials der vollkommen zylindrischen äußeren Umhüllung ohne irgendein Hindernis vonstatten gehen, das sich aus der Form oder der Art des darunterliegenden Materials ergeben könnte, wie dies seither der Fall war.

Die gefüllten Drähte mit doppelter Umhüllung haben im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt und werden aus kreisförmigen oder ovalen Rohlingen gewonnen.

Es können jedoch auch kreisförmige oder vieleckige Rohlinge so bearbeitet werden, insbesondere gezogen und dann gewalzt, daß der gewonnene gefüllte Draht einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Im allgemeinen ist die Breite solcher "platten" gefüllten Drähte mindestens fünf Mal größer als die Dicke. Diese Drähte sind insbesondere zur Gewinnung von breiten Schweißnähten beim Verbindungsschweißen, Auftragsschweißen bzw. Verkleiden von metallischen Teilen durch Lichtbogenschweissung mit oder ohne Schutgas oder unter Flußmittel geeignet

Das Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung umfaßt allgemein ' die Schritte der Vorformung eines metallischen Bandes in eine Kanalform, die Einführung eines Schweißpulver in den Kanal, das Falten der Flanken bzw. Wangen des Kanals bis zur Berührung der Ränder und die Reduzierung des Querschnitts des Rohlings durch Walzen und/oder Ziehen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß in den vorgeformten Kanal ein dünnes metallisches Band eingeführt wird, das die Form des Kanals annimmt und sich bis mindestens zur mittleren Höhe der

809886/OSn

BAD ORIGINAL

A 17 118/9 --6--

seitlichen Planken dieses Kanals erstreckt, daß ein Streuen einer Mischung aus Schweißpuder auf diesem den Boden des Kanals bedeckenden Band angeordnet wird und daß der Puder durch ein zweites dünnes Band bedeckt wird, dessen Ränder nach unten gebogen werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das metallische Band, das zur Bildung des unteren Teils der inneren Umhüllung bestimmt ist, mit Hilfe von Profilierungswalzen vorgeformt und dann in den Kanal eingeführt.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird das Band zur Aus3c.lei.dung des Bodens des Kanals in der Richtung des vorgeformten Kanals eingeführt und wird mit Hilfe einer drehbaren Walze gegen den Boden des Kanals gedrückt.

Das obere Band das den Puderstrang dadurch bedeckt, daß es gegen die Flanken des unteren Blattes drückt, ist so ausgebildet, daß der Rohling ohne Pestklemmen dieses Bandes in der Fuge 9^e~ schlossen werden kann.

Die Einrichtung zur Herstellung dieser gefüllten Drähte mit doppelter Umhüllung entspricht, was die Werkzeuge zur Formung der äußeren Umhüllung und des oberen Blattes, die Puderzufuhr, das mögliche Schweißen der Naht sowie die Reduzierung des Querschnitts des Rohlings anbetrifft, der in der DE-AS 25 15 342 beschriebenen. Es müssen lediglich die zur Formung und Ausrichtung.des Bandes nötigen Werkzeuge hinzugefügt werden, das den Boden des offenen Rohlings der äußeren Umhüllung bedecken soll.

809886/0874 „_Α .

BAD ORIGINAL

Λ 17 118/9

Die Erfindung hat somiL einen gefüllten Schweißdraht zum Gegenstand, bei dem die Verbindungslinie der äußeren Umhüllung an der Innenseite der äußeren Umhüllung von innen her abgedeckt ist, wobei diese Abdeckung vorzugsweise von einer inneren Umhüllung gebildet wird, die aus zwei sich in Längsrichtung erstreckenden, im Querschnitt in etwa kreisförmigen gebogenen Bändern besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnungsfigur dargestellt, die einen Schnitt durch einen gefüllten Rohling mit doppelter Umhüllung und Schweißnaht zeigt.

Ein Band 1 aus weichem Stahl mit einer Breite von 32 mm und einer Stärke von 1,8 mm wird mit Hilfe von Walzen in ein Profil umgeformt, das die Form eines Kanals von 7 mm Tiefe und 23 mm Breite hat.

Ein Band 2 von 20 mm Breite und 0,3 mm Stärke wird durch Walzen zu einem Kreisbogen gefaltet und in den Boden des Kanals eingeführt.

Der von dem geformten Band 2 bedeckte Kanal läuft unter einer Dosiervorrichtung vorbei, die dort einen Strang von Schweißpulver 4 ablagert.

Am Ausgang der Dosiervorrichtung ist ein Abdeckband 3, das aus einem Band von 20 mm Breite und 0,3 mm Dicke zu einem Kreisbogen gefaltet wurde, so auf dem Puderstreifenkngeordnet, daß die Ränder des Abdeckbandes die Flanken des den Boden des Kanals auskleidenden Bandes berühren.

809886/0674

A 17 118/9 --8--

Der vorgeformte Rohling wird über ein Zieheisen gezogen, in dem die Ränder des Kanals so umgebogen werden, daß sie gegeneinanderliegen.

Nach einer Reinigung über der Flamme ist der Rohling iertig zur Weiterleitung entweder in eine Schweißstation zur Schliessung der Fuge oder in eine Station zur Reduzierung des Querschnitts des Rohlings. Dieser letzte Vorgang wird durch Walzen oder Ziehen durchgeführt, um schon ein gewisses Zusammenpressen des Puders zu erhalten, das die Handhabung des Rohlings ermöglicht.

Die Reduzierung des Querschnitts des gefüllten Drahtes auf den endgültigen Durchmesser erfolgt durch Ziehen.

Als Beispiel wird ein gefüllter Draht mit doppelter Umhüllung zur Montage und zum Kiederauftragen genannt,der einen Durchmesser von 0,9 mm aufweist.

Die Umhüllungen weisen die folgenden Eigenschaften auf:

- äußere Umhüllung: beruhigter, weicher Stahl

- innere Umhüllung: beruhigter, weicher Stahl

- der Puderkern setzt sich aus 80 % metallischen Legierungselementen und 20 % Flußmittel zusammen

- das Verhältnis Puder/Metall beträgt 30 Gewichtsprozent.

809886/0674

-ήϊ

Le

e r s e i ϊ e

Claims

Ansprüche

1. Gefüllter Schweißdraht mit einem Puderkern, der von einer metallischen Hülle umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hülle aus zwei Umhüllungen besteht, die miteinander in Kontakt sind, wobei die innere Umhüllung (2, 3) aus zwei unabhängigen Bändern (2, 3} besteht, die sich in axialer Richtung erstrecken und jeweils einen Teil der inneren Wand der äußeren Umhüllung (i) bedecken, wobei sich die einzige Verbindungsstelle der äußeren Umhüllung im wesentlichen über der Mittellinie des darunterliegenden Bandes der inneren Umhüllung erstreckt.

2. Schweißdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden metallischen Bänder (2, 3), die die innere Umhüllung bilden, eine andere Zusammensetzung aufweisen als das Material, das die äußere Umhüllung bildet.

809886/0674

ORIGINAL INSFECTED

A 17 118/9 - 2 -

3. Schweißdraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die innere Umhüllung bildenden metallischen Bänder (2, 3) dünner sind als die äußere Wand (1).

4. Schweißdraht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der metallischen Bänder (2, 3), die die innere Umhüllung bilden, aneinanderliegen, sich insbesondere überlappen.

5. Schweißdraht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekonnzeichnet, daß der Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist, wobei die Breite mindestens fünfmal größer ist als die Stärke.

6. Verfahren zur Herstellung eines gefüllten Schweißdrahtes, bei dem ein metallisches Band in eine Kanalform umgeformt wird, eine Mischung aus Schweißpulver in diesen Kanal eingeführt wird, die Flanken dieses Kanals bis zum Schliessen des Rohlings entlang einer Verbindungsstelle umgebogen werden und der Querschnitt des Rohlings bis zum gewünschten Durchmesser reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den vorgeformten Kanal ein dünnes metallisches Band entsprechend der Form des Kanals eingeführt wird, das sich bis mindestens zur mittleren Höhe der seitlichen Flanken des Kanals erstreckt, daß ein Streifen einer Mischung aus Schweißpulver auf diesem den Boden des Kanals bedeckenden Band abgelegt wird und daß das Pulver durch ein zweites dünnes Band bedeckt wird, dessen Ränder nach unten gebogen sind, wonach der Kanal geschlossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Auskleidung des Bodens des Kanals bestimmte metallische Band durch Walzen zwischen Profilierungswalzen vorgeformt wird, ehe es in den Kanal eingeführt wird.

809886/0674

A 17 118/9 - 3 -

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste untere Band in Richtung des vorgeformten Kanals eingeführt wird und,insbesondere mit Hilfe einer beweglichen Walze, gegen den Boden des Kanals gedrückt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des vorgeformten Abdeckungsbandes gegen die Flanken des den Boden des Kanals auskleidenden Blattes drücken.

809888/0874