DE2829517C2 - Gefüllter Schweißdraht und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Hierdurch ist die Beweglichkeit des Drahtes eingeschränkt, da die Rohrdicke bei der Beweglichkeit und der Biegbarkeit des Drahtes eine entscheidende Rolle spielt

Weiterhin ist ein Schweißdraht bekannt (DE-PS 15 58 891), der rohrförmig ausgebildet ist und in seinem Inneren ein Zusatzmittel enthält. Dieser besitzt jedoch ein derartiges Verhältnis von Rohrdicke zu Dicke des Zusatzmittels, daß das pulverförmige Zusatzmittel beim Schweißvorgang nur eine untergeordnete Rolle spitien kann.

Weiterhin ist eine Fülldrahtelektrode bekannt (DE-OS 27 19 357), bei der in einem nahtlosen vollgeschlossenen Umhüllungsrohr ein gefülltes geschlitztes Inlettrohr eingesetzt ist Auch bei dieser bekannten Elektrode ist die Beweglichkeit stark eingeschränkt

Demzufolge ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gefüllter Schweißdraht mit einem Puderkern, der von zwei metallischen, ineinanderliegenden und sich berührenden Umhüllung umgeben ist. Dieser Draht wird aus einem Rohling hergestellt, 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/oder Ziehen hergestellt werden können, und die gefüllten Rohlinge sollen durch ein allgemein bekanntes Verfahren herstellbar sein, bei dem ein metallisches Band in eine Kanalform umgeformt, in diesen Kanal eine Mischung aus Schweißpulver eingeführt wird, die Flanken des Kanals bis zum Schließen des Rohlings durch eine Fuge bzw. Verbindungsstelle umgebogen werden und dieser Rohling einer Reduzierung des Querschnitts bis zum gewünschten Durchmesser unterworfen wird. Außerdem soll der Schweißdraht beweglich sein, d. h. es soll die Möglichkeit gegeben sein, den gefüllten Draht leicht verformen zu können, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung besteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Schweißdraht der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die innere Umhüllung aus zwei unabhängigen Bändern besteht, die sich in axialer Richtung erstrecken und jeweils einen Teil der inneren Wand der äußeren Umhüllung bedecken, wobei sich die einzige Verbindungsstelle der äußeren Umhüllung im wesentlichen über der Mittellinie des darunter liegenden Bandes der inneren Umhüllung erstreckt.

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, beispielsweise können sie metallische Teile enthalten, die während des Schweißens irgendeine Wirkung ausüben, vorausgesetzt, daß sie eine Duktilität aufweisen, die nicht wesentlich geringer ist als die des Materials der äußeren Umhüllung. Im allgemeinen sind diese Bä.ider dünner als das die äußere Umhüllung bildende Band, d. h. sie haben eine geringere 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 übereinanderzulagern, oder die Fuge bzw. Verbindungsstelle 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

ίο »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 durch 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.

Da die metallische Umhüllung, die den Puderkern umgibt, über den gesamten Umfang gegenüber der äußeren Umhüllung eine glatte 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

j5 und dann gewalzt, daß der gewonnene gefüllte Drahl 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 Schutzgas oder unter Flußmittel geeignet.

Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines gefüllten Schweißdrahtes der eingangs genannten Art zu schaffen.

Das Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung umfaßt allgemein die Schritte der Vorformung eines metallischen Bandes in eine Kanalform, die Einführung eines Schweißpulvers 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 seitlichen Flanken dieses Kanals erstreckt, daß ein Streifen einer Mischung aus Schweißpuder auf diesem de.i Boden des Kanals bedeckenden Band abgelegt wird und daß der Puder durch ein zweites dünnes Band bedeckt wird, dessen Ränder nach unten gebogen werden, wonach der Kanal geschlossen wird.

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 Auskleidung 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 Festklemmen dieses Bandes in der Fuge geschlossen 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 i 5 342 beschriebenen. Es müssen lediglich die 2uf Formung und Ausrichtung des Bandes nötigen Werkzeuge hinzugefügt werden, das den Boden des offenen Rohlings der äußeren Umhüllung bedecken soll.

Die Erfindung hat somit 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 Unhüllung 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 Puderstreifen angeordnet, daß die Ränder des Abdeckbandes die Flanken des den Boden des Kanals auskleidenden Bandes berühren.

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 fertig 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 Wiederauftragen 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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Gefüllter Schweißdraht mit einem Puderkern, der von zwei metallischen, ineinanderliegenden und sich berührenden Umhüllungen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umhüllung aus zwei unabhängigen Bändern (2, 3) besteht, die sich in axialer Richtung erstrecken und jeweils einen Teil der inneren Wand der äußeren Umhüllung (1) bedecken, wobei sich die einzige Verbindungsstelle der äußeren Umhüllung (1) im wesentlichen über der Mittellinie des darunterliegenden Bandes (3) 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 ais das Material, das die äußere Umhüllung bildet

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 gekennzeichnet, daß der Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist, wobei die Breite mindestens fünfmal größer ist als die Stärke.

6. Verfahren zur Herstellung eines gefüllten Schweißdrahtes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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.

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.

Die Erfindung betrifft einen gefüllten Schweißdraht nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auch ein Verfahren zu seiner Herstellung nach de'm Oberbegriff des Anspruches 6.

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

ίο metallischen Umhüllung umgeben ist Die metallische Umhüllung ist meistens aus legiertem oder nichtlegiertem Stahl und sie weist eine Kreisform mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 10 mm auf. Der Puderkern besteht aus pulverförmigen mineralischen oder metallischen Stoffen, wie insbesondere Schlacken, 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, weist eine nicht dichte Längsnaht auf, die entweder von den Rändern des Bandes gebildet wird, die sich entlang einer axialen Linie berühren, oder von den Randbereichen des Bandes, die sich durch einfache Überlagerung bedecken. Jedoch können die Nebeneinanderstellung der Längsränder und die Überlagerung der Randbereiche keine hermetische Isolierung des Puders bzw. 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. Außerdem 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 früher praktisch unmöglich war, da die Verunreinigung der Ränder des Rohlings durch d?n 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 Schweißnaht 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 dünneren und beim Ziehen brüchigeren Wandbereichen, aufweist. Dieser Nachteil tritt um so 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.

Aus der DE-OS 22 44 304 ist ein gefüllter Schweißdraht bekannt, der dadurch hergestellt wird, daß in ein vorgeformtes Rohr die Füllung eingebracht wird.