DE3027770C2 - Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden - Google Patents
Pulverzusammensetzung für FülldrahtelektrodenInfo
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Description
1.1. Nephelinkonzentrat
1.2. Fluoritkonzentrat
13. Kryolith
13. Kryolith
2. Pulverzusammensetzung nach Anspruch I1
dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Pulverzusammensetzung in dieser in den folgenden
Gewichtsverhältnissen (in Gew.-%) enthalten sind
20
25
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulvcrzusam- ω
menset/ung für Fülldrahtelektroden zum Schutzgasschweißen und Schutzgasauftragsschweißen von Stählen
und bezieht sich insbesondere auf Schweißwerkstoffe zum Lichtbogenschweißen.
fv.it dem größten Nutzeffekt kann diese Erfindung in n
Fülldrahtelektroden verwendet werden, welche zum automatischen und halbautomatischen Schweißen bei
geneigter, waagerechter sowie Normallage der Schweißnaht an der senkrechten Ebene bestimmt sind.
Es sind kalkbasischc. Kalziumfluorid enthaltende ·*ο
Pulverzusammensetzungen für Fülldrahtelektroden bekannt, welche zum CO2-Schweißen und CO>Auftragsschweißen
von Stählen in räumlichen Positionen bestimmt sind, bestehend aus einem mit pulverförmiger
Zusammensetzung gefüllten Stahlmantel, wobei die erwähnte Zusammensetzung den Elektrodenkern darstellt.
Bessere schweißtechnologische Eigenschaften weisen insbesondere Fülldrahtelektroden mit folgender
Zusammensetzung deren Kernes (in Gewichtsprozenten) auf: w
Rutilkonzentrat | 20 bis 40 |
Fluoritkonzentrat | 0,6 bis 8,5 |
Ferromangan | 13,5 bis 18.5 |
Ferrosilizium | 1.6 bis 2.7 |
Nephelinkonzentrat | 0.5 bis 7 |
Kryolith | 0.6 bis 4,5 |
Eisenpulver | Rest |
Ruiilkonzentrat | 3! |
Fluoritkonzentrat | If. |
Ferromangan | «1 |
Ferrosilizium | 2 |
Eisenpulver | 42 |
(siehe GB-PS 8 58 854) |
Durch die Verwendung von Fülldrahtelektroden mit einem aus dem Pulvergemisch der erwähnten Zusammensetzung
gefertigten Elektrodenkern zum Schweißen von Stählen wird es möglich, einen raffinierten
Schweißnahtwerkstoff mit niedrigem Gehalt an Nichtmctallcinschlüsse
und Sauerstoff zu erhalten.
Demzufolge kennzeichnet sich die Schweißnaht durch hohe plastische Kenndaten, insbesondere durch
die Kcrbsdila^/ähigkcit in dem Tieftemperaturbereich.
Die erwähnte Pulverzusammensetzung enthält jedoch eine bedeutende Menge an Fluoritkonzentrat, welches
in diese zur Vermeidung der Auflösung von Wasserstoff in dem Schweißnahtwerkstoff eingeführt wird. Der
hohe Gehalt an Fluoritkonzentrat ist dadurch bedingt, daß es den im Laufe des Schweißvorgangs in der
Lichtbogenzonen in großen Mengen befindlichen und zur Bildung von Poren in dem Schweißnahtwerkstoff
führenden Wasserstoff ungenügend intensiv bindet Aus dem Grunde, daß das Fluoritkonzentrat über 90%
Kalziumfluorid enthält, welches viel dazu beiträgt, die Lichtbogenstabilität zu stören, kennzeichnen sich die
Fülldrahtelektroden mit einem aus dem Pulvergemisch der erwähnten Zusammensetzung gefertigten Elektrodenkern
durch starkes Spritzen von Elektrodenmetall im Laufe des Schweißvorgangs.
Unter dem Spritzen von Elektrodenmctall ist hier und weiter das Spritzen von Tropfen der im Laufe des
Schweißvorgangs geschmolzenen Fülldrahtelektrode zu verstehen.
Es ist zu vermerken, daß die Schweißnahtformung nicht immer den Forderungen entspricht, welche an die
den wechselnden Belastungen ausgesetzten Konstruktionen gestellt werden. Herkömmlicherweise sind die
Schweißnähte grobschupprig und weisen eine erhabene Form auf, wodurch deren Gestaltfestigkeit herabgesetzt
wird. Demzufolge sind zur Erhöhung der Gestaltfestigkeit der Schweißnähte zusätzliche Arbeitsaufwendungen
förderen Nachbehandlung vonnöten.
Es sind auch Pulverzusammensetzungen für rutilsaure Fülldrahtelektroden bekannt, welche zum CO>Schweißen
und COrAuftragsschweißti von Stählen in
räumlichen Positionen bestimmt sind. Bessere schweißtcchnologische
Eigenschaften weisen insbesondere Fülldrahtelektroden mit einem aus dem Pulvergemisch
folgender Zusammensetzung gefertigten Elektrodenkern (in Gewichtsprozent) auf:
60
65
Rutilkonzentrai | 18 bis 38 |
Feldspat | 0,6 bis 5 |
Natriumhexafluorosilikat | 0.6 bis 2,5 |
Ferromangan | 9,5 bis 12,5 |
Ferrosilizium | 0,6 bis 1,5 |
Eisenpulver | restliches |
(siehe UdSSR-Urheberschein | |
2 85 801) |
Durch die Einführung von Natriumhexafluorosilikat in die Zusammensetzung des erwähnten Pulvergemisches
wird es möglich, im Verlaufe des Schweißvorgangs den in der Lichtbogenzone in großen Mengen
befindlichen Wasserstoff intensiver zu binden. Dabei
wird der Einfluß von Natriumfluorsilikat auf das Spritzen von Elektrodenmetall sehr gering. Die
Verwendung von Fülldrahtelektroden mit einem aus der
erwähnten Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrodenkern macht es möglich, im Laufe des Schweißvorgangs
eine Schweißnaht zu erhalten, die sich durch einen guten Aufbau kennzeichnet (die Schweißnaht
weist eine leicht konkave Form mit einem zügigen Übergang zu dem Basismetall auf). Natriumhexafluorosilikat
stellt aber eine hochgiftige Verbindung dar, so daP zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erforderlich
sind, welche mit der Arbeitshygiene während der Fertigung von Fülldrahtelektroden mit aus der erwähnten
Pulverzusammensetzung hergestelltem Elektrodenkern in Zusammenhang stehen. Darüber hinaus verfügt
das Schlackensystem der Fülldrahtelektroden mit dem erwähnten Elektrodenkern über eine niedrige Basizität,
demzufolge in dem SchweiQgul in großen Mengen Sauerstoff (0,08 Gewichtsprozent) in Form von nichtmetallischen
Oxjdeinschlüssen enthalten ist, wodurch die Schweißnahtbeständigkeit gegen HeiQrisse herabgesetzt
und deren Kaltbrüchigkeiisschwellenweri in den ■>
Hochtemperaturbereich verschoben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pulvergemisch für Fülldrahielektroden zum Schutzgasschweißen
und Schutzgasauftragsschweißen von Stählen zu schaffen, das es ermöglicht, durch die
Veränderung dessen qualitativen und quantitativen Zusammensetzung den Fülldrahtelektroden bessere
schweißtechnologische Eigenschaften zu verleihen, die Bedingungen der Arbeitshygiene bei deren Herstellung
zu verbessern sowie die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht in einem breiten Temperaturbereich
zu steigern.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektioden zum
Schutzgasschweißen und Schutzgasauftragsschweißen von Stählen, enthci'end Rutilkonzentrat, Ferromangan.
Ferrosilizuim und Eisen, erfindungsgemäß außer den
erwähnten Bestandteilen Nephelinkonzentrat, Fluoritkonzentrat und Kryolith bei folgenden Gewichtsverhältnis
sämtlicher Bestandteile enthält (in Gewichtspro- 2">
zent):
Rutilkonzentrat | 20 bis 40 |
Fluoritkonzentrat | 0,6 bis 8,5 |
Ferromangan | !3,5 bis 185 |
Ferrosilizium | 1,6 bis 2,7 |
Nephelinkonzentrat | 0,5 bis 7 |
Kryolith | 0,6 bis 4,5 |
Eisenpulver | restliches |
35
Die Fülldrahtelektroden mit aus der rfindungsgemäßen
Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrodenkern verfügen über gute schweißtcchnologische Eigenschaften,
so daß durch ihre Anwendung eine hohe Schweißproduktivität beim Schweißen und Auftragsschweißen
von Stählen bei geneigter, waagerechter sowie Normallage der Schweißnaht an der senkrechten
Ebene gewährleistet wird. Dabei kennzeichnet sich die Schweißnaht durch eine gute Schweißnahtformung,
hohe mechanische Eigenschaften, Beständigkeit gegen Heißrisse sowie einen niedrigen Schweißgutgehalt an
Gase wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff.
Durch die Einführung von über 15 Gewichtsprozent Natrium- und Kaliumoxide enthaltendem Nephelinkonzentrat
in den vorstehend erwähnten Mengen in die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Pulvergemisches
wird eine hohe Stabilität des Brennens des Lichtbogens im Verlaufe des Schweißvorgangs gewährleistet,
weil die in dem Nephelinkonzentrat enthaltenen Oxide gute Lichtbogenstabilisatoren sind.
Es wurde nun festgestellt, daß die Herabsetzung des Gehaltes der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung
an Nephelinkonzentrat unterhalb des erwähnten unteren Grenzwertes unzulässig ist, weil dabei die
Stabilität des Brennens des Lichtbogens stark gestört bo
wird und es zum starken Spritzen von Elektrodenmetall kommt. Das Überschreiten des oberen Grenzwertes
führt zur Beeinträchtigung der fertigungstechnischen Eigenschaften der Schweißschlacke, weil somit deren
Viskosität erhöht und Raffinationswirkung herabgesetzt μ werden. Dabei kommt das Zurückbleiben der Abschmelzgeschwindigkeit
der Pulvcrzusammensclzung des Fülldrahtelcktrodenkerncs hinter der Abschmel/.geschwindigkeit
des Stahlmantels dieser Fülldrahtelektrode zur Wirkung, wodurch der Gehalt des Schweißgutes
an Nichtmetallcinschlüsse in Gestalt von ungeschmolzenen Teilchen der Pulverzusammensetzung des Elektrodenkernes
erhöht und somit die Eigenschaften von Schweißgui erheblich beeinträchtigt werden.
Während des Schweißvorgangs ist in der Lichtbogenzone eine beträchtliche Menge an Wasserstoff zu
verzeichnen. Es ist allgemein bekannt, daß es bei hohen Temperaturen zur Auflösung von Wasserstoff in
Metallen und während der Kristallisation zu dessen Ausscheiden aus diesen kommt. Da die Ausscheidungsgeschwindigkeit von Wasserstoff niedrig ist, kommt es
zur Porenbildung in dem Schweißnahtwerkstoff und zum Zurückbleiben von groPen Mengen an Wasserstoff
in diesem, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht beeinträchtigt werden. Zur Vermeidung
der Wasserstoffauflösung in dem Schweißnahtwerkstoff, wodurch dessen Anfälligkeit zur Porenbildung
begünstigt wird, ist in die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung
in den erwähnten Mengen Kryolith eingeführt. Dadurch wird es möglich, die Bedingungen
der Arbeitshygiene während der Herstellung von Fülldrahtelektroden bedeutend zu verbessern, weil, im
Unterschied zu Natriumhexafluorosilikat, Kryolith nicht zu den hochgiftigen Verbindungen gehört.
Die Einführung von Kryolith in die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Pulvergemisches in einer
Menge, die den erwähnten unteren Grenzwert unterschreitet, führt zu keinem positiven Ergebnis. Die
Überschreitung des oberen Grenzwertes hat starke Störungen der Stabilität des Brennens des Lichtbogens
und — demzufolge — starkes Spritzen von Elektrodenmetall zur Folge.
Des weiteren wird das Wesen der vorliegenden Erfindung an deren konkreten Ausführungsbeispielen
ausführlich erläutert.
Während des Schweißvorgangs wurt'en Fülldrahtelcktrodcn
mit einem Durchmesser von 25 mm verwendet (bedingt bezeichnet als A und B). deren
Kerne aus der erfindungsgemäß hergestellten Pulverzusammensetzung gefertigt waren. Der Stahlmantel der
jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 70 Gewichtsprozent von deren Gesamtmasse und wies folgende
Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: Kohlenstoff —0,05; Mangan — 0.20; Silizium — Spuren;
Phosphor - 0,010; Schwefel - 0.010.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in deren geneigter sowie in Normallage unter Anwendung
des halbautomatischen Schweißverfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.
Schweißparameter:
Schweißstrom 400 bis 450 A
Lichtbogenspannung 30 bis 32 V
Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewicht·.·
prozent): Kohlenstoff— 0.18; Mangan — 0,45; Silizium—
0.20; Schwefel — 0,20; Phosphor - 0.015; Eisen restliches.
Die Zusammensetzung der Pulvergemischc. aus
welchen die Elektrodcnkcrnc der Fülldrahielektroden gefertigt waren, ist in Tabelle 1 angegeben.
Bestandteile der Pulverzusammensetzung
des Elektrodenkernes
des Elektrodenkernes
Fülldrahtelektrode
A B
Quantitative Zusammensetzung des Pulvergemisches
für den Elektrodenkern, in Gewichtsprozent
Rutilkonzentrat
Fluoritkonzentrat
Ferromangan
Ferrosilizium
Nephelinkonzentrat
Kryolith
Eisenpulver
Die Werkstoffe der unter Verwendung von Fülldrahtelektroden, deren Elektrodenkerne aus den Pulvergemischen
der erwähnten Zusammensetzung hergestellt waren, erhaltenen Schweißnähte wurden mechanischen
Prüfungen zur Ermittlung deren Kerbschlagzähigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit, sowie einer
physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes an Gase wi: Sauerstoff,
Stickstoff und Wasserstoff unterzogen.
Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes wurden unter Anwendung von an sich bekannten
Prüfverfahren durchgeführt.
Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff, Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde unter Anwendung
des an sich bekannten Vakuumschmelzungsver-
20 | 28 |
0,6 | 3,2 |
13,5 | 15,0 |
1,6 | 2,0 |
0,5 | 3,4 |
0,6 | |
restliches | restliches |
fahrens, und dessen Gehalt an Diffusionswasserstoff — nach dem Internationalen Standard !SO 3690 ermittelt.
Zur Veranschaulichung der Vorteile der Fülldrahtelektroden
mit einem aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrodenkern werden die
Vergleichsergebnisse der mechar: .chen Prüfungen von
Schweißnähten, sowie die Verg:;;ichsergebnisse der physikalisch-chemischen Analyse zur Ermittlung des
Gasgehaltes in dem Schweißgut, wie auch die analogen, unter Anwendung einer an sich bekannten teciinischen
Lösung (siehe UdSSR-Urheberschein 2 85 801), erhaltenen Ergebnisse angeführt.
Die erwähnten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind in Tabellen 2 und 3 angeführt.
Die erwähnten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind in Tabellen 2 und 3 angeführt.
Fülldrahtelektrode | Zerreißfestigkeit, | Spezifische | Kerbschlagzähigkeit (Mesnager-Probe), J/cm2 | Stickstoff | -20°C | -400C | -600C |
MPa | Dehnung, % | + 200C | 5 | 6 | 7 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 128-137 | 118-127 | Ό8-Η8 | |
A | 530-540 | 26-28 | 157-177 | 0,007 | 108-128 | 108-118 | 9,81-108 |
B | 550-570 | 27-29 | 157-177 | 0.010 | |||
FülldrahU'.2k- | |||||||
trode nach dem | |||||||
UdSSR-Urheber | 59-69 | 24,5-29,5 | - | ||||
schein Nr. 285801 | 414-452 | 18-22 | 108-118 | ||||
Tabelle 3 | WasserstofTgehalt, | cmVlOOg | |||||
Fülldrahtelektrode | Gasgehalt, Gewichtsprozent | DifTusions- | restlicher | Gesamtgehalt an | |||
Sauerstoff | wasserstofT | Wasserstoff | Diffusions- und | ||||
restlichem Wasserstoff | |||||||
2.8 | 2,2 | 5,0 | |||||
A | 0,06 | 4,0 | 3,0 | 7.0 | |||
B | 0,07 |
Fülldrahtelektrode nach dem
UdSSR-Urheberschein Nr. 285801 0,08 0,012
Aus der Tabelle 2 ist es ersichtlich, daß der Schweißnahtwerkstoff, der unter Verwendung von
Fülldrahtelektroden A und B erhalten wurde, über bessere mechanische Eigenschaften, als der Werkstoff
der unter Verwendung einer nach dem UdSSR-Urheberschein hergestellten Fülldrahtelektrode erhaltenen
Schweißnaht verfügt.
Darüber hinaus wird durch die Anwendung von Fülldrahtelektroden mit einem aus der erfindungsgemä·
4.0
4,0
8,C
Ben Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrode;ikern
eine besser, Schweißnahtformung gewährleistet.
Während des Schweißvorgangs wurden Fülldrahtelektroden
mit einem Durchmesser von 2,5 mm verwendet, deren Elektrodenkerne aus der erfindungsgemäß
hergestellten Pulve.'zusanimensetzung gefertigt waren.
Der Stahlmantel dieser Fülldrahtelektroden betrug
70 Gewichtsprozent von deren Gesamtmasse und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf:
Kohlenstoff - 0,08; Mangan - 0,iO; Silizium - 0.12:
Phosphor - 0,030; Schwefel - 0.030.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in deren Normallage unter Anwendung des halbautomatischen
Schweißverfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.
Schweißparameter:
Schweißstrom 400 bis 450 A
Lichtbogenspannung 30 bis 32 V
Als Schutzgas wurde ein Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff verwendet, welche in einem Gewichtsverhältnis von 0,7 : 0.3 genommen wurden.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Kohlenstoff — 0,18; Mangan — 0.4:3, Silizium
— n.Jil; Srhwrfi-I - 0.020: Phosphor - 0.015: F.isen restliches.
Die Zusammensetzung des Pulvcrgcrnischcs. aus welchem die Elektrodenkerne der Fülldrahtelektrode!!
gefertigt waren, ist nachstehend angegeben (in Gewichtsprozent):
Rutilkonzentrat | 36 |
Fluoritkonzentrat | 5.8 |
Ferromangan | 17.0 |
Ferrosilizium | 2.5 |
N ephelinkon zentral | 6.3 |
Kryolith | 4.5 |
Eisenpulver | restliches |
Der Werkstoff der unter Verwendung von Fülldrahtelektroden, deren Elektrodenkerne aus der erwähnten
Pulverzusammensetzung gefertigt waren, erhaltenen Schweißnaht wurde mechanischen Prüfungen zur
Ermittlung dessen Kerbschlagzähigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit, sowie einer physikalisch-chemischen
Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes an Gase wie Sauerstoff, Stickstoff und
Wasserstoff unterzogen.
Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes wurden unter Anwendung von an sich bekannten
Verfahren durchgeführt.
Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff. Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde unter Anwendung
des an sich bekannten Vakuumschmelzverfahrens, und der Gehalt an Diffusionswasserstoff — nach dem
Internationalen Standard ISO 3690 — ermittelt.
Nachstehend sind di° Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen angeführt:
Zerreißfestigkeit, MPa
spezifische Dehnung, %
spezifische Dehnung, %
570 bis 609
26 bis 28
26 bis 28
Kcrbschlagzähigkeil
(Mesn.iger-Probe), l/cm-'
bei +200C 127 bis 137
bei-20" C 88.5 bis 98.1
bei-40 C 78.6 bis 88.5
bei -60°C 58.8 bis 68.8
Sauerstoffgehalt.
Gewichtsprozent 0.05
Stickstoffgehalt,
in Gewichtsprozent 0,008
in Gewichtsprozent 0,008
Diffusionswasserstoffgehalt,
cm V100 g 3,2
Gchiilt an restlichem
Wasserstoff.
cm 7100 ρ 2.8
Gesamtgehalt an restlichem
und Diffusions wasserstoff,
cm V100 g 6.0
Darüber hinaus wird durch die Anwendung von Fülldrahtelektrode!! mit einem aus der erfindungsgemäßen
Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrodenkern eine gute Schweißnahtforniung gewährleistet.
Während des .Schweißvorgangs wurden Fülldrahtelcktroden
mit einem Durchmesser von 2.2 mm verwendet (bedingt bezeichnet als A und B). deren Elektrodenkerne
aus der c-'indungsjemäß hergestellten Pulverzusammensetzung
gefertigt waren. Der Siahlmantcl der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 74 Gewichtsprozent
von deren Gesamtmasse und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: Kohlenstoff
- 0,06; Mangan - 0,30; Silizium - 0.10; Phosphor
-0.010: Schwefel- 0.010.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in vertikaler Schwjißcbene (horizontale Schweißnaht) im
halbautomatischen Schweißverf.ahren mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.
Schweißparameter:
Schweißstrom
Lichtbogenspannung
Lichtbogenspannung
350 bis 400 A
29 bis 30 V
29 bis 30 V
Als Schutzgas wurde ein Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff verwendet, welche in einem Gewichtsverhältnis von 0,7 :0,3 genommen wurden.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Kohlenstoff — 0.18; Mangan - 0,45; Silizium - 0,20; Schwefel - 0.020; Phosphor — 0,015; Eisen restliches.
Die Zusammensetzungen des Pulvergemisches, aus welchem die Elektrodenkerne der Fülldrahtelektroden
gefertigt waren, sind in Tabelle 1 angeführt
Bestandteile der Pulverzusammensetzung
des Elektrodenkemes
des Elektrodenkemes
Fülldrahtelektrode
A
A
Quantitative Zusammensetzung des Pulvergemisches
für den Elekirodenkem, in Gewichtsprozent
3
für den Elekirodenkem, in Gewichtsprozent
3
Rutilkonzentrat
Fluoritkonzentrat
Fluoritkonzentrat
40
8.5
8.5
Fortsetzung
Bestandteile der l'ulver/usanimcnsct/unn
ilo I lektmdcnkcrncs
ilo I lektmdcnkcrncs
riillilnihlclcklrodc
Λ U
Quantitative Zusammensetzung des Pulvergemisches
IVir tlcn IMcklrcxlcnkcrn, in Gewichtsprozent
IVir tlcn IMcklrcxlcnkcrn, in Gewichtsprozent
1
Ferromangan
Ferrosilizium
Nephelinkon zentral
Kryolith
Hisenpulver
Ferrosilizium
Nephelinkon zentral
Kryolith
Hisenpulver
Die Werkstoffe der untL-i Verwendung\nn Fülldrahtelektroden,
deren !{lektnuK-nkerne aus dem l'uKeiL'emisch
der erwähnten Zusammensetzung gefertigt 1 ,iren. erhaltenen Schweißnähte wurden mechanischen
spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit, sowie einer
phvsikalisch-chemischen Anahse zur Rcstimtnung des
(iehalles des Schweißgutes an (jasc wie Sauerstoff.
Stickstoff und Wasserstoff iinicrzogen.
Die mechanischen Prüfungen der Schweißnähte
16,3 | 18,5 |
2,2 | 2.7 |
4.0 | 7.0 |
2." | 4.5 |
restliches | rest Ii |
:hcs
wurden unter Anwendung der an sich bekannten Verfall mn durchgeführt.
Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff. Stickstoff
und restlichem Wasserstoff wurde unter Anwendung (Ins :in sich bekannten Vakuumschmclzunesvcrfahrens.
nid dessen Gehalt an Diffusionswasscrstoff —
nach dem Internationalen Standard ISO 3690 ermittelt.
Die Ergebnisse der durchgeführten l)ii:orsuchungen
sind in Tabellen 2 und 3 angeführt.
I iillilr.ihtdeklrodc | /erreiHfestittkeit. MCa |
Spe/ilische DeIiTHMIg. ' |
Kerbschlagzjhigkeit iMosnag + 2(TC -2!)°( |
137-147 108-118 |
er-I'rohel. J/cm-' -400C |
-60cC |
Λ B Tabelle 3 |
510-540 570-608 |
29-3 I 24-26 |
177-18d 147-157 |
Wasserstoflgehalt Diffusions- wasserstdll |
108-118 78.5-M.5 |
78,5-98.1 59.0-68.7 |
Fülldrahtelektrode | Gasgehalt, (ie Siiuerstofl' |
»ichtspnizcnt Stickstoff |
.cmVlOdg restlicner Wasserstoff |
Gcsamtgehalt an restlichem und Diffusions-Wasserstoff |
Λ
B
B
0.05
0.05
0.05
0,007
0.008
0.008
2.5
3,2
2.2
2.8
2.8
4.7
6,0
6,0
Durch die Verwendung von I ülldrahtelektroden mit einem aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung
gefertigten Elektrodcnkern wird es möglich, während des Schweißvorgangs eine gute Schweißnahtformung
zu gewährleisten.
Während des Schweiß vorgangs wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 22 mm. deren
Elektrodenkerne aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulverzusammensetzung gefertigt waren, verwendet.
Der Stahlmantel dieser Fülldrahtelektroden betrug 74 Gewichtsprozent von deren Gesamtmasse und wies
folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: Kohlenstoff - 0,08; Mangan — 0,030; Silizium — 0,12;
Phosphor — 0,030; Schwefel - 0,030.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in vertikaler Schweißebene (horizontale Schweißnaht) im
halbautomatischen Schweißverfahren mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.
Schweißparameter:
Schweißstrom 350 bis 400 A
l.ichtbogenspannung 29bis30 V
Als Schutzgas kam Kohlendioxid zur Anwendung.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):
Kohlenstoff — 0,018; Mangan - 0,45; Silizium - 0,20; Schwefel - 0,020; Phosphor — 0,015; Eisen -restliches.
Die Zusammensetzung des Pulvergemisches, aus welchem die Elektrodenkerne der vorstehend erwähnten Fülldrahtelektroden gefertigt waren, ist nachstehend angegeben (in Gewichtsprozent):
Rutilkonzentrat | 23 |
Fluoritkonzentrat | 0.8 |
Ferromangan | 155 |
Ferrosilizium | 1,8 |
Nephelinkonzentrat | 1,0 |
Kryoiith | 1.0 |
Eisenpulver | restliches |
Der Werkstoff der unter Verwendung von Fülldrahtelektroden,
deren Elekirodenkerne aus der erwähnten Pulverzusammensetzung gefertigt waren, erhaltenen
Schweißnaht wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung dessen Kerbschlagzähigkeit, spezifischer
Dehnung und Zerreißfestigkeit, sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes
des Schweißgutes an Gase wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff unterzogen.
Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerk-„toffes
wurden unter Anwendung von an sich bekannten Verfahren durchgeführt.
Der Gehalt des Sehweißgulcs an Sauerstoff. Stickstoff
und restlichem Wasserstoff wurde unter Anwendung des an sich bekannten Vakuumschmel/.iingsver-
fahrens, und der Gehalt an Diffusionsw?.sserstoff — nach dem Internationalen Standard ISO 3690 ermittelt.
Zur Veranschaiilicbing der Vorteile der Fülldrahtelektroden,
deren Elektrodcnkcrne aus der erfindungsgemäßen Pulver/.usamniensct/.iing gefertigt waren, werden
die Vergleichscrgebnisse der mechanischen Prüfungen der Schweißnaht, sowie die Vcrgleichsergebnisse der
physikalisch-chemischen Analyse zur Ermittlung des Gasgehaltes in dem Schweißgut, wie auch die analogen,
unter Anwendung einer an sich bekannten technischen Lösung (siehe UdSSR-Urheberschein 2 85 801) erhaltenen
Ergebnisse angeführt.
Die erwähnten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind in Tabellen 2 und i angeführt.
FTiIkI rahtelektrixle
ZcrreiHfe
MPa
MPa
;tigket'.. Spe/itlsche
Dehnung.
Dehnung.
Kerhschlag/.ihigkeit (Mesruiger-I'rube). J/cnv
+ .100C -2(FC -4(FC
+ .100C -2(FC -4(FC
5 6
Fülldrahtelektrode
mit einer aus der
erfindungsgemiißen Pulverzusammensetzung hergestellten Elektrodenkem 510-530
mit einer aus der
erfindungsgemiißen Pulverzusammensetzung hergestellten Elektrodenkem 510-530
Fülldrahtelektrode
nach dem UdSSR-Urheberschein
Nr. 285801 414-452
nach dem UdSSR-Urheberschein
Nr. 285801 414-452
26-28
18-22
167-176
108-118
128-
54-69
108-118
24.5-29.5
98.1-108
Fülldrahtelektrode | Gasgehalt. | Gewichtsprozent | Wasserstoffge | hall, cm'7100g | Gesamtgehull an restlichem und DilTusionswasserslolT |
Sauerstoff | Stickstoff | Diffusions- wasserstoll |
restlicher Wasserstoff |
6 | |
1 | 2 | .1 | 4 | ||
Fülldrahtelektrode mit einem aus
der erfindungsgemäßen Pulverzusammenset/ung hergestellten
Elektrodenkern 0.08
der erfindungsgemäßen Pulverzusammenset/ung hergestellten
Elektrodenkern 0.08
Fülldrahtelektrode nach dem
UdSSR-Urheberschein Nr. 285801 0.08
UdSSR-Urheberschein Nr. 285801 0.08
0.007
0.012
0.012
Aus Tabelle 2 ist es ersichtlich, daß der Werkstoff der
unter Verwendung von Fülldrahtelektroden, deren Elektrodenkerne aus der erwähnten erfindungsgemäßen
Pulverzusammensetzung gefertigt waren, erhaltenen Schweißnaht über höhere mechanische Eigenschaften,
als der Werkstoff der unter Verwendung von Fülldrahtelektroden mit einem nach dem UdSSR-Urheberschein
2 85 801 gefertigten Elektrodenkern erhaltenen Schweißnaht verfügt.
Beispiel 5(negativ)
Das Schweißen wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 2 beschriebene Art und Weise durchgeführt.
Während des Schweißens wurden jedoch FüIIdrahtelektroden
verwendet, in denen die Bestandteile der Eicktrodenkerne ir. Mengen enthalten waren, weiche
die in dem Patentanspruch angegebenen urutren
55
60
2.8
4.0
4.0
2.2
4.0
5.0
8.0
8.0
Grenzwerte unterschreiten. Der Durchmesser dieser Fülldrahtelektroden betrug 2.5 mm. Deren Stahlmantel
betrug 70 Gewichtsprozent von der Gesamtmasse der Elektrode und wies folgende Zusammensetzung auf (in
Gewichtsprozent): Kohlenstoff — 0.08; Mangan — 0,23; Silizium - 0,09; Phosphor - 0.010: Schwefel - 0,010.
Schweißparameter:
Schweißstrom 400 bis 450 A
Lichtbogenspannung 30 bis 32 V
Die Zusammensetzung des Pulvergemisches der erwähnten Fülldrahtelektrode ist nachstehend angegeben:
Ru'.iikonzentrat
Fluoritkonzentrat
Fluoritkonzentrat
18
Furromaugan
terrosilizium
Nephelinkon7.entrat
Kryo'ith
Eisenpulver
13,0
1.4
0.3
0,5
1.4
0.3
0,5
Rest
Unten sind die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes
angeführt:
Zerreißfestigkeit. MPa
Spezifische Dehnung
Spezifische Dehnung
Kerbschlagzähigkeit
(Mesnngcr-Probe) |/cm:
bei +20"C
(Mesnngcr-Probe) |/cm:
bei +20"C
bei -roe.
bei -40" C
bei -WTC
bei -WTC
460 bis 470
24 bis 25
24 bis 25
J18 bis 127
49 bis 5-*
29.5 bis 39,5
29.5 bis 39,5
Schweißparameter:
.Schweißstrom 400 bis 450 A
Lichtbogenspannung 30 bis 32 V
Die Zusammensetzung des Pulvergemisches der erwähnten Fülldrahtelektrode ist nachstehend angegeben:
in Rutilkonzentrat
Fluoritkonzentrat
Ferromangan
Ferrosilizium
Nephelinkon/entrat
Krylolith
Eisenpulver
Aus den vorstehend angeführten Ergebnissen der :n mechanischen Prüfungen ist es ersichtlich, daß durch
Verwendung von Fülldrahtelektrode! mit einem aus dem Pulvergemisch der vorstehend angegebenen
Zusammensetzung die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht, insbesondere :'>
Kerbschlagziihigkcit hervorgerufen sowie deren Poren-
und Rißneigung gesteigert werden. Darüber hinaus kommt es zur Störung der Stabilitäi des Brennens des
Lichtbogens und zur Erhöhung des Spritzens von Hlektrodenmetall. nt
Beispiel <■>(negativ)
Das Schweißen wurde im wesentlichen auf die im Beispiel I beschriebene Art und Weise durchgeführt.
Während des Schweißens wurden jedoch Fülldrahtelek- s>
troden verwendet, in den die Bestandteile deren Elektrodenkernes in Mengen enthalten waren, welche
die in dem Patentanspruch angegebenen oberen Grenzwerte im wesentlichen überschritten. Der Durchmesser
dieser Fiilldrahtclektroden betrug 2.5 mm. to Deren Stahlmantel betrug 70 Gewichtsprozent von der
Gesamtmenge der Elektrode und wies folgende Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent): Kohlenstoff
— 0.08: Mangan — 0,30; Silizium — 0,12: Schwefel
— 0.030; Phosphor — 0.030. 4i
40,5
8,6
8,6
18,7
2,8
2,8
7 ·-)
4,6
I 7, j
4,6
I 7, j
Nachstehend sind die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen der Schweißnaht angeführt:
Zerreißfestigkeit, MPa 640 bis 690
Spezifische Dehnung. % 19 bis 20
Kerbschlagzähigkeit
(Mesnager-Probc). J/cm2
bei -I 20 C 98.1-118
bei -20X" 39,2-49
bei -40 C 19,6-39,2
bei -60X
Durch die Verwendung von Fülldrahtelektroden mit der vorstehend angegebenen Pulverzusammensetzung
deren Elektrodenkernes kommt es zu bedeutender Steigerung der Festigkeit des Schweißnahtwerkstoffes
sowie zur Senkung dessen Plastizität, insbesondere Kerbschlagzähigkeit im Tieftemperaturbereich. Darüber
hinaus kommt es zur Verschlechterung der Schweißnahtformung.
Oben sind konkrete Durchführungsbeispiele der Erfindung angeführt, welche verschicdent Abänderungen
und Ergänzungen zulassen, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offenkundig sind. Es sind
auch andere Veränderungen und Ergänzungen möglich, wobei aber der Erfindungstatbestand und -umfang im
Rahmen des nachstehend angeführten Patentanspruches erhaltenbleiben.
Claims (1)
- Patentansprüche:1, Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden zum Schutzgasschweißen und Schutzgasauftragsschweißen von Stählen, enthaltend Rutilkonzentrat, Ferromangan, Ferrosilizium und Eisenpulver, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer den erwähnten folgende Bestandteile enthält:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803027770 DE3027770C2 (de) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803027770 DE3027770C2 (de) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3027770A1 DE3027770A1 (de) | 1982-02-04 |
DE3027770C2 true DE3027770C2 (de) | 1982-11-18 |
Family
ID=6107825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803027770 Expired DE3027770C2 (de) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3027770C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102343488B (zh) * | 2010-08-03 | 2013-01-30 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 一种桥梁钢碱性药芯焊丝 |
-
1980
- 1980-07-22 DE DE19803027770 patent/DE3027770C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3027770A1 (de) | 1982-02-04 |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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