DE3031149C2 - Powder composition for cored wire electrodes - Google Patents
Powder composition for cored wire electrodesInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden zum Schutzgasschweißen und Schutzgasauftragschweißen von Stählen.The invention relates to a powder composition for flux-cored wire electrodes for gas-shielded welding and gas-shielded metal deposition welding of steels.
Mit dem größten Nutzeffekt kann diese Erfindung in y, Fülldrahtelektroden, welche zum automatischen und halbautomatischen Schweißen in allen Positionen bestimmt sind, verwendet werden.With the greatest efficiency, this invention can be used in y, cored wire electrodes, which are intended for automatic and semi-automatic welding in all positions.
Es sind einige Pulverzusammensetzungen für Fülldrahtelektroden bekannt, welche zum CO2-Schweißen und CO2-Auftragschweißen von Stählen in allen Positionen bestimmt sind, bestehend aus einem mit pulverförmiger Zusammensetzung gefüllten Stahlmantel, wobei die erwähnte Zusammensetzung den Elektrodenkern darstellt. Bessere schweißtechnologische Eigen- schäften weisen insbesondere Fülldrahtelektroden mit folgender Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent):Some powder compositions for cored wire electrodes are known, which are intended for CO 2 welding and CO 2 build-up welding of steels in all positions, consisting of a steel jacket filled with powdery composition, said composition representing the electrode core. Cored wire electrodes with the following composition (in percent by weight) in particular have better welding technology properties:
Durch das Vorhandensein von Aluminium und Magnesium in der erwähnten Pulverzusammensetzung, welche bei deren Oxidation eine Reihe von Oxiden bildet, wird es möglich, beim Schweißen mit Fülldrahtelektroden mit einem aus der erwähnten Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrodenkern die Schweißschlacke mit guten physikalisch-chemischen Eigenschaften zu erhalten, wodurch eine gute Schweiß-Due to the presence of aluminum and magnesium in the powder composition mentioned, which forms a number of oxides when they are oxidized, it becomes possible when welding with cored wire electrodes with an electrode core made from the powder composition mentioned To obtain welding slag with good physico-chemical properties, which results in good welding Beim Schweißen mit Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erwähnten Pulverzusammensetzung hergestellt ist, kommt es jedoch zu einem hohen Gehalt an Sauerstoff (0,09 Gewichtsprozent) und Wasserstoff (10 bis 12 cm'je 100 g Schweißgut) im Schweißnahtwerkstoff, wodurch die Beständigkeit des Schweißgutes gegen Heißrisse und auch dessen Kerbschlagzähigkeit im Tieflemperaturbereich verringert wird. Zur Beschleunigung der Kristallisation der im Laufe des Abschmelzens der Fülldrahtelektrode gebildeten Schweißschlacke und auch zur Verbesserung der Schweißnahtformung ist in die genannte Pulverzusammensetzung eine bedeutende Menge an Silizium eingeführt. Der Gehalt des letzteren im Schweißgut beträgt 0,8 Gewichtsprozent, was sich auch in den plastischen Eigenschaften des Schweißgutes nachteilig auswirkt.When welding with cored wire electrodes, their Core is made from the powder composition mentioned, however, it comes to a high content Oxygen (0.09 percent by weight) and hydrogen (10 to 12 cm 'per 100 g of weld metal) in the weld material, which increases the resistance of the weld metal against hot cracks and also its notched impact strength in the low temperature range is reduced. To the Acceleration of the crystallization of those formed in the course of the melting of the filler wire electrode Welding slag and also to improve the weld seam formation, a significant amount of silicon is introduced into said powder composition. The content of the latter in the weld metal is 0.8 percent by weight, which also has a disadvantageous effect on the plastic properties of the weld metal.
Aus der DE-AS 25 29 200 ist ein Elektrodendraht zur Stahlschweißung in Kohlendioxidatmosphäre bekannt, der ein Mantel aus niedriggekohltem Stahl darstellt, weiche mit einem pulverförmigen Einsatz als Kalziumfluorid, Titandioxid, Ferromangan, Ferrosilizium, Eisenpulver sowie Magnesit enthält.From DE-AS 25 29 200 an electrode wire for steel welding in a carbon dioxide atmosphere is known, which is a jacket made of low-carbon steel, soft with a powdery insert as calcium fluoride, titanium dioxide, ferromanganese, ferrosilicon, Contains iron powder as well as magnesite.
Durch den Magnesit findet eine Herabsetzung der Flucridgasausscheidung statt.The magnesite reduces the fluid gas excretion.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch die qualitative und quantitative Abänderung von deren Zusammensetzung den Fülldrahtelektroden verbesserte schweißtechnologische Eigenschaften zu verleihen, den Gehalt des Schweißnahtwerkstoffes an Wasser- und Sauerstoff aufs Mindestmaß herabzumindern und somit diesem hohe mechanische Eigenschaften in einem breiten Temperaturbereich zu verleihen.The object of the invention is to give the flux-cored wire electrodes improved welding-technological properties through the qualitative and quantitative modification of their composition, the content of the Weld seam material to water and oxygen To reduce the minimum and thus to give this high mechanical properties in a wide temperature range.
Diese Aufgabe wird durch eine Pulverzusammensetzung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a powder composition according to claim 1.
Es ist besonders bevorzugt, daß die genannten Bestandteile in dem folgenden Verhältnis enthalten sind (in Gew.-%):It is particularly preferred that the above components contain in the following ratio are (in% by weight):
Rutilkonzentrat FerromanganRutile concentrate Ferromanganese
20 bis 53 10 bis 22,820 to 53 10 to 22.8
Durch das Vorhandensein von Rutilkonzentrat in der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung für FOII-drahtelektroden in den erwähnten Mengen werden ein stabiles Brennen des Lichtbogens sowie eine gute in Schweißnahtformung gewährleistet.Due to the presence of rutile concentrate in the powder composition for FOII wire electrodes according to the invention in the quantities mentioned, a stable arc burning as well as a good in Weld formation guaranteed.
Es wurde festgestellt, daß die Senkung des Gehaltes der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung an Rutilkonzentrat unterhalb des genannten unteren Grenzwertes weniger vorteilhaft ist, weil dadurch die π Stabilität des Brennens des Lichtbogens stark gestört wird und ein starkes Spritzen von Elektrodenmetall zustande kommt.It was found that the lowering of the content of the powder composition according to the invention Rutile concentrate below the lower limit mentioned is less advantageous because it reduces the π Stability of burning the arc is greatly disturbed and a strong splash of electrode metal comes about.
Unter dem Spritzen von Elektrodenmetall ist hier und im folgenden das Spritzen von Tropfen der beim Schweißen geschmolzenen Fülldrahtelektrode zu verstehen. Under the spraying of electrode metal, the spraying of droplets is the case here and in the following To understand welding molten cored wire electrode.
Bei der Überschreitung des oberen Grenzwertes bleibt die Schmelzgeschwindigkcit des Pulverkernes der Fülldrahtelektrode gegenüber der von deren Stahlmantel zurück, wodurch der Gehalt des Schweißnahtwerkstoffes an Nichtmetalleinschlüsstn in Form von nichtgeschmolzenen Teilchen des Pulverkernes erhöht und somit die Eigenschaften von Schweißgut wesentlich beeinträchtigt werden. «1If the upper limit is exceeded, the melting speed of the powder core remains of the filler wire electrode opposite that of its steel jacket back, whereby the content of the weld seam material of non-metal inclusions in the form of non-molten particles of the powder core and thus the properties of the weld metal are significantly impaired. "1
Die Menge an Ferromangan und Ferrosilizium ist so bemessen, daß hohe mechanische Eigenschaften des Schweißnahtwerkstoffes gewährleistet /erden. Bei den erwähnten Mengen dieser Bestandteile in der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzunj iiommt es zur r. Bildung von leichtschmelzenden Eisenmangansilikaten in dem SchweißnahtwerkstofT, welche leicht koagulieren und an die Oberfläche steigen. Die im Schweißnahtwerkstoff zurückgebliebenen nichtmetallischen Einschlüsse sind von runder Form. Dies alles wirkt sich auf ■»> die Kerbschlagzähigkeit des SchweißnahtwerkstofTes günstig aus.The amount of ferromanganese and ferrosilicon is like this dimensioned so that high mechanical properties of the weld seam material are guaranteed / grounded. Both mentioned amounts of these constituents in the powder composition according to the invention it comes to the r. Formation of easily melting iron manganese silicates in the weld seam material, which easily coagulate and rise to the surface. The non-metallic inclusions left in the weld seam material are round in shape. All of this affects ■ »> the notched impact strength of the weld seam material cheap.
Die Senkung des Gehaltes an Ferromangan und Ferrosilizium unterhalb der genannten Grenzen ist wegen des Auftretens von Poren im Schweißnahtwerkstoff r, unvorteilhaft. Die Einführung dieser Bestandteile in den Mengen, weiche den oberen Grenzwert übertreffen, fuhrt zur wesentlichen Erhöhung der Festigkeit und zur Senkung der Formbarkeit des Schweißnahtwcrkstoffes. ">"The reduction in the content of ferromanganese and ferrosilicon below the limits mentioned is due to the appearance of pores in the weld seam material r, unfavorable. The introduction of these ingredients in quantities that exceed the upper limit, leads to a substantial increase in the strength and to a reduction in the ductility of the weld seam material. ">"
Während des Schweißvorganges befindet sich in der Lichtbogenschweißzone eine große Menge an Wasserstoff. Es ist allgemein bekannt, daß der Wasserstoff, der sich im Metall bei hohen Temperaturen auflöst, während des Kristallisierungsvorganges aus diesem aus- >". scheidet. Da die Ausscheidungsgeschwindigkeit von Wasserstoff nicht hoch ist, kommt es zur Bildung von Poren im Schweißnahtwerkstoff, und es bleibt eine große Menge an Wasserstoff zurück, welcher sich auf die mechanischen Eigenschaften des Schweißnahtwerk- t>o stoffes nachteilig auswirkt. Zur Verhinderung der Wasserstoffauflösung im Schweißnahtwerkstoff ist in die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung in den genannten Mengen Natriumhexafluorosilikat eingeführt. Die Einführung des letzteren in einer Menge, die den genannten unteren Grenzwert unterschreitet, führt zu keinem positiven Ergebnis. Die Überschreitung des oberen Grenzwertes fuhrt zur Verschlechterung des stabilen Brennens des Lichtbogens und somit zum starken Spritzen von Elektrodenmetall.During the welding process there is a large amount of hydrogen in the arc welding zone. It is well known that the hydrogen that dissolves in metal at high temperatures while of the crystallization process from this -> ". separates. Since the precipitation rate of Hydrogen is not high, pores will form in the weld seam material, and one will remain large amount of hydrogen, which affects the mechanical properties of the weld seam t> o substance has a detrimental effect. To prevent the hydrogen from dissolving in the weld seam material, the Powder composition according to the invention introduced in the stated amounts of sodium hexafluorosilicate. The introduction of the latter in an amount that is below the lower limit mentioned leads to no positive result. Exceeding the upper limit leads to the deterioration of the stable Burning the arc and thus for strong spraying of electrode metal.
Der gebrannte Magnesit ist in der genannten Menge in die Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden zum Erhöhen der Basizität der Schweißschlacke eingeführt, was, wie bekannt, die Befreiung des Schweißnahtwerkstoffes von Nichtmetalleinschlüssen und auch die Senkung dessen Gesamtgehaltes an Sauerstoff fördert.The burnt magnesite is included in the above amount in the powder composition for cored wire electrodes introduced to increase the basicity of the welding slag, which, as is known, the liberation of the weld seam material of non-metal inclusions and also the reduction of its total oxygen content.
Es wurde festgestellt, daß die Senkung des Gehal'ss an gebranntem Magnesit in der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung unterhalb des genannten unteren Grenzwertes zu keinem positiven Ergebnis führt. Die Überschreitung des oberen Grenzwertes führt zur wesentlichen Erhöhung des Spritzens von Elektrodenmetall, da der Gehalt der Metalltropfen an Sauerstoff gesenkt wird, was zur Erhöhung der Oberflächenspannung und zur Zunahme der Tropfengröße führt.It was found that the lowering of the salary's of burnt magnesite in the powder composition according to the invention below that mentioned lower limit does not lead to a positive result. Exceeding the upper limit leads to a substantial increase in the spattering of electrode metal, since the content of metal droplets increases Oxygen is lowered, which leads to an increase in surface tension and an increase in droplet size leads.
Zur Senkung der Dünnflüssigkeit der Schweißschlacke und des Gehaltes des Schweißgutes an nichtmetallischen Oxideinschlüssen wird in die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung Elektrokorund eingeführt. Die Einführung des letzteren in einer Menge von weniger als 1,6 Gew.-% führt zur Erhöhung der Dünnflüssigkeit der Schweißschlacke, zur Verschlechterung der Schweißnahtbildung, wodurch die Schweißleistung stark herabgesetzt wird, und auch zur Steigerung des Gehaltes an nichtmetallischen Oxideinschlüssen. Das Überschreiten des oberen Grenzwertes von 7,5 Gew.-% führt zur Verschlechterung der fertigungstechnischen Eigenschaften der Sch-#«ißschlacke - es kommt zur Erhöhung von deren Schmelzpunkt. Während des Schweißvorganges ist ein Zurückbleiben der Schmelzgeschwindigkeit der Pulverzusammensetzung, aus welcher der Kern der Fülldrahtelektrode gefertigt ist, gegenüber der Schmelzgeschwindigkeit des Elektrodenmantels zu verzeichnen, was letzten Endes die Verschmutzung des SchweißnahtwerkstofTes durch nichtmetallische Einschlüsse zur Folge hai.To reduce the fluidity of the welding slag and the content of non-metallic oxide inclusions in the weld metal is included in the Powder composition electro corundum introduced. Introducing the latter in a crowd of less than 1.6% by weight leads to an increase in the fluidity of the welding slag, to deterioration the weld seam formation, whereby the welding performance is greatly reduced, and also to increase the Content of non-metallic oxide inclusions. Exceeding the upper limit of 7.5% by weight leads to a deterioration in the manufacturing properties of the slag - it comes to Increase in their melting point. During the welding process there is a lag in the melting speed the powder composition from which the core of the filler wire electrode is made the melting speed of the electrode jacket, which ultimately leads to contamination of the weld seam material due to non-metallic inclusions.
Des weiteren wird das Wesen der vorliegenden Erfindung durch die ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele erläutert.Furthermore, the essence of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments explained.
Während des Schweißvorganges wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 1,6 mm verwendet (bedingt bezeichnet als A, B und C), deren Kern aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulverzusammensetzung hergestellt ist. Der Stahlmantel der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 33 Gewichtsprozent von der GesamUnasse dieser Elektrode und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: 0,05 Kohlenstoff; 0,02 Mangan; Spuren Silizium;0,01 Schwefel; 0,01 Phosphor.Cored wire electrodes with a diameter of 1.6 mm were used during the welding process (conditionally referred to as A, B and C), the core of which consists of the powder composition obtained according to the invention is made. The steel jacket of the respective cored wire electrode was 33 percent by weight of the Total wetness of this electrode and had the following composition (in percent by weight): 0.05 carbon; 0.02 manganese; Trace silicon; 0.01 sulfur; 0.01 phosphorus.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde bei deren vertikaler Lage unter Anwendung des halbautomatischen Verfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.The welding of steel specimens was carried out with their vertical position using the semi-automatic Procedure carried out with reverse polarity direct current.
Schweißparameter:Welding parameters:
Schweißstrom 200 AWelding current 200 A.
Lichtbogenspannung 23 VArc voltage 23 V
Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20Carbon dioxide was used as the protective gas.
The steel to be welded with a thickness of 20
mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): 0,18 Kohlenstoff; 0,45 Mangan; 0,2 Silizium; 0,02 Schwefel; 0,015 Phosphor; Rest Eisen.mm had the following composition (in percent by weight): 0.18 carbon; 0.45 manganese; 0.2 silicon; 0.02 sulfur; 0.015 phosphorus; Remainder iron.
Die Pulverzusammensetzungen, aus welchen die Kerne der Fülldrahtelektroden gefertigt waren, sind in Tabelle 1 angeführt.The powder compositions from which the Cores of the flux-cored wire electrodes are listed in Table 1.
Bestandteile der Pulverzusammensetzung des
ElektrodenkernesComponents of the powder composition of the
Electrode core
FülldrahtelektrodeCored wire electrode
ABCABC
Quantitative Zusammensetzung des Pulvergemisches des Elektrodenkernes (in Gewichtsprozent)Quantitative composition of the powder mixture of the electrode core (in percent by weight)
2020th
Per durch die Anwendung der Fülldrahtelektroden, deren Kerne aus dem Pulvergemisch der genannten Zusammensetzung hergestellt sind, erhaltene Schweißnahtwerkstoff wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung dessen Kerbschlagzahigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit, sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes an Gasen, wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff unterzogen.By using the cored wire electrodes, the cores of which are made from the powder mixture of the aforementioned Composition are made, weld material obtained Mechanical tests to determine its notched impact strength became more specific Elongation and tensile strength, as well as a physico-chemical analysis to determine the content of the weld metal is subjected to gases such as oxygen, nitrogen and hydrogen.
Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes wurden gemäß den an sich bekannten Verfahren durchgeführt.The mechanical tests of the weld seam material were carried out according to the methods known per se carried out.
Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff, Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde nach dem an sich bekannten Vakuumschmelzungsverfahren, und dessen Gehalt an Diffusionswasserstoff - nach dem Internationalen Standard ISO 3690 bestimmt.The content of oxygen, nitrogen and residual hydrogen in the weld metal was determined by the per se known vacuum melting process, and its content of diffusion hydrogen - according to the International Standard ISO 3690 determined.
Zur Veranschaulichung der Vorteile der Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung hergestellt ist, werden Vergleichsergebnisse der mechanismen Prüfungen des SchweißnahtwerkstofTes, wie auch Vergleichsergebnisse der physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gasgehaltes in dem Schweißgut mit bei der Anwendung einer an sich bekannten technischen Lösur.g erreichten analogen Ergebnissen, angeführt (s. US-PS Nr. 38 00 120).To illustrate the advantages of the cored wire electrodes, the core of which is made from the powder composition according to the invention are comparative results of the mechanisms tests of the weld seam material, as well as comparison results the physical-chemical analysis to determine the gas content in the weld metal with the Application of a technical solution known per se, achieved analogous results (See U.S. Patent No. 38 00 120).
Die genannten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind in Tabelle 2 und 3 angeführt.The stated results of the investigations carried out are listed in Tables 2 and 3.
3030th
FülldrahtelektrodeCored wire electrode
Zerreißfestigkeit
MPaTensile strength
MPa
Spezifische DehnungSpecific elongation
Kerbschlagzahigkeit (Charpy-Probe), J/cm2
+200C -20°CNotched impact strength (Charpy sample), J / cm 2
+20 0 C -20 ° C
-400C-40 0 C
A 496A 496
B 545B 545
C 592C 592
Fülldrahtelektrode 638
nach US-PS
Nr. 38 00 120Cored wire electrode 638
according to US-PS
No. 38 00 120
29,5 30,2 22,5 20,529.5 30.2 22.5 20.5
112-122
137-174
9,82-11,1
73,6-88,4112-122
137-174
9.82-11.1
73.6-88.4
51-56,7
62,7-115
37,3-41,2
24,6-29,451-56.7
62.7-115
37.3-41.2
24.6-29.4
34,4-41,2 56-83,5
34,4-36,2 7,73-7,7334.4-41.2 56-83.5
34.4-36.2 7.73-7.73
FülldrahtelektrodeCored wire electrode
Gasgehalt
(in Gew.-%)Gas content
(in% by weight)
Sauerstoffoxygen
Gesamtgehalt an restlichem und Diffusionswasserstoff, cm3/100 gTotal content of residual and diffusion of hydrogen, cm3 / 100 g
Stickstoff WasserstoffNitrogen hydrogen
A 0,058 0,012 5,5A 0.058 0.012 5.5
B 0,036 0,008 3,5B 0.036 0.008 3.5
C 0.044 0,007 4,0C 0.044 0.007 4.0
Fülldraht- 0,09 0,016 12,0 Cored wire 0.09 0.016 12.0
elektrode
nach US-PS
Nr. 38 00 120electrode
according to US-PS
No. 38 00 120
Aus Tabelle 2 ist es ersichtlich, daß der Schweißnahtwerkstoff, welcher unter Verwendung von Fülldrahtelektroden A, B und C erhalten wurde, höhere mechanische Eigenschaften aufweist, als der unter Verwendung von nach US-PS Nr. 38 00 120 hergestellten Füllso drahtelektroden erhaltene SchweißnahtwerkstofT.From Table 2 it can be seen that the weld material, which was obtained using flux cored wires A, B and C having higher mechanical properties, SchweißnahtwerkstofT obtained than by using of US Pat. No. 38 00 120 filling produced as wire electrodes.
Darüber hinaus liegt die Leistungsfähigkeit des Schweißvorganges bei der Verwendung von genannten Fülldrahtelektroden bsi 2,4 bis 3,8 kg/h, was um das 1,5- bis 2fache höher als die Schweißleistung bei der Verwendung von nach US-PS Nr. 38 00 120 hergestellten Fülldrahtelektroden ist.In addition, the efficiency of the welding process lies in the use of the aforementioned Cored wire electrodes up to 2.4 to 3.8 kg / h, which is about that 1.5 to 2 times higher than the welding performance when using those manufactured according to US Pat. No. 38 00 120 Cored wire electrodes is.
Durch die Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung hergestellt ist, wercJen eine ausgezeichnete Schweißnahtbo formung sowie eine gute Trennbarkeit des Schlackenübefzugs, wie auch eine hohe Beständigkeit gegen Heißrisse und ein niedriger Gasgehall erreicht.Through the filler wire electrodes, the core of which is made from the powder composition according to the invention is what makes you an excellent weld boom formation and good separability of the slag cover, as well as high resistance to Hot cracks and a low gas content are achieved.
Während des Schweißvorganges wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 2,2 mm ver-During the welding process, cored wire electrodes with a diameter of 2.2 mm were used.
wendel (bedingt bezeichnet als Λ. B und C), deren Kern aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulver/usammensetzung hergestellt ist. Der Stahlmanlel der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 80 Gewichtsprozent von der Gesamtmasse dieser Elektrode und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: 0.07 Kohlenstoff; 0,25 Mangan;0.1 Silizium;0.03 Schwefel;0.03 Phosphor.Wendel (conditionally referred to as Λ. B and C), whose core is made from the powder / composition obtained according to the invention. The steel shell of the respective Cored wire electrode made up 80 percent by weight of the total mass of this electrode and had the following Composition (in percent by weight): 0.07 carbon; 0.25 manganese; 0.1 silicon; 0.03 sulfur; 0.03 Phosphorus.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in senkrechter Ebene (SeitenschweiUnaht) unter Anwendung des halbautomatischen Verfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Poking durchgeführt.The welding of steel specimens was carried out in a vertical plane (side weld) of the semi-automatic process with direct current reverse poking carried out.
Schweißparameter:Welding parameters:
Schweißstrom 350 AWelding current 350 A.
Lichtbogenspannung 27 VArc voltage 27 V
Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.Carbon dioxide was used as the protective gas.
Der /u verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): 0.18 Kohlenstoff; 0,45 Mangan; 0.2 Silizium; 0.02 Schwefel; 0,015 I'hosphor; Rest Eisen.The / u welded steel with a thickness of 20 mm had the following composition (in percent by weight): 0.18 carbon; 0.45 manganese; 0.2 silicon; 0.02 sulfur; 0.015 phosphorus; Remainder iron.
Die Pulverzusammensetzungen, aus welchen die Kerne der erwähnten Fülldrahtelektroden gefertigt waren, sind in nachfolgender Tabelle 4 angeführt.The powder compositions from which the cores of the mentioned filler wire electrodes are made are listed in Table 4 below.
liestiiiulleik- der Piilver-/ιι·-.ιπιπκ"Μ\ι.Ί/ιιηΐ! des l-leklrndenkeme·.readsiiiulleik- the Piilver- / ιι · -.ιπιπκ "Μ \ ι.Ί / ιιηΐ! of the l-learning meme ·.
iilldr.ihlelektrndciilldr.ihlelectrndc
Quantitativc /us.inimenscl/.ung
des I'ulvergemisches
des F.lektrodenkernes
(in (iewkhlspro/enl)Quantitative reduction of the powder mixture
of the electrode core
(in (iewkhlspro / enl)
Der durch die Anwendung der Fülldrahtelektroden, deren Kerne aus dem Pulvergemisch der genannten Zusammensetzung hergestellt waren, erhaltene Schweißnahtwerkstoff wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung von dessen Kerbschlagzähigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes an Gasen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff unterworfen.The result of the application of the cored wire electrodes, whose cores are made from the powder mixture of the above Composition were made, weld seam material obtained was mechanical tests to determine its notched impact strength, specific elongation and tensile strength as well as a physico-chemical Subject to analysis to determine the content of gases such as oxygen, nitrogen and hydrogen in the weld metal.
Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes wurden gemäß den an sich bekannten Verfahren durchgeführt.The mechanical tests of the weld seam material were carried out according to methods known per se.
Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff. Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde nach dem an sich bekannten Vakuumschmelzungsverfahren, und dessen Gehalt an Diffusionswasserstoff - nach dem internationalen Standard ISO 3690 bestimmt.The oxygen content of the weld metal. Nitrogen and residual hydrogen were after what is known per se Vacuum melting process, and its content of diffusion hydrogen - according to the international Standard ISO 3690 determined.
Die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen sind in Tabelle 5 angeführt.The results of the mechanical tests carried out are shown in Table 5.
Fülldrahtelektrode Cored wire electrode
Zerreißfestigkeit
MPaTensile strength
MPa
Spezifische DehnungSpecific elongation
Kerbschlagzähigkeit (Charpy-Probe), J/crrr
+200C -200CNotched impact strength (Charpy sample), J / cmrr
+20 0 C -20 0 C
-400C-40 0 C
Zur Veranschaulichung der Vorteile der Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung hergestellt ist, werden in nachfolgencer Tabelle 6 Vergleichsergebnisse der physikalischchemischen Analyse zur Bestimmung des Gasgehaltes in dem Schweißgut mit bei der Anwendung einer an sich bekannten technischen Lösung erreichten analogen Ergebnisse angeführt (s. US-PS Nr. 38 00 120).To illustrate the advantages of the cored wire electrodes, the core of which consists of the powder composition according to the invention is produced, are in the following Table 6 comparative results of the physicochemical Analysis to determine the gas content in the weld metal with the application of an known technical solution achieved analogous results listed (see US-PS No. 38 00 120).
Aus Tabelle 5 und 6 ist es ersichtlich, daß durch die Fülldrahtelektrode!!, deren Kern aus der erfindungsgemiiUen Pulvcr/usammcnsel/ung hergestellt ist. der SehweißnahlwerksiolTmit hohen mechanischen I-'igenschaften erhalten wird. Darüber hinaus werden durch die erwähnten Fülldrahtelektroden eine ausgezeichnete Sehweißnahtformung sowie eine gute Irennbarkeit des Schlackenüberzugs, wie auch eine hohe Beständigkeit gegen lleißrisse und ein niedriger Gasgehalt erreicht.From Tables 5 and 6 it can be seen that the Cored wire electrode, the core of which is made from the Powder collection is made. the SehweißnahlwerksiolT with high mechanical properties is obtained. In addition, the aforementioned filler wire electrodes are excellent Formation of weld seams and good indissolubility of the slag coating, as well as high resistance against cracks and a low gas content.
Die Leistungsfähigkeit des Schweißvorganges bei der Verwendung von genannten Fülldrahtelektroden beträgt 8 kg/h, was um das 1,5fache höher als die Schweißleistung unter Verwendung von nach US-PS Nr 38 00 120 hergestellten Fülldrahtclektroden ist.The performance of the welding process when using the aforementioned filler wire electrodes is 8 kg / h, which is 1.5 times higher than that Welding performance using cored wire electrodes manufactured according to US Pat. No. 38 00 120 is.
1010
Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.Carbon dioxide was used as the protective gas.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): 0.18 Kohlenstoff; 0,45 Mangan; 0,2 Silizium: 0.02 Schwefel; 0,015 Phosphor; Rest Hisen.The steel to be welded with a thickness of 20 mm had the following composition (in percent by weight): 0.18 carbon; 0.45 manganese; 0.2 silicon: 0.02 sulfur; 0.015 phosphorus; Rest of Hisen.
Die Pulverzusammensetz.ungen, aus welchen die Kerne der erwähnten Fülldrahtelektroden gefertigt waren, sind in Tabelle 7 angeführt.The powder compositions from which the cores of the aforementioned cored wire electrodes are made are listed in Table 7.
Bestandteile der l'uhor-/iisammensLM/iing
des
!■'leklnulenkernesComponents of the l'uhor- / iisgenössLM / iing des
! ■ 'leklnulenkernes
I ülklrahleleklrodeI oil radiator electrode
set/ung des Pulvergemisehes des i-'lektrodenkcrnes
(in GewichNpro/cnl)set / ung of the powder mixture of the electrode tip
(in GewichNpro / cnl)
Während des Schweißvorganges wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 2,5 mm verwendet (bedingt bezeichnet als Λ, B und C), deren Kern aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulverzusammensetzung hergestellt ist. Der Stahlmantel der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 70 Gewichtsprozent von der Gesamtmasse dieser Elektrode und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: 0,08 Kohlenstoff; 0,3 Mangan; 0,12 Silizium;0,03 Schwefel; 0.03 Phosphor.Cored wire electrodes with a diameter of 2.5 mm were used during the welding process (conditionally referred to as Λ, B and C), the core of which consists of the powder composition obtained according to the invention is made. The steel jacket of the respective cored wire electrode was 70 percent by weight of the Total mass of this electrode and had the following composition (in percent by weight): 0.08 carbon; 0.3 manganese; 0.12 silicon; 0.03 sulfur; 0.03 Phosphorus.
Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in deren Normallage unter Anwendung des halbautomatischen Verfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.The welding of steel specimens was carried out in their normal position using the semi-automatic Procedure carried out with reverse polarity direct current.
Schweißparameter:Welding parameters:
Schweißstrom 450 AWelding current 450 A.
Lichtbogenspannung 32 VArc voltage 32 V
Der durch die Anwendung der Fülldrahtelektroden A. B und C erhaltene SchweißnahtwerkstofT wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung dessen Kerbschlagzähigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes ar Gase, wie Sauerstoff. Stickstoff und Wasserstoff unterzogen. The weld material obtained by using the cored wire electrodes A. B and C became mechanical tests to determine its notched impact strength, specific elongation and tensile strength as well as a physical-chemical analysis to determine the content of the weld metal ar Gases, such as oxygen. Subjected to nitrogen and hydrogen.
Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwcrkstoffes wurden gemäß den an sich bekannten Verfahren durchgeführt.The mechanical tests of the weld material were carried out according to methods known per se.
Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff, Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde nach dem an sich bekannten Vakuumschmelzungsverfahren, und der Gehaltan Diffusionswasserstoff- nachdem Internationalen Standard ISO 3690 bestimmt.The content of the weld metal in oxygen, nitrogen and residual hydrogen was by the per se known vacuum melting method, and the Diffusion hydrogen content after international Standard ISO 3690 determined.
Die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen von Schweißnahtwerkstoff sind in Tabelle 8 angeführt.The results of the mechanical tests carried out on weld seam material are shown in Table 8 cited.
elektrodeFiller wire
electrode
festigkeit
MPaTear
strength
MPa
Dehnung
%Specific
strain
%
+200CNotched impact strength
+20 0 C
-20°C(Charpy-Probc). J / cm 2
-20 ° C
B
CA.
B.
C.
53,0
59.049.2
53.0
59.0
29,8
23.029.5
29.8
23.0
132-138
103-109118-121
132-138
103-109
63,7-69,8
39,2-42,244.1-47
63.7-69.8
39.2-42.2
35,4-44,1
27,5-43,229.5-41.2
35.4-44.1
27.5-43.2
IlIl
Der Gehalt des Schweißgutes an Gasen ist in Tabelle 9 angeführt.The gas content of the weld metal is shown in Table 9.
l'ülldniht- Gasgehalt Gesamtgehalt an rest-l'ülldniht- gas content total content of residual
eleklrode (ii Gew.-%) lichem und DifTusionveleklrode (ii wt%) lichem and diffusionv
wasserstolT. cmVlOO gwasserstolT. cmVlOO g
Sauerstoff StickstolT WasserstoffOxygen nitrogen gas hydrogen
Λ 0.050 0.010 \(lΛ 0.050 0.010 \ (l
B 0,034 0.008 3.6B 0.034 0.008 3.6
C 0.041 0.012 4.1C 0.041 0.012 4.1
Rilldrahl- 0.09 ().()!() 12Rilldrahl- 0.09 (). ()! () 12
elektrode
nach US-PS
Nr. 38 00 120electrode
according to US-PS
No. 38 00 120
Aus Tabelle 8 ist es ersichtlich, daß durch die l-'ülldrahtelektroden. deren Kerne aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammenset/ung hergestellt sind, der Schweißnahtwerkstoff mit hohen mechanischen Eigenschaften erhalten werden kann. Darüber hinaus wird durch die erwähnten Fülldrahtelektroden eine ausgezeichnete Schweißnahtformung in Normalschweißlage erreicht. Solche Schweißnähte weisen eine gute Beständigkeit gegen lleißrissc und einen niedrigen Gasgehalt auf.From Table 8, it can be seen that by the filamentary wire electrodes. the cores of which are made from the powder composition according to the invention, the Weld seam material with high mechanical properties can be obtained. In addition, will excellent weld seam formation in normal weld position thanks to the filler wire electrodes mentioned achieved. Such weld seams have a good resistance to wear cracks and a low one Gas content.
Die Leistungsfähigkeit des Schweißvonianges beträgt 15 kg/h. Die linearen Geschwindigkeiten des Ecknahtschweißens betragen in Abhängigkeit von der Nahtkathete 50 bis 80 m/h.The efficiency of the welding vonianges is 15 kg / h. The linear speeds of corner seam welding are dependent on the seam cathetus 50 to 80 m / h.
Beispiel 4 (negativ)Example 4 (negative)
Das Schweißen wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 1 beschriebene Art und Weise durchgerührt. Während des Schsveißvorganges wurde jedoch eine Fülldrahtelektrode verwendet, deren Kern aus einer Pulverzusammensetzung gefertigt war, in der die Bestandteile in Mengen enthalten waren, welche die in Patentanspruch 2 angegebenen unteren Grenzwerte unterschreiten. Der Durchmesser dieser Fülldrahtelektrode betrug 1,6 mm. Der Stahlmantel der Fülldrahtelektrode betrug 83 Gewichtsprozent von der gesamten Fülldrahtelektrodenmasse und wies folgende Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent): 0,06 Kohlenstoff; 0,23 Mangan; 0.09 Silizium; 0,02 Schwefel; 0,02 Phosphor.The welding was carried out essentially in the manner described in Example 1. While During the welding process, however, a filler wire electrode was used, the core of which was made from a powder composition was made, in which the components were contained in amounts that were in claim 2 below the specified lower limit values. The diameter of this filler wire electrode was 1.6 mm. The steel jacket of the cored wire electrode was 83 percent by weight of the total cored wire electrode mass and had the following composition (in percent by weight): 0.06 carbon; 0.23 manganese; 0.09 silicon; 0.02 sulfur; 0.02 phosphorus.
Schweißparameter:Welding parameters:
Schweißstrom
LichtbogenspannungWelding current
Arc voltage
450 A
36 V450 A
36 V
Die Pulverzusammensetzung der erwähnten Fülldrahtelektrode ist unten angeführt:The powder composition of the mentioned cored wire electrode is given below:
Unten sind die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes angeführt:Below are the results of the mechanical tests carried out on the weld material listed:
Aus den oben angeführten Ergebnissen der mechanischen Prüfungen ist es ersichtlich, daß bei der Verwendung von Fülldrahtclcktroden mit der genannten PuI- \er/usammcnselzung während des Schweißens der Sehweißnahlwerkstoff mit verschlechterten mechanischen Eigenschaften gebildet wird und es /ur Steigerung von dessen Poren- und Rißneigung kommt. D.irüuei iiiiiuus kummi CMUi VeisciiiecMieiutii; iici Si.imiität des Brennens des Lichtbogens und /ur Vergrößerung des Sprit/cns von Elektrodenmetall.From the above-mentioned results of the mechanical tests it can be seen that when using flux-cored wire electrodes with the above-mentioned powder accumulation during welding, the weld seam material with deteriorated mechanical properties is formed and its tendency to pore and crack is increased . D.ir üuei iiiiiuus kummi CMUi VeisciiiecMieiutii; iici Si.imii ity of burning the arc and / ur enlarging the fuel of electrode metal.
Beispiel 5 (negativ)Example 5 (negative)
Das Schweißen wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 3 beschriebene Art und Weise durchgeführt. Während des Schweißvorganges wurde jedoch eine Fülldrahtelektrode verwendet, in der die Bestandteile in Mengen enthalten waren, welche die in dem Patentanspruch 2 angegebenen oberen Grenzwerte überschreiten. Der Durchmesser dieser Fülldrahtelektrode betrug 2.5 mm. Der Stahlmantel der Fülldrahtelektrode betrug 70 Gewichtsprozent von der gesamten Fülldrahtelektrodenmasse und wies folgende Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent): Kohlenstoff - 0,08; Mangan 0.30; Silizium - 0.12; Schwefel - 0.030; Phosphor 0.030. The welding was essentially the same as in the example 3 performed in the manner described. However, a filler wire electrode was used during the welding process used, in which the constituents were contained in amounts, which in the claim 2 exceed the upper limit values specified. The diameter of this filler wire electrode was 2.5 mm. The steel jacket of the cored wire electrode was 70 percent by weight of the total cored wire electrode mass and had the following composition (in percent by weight): carbon - 0.08; Manganese 0.30; Silicon - 0.12; Sulfur - 0.030; Phosphorus 0.030.
Schweißparameter:Welding parameters:
Schweißstrom 450 AWelding current 450 A.
Lichtbogenspannung 32 VArc voltage 32 V
Die Pulverzusammensetzung der Fülldrahtelektrode ist unten angeführt:The powder composition of the cored wire electrode is given below:
Unten sind die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes to angeführt:Below are the results of the mechanical tests carried out on the weld material to listed:
F_>; ist ersichtlich, daß durch die Erhöhung des Gehaltes an Bestandteilen der Pulver/usammensctzung des Fülkluhtelektrodenkernes oberhalb des im Patentanspruch angegebenen oberen Grenzwertes die Verschlechterung der schwcißlcchnologischcn [iigcnschiif-F_>; it can be seen that by increasing the salary of components of the powder / composition of the filling electrode core above that in the claim specified upper limit value the deterioration the swisslchnological
ten der genannten Fülldrahtelektrode hervorgerufen wird. F.s kommt zur Vergrößerung des Spritzens von Elcktrodenmctall. zur Verschlechterung der Schweißruihlfeimung und / :i Verminderung von plastischen Kenndaten des Schweißnahtes.ten of the mentioned flux-cored wire electrode will. There is an increase in the spraying of electrode metal. to worsen the smoothness of welding and /: i reduction of plastic Characteristic data of the weld seam.
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DE19803031149 DE3031149C2 (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Powder composition for cored wire electrodes |
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---|---|---|---|
DE19803031149 DE3031149C2 (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Powder composition for cored wire electrodes |
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DE3031149A1 DE3031149A1 (en) | 1982-03-25 |
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DE2529200C3 (en) * | 1975-07-01 | 1978-10-26 | Institut Elektrosvarki Imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj Ssr, Kiew (Sowjetunion) | Electrode wire for steel welding in carbon dioxide |
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1980
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