DE3042588C2

DE3042588C2 - Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes

Info

Publication number: DE3042588C2
Application number: DE3042588A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Fedorovi&ccaron; Alter; Vladimir Nikolaevi&ccaron; Kiew/Kiev Golovko; Igor Konstantinovi&ccaron; Pochodnya
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1980-10-23
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1985-10-24
Also published as: DE3042588A1; SE8007450L

Description

h = Kd\ 1-

=1,

t ■ Vpz) J

mit

K₁ Kim

und
mit

Banddicke.

Koeffizient, welcher von dem Gesanuverformungsgrad des mit der Pulverzusammenseizung gefüllten Drahtes abhängig ist und in einem Bereich von 0.9 bis 2,25 liegt.

vorgegebener Durchmesser des fertigen Pulverdrahtes.

spezifisches Gewicht des Bandwerkstoffes.

spezifisches Gewicht der Pulverzusammensetzung.

Koeffizient des Füllens des Drahtes mil der Pulverzusammenscizung. Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammensetzung, welcher von 0,05 bis 0.65 beträgt.

S= (D- h).τ.

Bandbreite und
AuBendurchmesser
nach der Formel D>
ist.

des ■-2K

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines als Schweißwerkstoff dienenden Pulverdrahtes, wobei der Pulverdraht zum normalen Schweißen oder Auftragschweißen dienen kann.

Die Erfindung gehl aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahts durch Formen einer Rinne aus einem kaltgewalzten Metallband, Füllen der geformten Rinne mit einer Pulverzusammensetzung. Weiterverformung der mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rinne zum Rohr und mehrfaches Streckziehen des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rohres. Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 15 58 891 be

kannt

Bei dem bekannten Verfahren wird eine solche Menge der Pulverzusammensetzung eingefüllt, daß nach der Formung des Rohrs dieses vollständig gefüllt ist. Bei den anschließenden Streckzichgängen wird das Rohr verdichtet und setzt der Querschnittsreduzierung des Rohrs einen Widerstand entgegen.

Es ist dabei auch bekannt, die Bedingungen der Slreckziehgänge des Pulverdrahtes im wesentlichen nach dem Verhalten des Widerstandes der Pulvcrzusammensetzung während der Wirkung der auftretenden Beanspruchungen zu wählen. Da die Zugkräfte beim Streckziehen nur vom Drahtmantel aufgenommen werden, ist .zur Verringerung der Gefahr eines Reißens des Drahtmaiitels die pro Ziehoperation erzielbarc Durchmesserverringerung begrenzt.

Das bekannte Verfahren ist deswegen von verminderter Stabilität und Produktivität. Audi führt eine Verminderung der Streckung pro Durchgang zur Merabsetzung der spezifischen Drücke in der Umformzone, was die auf der Oberfläche des Pulverdrahtes bleibende Schichtdicke des technologischen Schmiermittels größer werden läßt. Dies führt seinerseits dazu, daß bei der Verwendung des Pulverdrahtes ;ine Reihe von Schwierigkeiten entstehen, insbesondere daß die Rohrleitungen der Schweißautomaten durch das sich von der Oberfläche des Pulverdrahtes lösende Schmiermittel verstopfen, was zum Ausfall der Maschine führt.

Auch entstehen während des Schweißens bei dem Verbrennen des Schmiermittels giftige Dämpfe, was eine Verschlechterung der Arbeitsbedingungen /ur Folge hat und einen erheblichen Aufwand zur Belüftung der Produktionsräume erforderlich macht. Darüber hinaus neigt das Metall der Schweißdrähte zur Versprödung, was seinerseits zur Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes anzugeben, in welchem mit gleichbleibend guten Ergebnissen hohe Verformungsgrade pro Ziehgang und hohe Gesamtverformungen erzielt werden können.

Ausgehend von dem eingangs genannten bekannten Verfahren wird die gestellte Aufgabe crfindungsgemäß • gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan-

45 Spruchs genannten Maßnahmen. Bei einem solchen Vorgehen setzt die Pulverfüllung bis zum Erreichen einer bestimmten Streckverformung der Durchmesserabnahme keinen Widerstand entgegen und erst wenn das Innenvolumen des Rohres pro Einheit der ursprünglichen Rohres, welcher 50 Länge sich so weit verringert h^:»t. daß das Rohr jet?t • d zu bestimmen vollständig gefüllt ist, beginnt die Verdichtung der Pulverfüllung und deren Widerstand gegen die Reduzierung des Kchten Durchmessers bei den weiteren Streckziehgängen.

Die Verdichtung der Pulverzusammensetzung kann dabei entweder kleiner als die bei den bekannten Verfahren erhaltene Verdichtung sein oder sie kann ihr gleich sein, wobei dann der Drahtdurchmesser kleiner wird. Demzufolge steigt die Verformbarkeit des Pulverdrahtes an, was das Strangziehen des Pulverdrahtes auf Mehrfach-Ziehmaschinen ermöglicht, welche sich durch eine hohe Gesamtverformung (70 bis 95%) sowie auch der jedesmaligen Einzelverformungcn (20 bis 45%) kennzeichnen. Somit ist wegen der erziclbarcn hohen Gesamtvcrformung die Möglichkeit gegeben, einen Pulverdraht mit einem vorgegebenen Enddurchmesser aus Pulverdraht mit einem größeren Ausgangsdurchmesser als bei den bekannten Verfahren herzustellen. Es

kann von leichter erhältlichen Bändern erheblicher Dikke und Breite ausgegangen werden, welche sich durch eine gute Bearbeitbarkeit kennzeichnen, und es können Drähie mit einem kleineren Durchmesser (von 1.0 bis 2.0 mm) durch erhebliche Gesamtdeformationen hergestellt werden.

Die erheblichen Einzeldeformationen, die erfindungsgcniäU möglich werden, haben zur Folge, daß in der I Iniformzone hohe spezifische Drücke wirken, was zur Verringerung des an der Oberfläche des Pulverdrahtes bleibenden Schmiermittels führt.

Im einzelnen wird die Erfindung folgenderweise durchgeführt:

Um einen Pulverdraht mit einem vorgegebener; Durchmesser und einem vorgegebenen Koeffizienten des Füllens herzustellen, wird von einem kaltgewalzten Metallband ausgegangen, dessen Dicke h aus folgender Beziehung bestimmt wird:

;]■

Dabei ist

h K

d Yu

K₁

Kr/K

Banddicke,
Koeffizient, welcher von dem Gesamtverformungsgrad des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Drahtes abhängig ist und in einem Bereich vor· 0,9 bis 2,25 liegt.

Durchmesser des fertigen Puiverdrahtes,
spezifisches Gcvicht des Bandwerkstoffes,

spezifisches Ge\ icht der Pulverzusammensetzung.

Koeffizient des Füllens des Drahtes mit der Pulverzusammensetzung.
Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes, welcher in einem Bereich von 0,05 bis 0,65 liegt.

Die mit dei Pulverzusammensetzung gefüllte Rinne wird danach zum Rohr geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch Mehrfach-Strangziehen auf einer kontinuierlichen Mehrfach-Ziehbank. Das Strangziehen wird derart durchgeführt, daß die gesamte Querschnitisreduzierung nach dem Ziehen in einem Bereich von 70 bis 95% liegt und daß die einzelnen Querschnittsreduzierungen pro Streckvenormungsdurchgang von 20 bis 45% betragen.

Um die Güte des erhaltenen Pulverdrahtes zu bewerten, wird der Gasgehalt im Auftragschweißmetall bestimmt Dabei wird die Bestimmung des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Restwasserstoff nach der Vakuumschmelzmeihode durchgeführt.

Der Gehalt an Diffusionswassersioff wird durch Auftragschweißen von bestimmten Werkstoffen bestimmt, welche daraufhin einer Eudiometerprüfung in einer Glyzerinlösung unterworfen werden. Zum Durchführen des Auftragschweißens verwendet man eine Vorrichlung zum automatischen Schweißen, welche einen Schraubstock mit wassergekühlten Schraubstockbakken aus Kupfer aufweist.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend konkrete Durchführungsbeispiele be-

25 schrieben.

Beispiel 1

Zur Herstellung eines Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 2,2 mm und einem Koeffizient des Füllens von 0.18 wählt man ein kaltgewalztes Metallband mit einem Querschnitt von 0,5 χ 15 mm.

Die Abmessungen des Bandes ergeben sich in Übereinstimmung mit der obengenannten Forme! mit

Die Breite des Metallbar.des ergibt sich aus der Beziehung

B=(D-h).T.
Dabei ist

D — Bandbreite und ,

D — Außendurchmesser des Rohres," welcher nach der Formel D= 2K ■ dzu bestimmen ist.

45

50

Je dünner der Pulverdraht herzustellen ist, um so niedriger muß Κηκ bei gleichen anderen Bedingungen sein. Die Dicke des Metallbandes wird auf die nächstkommende niedrigere Normgröße abgerundet und die Breite wird auf die nächstkommende größere Normgrö-Ue aufgerundet.

Das kaltgewalzte Metallband wird von einem Wickel abgezogen und durchläuft Verforrnungsrollen, unter deren Wirkung es zu einer Rinne geformt wird. Die geformte Rinne wird danach mit Hilfe von einer Dosiereinrichtung mit einer Pulverzusammensetzung in der dem vorgegebenen Koeffizienten Kf entsprechenden Menge gefüllt. Um den vorgegebenen Koeffizienten Kuh zu erreichen, wird das Band nach der obigen Formel gewählt.

Kf	U;
ye =	7,8 g/cm³
*ypi*	2,5 g/cm³
Kfir =	0,65:
D	5,3 mm.

Das Band wird von einem Wickel abgezogen und Verformungsrollen zugeführt, die es zu einer Rinne formen. Die Rinne wird mit Hilfe einer Dosiereinrichtung mit einer Pulverzusammenseti og in solcher Menge gefüllt, daß sich ein Koeffizient dt. Füllens des Drahtmantels von 0,18 ergibt.

Das Band gewährleistet den vorgegebenen Koeffizienten des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes von 0,65, d. h. 65%. Die in der beschriebenen Art und Weise mit der Pulverzusammensetzung gefüllte Rinne wird zum Rohr mit einem Durchmesser von 5,3 mm geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch sechsfaches Ziehen auf einer kontinuierlich arbeitenden Ziehmaschine bis ein Pulverdraht mit einem Durchmesser von 2,2 mm erhalten wird.

Der Gesamtverformungsgrad beträgt dabei 87,4% und es wird mit Einzelverformungsgraden des Strangziehens von 20 bis 35% gearbeitet. Die Dicke des Drahtmantels beträgt 0,38 mm und die Dichte der Pulverzusammensetzung beträgt 4,4 g/cm³.

Zur Bewertung der schweißtechnologischen Eigenschaften des Pulverdrahtes wurde der Gasgehalt im Auftragschweißmetall bestimmt, wobei sich folgende Werte des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff im Auftragschweißmetall ergaben:

Stickstoff in % Sauerstoff in % Wasserstoff in cmVlOO g des Auftragschweißmetalls

Beispiel 2

Zur Herstellung eines Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 23 mm und einem Koeifizienten des Füllens von 0,18 wählt man ein kaltgewalztes Metallband mit einem Querschnitt von 03 χ 14 mm.

Die Abmessungen des Bandes ergeben sich aus der obengenannten Formel mit

0,009 geformt. Die Weiterverarbeitung des Rohres erfolgt

0,055 durch sechsfaches kontinuierliches Ziehen auf einer dazu geeigneten Ziehmaschine, bis ein Pulverdraht mit 7,4 einem Durchmesser von 1,14 mm erhalten wird.

Der Gesamtverformungsgrad beträgt 95% und die jedesmaligen Einzelverforniungsgrade 20 bis 45%. Die Dicke des Drahtmantels beträgt 0,25 mm und die Dichte der Pulverzusammenseizung beträgt 3,5 g/cm^J_

Zur Bewertung der schweißtechnologischen Eigenschäften des Pulverdrahtes wurde der Gasgehalt im Auftragschweißmetall bestimmt und es 'ergeben sich folgende Werte des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff im Auftragschweißmetall:

Kf	053;
Yb -	7,8 g/cm^J
	23 g/cm³
Kur -=	0,48;
D	43 mm.

Das Band wird von einem Wicke! abgezogen und Verformungsrollen zugeführt, die es zu liner Rinne umformen. Diese wird so gefüllt, daß ein Koeffizient des Füllens des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammensetzung bis zu 0,48, d. h. bis zu 48%. erreicht wird. Die gefüllte Rinne wird zum Rohr mit einem Durchmesser von 4,8 mm geformt. Die Weiterverarbeitung dieses Rohres erfolgt durch vierfaches kontinuierliches Ziehen auf einer dazu geeigneten Ziehmaschine bis zur Erhaltung eines Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 23 mm.

Der Gesamtverformungsgrad beträgt 70% und die jedesmaligen Einzelverformungsgrade betragen 20 bis 30%. Die Dicke des Drahtmantels beträgt 0,45 mm und die Dichte der Pulverzusammensetzung beträgt 3,0 g/cm^J.

Für die Bewertung der schweißtechnologischen Eigenschaften des Pulverdrahtes wurde der Gasgehalt im Auftragschweißmetall bestimmt, wobei sich folgende Werte des Gehaltes an Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff im Auftragschweißmetall ergaben:

Stickstoff in % Sauerstoff in % Wasserstoff in cm³/100 g des Auftragschweißmetalls

Beispiel 3

0.0085 0,048

4.8

Kf	*225;*
YB	7» g/cm³
*yp,*	2,5 g/cm³
*Kf/r "*	0,05;
D	5,1 mm.

Zur Herstellung eines Pulverdrahtes mit einem Durchmesser von 1,14 mm und einem Koeffizient des Füllens von 0.18 wählt man ein kaltgewalztes Metallband mit einem Querschnitt von 0,3 χ 15 mm.

Die Abmessungen des Bandes ergeben sich aus der obengenannten Formel mit

Das Band wird von einem Wickel abgezogen und zur Rinne geformt. Es wird mit einem Koeffizienten der Füllung des Volumens des Rohrinnenraumes mit der Pulverzusammenseizung bis zu 0,05, d. h. bis zu 5%, gearbeitet. Die mit der Pulverzusammensetzung gefüllte Rinne wird zum Rohr mit einem Durchmesser von 5.1 Stickstoff in % Sauerstoff in % Wasserstoff in cmVlOO g des Auftragschweißmetalls

0.012 0,065

7.5

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Pulverdrahtes durch Formen einer Rinne aus einem kaltgewalzten Metallband. Füllen der geformten Rinne mit einer Pulverzusammensetzung, Weitcrverforniung der mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rinne zum Rohr und mehrfaches Sireckziehen des mit der Pulverzusammensetzung gefüllten Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne mit der Puiverzusammensetzung zu 5 bis 65%, bezogen auf das Volumen des Innenraums des unverformten Rohres, gefüllt wird.

das gefüllte Rohr Einzelverformungen von 20 bis 45% bis zu einer gesamten Querschnittsreduzierung von 70 bis 95% unterworfen wird, wobei die Dicke und die Breite des Mctallbands aus folgender Beziehung bestimmt werden: