DE3530837A1

DE3530837A1 - Schweissstab

Info

Publication number: DE3530837A1
Application number: DE19853530837
Authority: DE
Inventors: Gudrun Meier
Original assignee: SOUDBRASE SCHWEISSTECH GmbH
Current assignee: SOUDBRASE SCHWEISSTECH GmbH
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3530837C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweißstab, mit dem man Stähle und Stahlguß verschiedener Zusammensetzung und Qualität, ferner Grauguß, Sphäroguß, duktiler Guß, Temper- und Weißguß verbinden und auftragen kann. Unter "Schweißstäben" werden hier sowohl umhüllte Elektroden, blanke Stäbe und Drähte als auch Röhrchendrähte (Hohldrähte, die innen mit Pulver gefüllt sind) verstanden. Solche Schweißstäbe werden in Fachkreisen auch "Schweißzusatz" genannt.

Im Bereich der Eisenwerkstoffe gibt es zwei Hauptgruppen von zu schweißenden Werkstoffen:
1. Stähle, wozu Stahl und Stahlguß gehören;
2. Gußeisenwerkstoffe, wozu Grauguß, Sphäroguß, Temperguß, duktiler Guß und Weißguß (Hartguß) gehören.

Bekanntermaßen ist bei Stählen der Kunstoff in der Regel unter 2%, während er bei Gußeisenwerkstoff über 2% liegt. Zu schweißende Grundwerkstoffe haben in vielerlei Hinsicht unterschiedliche Eigenschaften, je nachdem ob es sich um Stähle oder Gußeisenwerkstoffe handelt bzw. welche Legierungsbestandteile diese Stähle oder Gußeisenwerkstoffe haben. Auch ist der verwendungszweck der Grundwerkstoffe je nach ihren Legierungsbestandteilen verschieden. Z. B. müssen einige Grundwerkstoffe hochfest und zäh-hart (im Werkzeugbau), andere säurebeständig (in der chemischen Industrie) und wiederum andere Grundwerkstoffe hitzebeständig (in Stahl- und Metallwerken) sein.

Dies ist dann auch beim Schweißen dieser Grundwerkstoffe zu beachten. Man kennt auch bereits zahlreiche Arten von Schweißstäben, und zwar einerseits zum Schweißen von Stählen und andererseits zum Schweißen von Gußeisenwerkstoffen. Dabei benötigt man für unterscheidlich legierte, zu schweißende Werkstoffe auch entsprechend unterschiedlich legierte Schweißstäbe, und zwar einerseits für das Schweißen von Stählen und andererseits für das Schweißen von Gußeisenwerkstoffen.

Dementsprechend besteht der Nachteil, daß es an Schweißstäben fehlt, die sowohl zum Schweißen von verschiedenen Stählen als auch zum Schweißen von Gußeisenwerkstoffen geeignet sind. Dabei tritt in der Praxis nicht selten das Problem auf, daß ein Schweißer, insbesondere im Reparaturbetrieb, nicht alle unterschiedlichen Schweißstäbe zur Verfügung hat. Außerdem kann sich zusätzlich das Problem ergeben, daß der Schweißer nicht genau bzw. nicht ohne weiteres mit genügender Sicherheit erkennen kann, aus welchem Grundwerkstoff das zu schweißende Werkstück besteht.

Es besteht daher die Aufgabe, einen Schweißstab (also eine Elektrode, einen Schweißdraht oder einen Röhrchendraht) zu schaffen, der sowohl im Bereich der Stähle (Stahl, Stahlguß) als auch im Gußeisenwerkstoff-Bereich universell eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht nun darin, daß bei einem Schweißdraht der eingangs der Beschreibung erwähnten Art die Legierungskomponente von Kohlenstoff kleiner als 0,5%, die Legierungskomponente von Eisen kleiner als 10% sowie die Legierungskomponente von Chrom kleiner als 1% ist und daß der Schweißstab eine besondere Legierungskomponente mit einem Mindestanteil aufweist, wobei diese besondere Legierungskomponente, wenn sie aus Molybdän besteht, gleich oder mehr als 40% Molybdän aufweist und wenn sie aus Niob besteht, mehr als 5% beträgt.

Es hat sich überraschend herausgestellt, daß derartig legierte Schweißstäbe sowohl bei den erwähnten Gußeisenwerkstoffen als auch bei Stählen und Stahlguß, gleichgültig welcher Verwendungszweck vorgesehen ist, zum Schweißen gegeeignet sind. Es ist also jetzt möglich, mit nur einem Schweißstab die unterschiedlichen aufgeführten Werkstoffe zu schweißen, was in der Reparaturtechnik besonders wichtig ist. Im Reparaturbereich ist es nämlich besonders vorteilhaft, wenn der damit befaßte Schweißer oder Schlosser die zu bearbeitenden Grundwerkstoffe nicht mehr zu identifizieren braucht bzw. keine Proben mehr davon genommen zu werden brauchen, um festzustellen, ob es sich beim zu reparierenden Teil um einen Stahl- oder Gußeisenwerkstoff gleich welcher Qualität handelt. Unter sonst gleichen Bedingungen kommt der Schweißer jetzt mit einer einzigen Sorte eines Schweißstabes aus.

Man kennt zwar bereits zahlreiche legierte Schweißstäbe, von denen nachstehend etliche Beispiele zusammen mit Anwendungsgebieten aufgeführt sind.

a) für hochfeste Stähle (Werkzeugstähle) den legierten Schweißzusatz
Werkstoff Nr. 1.4370 = C 0, 1, Cr 20, Ni 8, Mn 6, Fe Rest;
oder den Typ 29/9 = C 0, 1, Cr 29, Ni 9, Fe Rest.

b) Für säurebeständige Stähle die legierten Schweißzusätze
Werkstoff Nr. 1.4306 = C 0,03, Cr 20, Ni 10, Fe Rest;
Werkstoff Nr. 1.4581 = C 0,07, Cr 20, Ni 12, Mo 3, Nb 0,6, Fe Rest;
Werkstoff Nr. 1.4500 = C 0,03; Cr 20, Ni 25, Mo 5, Cu 1,5, Mn 1, Fe Rest.

c) Für hitzebeständige Stähle den legierten Schweißwerkstoff
Werkstoff Nr. 1.4842 = C 0,1, Cr 25, Ni 20, Mn 3, Fe Rest.

d) Für chemisch hochbeständige Sonderwerkstoffe und Mischschweißungen zu unlegierten Stählen die leg. Schweißzusatzwerkstoffe
Typ Nicro 70/15 = C 0,05, Ni 70, Cr 15, Mn 2, Mo 1,5, Nb 1,5, Fe 10;
Typ Nicro A = C 0,1, Ni 67, Cr 16, Fe 8, Nb 3, Mn 6;
Typ Hastelloy C = C 0,06, Ni 56, Cr 16, Mo 16, Fe 7, W 5;
Typ Hastelloy B = C 0,03, Ni 61, Cr 1, Mo 30, Fe 7,5, Vd 0,5.

e) Für Gußwerkstoffe, Grauguß, Temperguß den leg. Schweißzusatz
Typ - Reinnickel- = Ni 98, Fe 2;
Typ - Monel- = Ni 68, Cu 30; Fe 2.

f) Für Gußwerkstoffe, Sphäroguß duktilen Guß und für die Verbindung mit unlegierten Stahl den leg. Schweißzusatz
Typ - Nickel-Eisen- = Ni 60, Fe 40.

Diese und weitere bekannte Schweißzusatzwerkstoffe haben jedoch weder die erfindungsgemäßen Legierungskomponenten noch sind sie dazu geeignet, sowohl bei verschiedenen Grundwerkstoffen und Einsatzbereichen sowohl im Stahlbereich als auch gleichzeitig im Gußbereich eingesetzt werden zu können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Legierungskomponente von Eisen bei 0% liegt. Nach einer anderen, etwa abgewandelten Weiterbildung kann die Legierungskomponente von Chrom bei 0% liegen. Dies kann für Eisen bzw. für Chrom jeweils für sich, jedoch auch gemeinsam bezüglich der Unteransprüche 2 und 3 gelten. Beide Legierungskomponenten (Eisen bzw. Chrom) sind nämlich Karbidbildner, welche aufhärten und am Grauguß zur Rißbildung führen können. Hält man nun die Legierungskomponente von Eisen und/oder Chrom bei 0, wird die Gefahr einer solchen Rißbildung weitestgehend vermieden.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Der Nickelgehalt begünstigt in Verbindung mit dem angegebenen Molybdän- oder Nioblegierungskomponenten die Anwendung des Schweißstabes in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen.

Es hat sich herausgestellt, daß der Nickelgehalt der insbesondere in den Ansprüchen 9 bis 14 aufgeführten Legierungen teilweise oder ganz durch eine entsprechend große Legierungskomponente aus Kobalt ersetzbar ist (vgl. Anspruch 15). Auch ein entsprechender Kobaltgehalt begünstigt bei den Schweißstäben in Verbindung mit den angegebenen Molybdän- und Nioblegierungskomponenten die Anwendung dieser Schweißstäbe in unterschiedlichster Einsatzbereichen, also sowohl für die unterschiedlichen Stahl- als auch Gußsorten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen dargestellt. In der folgenden Tabelle sind beispielhaft sechs erfindungsgemäße Legierungen für Schweißstäbe aufgeführt.

Tabelle

Wie aus der vorstehenden Tabelle erkennbar, können die Legierungskomponenten von Eisen und/oder Chrom nicht nur unter 10% bzw. unter 1% sondern auch bei 0 liegen. Wie aus den Legierungen Nr. 1 bis 4 und 6 gemäß Tabelle erkennbar, können die Legierungskomponenten von Molybdän z. B. zwischen 40 und 50% liegen. Legierung Nr. 5 zeigt, daß der Molybdängehalt auch unter 40% liegen kann, wenn der Niobgehalt mindestens 5% oder mehr beträgt und der Kohlenstoffgehalt unter 0,5% liegt.

Claims

1. Schweißstab zum Schweißen aller Stahl- und Stahlgußqualitäten sowie aller Gußeisenwerkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißstab eine Legierungskomponente von Kohlenstoff kleiner als 0,5%, eine Legierungskomponente aus Eisen gleich oder kleiner als 10% sowie eine Legierungskomponente aus Chrom gleich oder kleiner als 1% ist, und daß der Schweißstab eine Legierungskomponente von gleich oder mehr als 40% Molybdän oder gleich oder mehr als 5% Niob enthält.

2. Schweißstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponente von Eisen bei 0% liegt.

3. Schweißstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponente von Chrom bei 0% liegt.

4. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponente von Molybdän zwischen 40 und 50% liegt.

5. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponente von Molybdän zwischen 50 und 70% liegt.

6. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponenten von Niob bei 5% oder in einem Bereich zwischen 5 und 15% liegt.

7. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponente von Niob zwischen 5 bis 18% beträgt.

8. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungskomponente von Niob zwischen 8 und 10% beträgt.

9. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa eine Zusammensetzung von 0,08% Kohlenstoff, 40% Molybdän, 5% Niob, 53% Nickel, 1% Silizium sowie 1 bis 2% Vanadium aufweist.

10. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von etwa 0,08% Kohlenstoff, 40% Molybdän, 8% Niob, 50% Nickel, 1% Silizium sowie 1 bis 2% Vanadium aufweist.

11. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zuammensetzung von etwa 0,05% Kohlenstoff, 40% Molybdän, 10% Niob, 48% Nickel, 1% Silizium sowie 1 bis 2% Vanadium aufweist.

12. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von etwa 0,10% Kohlenstoff, 50% Molybdän, 5% Niob, 43% Nickel, 1% Silizium sowie 1 bis 2% Vanadium aufweist.

13. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von etwa 0,08% Kohlenstoff, 20% Molybdän, 10% Niob, 66% Nickel, 1% Silizium sowie 3% Vanadium aufweist.

14. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von etwa 0,05% Kohlenstoff, 40% Molybdän, 3% Niob, 51% Nickel, 1% Silizium sowie 5% Vanadium aufweist.

15. Schweißstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sein Nickelgehalt teilweise oder ganz durch eine entsprechend große Legierungskomponente aus Kobalt ersetzt ist.