DE3530837C2

DE3530837C2 -

Info

Publication number: DE3530837C2
Application number: DE19853530837
Authority: DE
Inventors: Gudrun 7500 Karlsruhe De Meier
Original assignee: Soudbrase-Schweisstechnik 7500 Karlsruhe De GmbH
Current assignee: Soudbrase-Schweisstechnik 7500 Karlsruhe De GmbH
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1990-08-09
Also published as: DE3530837A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schweißstab gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einem Schweißstab gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.

Unter "Schweißstab" 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 haben Stähle i. d. R. einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 2%, während der Kohlenstoffgehalt 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. Zum Beispiel müssen einige Grundwerkstoffe hochfest und zäh-hart (im Werkzeugbau), ander säurebeständig (in der chemischen Industrie) und wiederum andere Grundwerkstoffe hitzebeständig (in Stahl- und Metallwerken) sein. Dies ist dann auch beim Schweißen dieser Grundwerkstoffe mit-zubeachten.

Man kennt bereits zahlreiche Arten von Schweißnähten unterschiedlicher Zusammensetzung, benötigt jedoch für unterschiedlich legierte, zu schweißende Werkstoffe auch entsprechend unterschiedlich legierte Schweißstäbe, und zwar zum einen für das Schweißen von Stählen und zum andern für das Schweißen von Gußeisenwerkstoffen. Beispielsweise sind aus den Normblättern nach DIN 1736, Teil 1, Ausgabe Juni 1979, Tabelle 1, bereits Schweißstäbe, Schweißdrähte bzw. Drahtelektroden unter dem Kurzzeichen S-NiCr20 bekannt, die mindestens 76 Gewichtsprozent Nickel sowie 18-21 Gewichtsprozent Chrom enthalten oder die dort unter der Kurzbezeichnung S-NiMo30 aufgeführt und mindestens 60 Gewichtsprozente Nickel und 26-30 Prozent Molybdän als Hauptlegierungsbestandteile aufweisen. Die vorerwähnten Schweißstäbe oder dergleichen mit dem Kurzzeichen S-NiCr20 sind für die Verwendung bei hochwarmfesten, ausscheidungshärtenden Nickel-Legierungen und zum Verbindungsschweißen von Nickel- Legierungen mit Stählen vorgesehen; die bekannten Schweißstäbe mit dem Kurzzeichen S-NiMo30 sind beispielsweise für das Verbindungsschweißen entsprechender Legierungen mit Stählen geeignet.

Es fehlt jedoch an Schweißstäben, 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 im Einzelfall benötigten unterschiedlichen Schweißstäbe zur Verfügung hat. Außerdem kann sich zusätzlich das Problem ergeben, daß der Schweißer nicht genau bzw. nicht ohne zusätzlichen Aufwand mit genügender Sicherheit erkennen kann, aus welchem Grundwerkstoff das zu schweißende Werkstück besteht.

Es besteht daher die Aufgabe, einen Schweißstab zu schaffen, der sowohl im Bereich der Stähle (Stahl, Stahlguß) als auch im Gußeisenwerkstoff-Bereich (Grauguß, Sphäroguß, duktiler Guß, Temper- und Weißguß) weitgehend universell eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß ein Schweißstab gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sich dadurch kennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von 40-50% Molybdän, 43-53 % Nickel, sowie 5-10% Niob bei 1-2% Vanadin oder 3% Niob bei 5% Vanadin aufweist.

Es hat sich überraschend herausgestellt, daß derart legierte Schweißstäbe sowohl bei Gußeisenwerkstoffen als auch bei Stählen und Stahlguß zum Schweißen geeignet sind. Somit ist es möglich, mit nur einem Schweißstab unterschiedliche Werkstoffe zu Schweißen, was in der Reparaturtechnik besonders wichtig ist. Dort ist es nämlich besonders vorteilhaft, wenn der solche Arbeiten ausführende 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 für zahlreiche Anwendungsfälle mit einer einzigen Sorte eines Schweißstabes aus.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Schweißstab entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 7. Dabei liegt dort die analoge Aufgabe zugrunde, wie sie vorstehend in Verbindung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 erwähnt wurde. Die erfindungsgemäße Lösung liegt bei einem Schweißstab gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7 darin, daß er eine Zusammensetzung von 20% Molybdän bei 66% Nickel aufweist, wobei der Vanadingehalt 3% sowie der Niobgehalt 5-10% betragen und der Kohlenstoffgehalt unter 0,5% liegt.

Auch bei einer solchen Zusammensetzung des Schweißstabs hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß sie sowohl bei den erwähnten Gußeisenwerkstoffen als auch bei Stählen und Stahlguß gut zum Schweißen geeignet sind und der Schweißer unter sonst gleichen Bedingungen bei zahlreichen, verschiedenen Werkstoffen mit einer einzigen Sorte eines Schweißstabes auskommt. Insbesondere der vergleichsweise hohe Nickelgehalt begünstigt in Verbindung mit den angegebenen Molybdän- und Nioblegierungskomponenten die Anwendung des Schweißstabes in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen.

Abwandlungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-6 und 8-11 aufgeführt. Beispielsweise hat sich herausgestellt, daß der Nickelgehalt der erfindungsgemäßen Legierungen teilweise oder ganz durch eine entsprechend große Legierungskomponente aus Kobalt ersetzbar ist (vgl. Anspruch 11). Auch ein entsprechender Kobaltgehalt begünstigt bei den Schweißstäben mit den angegebenen Molybdän- und Niob-Legierungskomponenten die Anwendung dieser Schweißstäbe in unterschiedlichen Einsatzbereichen, also sowohl für die unterschiedichen Stahl- als auch Gußsorten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Legierungskomponente von Eisen gleich oder kleiner als 10% ist, vorzugsweise bei Null Prozent liegt. Nach einer anderen, etwas abgewandelten Weiterbildung, kann die Legierungskomponente von Chrom gleich oder kleiner als 1% sein, vorzugsweise bei Null Prozent liegen. Dies kann für die Legierungskomponente "Eisen" bzw. "Chrom" jeweils für sich, jedoch auch gemeinsam gelten. Sowohl die Legierungskomponente "Eisen" als auch "Chrom" sind nämlich Karbidbildner, welche aufhärten und am Grauguß zu Rißbildung führen können. Hält man nun die Legierungskomponente von Eisen und/oder Chrom bei Null, wird die Gefahr einer solchen Rißbildung weitestgehend vermieden.

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

Tabelle

Wie aus den Legierungen Nr. 1 bis 4 und 6 gemäß vorstehender Tabelle erkennbar, können die Legierungskomponenten von Molybdän z. B. zwischen 40 und 50% liegen. Legierung Nr. 5 zeigt beispielhaft, daß der Molybdängehalt auch deutlich unter 40% liegen kann, wenn der Niobgehalt mindestens 5% oder mehr beträgt und der Kohlenstoffgehalt unter 0,5% liegt. Die Beimengungen von Silizium und Kohlenstoff werden in bekannter Weise klein gehalten.

Claims

1. Schweißstab zum Schweißen unterschiedlicher Stahl- und Stahlgußqualitäten sowie von Gußeisenwerkstoffen, der Nickel und Molybdän als Hauptlegierungsbestandteile sowie Beimengungen von Silicium und Kohlenstoff hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstab eine Zusammensetzung von 40 bis 50% Molybdän, 43 bis 53% Nickel sowie 5 bis 10% Niob bei 1 bis 2% Vanadin oder 3% Niob bei 5% Vanadin aufweist.

2. Schweißstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von 40% Molybdän, 53% Nickel, 5% Niob sowie 1 bis 2% Vanadin sowie etwa 0,08% Kohlenstoff und 1% Silizium aufweist.

3. Schweißstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 40% Molybdän, 50% Nickel, 8% Niob sowie 1 bis 2% Vanadin sowie etwa 0,08% Kohlenstoff und 1% Silizium aufweist.

4. Schweißstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von 40% Molybdän, 48% Nickel, 10% Niob sowie 1 bis 2% Vanadin sowie etwa 0,05% Kohlenstoff und 1% Silizium aufweist.

5. Schweißstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von 50% Molybdän, 43% Nickel, 5% Niob sowie 1 bis 2% Vanadin sowie etwa 0,10% Kohlenstoff und 1% Silizium aufweist.

6. Schweißstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von 40% Molybdän, 51% Nickel sowie 3% Niob bei 5% Vanadin sowie etwa 0,05% Kohlenstoff und 1% Silizium aufweist.

7. Schweißstab zum Schweißen unterschiedlicher Stahl- und Stahlgußqualitäten sowie von Gußeisenwerkstoffen, der Nickel und Molybdän als Hauptlegierungsbestandteile mit einem Molybdänanteil von weniger als 40% und einem Nickelanteil sowie Beimengungen von Silicium und Kohlenstoff hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstab eine Zusammensetzung von 20% Molybdän bei 66% Nickel aufweist, wobei der Vanadingehalt 3% sowie der Niobgehalt 5% bis 10% betragen und der Kohlenstoffgehalt unter 0,5% liegt.

8. Schweißstab nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zusammensetzung von 20% Molybdän, 66% Nickel, 10% Niob sowie 3% Vanadin und etwa 0,08% Kohlenstoff und 1% Silizium aufweist.

9. Schweißstab nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihm eine Legierungskomponente aus Eisen gleich oder kleiner als 10% ist, vorzugsweise die Legierungskomponente von Eisen bei 0% liegt.

10. Schweißstab nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihm die Legierungskomponente von Chrom gleich oder kleiner als 1% ist, vorzugsweise bei 0% liegt.

11. Schweißstab nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sein Nickelgehalt teilweise oder ganz durch eine entsprechend große Legierungskomponente aus Kobalt ersetzt ist.