DE3542875A1 - Stabelektrode zum schweissen von graphithaltigen eisenwerkstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stabelektrode zum Schweißen von graphithaltigen Eisenwerkstoffen, bei der ein Kern mit einer Umhüllung versehen ist.

Verfahren zum Schweißen von Gußeisen mittels Stabelektroden sind ansich bekannt (DE-AS 12 70 376). Die hierbei verwen­ deten Legierungen verfolgen das Ziel, die Entstehung von Härtegefüge in der Schweißübergangszone und in der Naht zu verhindern. Die Zementitbildung in den Nähten führt dazu, daß diese nur durch Schleifen bearbeitet werden können und während des Schweißens oder beim Abkühlen zur Rißbildung neigen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß die Schweißnaht eine andere Farbe aufweist, als das zu schweißende Gußgefüge. Selbst wenn die Werkstoff­ eigenschaften der Schweißnaht und des Gußgefüges überein­ stimmen, ist es z.B. bei fertig bearbeiteten Flächen sehr störend, wenn nach Fertigstellung des Werkstückes eine notwendig gewordene Schweißnaht z.B. wegen ihrer hellen, glänzenden Farbe sehr auffällig ist. Dies führt in der praxis häufig dazu, daß z.B. bei gegossenen Zylindern mit einer geschliffenen Mantelfläche schon der kleinste Gieß­ fehler, der ansich die Qualität des Zylinders nicht beein­ trächtigt, zum Ausschuß des ganzen Zylinders führt. Hier­ durch entstehen erhebliche Kosten bei der Fertigung derar­ tiger Gußstücke, die noch dadurch vergrößert werden, daß der Fehler in der Mantelfläche erst nach dem Bearbeiten festgestellt werden kann. Da es sich in diesen Fällen notgedrungen um eine Kaltschweißung handelt, war die Schweißnaht oft mit einem Zementitrand behaftet, der zu dem bekannten Bearbeitungsproblem führt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Stabelektrode zu schaffen, mit der die bearbeiteten Gußteile und die Schweißnaht die gleiche Härte und Struktur aufweisen, um ein problemloses Bearbeiten zu gewährleisten und bei dem die Schweißnaht die gleiche Farbe wie das Grundmaterial aufweist und keine Zementitränder auftreten.

Die Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei einer derartig ausgebildeten art­ gleichen Stabelektrode wird unter Vermeidung einer Weißein­ strahlung der Schweißnaht ein ferritisch, perlitisches Grundgefüge erzielt und damit die Herstellung der Farb­ gleichheit mit dem Grundmaterial gewährleistet. Außerdem läßt sich eine solche Stabelektrode zum Warm- und Kalt­ schweißen verwenden, wobei es sich vorteilhaft auswirkt, daß die Impfung nach Anspruch 3 wie eine Formimpfung erst kurz vor dem Erstarren erfolgt und damit höchste Impfwir­ kung zeigt. Durch die vorgesehene Umhüllung und deren Zusammensetzung wird eine so starke Impfung erreicht, daß die in der Aufgabe gestellten Forderungen, wie sich in der Praxis gezeigt hat, voll zu erfüllen sind. Zur Erhöhung des Perlitgehaltes in der Schweißnaht ist das Zulegieren von perlitstabilisierenden Elementen wie Cu zu Sn möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stabelektrode zum Schweißen von graphithaltigen Eisenwerkstoffen besteht aus einem Kern mit einer Umhüllung, deren Gesamtanalyse aus 3,0% vorzugsweise 2,7-2,8% Kohlenstoff, 3,0-4,0% vorzugsweise 3,3-3,5% Silicium und < 0,1% Mangan besteht. Hierbei ist das Silicium-Kohlenstoffverhältnis stets 1. Der Kern selbst kann aus 2,0-3,0% vorzugsweise 2,3-2,5% Kohlenstoff, 1,2-2,0% vorzugsweise 1,6-1,8% Silicium und < 0,1% Mangan bestehen. Die Umhüllung der Stabelek­ trode besteht aus einem Material, das stark impfend wirkt und kurz vor dem Erstarren wie eine Formimpfung bei Guß­ eisen zugegeben wird. Hierdurch wird eine Weißeinstrahlung in und an der Schweißnaht verhindert und die Ausbildung grauen Gefüges begünstigt. In einer vorteilhaften Ausge­ staltung enthält die Stabelektrode 0,05-0,1% Zinn und 0,5-1,9% Kupfer, wobei diese Legierungsbestandteile sowohl im Kern der Stabelektrode als auch in der Umhüllung enthal­ ten sein können.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge­ schlagen, die Umhüllung zweischichtig auszubilden, wobei die eine Schicht durch die stark wirkende Impflegierung u.a. zum Aufkohlen und Aufsilicieren gebildet wird und die andere Schicht bekannte Schlackenbildner zum Abdecken der Schweißnaht enthält. Eine derartig ausgebildete Stabelek­ trode ist sowohl zum Warm- als auch zum Kaltschweißen verwendbar, so daß Bearbeitungsprobleme verhindert werden und die fertig bearbeiteten Gußteile eine gleichmäßige Oberflächenfarbe aufweist.

Claims (6)

1. Stabelektrode zum Schweißen von graphithaltigen Eisen­ werkstoffen, bei der ein Kern mit einer Umhüllung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanalyse aus dem Kern der Stabelektrode und der Umhüllung gebildet wird und aus 3,0%, vorzugs­ weise 2,7-2,8% Kohlenstoff, 3,0-4,0%, vorzugsweise 3,3-3,5% Silicium und < 0,1% Mangan besteht, und daß das Silicium-Kohlenstoffverhältnis stets 1 ist.

2. Stabelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Stabelektrode selbst aus 2,0-3,0%, vorzugsweise 2,3-2,5% Kohlenstoff, 1,2-2,0%, vorzugs­ weise 1,6-1,8% Silicium und < 0,1% Mangan besteht.

3. Stabelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem Material besteht, das stark impfend wirkt, kurz vor dem Erstarren wie eine Form­ impfung bei Gußeisen zugegeben wird und dadurch einer Weißeinstrahlung in und an der Schweißnaht entgegen steht und die Ausbildung grauen Gefüges begünstigt.

4. Stabelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabelektrode 0,05-0,1% Zinn und 0,5-1,9% Kupfer enthält, wobei diese Legierungsbestandteile sowohl im Kern der Stabelektrode als auch in der Umhül­ lung enthalten sein können.

5. Stabelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung zweischichtig ausgebildet ist, wobei die eine Schicht durch die stark wirksame Impflegierung u.a. zum Aufkohlen und Aufsilicieren gebildet wird und die andere Schicht bekannte Schlackenbildner zum Ab­ decken der Schweißnaht enthält.

6. Stabelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabelektrode zum Warm- und Kaltschweißen verwendbar ist.