DE3635060A1 - Selbstschuetzender fuelldraht zum lichtbogenauftragsschweissen von verschleissbestaendigen plattierungen - Google Patents

Selbstschuetzender fuelldraht zum lichtbogenauftragsschweissen von verschleissbestaendigen plattierungen

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DE3635060A1
DE3635060A1 DE19863635060 DE3635060A DE3635060A1 DE 3635060 A1 DE3635060 A1 DE 3635060A1 DE 19863635060 DE19863635060 DE 19863635060 DE 3635060 A DE3635060 A DE 3635060A DE 3635060 A1 DE3635060 A1 DE 3635060A1
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Germany
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wear
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welding
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DE19863635060
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Fritz Prof Dr Blume
Reinhard Dr Ing Rosert
Frank Dipl Ing Weber
Michael Dipl Ing Koziolek
Claus-Peter Roeder
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THALE EISEN HUETTENWERK
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THALE EISEN HUETTENWERK
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
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    • B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schweißtechnik und betrifft einen selbstschützenden Fülldraht zum Lichtbogenauftragsschweißen auf Bauteile, die auf Metall-Metall-Wälz- und/oder Roll-Gleit-Verschleiß beansprucht werden.
Die Verwendung von selbstschützenden Fülldrähten zum Lichtbogenauftragsschweißen von verschleißbeständigen Plattierungen ist bekannt. Dazu sind sowohl in der Fach- als auch Patentliteratur zahlreiche Veröffentlichungen erschienen, die die technologischen Vorzüge bei der Anwendung von selbstschützenden Pulverdrähten gegenüber Stabelektroden und massiven Drähten beschreiben. Für Plattierungen, die unter Baustellenbedingungen, wie sie bei Teilen des Transportwesens und der Fördertechnik vorliegen, vorgenommen werden müssen, ist z. Zt. die Verwendung von selbstschützenden Fülldrähten der modernste Stand der Technik, da Massivdrähte und auch Bänder, welche unter Schutzgas oder unter Pulver verschweißt werden müssen, wegen der vorliegenden Wetterbedingungen, beispielsweise Wind, nicht verwendet werden können. Stabelektroden für das E-Handschweißen gehören zum veralteten Stand der Technik.
Fülldrähte bestehen aus einem bandförmigen Eisenwerkstoff, der so profiliert wird, daß er legierende Komponenten, Schutzgasbildner, Schlackebildner, Desoxydationsmittel, Lichtbogenstabilisatoren und andere Komponenten aufnehmen kann. Es ist einleuchtend, daß die Auswahl und die Quantität der einzelnen Komponenten einen entscheidenden Einfluß auf das Abschmelzverhalten des Fülldrahtes und auf die Metallurgie des Aufschweißgutes hat.
Im WP B 23 K /251613/2 wird ein Pulverdraht mit folgender Zusammensetzung in Gew.-% beschrieben:
C0,1 - 1,5 FeMn5,0 - 12,0 FeSi0,5 - 6,0 FeMo0,5 - 6,0 CaF20,0 - 15,0 TiO23,0 - 8,0 Na3AlF60,5 - 4,0 CaCO31,0 - 6,0 Na2CO31,0 - 3,0 FeRest
Dieser Werkstoff kann zum Schweißplattieren von Bauteilen, die auf Roll-Gleitverschleiß und ähnlichen Verschleißarten beansprucht werden, verwendet werden. Es ist ein offensichtlicher Nachteil dieses Schweißzusatzwerkstoffes, daß er aus einer großen Anzahl von Pulverkomponenten besteht, was einen hohen technologischen Aufwand bedingt. Hinzu kommt, daß eine gleichmäßige Verteilung der nur in geringen Mengen zugegebenen Komponenten im Pulver kaum zu erreichen ist, wodurch Unregelmäßigkeiten beim Abschmelzen des Fülldrahtes auftreten. Dieser Nachteil führt zu einem inhomogenen Schweißgut, welches zum Auftreten von Schweißporen und Abweichungen von der geforderten chemischen Zusammensetzung über die Bauteilgeometrie beiträgt. In den gefundenen Patentbeschreibungen ist die Zugabe von legierungsbildenden Komponenten in Form des reinen Elementes oder in Form von Ferrolegierungen typisch. (Beispiele: DE-OS 33 20 513, DE-OS 21 61 098).
Weiterhin sind die folgenden Schutzgas- und Schlackesysteme bekannt:
Diese Schlackesysteme sind jeweils konkret mit dem vorliegenden Legierungssystem abgestimmt und nicht auf andere Legierungssysteme übertragbar. Diese Tatsache bedeutet, daß die Entwicklung eines Legierungssystems, welches den Anforderungen an eine definierte Verschleißbeanspruchung optimal genügen soll, auch den Vorschlag eines geeigneten Schutzgas-Schlackesystems beinhalten muß, da sonst ungünstige technologische Eigenschaften erzielt werden.
Ziel der Erfindung ist es, das Lichtbogenauftragsschweißen mit selbstschützenden Fülldrähten für das Regenerieren und/oder Panzern von Bauteilen des Transportwesens und der Fördertechnik, die einer Wälz- und/oder Roll-Gleit-Verschleißbeanspruchung unterliegen, so zu gestalten, daß einerseits das Verfahren technologisch sicher wird und andererseits das erzeugte Schweißgut die auftretenden Verschleißbeanspruchungen optimal erträgt. Dabei wird eine wesentlich bessere Ökonomie bei der Herstellung der Fülldrähte und auch bei deren Anwendung angestrebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstschützenden Pulverdraht zu entwickeln, mit dem es möglich ist, Bauteile des Verkehrswesens und der Fördertechnik, beispielsweise Schienen, rißfrei und technologisch sicher zu plattieren, wobei das erzeugte Schweißgut eine Wälz- und/oder Roll- Gleit-Verschleißbeanspruchung optimal ertragen muß. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst durch die Herstellung eines Agglomerates für die Füllung, welches aus einem wasserverdüsten vorlegierten Eisenpulver und einem aus TiO2, CaF2, Dolomit und mineralischem Abfallprodukt zusammengesetzten Gas-Schlackesystem besteht und die genannten Komponenten in folgender Menge in Gew.-% enthält.
55 - 70 wasserverdüstes vorlegiertes Eisenpulver mit den Bestandteilen in Gewichtsprozent von
 3,5 -  4,0 Mo
13,0 - 14,0 Mn
 1,5 -  2,0 V
 1,9 -  2,1 Si
 1,0 -  1,4 Ti
 0,2 -  0,3 C
30 - 45 Gas- Schlackesystem mit den Bestandteilen in Gewichtsprozent von
12 - 16 TiO2
12 - 18 CaF2
 3 -  7 Dolomit
 1 -  7 mineralisches Abfallprodukt
Dieses agglomerierte Pulver kann nun auf die an und für sich bekannte Weise als Füllung für die Fülldrahtherstellung verwendet werden, wobei der Füllgrad 30 - 45% beträgt.
Besonders wurde die Zugabe des mineralischen Abfallproduktes zum Gas-Schlackesystem in den erfindungsgemäßen Mengenanteil wird eine Verbesserung der Schlackeablösbarkeit, eine Verbesserung der Übergangskoeffizienten der einzelnen Elemente sowie eine Kornverfeinerung durch Kristallkeimbildner erzielt. Diese günstigen Ergebnisse werden durch den Einfluß der chemischen Zusammensetzung des amorphen Gemisches, da CaSiO3 und Oxide der seltenen Erdmetalle in folgenden Mengen in Gew.-% enthält:
99 CaSiO3
 1 SE2O3 (SE - Seltene Erdmetalle)
erreicht.
Es wurde eine wasserverdüste vorlegierte Eisenlegierung mit den folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent hergestellt:
 0,3 C
 3,5 Mo
13,0 Mn
 1,5 V
 1,9 Si
 1,0 Ti
und nachfolgend auf eine Kornfraktion 0,5 mm abgesiebt.
Dieser wasserverdüsten Eisenlegierung wurde ein Gas-Schlackesystem mit folgenden Bestandteilen in Gew.-% hinzugesetzt:
14 TiO2
15 CaF2
 5 Dolomit
 4 mineralisches Abfallprodukt
Das Gemisch, welches aus 62 Teilen wasserverdüstem vorlegiertem Eisenpulver und 38 Teilen Gas-Schlackesystem bestand, wurde mit 5% Wasserglas benetzt, agglomeriert und anschließend bei 500°C getrocknet und danach in einen pulverförmigen Zustand gebracht.
Diese Füllung wurde zur Herstellung eines profilierten Fülldrahtes nach den bekannten Verfahren verwendet, wobei das Verhältnis der Füllung zum Gesamtgewicht des Drahtes Gewichtsprozent betrug.
Der so hergestellte Fülldraht wurde mittels offenen Lichtbogens auf Schienen und Laufräder aufgeschweißt. Das erhaltene Schweißgut war porenfrei und feinkörnig. Verschleißuntersuchungen bewiesen seine sehr gute Eignung für die obengenannten Einsatzfälle.

Claims (1)

  1. Selbstschützender Fülldraht zum Lichtbogenauftragsschweißen von verschleißbeständigen Plattierungen auf Bauteile des Transportwesens und der Fördertechnik, die auf Metall-Metall- Wälz- und/oder Roll-Gleit-Verschleiß beansprucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß seine Füllung durch Agglomerieren von wasserverdüstem mit Mo, Mn, V, Ti und Si vorlegiertem Eisenpulver und einem aus TiO2, CaF2, Dolomit und mineralischem Abfallprodukt bestehenden Gas-Schlackesystem hergestellt wird und die genannten Komponenten in folgender Menge in Gew.-% enthält: 55 - 70 wasserverdüstes Eisenpulver mit den Gewichtsanteilen in % von
     3,5 -  4,0 Mo
    13,0 - 14,0 Mn
     1,5 -  2,0 V
     1,9 -  2,1 Si
     1,0 -  1,4 Ti
     0,2 -  0,3 C30 - 45 Gas-Schlackesystem mit den Gewichtsanteilen in % von
    12,0 - 16,0 TiO2
    12,0 - 18,0 CaF2
     3,0 -  7,0 Dolomit
     1,0 -  7,0 mineralisches aus 99 Gewichtsanteilen CaSiO3 und einem Gewichtsanteil Oxide der seltenen Erdmetalle bestehenden Abfallproduktund daß das Verhältnis des Gewichtes der Füllung zum Gewicht des Drahtes 0,3 - 0,45 beträgt.
DE19863635060 1985-11-14 1986-10-15 Selbstschuetzender fuelldraht zum lichtbogenauftragsschweissen von verschleissbestaendigen plattierungen Withdrawn DE3635060A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6110851A (en) * 1996-04-09 2000-08-29 Wiedemann; Wolfgang Process for producing a ceramic material based on calcium phosphate compounds and use of this material

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