DE463179C

DE463179C - Kupferschweissdraht

Info

Publication number: DE463179C
Application number: DEE30825D
Authority: DE
Original assignee: ELECTRO METALLURG CO
Current assignee: ELECTRO METALLURG CO
Priority date: 1924-05-29
Filing date: 1924-05-29
Publication date: 1928-07-24

Description

Die Erfindung betrifft einen siliziumhal-

tigen Kupferzusatzdraht zum Schweißen oder Hartlöten von Kupfer oder Kupferlegierungen und bezweckt eine Verbesserung der Schweiß- oder Lötnähte.

Kupfer oder Kupferlegierungen werden oft mit geschmolzenen Bronzen vereinigt, die Kupfer und Zink mit oder ohne Zinn oder andere Metalle enthalten. Dieses Verfahren ist mehr ein Hartlöten als ein Schweißen, weil das verbindende MetaE in die zu vereinigenden Flächen nur oberflächlich eindringt. Wenn Bronzen beim Hartlöten geschmolzen werden, werden gesundheitsschädliehe Dämpfe entwickelt.

Reines Kupfer eignet sich nicht zum Schweißen, weil es im geschmolzenen Zustande leicht oxydiert, das gebildete Oxyd sich in dem geschmolzenen Metall verteilt und die

ao Festigkeit und Zähigkeit des beim Abkühlen fest werdenden Metalls stark vermindert. Aus diesem Grunde wird gewöhnlich Phosphor als Desoxydationsmittel zugesetzt, das gleichzeitig das Metall fester und zäher macht.

Neuerdings wurden auch siliziumhaltige Kobalt-Kupfer-Zusatzdrähte zur Kupferschweißung verwendet. Die damit (erzielten Schweißungen zeigen zwar genügende Festigkeit, weisen aber eine verhältnismäßig geringe D ehnung auf.

Gemäß der Erfindung kann man eine Schweißung erreichen, die in vielen Hinsichten derjenigen überlegen ist, die mit Phosphor-Kupfer oder Kobalt-Kupfer erzeugt wird, und zwar durch die Verwendung von gewissen Kupfer-Silizium- oder Kupfer-Silizium-Mangan-Legierungen als Zusatzmetall. Die Oxydation des Kupfers wird verhindert und die Zugfestigkeit sowohl als besonders die Dehnung der Schweißung bedeutend erhöht, wenn diese Schweißlegierung verwendet wird. Außerdem werden der Schweißstelle wertvolle Eigenschaften verliehen, und das Grundmetall wird gegen Verschlechterung geschützt.

Versuche haben ergeben, daß der Siliziumgehalt in der fertigen Schweißstelle nicht über 0,10 o/p betragen soll. Der Siliziumgehalt des Zusatzdrahtes kann bis zu 4 0/0 erhöht werden, da aber die niedrigen Siliziumlegierungen billiger sind und der Farbe des unlegierten Kupfers sich mehr nähern, so überschreitet der Siliziumgehalt zweckmäßig nicht 0,50 ö/q. Ausgezeichnete Schweißungen werden mit Stangen erzielt, die zwischen 0,10 o/o und 0,50 0/0 Silizium enthalten. Bei einem Siliziumgehalt von über 4 o/_o ist der Schmelzpunkt der Legierung so niedrig, daß sie sich nicht für das gewöhnliche Schweißen eignet, da das zugesetzte Metall aus der Schweißstelle herauszufließen sucht, bevor die zu vereinigenden Oberflächen so weit erhitzt werden können, daß eine haltbare Naht entsteht. Siliziumgehalte bis zu 5,38 o/_o sind für gewisse Zwecke brauchbar, z. B. um Löcher in Gußstücken auszufüllen, wo ein sehr flüssiges Füllmetall wünschenswert ist und eine große

Claims

Festigkeit der Naht zwischen dem Zusatzmetall und dem behandelten Metall nicht wesentlich ist.

Ein Vergleich zwischen Schweißungen, welche mit Phosphor-Kupfer und mit . Silizium-Mangan-Kupfer gemacht worden sind, zeigt, daß die Desoxydation in dem letzteren Falle vollständiger ist. Bei den angegebenen Gehalten an Silizium bleibt etwas Siüzium ίο in der Schweißung. Die Menge des während des Schweißens oxydierten Siliziums ist, obwohl klein, dennoch ausreichend, um die Reduktion von so viel Kupferoxyd zu sichern, als während des Schweißens gebildet werden könnte. Wegen der wirksamen Desoxydation und des Siliziumgehaltes des Zusatzmetalls zeigt die Schweißnaht eine entschiedene Zunahme an Zugfestigkeit gegenüber der mit Phosphor-Kupfer hergestellten, auch wird der Widerstand gegen Bruch beim Biegen vermehrt. Schweißungen mit Siliziumkupfer sind von Vorteil bei höheren Temperaturen, z. B. wenn sie in Berührung mit überhitzten Dämpfen kommen. Es ist ferner festgestellt worden, daß für einige Zwecke der Zusatz von Mangan zu Kupfer-Silizium-Legierungen wünschenswert ist. Das Mangan gibt eine erhöhte Festigkeit und hat einen vorteilhaften Einfluß auf das Kupfergrundmetall, besonders wenn dieses Kupferoxyd enthält, wie es oft "vorkommt. Auch das nachteilige Netzwerk und Geflecht von feuerfesten Stoffen, welches oft auf "der Oberfläche des Grundmetalls erscheint; gerade wenn es schmilzt, wird im wesentlichen verhindert, wenn Mangan in der Kupf er-Siliziuiii-Schweißlegierung eingeschlossen ist.

Die mit Kupfer-Silizium-Mangan-Legierungen angestellten Proben zeigen, daß bis. zu o,So o/o Silizium zusammen mit bis zu 1,00 o/_o Mangan die besten Ergebnisse zeitigt; 0,60 o/_o Silizium und etwa 0,80 o/_o Mangan werden jedoch bevorzugt. Das Silizium darf gewöhnlich. 0,30 0/0 und das Mangan 0,50 0/0 überschreiten. Mangan und Silizium können jedoch in größeren oder kleineren Mengen enthalten sein, als vorstehend angegeben. Z. B. können größere Gehalte angewendet werden, wo es notwendig ist, ein Füllmetall herzustellen, das der Farbe eines gewissen Grundmetalls gleicht, und wo hohe Festigkeit und Zähigkeit nicht wünschenswert sind. Die Anwesenheit von anderen Elementen als Kupfer, Silizium und Mangan in den Schweißstäben ist nicht Voraussetzung, aber kann zeitweise vorteilhaft sein.

Die vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen sind besonders zum Schweißen von oxydhaltigem Kupfer geeignet. Sie sind aber auch nützlich beim Schweißen von desoxydiertem Kupfer und oxydfreien Kupferlegierungen mit anderen Metallen, wie Zink oder Zinn, besonders wo der Gehalt an solchen anderen Metallen klein ist. Unabhängig davon, ob das Grundmetall Oxyd enthält oder nicht, geben die beschriebenen Zusammensetzungen ein Zusatzmetall von hoher Festigkeit und Zähigkeit und können beim Schweißen leicht gehandhabt werden. Durch Änderung des Gehaltes an Silizium und Mangan kann die Farbe des Zusatzmetalls verändert werden, so daß die Farben der verschiedenen Kupferlegierungen erreicht werden.

P ATENTANS 1> K ί j C 11 E :

ϊ. Siliziumhaltigei' Kupf erzusätzdraht zum Schweißen von Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliziumgehait so hoch ist, daß nach der Schweißung unoxydiertes Silizium in der Schweißstelle verbleibt.
2. Siliziumhaitiger Kupferzusatzdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'der Siliziumgehalt zwischen 0,10 und 4 v. H. liegt.