DE602689C - Flussmittel fuer Elektroden fuer die elektrische Lichtbogenschweissung - Google Patents

Description

"X7OCT.1S34

AUSGEGEBEN AM 14. SEPTEMBER 1934

Die Erfindung bezieht sich auf mit Flußmitteln versehene metallische Elektroden für die elektrische Lichtbogenscliweißung.

Beim Lichtbogenschweißen wird der Lichtbogen zwischen einer Elektrode, die im allgemeinen in Form eines Stabes, Drahtes oder Streifens vorliegt, und dem Werkstück, das die andere Elektrode darstellt, gebildet. Während des Schweißvorganges wird die Elektrode geschmolzen bzw. verdampft und ihr Metall auf dem Werkstück niedergeschlagen und mit demselben verschweißt. Die Zuführung der Elektrode zum Werkstück kann von Hand oder automatisch geschehen.

Nach der Erfindung werden Flußmittel der folgenden Zusammensetzung verwendet: 1 Gewichtsteil Bariumcarbonat, 1 bis 5 Gewichtsteile Calciumcarbonat, 1 bis 10 Gewichtsteile Titandioxyd mit einem Zusatz von Alkaliacetaten bzw. Alkalisilicaten. Vorzugsweise werden auf einen Gewichtsteil der vorgenannten Mischung 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile Natriumacetat oder o,i bis 1 Gewichtsteil Natriumsilicatlösung zugegeben.

Besonders günstig ist ein Flußmittel folgender Zusammensetzung: 1 Gewichtsteil Bariumcarbonat, ι Gewichtsteil Calciumcarbonat, 2 Gewichtsteile Titandioxyd und 4 Gewichtsteile Natriumacetat oder 2 Gewichtsteile Natriumsilicatlösung.

Es ist bereits bekannt, daß man die Eigenschaften, vornehmlich die Stabilität des Lichtbogens und die Güte der Schweißnaht durch Flußmittel beeinflussen kann. Ein solches Flußmittel besteht z. B. aus einem Gemisch von Titandioxyd mit Natriumcarbonat, dem zum Zusammenhalten der Bestandteile und zum Haften derselben an der Elektrode ein an der Luft trocknendes Bindemittel, wie z. B. Calciumsüicat, beigegeben ist. Die bekannten Flußmittel haben jedoch verschiedene Nachteile. So bedingt z. B. die Anwesenheit von Natriumcarbonat im Flußmittel einen Lichtbogen von verhältnismäßig großer Länge (etwa 5 mm), wobei ein rasches Abschmelzen der Elektrode stattfindet, der Übergang des Elektrodenmaterials tropfenförmig vor sich geht und demzufolge nur eine geringe Einbrandtiefe erzielt wird.

Es hat sich gezeigt, daß Bariumcarbonat and Calciumcarbonat ebenso wirksam für die Stabilität des Lichtbogens sind wie Natriumcarbonat, daß sie aber darüber hinaus dem Lichtbogen und der Schweißnaht noch gewisse

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andere günstige Eigenschaften verleihen, die bei der Verwendung von Natriumcarbonat nicht auftreten. Der durch die Verwendung des Natriumcarbonats bedingte tropfenförmige Übergang ist bei den anderen genannten Carbonaten nicht vorhanden. Außerdem ist bei der Verwendung von Bariumcarbonat ein sehr kurzer Lichtbogen von etwa 1,6 mm bis 3,2 mm einzuhalten. Nimmt man an Stelle ίο von Natriumcarbonat Calciumcarbonate so beträgt die günstigste Lichtbogenlänge 3,2 bis 4,8 mm; sie liegt mithin zwischen den Werten des Natrium- und Bariumcarbonats. Das Bariumcarbonat ergibt weiterhin einen ausgezeichneten Einbrand infolge des langsamen Abschmelzens des Materials von der Schweißelektrode. Auch in dieser Hinsicht liegt der Wert von Calciumcarbonat zwischen denen des Natrium- und Bariumcarbonats. Das Schweißen mit einem kurzen Lichtbogen ist von entscheidendem Vorteil für die Güte der Schweißnaht. Um den Lichtbogen jedoch nicht übermäßig kurz halten zu müssen, gibt man dem Flußmittel neben dem Bariumcarbonat noch Caleiumcarbonat hinzu, so daß man sowohl einen guten Einbrand als auch einen Lichtbogen von hinreichender Länge erhält. Die Zugabe von Titandioxyd zu dem Gemisch aus Barium- und Calciumcarbonat zwingt den Schweißer mit kurzem Lichtbogen zu arbeiten, da sonst das gleichmäßige Fließen desElektrodenmaterials unterbrochen würde. Beim Schweißen mit Elektroden, die mit dem angegebenen Flußmittel versehen sind, ergibt sich infolge des kurzen Lichtbogens eine Schweißung von außerordentlicher Zähigkeit, da die Luft nur wenig Angriffsmöglichkeit auf das flüssige Material des Lichtbogens hat und überdies ein solches Bindemittel gewählt ist, das unter dem Einfluß der Hitze des Lichtbogens reduzierende Schutzgase, nämlich Wasserstoff und Kohlenmonoxyd, um die Schweißstelle entwickelt. Zur Erzeugung der Schutzgase eignen sich besonders gut die Acetate der Alkalimetalle, da durch sie gleichzeitig eine Beruhigung des Lichtbogens bewirkt wird.

"Die Bindewirkung des Natriumacetats ist der des Natriumsilicats überlegen. Das Natriumsilicat bildet eine außerordentlich feste Schutzhülle, die leicht bricht und abplatzt, wenn der Draht z. B. beim Aufwickeln auf eine Trommel gebogen wird. Dagegen bildet das Natriumacetat eine weichere, nachgiebigere Umhüllung, von der zwar einzelne Teile beim Biegen und Aneinanderreihen der Windungen des Drahtes abplatzen können, wobei aber eine ausreichende Menge an Flußmaterial auf dem Draht zurückbleibt.

Da jedoch das Natriumacetat hygroskopisch ist, ist es unter Umständen vorteilhaft, es durch Natriumsilicat zu ersetzen, weil sonst die Elektrodenumhüllung in feuchten Räumen schmierig und ihre Oberfläche durch Rostflecke unansehnlich wird,

Das Natriumacetat wird in nahezu gesät-, tigter Lösung verwendet. Dieser Lösung werden die übrigen Bestandteile in pulveriger Form zugegeben, so daß eine dünne Paste entsteht. Bei- der Verwendung von Natriumsilicatlösung mischt man die übrigen Bestandteile direkt mit dieser und gibt zum Verdünnen Wasser nach Bedarf zu.

Das Flußmittel kann den Elektroden in Gestalt einer äußeren Umhüllung beigegeben werden, deren Dicke je nach der Art der verwendeten Elektroden verschieden bemessen wird.

Bei gewöhnlichen Stahlelektroden von etwa 2 bis 6 mm Durchmesser genügt ein Überzug von 0,025 mm Stärke, um die beschriebenen Wirkungen hervorzurufen. Beim Verschweißen stark kohlenstoffhaltiger Stähle macht man die Umhüllung zweckmäßigerweise etwas dicker und schließlich noch stärker beim Verschweißen legierter, z. B. stark chromhaltiger Stähle. Die Stärke der Umhüllung beträgt in diesem Falle bis etwa 1,6 mm. Die Elektrode kann das Flußmittel auch als rings eingeschlossene Seele oder in Furchen oder Nuten, die sich längs der Elektrode erstrecken, eingebettet enthalten. Das Flußmittel wird sowohl bei den zum Handschweißen dienenden Elektrodenstäben als auch bei den beim automatischen Schweißen verwendeten, auf Vorratsrollen aufgewickelten Drähten angewandt. Beim Verschweißen mit den nach obigem Verfahren hergestellten Elektroden tritt im allgemeinen kein Verspritzen des Materials ein. Erfolgt dies doch, wenn der Lichtbogen übermäßig lang gezogen wird, so erstarren die Spritzer infolge der geringen Überhitzung des Metalls, wenn sie auf der kalten Oberfläche der Werkstücke außerhalb des Kraters auftreffen, ohne diese zu verflüssigen. Die Metallspritzer kleben dementsprechend nur schwach auf den Werkstücken und sind z. B. durch Abbürsten mit Leichtigkeit zu entfernen. Da das verschmolzene Material nicht überhitzt wird, geht es nach dem Verschweißen verhältnismäßig rasch in den festen Zustand über. Dadurch sowie durch den langsamen und gleichmäßigen Übergang des Materials von der Elektrode zum Werkstück und durch die große Einbrandtiefe eignen sich die in beschriebener Weise hergestellten Elektroden ausgezeichnet zum Vertikal- und Überkopfschweißen. Durch die große Einbrandtiefe erzielt man auch eine wesentlich besser durchgehende Schweißung bei Endverbindungen, so daß das Übereinanderschweißen mehrerer Raupenlagen oft nicht erforderlich ist. Da-

durch wird die Wirtschaftlichkeit des Schweißens gesteigert und eine Schweißverbindung mit gutem Aussehen erzielt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Flußmittel für Elektroden für die elektrische Lichtbogenschweißung, gekennzeichnet durch foIgendeZusammensetzung: ι Gewichtsteil Bariumcarbonate ι bis 5 Gewichtsteile Calciumcarbonat, 1 bis 10 Gewichtsteile Titandioxyd mit einem Zusatz von Alkaliacetaten bzw. Alkalisilicaten.
2. 2. Flußmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Zusatz von 0,5 bis 1,5 Gewichtsteilen Natriumacetat bzw. von 0,1 bis ι Gewichtsteil Natriumsilicatlösung zu einem Gewichtsteil des Gemisches von Bariumcarbonat, Calciumcarbonat und Titandioxyd.
3. 3. Flußmittel nach Anspruch r, gekennzeichnet durch foIgendeZusammensetzung: ι Gewichtsteil Bariumcarbonat, 1 Gewichtsteil Calciumcarbonat, 2 Gewichtsteile Ti- tandioxyd und 4 Gewichtsteile Natriumacetat oder 2 Gewichtsteile Natriumsilicatlösung.