DE739426C - Umhuellte, hochlegierte Lichtbogenschweisselektrode, die austenitisches Gefuege im Schweissgut ergibt - Google Patents

Description

• Umhüllte, hochlegierte Lichtbogenschweißelektrode, die austenitisches Gefüge im Schweißgut ergibt Für das Schweißen von nichtaustenitischen Eisen und Eisenlegierungen bzw. Stahl und Stahllegierungen mit dem Ziele hoher Zähigkeitseigenschaften in der Schweißverbindung sind u. a. Schweißdrähte bekanntgeworden, die durch hohe Legierungsgehalte gekennzeichnet sind. Hierfür kommen in Frage Zusammensetzungen, die man als chemisch neutrale Chrom-Nickelstahllegierungen bezeichnet, feiner Stahllegierungen, die im Schweißgut einen austenitischen . Gefügezustand erreichen lassen, wie z. Bsolche mit Chrom-Nickel-Mangan, ' Mangan-Nickel, Chrom-Mangan-Nickel-Molybdän, Nickel-Chrom-Mangän-Molybdän u. dgl. Diese Stahllegierungen ergeben in der Schweißverbindung hohe Dehnungs- und Kerbzähigkeitswerte und finden vielfach Verwendung.
• Es liegt in der Natur der Zusammensetzung dieser für Schweißdrähte zur Anwendung gelangenden austenitischen Legierungen, daß sich die Werte der Streckgrenze um etwa 40 kgimm' und die der Festigkeit um etwa ho kg/mml bewegen. Diese Werte sind aber bei der Verbindungsschweißung von Stählen mit etwa 70 und mehr kg/mm= Festigkeit unzureichend, und es ist erwünscht, zähe Schweißverbindungen herstellen zu können, bei denen das Schweißgut eine entsprechend höhere Festigkeit aufweist als dies mit den vorgenannten Werkstoffen bisher erreicht werden konnte.
• Bei dünnwandigen Werkstoffen tritt ;in der Schweißverhindung durch die Beanspruchung eine Festigkeitssteigerung durch Kaltverfestigung ein. Bei starkwandigen Konstruktionsteilen konnte eine solche Festigkeitssteigerung aber nur in ganz geringem Maße festgestellt werden.
• Für die Schweißung insbesondere starkwandiger Werkstoffe höherer Festigkeit (mindestens 7o kg/mm') ist also nun ein Schweißdraht erforderlich, der von vornherein eine entsprechend höhere Festigkeit bei guten Zähigkeitseigenschaften erreichen läßt. Mit niedriglegierten Schweißwerkstoffen ist die Festigkeitssteigerung ohne weiteres erzielbar, jedoch sind die Dehnungseigenschaften des Schweißgutes vollkommen ungenügend, so daß es in den meisten Fällen aus diesem Grunde den Beanspruchungen nicht standhält; andererseits können hohe Dehnungswerte nur erreicht werden, wenn man Schweißgeräte verwendet, die schon durch die Art ihrer Zusammensetzung hohe Dehnung ergeben.
• Es wurde nun gefunden, daß auch bei hochlegierten Drähten, die im Schweißgut vorwiegend austenitisches Gefüge aufweisen, hohe Festigkeiten dann erreicht werden können, -,venn@ man die umhüllte Elektrode mit einem Zusatz von Stickstoff versieht.
• Diese Tatsache ist um so überraschender, als in der Fach-ueelt ganz allgemein die Ansicht besteht, daß das Vorhandensein von Stickstoff schädlich ist und die Güte der Schweißnaht herabsetzt.
• Versuche haben dagegen bestätigt, daß bei hochlegierten Lichtbogenschweißelektroden, die austenitisches Gefüge ergeben, durch den Stickstoffzusatz. höhere Festigkeitswerte unter Wahrung guter Zähigkeitseigenschaften einwandfrei erreichbar sind. Der Abfall der Werte von Dehnung und Einschnürung fällt gegenüber dem erzielbaren Festigkeitsanstieg gar nicht ins Gewicht. Während bei unlegiertem Stahl durch hohen Stickstoffgehalt die Festigkeitseigenschaften, namentlich die Zähigkeit, so weit verschlechtert werden, daß .die ;, Ver-,vendung als Schweißelektrode nicht mehr in Frage kommt, sind die austenitischen Elektroden nach der Erfindung zufolge dieses geringen Zähigkeitsabfalles als Schweißelektroden an hochfesten Stählen gut geeignet.
• Ein Schweißdraht mit etwa o,io°/o C, o,9o°/o Si, 7°/0 Mn, i8,51/,Cr, 8,5o,/,Ni und i,io Mo ergibt bei den unten angegebenen Stickstoffgehalten folgende physikalische Werte: Die Festigkeit der normalen austenitschen Schweißelektroden, die bisher bekanntgeworden sind, liegt bei etwa 6o bis 65 lcg/mm° im reinen Schweißgut. `Für die Erreichung des angestrebten Zieles -können der Umhüllung Zusätze gegeben werden, die beim Schweißvorgang Stickstoff an das Schweißgut abgeben. Als solche Zusätze kommen z. B. Natriumnitrat, Calciumcyanamid, Ammoniumcarbonat usw. in Betracht. Man kann aber auch den Schweißdraht selbst mit Stickstoff legieren, und zwar in Mengen von mehr als o,o8 bis etwa o,6o°;'a. Schließlich kann man die in Betracht kommenden Stickstoffmengen zum Teil in der Umhüllung von normaler Stärke als beim Schweißvorgang stickstoffabgebende Substanzen und zum Teil im Kerndraht als Stickstoff unterbringen.
• Für die Ummantelungsmasse haben sich folgende Zusammensetzungen gut bewährt:

  2o bis 6o o;o Ca C 03 15 bis 5oo,ö Ca C 03

  2o - 6o% CaF. 1o - 50% Si30sAlK

  4 - i50,lo Fe Mn 5 - i5oio FeMn

  4 - 20% Si02 o - 2o% Ca E,

  i - 60,'o NaOH o - 2o0'o Na2Si0.;

  i - ioo,ö Na. C0;.

  An Metallen für die Ummantelungen in Form von Ferrolegierungen, und zwar FeMo, FeSi, FeTi, FeV, FeNb, FeTa, können bis zu 8°/o vorhanden sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i .Hochlegierte, inüblicher Stärkeumhüllte Lichtbogenschweißelektrode, die austenitischies Gefüge im Schweißgut ergibt, zum Schweißen von dickwandigen Konstruktionsteilen aus nichtaustenitischen Stählen mit mindestens 70 kg/mm= Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißelektrode einen Zusatz von Stickstoff enthält. . Umhüllte, hochlegierte Lichtbogenschweißelektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung Zusätze enthält, die beim Schweißvorgang Stickstoff an das Schweißgut abgeben. 3. Hochlegierte Schweißdrähte für Lichtbogenschweißung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht Stickstoff von mehr als o,o8 bis o,6o % enthält. .4.. Hochlegierte Schweißdrähte für Lichtbogenschweißung nach Anspruch i i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffmengen von etwa o,o8 bis etwa o,6°/0 teils in .der Umhüllung als beim Schweißvorgang stickstoffabgebende Substanzen und teils im Kerndraht als Stick- i stoff enthalten sind.