DE750008C

DE750008C - Schweissdraht zur Lichtbogenschweissung

Info

Publication number: DE750008C
Application number: DED81159D
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Dr-Ing Schiffler; Josef Wingerath
Priority date: 1939-08-22
Filing date: 1939-08-23
Publication date: 1945-01-15

Description

Stahllegierungen mit etwa 4 bis 6 °/₀ Chrom, die wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit vielfache Anwendung, z. B. bei der Verarbeitung von Erdöl (Kracken, Destillieren usw.), in letzter Zeit gefunden haben, erfordern besondere Sorgfalt beim Schweißen, da sie im allgemeinen zur Gruppe der Lufthärter gehören und daher bei Nichtbeachtung bestimmter Vorsichtsmaßregeln bereits Risse beim Schweißen auftreten können. Deshalb müssen diese Schweißverbindungen außerdem nachträglich geglüht werden.

Bei Verwendung dieser geschweißten Gegenstände bei höheren Temperaturen läßt man das Glühen manchmal fortfallen, da es ja im Betrieb sowieso stattfindet. Des öfteren kann man auch bei großen Behältern im Apparatebau ein Glühen kaum oder nur mit dem Brenner oder gar nicht durchführen. Im letzten Fall verwendet man deshalb statt der Zusatzdrähte mit annähernd der gleichen Zusammensetzung solche austenitischen Gefüges vom Typus der 18/8- (i8°/_ö Chrom und 8°/₀Nickel) bis 25/12- (25 % Chrom und 12 % Nickel) Stahllegierungen. Diese Legierungen haben den Nachteil, daß sie sehr teuer sind, einen anderen Gefügeaufbau und einen anderen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen und manchmal bei längerem Betrieb bei bestimmten erhöhten Temperaturen zu unerwünschten Aus-Scheidungen führen. Schweißt man aber mit ähnlich legierten Zusatzdrähten (mit etwa 4 bis 6°/₀Chrom), ohne diese Schweißverbindungen hinterher auszuglühen, so können, abgesehen von den sofort nach dem Schweißen auftretenden Warmrissen, später auf dem Transport oder bei der Montage Kaltrisse entstehen.

Erfindungsgemäß vermeidet man diese Nachteile durch die Verwendung eines Stahles

mit einem Chromgehalt von etwa 4,5 bis 7 °/₀ und einem Kohlenstoffgehalt bis 0,3 %, der unter Berücksichtigung der übrigen Legierumgselemente, insbesondere des Siliciums_r so^ viel Aluminium enthält, daß das Gammagebiet gerade abgeschnürt ist, als Werkstoff für Schweißdrähte zur Herstellung von Verbindungsschweißungen mit Hilfe des elektrischen' Lichtbogens an Stahllegierungen, die etwa 4 bis 6% Chrom enthalten und nach dem Schweißen keiner Glühbehandlung unterworfen werden sollen. Diese als Zusatzwerkstoff für den genannten Zweck zu verwendenden Stahllegierungen können außerdem noch so viel starke Karbidbildner, und'zwar vorzugsweise Molybdän, Wolfram, Titan, insbesondere aber Niob oder Vanadin, enthalten, daß der Kohlenstoffgehalt der Stahllegierung ganz oder teilweise durch sie abgebunden ist.

Es ist zweckmäßig, den als Zusatzwerkstoff zu verwendenden Stahllegierungen einen Molybdängehalt zu geben, der etwa der Hälfte des in der zu verschweißenden Stahllegierung enthaltenden Molybdängehaltes entspricht, während die andere Hälfte durch starke Karbidbildner ersetzt ist.

Der Chromgehalt der Zusatzwerkstoffe wird zweckmäßig um ein weniges, etwa um 0,5 bis ι °/₀, höher gewählt als der Chromgehalt der zu verschweißenden Stahllegierungen. Der Gehalt an Aluminium soll so bemessen sein, daß unter Umständen sogar noch eine kleine Teilumwandlung bestehenbleibt. Hierbei ist auch der Gehalt an Silicium zu berücksich-

- 35 tigen.

Bei Anwendung solcher Zusatzdrähte ist, wie festgestellt wurde, ohne nachträgliches Glühen die Schweiße nicht so hart, und Warmbzw. Kaltrisse werden weitestgehend vermieden.

Es sind bereits Schweißelektroden für die Herstellung von Auftragsschweißungen bekannt, die u. a. Chrom, Kohlenstoff, Silicium und Aluminium in Mengen enthalten, die die nach der Erfindung anzuwendenden Grenzen dieser Metalle mit umfassen. Jedoch ergibt sich schon aus der Zusammensetzung dieser Schweißdrahtlegierung, die 1,75 bis 4 % Kohlenstoff, 1 bis io°/o Chrom, 1 bis I2°/_O Wolfram, 0,10 bis 5% Nickel, 0,10 bis 8% Aluminium, 0,10 bis 2 % Vanadin, 0,5 bis 5% Mangan, 0,2 bis 3% Silicium enthalten soll, daß solche Schweißdrähte als Zusatzwerkstoffe zum Verbindungsschweißen nicht in Betracht kommen, da sie auf Grund des hohen Anteiles an Kohlenstoff und Legierungselementen beim Verbindungsschweißen zu Rißbildung führen würden. Dort ist auch die erfmdungsgemäße Regel, die Legierungselemente so aufeinander abzustimmen, daß das Gammagebiet gerade abgeschnürt ist, nicht berücksichtigt.

Die Erfindung soll durch nachstehende Beispiele näher erläutert werden.

Beispiele für die Schweißdrahtlegierung: I. 0,08⁰Zo Kohlenstoff, 6,5⁰O Chrom, 0,8 % Aluminium, o,6°/₀ Silicium, 0,4% Mangan und Rest Eisen mit den üblichen Gehalten an Phosphor und Schwefel. 2. 0,1 */„ Kohlenstoff, 5,5% Chrom, 1,2 °/₀ .Aluminium, 0,3% Silicium, 0,4°/₀ Mangan und Rest Eisen mit Jen üblichen Gehalten an Phosphor und Schwefel.

Brinellhärte der Schweiße ohne Glühung:

i. 262 2. 250.

Die Schweiße mit einem Zusatzdraht ohne Aluminium, jedoch sonst gleicher Zusammensetzung, hat eine Brinellhärte von

i· 454

2. 429.

Es kann unter Umständen von Vorteil sein, außer Aluminium gleichzeitig noch Karbidbildner zuzusetzen, die den Kohlenstoff im Schweißdraht ganz oder zum Teil abbinden sollen. Hierbei sollen vorzugsweise Niob oder Vanadin verwendet werden, während Titan und Tantal möglichst zu vermeiden sind. Da Niob und Tantal meist nicht ganz zu trennen sind, soll - der niobreichen Verbindung der Vorzug gegeben werden. go

Da die zu verschweißenden Werkstoffe meist zur Erhöhung der Warmfestigkeit Molybdän enthalten, soll dann die Schweißdrahtlegierung zweckmäßig nur einen Teil dieses Legierungselementes, und zwar etwa die Hälfte, enthalten und die andere Hälfte durch einen der obengenannten Karbidbildner ersetzt sein, z. B-. Grundstoff: 0,1 °/₀ Kohlenstoff, 5 % Chrom, 0,5 °/o Molybdän. Schweißdraht: 0,08 % Kohlenstoff, 5,5 °/o Chrom, 0,3 % Molybdän, 0,3 % Vanadin, 0,8 °/₀ Aluminium, 0,5% Silicium und Rest Eisen mit den üblichen Gehalten an Phosphor und Schwefel.

Die mit derart aufgebauten Schweißelektroden geschweißten Gegenstände zeigen keine Rißbildung und geben einwandfreie Schweißnähte.

Claims

Patentansprüche:

i. Verwendung eines Stahles mit einem Chromgehalt von etwa 4,5 bis 7 °/o und einem Kohlenstoffgehalt bis 0,3 %, der unter Berücksichtigung der übrigen Legierungsbestandteile, insbesondere des SiIiciums, so viel Aluminium enthält, daß das Gammagebiet gerade abgeschnürt ist, als Schweißdraht zur Herstellung von Verbindungsschweißungen mit Hilfe des elektrischen Lichtbogens an Stahllegierungen, die etwa 4 bis 6 °/o Chrom enthalten und iao nach dem Schweißen keiner Glühbehaiidlunsr unterworfen werden sollen.

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2. Nach Anspruch i zu verwendender Schweißdraht, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem noch so viel starke Karbidbildner, und zwar vorzugsweise Niob oder Vanadin, enthält, daß der Kohlenstoffgehalt ganz oder zum Teil durch sie abgebunden ist.
3. Nach Anspruch ι und 2 zu verwendender Schweißdraht, dadurch gekennzeichnet, daß er jedoch einen Molybdängehalt aufweist, der etwa der Hälfte des in der zu verschweißenden Stahllegierung enthaltenen Molybdängehaltes entspricht, während die andere Hälfte durch stärkere Karbidbildner ersetzt ist.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden:

USA.-Patentschrift Nr. 1 876 724.