DE753978C

DE753978C - Umhuellte Lichtbogen-Schweisselektrode mit einem Kern aus Chromstahl

Info

Publication number: DE753978C
Application number: DEK156255D
Authority: DE
Inventors: Sven Svantesson; Carl Gustav Olow Wallin
Original assignee: Kjellberg Elektroden and Maschinen GmbH
Current assignee: Kjellberg Elektroden and Maschinen GmbH Finsterwalde
Priority date: 1938-12-10
Filing date: 1939-12-15
Publication date: 1954-03-08

Description

Umhüllte Lichtbogen-Schweißelektrode mit einem Kern aus Chromstahl Umhüllte Elektroden für Lichtbogenschweißung sind bekannt, deren Kern aus--rostbeständigem Eisen oder -Stahl, z: B. des Typs =8 °/o Chrom und 8 °/o Nickel, besteht und deren Umhüllung Silizium, Titan und gegebenenfalls Aluminium in elementarer Form oder in Form von Oxyden- oder Oxydverbindüngen, ein öder mehrere Erdalkalimetälle,-einschließlich Magnesium, in Form von Oxyden oder Oxydverbin-Jungen" vorzugsweise Karbonaten; sowie- Fludr enthält.
Eingehende Untersuchungen haben erwiesen, daß bestimmte Grenzen für die in der Umhüllung -enthaltenen Elemente eingehalten werden müssen, damit die Elektrode gute Schweißeigenschaften erhalten und gleichzeitig ein in chemisch-metallurgischer Hinsicht einwandfreies Schweißgut geben wird. _Von den Nachteilen, die den gewöhnlichen Typen anhaften, mögen besonders erwähnt werden: z. Die Schlacke ist allzu leichtflüssig, d. h sie ist schwer derart zu regeln, daß eine ebene Schlackendeckung erhalten wird, die eine ebene Raupe mit ebenen und weichen Übergängen. an das Arbeitsstück- ergibt; .
2. die Elektroden sind allzu wärmeerzeugend, d. h. das Arbeitsstück wird in unnötig hohem Grad. erhitzt; dies verursacht eine unnötig hohe Erhitzung des Arbeitsstücks, was für geschweißte Bauteile .zufolge der dadurch entstehenden starken Schrumpfspannungen -an sich im allgemeinen unzweckmäßig ist; für gewisse Chromlegierungen,. z. B. des r8-8-Typs, erhöht ferner die Erhitzung. stärk die Norrosionsgefahr, insbesondere wenn keine Wärme- Behandlung _ des fertigen. Bauteiles in Frage kommt; 3. die Elektrodenumhüllung brennt ungleichmäßig oder stoßweise ab; dies ist nachteilig, da die ganze Kontrolle des Schweißverlaufs dadurch verlorengehen kann; 4. die Elektroden schweißen gut nur am Pluspol, was insbesondere für Kalkspat-Flußspat-Umhüllungen kennzeichnend ist; dies ist nachteilig, da nicht immer Gleichstrommaschinen zur Verfügung stehen; 5. die Elektroden sind für Feuchtigkeit sehr empfindlich, deren Aufnahme bei gewissen Typen die Entstehung von Schweißlöchern, rauher Raupenoberfläche und kleinen Schlackeneinschlüssen verursacht.

Auf eine solche umhüllte Lichtbogenschweißelektrode bezieht sich die Erfindung, die bezweckt, eine Elektrode zu schaffen, welche die eingangs erwähnten Forderungen erfüllt. Nach der Erfindung ergibt die Analyse der Elektrodenumhüllung die folgende Zusammensetzung: -

S302 ......... io bis 3o Gewichtsprozent

T302 ..... wenigstens 2o -

AI, 03 .......... 0 131s 5 -

Erdalkalimetall-

oxyde, ein-

schließlich Mg0 1,5 bis 30 -

Fluor......... 2,5 bis io -

wobei die Summe Si 02 + Ti 02 -f- Ale 03 gleich oder größer als 35 Gewichtsprozent ist.

Eine umhüllte Elektrode mit einer Umhüllung dieser Zusammensetzung gibt beim Schweißen eine chromoxydlösende, die Schweißnaht gut deckende und von der Schweiße leicht trennbare Schlacke, liefert eine Schweißraupe mit ebenen und weichen Übergängen zum Werkstück und ist gerade wärmeerzeugend genug, damit das Werkstück nicht in unnötig hohem Grad erhitzt wird, so daß die Gefahr der Entstehung starker Schrumpfspannungen vermieden ist. Die Umhüllung brennt gleichmäßig ab und ist für Feuchtigkeit derart unempfindlich, daß die Entstehung von Schweißlöchern und Schlackeneinschlüssen verhindert wird. Die Elektrode schweißt gut sowohl bei Gleichstrom am Plus- oder Minuspol als auch bei Wechselstrom.
Auf wasserfreier Berechnungsgrundlage soll die Menge C02 in der Umhüllung größer als oder gleich 7 Gewichtsprozent sein, gleichgültig, ob das Kohlendioxyd von Erdalkalimetallkärbonaten oder von anderen in der Umhüllung enthaltenen Karbonaten herrührt.
Außer Verbindungen von Silizium, Titan, Erdalkalimetallen und Fluor sowie gegebenenfalls Aluminium kann die Umhüllung in an sich bekannter Weise Legierungs- und/oder Desoxydationsstoffe enthalten. Solche Stoffe bestehen gewöhnlich aus Mangan oder Legierungen davon, Ferrometallen usw., wie z. B. Ferromangan, Ferrosilizium, Ferrotitan, Siliziummangan, Ferrochrom usw. Solche Legierungs- und Desoxydationsstoffe können bezüglich ihres Gehaltes und ihrer Beschaffenheit innerhalb weiter Grenzen variieren, und zwar u. a. abhängig davon, ob es am zweckdienlichsten ist, diese Stoffe dem Schweißgut durch den Kerndraht oder durch die Umhüllung zuzuführen. Die Umhüllung kann Eisen, Mangan, Nickel, Chrom, Kobalt, Niob in elementarer Form, wie z. B. als Ferrolegierungen oder als einfache oder zusammengesetzte Oxydverbindungen, enthalten, wobei bei der Analyse die Summe Fe 0 + Mn 0 -f- Co 0 + Ni 0 + Cr, 0, -f- Nb205 3o Gewichtsprozent nicht überschreiten darf.

Als Beispiele geeigneter Umhüllungszusammensetzungen mögen die folgenden erwähnt werden:

I. Ilmenit .... -..... . . io Gewichtsprozent

Kalkstein . ......... 26 -

Rutil.............. 22 -

Asbest.....:....... 5 -

Ferro-Silizium

mit 50 % bi ..... io -

Flußspat........... =5 -

Si 02 aus Wasserglas 8

K20 - - 4, -

ioo Gewichtsprozent

II. Ilmenit ............ 18 Gewichtsprozent

Rutil.............. i3 -

Quarz ............. 5 -

Ferrotitan ......... 4 -

Kalkstein .......... 34 -

Flußspat........... 14 -

Rest S'02, K20 oder

Nag 0 aus Wasser-

glas ............. na -

ioo Gewichtsprozent

III. Rutil .............. 18 Gewichtsprozent

Ilmenit ............ g -

Ferro-Silizium ...... 14 -

Kalkstein .......... 42 -

Flußspat........... 5 -

Rest S'02, K20 oder

Na20 aus Wasser-

glas ............. 12 -

ioo Gewichtsprozent

IV. Rutil.............. 28 Gewichtsprozent

Quarz ....-......<.. 8 -

Ferro-Silizium ...,.. 13 -

Dolomit ........... 32 -

Kryolit ............ 7 -

Rest Si 02, K2 0 oder

Nag 0 aus Wasser-

glas ........... 12 -

ioo Gewichtsprozent

Elektroden, die mit einer solchen Umhüllung versehen sind, gaben bei der nachstehend angegebenen Kernzusammensetzung das folgende Ergebnis

Beispiel 1

Kernanalyse

C ............ - 0,o6 Gewichtsprozent

Mn ........... - 0,85 -

Si............ 0,85 -

Cr............ z8,59 -

Ni............. io,oo -

Schweißgutanalyse

C .......:.... 0,o8 Gewichtsprozent

Mn ...... ..... 0,6o

Si.......... 1,z9 -

Cr............. -17;7ö -

Ni............ 10,2o _

_ Die mechanischen Eigenschaften des Schweißgutes gehen aus der folgenden Aufstellung hervor:_

Streckgrenze .............. q.0,8 kg/mm2

Bruchgrenze ......... ... 63,7 kg/mm2

Dehnung 5 -X D ........... q,8;2

Einschnürung ...... .. ,.. 49;6 0%

Der hohe Wert der Dehnung zeigt, daß das Material sehr schlackenrein gewesen ist.

Die Probe wurde keiner besonderen Wärmebehandlung zur Erreichung von Höchstdehnung unterworfen.

Beispiel Z

Kernanalyse

C :........... ö,06 Gewichtsprozent

Mn . o;29 - -

_.

Si ... ......... 0,35

Cr............ 3,3I. _

Schweißgutanalyse

C ............ 0,07 Gewichtsprozent

Mn ........... o;14 -

Si..:....:.... 0,35 -

_

Cr ., ........... 2,90

Die Analyse des Schweißgutes entspricht hier sehr nahe derjenigen des Kerndrahtes; aus metallurgischem Gesichtspunkt ist kein eigentlicher Unterschied nachweisbar.

Claims

PATENTANSPRUCH: UmhüllteLichtbogen-Schweißelektrodemit einem Kern aus Chromstahl, beispielsweise mit 18 °/o Chrom'und 8 /o Nickel; deren Umhüllung Silizium, Titan und gegebenenfalls Aluminium iri elementarer Form oder in Form von Oxyden oder Oxydverbindungen; ein oder mehrere Erdalkalimetalle, einschließlich Magnesium, in Form von Oxyden oder Oxydverbindungen, vorzugsweise Karbongten, sowie Fluor enthält; dadurch gekennzeichnet, da13 die Analyse -der Umhüllung folgende Zusammensetzung ergibt: SiO2 .......... zo bis 3o Gewichtsprozent TiO2 wenigstens 2o - A120............ o bis 5 - Erdalkalimetall öxyde; ein- schließlichMg0 z5 bis 322 Fluor ......... .2;5 bis 1o -

und daß dabei die Summe Si 0 2 -E- T02 A12 03 mindestens 35 Gewichtsprozent beträgt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands: vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: USA.-Patentschriften Nr.1374 711, 1909 717, 1992 792. 2 ooo 861, 21q.19229.