DE899987C - Ummantelte Elektrode fuer die Lichtbogenschweissung von insbesondere Leichtmetall und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Ummantelte Elektrode für die Lichtbogenschweißung von insbesondere Leichtmetall und Verfahren zu ihrer Herstellung Mit den bisher für die Lichtbogenschweißung von Leichtmetall, insbesondere von Aluminium, bekannten Elektroden war man noch nicht in der Lage, eine einwandfreie Schweißnaht zu ziehen. Ein grundsätzlicher Mangel der Nähte isst ihre durch Gaasa:ufnahme bedingte Porosität; hierzu kommt, daß der ungleichmäßige Elektroden!abbrand vielfach ein Spratzen, Einbrand'kerben und die Bildung unregelmäßiger Raupen verursachte.
• Es waren sehr eingehende Untersuchungen erforderlich, um die Ursachen für diese Mängel festzustellen, ohne deren Abstellung eine allgemeinere Einführung der Lichtbogenschweißung von Leichtmetallen nichtdenkbar erscheint. Im Laufe dieser Arbeiten zeigte es sich, daß die Gasaufnahme eine Folge der innigen Berührung zwischen dem hocherhitzten Metall und .der umgebenden Atmosphäre ist -und daß es ganz wesentlich darauf ankommt, diese Berührung zu verhindern. Zu diesem Zweck wurden die Elektroden mit Fluß.mitteln umhüllt oder gefüllt, und die Hauptaufgabe dieser Hüllen war, die bei der Erhitzung des Aluminiums entstehenden Oxydhäute zu verschlacken. Den die Elektrode ummantelnden Flu@ßmitteln war aber die Lösung weiterer Aufgaben zugedacht worden; insbesondere sollten sie eine Stabilisierung und eine Ionisierung des Lichtbogens bewirken. weitere Anforderungen, die an die Ummantelung der Elektrode gestellt werden müssen, sind ausreichende Stoßfestigkeit, wobei die Zündfähigkeit nicht leiden darf, und genügende Sicherheit gegen Wasseraufnahme aus der Luft. Schließlich soll die erkaltete, mit .den Oxyden beladene Schlacke leicht entfernbar sein. J Die nähere Untersuchung der beim Schweißen von Leichtmetall mit dem Lichtbogen sich abspielenden Vorgänge hat zu der Feststelqung geführt, daß es nicht möglich ist, alle diese an die Umhüllung zu stellenden Anforderangen durch einen aus einer einheitlichen Mischung aufgebauten über-Zug zu erfüllen.
• Beispielsweise ist ein Teil der Salze, deren man sich zur Erzielung der Oxydlösilichkei.t bzw. zur Einstellung des Schmelzpunktes bedienen ruß, hygroskopisch. Mit feucht gewordenen Elektroaden kann man aber schon wegen dem durch das Spratzen bedingten Störungen eine befriedigende Sdhweißung nicht durchführen.
• Andere Mischungen, die vielleicht eine ausreichende Schlagfestigkeit mit genügender Zündfähigkeit vereinigen, schmelzen schwer und ungleichmäßig ab; infolgedessen bleiben Vorsprünge oder Zacken an der Umhüllung stehen, die die Annäherung der Elektrode an das zu schweißende. Stück erschweren. Bei genügender Dünnflüssigkeit der Umhüllung reicht häufig die Abfdeckung der Raupe gegen Luftzutritt nicht aus, weil die Schlacke von denn lebhaft bewegten Lichtbogen allzu leicht von denn geschmolzenen Metall abgedrängt wird.
• Diese verschiedenen Aufgaben, die der Ummantelung zufallen, werden erfindungsgemäß dadurch gleichzeitig und vollkommen gelöst, daß die Ummantelung dem Elektrode nicht einheitlich gemacht ist bzw. @daß sie aus Schichten bzw. Zonen von verschiedener Beschaffenheit oder Zusammensetzung besteht. Es werden also die wirksamen Bestandteile der Ummantelung auf verschiedene Zonen der Hülle verteilt.
• Auf diese Weise ist man in,der Lage, beispielsweise die Weisser anziehenden Salze in den inneren Schichten der Umhüllung unterzubringen und die äußeren Schichten aus solchen Stoffen oder Stoffgemischen zu bilden, deren Schmelzpunkt hoch genug ist, damit beim Abschmelzen der Elektrode ein dem, Lichtbogen führender Kraterrand stehenbleibt. Es ist ahne weiteres klar, daß bei einer gleichmäßigen Verteilung der schwerer schmelzenden Bestandteile über den gesamten Querschnitt der Umhüllung der für die Stabilisierung des Lichtbogens erwünschte Krater sich nicht so leicht erreichen läaßt, als wenn vorzugsweise die äußeren Zonen der Umhüllung die schwerer schmelzbaren Anteile enthalten. Andererseits hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die leichter zu ionisierenden Anteile .des Fluß.mittels- in der unmittelbaren Umgebung des Meta>ilkernes der Elektrode unterzubringen.
• Es ist zwar nicht erforderlich, die einzelnen Schichten der Umhüllung, die z. B. durch Tauchen in die entsprechende Bestandteile enthaltenden Au,fsdhlernmungen auf den Stab aufgebracht werden, durch Zwischenschichten voneinander zu trennen. Es hat sich aber gezeigt, .daß solche Zwischenlagen recht wertvolle Dienste leisten können, u. a. wenn es darauf ankommt, einen besonderen Schutz gegen Wasseraufnahme zu schaffen. Insbesondere .hat es sich in diesem Falle auch als vorteilhaft erwiesen, in die Zwischenlagen oder -schichten indifferente Stoffe, z. B. Aluminiumbronzepulver, einzuJagern.
• Beim Schweißen von Reinaluminium hat sich, um ein Beispiel zu nennen, eine Umhüllung bewährt, die in ihrer Innenschicht aus einem Gemisch von Alkalichloriden einschließlich Lithiumchlorid besteht und an :dessen Stelle in der Außenzone eine Mischung von Alkali-Aluminium-Fluoriden tritt. Die Mengenverhältnisse, in denen die zum Aufbau der verschiedenen Schichten, benutzten .Salze miteinander gemischt werden, richten sich .u. a. nach dem Schmelzpunkt der zu schweißenden Teile fizw. des Schweißadrahtes.
• Bei Reimaluminium hat sich z. B. folgende Mischung bewährt: Erforderlichenfalls können auch mehr als zwei Zonen gebildet werden. Ebenso empfiehlt sich eine Aufteilung der einzelnen Mischungen auf Mantel und Seele hohler Schweißstäbe.
• Man hat bei .der Aufteilung der verschiedenen Mischungstanteile auf die einzelnen Zonen der Umhüllung oder der Seele der Elektrode einen viel weiterem Spielraum in der Wahl der Misdhungsverhältnnsse, man vermag ferner besser als bei einer einheitlich zusammengesetzten Ummantelung die Einzelbestandteile zum Wirkung zu bringen und kann beispielsweise teurere Beimengungen besser ausnutzen: Es- werden aber, und hierin liegt einer -der Hauptvorteile der Elektrode nach.. der Erfindung, die Eigenschaften des Lichtbogens so beeinflußt, daß ein bisher nicht erreichter gleichmäßiger Abbrand eintritt. Zugleich wird der schädliche Einbrand am Rand der Schweißraupe vermieden und es tritt, dank der :gesteigerten Mischungsmöglichkeit, eine derart wirksame Bedeckung der flüssigen Schweißraupe mit dem Flußmittel ein, d'aß die Schweißnaht in einem bisher unbekannten Maße. gasfrei bleibt.
• Die .Elektrode nach der Erfindung kann auch für andere Schweißverfahren verwendet werden, bei denen ähnliche Verhältnisse wie bei der Lichtbagenschweißung vorherrschen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Ummantelte Elektrode für die Lichtbogenschweißung von insbesondere Leichtmetallen und ihren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Ummantelung uneinheitlich ist bzw. aus Schichten von verschiedener Beschaffenheit und Zusammensetzung besteht.
2. 2. Elektrode nach Anspruch i, ,dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Bestandteile der Ummantelung auf verschiedene Zonen der Umhüllung verteilt sind.
3. 3. Verfahren zur Herstellung ummantelter Elektroden für die Lichtbogenschweißung von insbesondere Leichtmetallen, z. B. Aluminium und Aluminiumlegierungen, nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gelcennzeichnet, daß die Ummantelung beispielsweise durch aufeinanderfolgendes an sich bekanntes Tauchen in die einzelnen:, ,die verschiedenen Bestandteile enthaltenden Aufschlemmungen erzeugt wird.. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hüllenschichten bzw. Zonen durch Zwischenlagen beispielsweise aus indifferenten Stoffen getrennt werden.