DE939067C - Sheathed electrodes with rust, acid and heat resistant, especially austenitic core wires for automatic welding - Google Patents

Sheathed electrodes with rust, acid and heat resistant, especially austenitic core wires for automatic welding

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DE939067C DEB12343A DEB0012343A DE939067C DE 939067 C DE939067 C DE 939067C DE B12343 A DEB12343 A DE B12343A DE B0012343 A DEB0012343 A DE B0012343A DE 939067 C DE939067 C DE 939067C
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Description

Ummantelte Elektroden mit rost-, säure- und hitzebeständigen, insbesondere mit austenitischen Kerndrähten zum selbsttätigen Schweißen Beim selbsttätigen Schweißen wird eine ummantelte Elektrode nach der Zündung sich selbst überlassen und schmilzt über der Schweißnaht ohne weiteres Zutun ab. Dieses Verfahren ist jedoch nur dann einwandfrei durchführbar, wenn während des Abbrennens der Elektrode die Lichtbogenlänge konstant bleibt und wenn die Zusammensetzung der Ummantelung auf die Eigenart dieses Vorganges Rücksicht nimmt. Die Lichtbogenlänge hängt von der Dicke der Ummantelung ab und wird mit zunehmender Manteldicke größer. Die Konstanthaltung der Lichtbogenlänge kann z. B. nach den Angaben der Firma Murex (England) so erfolgen, daß die Elektrode an dem freien Ende eines drehbar gelagerten einarmigen Hebels befestigt und in einem spitzen Winkel auf das zu schweißende Werkstück aufgesetzt wird. Nach dem Zünden brennt die Elektrode selbsttätig ab, wobei die Weiterbewegung derselben durch das Nachdrehen des Hebelarmes infolge seines Eigengewichtes besorgt wird. Nach einem anderen Vorschlag wird die Elektrode auf die zu schweißende Naht gelegt, mit einer Schiene aus Metall oder Kunststein abgedeckt, welche die Elektrodenoberfläche an einzelnen Punkten oder längs einer Linie derart berührt, daß mit dem Werkstück zusammen ein Kanal entsteht, in welchem die Elektrode liegt und nach dem Zünden selbsttätig abbrennt.Coated electrodes with rust, acid and heat resistant, in particular with austenitic core wires for automatic welding During automatic welding a coated electrode is left to its own devices after ignition and melts over the weld seam without further action. However, this procedure is only available can be carried out properly if the arc length is exceeded while the electrode is burning off remains constant and if the composition of the sheath on the peculiarity of this Takes the process into account. The arc length depends on the thickness of the cladding and becomes larger with increasing jacket thickness. Keeping the arc length constant can e.g. B. according to the information of the company Murex (England) so that the electrode attached to the free end of a rotatably mounted one-armed lever and in one acute angle is placed on the workpiece to be welded. After ignition the electrode burns off automatically, the further movement of which is caused by the After turning the lever arm is concerned due to its own weight. After a Another suggestion is to put the electrode on the seam to be welded, with a Rail made of metal or artificial stone, which attaches the electrode surface individual points or along a line touched in such a way that together with the workpiece a channel is created in which the electrode lies and automatically after ignition burns down.

Geeignete Mantelzusammensetzungen fürElektroden zum selbsttätigen Schweißen sind bekannt beim Verschweißen dünner Bleche aus Baustählen der Güteklassen St. 34 bis St. 52. Die Elektroden bestehen aus einem Kerndraht aus Weicheisen und aus einer Hülle, die auf der Eisenerzbasis aufgebaut ist und als weitere Bestandteile Manganmetall oder Manganoxyd beigemengt enthält.Suitable sheath compositions for electrodes for self-actuation Welding is known when welding thin sheets of structural steels of the quality classes St. 34 to 52. The electrodes consist of a core wire made of soft iron and a shell that is built on the iron ore base and as additional components Contains manganese metal or manganese oxide added.

Das Schweißen von rost-, säure- und hitzebeständigen Stählen mit gleichartigen Elektroden oder auch das Schweißen von Baustählen mit austenitischen Elektroden nach dem selbsttätigen Verfahren war bisher nicht möglich, weil die geeigneten Mäntel für die Elektroden fehlten. Die bisher bekannten Umhüllungen auf der Kalk-Flußspat-Basis versagten, weil der Tropfenübergang der Elektroden zu träge, die Lichtbogenspannung zu niedrig und daher die Stromaufnahme der Elektroden zu groß war, wodurch sie sich zu stark erhitzten und schließlich tiefe Löcher in die dünnen Blechnähte brannte. Außerdem lag der Pluspol an den Elektroden: Die Hüllen wiesen bedeutende Mangangehalte auf. Auch. die bisher bekannten Hüllen auf der Kalkspat-Rutil-Basis mit Zusätzen von Manganverbindungen und Kaolinen erwiesen sich nicht a.ls brauchbar. Ihre Schlacken waren zu viskos, wodurch der Lichtbogen von den Schlacken erstickt wurde. Außerdem waren die Tropfenübergänge zu träge. Alle von der Eisenelektrode her bekannten Mittel, wie Zusätze von Manganverbindungen, insbesondere von Braunstein, versagten. Manganzusätze erwiesen sich sogar als nachteilig.The welding of rust-, acid- and heat-resistant steels with similar ones Electrodes or the welding of structural steels with austenitic electrodes according to the automatic method was not previously possible because the appropriate coats for the electrodes were missing. The previously known coatings based on lime fluorspar failed because the drop transfer of the electrodes was too slow, the arc voltage too low and therefore the current consumption of the electrodes was too great, causing them to overheated and eventually deep holes burned in the thin sheet metal seams. In addition, the positive pole was on the electrodes: the shells had significant manganese content on. Even. the previously known casings based on calcite-rutile with additives Manganese compounds and kaolins have not been shown to be generally useful. Your slags were too viscous, causing the slag to smother the arc. aside from that the drop transitions were too sluggish. All means known from the iron electrode, how additions of manganese compounds, especially manganese dioxide, failed. Manganese additives even turned out to be disadvantageous.

Zur Lösung des Problems wurden -ganz neue Wege beschritten. Nur innerhalb eines ganz bestimmten Verhältnisses von Kalziumkarbonat zu Titandioxyd im Mantel sind die genannten Elektroden nach den selbsttätigen Verfahren verschweißbar. Das Verhältnis Ca C 03 : Ti 02 soll in den Grenzen 1 : 1,4 bis 1:1,85 liegen, wobei der Kalziumkarbonatgehalt mindestens 2o °/o betragen soll. Diese Festlegung allein genügt aber noch nicht. Die Schlacken dieser Mischungen sind noch zu viskos. Erst der Zusatz eines wasserhaltigen Magnesiumsilikates in Mengen von 5 bis 35 °/o führte `zum Erfolg. Das wasserhaltige Magnesiumsilikat von der Struktur eines Pyrophyllites j und der Form Mg, (OH)2Si401o :(Talk) hat einen vielseitigen Zweck. Zusätze von Magnesiumsilikaten zu den (CaC03 -fführen zu Schlacken, die weniger viskos sind, aber sehr rasch erstarren. Dies tun die A1203 ha.ltigen Schlacken nicht. Die rasch erstarrenden dünnflüssigen Schlacken führen zu sehr schönen Nahtformen. Außerdem erwies sich das in dem Talk gebundene Wasser als vorteilhaft beim Schweißen. Es gibt der Elektrode infolge von Dampfbildung einen stabilen Lichtbogen. Des weiteren gibt die Schichtstruktur des Talkes dem Mantel der -Elektrode eine gute Verpreßbarkeit. Die Zusammensetzung der Mäntel ist etwa folgende: 2o bis 4o Gewichtsteile CaC03, 28 - 75 - Ti 02, 35 - 5 - M93(OH)2S'4010- Als besonders geeignet- erwies sich ein Mantel der Zusammensetzung von 30 Gewichtsteilen CaCO3, 48 - TiO2, 20 - Mg3(OH)2Si40io- Der Hülle können noch bis zu 1o Gewichtsteile Quarz oder auch- Ferro-Titan, Ferro-Tantal, Ferro-Niob oder Ferro-Molybdän einzeln oder gemeinsam in Mengen bis zu 15 Gewichtsteilen zugesetzt sein. Als Kerndraht kann z. B. .ein rost- und säurebeständiger Stahl von der Zusammensetzung o,o8 °/o C, 1g °/(, Cr, 8 °/o Ni und o,9 °/a Nb gewählt werden.Completely new paths were broken to solve the problem. The electrodes mentioned can only be welded using the automatic process within a very specific ratio of calcium carbonate to titanium dioxide in the jacket. The Ca C 03: Ti 02 ratio should be within the limits of 1: 1.4 to 1: 1.85, with the calcium carbonate content being at least 20%. However, this definition alone is not enough. The slags of these mixtures are still too viscous. Only the addition of a hydrous magnesium silicate in quantities of 5 to 35 per cent did lead to success. The hydrous magnesium silicate of the structure of a pyrophyllite j and the form Mg, (OH) 2Si401o: (talc) has a versatile purpose. Additions of magnesium silicates to the CaC03 lead to slags that are less viscous, but solidify very quickly. The slag containing A1203 does not do this. The rapidly solidifying, thin-flowing slags lead to very beautiful seam shapes. This was also demonstrated in the talc Bound water is advantageous for welding. It gives the electrode a stable arc as a result of the formation of steam. Furthermore, the layer structure of the talc gives the jacket of the electrode good compressibility. The composition of the jackets is approximately as follows: 2o to 4o parts by weight CaC03, 28 - 75 - Ti 02, 35 - 5 - M93 (OH) 2S'4010- A coat with the composition of 30 parts by weight CaCO3, 48 - TiO2, 20 - Mg3 (OH) 2Si40io- Up to 10 parts by weight of quartz or even ferro-titanium, ferro-tantalum, ferro-niobium or ferro-molybdenum can be added to the shell individually or together in amounts of up to 15 parts by weight. As a core wire, for. E.g. a rust- and acid-resistant steel with the composition 0.08 ° / o C, 1g ° / (, Cr, 8 ° / o Ni and 0.9 ° / o Nb can be selected.

Die angegebenen Elektrodenmäntel sind für Kerndrähte nachstehender Zusammensetzungen geeignet: a) Für rostbeständige Schweißverbindungen: 0,05 bis o,2o °/o C, 1o bis 2o °/o Cr, gegebenenfalls mit den üblichen Zusätzen von Ti, Mo und Nb.The specified electrode sheaths are for core wires below Compositions suitable: a) For rust-resistant welded joints: 0.05 to o, 2o ° / o C, 1o to 2o ° / o Cr, optionally with the usual additions of Ti, Mo and Nb.

. b) Für säurebeständige Schweißverbindungen: 0,03 bis o,2o °/o C, 15 bis 2o0/, Cr, 8 bis 120/, Ni mit den üblichen Zusätzen von Mo, Cu, Ti und Nb.. b) For acid-resistant welded joints: 0.03 to o.2o ° / o C, 15 to 2o0 /, Cr, 8 to 120 /, Ni with the usual additions of Mo, Cu, Ti and Nb.

c) Für hitzebeständige Schweißverbindungen: 0,03 bis o,2o °/o C, 15 bis 27 °/o Cr; 8 bis 23 °/o Ni; 0,03 bis 0,100/, C, 5 bis-. 2o0/, Cr, 0,5 bis 31)/, Al; 0,03 bis o,2o 0/a C, 2o bis 25 °/o Cr, 2 bis 5 °/o Ni mit den üblichen Zusätzen von gegebenenfalls Ti und Nb.c) For heat-resistant welded joints: 0.03 to 0.22 ° / o C, 15 up to 27% Cr; 8 to 23% Ni; 0.03 to 0.100 /, C, 5 to-. 2o0 /, Cr, 0.5 to 31) /, Al; 0.03 to 0.22 0 / a C, 20 to 25% Cr, 2 to 5% Ni with the usual additives of optionally Ti and Nb.

d) Austenitische Drähte zum Schweißen hochfester Baustähle: 0,03 bis 0,20 °/o C, 4 bis ro °/o Mn, 15 bis 20 °/o Cr, 7 bis 1o °/o Ni, 0,05 bis o,2o °/o C, z bis 4 °/o Mn, 2o bis 25 °/o Cr, 18 bis 23 °/o Ni mit den üblichen Zusätzen von Ti oder Mo.d) Austenitic wires for welding high-strength structural steels: 0.03 to 0.20 ° / o C, 4 to 10 ° / o Mn, 15 to 20 ° / o Cr, 7 to 10 ° / o Ni, 0.05 to 0.2 ° / o C, z to 4% Mn, 20 to 25% Cr, 18 to 23% Ni with the usual additives from Ti or Mo.

Ein weiterer Vorzug der angegebenen Elektrodenmäntel ist, daß sie für Elektroden in Längen von 1 bis 2 m und darüber geeignet sind, wodurch außerordentlich große Nahtlängen in kurzer Zeit selbsttätig geschweißt werden können. Bisher waren die Elektrodenlängen bei Kerndrähten der angegebenen Zusammensetzung mit 450 mm nach oben begrenzt.Another advantage of the specified electrode sheaths is that they are suitable for electrodes in lengths of 1 to 2 m and more, which makes them extraordinary large seam lengths can be welded automatically in a short time. So far were the electrode lengths for core wires of the specified composition with 450 mm limited upwards.

Elektrodenmäntel, die 1o bis 8o0/, Titandiöxyd, 1o bis 50()/, an unterteilten Metallen, mineralischen Silikaten und Kalziumkarbonat enthalten, sind bereits bekannt. Solche Mäntel wurden aber bisher für das selbsttätige Schweißen nicht vorgeschlagen. Hierfür müssen gewisse Mengenverhältnisse zwischen den am Aufbau der Mäntel beteiligten Stoffe eingehalten werden, wobei außerdem die Verwendung von mineralischen Silikaten im allgemeinen durchaus nicht zu empfehlen ist, dagegen aber die Zumischung von wasserhaltigem Magnesmm-Silikat in den Grenzen von 5 bis 35 Gewichtsteilen zu hervorragenden Ergebnissen führt.Electrode jackets containing 10 to 80%, titanium dioxide, 10 to 50 () /, of subdivided metals, mineral silicates and calcium carbonate are already known. However, such jackets have not previously been proposed for automatic welding. For this purpose, certain proportions between the substances involved in the construction of the jackets must be observed, and the use of mineral silicates is generally not recommended, but the addition of hydrous magnesium silicate within the limits of 5 to 35 parts by weight gives excellent results leads.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ummantelte-Elektroden mit rost-, säure- und hitzebeständigen, insbesondere mit austenitischen Kerndrähten, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum selbsttätigen Schweißen mit einer Ummantelang versehen sind, welche aus 2o bis 4o Gewichtsteilen Ca CO;, 28 - 75 - Ti0, 35 - 5 - Mg3(0 H)2Si4010
besteht. PATENT CLAIMS: 1. Sheathed electrodes with rust, acid and heat-resistant, in particular with austenitic core wires, characterized in that they are provided with a sheath for automatic welding, which from 2o to 4o parts by weight Ca CO ;, 28 - 75 - Ti0, 35-5 - Mg3 ( 0 H) 2Si40 10
consists. 2. Ummantelte Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Menge des CaC 03 zur Menge des Ti 0, in den Ummantelungen wie i : 1,4 bis i : 1,85 verhält und der Gehalt an CaCO3 mindestens 2o°/, beträgt. 2. Covered electrodes according to claim 1, characterized in that the amount of CaC 03 is related to the amount of Ti 0 in the coverings as i: 1.4 to i: 1.85 and the CaCO3 content is at least 2o ° /, amounts to. 3. Ummantelte Elektroden nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus 3o Gewichtsteilen CaCO3, 48 Gewichtsteilen Ti 02 und 2o Gewichtsteilen @@@@@@@@@@@@@@ besteht. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 721391, 738 222; USA.-Patentschrift Nr. 2 220 954; britische Patentschrift Nr. 459 366; niederländische Patentschrift Nr. 96 igg; Zeyer-Lohmann, Schweißen der Eisenwerkstoffe, 2. Aufl., S. 55.3. Covered electrodes according to claims i and 2, characterized in that the cover consists of 3o parts by weight of CaCO3, 48 parts by weight of Ti 02 and 2o parts by weight @@@@@@@@@@@@@@@ consists. Cited publications: German Patent Specifications No. 721 391, 738 222; U.S. Patent No. 2,220,954; British Patent No. 459,366; Dutch patent specification No. 96 igg; Zeyer-Lohmann, Schweiß der Eisenwerkstoffe, 2nd edition, p. 55.
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