DE971879C

DE971879C - Metal arc planer electrode for grooving, chamfering, dressing etc. of metallic workpieces

Info

Publication number: DE971879C
Application number: DES33439A
Authority: DE
Inventors: Rene D Wasserman
Original assignee: Societe des Soudures Castolin SA
Current assignee: Societe des Soudures Castolin SA
Priority date: 1953-05-16
Filing date: 1953-05-16
Publication date: 1959-04-09

Description

Metallichtbogen-Hobel-Elektrode zum Ausnuten, Abschrägen, Abrichten usw. von metallischen Werkstücken-, Die Erfindung betrifft eine umhüllte Metallichtbogen-Hobel-Elektröde zur -metallabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer Eisencarbonat und vorzugsweise auch Kieselsäure enthaltenden Elektrodenumhüllung. Insbesondere dient die Spezialelektrode zum Ausnuten, Abschrägen, - Abrichten' usw. von Werkstücken und zu ähnlichen Bearbeitungsvorgängen sowie zur Oberflächenbearbeitung. In gewissen Fällen kann man die erfindungsgemäße Elektrode auch für einen Trennvorgang benützen.Metal arc planer electrode for grooving, beveling and dressing etc. of metallic workpieces, The invention relates to a covered metal arc planing electrode For -metallic machining of workpieces with an iron carbonate and preferably also silica-containing electrode cover. The special electrode is used in particular for grooving, chamfering, dressing, etc. of workpieces and for similar machining operations as well as for surface treatment. In certain cases you can use the invention Also use the electrode for a separation process.

Durch die Erfindung wird an Stelle des autogenen Metallschneidens und -hobelns eine neue, besonders ausgebildete Metallichtbogen Schneid Elektrode für die Industrie geschaffen, deren ausgezeichnete: Eigenschaften der Aufbringung einer bestimmten, Umhüllung auf die Elektrode zuzuschreiben sind. Die so, umhüllten Elektroden ermöglichen eine Oberflächenbearbeitung. vom. metallischen Werkstücken bei erheblich größerer Bearbeitungsgeschwindigkeit, insbesondere gegenüber der sonst üblichem; spanabhebenden Bearbeitung.The invention replaces oxy-fuel metal cutting and planing a new, specially designed metal arc cutting electrode Created for the industry whose excellent: properties of application due to a specific coating on the electrode. The so, enveloped Electrodes enable surface treatment. from the. metallic workpieces at a significantly higher processing speed, especially compared to the usual usual; machining.

Bei den bekannten, umhüllten Schneide:lektroden wird ein Metallkern: mit einem flußmittelhaltigen Überzug versehen. Vorzugsweise hat der Metallkern, die: gleiche Zusammensetzung wie die zu schweißenden Werkstücke. Gewöhnlich nimmt man hierfür_Flußeisen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Um den Fluß des: Schmelzhades zu erleichtern, wird die Elektrode gewöhnlich mit Überzügen, aus Gummi und/oder Harz und bestimmten Mengen, von Asbest, Cellu.lose, Feldspat, Ton, Tonerdesilikaten, Talkum und! Titanoxyd sowie mit ausgewählten Metalloxyden und sonstigen Silikaten. überzogen. Es sind auch Schneidelektroden bekannt mit Umhüllungen, die Eisencarbonat, Kieselsäure und außerdem noch einige der bekannten Umhüllungsstoffe, wie Cellulose, Mangan usw. enthalten. Überzüge dieser Art bewähren sich zwar gut für Arbeitsgänge zum Schneiden des Grundmetalls,-zeigen. jedoch. erhebliche Mängel, wenn man. versucht, den. Lichtbogen für metallabhebende Bearbeitung, wie Aus.nu.ten, Abschrägen oder Abrichten., zu verwenden.With the known, coated cutting electrodes, a metal core is: provided with a flux-based coating. Preferably the metal core has the: same composition as the work pieces to be welded. Usually one takes for this_Fluous iron with low carbon content. Around the river des: Schmelzhades To facilitate this, the electrode is usually coated with rubber and / or Resin and certain amounts of asbestos, cellulose, feldspar, clay, alumina silicates, Talc and! Titanium oxide as well as with selected metal oxides and other silicates. overdrawn. There are also cutting electrodes known with coatings containing iron carbonate, Silica and also some of the well-known coating materials, such as cellulose, Contains manganese, etc. Coatings of this type prove to be good for operations for cutting the base metal, point. However. significant flaws if one. tries, the. Arc for metal-removing machining, such as grooving, chamfering or Dressing. To use.

Diese schlechte Eignung für die genannten Zwecke ist anscheinend vorwiegend dem tiefen: Eindringen der Wärme in das . Werkstück bei den, gewöhnlichen Elektroden zuzuschreiben, das. Anlaß zu unerwünschten Erscheinungen in denjenigen Zonen. des: Grundmetalls, gibt, die unterhalb, der be@-handelten. Stellen, liegen,, sowie auch der geringen Arbeitsgeschwindigkeit, die bei dieser Art der Bearbeitung erforderlich ist. Zu den Faktoren., die zu diesen unerwünschten Erscheinungen beitragen, gehört auch ein hoher Gehalt an wasserstoffabgebenden Verbindungen in der überzugsmasse. Die durch die Wärme des Lichtbogens entstehenden verhältnismäßig großen Mengen gasförmigen Wasserstoffs sind bekanntlich ungünstig und führen zur Bildung von Rissen unter der Bearbeitungsstelle im Grundmetall und zum Auftreten von übermäßig viel Spritzern sowie zur Ausbildung einer unebenen Oberfläche.This ill suitability for the stated purposes appears to be predominant the deep: penetration of warmth into the. Workpiece with the, common electrodes to ascribe that. Giving rise to undesirable phenomena in those zones. of: Base metal, there, the below, the @ -treated. Place, lie, as well as the slow working speed required for this type of machining is. Factors that contribute to these undesirable phenomena include also a high content of hydrogen-donating compounds in the coating mass. The relatively large amounts of gaseous produced by the heat of the arc Hydrogen are known to be unfavorable and lead to the formation of cracks under the machining point in the base metal and the occurrence of excessive spatter as well as for the formation of an uneven surface.

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, diesen Übelständen abzuhelfen und eine metallabhebende Elektrode zu schaffen, die nur eine schwache thermische Beanspruchung des Werkstückes hervorruft, um im Grundmetall das Auftreten von Rissen zu vermeiden. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist der, einen Elektrodenüberzug von hoher Stabilisierungs- und desoxydierender Wirkung für den Lichtbogen zu schaffen.The main purpose of the invention is to remedy these drawbacks and to create a metal lift-off electrode that has only a weak thermal Stress on the workpiece causes cracks to appear in the base metal to avoid. Another purpose of the invention is to provide an electrode coating to create a high stabilizing and deoxidizing effect for the arc.

Die Erfindung besteht darin, daß die Umhüllung der Elektrode folgende gewichtsmäßige Zusammensetzung aufweist: Kryolith .............. i,o bis io,o11/o Kaolin ................ io,o - 15,0o/0 Asbest ................ io,o - i5,0°% Cellulose .............. 8,0 - 12,0'0/0 reine Kieselsäure ...... 0,2 - 10,011/o Talkum ................ 3,0 - 5,00/0 Mangan .............. o,1 - i0,011/0 Zirkon :............... 5,0 - 10,0°/0 Graphit .............. . 2,5 - 7,5 % Eisencarbonat ......... 30,0 - 50,0°/0. Mit diesem Überzug erzielt man bei metallabhebenden Bearbeitungsvorgängen überraschend günstige Ergebnisse, insbesondere einen außerordentlich stabilen Lichtbogen, eine vollständige Beseitigung von Oxyden des Grundmetalls, eine merkliche Verminderung von Rissen in dem Grundmetall unter der Bearbeitungsstelle und glatte Oberflächen nach der Bearbeitung.The invention consists in that the coating of the electrode has the following composition by weight: Cryolite .............. i, o to io, o11 / o Kaolin ................ io, o - 15.0o / 0 Asbestos ................ io, o - i5.0 °% Cellulose .............. 8.0 - 12.0'0 / 0 pure silica ...... 0.2 - 10.011 / o Talc ................ 3.0 - 5.00 / 0 Manganese .............. o, 1 - i0,011 / 0 Zircon: ............... 5.0 - 10.0 ° / 0 Graphite ............... 2.5 - 7.5% Iron carbonate ......... 30.0 - 50.0 ° / 0. With this coating one achieves surprisingly favorable results in metal-removing machining processes, in particular an extremely stable arc, a complete elimination of oxides of the base metal, a noticeable reduction of cracks in the base metal under the machining point and smooth surfaces after machining.

Für den Elektrodenkern nimmt man vorzugsweise, auch hier Schweißdraht aus Flußeisen. mit o, i o bis 0,1511/a Kohlens.tofgehalt. Man kann j edoch auch andere Metalle, wie Wolfram, Stahl-Legierungen oder Kupfer- oder Niekel-Legierungen verwenden. und mit Überzügen; gemäß der Erfindung versehern, und erzielt auch damit ausgezeichnete Ergebnis.se. Kerndraht aus. Flußeisen wird deshalb bevorzugt, weil eis ein für Elektroden bewährtes Metall darstellt und den Oberflächen gute Verarbeitungseigensch.aften verleiht.Welding wire is preferably used for the electrode core, here too made of fluoro iron. with o, i o to 0.1511 / a carbon content. But you can too other metals such as tungsten, steel alloys or copper or nickel alloys use. and with coatings; according to the invention, and also achieved with it excellent result.se. Core wire out. Fluent iron is preferred because ice is a proven metal for electrodes and the surfaces have good processing properties confers.

Die außerordentlich große Arbeitsgeschwindigkeit, die- mit der erfindungsgemäßen Elektrode erreicht wird, beruht offenbar auf der schnellen Reduktion des Eisenc.arto.nats b-,i den hohen Temperaturen des Lichtbogens sowie auf der Freimachung großer Mengen, unter Druck strömenden. Kohlendioxyds, wadurch die Ablösung der Metallschicht v 0U dem Werkstück derart erleichtert und beschleunigt wird, wie es, bisher bei Anwendung des Lichtbogens. für diese Zweckei nicht möglich war.The extraordinarily high speed of operation, with the inventive Electrode is reached, is apparently based on the rapid reduction of Eisenc.arto.nats b-, i the high temperatures of the arc and the franking of large quantities, flowing under pressure. Carbon dioxide, which causes the metal layer to become detached 0U the workpiece is lightened and accelerated in the same way as it was previously in use of the arc. was not possible for this purpose.

Bei dem erfindungsgemäßen Gemisch wird das erforderliche Eisenoxyd durch die Reduktion des Eisencarbonats erhalten, wodurch besonders große Mengen von Kohlendioxyd während des Absehmelzens frei werden. Es ist verständlich, daß eine derartige Reaktion für den vorliegenden Zweck erhebliche Vorteile gegenüber den früheren Umhüllungsgemischen bietet, bei denen Eisenoxyd und Erdalkali- oder sonstige Carbonate wohl vermischt, aber als, selbständige Bestandteile vorlagen, und zwar deshalb, weil die während der Reaktion entwickelte größere Menget an Gasen diel Ionisation. des Lichtbogenis. begünstigt und. eine schnellere Loslösung des. Grundmetalls ermöglicht. Durch das Vorhandensein. von. Mangan und Kieselsäure als besondere Bestandteile erhält man klare und vom Oxvden fme@ie Oberfiächan. Alle genannten Bestandteile werden in feingepulvertem, Zustand, gründlich miteinander vermengt und können, durch Zusatz von Wasser oder anderen geschmeidigen, Flüssigkeiten zu einem Teig angemacht werden, mit dem. der Kern umhüllt wird. Man: kann, sie aber auch als Pulver mit einem. geeignetem: Haftmittel auf den metallischen Kern .aufbringen,. Die Menge: der Umhüllungsmasse muß zu derjenigen deis Metallkerns in einem solchem. Verhältnis. stehen, daß man einen den gegebenen Arbeitsbedingungen entsprechenden Lichtbogen erhält. Dieses Grundmetall kann aus Eisem,- und Stahlsorten bestehen, oder aus Wolfram, Kupfer, Kupfer-und/oder Nickel-Legierungen und Gußeisen. Die gewöhnlichen Arbeitsgänge können mit bemerkenswert wenig Spritzern, und im Laufe des, Arbeitsvorganges innerhalb, eines. sehr weiten, zulässigen Bereiches der Lichtbogenlänge durchgeführt we,rden. Die soibehand-,elten Werkstücke, haben beson,-ders glatte und. saub,3re Oberflächen und lassen, sich auch mit anderen: -ähnlich bearbeiteten, Metallteilen gut zusammengchweißen.In the mixture according to the invention, the required iron oxide is obtained by reducing the iron carbonate, creating particularly large quantities released from carbon dioxide during weaning. It is understandable that such a reaction for the present purpose has considerable advantages over it offers the earlier coating mixtures, in which iron oxide and alkaline earth or other carbonates were mixed, but were present as independent components, this is because the greater amount of gases evolved during the reaction the ionization. of the arc. favored and. a faster detachment of the. Base metal allows. By the presence. from. Manganese and silica as special components are clear and from Oxvden fme @ ie Oberfiächan. All Said ingredients are in finely powdered, state, thoroughly mixed with one another mixed and can, by adding water or other smooth liquids can be made into a dough with the. the core is enveloped. One: can, but they also as a powder with one. suitable: apply adhesive to the metallic core ,. The amount: the coating mass must match that of the metal core in such a. Relationship. stand that one corresponds to the given working conditions Arc receives. This base metal can consist of iron and steel types, or made of tungsten, copper, copper and / or nickel alloys and cast iron. The common ones Work steps can be carried out with remarkably little spatter, and in the course of the work process within a. carried out a very wide, permissible range of the arc length will. The soibehand-, eld workpieces, have special, -der smoothness and. clean, 3re surfaces and can also be used with other: - similarly processed, Weld metal parts together well.

Ein Ausführungsbeispiel einer Elektrode nach der Erfindung: Man, nimmt einen Schweißdraht aus basisohern. Flußeisen, mit 0,13% Kohlenstoff von etwa 3,2 mm. Durchmetsser und. überzieht .ihn, mit einer Umhüllung folgender Zusammensetzung: Asbest .............. Io,ol/0 Cellulose ............ 10,00/0 Kryolith ............ 2,0°/0 Eisencarbonat ....... 38,0°/o Graphit ............ 7,0% Kaolin ............. io,o% Mangan ............ 8,50/0, Kieselsäure .......... 1,00/0 Talkum .........:.. 4,0% Zirkon ............. 9,50/0. Diese Mischung wird auf den Metahkern in solcher Stärke aufgebracht, daß die fertige Elektrode nach dem Trocknen 4,8 mm stak ist.An embodiment of an electrode according to the invention: One takes a welding wire from base ears. Fluorescent iron, with 0.13% carbon of about 3.2 mm. Diameter and. covers it with a coating of the following composition: Asbestos .............. Io, ol / 0 Cellulose ............ 10.00 / 0 Cryolite ............ 2.0 ° / 0 Iron carbonate ....... 38.0% Graphite ............ 7.0% Kaolin ............. io, o% Manganese ............ 8.50 / 0, Silicic acid .......... 1.00 / 0 Talc .........: .. 4.0% Zircon ............. 9.50 / 0. This mixture is applied to the metal core in such a thickness that the finished electrode is 4.8 mm thick after drying.

Wenn man: diese Schneidelektrode in der bekannten, Weise zum Schneiden oder metallabhebendem, Bearbeitern; von Stahl und Gußensen benutzt, erhält man bearbefeta Oberflächen, die gegen Korrosion, außerordentlich beständig sind und, wenig oder keine Risse aufweisen. Während der Bearbeitung treten bemerkenswert wenig Spritzer auf, -und. Schwankungen der Stromstärke nach; oben und unten beeinträchtigen nicht die Beständigkeit dies Lichtbogens in; dem. Maße, wie dies bei Elektroden mit den bisher bekannten. Umhüllungen der Fall ist. Der Lichtbogen ist vielmehr sehr gleichmäßig, und die auf dem Grundmetall gebildeten Schlacken fließen frei und leicht.If you: this cutting electrode in the known, way for cutting or metal-removing, processing; Used by Stahl und Gußensen, one gets bearbefeta Surfaces that are extremely resistant to corrosion, and, little or no show no cracks. Remarkably little spatter occurs during machining on and. Fluctuations in current intensity according to; above and below do not interfere the persistence of this arc in; to the. Dimensions like this for electrodes with the previously known. Wrappings is the case. Rather, the arc is very even, and the slags formed on the base metal flow freely and easily.

Claims

PATENT CLAIM: Metal arc planer electrode for metal-removing machining of workpieces. such as grooving, chamfering, dressing, etc. with an electric electrode casing containing iron carbonate and preferably also silica, characterized in that the casing has the following composition by weight: Kaolin ............ 10, o to 15.0% Cryolite ........... i, o - io, o% Asbestos ............ 10.0 - 15.0% Cellulose .......... 8.0 -. 12, o0 / 0 Silicic acid ........ 0.2-10.00 / 0 Talc ........... 3.0 - 5.00 / 0 Manganese ........... 0.1 - 10.00 / 0 Zircon ............ 5.0 - 10.0% Graphite ........... 2.5 - 7.5% Iron carbonate: .... 30.0 - 50.0%

Documents considered: German Patent No. 841 030; Swiss patent specification No. 2566o3; British Patent No. 592 28o; "Philips Techn. Rundschau" magazine, October 1948, pp. 117 to 126; Book "Material and Welding" by E r dmann-Jesnitzer, 1951, pp. 313 to 346; "Stahl und Eisen" magazine, 1945, pp. 109 to 118; "Werkstatt und Betrieb" magazine, 1946, pp. 41 and 42; Book "Hose Electrode", by Lesse 1, 1936, VDI-Verlag, pp. 20 and 39.