DE976654C

DE976654C - Schweissmittel zur Unterpulverschweissung

Info

Publication number: DE976654C
Application number: DEC5080A
Authority: DE
Inventors: William M Dr-Ing Conn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-12-09
Filing date: 1951-12-09
Publication date: 1964-01-30

Description

Schweißmittel zur Unterpulverschweißung Die Erfindung betrifft ein Schweißmittel zum Unterpulverschweißen, bestehend aus Mullit als hochschmelzender Komponente sowie zumindest einer niedrigschmelzenden Komponente.
Es sind bereits Schweißmittel der erwähnten Art bekannt, welche überwiegend aus Mullit (72'9/o A1,0,3+a8o/o SiO.,) bestehen. Derartige Schweißmittel bieten den Vorteil, daß der Mullit infolge seines gegenüber den zu verschweißenden Metallen weit höheren Schmelzpunktes bereits zu einem Zeitpunkt in der Schlacke erstarrt ist, in dem sich das Metall noch in flüssigem bzw. halbflüssigem Zustand befindet, und auf diese Weise Kehne zur Anlagerung von aus der Schweißstelle entweichenden Gasen bildet. Dies ist jedoch andererseits auch von Nachteil, weil ein Entweichen der Gase durch das Schweißmittel infolge des vorzeitigen Erstarrens des überwiegend vorliegenden Mullits stark behindert wird, so daß eine weitere Anlagerung von Gasblasen aus dem geschmolzenen Metall praktisch nicht mehr möglich ist.
Es sind auch Schweißmittel zum Unterpulverschweißen mit Quarzsand als hochschmelzender Komponente sowie zumindest einer niedrigschmelzenden Komponente bekannt. Im Gegensatz zu Schweißmitteln mit einem Gehalt an Mullit reagiert jedoch der Quarzsand bei Durchführung der Schweißung chemisch mit den niedrigschmelzenden Komponenten und verwandelt sich selbst in. eine solche, so daß das Schweißmittel zu einer homogenen, glasartigen Schlacke verschmolzen wird; diese Schlacke besitzt dann einen ebenso hohen oder niedrigeren Schmelzpunkt wie die zu verschweißenden Metalle und enthält keine Gasanlagerungskeime, welche bereits in fester Form vorliegen, während sich die Schweißmetalle noch auf Schmelztemperaturen befinden.
Es wäre zwar grundsätzlich möglich, einer niedrigschmelzenden Schweißmittelkomponente an Stelle von Mullit eine andere chemisch inaktive hochscbmelzende Komponente beizufügen. Jedoch besitzen derartige Komponenten mit Ausnahme von Mullit alle gegenüber den zu verwendenden niedrigschmelzen.den Komponenten eine sehr hohe Dichte, so daß die Teilchen der hochschmelzenden Komponente nicht in der niedrigschmelzenden Komponente schwimmen, wenn die letztere beim Schweißvorgang verflüssigt wird, sondern vielmehr nach, unten auf das geschmolzene Metall absinken und dort eine im wesentlichen gasundurchlässige Schicht bilden. Dadurch wird wiederum die zur Erzielung einer guten Schweiße notwendige Gasabfuhr verschlechtert.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Schweißmittels mit gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Entgasung der Schweißstelle, welches - obgleich chemisch inaktive hochschmelzende Teilchen als Anlagerungskerne für entweichende Gase enthaltend - lange flüssig bleibt, vorzugsweise bis nach dem Erkalten des Schweißmetalls, wobei die hochschmelzende Komponente im wesentlichen in gleichmäßiger Verteilung innerhalb der niedrigschmelzenden Komponente vorliegt. Erreicht wird dies dadurch, daß der Prozentgehalt der niedrigschmelzenden Komponente überwiegt und der Mullitanteil zumindest etwa 4,5"/o beträgt.
Bei dem Schweißmittel nach der Erfindung wirkt jedes in der niedrigschmelzenden Komponente bei deren Verflüssigung während des Schweißvorganges vorliegendes Mullitteilchen als Keim für die Adsorption von chemisch oder physikalisch an der Schweißstelle gebundenem Gas. Durch diese Anlagerung von Gas wird die Schlacke porös, so daß deren Wärmeleitfähigkeit merklich abnimmt. Dies bedingt, daß die Schlacke des erfindungsgemäßen Schweißmittels länger flüssig bleibt als das. ver= schweißte Metall, so daß die weitere Anlagerung von Gas in der Schlacke bis zur Verfestigung des Metalls erfolgen kann. Ist das Metall erstarrt, so wandern die adsorbierten Gasbläschen innerhalb der noch flüssigen Schlacke nach außen, d. h. von dem Metall weg, so daß die Schweißstelle vollkommen gasfrei bleibt und eine glatte Oberfläche aufweist. Demgemäß besitzt das erfindungsgemäße Schweißmittel gegenüber demjenigen nach dem Stand der Technik den Vorteil, daß die Anforderungen. hinsichtlich der höchstzulässigen Verunreinigung der Schweißstelle (z. B. durch Feuchtigkeit, Öl, Rost od. dgl.) wesentlich geringer sein können, ohne daß dadurch die Qualität der Schweißung leidet. Das erfindungsgemäße Schweißmittel kann insbesondere folgende Stoffe als niedrigschmelzende Komponente bzw. Komponenten enthalten, welche bei Schweißmitteln ohne Mullitzusatz zum Teil schon Stand der Technik sind: Natriumsilikat, Feldspat, Kryolith, Manganverbindungen und/oder ein oder mehrere Fluoride von Kalzium, Natrium, Kalium, Lithium.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Schweißmittel in der niedrigschmelzenden Komponente folgende Desoxydationsmittel enthalten: Elementares oder legiertes Silizium, Aluminium oder Magnesium.
Schließlich " kann in der niedrigschmelzendeii Komponente des erfindungsgemäßen Schweißmittels noch ein legierbares Metall, insbesondere Mangan, Manganlegierungen, Nickel und/oder Kobalt enthalten sein.
Eine bevorzugte Zusammensetzung eines erfindungsgemäßen Schweißmittels besteht aus folgenden Komponenten: S'021,,8'"/0, Zr0224,o"/o, T'02 770/a, R20,3 3,40/a, B20,3 I0.,30/0, C00 19,3"/a, Alkalien 1,4,5'/0.
Hierbei stellte die Komponente R20, ein mit Vibliehen Fe@03 Verunreinigungen versetztes A120,3 dar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schweißmittel zum Unterpulverschweißen, bestehend aus Mullit als hochschmelzender Komponente sowie zumindest einer niedrigschmelzenden Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentgehalt der niedrigschmelzenden Komponenten überwiegt und der Mullitanteil zumindest etwa 4,50/a beträgt.
2. Schweißmittel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ni.edrigschmelzende Komponente einen der folgenden Stoffe enthält: Natriumsilikat, Feldspat, Kryolith, Manganverbindungen und/oder ein oder mehrere der Fluoride der Metalle Kalzium, Natrium, Kalium, Lithium.
3. Schweißmittel nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigschmelzende Komponente einen der folgenden Stoffe als Desoxydationsmittel enthält: Elementares oder legiertes Silizium, Aluminium oder Magnesium.
4. Schweißmittel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigschmelzende Komponente ein legierbares Metall in Form von Mangan, Manganlegierungen, Nickel und/oder Kobalt enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2360716, :2474787-