FI57359C

FI57359C - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER PAOSVETSNING

Info

Publication number: FI57359C
Application number: FI1037/73A
Authority: FI
Inventors: Franz Neff; Hermann Ornig
Original assignee: Ver Edelstahlwerke Ag
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1980-08-11
Also published as: ES413667A1; YU78973A; IT980216B; FR2179960A1; AT319703B; NL154954B; GB1414734A; DD104235A5; DE2218078A1; DE2218078B2; CS210648B2; FR2179960B1; BE798186A; CH575803A5; ZA732460B; NL7304558A; BR7302696D0; SE394086B; CA979982A; FI57359B

Description

1555^1 [B] mjK^LlJTUSJULICAISU rn.co JJBTa l J ' ' UTLÄGG N I Νβ$$ΚΜ FT ^ f O y »SSjS C (45) Patentti ~y liv II i'3 iv~0 ^ T ^ (51) Kv.ik.3/if*.a3 B 23 K 9/04 SUOMI —FINLAND (21) ht^lwkwnw--NtmamBknlnf 1037/73 (22) HkkemiipiM—Anattnlnfriag . 04.73 (23) AlkupAlvt—GIMgh«tad«g 0U.0U.73 (41) Tulhrt JulktMksI— Blhrtt offantllg 15.10 731555 ^ 1 [B] mjK ^ LlJTUSJULICAISU rn.co JJBTa l J '' UTLÄGG NI Νβ $$ ΚΜ FT ^ f O y »SSjS C (45) Patent ~ y liv II i'3 iv ~ 0 ^ T ^ (51 ) Kv.ik.3 / if * .a3 B 23 K 9/04 FINLAND —FINLAND (21) ht ^ lwkwnw - NtmamBknlnf 1037/73 (22) HkkemiipiM — Anattnlnfriag. 04.73 (23) AlkupAlvt — GIMgh «tad« g 0U.0U.73 (41) Tulhrt JulktMksI— Blhrtt offantllg 15.10 73

Mmm. J» nMmHtaim···Mmm. J »nMmHtaim ···

Patent· och ragittarttyralaan ' AmMim utiafd och uti.*krtfun pubiie*r*d 30. oU. 80 (32)(33)(31) Pyydetty «tuoikaui —Bejird priorlut lU. OU. 72Patent · och ragittarttyralaan 'AmMim utiafd och uti. * Krtfun pubiie * r * d 30. oU. 80 (32) (33) (31) Requested «until then —Bejird priorlut lU. OU. 72

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2218078.5 - (71) Vereinigte Edelstahlverke Aktiengesellschaft (VEW), Elisabethstrasse 12, 1010 Wien, Itävalta-Österrike(AT) (72) Franz Neff, Kapfenberg, Hermann Ornig, Kapfenberg, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Päällehitsausmenetelmä ja -laitteisto - Förfarande och anordning för pa-svetsning Tämä keksintö koskee menetelmää metallisten työkappaleiden päällehitsaami-seksi jauheen alla sähköisellä valokaarella sulatettavilla metallinauhoilla muodostaen enennän kuin 75 im, mieluimmin enennän kuin 100 im leveitä hitsi-palkoja, erityisesti käyttäen lejeeraamatonta tai lejeerattua terästä olevia nauhoja, jolloin tasavirtalähteen napaan liitettyä, nauhamaista elektrodin sulatustapahtuman aikana saattaa magneettikenttä, ja laitteistoa tämän toteuttamiseksi.Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) P 2218078.5 - (71) Vereinigte Edelstahlverke Aktiengesellschaft (VEW), Elisabethstrasse 12, 1010 Vienna, Austria-Austria (AT) (72) Franz Neff, Kapfenberg, Hermann Ornitt, Kapfenberg, Kapfenberg The present invention relates to a method for welding metal workpieces under powder with electric arc-fusible metal strips in an amount of more than 75 μm, preferably more than 75 μm, Tyskland (DE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Top-welding method and apparatus im wide weld pods, especially using strips of non-alloy or alloy steel, in which case a magnetic field is applied to the terminal of the DC power supply during the melting of the electrode, and equipment for doing so.

Pulverinalaista hitsausta nauhanmuotoisilla elektrodeilla käytetään pääasiallisesti seostamattcman tai vähän seostetun teräksen päällystämiseen korroosiota kestävillä tai kovalla metallikerroksella, Lisäaineena käytetään esimerkiksi nauhoja austeniittisista CrNi-teräksistä, nikkelilejeeringeistä tai pronsseista taikka keskinkertaisesti taikka suuresti lejeeratuista, hankausta kestävistä teräksistä tai kobolttilejeeringeistä. On osoittautunut, että menetelmälle suotuisin nauhan paksuus en 0,5 im, joissakin tapauksissa aina 1 im saakka. Käytännössä pääasiallisesti käytetty nauhaleveys an 30-60 mm.Submerged arc welding with strip electrodes is mainly used to coat unalloyed or low-alloy steel with a corrosion-resistant or hard metal layer. It has been found that the most favorable strip thickness for the method is not 0.5 im, in some cases up to 1 im. In practice, mainly used strip width an 30-60 mm.

Lisäaineen ja perusaineen koostumuksessa an useimmissa tapauksissa suuri ero, niin että toivottavaa on mahdollisimman vähäinen sekoittuminen elektrodi-hitsiaineen ja perusaineen välillä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä sekoittuminen voimakkaasti lisääntyy hitsausnopeuden kasvaessa. Sen vuoksi ei ole mahdollista olennaisesti nostaa päällystystehokkuutta hitsausnopeutta nos- 2 57359 taalalla. Tästä syystä on hltsausnopeus pidettävä jokseenkinpienenä, se on normaalisti vain 9-11 oa/min.In most cases, there is a large difference in the composition of the additive and the base material, so that as little mixing as possible between the electrode weld metal and the base material is desirable. Studies have shown that this mixing increases sharply with increasing welding speed. Therefore, it is not possible to substantially increase the coating efficiency by increasing the welding speed by 2 57359 bucks. For this reason, the cooling rate must be kept somewhat low, normally only 9-11 oa / min.

Sen vaoksi ei ole puuttunut yrityksiä siten nostaa pulverinalaisen hitsaus» menetelmän päällystystehokkuutta, että lisäaineena käytetään nauhoja» jotka ovat leveämpiä kuin 60 aa. Nauhan leveyden kasvaessa huonontuvat kuitenkin yläpinnat ja ennen kaikkea hitsipalkojen reunat. Palkojen reunat tulevat jyrkiksi ja epäsäännöllisiksi· Tämän johdosta tulee aahdottoaaksi saada aikaan virheetöntä päällystystä» koska kahden hitslpalon liittymäkohdassa esiintyy voimakkaita syvennyksiä ja kuonasulkenaia.No attempt has been made to increase the coating efficiency of the powder welding process by using strips wider than 60 aa as an additive. However, as the width of the strip increases, the upper surfaces and, above all, the edges of the weld beams deteriorate. The edges of the beams become steep and irregular · As a result, it is easy to achieve a flawless coating »because there are strong recesses and slag traps at the junction of the two welds.

Tämän haitan poistaaiseksl on ayös suoritettu kokeita hitsipalkojen reunojen parantaalseksi erityisesti valitun hitsausjauheen avulla» jolla on alhainen» 0»4-0*8 kg/l kaatopalno. Niiden hitsausnauhojen leveyttä» joilla vielä saadaan noitteettoaia hitaipalkoja, ei kuitenkaan siten voitu olennaisesti suurentaa.In order to eliminate this disadvantage, experiments have also been carried out to improve the edges of the welding beams, in particular with the aid of a selected welding powder »with a low» 0 »4-0 * 8 kg / l shale. However, the width of the welding strips »which still provide warp and slow beams could not be substantially increased.

On tunnettua» että jauheenalalsessa hitsauksessa nauhanauotoisilla elektrodeilla valokaari vaihdellen palaa nauhan pään eri kohdissa ja sulattaa näitä kohtia. Sen vuoksi kokeiltiin ayös tämän valokaaren liikkeen auodostaaista tasaiseksi johtamalla elektrodiaanhan koko eulaaisalueen lävitse suunnattu magneettinen valhtokenttä» jonka voiaaviivat ovat kohtisuorassa nauhan sulaais-reunaa vastaan. Tolvoauksena oli täten muodostaa perusaineen sulaainen tasaisea-a&ksi ja ayös se» että voitaisiin käyttää leveämpiä nauhoja. Näaä odotukset eivät kuitenkaan ole täyttyneet tai ovat täyttyneet vain erittäin vähäisessä määrin. Tämä johtunee siitä, että jo Iinan magneettisen vaihtokentän vaikutuk-ta 60 aa leveääsä elektrodinauhassa ajoittain saaanalkaisesti palaa kaksi valokaarta. Kuten voitiin todeta, lisääntyy hauhaleveyden kasvaessa valokaarien luki, aikä pakollisesti antaa tietyn tasaisuuden palaaistapahtuaassa koko nauhan leveydeltä. Magneettisen vaihtokentän käyttämisestä on nyt ilaeisesti seurauksena, että estetään useampien valokaarien auodostuainen, minkä johdosta valokaaren sellaisen vaikuttamisen seurausvaikutus nauhaleveyden kasvaessa yhä enennän vähenee.It is known »that in powder submerged arc welding with strip-shaped electrodes, the arc alternately burns at different points in the head of the strip and melts these points. Therefore, it was also attempted to smooth the aoding path of this arc by conducting a magnetic white field directed through the entire eula region of the electrode, the lines of which are perpendicular to the melt edge of the strip. The purpose of the tolvation was thus to form a melting of the base material into a uniform one and also that wider strips could be used. However, these expectations have not been met or have been met only to a very limited extent. This is probably due to the fact that already under the influence of the Iina magnetic exchange field in the 60 aa wide electrode strip, two arcs of light are occasionally lit from time to time. As could be seen, as the warp width increases, the number of arcs increases, time obligatorily giving a certain uniformity in the bounce event over the entire width of the ribbon. The use of a magnetic exchange field now has the gracious consequence of preventing the auxing of several arcs, as a result of which the consequence of such an action of the arc decreases as the bandwidth increases.

Tunnettu on nyöskin nenetelaä, jossa käytetään hitsaus suuntaan nähden poikittaista stationääristä aaegneettikenttää, jolla menetelmällä pyörivää, aylin-teriaäistä perusainetta hitsataan aaksiaileveydeltään 75 aa elektrodinauhoilla. Sähköaagneetin kääaltys on tällöin käämitty perusaineen ympärille, niin että viimeksimainittu saa nagnee11isydäaen tehtävän. Tällä tavoin voitaneen ennen kaikkea tehdä hitsauspalkojen yläpinta tasaiseksi. Myöskin laakeiden työkappa-leiden päällystämiseksi on sen lisäksi tämän vuoksi ehdotettu sellaisen aag-neettikentän käyttöä, joka synnytetään nauhaelektrodin päälle käämityllä aag-neettikääaityksellä. Periaatteessa korostetaan kuitenkin, että tällä aenetel-aällä eivät yli 75 aa leveät nauhat ole hitsattavissa.A nasal roll is also known, in which a stationary time magnet field transverse to the welding direction is used, by means of which a rotating Aylin-edged base material is welded with electrode strips with an axial width of 75 aa. The winding of the electric magnet is then wound around the base material, so that the latter is given the function of a core. In this way, it would be possible, above all, to make the upper surface of the welding beams smooth. In addition, for the coating of the workpieces of the bearings, it has therefore been proposed to use an agar field generated by an agar winding wound on a strip electrode. In principle, however, it is emphasized that strips wider than 75 aa cannot be welded in this process.

3 573593 57359

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena en antaa menetelmä, jolla voidaan tuottaa moitteettomia, so. päällystämisiin täysin kelvollisia yli 75 mm levyisiä hitsipalkoja vastaavia nauhoja hitsaamalla, erityisesti hitsaamalla nauhoja, jotka ovat lejeerattua tai lejeeraamatonta terästä.It is not an object of the present invention to provide a method by which faultless, i.e. by welding of strips corresponding to welded beams of a width of more than 75 mm, in particular by welding strips of alloy or non-alloy steel.

Yllättävästi on osoittautunut, että tämä tehtävä keksinnön mukaisesti voidaan ratkaista siten, että käytetään stationääristä eli pysyvää magneettikenttää, jolloin magneettinavoista olennaisesti työkappaleen pintaa kohti ulostyöntyvät voimaviivat ovat niin kaarevat, että hitsausnauhan reuna-alueilla, jotka kumpikin ovat 1/20 - 1/4 hitsausnauhan leveydestä,positiivisen varauksen kantajat valo-kaaressa tulevat poikkeutetuksi hitsausliikkeen suuntaan, kuitenkin vinosti " ulospäin, niin että päällehitsauksen leveys verrattuna palon leveyteen ilman magneettikenttävaikutusta, suurenee 2-15 nm, mieluimmin 2-8 rrm.Surprisingly, it has been found that this object according to the invention can be solved by using a stationary magnetic field, whereby the lines of force projecting substantially from the magnetic poles towards the workpiece surface are so curved that in the edge areas of the welding strip, each 1/20 to 1/4 of the welding strip width , the positive charge carriers in the arc of arc become deflected in the direction of the welding movement, however obliquely "outwards", so that the width of the overlay weld compared to the width of the fire without the effect of the magnetic field increases by 2-15 nm, preferably 2-8 rrm.

Hitsausnauhan reunavyöhykkeisiin vaikuttavalla stationäärisellä magneetti-" kentällä on täten tehtävänä kääntää positiivisten varausten kantajat hitsaus- liikkeen suuntaan vinosti ulospäin. Poikkeutussuunnan ja hitsausliikkeen suunnan tulee täten muodostaa kulma toistensa kanssa. Poikkeutus suunnan määrittämiseksi voidaan kuvitella, että varauksen kantajienpoikkeutus tapahtuu tasossa, jonka määrittävät kaksi ajateltua suoraa, jotka toiselta puolen antavat varauksen-kantajien liiketien ilman magneettikentän vaikutusta ja toiselta puolen näiden varauksenkantaj ien tien magneettikentän vaikutuksen alaisena. Nämä kaksi ajateltua suoraa määrittävät tasan, joka leikkaa perusaineen (työkappaleen) yläpinnan. Tänä leikkausviiva antaa välittömästi poikkeutussuunnan, joka muodostaa kulman hitsausliikkeen suunnan kanssa. Käytännössä eivät varauksenkanta jät tietysti liiku pitkin suoraa viivaa, mikä kuitenkin voidaan jättää huomioonottamatta poikkeutussuunnan määrittelyssä.The stationary magnetic field acting on the edge zones of the welding strip thus has the function of turning the carriers of positive charges obliquely outwards in the direction of the welding movement. The deflection direction and the direction of the welding movement must that the other side provide a reservation-carriers motion of the road without affecting and second magnetic field side under the road varauksenkantaj GMOs magnetic field. the two contemplated directly determine exactly which cuts the base material (workpiece) upper surface. This cut line to provide immediate deflection, which forms an angle with the welding direction of movement In practice, of course, the reserve base does not move along a straight line, which, however, can be disregarded in determining the direction of the derogation.

Ohjearvona poikkeutuskulmalle voidaan antaa, että sen tulee olla likimain välillä 15-75°, koska liian suuri poikkeutuskulma johtaa päällysteen (päällehitsauksen) poikkileikkauksen satulanmuotoiseen muotoon, kun taas liian pieni poikkeutus-kulma antaa vähennän kauniit ja epätasaiset hitsipalan reunat, joissa usein epäpuhtauksina on kuona sulkeumia ja jotka sen vuoksi limitettyinä johtavat kiilamaisiin ja rakkulamaisiin virheisiin.As a guide for the deflection angle, it can be given to be between about 15-75 °, because too large a deflection angle results in a saddle-shaped cross-section of the coating (over-welding), while too small a deflection angle reduces beautiful and uneven weld edges, often with contaminants and which therefore, when interleaved, lead to wedge-like and blister-like defects.

Jotta kuitenkin voitaisiin välttää vaikeasti määrättävä poikkeutuskulma, valittiin keksinnön mukaisesti suoritettavan magneettikenttävaikutuksen mitaksi palon leveyden kasvaminen, joka vastaavilla poikkeutuskulmilla liikkuu välillä 2-15 nm, mieluimmin välillä 2-8 nm. On korostettava, että ei oikeastaan ole kysymys määrätyllä mitalla saavutetusta palon leveyden kasvusta, vaan ennen kaikkea siitä, että vasta keksinnön mukainen hitsausmenetelmä mahdollistaa leveämpien hitsausnauhojen, edullisesti paljon enennän kuin 100 nm leveiden, muodostaen aina 200 nm leveitä hitsipalkoja, käyttämisen hitsaus päällystykseen.However, in order to avoid a difficult-to-determine deflection angle, an increase in the width of the fire, which moves between 2 and 15 nm, preferably between 2 and 8 nm, was chosen as a measure of the magnetic field effect according to the invention. It should be emphasized that this is not really an increase in the width of the fire achieved to a certain extent, but above all that only the welding method according to the invention allows wider use of welding strips, preferably much more than 100 nm wide, always forming 200 nm wide welding beams.

4 573594 57359

Varauksenkantaj ien poikkeutussuunta valokaaressa an olennaisesti riippuvainen voimaviivojen kulusta hitsausnauhan reunoihin vaikuttavassa magneettikentässä, joka voidaan synnyttää kahdella, nauhanreunoja saattavalla magneetti-navalla hitsausnauhaa vastaavalla järjestelmällä. Olennaista on tällöin magneetti-napojen sama etäisyys hitsausnauhan reunoista, napapintojen korkeus työkappaleen yläpinnan yläpuolella ja napapintojen muoto.The deflection direction of the charge carriers in the arc is substantially dependent on the passage of the force lines in the magnetic field acting on the edges of the welding strip, which can be generated by two magnetic poles corresponding to the welding strip. In this case, the same distance between the magnetic poles from the edges of the welding strip, the height of the polar surfaces above the upper surface of the workpiece and the shape of the polar surfaces are essential.

Poikkeutuksen intensiteetti, siis sen tien pituus, jonka varauksenkanta jät kulkevat magneettikentän johdosta, riippuu muutoin samoilla edellytyksillä osaskokocn, osasten nopeuteen ja näiden sähkövarauksen voimakkuutteen nähden, magneettikentän voimakkuudesta. Mitä suurempi on kenttävoimakkuus, sitä pitempi on matka, jonka yksi osanen suorittaa. Tarpeellinen magneettikentän voimakkuus asetellaan yksinkertaisirmin muuttelemalla magnetointivirran voimakkuutta, kun käytetään sähkömagneetteja magneettikentän synnyttämiseen.The intensity of the deflection, i.e. the length of the path on which the charge base leaves due to the magnetic field, otherwise depends, under the same conditions, on the particle size, the speed of the particles and the intensity of their electric charge, the strength of the magnetic field. The higher the field strength, the longer the distance one particle travels. The required magnetic field strength is set in a simple manner by varying the intensity of the excitation current when electromagnets are used to generate the magnetic field.

Keksinnön mukaisesti, riippumatta käyttöön tulevan hitsausnauhan leveydestä, suurenee päällehitsauksen leveys verrattuna palon leveyteen ilman magneettikentän vaikutusta, noin 2-15 nm johtuen magneettikentällä aikaansaadusta positiivisten varauksenkantajien poikkeuttamisesta. Nauhanleveyden ollessa esimerkiksi 80 nm, an päällehitsauksen leveys tarkoituksenmukaisesti 82-84 nm, kun palon leveys ilman magneettikentän vaikutusta valittujen hitsausolosuhteiden johdosta on sama kuin nauhan leveys, eli 80 nm. Suuremmilla nauhanleveyksillä voi olla tarpeen toimia levennyksillä, jotka ovat 10-15 nm. Koska vaatimukset päällystyksessä paljon riippuvat päällystyksen tarkoituksesta, annostellaan keksinnön erään tunnusmerkin mukaan magneettikentän vaikutusta sitä silmällä pitäen, että tasoerot palkojen reunojen (mitattuna niiden korkeimmasta pisteestä) ja palkkojen keskikohdan austeniittisissa päällehitsauksissa eivät ylitä maksimiarvoa 1 nm ja kova-päällysteissä maksimimittaa 2 nm.According to the invention, regardless of the width of the welding strip to be used, the width of the overlay weld increases compared to the width of the fire without the action of a magnetic field, about 2-15 nm due to the deflection of positive charge carriers provided by the magnetic field. For example, when the strip width is 80 nm, the width of the overlay welding is suitably 82-84 nm, when the width of the fire without the effect of the magnetic field due to the selected welding conditions is the same as the width of the strip, i.e. 80 nm. At higher bandwidths, it may be necessary to operate with widenings of 10-15 nm. Since the coating requirements depend a lot on the purpose of the coating, according to one feature of the invention, the effect of the magnetic field is dispensed so that the level differences between the beam edges (measured from their highest point) and the center austenitic overlay welds do not exceed a maximum of 2 nm and a maximum

Keksinnön mukaiselle laitteistolle menetelmän toteuttamiseksi on tunnusomaista, että se an varustettu sähkömagneetti järjestelmällä muodostetulla, edullisesti voimakkuudeltaan säädettävällä magneettikentällä, jolloin magneettisydänten vastakkaiset navat muodostavat otsapinnat hitsausnauhan sulatusreunan reuna-alueella an sijoitettu samalle etäisyydelle nauhan keskiakselista (etäisyys a) toiselta puolen ja työpinnan yläpinnasta (etäisyys b) toiselta puolen.The invention, the apparatus according to implement the method is characterized in that it is an provided with an electromagnetic system, formed of, preferably a magnitude of an adjustable magnetic field, wherein the magnetic cores opposing poles form the front faces of the welding strip the melting edge of the edge region of an spaced equidistant from the strip center axis (distance a) from the second side and the working surface from the top surface (the b ) on the other hand.

Tällöin en edullista, että ainakin työkappaleen yläpintaa kohti olevat magneetti sydämen päät ovat kohdakkain hitsausnauhan kanssa ja että niiden akselit olennaisesti ovat kohtisuorassa työkappaleen yläpintaa vastaan.In this case, it is not preferred that the ends of the magnetic core facing at least the upper surface of the workpiece are aligned with the welding strip and that their axes are substantially perpendicular to the upper surface of the workpiece.

Työkappaleen yläpintaa kohden olevat magneettisydänten otsapinnat voivat keksinnön erään lisä tunnusmerkin mukaan olla puolipallona! set taikka edullisesti V-nuotoiset, jolloin V:n kulman suuruus on 20-90°, mieluimmin 20-50° ja jolloin molempien sydänten päiden kulmapinnat ovat kohdakkain.According to a further feature of the invention, the end faces of the magnetic cores facing the upper surface of the workpiece can be hemispherical! or preferably V-shaped, with the angle of the V being 20-90 °, preferably 20-50 ° and the corner surfaces of the ends of both cores being aligned.

On edullista sillä tavoin muodostaa keksinnön mukaista laitelmaa, että työkappaleen yläpintaan päin olevia magneettisydämen päitä voidaan asetella nii- 5 57359 den etäisyyteen nähden työkappaleen yläpinnasta tai hltsausnauhaa keskiakselis-ta· Keksinnön saksissn laitteen erään erityisen snorltaesnodon sakean on aag-neettisydämsn päät liitetty toisiinsa hakaaaisesti hltsausnauhaa ympäröivällä osalla* jolloin vastakkaisten magneettinapojen snodostalsinen on toteutettavissa yhdistäsisosaan sijoitetulla yhdellä magneettikäämlllä·It is advantageous to form the device according to the invention in such a way that the ends of the magnetic core facing the upper surface of the workpiece can be positioned relative to the distance from the upper surface of the workpiece or the central axis of the workpiece. part * in which case the snodostal of the opposite magnetic poles can be realized by one magnetic coil placed in the connecting part ·

Myös tässä tapauksessa on edullista* että magneettisydämen päiden etäisyyden työkappaleen yläpinnasta taikka hltsausnauhaa keskiaksellsta sovittaml-seksi tai asettelesiseksi yhdistäsisosa on saodostettu moniosaiseksi ja aseteltavaksi·Also in this case, it is advantageous * that the distance between the ends of the magnetic core from the upper surface of the workpiece or the sealing strip from the central axis to be arranged or arranged is deposited into a multi-part and adjustable part ·

Keksintöä selitetään seuraavassa lähensin oheisiin piirustuksiin ja keksinnön eri suoritussuotolhln liittyen·The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings and various embodiments of the invention.

Ehviot 1-3 esittävät päältä katsottuna 150 as leveällä austenilttlsella hitsausnauhalla päällystystarkoltukoeasa saatuja hitslpalkoja magneettikentän vaikutuksella erilaisille poikkeutuskulaille luonteenomaisilla hitsauskraa-teria suedollla ja kaviot 4 ja 5 esittävät kaaviolLlsesti yksinkertaistettuna kampikin keksinnön yhtä suorituasuotoa perspektiivikuvana·Figs.

Kaviossa 1 on esitetty sellainen päällystyspalon ulkonäkö* jossa johtuen liian vähäisestä magneettikenttävaikatuksesta on liian vähäisestä poikkea tuskaisasta aiheutuva puolikaarenaaotoinen päätykraateri 1 sekä analoginen yläpinnaa sulkana!suus ja jonka reunat 3 ovat nuodoltaan jyrkät ja epäsäännölliset·Figure 1 shows the appearance of a coating fire * in which, due to too little magnetic field effect, there is too little deviation from the pain due to the semi-arcuate end crater 1 and the analogous upper surface closure and the edges 3 of which are steep and irregular.

Kavio 2 esittää keksinnön sakalsesti annosteltua nagneettikenttävaikutueta hitslpalossa* jolle on osinalsta hitsauskraaterln 1' laakea, tasainen aaoto* aina reunoille asti lähes suorana kulkeva yläpinnan sulkaaalnen muoto 2f* ja tasaiset sekä täysin suoraviivaiset palon reunat 4· Eltsauäsuuntaa on kaikissa kuvioissa 1-3 osoitettu nuolella 5·Fig. 2 shows a saccharically metered magnetic field support of the invention in a welded fire * having a flat, flat aaoto * of the upper surface, almost straight to the edges, with an almost straight edge of the upper surface feathered shape 2f * and flat and completely rectilinear fire edges 4 ·

Kaviossa 3 on sensijaan kuvattu hitsauspalko* jossa liian suuren poikkeutus-kulaan ja sitä vastaavan aagneettikenttävaikutukeen yliannostuksen johdosta hitsauskraaterilla 1” on palon reunojen satulanmuodon aiheuttama kyttyräauo-to* joka kuvastuu myös yläpinnassa 2". Reunat 4 ovat tosin tässä tapauksessa hyvin tasaiset ja samoin suoraviivaisesti aodostetut* matta johtuen voimakkaasta eatulaaanodoetaksasta paloa reunoilla ja tämän aiheuttamista suurista tasoeroista palon keskikohdan ja reunojen välillä on hitsaustulos käytännöllisesti katsoen käyttökelvoton päällystämistarkoitukseen·Instead, Fig. 3 shows a welding beam * in which, due to an overdose of the deflection ball and the corresponding magnetic field support, the welding crater 1 "has a humpback caused by the saddle shape of the fire edges * which is also reflected in the upper surface 2". * due to the strong eatulaane taxa on the edges of the fire and the large level differences caused by this between the center of the fire and the edges, the welding result is practically unusable for coating purposes ·

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen hitsauslaitteen suoritusmuotoa* jossa hltsausnauhaa 6 siirretään hltsaussuuntaan 3 yhdessä molempien* nauhareunojen viereen ja kohdakkain nauhan kanssa sijoitettujen sähkömagneettien 7 ja 8 kanssa päällehitsaustoiminnan aikana päällystettävän työkappaleen yläpinnan 9 ylitse. Tasavirtalähteestä 10 lähtevä* vastuksella 11 säädettävä ja mittauslaitteel· la 12 luettava magnetointivirta virtaa magneettisydämillä 7* 8 sijaitsevien 6 57359 magnetointikäämisn 7' Ja 8· lävitse vastakkaisiin suuntiin, niin että puolipal-lonnuotolseen napaplntaan 13 muodostuu pohjoisnapa ja analogiseen napaplntaan 14 etelänapa· Hlteausnauha 6 on yhdistetty hltsaustasasunntaajan 13 plusnapaan sanalla kun tämän tasasuuntaajan negatiivinen napa on liitetty työkappaleeseen 9· Hitsausnauhan 6 alapäätä ympäröi hitsausjauheella 16 täytetty suppilo 17· Vaikuttava jännite sytyttää sulatusvyöhykkeeseen 18 useita valokaaria, jotka saavat hitsausnauhan 6 alareunan 6' sulanaan· Sulatettu metalli muodostaa työ-kappaleelle päällystekerroksen 19, jota peittää kuonakerros 20, jolla sijaitsee kerros sulamatonta hitsausjauhetta 21. Sulatustapahtuman aikana siirretään hitsausnauhaa 6 eteenpäinsiirtotelollla 22 jatkuvasti nuolen 23 suuntaan· Hagneettisydämten 7 ja 8 aseteltavaa etäisyyttä (mitattuna niiden keskiakselil-ta 29) hitsausnauhan keskiakselista 24 on merkitty kirjaimella a ja otsapinto-jen 13*14 (mitattuna niiden alimmasta pisteestä) etäisyyttä työkappaleen 9 ylä pinnasta on merkitty kirjaimella h.Fig. 4 shows an embodiment * of a welding device according to the invention in which the welding strip 6 is moved in the welding direction 3 together with both electromagnets 7 and 8 placed next to both * strip edges and aligned with the strip over the upper surface 9 of the workpiece to be coated during the welding operation. The excitation current from the DC source 10, which is adjustable by a resistor 11 and read by a measuring device 12, flows in opposite directions through the excitation coils 7 'and 8 · located on the magnetic cores 7 * 8, so that the hemisphere 13 connected to the positive pole of the welding rectifier 13 by the word when the negative pole of this rectifier is connected to the workpiece 9 · The lower end of the welding strip 6 is surrounded by a funnel 17 filled with welding powder 16 covered by a slag layer 20, which is located in a layer of unmelted during the welding powder 21. The melting of the event is transferred to the welding strip 6 eteenpäinsiirtotelollla 22 continuously in the direction of the arrow 23 · Hagneettisydämten settable 7 and 8, the distance (measured niid en from the central axis 29) the central axis 24 of the welding strip is marked with the letter a and the distance of the end faces 13 * 14 (measured from their lowest point) from the upper surface of the workpiece 9 is marked with the letter h.

Toimen suoritusmuotoon kuvattu kuviossa 5# Tässä liikutetaan hitsausnauhaa 6 ~ hitsaustapahtuman kuluessa päällystettävän työkappaleen 9 ylitse hitsaussuuntaan 3 yhdessä osien 25-28 muodostaman sähkömagneettijärjestelmän kanssa· Magneettl-sydämet 27 ja 28 on iässä yhdistetty toisiinsa hitsausnauhaa 6 hakasmaisesti ympäröivällä osalla 26, joka on muodostettu moniosaiseksi ja aseteltavaksi ja vastakkaisten magneettinapojen muodostaminen otsapinnoille 13' ja 14' aikaansaa-daan yhdellä, osalle 26 käämityllä magneettlkelalla 2$· Tasavirtalähteestä 10 lähtevä, vastuksella 11 säädettävä ja mittalaitteella 12 luettava nagnetointi-virta virtaa läpi nagneettikelan 25 siten, että napapinnalle 13' muodostuu pohjoisnapa ja napapinnalle 14' etelänapa. Nagneettisydänten 27,28 päiden järjestely on siten suoritettu, että otsapinnat 13' ja 14' ovat kohdakkain· ie on muodostettu V-muotoisiksi ja sulkevat sisäänsä (asianomaisesta sydämen päästä 27*28 katsottuna) 33° kulman·The embodiment of the operation described in Fig. 5 # Here, the welding strip 6 is moved over the workpiece 9 to be coated during the welding operation in the welding direction 3 together with the electromagnet system formed by the parts 25-28 · The magnetic cores 27 and 28 are age-connected to each other. to be set and the formation of opposite magnetic poles on the end faces 13 'and 14' is effected by a single magnetic coil wound on a part 26. A magnetizing current from the DC source 10, adjustable by a resistor 11 and readable by a measuring device 12 flows through the magnetic coil 25 on the pole face 14 'south pole. The arrangement of the ends of the magnetic cores 27,28 is carried out in such a way that the end faces 13 'and 14' are aligned · ie formed in a V-shape and enclose (as seen from the respective core end 27 * 28) an angle of 33 ° ·

Tulkoon mainituksi, että kuvion 5 mukaisessa laitteessa mahdollisesti voidaan tulla toimeen ilman magnetointivirtaa, koska hitsausvirran oma hnttä induktioon perustuen aiheuttaa kentän, jonka vaikutusta voidaan asetella muuttamalla sydänten etäisyyksiä·It should be mentioned that in the device according to Fig. 5 it is possible to cope without a magnetizing current, because the welding current itself, based on induction, causes a field, the effect of which can be set by changing the distances of the cores ·

Edelleen on korostettava, että hitsauspäällystykseseä välttämättä tarpeellinen suhteellinen liike työkappaleen ja sulatettavan elektrodiaanhan välillä tietysti voidaan saada aikaan myös siten, että nauhaelektrodi ja sille järjestetty sähkömagneettijärjestelmä on järjestetty paikallaan pysyviksi kun taas työkappaletta liikutetaan, kuten on tavallista erityisesti päällystettäessä säiliötä, reaktoreita tai senkaltaisia·It should further be emphasized that the relative movement between the workpiece and the electrode to be fused, which is essential for welding coating, can of course also be achieved by holding the strip electrode and the electromagnetic system provided in place while the workpiece is moved, as is customary, especially when coating a container.

Kuviossa 5 esitetyllä laitteella suoritettiin sarja hitsauskokeita, kuten nähdään seuraavasta taulukosta 2· Tällöin käytettiin magnetointikäämiä, jossa oli 9000 kierrosta ja magneettisydämiä, joiden halkaisija oli 18 mm· Pohja-aineena (työkappaleen») oli 70 mm paksuinen levy lejeeraamatonta terästä (0,18 ^ C, 0,27 i Si, 0,49 i Mn loput olennaisesti Pe) ja käytetyllä hitsaus-jauheilla oli seuraavat koostumuksett 7 57359The device shown in Fig. 5 was subjected to a series of welding tests as shown in Table 2 below. · A magnetizing coil with 9000 turns and magnetic cores with a diameter of 18 mm was used. The base material (workpiece ») was a 70 mm thick plate of non-alloy steel (0.18 ^ C, 0.27 i Si, 0.49 i Mn remaining substantially Pe) and the welding powders used had the following compositions 7 57359

Taulukko 1:Table 1:

Ainekset Hitsauejauhe A Hitsausjauhe BIngredients Welding powder A Welding powder B

Si02 28,5 $ 42,2 $ A1205 5,0 $ 1,2 96SiO 2 $ 28.5 $ 42.2 Al 2 O 5 5.0 $ 1.2 96

CaO 27,5 # 21,4 $>CaO 27.5 # 21.4 $>

MgO 1,1 $> 6,2 #MgO $ 1.1> 6.2 #

Zr02 6,5 0ZrO2 6.5 0

CaP2 21,2 8,1 96CaP2 21.2 8.1 96

MnO 1,296 18,5 i»MnO 1,296 18.5 i »

PeO - 1,2 96 tfa20 5,5 96 n.h.PeO - 1.2 96 tfa20 5.5 96 n.h.

K20 0,7 96 n.h.K20 0.7 96 n.h.

Mn 2,5 96Mn 2.5 96

Cr 2,5 96Cr 2.5 96

Hi 0,2 96 8 „ « 57359 °£ ° u ^ 0 * Ί*- * ^ on no oo »rv kn 8 'Λ -8 ^..8^^28^^, „ g^n ohgt- S OrtHO So· S o * 1 ·· • S «Λρ/f θ' ITv O NO ^¾¾. Ä *· VO ^¾¾.¾ **· o 8.° £ Ο ΙΤΝ-^- ^ΟΝ 00 »TN ^ ON ÖN »TV's#.Hi 0.2 96 8 „« 57359 ° £ ° u ^ 0 * Ί * - * ^ on no oo »rv kn 8 'Λ -8 ^ .. 8 ^^ 28 ^^,„ g ^ n ohgt- S OrtHO So · S o * 1 ·· • S «Λρ / f θ 'ITv O NO ^ ¾¾. Ä * · VO ^ ¾¾.¾ ** · o 8. ° £ Ο ΙΤΝ - ^ - ^ ΟΝ 00 »TN ^ ON YOU» TV's #.

H KN f— H ON H KN>£. H ON^i. H Nft,H KN f— H ON H KN> £. H ON ^ i. H Nft,

p «O ·· CMt—O ·· « N Nf ^ ·· m KN h h M M ·· f—Ip «O ·· CMt — O ··« N Nf ^ ·· m KN h h M M ·· f — I

4* a O cm o O ·· O H- O rt h to Ovö h noovfl h ncvi kv ή a p · · · · til · · «t ·β·«· α ρ » · · α ρ · · 5 ®5°SSS M°5Sl ΜοβΊ ti ΪΖ°~ Η · Ο Η 8 Φ Ο Η 3 Φ Ο Η § · O H S Ο Ο -Η ΗΧ I 4» Η 44 β 4» Η,Μ Β 4» I 4* H A» Ο ees η ββ s £ s ö fc» h ee ^ ΐ e et!4 * a O cm o O ·· O H- O rt h to Ovö h noovfl h ncvi kv ή ap · · · · til · · «t · β ·« · α ρ »· · α ρ · · 5 ®5 ° SSS M ° 5Sl ΜοβΊ ti ΪΖ ° ~ Η · Ο Η 8 Φ Ο Η 3 Φ Ο Η § · OHS Ο Ο -Η ΗΧ I 4 »Η 44 β 4» Η, Μ Β 4 »I 4 * HA» Ο in front of η ββ s £ s ö fc »h ee ^ ΐ e et!

OOH O OOH O OOH O OOH O OOHOOH O OOH O OOH O OOH O OOH

H H rt Ai H H rt 44 H H rt A4 H H et M H H rt rt rt S « rt rt 3 O rt rt 3 Φ rt rt 3 « rt rt 3H H rt Ai H H rt 44 H H rt A4 H H et M H H rt rt rt S «rt rt 3 O rt rt 3 Φ rt rt 3« rt rt 3

0. ft < 03 CM At ^ 03 ftftH U 03 ft ftH0. ft <03 CM At ^ 03 ftftH U 03 ft ftH

• rt i| gg ai il il ii e *» oiftrt 88 H 8 8 H KNH«rt KNH-rt• rt i | gg ai il il ii e * »oiftrt 88 H 8 8 H KNH« rt KNH-rt

H (1 OO H H H H HH (1 OO H H H H H

ai H O »tn k o »rv »rvai H O »tn k o» rv »rv

4» O QICVJ I I CM I | KN I 1 KV IHH4 »O QICVJ I I CM I | CN I 1 KV IHH

• ^ · · » «k «k £9 400 400 400 400 4 00 S δ 03 8 •rt rt rt rt rt m O O op©• ^ · · »« k «k £ 9 400 400 400 400 4 00 S δ 03 8 • rt rt rt rt rt m O O op ©

CM o UN »CN o (TVCM o UN »CN o (TV

00 rt H •Kf 00 ©00 rt H • Kf 00 ©

O H H __ H H CMO H H __ H H CM

444* m e ·» rt ·· ·» m rt S o β V. e h «rt e rt e h s t s>3 1-¾ ie li 1¾ 3 S I»o 1*8 !*> 1*> 1*8444 * m e · »rt ·· ·» m rt S o β V. e h «rt e rt e h s t s> 3 1-¾ ie li 1¾ 3 S I» o 1 * 8! *> 1 *> 1 * 8

E4 rt rt CM H g ON rt On o rt On o rt OE4 rt rt CM H g ON rt On o rt On o rt O

rt 3 3 CM O 3 CM i CM a KNOrt 3 3 CM O 3 CM i CM a KNO

0 H H H HO HO H H0 H H H HO HO H H

4» O « O « O »f4 O " H O ♦* H ► · ► · ·· t> · > · >- « m trt O 4» O 0 4*· O 4* β 04*0 04*0 pH g pH rt pH 0 3 -h c* rt h p rt O e rt O ® rt p φ rt p e rt a Φ rt o P< rt g ft rt g ft rt g ft rt g ft4 »O« O «O» f4 O "HO ♦ * H ► · ► · ·· t> ·> ·> -« m trt O 4 »O 0 4 * · O 4 * β 04 * 0 04 * 0 pH g pH rt pH 0 3 -hc * rt hp rt O e rt O ® rt p φ rt per rt a Φ rt o P <rt g ft rt g ft rt g ft rt g ft

HalO HM O HMO HMO HMOHO HM O HMO HMO HMO

t»HÄ |>*-»Ä t> H Ä >··-ϊίΒt »HÄ |> * -» Ä t> H Ä> ·· -ϊίΒ

OO

s · 4» g H < H H n W*ort rt rt £ m o o oS | o S ^ m >*.>& ^ 'ä o r- »rv r- h- irv · hs · 4 »g H <H H n W * ort rt rt £ m o o oS | o S ^ m> *.> & ^ 'ä o r- »rv r- h- irv · h

• · · »f\ ·00 O · vpS• · · »f \ · 00 O · vpS

HO H· O * H VOHO H · O * H VO

S rt CM CM O CM O M CM »VOS rt CM CM O CM O M CM »VO

A M H _ M3 ·A M H _ M3 ·

rt » · o · * O · Hrt »· o · * O · H

OH O *· O H CM w O H UN **OH ·· · H Ä «0 HÄH HÄH H Ä HO· s k* 5 ex: ex . m H H CM a) H H CM rt H H ON rt H H O rt H ΡΛΛOH O * · O H CM w O H UN ** OH ·· · H Ä «0 HÄH HÄH HÄ HO · s k * 5 ex: ex. m H H CM a) H H CM rt H H ON rt H H O rt H ΡΛΛ

4» rt o · 4» rt O · 4* rt O · 4* rt O · 4* rt CM4 »rt o · 4» rt O · 4 * rt O · 4 * rt O · 4 * rt CM

ä 3o*s s loää 3oSa 3 o s e 3 «rs.ä 3o * s s loää 3oSa 3 o s e 3 «rs.

O H CM NN ITO H CM NN IT

·* » » 57359· * »» 57359

Taulukossa 2 annettujen hitsausnauha- tai hitsausaineanalyysien suhteen mainittakoon, että nämä käsittävät vain hitsaustulokselle tärkeät lejeerausai-neeti aaksiaaalisesti 1 # Si-pitoisuuden Ja makeimaalisesti 2 $6 Mn-pitoisuuden ohella on loput - valmistuksesta Johtuvia epäpuhtauksia huomioonottamatta -aina rautaa.With respect to the welding strip or welding consumable analyzes given in Table 2, it should be noted that these comprise only the alloying elements important for the welding result, axially with a # # Si content and a sweetly 2 $ 6 Mn content, with the remainder being iron, excluding impurities due to manufacturing.

✓✓

Claims

10 5 7359

A method for welding metal workpieces under powder with metal arc-fusible metal strips forming welded beams of more than 75 μm, preferably more than 100 nm wide, in particular using strips of unalloyed or alloyed steel, whereby a known the use of a stationary magnetic field in which the lines of force projecting substantially as a magnet from the butter towards the workpiece surface are so curved that in the edge regions of the welding strip, each 1/20 to 1/4 of the width of the welding strip, the positive charge carriers in the arc become deflected , however, obliquely outwards, so that the width of the overlay weld compared to the width of the fire without the effect of the magnetic field increases by 2-15 mm, preferably 2-8 mm.

Method according to Claim 1, characterized in that the effect of the magnetic field is applied to such an extent that the level differences between the edges of the fire and the center of the fire do not exceed a maximum of 1 mm in austenitic overlay welding and a maximum of 2 in hard coating. Device for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized in that it is provided with a magnetic field generated by an electromagnet system, preferably with an adjustable intensity, the opposite poles of the magnetic cores forming end faces (13, 14; 13 ', 14') of the welding strip ( 6) the melting edge (6 ') in the edge region is located at the same distance from the central axis of the strip (the distance a) from the second side of the work surface and the top surface (distance b) from the second side.

Device according to Claim 3, characterized in that the ends (7, 8; 27, 28) of the magnetic core facing at least the upper surface of the workpiece are aligned with the welding strip (6) and that their axes (29) are substantially perpendicular to the upper surface (9) of the workpiece. against.

Device according to Claims 3 and 4, characterized in that the end faces (13, 14) of the magnetic cores facing the upper surface (9) of the workpiece are formed in a hemispherical shape.

Device according to Claims 3 and 4, characterized in that the end faces (13 ', 14') of the magnetic cores facing the upper surface of the workpiece are formed substantially V-shaped, the angle formed being 20 to 90 °, preferably 20 to 50 °, and that both the corner surfaces of the heart ends are substantially aligned.

Device according to Claims 4 to 6, characterized in that the magnetic core ends (7, 8; 27, 28) facing the upper surface of the workpiece are arranged to be adjustable with respect to their distances from the upper surface of the workpiece, respectively, from the central axis (24) of the welding strip. xi 57359

Device according to Claims 3 to 6, characterized in that the magnetic core ends (27 »28) are connected to one another by a part (26) surrounding the cutting strip (6), the formation of opposite magnetic poles being possible with one magnetic coil (25) arranged on the connecting part.

Device according to Claim 8, characterized in that the one-piece part (26) for adjusting or arranging the distances of the agate core ends from the upper part of the workpiece, the cutting strip from the central axis oa is formed in several parts and adjustable · 12 57359