SE430135B - Sett att elektroslaggsvetsa metaller - Google Patents

Description

vïaassssv-a fkontakter av primär betydelse. En liknande situation är även typisk för konstruktioner av andra metaller och inom andra tek- niska områden. _ p Som en följd härav kommer metaller med stor tjocklek alltmer till användning vid framställning av svetsade konstruk- tioner. r I _Det är väl känt att aluminium, magnesium, legeringar därav och andra metaller med en stor tjocklek för närvarande bågsvetsas i form av flerlagersvetsning. Emellertid sjunker svetseffektiviteten och kvaliteten hos svetsfogar drastiskt när tjockleken hos metallen som svetsas ökas. Detta härrör från en oundviklig nödvändighet att putsa varje uppbyggt lager innan nästa sträng påbörjas. Flerlagersvetsning nödvändiggör dêssutom~ att man många gånger måste vrida elementen som svetsas i syfte att bibehålla deras geometriska form. Användandet av nämnda .metoder leder slutligen i de flesta fall till anisotropí hos svetsgodsets egenskaper. e Detta har skapat ett akut problem vid svetsning av konstruktionselement med stor tjocklek av metaller såsom magne- sium, aluminium, legeringar därav och andra metaller med att åstadkomma såväl hög svetseffektívitet som hög kvalitet hos svetsfogarna. i_ Detta problem kunde lämpligt lösas genom en tidigare _tekniks elektroslaggsvetsning (se t.ex. US-PS 3 885 121 och DE4PS 1 917 861). Metoden för elektroslaggsvetsning av metaller genom- fördes generellt med hjälp av ett formningsorgan bestående av en inloppsficka för att starta svetsningen, stödplattor för att tillbakadraga en krymphålighet och ett slaggbad från spalten, samt sidoformar. Fickan för att starta svetsningen är anordnad under spalten definierad av kanterna som skall svetsas, och stödplattorna över spalten. Ett slaggbad upprättas i fickan, varpå däri matas ett elektrodmaterial i nedåtgående riktning.

Smält metall faller ned på botten hos slaggbadet, och bildar svetsen i den uppåtgående riktningen. Blektroden smältes medelst värmet hos slaggbadet genom vilken svetsströmmen bringas.

Den tidigare teknikens elektroslaggsvetsningsmetoder är emellertid tillämpbara endast för metaller vñkas densitet kraftigt överstiger den för flussmedlet och är olämpliga för- svetsning av lätta metaller på grund av det faktum att i detta *B ffall smält metall'har lägre densitet än slaggen och flyter därför upp till ytan hos slaggbadet. Detta motverkar stabiliteten hos metoden och åtföljes av kortslutning av svetsströmkretsen och andra nackdelar. Detta måste man speciellt räkna med vid elektro- slaggsvasning av aluminium och dess legeringar, vilkas densitetj skiljer sig endast föga från den för flussmedlen, medan sådana metaller som magnesium och dess legeringar samtliga ej kan svetsas medelst tidigare tekniks elektroslaggsvetsning.

Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett sätt att elektroslaggsvetsa metaller vilkas densitet är mindre än den hos flussmedlen genom att genomföra svetsningen i en riktning nedåt för att tillförsäkra högeffektiv svetsning och hög kvalitet hos svetsfogarna.

Enligt uppfinningen åstadkommas sålunda ett sätt att elektroslaggsvetsa metaller, innefattande att man bildar ett slaggbad i spalten mellan kanterna som skall svetsas med på- följande smältning av en elektrod i slaggbadet medelst värmet som alstrats genom bringande svetsström genom den flytande slaggen inrymd i spalten, vilket sätt kännetecknas av att den- siteten hos flussmedlen använt för slaggbadet är högre än den- siteten hos den metall som skall svetsas, och att svetsningen genomföras i nedåtgående riktning med bildandet över slaggbadet av en flytande metall som skyddas från atmosfärpåverkan. Ett sådant genomförande av sättet gör det möjligt att genomföra elektroslaggsvetsning av lättmetaller, såsom magnesium och dess legeringar, vilkas densitet är mindre än den hos flussmedlen, med hög effektivitet och hög kvalitet.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att elektroden installeras fast i spalten definierad av kanterna som skall svetsas, att spalten fylles med flussmedlet, och att svetsningen startas genom inrättande av slaggbadet i området för elektrodens toppdel, varvid volymen hos elektroden väljes lika med den begränsad av kanterna som skall svetsas.

Detta möjliggör svetsning av krökta förband med använd- ning av en fast smältande elektrod vars form svarar mot spaltens profil. Dessutom förenklas anordningen för genomförande av sättet eftersom den ej inbegriper något matningsorgan. Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att svetsningen kan genomföras vaasssw -s [genom att man matar en smältande elektrod i uppåtgående riktning i spalten mellan kanterna som skall Svets-as. Denna teknik för att genomföra sättet utvidgar sättets tillämpbarhet vid svetsning, t.ex. möjliggöres att elektrodslaggsvetsning kan genomföras på konstruktionsenheter som ej kan nås ovanifrån, vilket underlättar monteringsarbeten. I D *Det är tillràdligt att avlägsna volymöverskort av slaggen från spalten mellan kanterna som svetsas. Detta kommer att förenkla anordningen för genomförande av sättet vid svets- ning av förband med korta längder. a Det är även lämpligt att förflytta slaggbadet i nedåt- gående riktning under svetsningens förlopp, vilket möjliggör att svetsa långa raka förband, bibehålla i huvudsak konstant och er- forderlig volym av slaggbadet och dessutom spares svetsmaterial.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att den smältande elektroden installeras i spalten definierad av kanterna som skall svetsas, varefter spalten fylles med fluss- medlet innehållande ett finfördelat tillsatsmaterial.

Detta tillåter svetsning av förband med en lägre för- brukning av elektrodmaterial och dessutom att svetsgodset kan legeras genom att införliva legeringselement i flussmedelskompo~ sitionen.

I Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att en smältande elektrodhållare fast installeras i spalten definierad av kanterna som skall svetsas och att en elektrod genom elektrod- hållaren matas in i slaggbadetl Detta tillåter att svetsström matas till elektroden föreliggande i form av en tråd, och belägen i slaggbadet varigenom spares elektrisk energi. i Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att i spalten definierad av kanterna som skall svetsas fast installe- ras en icke smâltande elektrodhållare genom vilken elektroden matas in i slaggbadet. Detta_âstadkommer ett intensivt värme- bortförande.under förloppet av svetsningen, vilket tillåter en fullständig smältning av kanterna som skall svetsas.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att i spalten definierad av kanterna som skall svetsas installeras en icke smältande elektrod och att ett tillsatsmaterial utanför svetsströmkretsen matas in i slaggbadet. Beroende på vilket tillsatsmaterial som väljesumöjltgöres därigenom att antingen 1806351. -a Vförbättra svetseffektiviteten eller att legera svetsfogen.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av att spalten definierad av kanterna som skall svetsas fylles med flussmedlet och att svetsningen initieras genom att viss mängd av den flytande slaggen hälles över flussmedlet. Detta förenklar startandet av elektroslaggsvetsningen genom att man kan eliminera extra organ för att upprätta slaggbadet.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas vidare av 'att slaggdensiteten väljes i enlighet med följande ekvation: = 1.02 XV slags Xi där Xvslagg = densitet hos slagg; . procenthalt av flussmedelskomponenter; v: av den metall som är aktuell. densitet hos flussmedelskomponenterna.

Detta tillåter lämpligt val av flussmedel för svetsning Uppfinningen kommer i det efterföljande att närmare förtydligas med exempel på sättet för elektroslaggsvetsning av metaller vilkas densitet är mindre än den hos flussmedlen, var- vid förtydligande sker under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka samma delar betecknats med samma hänvísningssiffror.

Pig. 1 visar schematiskt elektroslaggsvetsning av metaller vilkas densitet är mindre än den hos flussmedlen i enlighet med uppfinningen.

Pig. 2 visar exempel på svetsning med ett stationärt arrangemang av bottenplatta och en smältbar plattelektrod, vid pâbörjande av svetsningen.

Pig. 3 visar samma som fig. 2 men under svetsningens stabila fortskridande.

Pig. U visar samma som fig. 2 och 3, men visar avslut- ningen av svetsningen.

Pig. 5 visar ett exempel på svetsning med ett stationärt arrangemang av bottenplattan och en smältande plattelektrod matad därigenom, vid påbörjande av svetsningen.

Pig. 6 visar samma som fig. 5, men visar avslutandet av svetsningen. _ 7%96$51' 8 F I 7F3L 7AüSarettexamßl;å sætmfingræfllmkhamflaüzninfial- lerad för vertikal rörelse i spalten definierad av kanterna som svetsas och med en smältande plattelektrod matad genom en öpp- ning i bottenplattan, vid påbörjande av svetsningen.

Pig. 8 visar samma som fig. 7, men_visar avslutandet av svetsningen.

Pig. 9_är en sektionerad vy utefter linje IX-IX i fig. 7 och visar bottenplattan med en öppning för matning av en platt-H elektrod därigenom, varvid elektroden ej visas.

Pig. 10 visar samma som fig. 9, men i fallet att man matar trådelektroder genom bottenplattan, varvid elektroderna ej visas. I Pig. 11 visar ett exempel på svetsning med en smältande elektrodhållare genom vilken en elektrodtråd matas.

Pig; 12 visar ett exempel på svetsning med användning av en icke-smältande elektrodhållare genom vilken en elektrod i form av tråd matas. 7 Pig. 13 visar ett exempel på svetsning medelst en icke smältande elektrod med matning av tillsatsmetall i form av tråd in i slaggbadet. t _ Pig. 14 är en sektionsvy tagen utefter linje XIV-XIV i fig. 3 och visar en bottenplatta med genomgående öppningar för en icke smältande elektrod och för matning av tillsatsmetall i form av tråd, varvid elektroden och tillsatstrådarna ej visas.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommas ett sätt för elektroslaggsvetsning av lätta metaller, dvs. metaller vilkas densitet är mindre än den hos flussmedlen. _ Å Sättet baseras i princip på smältning av kanterna som skall isvetsas hos element 1 (fig. 11) och en elektrod 2, upp- flytning av smälta metalldroppar 3 i en slagg 4 som har en högre densitet, med bildandet av ett metallbad 5 ovanpå ytan av slaggen och upphyggande av svetsfogen i nedåtgående riktning,dvs. från topp till botten. _ Sättet genomföras med hjälp av formningsorgan som inne- fattar en inloppsficka (eller -låda) 6 (fig. 2) vars lock 7 är försett med hål 8 för matning av skyddsgas, tillbakadragbara stödplattor 9, en bottenplatta 10, och sidoformar 11.

Spalten definierad av kanterna hos elementen 1 som 'ïßßßåå 1 *8 fsvetsas är omsluten av formningsorganen, vilket uppnås genom att man placerar inloppsfickan 6 på elementen 1 som svetsas, över spalten, de tillbakadragbara stödplattorna 9, under spalten, och formarna 11, vid de tvâ sidorna hos spalten. Bottenplattan 10 tjänar till att kvarhålla svetsbadet, dvs. slaggbadet och metall- badet. Elektroden 2 är placerad i spalten definierad av kanterna som svetsas. En svetsströmkälla (ej visad) är ansluten till in- loppsfickan 6 och till elektroden 2. Slaggbadet upprättas i in- loppsfickan 6, med resultatet att svetsströmmen flyter genom slaggbadet. Påverkat av svetsströmmen värms slaggbadet H häftigt och smälter kanterna som svetsas hos elementen 1 och elektroden 2. De smälta metalldropparna 3 flyter upp och in i slaggen R, 7 vars densitet överskrider den för metallen, för att bilda metall- badet 5 på slaggytan. Under svetsníngens förlopp smältes elektro- den 2 av i nedåtgående riktning, dvs. från topp till botten, och svetsfogen bygges även upp i riktningen från topp till botten.

Metallbadet 5 skyddas från att exponeras mot atmosfären genom matning av skyddsgaser mot dess yta.

Ovan beskrivna sätt åstadkommer högeffektiv och hög- kvalitativ svetsning av dessa metaller.

Enligt utföringsformen visad i fig. 2 ät bottenplattan hos formningsorganen stationärt anbragt under de återdragbara plattorna 9. Elektroden 2 är fast installerad i spalten definie- rad av kanterna hos elementen 1. Spalten fylles med ett fluss- medel 12. Volymen för elektrodmaterialet 2 väljes lika med ut- rymmet begränsat av kanterna hos elementen 1 och av formnings- organen, och volymen hos flussmedlet 12 väljas så att efter smältning och kristallisering, med tillåtelse för krympning, det fyller utrymmet mellan de återdragbara plattorna 9. En svetsströmkälla, ej visad, anslutes till svetselektroden 2 och till inloppsfickan 6. Svetsningen påbörjas genom att upprätta slaggbadet H i området för toppdelen hos elektroden 2. Svets- ström flytande genom det iordningställda slaggbadet H värmer detsamma häftigt, med det resultatet att kanterna hos elementen 1 och elektroden 2 smältes. Som visas i fig. 3 flyter de smälta metalldropparna 3 upp genom slaggen 4, vilkens densitet översti-~ ger den för metallen, för att på slaggytan bilda metallbadet 5 som kristalliserar för att bilda svetsförbandet. Så till vida som volymen för den valda elektroden är lika med den för spalten, vaesasn -s 'blir den senare fullständigt fylld med den smälta metallen 5.

När svetsningen är avslutad, behålles såsom visas i fig. 4 f metallbadet 5 vid den önskade nivån i spalten medelst slaggbadet ' 4, vars volym motsvarar volymen begränsad av de âterdragbara plattorna 9 och formarna 11. Denna utföringsform av uppfinningen är lämplig vid svetsning av ej alltför långa krökta svetsför- band, varvid svetselektroden är formad så att den motsvarar spaltprofilen. 7 I enlighet med en annan utföringsform enligt uppfin- ningen genomföres svetsningen genom att man matar en smältande elektrod genom en öppning anbragt i bottenplattan. Elektroderna kan ha olika former, varvid öppningen i bottenplattan formas i överensstämmelse därmed. Sålunda åstadkommes som visas i fig. 9 en rektagulär öppning 13 i bottenplattan 10 för svetsning med en plattelektrod, och_runda öppningar 14 som visas i fig. 10 vid svetsning med en trådelektrod.

I Vid genomförande av sättet såsom nyss beskrivits kan bottenplattan placeras stationärt under de åtdragbara plattorna, såsom visas i fig. 5 och 6, eller installeras för vertikal för- flyttning i spalten definierad av kanterna som skall svetsas, 'vilket visas i fíg. 7 och 8.

'När bottenplattan 10, såsom visas i fig. 5, anbringas stationärt, omgives elementen 1 som svetsas vid platsen för deras svetsning av formningsorganen. En svetselektrod;15 installeras i spalten, defiierad av kanterna som svetsas, underifrån genom en öppning i bottenplattan. Rummet begränsas av formningsorganen och kanterna hos elementen 1 fylles med den flytande slaggen 4, dvs. slaggbadet upprättas, och sedan påsläppes svetsströmmen genom att ansluta den icke visade svetsströmkällan till elektro- den 15 och till inloppsfickan 6. När strömmen går genom slagg- badet 4 värmes detta häftigt upp, vilket föranleder elektroden och kanterna hos elementen 1 att smälta. Den smälta metallens droppar 3 flyter upp genom slaggen 4, vars densitet överstiger den för metallen, för att bilda metallbadet 5 på slaggens yta.

När elektroden 15 smälter av matas den kontinuerligt i uppåt- gående riktning in i slaggbadet H. När volymen hos metallbadet , såsom visas i fig. 6, växer, avlägsnas överskottsslagg 4 från spalten genom en kanal 16, eftersom den totala volymen hos pmetallbadet bör förbli oförändrad under svetsningsförloppet. Denna 78~fl6å>5-1=*'8 Fteknik att genomföra sättet erfordrar ej någon komplicerad anord- ning.

När en bcttenplatta 17, såsom visas i fig. 7, installe- ras för vertikal förflyttning, placeras den i toppdelen hos spalten begränsad av kanterna hos elementen 1. Elementen 1 om- gives vid stället för deras svetsning av formningsorganen. Svets- elektroden 15 installeras i spalten, definierad av kanterna som svetsas, underifrån genom en öppning i bottenplattan 17 så att toppänden av elektroden 15 är anbragt i innerrummet hos'inlopps- fickan 6. Innerrummet hos inloppsfickan 6 fylles med den flytande slaggen 4. Svetsströmmen pâsläppes genom att ansluta den icke visade strömkällan till elektroden 15 och inloppsfickan 6. När svetsströmmen går genom slaggbadet 4 värmes detta häftigt upp, vilket föranleder elektroden och kanterna hos elementen 1 att smälta. De smälta metalldropparna 3 flyter upp in i slaggen U, vars densitet överskrider den för metallen, för att bilda metall- badet 5 på slaggytan. Allteftersom elektroden 15 smälter av, matas den kontinuerligt i uppåtgående riktning in i slaggbadet 4.

Eftersom under svdningsförloppet ytan hos metallbadet 5 måste förbli vid samma nivå medan volymen hos slaggbadet H förblir i huvudsak oförändrad, förflyttas bottenplattan kontinuerligt i spalten i nedåtgående riktning när volymen hos metallbadet 5 växer. Vid slutet av svetsningen förflyttas bottenplattan 17, såsom visas i fig. 8, nedåtriktat i rummet begränsat av de åter- dragbara plattorna 9 och formarna 11 till dess att slaggbadet 4 och en del av volymen hos metallbadet 5, i vilken volym en krymphålighet kan utvecklas under kristallisering hos svetsen, fullständigt bortdrages från spalten. Denna teknik rekommenderas för svetsning av långa rätlinjiga svetsförband.

I enlighet med ännu en annan utföringsform enligt upp- finningen, som visas i fig. 2, 3 och 4, installeras en smältande svetselektrod 2 i spalten definierad av kanterna hos elementen 1 och spalten fylles med flussmedlet 12 innehållande icke visad finfördelad tillsatsmetall. I detta fall smälter tillsatsmetallen eller -materialet ingående i flussmedlet 12 samtidigt med smält- ningen hos elektroden 2 och flussmedlet 12.

De smälta metalldropparna 3 flyter upp och in i slaggen u, vars densitet överstiger den för metallen, och vandrar i 'lßißfiäåfi '-8 “ t; . 1n “__ __ _ och Ftillsammans med,-på grund av smältníng av elektroden 2/kanterna hos elementen 1, för att bilda ett gemensamt metallbad 5. Denna _ teknik åstadkommer antingen ökning av svetseffektiviteten eller legering av svetsfogen, beroende på typen av tillsatsmetall.

När svetsfogen legeras måste legeringskomponenter med en densi- tet mindre än den hos slaggen väljas. _ Enligt ännu en utföringsform.av uppfinningen, som visas i fig. 11, anbringas bottenplattan 10 stationärt under återdrag- bara plattorna 9, och en smältande elektrodhâllare 18 installeras stationärt i spalten definierad av kanterna hos elementen 1 genom öppningen i bottenplattan 10. Spalten fylles med flussmedlet 12 på vars ya en viss mängd av den flytande slaggen 4 hälles. Den smältande elektrodhâllaren 18 har längsgående icke visade öpp- ningar genom vilka elektrodmetallen matas in i slaggbadet i form av trådar 15. En icke visad svetsströmkälla är ansluten i detta fall till den smältande elektrodhållaren (eller -munstycket) 18 och till inloppsfickan 6. Den smältande elektrodhållaren 18, elektrodtrådarna 15 och kanterna hos elementen 1 smälter under svetsningsförloppet. De smälta metalldropparna 3 flyter upp och in i slaggen 4, vars densitet överstiger den för metallen, för att bilda metallbadet 5. Volymen hos flussmedlet 12 väljes i detta fall så att efter smältning och kristallisering, med marginal gjord för krympning, den fyller utrymmet mellan de återdragbara plattorna 9. Denna teknik är effektiv vid svetsning av krökta svetsförband. Elektrodhållarformen måste i detta fall svara mot profilen hos den spalt som definieras av kanterna som svetsas.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen, som visas i fig. 12,_anbringas bottenplattan 17 för vertikal förflyttning i toppdelen hos spalten definierad av kanterna hos elementen 1, och _en icke smältande elektrodhållare 19 installeras i spalten defini- erad av kanterna som skall svetsas genom öppningen i bottenplattan 17 och fixeras så att toppänden hos elektrodhållaren 19 är anbragt i innerrummet hos inloppsfickan 6. Elektrodhållaren 19 har lång- sträckta, icke visade, öppningar genom vilka elektroden i form av trådar 15 matas i en uppåtgående riktning. Innerrummet hos inlopps- fickan 5 fylles med den flytande slaggen 4. Svetsström påsläppes ,genom anslutning av en icke visad svetsströmkälla till den ieker smältande elektrodhållaren 19 och ínloppsfickan GÅ När elektrod- trådarna 15 smälter av, matas de kontinuerligt in i slaggbadet H 189165351 *' 8 11 Vi en uppåtgående'riktning. Eftersom under svetsförloppet ytan hos metallbadet 5 mäste förbli vid samma nivå medan volymen hos slaggbadet H förblir i huvudsak oförändrad, förflyttas botten- plattan 17 förbunden med den icke smältande elektrodhållaren 19 i spalten i en nedåtgående riktning när volymen hos metallbadet växer. Svetsningen fortsättes till dess spalten blir fullstän- digt fylld med den smälta metallen 5 och slaggbadet H avdrages från spalten.

Denna utföringsform enligt uppfinningen tillåter att svetsströmmen matas direkt till elektroden i slaggbadet, vilket minskar elektricitetsförbrukningen. Dessutom rekommenderas denna teknik för svetsning av långa svetsförband.

Enligt ännu en utföringsform av uppfinningen, som visas av fig. 13 och 14, anbringas bottenplattan 17 för vertikal för- flyttning i toppdelen hos spalten definierad av kanterna hos ele- nænten 1. Bottenplattan 17 har en öppning 13 för att däri in- stallera en icke smältande elektrod 20, samt öppningar 21 för matning av en tillsatsmetall i form av trådar 22 in i spalten.

Den icke smältbara elektroden 20 fastlåses i bottenplattan 17, och tillsatstrådarna 22 matas in i spalten genom öppningarna 21.

Innerrummet hos inloppsfickan 6 fylles medden flytande slaggen H.

Svetsström påsläppee genom att ansluta en strömkälla, icke visad, till den icke smältande elektroden 20 och till inloppsfickan 6.

Svetsströmmen flyter ej genom tillsatsmaterialet 22 som befinner sig utanför svetsströmkretsen. Under svetsningsförloppet av- smälter tillsatstrådarna 22, varvid de kontinuerligt matas i uppâtgående riktning in i slaggbadet 4, och bøfitenplattan 17 förflyttasin i spalten i nedåtgående riktning till dess slagg- badet 4 fullständigt avlägsnats från spalten. Denna utföringsform enligt uppfinningen tillförsäkrar svetsning av element med ett intensivt värmeavlägsnande på grund av reglering, över ett brett område, av värmeinförsel förbrukad för 1 m lång svets. j Vid genomförande av samtliga ovan beskrivna utförings- forner enligt uppfinningen väljas slaggdensiteten i överens- stämmelse med följande ekvation: *æaaaw-s 12 F - - XV = 100 slagg E ki aui där: = densitet hos slagg, 0 slagg l kí = procenthalt av flussmedelskomponenterna och I densiteten hos flusskomponenterna.

HF? Denna ekvation tillåter val av ett flussmedel för svetsning av den metall som är aktuell. _ I Uppfinningen beskrives ytterligare under hänvisning till efterföljande exempel. 0 Exempel 1 0 g _ Aluminiumströmskenor 1, som visas i fig. 2, 3 och 4, med en tvärsektion av 160 x 300 mm och med följande kemiska komposition i vikt%: Mn 0,01, Fe 0,02, Si 0,055, Cu 0,0045 och rest Al, svetsades med användning av ett flussmedel av typen Na? - AIF3 - CaP2 - Si02enligt SU-PS 207703. Elementen 1, som hade måtten 160 x 300 x 500 mm placerades på återdragbara plat- tor 9 fastlåsta på en bottenplatta 10 hos formningsorganen. En 160 mm bred plattelektrod 2 installerades stationärt i gapet bildat mellan kanterna som skulle svetsas. En inloppsficka 6 hos formningsorganen placerades på elementen 1 ovanför spalten.

Formar 11 fastsättes på sidorna hos kanterna som skulle svetsas.

Kanterna var sålunda fullständigt inneslutna på alla sidor av formningsorganen, vilket förhindrade slaggbadet från att strömma ut under svetsningsförloppet. Flussmedlet 12 med en kornstorlek från 2 till 10 mm fylldes in i spalten definierad av kanterna.

Svetsningen påbörjades genom att hälla en flytande slagg 4 på ytan av fldssmedlet 12, varefter en svetsströmkälla, icke visad, anslöts till elektroden 2 och inloppsfickan 6. Fyllning av spalten definierad av kanterna som svetsas medelst droppar 3 av den, smälta metallen från svetselektroden 2 och från de smältande kanterna hos elementen 1 åtföljdes av en fortlöpande ökning il elektrodspalten, dvs. avståndet mellan plattelektroden 2 och metallbadet 5. Svetsningen avslutades vid fullständing smältning 7äI{16ä5fiš1FPa 13 _ ,. e"_,mi_7___ 'av svetselektroden 2. Formningsorganen avlägsnades från svets- fogen sedan svetsen helt kristalliserat. Svetsningen gav en svets- fog fri från defekter och med en bra yttre form. Svetsförbanden bildades under användning av efterföljande flussmedelskomposi- tion och svetsningsbetingelser: flussmedel, i vikt%: kryolit (Na3AlF6) 28%, CaF2 6H%, SiO2 8%, varvid flussmedelsdensiteten var 3,122/cm tomgångsspänning hos transformatorn, V.............H4 strömtäthet vid elektroden, A/mm2..................3-5 bredd hos spalten mellan kanterna som I svetsas, mm........................................50 densitet hos metallen som svetsas, g/cm3...........2,69 Exempel 2 Element 1, såsom visas i fig. 5 och 6, av en magnesium- legering svetsades med användning av en förflyttbar plattelektrod med en stationärt anbragt bottenplatta hos formningsorganen. Den kemiska kompositionen hos metallen som svetsades var följande i vikt%: Al 4,3%, Mn 0,4%, Zn 1,0%, Cu 0,02% och rest Mg.

Före svetsningen påbörjades, installerades svetningse organen på kanterna hos elementen som skulle svetsas: spalten begränsades vid sidorna av tvâ formar 11, återdragbara plattor 9 och en bottenplatta 10 med en öppning för matning av en elektrod och placerades under spalten, och en inloppsficka 6 fastlåstes ovanför spalten. Formningsorganen installerades för att förhindra det flytande svetsbadet från att strömma ut under svetningsför- loppet, vilket uppnåddes genom att lägga asbestark eller snören mellan matchande ytor hos elementen 1 som svetsades och formningsi organen. När enheten hopbyggts installerades svetselektroden 15 i spalten definierad av kanterna som skulle svetsas, en flytande slagg hälldes in i spalten och svetsströmmen slogs på. Allt- eftersom elektroden 15 och kanterna som svetsades smälte mata- des droppar 3 av den smälta metallen från elektroden 15 in i spalten och från kanterna hos elementen 1 och fyllde spalten mellan kanterna. Sedan strömkällan kopplats bort från svetsström- kretsen, ägde svetsnætallkristallisering och bildandet av svets- förbandet rum. När svetsen hade kristalliserat avlägsnades form- ningorganen från svetsförbandet. Täta svetsförband bildades med _ itaseslm -a 1H Éänvändning av ett flussmedel med följande komposition i vikt%: kryoiif (Nagmfs) 28%, caïz sus, S102 %, och följande svetsbe- tingelser tillämpades: aensitet hos metallen som svetsas, g/cm3...........1,7 densitet hos flussmedlet, g/omg....¿.............-.3,12 tvärsektion hos elementen som_svetsades, mm.....57x11Q tomgångsspänning hos transformatorn, V........;....40 sfrömfafher, bredd hos spalten mellan kanterna som svetsades, mml.............;.......................56 elektrodmatning, mlh.........................§...;.90 I p Element 1 av titan med dimension 60 x 500 mm i tvärsek- tion svetsades under användning av en förflyttbar bottenplatta 17, såsom visas i fig. 7 och 8, och en plattelektrod 15 matades i uppåtgâende riktning in i ett slaggbad Q genom en öppning i bottenplattan 17.

' Elementen 1 placerades på âterdragbara plattorna 9 hos formningsorganen för att göra att bottenplattan 17 som rörde sig i nedåtgående riktning skulle befinna sig vid avslutad svetsning i ett läge under det för kanterna som svetsades. En inloppsficka 6 anbragtes på kanterna som svetsades, och bottenplattan 17 an- bragtes i inloppsfickan B så att bottenplattan kontinuerligt därefter kunde âterdragas nedåt i spalten. Plattelektroden 15 installerades i spalten genom en öppning i bottenplattan 17.

Svetsningen påbörjades genom.att hälla en flytande slagg 4 i inloppsfickan 6, varefter strömkällan påkopplades. Elektroden matades genom öppningen i bottenplattan 17 och in i slagg- badet H med en hastighet tillräcklig för att upprätthålla ett konstant elektrodavstând. Under svetsningsförloppet förflyttades plattan 17 nedåtriktat i spalten med samtidig matning av platt- -elektroden 15 uppåtriktat. En sådan rörelse hos bottenplattan 17 och elektroden 15 i förhållande till varandra gjorde det möj- ligt att upprätthålla en konstant volym hos slaggbadet 4.

Täta svetsförband framställdes med användning av ett svetsmedel innehållande i vikt%: kryolit 5%, PbCl 70%, CaF2 5%, Bafz 20% och följande svetsbetingelser tillämpades: _ W_ ___" __ , __ _l ii F densitet hos metallen som svetsas, g/cm3...........@,5 densitet hos flussmedlet, g/cm3...................5,16 tomgångsspänning hos transformatorn, V..............36 _strömtäthet vid elektroden, A/mmz..................H,0 plattelektrodens matningshastighet, m/h.............90 tvärsektion hos elementen som svetsas, mm.......60x500 svetstid, min.......................................2,5 Exempel 0 I detta exempel svetsades en deformerbar aluminiumlege- ring, icke härdbar genom värmebehandling, av följande kemiska komposition i vikt%: Ng 6,29%, Mn 0,56%, Si ej mer än 0,01%, Fe ej mer än 0,01%, Ti 0,05%, Cu ej mer än 0,01% och med rest alu- minium. Ett Haï - AIF3 - CaF2 - Si02 slaggsystem enligt SU-PS 207703 användes som flussmedel. En smältande elektrodhållare 18 axiellt delad i två delar,av vilka vardera hade längsgående slitsar, installerades i spalten bildad mellan kanterna som svetsades. De två delarna som bildade elektrodhållaren 18 med de längsgående slitsarna förenade tjänade - till att-mata elektrodtrâdar 15 genom hållaren. Element 1 som svetsades var vid.läget för deras svetsning omslutna av ett formningsorgan.

En bottenplatta 10 var i detta fall placerad stationärt under spalten. Den smältande elektrodhållaren 18 infördes i spalten definierad av kanterna som svetsades genom öppningar i botten- plattan 10. Elektrodtrådarna 15 infördes i kanalerna i den smältande elektrodhållaren 18. Sedan dessa operationer slutförts nragtes fornmingsorganen och elementen som skulle svetsas i en tät passning med varandra genom försegling av spelrummen med asbest. Ett flussmedel 12 fylldes i spalten definierad av kan- terna som skulle svetsas. Den smältande elektrodhållaren anslu- tes till en pol hos en icke visad strömkälla och inloppsfickan 6 till den andra. Svetsningen strtades genom att man hällde flytande slagg 4 över ytan hos flussmedlet 12 fyllt i spalten, varefter svetsströmmen påslogs. Svetsningen reglerades från en voltmeter och en amperemeter som avlästes under följande be- tingelser: flussmedel i vikt%: kryolit 28%, CaF2 64%, SiO2 8%, varvid flussmedelsdensíteten var 3,12 g/cm3, tomgångsspänning hos transformatorn, V.............4H | > _ ?-&&é$51'8,. 16 r i i sfrömtäcthet vid elektroden, A/mm2....,...........j.-.u,o tvärsektion hos elementen som svetsades, mm.....50x500 densitet hos metallen som svetsas, g/cm3..........2,55 bredd hos spalten mellan kanterna som svetsas, mm...60 'svetshastighet, mlh.................................30 -Exempel 5 _ En 50 mm tjock metall svetsades, vars kemiska komposi- tion i vikt% var som följer: Mg 4,8%, Mn 0,54%, Fe 0,25%, Zn 0,04%, Si 0,1%, Cu 0,025% och med aluminium som rest.

Kanterna som skulle svetsas hos elementen 1 (som visas i fig. 4), av 50 x 250 mm i tvärsektion,omslöts av ett formnings- organ: en inloppsficka 6 placerades ovanför spalten, âterdragbara plattor 9 och en bottenplatta 10 med öppningar för matning av tillsatsmaterial i form av en.tråd 22 placerades under spalten och sidoytorna hos kanterna som svetsades omgavs av formar 11.

En icke smältande grafitelektrod 20 i form av en platta fast- sattes vid bottenplattan 10. Svetsningen börjades genom att man hällde en flytande slagg R i spalten, följt av anslutning av en pol hos en icke visad strömkälla till grafitelektroden 20 och den andra polen till inloppsfickan 6. Tillsatstråden 22 var ej ansluten i svetsströmkretsen och matades in i slaggbadet 4 i en uppåtgående riktning genom öppningarna i bottenplattan 10 och' smälte i det flytande slaggbadet 4. Eftersom grafitelektroden 20 ej reagerade med den smälta slaggen U kunde elektrodavståndet bibehållas konstant. Som ett resultat erhölls en svets fri från defekter och med en god yttre form.

I detta exempel användes ett flussmedeåsenligt SU-PS 7207703-med följande komposition i vikt%: kryolit/8%, CaF2 64%, Si0à 8%. Tillstånden i detta exempel var följande: ' densitet hos flussmedlet, g/cm3...................3,12 densitet hos metallen som svetsas..................2,6 tomgångsspänning hos transformatorn, V..........,,..40 strömtäthet vid elektroden, A/mm2..................2,5 bredd hos spalten mellan kanterna som svetsas, mm..,64 Medan speciella utföringsformer enligt uppfinningen har visats och beskrivits kan olika modifikationer av uppfinningen framgå för fackmannen på området och därför avses inte att uppfin- ningen begränsas till de beskrivna utföringsformerna eller detaljer- na därav och att avvikelser kan göras därifrån försåvitt de falla iinom ramen för efterfljande patentkrav.

Claims (11)

F Patentkrav

1. Sätt att elektroslaggsvetsa metaller, innefattande att man bildar ett slaggbad i spalten mellan kanterna som skall svetsas med påföfiande smältning av en elektrod i slaggbadet medelst värmet som alstrats genom bringande svetsström genom den flytande slaggen inrymd i spalten, k ä n n e t e c k n a t av att densiteten hos flussmedlet (12) använt för slaggbadet*är högre än densiteten hos den metall (1) som skall svetsas, och att svetsningen genomföres i nedåtgående riktning med bildandet över slaggbadet (4) av en flytande metall (5) som skyddas från atmosfärpåverkan.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att elektroden (2) installeras fast i spalten definierad av kanterna Fl) som skall svetsas, att spalten fylles med flussmedlet (12), och att svetsningen startas genom inrättande av slaggbadet (U) i området för elektrodens (2) toppdel, varvid volymen hos elekt- roden väljes lika med den begränsad av kanterna (1) som skall SVêÉSâS .-

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att svetsningen genomföras genom att man matar en smältande elektrod (15) i uppåtgående riktning i spalten mellan kanterna som skall svetsas. ,

4. Sätt enligt krav 1 och 3, k ä n n e t e o k n a t av att ett volymöverskott av slaggen (U) under svetsningens för- lopp avlägsnas från spalten mellan kanterna som skall svetsas.

5. Sätt enligt krav 1 och 3, k ä n n e t e c k n a t av att slaggbadet (H) under svetsningens förlopp förflyttas i nedåtgående riktning.

6. Sätt enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att den smältande elektroden (2) installeras i spalten definierad av kanterna (1) som skall svetsas, varefter spalten fylles med flussmedlet (12) innehållande ett finfördelat till- satsmaterial (22). »mä - 'rensas -s i lg 4 v

7. F l 7 7.~Sätt'enligt krav.1:“k ä nrn e t e c k n a t av att en smältande elektrodhållare (18) fast installeras i spalten definierad av kanterna (1) som skall svetsas och att en elektrod (15) genom elektrodhållaren matas in i slaggbadet. V 1

8. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t'e c k n a t av att i sçalten.definierad av kanterna (1) fast installeras en icke- smältande elektrodhållare (19) genom vilken elektroden matas in i slaggbadet (4). I I _

9. Sätt enligt krav 1, k ä,n n e t e c k nfa t av att i spalten definierad av kanterna (1) installeras en ickesmältande elektrod (20), och att ett tillsatsmaterial (22) utanför svets- strömkretsen matas in i slaggbadet (4).

10. Sätt enligt krav 1, 2, 6 och 7, k«ä n n e t e c k- n a t av att spalten definierad av kanterna (1) fylles med fluss- medel (12) och att svetsningen inítieras genom att en viss mängd av den flytande slaggen (4) hälles över flussmedlet.

11. Sätt enligt något eller några av kraven 1-10, _k ä n n e t e c k n a t av att slaggdensiteten väljes i enlig- het med följande ekvation: O., m: *S (Il H N ÛQ UQ | - densitet hos slagg, procenthalt av flussmedelskomponenter, ä' u I densitet hos flussmedelskomponenterna. B? ll