SE454062B

SE454062B - WELDING PROCEDURE FOR WELDING A BASIC MATERIAL

Info

Publication number: SE454062B
Application number: SE7908893A
Authority: SE
Inventors: T Godai; T Sugiyama; Y Nishikawa
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1988-03-28
Also published as: GB2037639A; DE2942856A1; NO793445L; CA1133992A; FR2439642B1; GB2037639B; SE7908893L; FR2439642A1; DE2942856C2

Description

454 062 ta högnickellegerade trådar enligt definition av AWSA stan- dard, 5.11 ENiCrFe.1-3, etc, för svetsning eftersom det är svårt att erhålla stabil lâgtemperaturseghet för 9 % nicke1§å1ﬁﬁ¿_ Medan fogar gjorda med användning av högnickellegerade svets- trådar uppvisar utmärkt seghet vid en temperatur av -196°C ef- ter svetsning, uppvisar de mycket liten draghâllfasthet (spe- ciellt 0,2-sträckgräns) i jämförelse med den för grundmaterialet. 454 062 take high-nickel alloy wires as defined by the AWSA standard dard, 5.11 ENiCrFe.1-3, etc, for welding because it is difficult to obtain stable low temperature toughness for 9% nicke1§å1 ﬁﬁ¿_ While joints made using high nickel alloy welds threads exhibit excellent toughness at a temperature of -196 ° C welding, they have very low tensile strength (specific 0.2 yield strength) compared to that of the base material.

Då 9 % nickelstâl eller ett stål med hög draghållfasthet av 70 kp/mmz användes, är hållfastheten för fogarna låg, så att spän- ningen mâste vara låg vid konstruktionstillfället för svetsning och totala svetsade konstruktionen måste vara tjock. Det konven- tionella svetsförfarandet har misslyckats att helt utnyttja hâll- fasthetsegenskaperna för 9 % nickelstâl och i själva verket li- der förfarandet av tvâfaldiga ekonomiska nackdelar, en ökad tjocklek för den svetsade konstruktionen och en ökad mängd av den förbrukade dyra högnickellegerade svetstrâden. Svetsning med hjälp av högnickellegering är vidare ofördelaktig genom att varmsprickor och värmeutmattning erhålles beroende på skill- naden mellan värmeutvidgningskoefficienterna och arbetssamma svetsförfaranden erfordras.Then 9% nickel steel or a steel with a high tensile strength of 70 kp / mmz is used, the strength of the joints is low, so that the must be low at the time of construction for welding and the total welded structure must be thick. The conventional The welding process has failed to make full use of the the strength properties of 9% nickel steel and in fact li- where the procedure of dual economic disadvantages, an increased thickness of the welded structure and an increased amount of the consumed expensive high nickel alloy welding wire. Welding using high nickel alloy is further disadvantageous through that heat cracks and heat fatigue are obtained due to between the coefficients of thermal expansion and the working welding procedures are required.

Av dessa skäl är användningen av 9 % nickelstâl kraftigt begränsad i praktiken, trots att stålet uppvisat ut- märkta prestanda såsom supralågtemperaturstål.For these reasons, the use of 9% is nickel steel severely limited in practice, despite the fact that the steel marked performance such as super low temperature steel.

Det är följaktligen ett ändamål med föreliggande upp- finning att åstadkomma ett svetsningsförfarande med användning av en svetstråd med stabil lâgtemperaturseghet jämförbar med den för konventionell svetstrâd av högnickellegering och en hâllfasthet jämförbar med den för 9 % nickelstâl.It is therefore an object of the present invention to to provide a welding process using of a welding wire with stable low temperature toughness comparable to that of conventional welding wire of high nickel alloy and a strength comparable to that of 9% nickel steel.

Detta uppnås enligt uppfinningen med ett svetsförfa- rande för svetsning av ett grundmaterial av järn innehållande 3,5 - 9,5 vikt-% nickel, mindre än 100 ppm syre, mindre än 100 ppm kväve, vilket kännetecknas av att en svetstråd användes, vilken består av järn samt 8 - 15 vikt-% nickel, 0,1 - 0,8 vikt-% mangan, mindre än 0,15 vikt-% kisel, mindre än 0,1 vikt-% kol och mindre än 0,1 vikt-% aluminium, mindre än 0,1 vikt-% titan, mindre än 0,0006 vikt-% bor, mindre än 100 ppm syre och mindre än 100 ppm kväve, varvid summan av syrehalten i tråden och den dubbla syrehalten i grundmaterialet är mindre än 200 ppm och 454 062 summan av kvävehalten i tråden och den dubbla kvävehalten i grundmaterialet är mindre än 200 ppm; varvid tråden matas in i en bågkolonn, som utvecklas mellan en icke-smältande elekt- rod och grundmaterialet och varvid hågen avböjes framåt i svets- ningens framåtgående riktning genom påverkan av magnetfälten som bildas genom att både den icke-smältande elektroden och tråden anslutes till en likströmskälla för TIG-svetsning vid likspänning, så att riktningen av strömflödena genom tråden och den icke-smältande elektroden är desamma, då tråden är fram- för den icke-smältande elektroden längs med svetsningens fram- âtgâende riktning och motsatta då tråden är bakom den icke-smäl- tande elektroden.This is achieved according to the invention with a welding method. welding of a base material of iron containing 3.5 - 9.5% by weight of nickel, less than 100 ppm oxygen, less than 100 ppm nitrogen, which is characterized by the use of a welding wire, which consists of iron and 8 - 15% by weight of nickel, 0.1 - 0.8% by weight of manganese, less than 0.15% by weight of silicon, less than 0.1% by weight of carbon and less than 0.1% by weight of aluminum, less than 0.1% by weight of titanium, less than 0.0006% by weight of boron, less than 100 ppm oxygen and less than 100 ppm nitrogen, the sum of the oxygen content of the wire and it double the oxygen content of the base material is less than 200 ppm and 454 062 the sum of the nitrogen content in the wire and the double nitrogen content in the base material is less than 200 ppm; whereby the thread is fed in in an arc column, which develops between a non-melting root and the base material and the deflection is deflected forward in the welding forward direction of the ring by influencing the magnetic fields formed by both the non-melting electrode and the wire is connected to a DC power source for TIG welding at DC voltage, so that the direction of the current flows through the wire and the non-melting electrode are the same when the wire is for the non-melting electrode along the front of the weld outgoing direction and opposite when the wire is behind the non-molten tooth electrode.

För en närmare förståelse av föreliggande uppfinning och av ändamâlen och fördelarna därmed hänvisas till följande beskrivning i samband med de åtföljande ritningarna, varpå fig. l visar ett blockdiagram över en utförings- form av föreliggande uppfinning konstruerad för reglering av våglängden; fig. 2 visar ett kretsdiagram över ett exempel på ett sätt att reglera bågspänningen; fig. 3 visar ett kretsdiagram över ett annat exem- pel på ett sätt att reglera bågspänningen;' fig. 4 visar ett diagram över tillförd effekt mot uttagen effekt för exemplet på fig. 3; fig. 5 visar en perspektivvy över en drivsektion; fig. 6 och 7 visar perspektivvyer över idén med magnetisk blåsverkan; fig. 8 och 9 visar schematiska tvärsnittsvyer över en svetszon; U fig. 10 och ll visar en utföringsform av förelig- gande uppfinning, varvid figurerna är sidovyer; fig. 12 visar ett vågformigt diagram över pulseran- de ström; fig. 13 och 14 visar kurvor över förhållandet mel- lan summan av syrehalten och kvävehalten i en tråd och dubb- la syrehalten och dubbla kvävehalten i grundmetallen och ab- sorptionsenergin i V-spår för en svetsmetall; 454 062 fig. 16 och 17 visar kurvor över förhållandet mel- lan syrehalten och kvävehalten i en tråd och absorptions- energin i "V"-spår för en svetsmetall; fig. 18 visar en kurva över förhållandet mellan kyl- ningsperioden och brottgränsen för ett slutskikt under TIG- svetsning; fig. 15 visar en kurva över slagsegheten för en fog mot borhalten i tråden; fig. 19 och 20 utgör fotografier som visar fogen enligt föreliggande uppfinning; och fig. 21 visar spårformer använda med utföringsformen i föreliggande uppfinning.For a more detailed understanding of the present invention and of the purposes and benefits thereof are referred to the following description in connection with the accompanying drawings, whereupon Fig. 1 shows a block diagram of an embodiment form of the present invention designed for control of the wavelength; Fig. 2 shows a circuit diagram of an example of a way of regulating the arc voltage; Fig. 3 shows a circuit diagram of another example. pel in a way to regulate the arc voltage; ' Fig. 4 shows a diagram of applied power to power taken for the example of Fig. 3; Fig. 5 shows a perspective view of a drive section; Figs. 6 and 7 show perspective views of the idea with magnetic blowing action; Figures 8 and 9 show schematic cross-sectional views above a welding zone; Figures 10 and 11 show an embodiment of the present invention. present invention, the figures being side views; Fig. 12 shows a wavy diagram of the pulsation the stream; Figs. 13 and 14 show curves of the relationship between the sum of the oxygen content and the nitrogen content of a wire and the oxygen content and double the nitrogen content of the base metal and the sorption energy in V-grooves of a weld metal; 454 062 Figures 16 and 17 show curves of the relationship between the oxygen content and the nitrogen content of a wire and the absorption the energy in the "V" groove of a weld metal; Fig. 18 shows a graph of the relationship between cooling period and the breaking point of a final layer during the TIG welding; Fig. 15 shows a curve of the impact strength of a joint against the boron content of the wire; Figs. 19 and 20 are photographs showing the joint according to the present invention; and Fig. 21 shows groove shapes used with the embodiment in the present invention.

Följande detaljerade beskrivning kommer först att avse svetstråden, som användes i föreliggande förfarande, och därefter svetsförfarandet, där tråden användes. Även om tråden kan användas för TIG-svetsning och TIG-plasmabågsvetsning, kom- mer i det följande dessa endast att,betecknas såsom “TIG-svets- ning", "TIG~svetstrâd“ etc.The following detailed description will first refer to the welding wire used in the present process, and then the welding process, where the wire was used. Although the thread can be used for TIG welding and TIG plasma arc welding, more hereinafter these only that, referred to as “TIG welding ning "," TIG ~ welding wire "etc.

TIG-svetstråden, som användes i föreliggande förfaran- de, är mindre dyr än varje högnickellegerad svetstråd och är fri från de olika problemen med högnickellegerade trådar som diskuterats ovan, varigenom erhålles fogar. som är utmärkta med avseende på lågtemperaturseghet, draghâllfasthet, etc. Detta gör det möjligt att väsentligt minska tjockleken på den totala svetsade konstruktionen, ta full fördel av de inneboende egen- skaperna för 9 % nickelstâl och utvidga användningen av 9 % nickelstål, Även om ovan problemen med svetsning av 9 % nickel- stål, ett typiskt exempel på supralâgtemperaturstâl, har disku- terats, kan föreliggande uppfinning tillämpas ej endast pâ 9 % nickelstål, utan även på lågkvalitativa nickelstål, såsom nic- kelstål innehållande 5,5 och 3,5 % nickel.The TIG welding wire used in the present process they, are less expensive than any high nickel alloy welding wire and are free from the various problems of high nickel alloy wires such as discussed above, thereby obtaining joints. which are excellent with with respect to low temperature toughness, tensile strength, etc. This makes it possible to significantly reduce the thickness of the total welded construction, take full advantage of the inherent 9% nickel steel and extend the use of 9% nickel steel, Although above the problems of welding of 9% nickel steel, a typical example of super low temperature steel, has been discussed the present invention can be applied not only to 9% nickel steel, but also on low-quality nickel steels, such as nickel steel containing 5.5 and 3.5% nickel.

Då, såsom angivits ovan, tråden skall uppvisa utmärkt lâgtemperaturseghet vid svetsning av supralågtemperaturstâl, så- som 9 % nickelstål, är halten aﬁsådana desoxidationsmedel som Al, Ti, Mn och Si kraftigt begränsad. Ifråga om svetsmaterial innehållande en mycket liten mängd desoxidationsmedel kan mer än 454 062 100 ppm syre i svetsmetallen leda till möjlig bildning av så- dana svetsdefekter som blåsor och har ofördelaktiga effekter på lågtemperaturseghet. Å andra sidan minskas i allmänhet oxi- der i flussmedel vid gasbågssvetsning och pulverbågsvetsning och en aktiv gas (C02 eller 02), som är något inblandad i en skyddsgas för bàgstabilisering minskas likaledes vid MIG-svets- ning. I alla händelser är det svårt att begränsa syrehalten för svetsmetaller till under 100 ppm. Då emellertid TIG-svetsning utnyttjar varken oxider såsom svetsmaterial eller aktiv gas i skyddsgasen, kan svetsningen ge en svetsfog, som är fri från fogdefekter vid en superlâg temperatur av -196°C och som är ut- märkt med avseende pâ lâgtemperaturseghet och andra mekaniska egenskaper, genom användning av svetstrâden och grundmaterialet, som användes enligt uppfinningen.Then, as stated above, the thread should exhibit excellent low temperature toughness when welding super low temperature steels, so as 9% nickel steel, the content of des such deoxidizers as Al, Ti, Mn and Si are very limited. In the case of welding materials containing a very small amount of deoxidizing agent may exceed 454 062 100 ppm oxygen in the weld metal lead to the possible formation of weld defects such as blisters and have adverse effects on low temperature toughness. On the other hand, oxygen in fluxes in arc welding and powder arc welding and an active gas (CO 2 or O 2), which is slightly involved in a shielding gas for bag stabilization is also reduced in MIG welding ning. In any case, it is difficult to limit the oxygen content weld metals below 100 ppm. Then, however, TIG welding does not use oxides such as welding materials or active gas in the shielding gas, the welding can give a weld, which is free from joint defects at a super low temperature of -196 ° C and which are marked with respect to low temperature toughness and other mechanical properties, by using the welding wire and the base material, used according to the invention.

I Såsom beskrivts i korthet innehåller svetstrâden 8 - 15 vikt-% nickel och 0,1 - 0,8 vikt-% mangan, mindre än 0,15 % kisel, mindre än 0,1 % kol, mindre än 0,1 % aluminium, mindre än 0,1 % titan, mindre än 0,0006 % bor, mindre än 100 ppm syre och mindre än 100 ppm kväve. Nickel är väsentligt vid säkerställan- de av làgtemperaturseghet, såsom ifråga om högnickelstål använda med tråden enligt föreliggande uppfinning. Mindre än 8 % nickel innebär att tillräcklig lâgtemperaturseghet ej erhålles i fo- garna. Mer än 15 % nickel gör å andra sidan den mekaniska håll- fastheten för fogarna alltför hög och medför en märkbar minsk- ning av duktiliteten, vilket resulterar i att en instabil åter- stående austenit utvecklas och därefter överföres till den mar- tensitiska strukturen vid en superlåg temperatur för att däri- genom minska lågtemperatursegheten. Medan Mn är mycket effektiv vid förbättring av svetsbarheten och såsom desoxidationsmedel och svaveluppfângare,skadar en manganmängd under 0,1 % kraftigt svetsbarheten och tenderar att utveckla blåsor, etc. i fogarna beroende på brist på desoxidation. Följaktligen är i detta fall effekterna av mangan oväntade. För mangan i överskott av 0,8 % finns en tendens att utveckla en instabil återstående austenit och försämra lâgtemperatursegheten till stor utsträckning.As briefly described, the welding wire contains 8 - 15% by weight of nickel and 0.1 - 0.8% by weight of manganese, less than 0.15% silicon, less than 0.1% carbon, less than 0.1% aluminum, less than 0.1% titanium, less than 0.0006% boron, less than 100 ppm oxygen and less than 100 ppm nitrogen. Nickel is essential in ensuring those of low temperature toughness, such as in the case of high nickel steels used with the wire of the present invention. Less than 8% nickel means that sufficient low temperature toughness is not obtained in garna. More than 15% nickel, on the other hand, makes the mechanical the strength of the joints is too high and leads to a noticeable ductility, which results in an unstable return standing austenite develops and is then transferred to the the tensitic structure at a super low temperature in order to by reducing the low temperature toughness. While Mn is very effective in improving the weldability and as a deoxidizing agent and sulfur traps, severely damage a manganese content below 0.1% weldability and tend to develop blisters, etc. in the joints due to lack of deoxidation. Consequently, in this case the effects of manganese unexpected. For manganese in excess of 0.8% there is a tendency to develop an unstable residual austenite and deteriorate the low temperature toughness to a large extent.

Kiselhalten skall vara lägre än 0,15 %, eftersom ki- sel förbättrar svetsbarheten och tjänar såsom desoxidations- medel, men å andra sidan sänker làgtemperatursegheten och 454 062 märkbart ökankänsligheten för varmsprickor. Medan endast en liten mängd kol är tillräcklig för att förbättra draghâll- fastheten, mäste kolhalten vara mindre än 0,1 % för att ej minska lågtemperatursegheten. Aluminium och titan måste båda tillsättas i en mängd mindre än 0,1 %, eftersom båda är effek- tiva såsom desoxidationsmedel och vid förhindrande av uppträ- dande av blåsor, etc. men den förstnämnda metallen skadar märk- bart motståndskraften mot sprickor och den sistnämnda medför en väsentlig minskning av lågtemperatursegheten beroende på ut- fällningshärdning av titankarbid.The silicon content must be less than 0,15%, since sel improves weldability and serves as a deoxidation medium, but on the other hand lowers the low temperature toughness and 454 062 noticeably the sensitivity to heat cracks. While only one small amount of carbon is sufficient to improve the tensile strength strength, the carbon content must be less than 0.1% in order not to reduce the low temperature toughness. Aluminum and titanium must both added in an amount less than 0.1%, since both are effective as deoxidizing agents and in preventing the occurrence of blisters, etc., but the former metal damages the markers. the resistance to cracks and the latter entails one significant reduction in low temperature toughness due to precipitation hardening of titanium carbide.

Resultaten enligt föreliggande uppfinning antyder att bor är mycket skadlig vid säkerställande av utmärkt lågtempe- raturseghet vid en superlåg temperatur, då svetstråden enligt ovan definierade sammansättning användes. Om borhalten över- skrider 0,0006 %, är tråden mer känslig för varmsprickor, här- dar lättare och är segare vid låga temperaturer.The results of the present invention suggest that boron is very harmful in ensuring excellent low-temperature toughness at a super low temperature, then the welding wire according to composition defined above was used. If the boron content exceeds slopes 0.0006%, the thread is more sensitive to heat cracks, lighter and tougher at low temperatures.

För ändamålet med föreliggande uppfinning är det syn- nerligen önskvärt att borhalten är praktiskt taget noll och den måste åtminstone vara mindre än 0,0006 %. Det är välkänt att bor inblandas såsom förorening i järnsystemmaterial, såsom elekt- rolysjärn, som utgör en av de huvudsakliga beståndsdelarna i tråden, och dess halt kan ibland överskrida 0,02 % med elektro- lysjärn innehållande den minsta mängden föroreningar. I de fall då en väsentliàmängd bor blandas i materialet, skulle ett för- farande för vakuumavgasning i lösning ej vara tillfredsställan- de för avlägsning av boren. Enligt föreliggande uppfinning bör borhalten i utgångsmaterialet noggrant övervakas och utgångs- materialet måste väljas så att borhalten i svetstråden ej över- skrider 0,0006 %, företrädesvis ej 0,0004 %= Det är ej tidiga- re känt att râdana ofördelaktiga effekter uppstår vid använd- ning av bor. Även om de övriga beståndsdelarna förutom bor lig- ger inom ovan angivna gränser, är det på intet sätt lätt att uppnå ändamålen med föreliggande uppfinning så länge som borhal- ten ej uppfyller de angivna kraven.For the purpose of the present invention, it is desirable that the boron content is practically zero and it must be at least less than 0.0006%. It is well known that boron is involved as an impurity in iron system materials, such as cast iron, which is one of the main constituents of wire, and its content can sometimes exceed 0.02% with electro- light iron containing the least amount of impurities. In those cases when a substantial amount of boron is to be mixed into the material, a procedure for vacuum degassing in solution may not be satisfactory. those for removal of the drill. According to the present invention, the boron content of the starting material is carefully monitored and the starting the material must be chosen so that the boron content of the welding wire does not exceed exceeds 0.0006%, preferably not 0.0004% = It is not early It is known that such adverse effects occur when using of living. Although the other components in addition to within the above limits, it is by no means easy to achieve the objects of the present invention as long as the boron does not meet the specified requirements.

Eftersom syre förorsakar avsättning av oxider på korn- gränser eller liknande, är det nödvändigt att reglera syrehal- ten i svetstråden så att syremängden är mindre än 100 ppm inne i 454 062 svetsmetallen, varför det är nödvändigt att syrehalten i svets- tråden är under 100 ppm. Eftersom syret i svetsmetallen är kor- relerad ej endast med syret i svetstråden, utan även motsva- rande i grundmaterialet, bör syrehalten i grundmaterialet va- ra så liten som möjligt för ändamålet med föreliggande uppfin- ning.Since oxygen causes the deposition of oxides on barley limits or the like, it is necessary to regulate the oxygen content in the welding wire so that the amount of oxygen is less than 100 ppm inside 454 062 the weld metal, so it is necessary that the oxygen content of the weld the wire is below 100 ppm. Since the oxygen in the weld metal is related not only to the oxygen in the welding wire, but also to the in the base material, the oxygen content of the base material should be as small as possible for the purpose of the present invention ning.

Försök har även visat att syrehalten i grundmaterialet måste vara mindre än 100 ppm och att summan av syrehalten i tråden och den dubbla syrehalten i grundmaterialet måste vara mindre än 200 ppm för uppnående av ändamâlen med föreliggande uppfinning. Anledningen till att syrehalten i grundmaterialet måste vara mindre än 100 ppm är att syret i grundmaterialet knap- past pâverkas av desoxidationsförmågan för desoxidationsmedlet i svetstråden och är svårt att avlägsna under svetsprocessens förlopp.Experiments have also shown that the oxygen content of the base material must be less than 100 ppm and that the sum of the oxygen content in the wire and the double oxygen content of the base material must be less than 200 ppm to achieve the objects of the present invention invention. The reason for the oxygen content of the base material must be less than 100 ppm is that the oxygen in the base material is scarce past is affected by the deoxidizing ability of the deoxidizing agent in the welding wire and is difficult to remove during the welding process course.

Slutligen har kväve egenskapen att utfälla nitrider i svetsmetallen och allvarligt försämra lågtemperatursegheten.Finally, nitrogen has the property of precipitating nitrides in the weld metal and severely impair the low temperature toughness.

Detta innebär att kvävehalten i svetstråden måste vara mindre än 100 ppm. EFtersom kväve i svetsmetallen har samband med både kväve i svetstråden och i grundmaterialet, bör kvävehalten vara så liten som möjligt för ändamålet med föreliggande uppfinning.This means that the nitrogen content in the welding wire must be less than 100 ppm. Because nitrogen in the weld metal is related to both nitrogen in the welding wire and in the base material, the nitrogen content should be as small as possible for the purpose of the present invention.

Försök haåvisat att kvävehalten i grundmaterialet ej får över- stiga 100 ppm och att ej heller summan av kvävehalten i svets- tråden och den dubbla kvävehalten i grundmaterialet får över- stiga 200 ppm för uppnående av ändamålen enligt föreliggande upp- finning.Try to show that the nitrogen content of the base material must not exceed 100 ppm and that the sum of the nitrogen content in the weld the wire and the double nitrogen content of the base material may 200 ppm to achieve the objectives of the present invention. finding.

Fig. 16, 17, 13 och 14 utgör kurvor, som visar att ab- sorptionsenergin i V-spår faller under 80 J vid -196°C i när- varo av mer än 100 ppm syre och mer än 100 ppm kväve, varför syre- och kvävehalterna måste vara mindre än 100 ppm, och då summan av halten av en gas i tråden och den dubbla halten av denna gas i grundmaterialet är mer än 200 ppm.Figs. 16, 17, 13 and 14 are curves showing that the sorption energy in V-grooves falls below 80 J at -196 ° C in be of more than 100 ppm oxygen and more than 100 ppm nitrogen, why the oxygen and nitrogen levels must be less than 100 ppm, and then the sum of the content of a gas in the wire and the double content of this gas in the base material is more than 200 ppm.

Eftersom svetstråden enligt föreliggande uppfinning en- dast får innehålla synnerligen små mängder syre och kväve till- sammans med en mycket liten mängd desoxidationsmedel, är det synnerligen önskvärt att tillämpa förfarandet för vakuumavgas- ning i lösning för förhindrande av blandning av syre och kväve.Since the welding wire according to the present invention may contain extremely small amounts of oxygen and nitrogen together with a very small amount of deoxidizing agent, it is particularly desirable to apply the vacuum degassing method in solution to prevent mixing of oxygen and nitrogen.

Det är uppenbart av det ovan sagda att föreliggande uppfinning är 454 062 avsedd att använda supralâgtemperaturstål såsom grundmaterial, d.v.s. làgtemperaturstâl innehållande nickel inom området 3,5- 9,5, t.ex. 9 % nickelstål, 5,5 % nickelstål och 3,5 % nickelstål.It is apparent from the foregoing that the present invention is 454 062 intended to use super low temperature steel as a base material, i.e. low temperature steel containing nickel in the range of 3.5- 9.5, e.g. 9% nickel steel, 5.5% nickel steel and 3.5% nickel steel.

Under antagande av att TIG-svetsning utföres är det möjligt att med föreliggande uppfinning erhålla fogar med drag- hâllfasthet och lågtemperaturseghet jämförbara med de för låg- temperaturstâl, såsom 9 % nickelstâl, genom avgränsning av sam- mansättningen för svetstråden och närmare bestämt de övre hal- terna för bor, syre och kväve. Svetstrâden, som användes enligt föreliggande uppfinning, har väsentligen samma sammansättning som grundmaterialet och ger således fogar, som är fria från prob- lem såsom värmeutmattning beroende på skillnaden mellan värme- utvidgningskoeffichanær och varmsprickor och som uppvisar mycket hög mekanisk hâllfasthet. Detta åtföljes av att en ekonomisk konstruktion kan svetsas, som är försedd med godtagbara lägsta spänningar, varvid fördel drages av egenskaperna för lâgtempera- turstål.Assuming that TIG welding is performed, it is it is possible with the present invention to obtain joints with tensile strength and low temperature toughness comparable to those for low temperature steel, such as 9% nickel steel, by delimiting the the composition of the welding wire and more specifically the upper halves boron, oxygen and nitrogen. The welding wire, which was used according to present invention, has substantially the same composition as the base material and thus gives joints which are free from such as thermal fatigue due to the difference between expansion coefficient and hot cracks and which exhibit a lot high mechanical strength. This is accompanied by an economic construction can be welded, which is provided with acceptable minimums voltages, taking advantage of the properties of low-temperature turn steel.

I det ovanstående har i detalj angivits sammansättnin- gen för svetstråden, syre- och kvävehalterna i grundmaterialet, vilka avgränsas för att säkerställa prestanda för svetstråden, och de kritiska värdena därför genom hänynstagande till syre- och kvävehalterna i tråden. Om dessa krav uppfylles, är fogar, som är utmärkta med avseende både på lâgtemperaturseghet och draghållfasthet, tillgängliga över allt i ett svetsgods, en kon- taktzon och ett svetspåverkat grundmaterial (HAZ) genom TIG-svets- ningsförfarandet eller TIG-plasmabâgsvetsningsförfarandet. Svets- förfarandet enligt föreliggande uppfinning kommer nu att beskri- vas tillsammans med dess svetsbetingelser.In the above, the composition has been stated in detail. gene for the welding wire, the oxygen and nitrogen contents of the base material, which are delimited to ensure the performance of the welding wire, and the critical values therefore by taking into account the and the nitrogen levels in the wire. If these requirements are met, joints, which are excellent in both low temperature toughness and tensile strength, available everywhere in a weld metal, a con- stroke zone and a welded base material (HAZ) through the TIG welding the TIG plasma arc welding process. Welding- The process of the present invention will now be described. vase together with its welding conditions.

Skyddsgas är av stor betydelse vid utförande av TIG- -svetsningsförfarandet eller TIG-plasmasvetsningsförfarandet. En ren inert gas, såsom rent argon eller rent helium, användes vid föreliggande svetsförfarande liksom vid det konventionella för- farandet. Eftersom syre- och kvävehalterna i tråden och grund- materialet är begränsade, såsom diskuterats ovan, enligt före- liggande uppfinning, kan fördelarna med användning av ren inert gas utnyttjas till full utsträckning. Eftersom svetsförfarandet enligt föreliggande uppfinning utgör ett TIG-svetsförfarande el- ler TIG-plasmasvetsförfarande, kommer tråden enligt föreliggande 454 062 uppfinning att definieras såsom ett tillsatsmaterial i följan- de beskrivning och de vidhängande kraven.Shielding gas is of great importance in the execution of TIG welding process or the TIG plasma welding process. One pure inert gas, such as pure argon or pure helium, was used present welding procedure as in the conventional farandet. Since the oxygen and nitrogen contents of the wire and the material is limited, as discussed above, according to the present invention, the benefits of using pure inert gas is fully utilized. Because the welding procedure according to the present invention, a TIG welding process TIG plasma welding procedure, the wire according to the present 454 062 invention to be defined as an additive material in the following the description and the appended claims.

Automatisk reglering av bâglängden, som utvecklas mellan en icke-smältande elektrod och grundmaterialet, ut- gör en första betingelse för TIG-svetsningsförfarandet.Automatic adjustment of the bow length, which is developed between a non-melting electrode and the base material, makes a first condition for the TIG welding process.

För att uppnå ett homogent svetsresultat erfordras vid det automatiska bågsvetsningsförfarandet av typen med icke-smältande elektrod att en konstant båglängd upprätthål- les vid alla tidpunkter oberoende av sättet att röra elektrodhållaren och oberoende av spårformen och att svets- materialet eller tillsatsmaterialet, som tillföres automa- tiskt, hålles i en homogen vätskefas. Då automatisk båg- svetsning med en icke-smältande elektrod skall utföras i varje position är det lämpligt att pendla elektrodhållaren på sådant sätt,att ytan påde påsvetsade strängarna göres jämn och så att inre defekter minimeras. Därvid skulle ett misslyckande att reglera båglängden noggrant resultera i konkava-konvexa konfigurationer i spåren eller i underliggan- de svetssträngar ifråga om flersträngssvetsning och dålig riktning mellan pendlingsrörelsen och spåren. Följaktligen varieras båglängden och då båglängden blir alltför kort kan den icke-smältande elektroden kortslutas med grundmateria- let med resulterande olyckor, såsom förstöring av elektroden och inblandning av elektrodmaterial i tillsatsmaterial. Vi- dare leder variationer i båglängden, d.v.s. variationer i strömtätheten i en bågkolonn och i ytan upptagen av bågko- lonnen inne i ett smältbad, ej endast till brist på genom- trängning, utan även till ojämna strängkonfigurationer be- roende pâ misslyckande att erhålla ett homogent smältbad.To achieve a homogeneous welding result is required in the automatic arc welding process of the type with non-melting electrode that a constant arc length is maintained read at all times regardless of the way of moving electrode holder and regardless of the groove shape and that the the material or additive material, which is fed automatically is kept in a homogeneous liquid phase. When automatically arc- welding with a non-melting electrode shall be performed in in each position it is convenient to oscillate the electrode holder in such a way that the surface of the welded strands is made even and so that internal defects are minimized. In doing so, one would failure to accurately adjust the arc length results in concave-convex configurations in the grooves or in the underlying the welding strings in the case of multi-strand welding and bad direction between the commuting movement and the tracks. Consequently the arc length is varied and when the arc length becomes too short can the non-melting electrode is short-circuited with the base material resulting in accidents, such as damage to the electrode and mixing electrode material into additive material. We- dare lead to variations in arc length, i.e. variations in the current density in an arc column and in the surface occupied by the arc column in a molten bath, not only for lack of permeability penetration, but also to uneven string configurations due to failure to obtain a homogeneous molten bath.

Medan tillsatsmaterialet automatiskt matas vid au- tomatisk bågsvetsning med icke-smältande elektrod, förorsa- kar en liten variation i bâglängden en variation i smält- hastigheten för tillsatstråden. Under dessa betingelser blir strängarna ojämna och smältbadet hålles ej vid konstant tem- peratur, vilket resulterar i otillräcklig eller ojämn in- trängning av tillsatstrâden i smältbadet eller alltför ti- dig inträngning. I det senare fallet kommer smälta droppar 454 062 10 ej att förflyttas in i smältbadet på normalt sätt vid ståen- de vertikalsvetsning, underuppsvetsning, etc. Speciellt då automatisk bågsvetsning med icke-smältande elektrod utföres med höglegerade stål, såsom lågtemperaturstål och rostfria stål och icke-järnhaltiga metaller, är ovan diskuterade problem mer allvarliga, då formen på smältbadet lätt varie- ras till och med vid en liten variation i hâglängden i före- ning med smältpunkten för svetsgodset och svetsningshastighe- ten för tillsatsmaterialet.While the filler material is automatically fed at automatic arc welding with non-melting electrode, causing a small variation in the length of the barrel a variation in the melt the speed of the filler wire. Under these conditions becomes the strands are uneven and the molten bath is not kept at a constant temperature. temperature, which results in insufficient or uneven penetration of the additive wires into the molten bath or excessive you intrusion. In the latter case, molten droplets will appear 454 062 10 not to be moved into the molten bath in the normal manner at standing the vertical welding, under-welding, etc. Especially then automatic arc welding with non-melting electrode is performed with high alloy steels, such as low temperature steels and stainless steels steel and non-ferrous metals, are discussed above problems are more serious, as the shape of the molten bath even with a slight variation in the heel length in with the melting point of the weld metal and the welding speed for the additive material.

Ifråga om automatisk bågsvetsning med icke-smältande elektrod och speciellt pendlingssvetsning i alla positioner och svetsning med höglegerade stål och icke-järnhaltiga me- taller är det därför nödvändigt att hålla båglängden mycket noggrant vid det optimala värdet och ett mått att reglera båglängden erfordras och är oundgängligt.In the case of automatic arc welding with non-melting electrode and especially oscillating welding in all positions and welding with high-alloy steels and non-ferrous metals pines, it is therefore necessary to keep the arc length a lot carefully at the optimum value and a measure to regulate arc length is required and is indispensable.

Tidigare har försök att hålla väsentligen konstant bâglängd vid automatisk bågsvetsning med icke-smältande elektrod utförts genom avkänning och förstärkning av båg- spänningen och genom förflyttning av elektroden framåt och bakåt. Försöket var avsett att undvika motorpendling genom att ge det linjära förhållandet mellan tillförselspänningen till en motor, som bär svetselektroden, och bågspänningen med ett speciellt bågspänningsomrâde, där motorn ej är an- vändbar; Inom det speciella bågspänningsområdet eller blind- zonen, där motorn ej är användbar, stannar motorn i olika positioner under det att bågspänningen återföres till en sta- bil punkt under öknings- och minskningsprocessen. Den stabi- la punkten är beroende på amplituden för den varierande båg- spänningen och motorns rörelseområde beror likaledes på den därtill tillförda spänningen, vilket medför svårigheter vid stoppande av motorn i en önskad fixerad position. Om det är okänt var den stabila driftspunkten befinner sig inom blind- zonen, uppträder svårigheter vid reglering av bågspänningen och svaret på variationer i bågspänningen minskar med spän- ningsområdet i blindzonen.In the past, attempts have been kept essentially constant arc length in automatic arc welding with non-melting electrode performed by sensing and amplifying the arc- voltage and by moving the electrode forward and backwards. The experiment was intended to avoid engine commuting through to give the linear relationship between the supply voltage to a motor carrying the welding electrode and the arc voltage with a special arc voltage range, where the motor is not used reversible; Within the special arc voltage range or blind the zone where the engine is not usable, the engine stops in different positions while the arc voltage is returned to a stationary car point during the increase and decrease process. The stable point depends on the amplitude of the varying arc. the voltage and the range of motion of the motor also depend on it the voltage applied to it, which causes difficulties in stopping the engine in a desired fixed position. If it is unknown where the stable operating point is within the blind zone, difficulties occur in regulating the arc voltage and the response to variations in the arc voltage decreases with area in the blind zone.

Med hänsyn till detta är i praktiken konventionella sätt att reglera bâglängden vid automatisk bågsvetsning med 454 Û62 11 icke-smältande elektrod otillfredsställande för olika svets- förfaranden, där noggrann båglängd erfordras för uppnående av likformig smältning av tråden, som automatiskt matas,och högkvalitativa svetsgods, t.ex. fínsvetsning med höglegerade stål och icke-järnhaltiga metaller, pendlingssvetsning och svetsning i alla positioner.With this in mind, in practice are conventional method of adjusting the arc length in automatic arc welding with 454 Û62 11 non-melting electrode unsatisfactory for various welding procedures, where accurate arc length is required to achieve of uniform melting of the wire, which is automatically fed, and high-quality welds, e.g. fine welding with high alloys steels and non-ferrous metals, commutation welding and welding in all positions.

Förbättrade svetsmaskiner har utvecklats för över- kommande av dessa praktiska problem. I föreliggande beskriv- ning finns två representativa sätt beskrivna för automatisk reglering av båglängden, antingen enligt TIG-svetsförfaran- det eller TIG-plasmasvetsförfarandet: (A) Med hjälp av ett integratorelement integreras en differentialspänning mellan en pâvisad bågspänning och en i förväg inställd referensspänning proportionellt eller multi- pliceras differentialspänningen och den erhållna signalen användes för att lämna energi till en drivmotor för elektro- den, varigenom automatiskt regleras den exakta båglängden mellan den icke-smältande elektroden och svetsgodset; och (B) Såsom ett alternativ användes en bågspänningsdetek- tor, som omfattar ett integratorelement, en referensspän- ningsinställningssektion, en bâgspänningsreglator omfattande en integrator eller multiplikator, ett motorreglage omfat- tande en operator och ett polaritetsvalinstrument och en drivsektion för att förflytta den icke-smältande elektroden med motorn. Skillnaden mellan en utgående spänning för båg- spänningsdetektorn och motsvarande referensspänning för in- ställningssektionen stabiliseras genom bâgspänningsreglaget, varimaxnxpå lä¶ﬂigt'§üäbåglängden regleras mellan den icke- smältande elektroden och svetsgodset.Improved welding machines have been developed for coming of these practical problems. In the present description, There are two representative ways described for automatic regulation of the arc length, either according to the TIG welding the TIG plasma welding procedure or: (A) Using an integrator element, one is integrated differential voltage between a detected arc voltage and an i preset reference voltage proportional or multi- the differential voltage and the signal obtained are applied was used to supply energy to a drive motor for electrical it, thereby automatically regulating the exact arc length between the non-melting electrode and the weld metal; and (B) As an alternative, an arc voltage detector was used. comprising an integrator element, a reference voltage setting section, an arc voltage regulator comprising an integrator or multiplier, a motor control comprising an operator and a polarity selection instrument and a drive section to move the non-melting electrode with the engine. The difference between an output voltage for arc- voltage detector and the corresponding reference voltage for the scaffolding section is stabilized by the arc voltage control, varimaxnxpå lä¶ ﬂ igt'§üäbåglängden is regulated between the non- melting electrode and weld metal.

En speciell utföringsform av föreliggande uppfin- ning beskrives nu med hänvisning till de åtföljande ritning- arna. Den åskådliggörande utföringsformen av föreliggande uppfinning (fig. l) omfattar en bågspänningsdetektor l om- fattande ett integratorelement ll, en inställningssektion 2 för referensspänning, ett bâgspänningsreglage 3 för jämfö- rande av en bâgspänning och en referensspänning för beräk- ning, ett motordrivreglage 4 och en drivsektion 5 för att 454 062 f 12 föra en icke-smältande elektrod 43 framåt och bakåt allt- efter båglängden med hjälp av motorns funktion.A particular embodiment of the present invention is now described with reference to the accompanying drawings. arna. The illustrative embodiment of the present invention (Fig. 1) comprises an arc voltage detector 1 comprising an integrator element ll, a setting section 2 for reference voltage, an arc voltage control 3 for comparative arc voltage and a reference voltage for calculation a motor drive control 4 and a drive section 5 for 454 062 f 12 move a non-melting electrode 43 forward and backward all the way according to the arc length using the motor function.

Bågspänningen (-Ea) avﬂoännes med bågspänningsde- tektorn l och stabiliseras genom integratorelementet ll, som har en tidskonstant större än dess högfrekvenskomponent och motorns svarshastighet. Integratorelementet kan förses med en CR-integrator eller integrerande operationsförstärkare med lämplig förstärkning med avseende på en tillförd effekt därtill. E Inställningssektionen 2 för referensspänningen de- lar en konstant likspänning (+E) med en variabel resistor, varvid en önskvärd bågspänning eller en önskvärd bâglängd bestämmes av positionen för en arm i den variabla resistorn.The arc voltage (-Ea) of ﬂ is unchanged with the arc voltage tector 1 and is stabilized by the integrator element 11, which has a time constant greater than its high frequency component and engine response speed. The integrator element can be provided a CR integrator or integrating operational amplifier with appropriate reinforcement with respect to an applied power thereto. E The setting section 2 for the reference voltage allows a constant DC voltage (+ E) with a variable resistor, wherein a desired arc voltage or a desired arc length is determined by the position of an arm in the variable resistor.

Bågspänningsreglaget 3 är anpassat för att linjärt integrera och förstärka differentialspänningen (som i det följande benämnes “felspänningen") mellan den utgående spän- ningen från bågspänningsdetektorn l och den utgående spän- ningen frân inställningssektionen 2 för referensspänningen, vilket reglage 3 omfattar en linjär integrationsförstärkare bestående av en resistor 12, en operationsförstärkare 13, en kapacitans 14 och en förstärkningsreglerande variabel resistor 15, varvid de två senaste elementen är i reglagets återkopplingskrets. Se fig. 2.The arc voltage control 3 is adapted to be linear integrate and amplify the differential voltage (as in it hereinafter referred to as the "fault voltage") between the output voltage the voltage from the arc voltage detector 1 and the output voltage from the setting section 2 of the reference voltage, which control 3 comprises a linear integration amplifier consisting of a resistor 12, an operational amplifier 13, a capacitance 14 and a gain regulating variable resistor 15, the last two elements being in the control feedback circuit. See Fig. 2.

Den linjära integrationsförstärkaren åstadkommer integrerings- och förstärkningsoperationen i enlighet med felspänningen och förser därefter den därpå följande motor- drivkontrollen 4 med en signal för att återfå den önskvärda eller lämpliga bâglängden såsom svar till endast en liten variation i felspänningen, varigenom säkerställes att svets- ningen utföres vid optimalt värde för bågspänningen.The linear integration amplifier provides integration and reinforcement operation in accordance with fault voltage and then supplies the subsequent motor drive control 4 with a signal to recover the desired one or appropriate arc length in response to only a small variation in the fault voltage, thereby ensuring that the is performed at the optimum value for the arc voltage.

Såsom beskrivits ovan bromsas elektrodens driv- motor 24 för att ej arbeta i närheten av sin optimala ar- betspunkt med en överbelastning med hjälp av integratorele- mentet ll och bågspänningsreglaget 3. Pendlingsproblemet undvikas således fullständigt.As described above, the drive of the electrode is slowed down. motor 24 so as not to operate in the vicinity of its optimum overload with the help of integrator elements ment ll and the arc voltage control 3. The commuting problem thus completely avoided.

Såsom visas på fig. 3 kan ett par multiplikatorer 21 och 22 inne i bâgspänningsreglaget 3 uppvisar en n (n = 2,'3, 4, ...) gånger förstärkning mellan den ingående effekten och den utgående effekten. 454 062 13 Reglaget 3 omfattar två i serie anslutna multipli- katorer 21 och 22 och en koefficientpotentiometer 26 intill en av multiplikatorerna 22, varvid potentiometern 26 omfat- tar en resistor 23 och en operationsförstärkare 24 och en variabel resistor 25.As shown in Fig. 3, a pair of multipliers can 21 and 22 inside the arc voltage control 3 have an n (n = 2, '3, 4, ...) times gain between the input the effect and the outgoing effect. 454 062 13 The slider 3 comprises two series connected in series. catheters 21 and 22 and a coefficient potentiometer 26 adjacent one of the multipliers 22, the potentiometer 26 comprising takes a resistor 23 and an operational amplifier 24 and one variable resistor 25.

Genom reglaget 3 korreleras felspänningen (ingående spänning) och båglängdens kontrollsignal (utgående spänning), som tillföres den därpå följande motordrivkontrollen, såsom visas av den kubiska kurvan på fig. 4.Slider 3 correlates the fault voltage (input) voltage) and the arc length control signal (output voltage), which is applied to the subsequent motor drive control, such as is shown by the cubic curve in Fig. 4.

Ju högre felspänning, ju högre blir på detta sätt den utgående signalen, som tillföres till det därpå följan- de motordrivreglaget 4. Såsom ett resultat utföres svets- ning snabbare i närheten av den optimala båglängden. Det bromsande vridmomentet ökar då den optimala bâglängden när- mas. Slutligen stannar båglängden vid det optimala värdet.The higher the fault voltage, the higher it becomes in this way the output signal, which is applied to the subsequent the motor drive control 4. As a result, welding faster in the vicinity of the optimal arc length. The braking torque increases as the optimum body length is approached mas. Finally, the arc length stays at the optimum value.

Eftersom ingen överdriven utgående signal anbringas på mo- tordrivreglaget 4 då felspänningen är låg kan elektroddriv- motorn 20 fungera utan pendling i det fall då den tidsreg- lerade linjära integrationsmetoden ej kan anlitas.Since no excessive output signal is applied to the torque control 4 when the fault voltage is low, the electrode drive the motor 20 operate without oscillation in the case where the time The linear integration method cannot be used.

Motordrivreglaget 4 förstärker den utgående signa- len från bågspänningsreglaget 3 och hindrar elektroddriv- motorn från att överbelastas. Elektroddrivmotorn är rever- sibel enligt den utgående signalenspolaritet. Reglaget 4 omfattar en operator 28 och ett därpå följande polaritets- valelement 30.The motor drive control 4 amplifies the outgoing signal from the arc voltage control 3 and prevents the electrode drive the motor from overloading. The electrode drive motor is reversible. sibel according to the outgoing signal polarity. The slider 4 comprises an operator 28 and a subsequent polarity valelement 30.

Operatorn 28 omfattar en operationsförstärkare 3l, ett âterkopplingselement 32 och en tackogenerator för alst- ring av en utgående spänning i proportion till antalet varv för elektroder i motorn 20, varvid den utgående spänningen från tackogeneratorn utgör en negativ återkoppling över återkopplingselementet 32 till den till operationsförstär- karen 31 ingående spänningen. Aterkopplingselementet 32 är avsett att minska variationer i den utgående spänningen till motorn 20 förorsakade av en varierande belastning på elektroddrivmotorn 20.The operator 28 comprises an operational amplifier 31, a feedback element 32 and a tack generator for generating ring of an output voltage in proportion to the number of revolutions for electrodes in the motor 20, the output voltage from the tackogenator constitutes a negative feedback over the feedback element 32 to the operation amplifier karen 31 input voltage. The feedback element 32 is intended to reduce variations in the output voltage to the motor 20 caused by a varying load on electrode drive motor 20.

Polaritetsvalinstrumentet 30 omfattar en npn-tran- sistor Trl och en pnp-transistor Trz, varvid basanslut- 454 062 14 ningar till transistorerna Trl och Trz är anslutna till en utgående anslutning till operationsförstärkaren 31, en kol- lektoranslutning till transistorn Trl är ansluten till en anslutning b till elektroddrivmotorn 20 över en kraftkälla 34 och motsvarande i transistorn Trz likaledes är ansluten till anslutningen b över en annan energikälla 35. Emitter- anslutningarna till båda transistorerna Trl och Trz är an- slutna till en jordad anslutning a till elektroddrivmotorn 20. Då en positiv signal anbringas pâ polaritetsvalinstru- mentet l3 är transistorn Trl ledande så att elektroddrivmo- torn 20 roterar i positiv riktning vid ström från anslut- ningen a in i anslutningen b i elektroddrivmotorn 20. Om i motsats härtill en negativ signal anbringas på polaritets- valinstrumentet 30 blir den andra transistorn Trz ledande så att strömmen leds från anslutningen b in i anslutningen a i motorn 20 för att omkasta vridningsriktningen för motorn 20.The polarity selection instrument 30 comprises an npn sistor Tr1 and a pnp transistor Trz, the base terminal 454 062 14 connections to the transistors Tr1 and Trz are connected to one output connection to the operational amplifier 31, a carbon lecturer connection to the transistor Trl is connected to a connection b to the electrode drive motor 20 over a power source 34 and the corresponding in the transistor Trz is likewise connected to connection b over another energy source 35. Emitter- the connections to both transistors Tr1 and Trz are used connected to a grounded connection a to the electrode drive motor 20. When a positive signal is applied to the polarity selection instrument element 13, the transistor Tr1 is conductive so that the electrode drive tower 20 rotates in a positive direction with current from the a in the connection b in the electrode drive motor 20. If i in contrast, a negative signal is applied to the polarity the selection instrument 30 becomes the second transistor Trz conducting so that the current is conducted from the connection b into the connection a i the motor 20 to reverse the direction of rotation of the motor 20.

Vridsektionen 5 omfattar en elektrodsektion 40 och en elektroddrivdel 41, jämför fig. 5. Elektrodsektionen 41 in- nehâller den icke-smältande elektroden 43 och en isolator 44, som uppbär elektroden 43, varvid den icke-smältande elektroden är ansluten till en svetskabel 45 över en blyle- dare, som leder från isolatorn. Elektroddrivningsdelen 41 om- fattar elektrodstödarmar 46, en skruv 48 för att leda armar- na 46 framåt och bakåt och en ram 49, som uppbär styrstången 47 och skruven 48. Elektrodstödarmarna 46 har tre armar; den första stöder elektrodsektionen 40 och stöder en svets- styrstång 50 vid lämplig vinkel med avseende på den icke- smältande elektroden 43; den andra har en glidslits med lämpliga mått, vari en styrstång 47 kan glida; och den tredje och sista bär en yttergängad skruvbult i ingrepp med skruven 48. Skruven 48 är sammankopplad med en rotationsaxel till elektroddrivmotorn 20. Tillsatstrâden 51 leds inne i styr- stången 50 för tillsatsmaterial. En pendlingsmekanism 55 är sammankopplad med ramen 49 för att pendla den icke-smältande elektroden 43 till vänster eller höger via ramen 49. På det- ta sätt passerar drivsektionen 5 längs med en svets med en lämplig transportanordning. 454 062 15 Såsom angivits ovan avkännes bågspänningen av inte- gratorelementet, som har en tidskonstant större än dess hög- frekvenskomponenter och svarshastigheten för motorn och dif- ferentialspänningen mellan den utgående spänningen från in- tegratorelementet och den i förväg inställda referensspän- ningen anbringas på den linjära integratorn eller multipli- katorn och utgår därifrån såsom motorns drivsignal så att elektroddrivmotorn fungerar utan pendling på sådant sätt att båglängden inställes vid den optimala punkten. Följaktligen kan bâglängden inställas på önskat sätt och inställes snabbt på detta inställda värde vid det automatiska bågsvetsnings- förfarandet med icke-smältande elektrod oberoende av ojämnt svetsgods och spârens konfiguration. Detta skyddar elektrod- materialet, förstärker en homogen smältning av tillsats- tråden, garanterar hög kvalitet för svetszonen och möjliggör svetsning i alla positioner eller exakt automatisk bågsvets- ning med icke-smältande elektrod med höglegerade stål, icke- järnhaltiga metaller, etc.The rotating section 5 comprises an electrode section 40 and one electrode drive part 41, compare Fig. 5. The electrode section 41 is contains the non-melting electrode 43 and an insulator 44, which carries the electrode 43, the non-melting one the electrode is connected to a welding cable 45 over a lead leading from the insulator. The electrode drive part 41 electrode support arms 46, a screw 48 for guiding the arms na 46 forwards and backwards and a frame 49, which supports the handlebar 47 and the screw 48. The electrode support arms 46 have three arms; the first supports the electrode section 40 and supports a welding guide rod 50 at an appropriate angle with respect to the non- melting electrode 43; the other has a slide slot with suitable dimensions, in which a guide rod 47 can slide; and the third and last carries an threaded screw bolt engaged with the screw 48. The screw 48 is connected to another axis of rotation electrode drive motor 20. The additive wire 51 is guided inside the control the bar 50 for filler material. A oscillation mechanism 55 is coupled to the frame 49 to oscillate the non-melting electrode 43 to the left or right via the frame 49. On the In this way, the drive section 5 passes along a weld with a suitable transport device. 454 062 15 As stated above, the arc voltage is sensed by the the generator element, which has a time constant greater than its height. frequency components and the response rate of the motor and differential the differential voltage between the output voltage from the input the integrator element and the preset reference voltage applied to the linear integrator or multiplier catheter and emits therefrom as the motor drive signal so that the electrode drive motor operates without oscillation in such a way that the arc length is set at the optimal point. Consequently the arc length can be set as desired and set quickly at this set value at the automatic arc welding the non-melting electrode process independently weld metal and groove configuration. This protects the electrode material, enhances a homogeneous melting of the additive wire, guarantees high quality for the welding zone and enables welding in all positions or precise automatic arc welding non-melting electrode with high alloy steels, non- ferrous metals, etc.

Ovan beskrivna förfarande möjliggör automatisk reg- lering av båglängden. I följande beskrivning nämnes anord- ningar för förhindrande av varje magnetisk blâsverkan då ett TIG-svetsförfarande med likström utföres vid hög hastighet.The procedure described above enables automatic learning of the arc length. The following description mentions the device to prevent any magnetic blowing action then a TIG welding procedure with direct current is performed at high speed.

Dessa anordningar är olämpliga för TIG-plasmasvetsningsför- farandet och kan endast användas för TIG-svetsningsförfa- randet i begränsad utsträckning.These devices are unsuitable for TIG plasma welding and can only be used for TIG welding processes. to a limited extent.

TIG-svetsningsförfarandet är ofördelaktigt enligt följande: (1) TIG-svetsningsförfarandet är huvudsakligen avsett för smältning av svetsmetallen in i grundmetallen beroende på värmeledning. TIG-hågen utvecklas omkring smältbadet (högtemperaturdel) utan svårigheter. Om smälthastigheten är alltför hög kommer otillräcklig förupphettning att förorsaka underlägsen förbindelse (vätning) av svetsmetallen med grundmaterialet och ofullständig smältning av den avsatta metallen inne i grundmaterialet. (2) Då TIG-svetsningsförfarandet utföres med en lik- spänningskälla är TIG-bågen mycket känslig för variationer i det omgivande magnetfältet förorsakade av magnetisering och varierande form på materialet som skall svetsas och ett 454 062 16 tillstånd av dålig svets åstadkommes genom magnetisk blås- ning. Såsom exempel visar fig. 6 och 7 i perspektivvy idén med tillstånd med magnetisk blåsning, varvid fig. 6 visar ett exempel på magnetisk blåsning beroende på magnetisering i stålplåtar 61 och 6l', grundmaterialet, och fig. 7 visar ett exempel på magnetisk blåsning beroende på variationer 1 formen i stålplâtarna 61 och 6l'. En volframelektrod 62 (benämnes i det följande "elektrod") införes mellan spår i stâlplâtarna 61 och 61' och stålplåtarna 61 och 61' magne- tiseras med “N“-respektive "S"-poler, varvid utvecklas ett magnetfält inne i spåret. Då exempelvis en konstant lik- strömskälla lägges mellan elektroden 62 och stålplåtarna 61 och 61' strömmar ström i en riktning normal mot magnetfäl- tet. I det fall då strömmen har positiv polaritet utvecklas en elektromagnetisk kraft i riktningen för pilen f enligt Flemings vänsterhandlag för avböjning av en bågkolonn 63, en flexibel ledare, som visas på ritningen. I fig. 7 magnetise- ras ej stâlplâtarna 61 och 61' och elektroden 62 befinner sig nära kanterna på stålplåtarna 61 och 6l'. I detta fall är den elektromagnetiska kraften huvudsakligen orienterad mot stålplåtarna 61 och 61' för avböjning av bågkolonnen 63 i riktning för pilen f. Pig. 6 och 7 visar de få exemplen på magnetisk blâsning. Fig. 8 och 9 åskådliggör faktiska situationer i en svetspunkt, varvid fig. 8 visar en tvär- snittsvy av en uppåt orienterad stående vertikalsvetsning (W = svetsriktningen) och fig. 9 visar vänstergående hori- sontalsvetsning. I vardera fallet avböjes bågkolonnen 63 mot den sida, där mängden stålmaterial är stor (d.v.s. mot- satt svetsriktningen). Under dessa betingelser påverkas knappast stålet, på vilket svetsning skall utförasrav bågen.The TIG welding process is disadvantageous according to following: (1) The TIG welding process is mainly intended for melting the weld metal into the base metal dependent on heat conduction. The TIG yoke develops around the molten bath (high temperature part) without difficulty. If the melting rate is too high, insufficient preheating will cause inferior connection (wetting) of the weld metal with the base material and incomplete melting of the deposited the metal inside the base material. (2) When the TIG welding process is performed with a similar source of voltage, the TIG frame is very sensitive to variations in the surrounding magnetic field caused by magnetization and varying shape of the material to be welded and a 454 062 16 condition of poor welding is achieved by magnetic blowing ning. By way of example, Figures 6 and 7 show the perspective view of the idea with magnetic blowing condition, Fig. 6 showing an example of magnetic blowing due to magnetization in steel plates 61 and 61 ', the base material, and Fig. 7 shows an example of magnetic blowing due to variations 1 the shape of the steel plates 61 and 61 '. A tungsten electrode 62 (hereinafter referred to as "electrode") is inserted between grooves in the steel plates 61 and 61 'and the steel plates 61 and 61' with "N" and "S" poles, respectively, developing a magnetic field inside the track. When, for example, a constant current source is laid between the electrode 62 and the steel plates 61 and 61 'currents flow in a direction normal to the magnetic field. tet. In the case where the current has a positive polarity develops an electromagnetic force in the direction of the arrow f according to Fleming's left handle for deflection of an arc column 63, a flexible conductor, as shown in the drawing. In Fig. 7 the magnetizing the steel plates 61 and 61 'and the electrode 62 are located near the edges of the steel plates 61 and 61 '. In this case the electromagnetic force is mainly oriented against the steel plates 61 and 61 'for deflection of the arc column 63 in the direction of the arrow f. Pig. 6 and 7 show the few examples on magnetic blowing. Figs. 8 and 9 illustrate actual situations in a welding point, Fig. 8 showing a transverse sectional view of an upwardly oriented vertical vertical welding (W = welding direction) and Fig. 9 shows the left-hand horizontal sontal welding. In each case, the arc column 63 is deflected towards the side where the amount of steel material is large (i.e. set the welding direction). Under these conditions are affected hardly the steel, on which welding is to be carried out the frame.

Såsom diskuterats ovan är förupphettning och smältning otillräckliga och otillräcklig smältning uppträder mellan spårytan på grundmaterialet och den avsatta metallen. Bågen utvecklas på de tidigare bildade strängarna 64, såsom visas på fig. 8 och 9, så att strängarna 64 lokalt smältes och blir ojämna till formen. Med den uppåtgående stående verti- kalsvetsnin en eller underup svetsningen som visas på fig. 8 9 -P r 454 062 17 kan tillsatsmaterialet brännas igenom beroende på överhett- ning av strängarna 64, varigenom den därpå följande svetspro- ceduren förstördes.As discussed above is preheating and melting insufficient and insufficient melting occurs between the groove surface of the base material and the deposited metal. The arch developed on the previously formed strands 64, as shown in Figs. 8 and 9, so that the strands 64 are locally melted and becomes uneven in shape. With the upward vertical the cold welding or underup welding shown in Fig. 8 9 -P r 454 062 17 the filler material may be burned through due to overheating of the strands 64, whereby the subsequent welding process the cedar was destroyed.

Med hänsyn till vad som sagts ovan har studier utförts på svetsbetingelser vid hög hastighet för överkommande av de diskuterade problemen, varvid man enligt uppfinningen kommit fram till att man skall avböja bågen i svetsens framâtgâende riktning i ett försök att utnyttja den magnetiska blâsverkan.In view of what has been said above, studies have been carried out on welding conditions at high speed for overcoming the discussed the problems, whereby according to the invention until the arc is deflected as the weld progresses direction in an attempt to utilize the magnetic blowing action.

Detta kan sammanfattas enligt följande: Vid TIG-svetsningsförfarandet vid likspänning: (1) Likspänningskällor anslutes mellan den icke-smältan- de elektroden och grundmaterialet respektive mellan tillsatsma- terialet och grundmaterialet; (2) Strömmarna däremellan är (a) desamma då tillsatsmaterialet befinner sig framför elektroden längs med svetsningens fram- åtgående riktning och (b) motsatt riktade då svetsmaterialet är bakom elekt- roden längs med svetsningens framåtgâende rikt- ning; och (3) Bågen riktas mot svetsningens framâtgående riktning.This can be summarized as follows: In the TIG welding procedure at DC: (1) DC sources are connected between the non-melting the electrode and the base material respectively between the additives the material and the basic material; (2) The currents in between are (a) the same when the additive material is present in front of the electrode along the front of the weld action direction and (b) opposite when the welding material is behind the root along the advancing direction of the weld ning; and (3) The arc is directed towards the forward direction of the weld.

Några utföringsformer för att uppfylla de ovanståen- de kraven kommer att beskrivas med hänvisning till ritningarna.Some embodiments to meet the above those requirements will be described with reference to the drawings.

Med hänvisning till fig. 10, som visar en sidovy av en första utföringsform befinner sig tillsatstråden 66 framför en skyddsgaskåpa 65 längs med svetsningens framâtgående riktning och tillföres i pilens riktning Y, Så snart svetsen på tillsats- tråden nedsänkes i smältbadet, kommer bågen 63 att avböjas. Fig. 10 är utförd med likström, varvid grundmaterialet 61 tjänar så- som anod och elektroden 62 såsom katod. Ledningsström strömmar genom grundmaterialet 61 med samma polaritet som elektroden 62 (grundmaterialet 61:anod och tillsatsmaterialet 66:katod). Om strömmen genom elektroden 62 och tillsatsmaterial 66 är identis- ka med varandra på detta sätt, utvecklas tvâ magnetiska fält, som attraherar varandra så att den flexibla bågkolonnen 63 avbö- jes mot tillsatstråden 66 och således mot svetsningens framåt- gående riktning såsom framgår av fig. 10. Intensiteten för det 454 062 18 utvecklade magnetfältet runt tillsatstråden 66 och graden av avböjning av bågkolonnen kan varieras genom variering av amp- lituden på ledningsströmmen in i tillsatstråden 66.Referring to Fig. 10, which shows a side view of a In the first embodiment, the additive wire 66 is in front of one shielding gas cap 65 along the forward direction of welding and applied in the direction of the arrow Y, As soon as the weld on the the wire is immersed in the molten bath, the arc 63 will be deflected. FIG. 10 is made with direct current, the base material 61 thus serving as the anode and the electrode 62 as the cathode. Cable current flows through the base material 61 of the same polarity as the electrode 62 (base material 61: anode and filler material 66: cathode). If the current through the electrode 62 and additive material 66 are identified with each other in this way, two magnetic fields develop, which attract each other so that the flexible arc column 63 is deflected against the additive wire 66 and thus against the forward going direction as shown in Fig. 10. The intensity of it 454 062 18 developed the magnetic field around the filler wire 66 and the degree of deflection of the arc column can be varied by varying the amp- the lead of the line current into the filler wire 66.

Fotografier 1(A), (B) och (C) visar olika bâgavböj- ningstillstånd, då likströmskällan är ansluten såsom i fig. 1.Photographs 1 (A), (B) and (C) show different arc deflections. when the DC power source is connected as in Fig. 1.

Volframelektroden är ledande med 250 ampêre och 15 volt och tillsatstråden är ledande med 0 volt (A), 100 ampëre och 4 volt (B) och 160 ampëre och 6 volt (C) separat. Då ledningsströmmen' in i tillsatsmaterialet är noll (det normala tillståndet vid TIG- -bågsvetsning) avböjes ej bågen. I detta fall blir avböjnings- vinkeln för bâgen större ju större amplituden är för lednings- strömmen in i tillsatstråden.The tungsten electrode is conductive with 250 amps and 15 volts and the filler wire is conductive with 0 volts (A), 100 amperes and 4 volts (B) and 160 amperes and 6 volts (C) separately. When the line current ' into the filler material is zero (the normal state of the TIG arc welding) does not deflect the arc. In this case, the deflection the greater the amplitude of the arc, the greater the amplitude of the arc the current into the filler wire.

Fig. 11 visar en annan utföringsform, vari tillsats- tråden 66' tillföres bakifrån med avseende pâ svetsens framåtgå- ende riktning och tillsatstråden 66' förses med ledningsström med tråden 66' såsom anod och grundmaterialet 61 såsom katod, även om elektroden 62 uppvisar positiv polaritet såsom på fig. 10.-Således är riktningen för strömmen in i tillsatstråden 66' motsatt den för strömmen genom elektroden 62 så att de två bil- dade magnetfälten repellerar varandra för att styra bågkolonnen 63 bort från tillsatstråden och således mot svetsens framâtgå- ende riktning.Fig. 11 shows another embodiment, in which the additive the wire 66 'is supplied from behind with respect to the advancement of the weld. direction and the filler wire 66 'is supplied with line current with the wire 66 'as the anode and the base material 61 as the cathode, although the electrode 62 has a positive polarity as shown in FIG. 10.-Thus, the direction of the current into the additive wire 66 ' opposite to that of the current through the electrode 62 so that the two The magnetic fields repel each other to control the arc column 63 away from the filler wire and thus towards the progress of the weld. end direction.

Ju närmare matarpositionen för tillsatstråden är med avseende på den ickefsmältande elektroden, ju större blir påverkan genom de magnetiska fälten. Ovanstående förde- lar kan förväntas vid en mycket liten ledningsström.The closer the feed position of the filler wire is with respect to the non-melting electrode, the larger becomes affected by the magnetic fields. The above benefits can be expected at a very small line current.

Svetsningsförfarandet enligt föreliggande uppfin- ning enligt ovanstående beskrivning är fördelaktig enligt följande: (l) TIG-bågen kan riktas framför svetsen; (2) Riktningskraften är väsentligen reglerbar genom va- riering av amplituden på ledníngsströmmen in i tillsats- tråden; (3) Området framför svetsen upphettas på riktigt sätt och kommer till smält tillstånd eller nära det smälta till- ståndet, varigenom smältningen av tillsatstråden blir full- ständig; 454 062 19 (4) överhettning av avsatt metall undvikes utan skada på strängarnas utseende eller genombränning genom den avsat- ta metallen vid underuppsvetsning eller uppåtorienterad stående vertikalsvetsning; och (5) Temperaturgradienten i svetszonen ökar långsamt från före bâgen till bågpunkten och minskar långsamt från ett område för smält metall till ett område för stelnad metall, varigenom möjliggöres höghastighetssvetsning utan ojämnheter i strängarna. Även om man med föreliggande uppfinning överkommer de huvudsakliga problemen inneboende vid TIG-svetsning, har man ytterligare försökt säkerställa fördelarna med förelig- gande uppfinning. Med andra ord_har förbättringar bedömts - nödvändiga för att öka lättheten att svetsa tillsatsmateria- let in i grundmaterialet vid svetsning med olika svetsposi- g tioner och olika stål och att eliminera möjliga blåsor vid E högtemperatursvetsning. Eftersom svetsningsförfarandet ej är ett så kallat varmtrådsförfarande i sig och tillsatsma- terialet ej upphettas kommer tillsatstråden, om spetsen av tråden rör sig bort från smältbadet av något skäl, att där- efter införas på de stelnade strängarna för avbrytande av vidare svetsförfaranden. aEtt sätt att lösa ovanstående problem är att pendla bågen, men detta är fortfarande ofördelaktigt av följande skäl: (l) Ifrâga om ett mekaniskt sätt, varvid en pendel in- stalleras omkring ett pendlingshuvud, är den totala konstruk- tionen massiv och skrymmande och svår att bära och använda inom ett smalt utrymme beroende på installationen av pendel- anordningen, en motor, en slidbas, etc. (2) Ovanstående mekaniska sätt erfordrar i allmänhet ett riktigt relativt avstånd mellan bågpunkten och spetsen L ' på tillsatstråden. Svetshållare och en styrning för till- satstråden monteras därför integrerat på slidbasen inne i pendelanordningen, men det relativa avståndet däremellan varierar oundvikligt beroende på variationer i pendlings- operationen. I vissa fall blir det omöjligt för tillsatstrå- den att införas i smältbadet vid riktig position. ~.. 454 062 20 (3) I ett annat sätt, då ett magnetfält utvecklas genom en elektromagnet, erfordras att elektromagneten placeras så nära bâgpunkten som möjligt. Vid svetsning med tjocka stål- plâtar skulle elektromagneten friläggas inne i spåren och uppvisa synnerligen högt värmemotstând eftersom magnetkraf- ' ten kan centreras på ett stål med hög magnetisk permeabili- tet. Det är möjligt att i begränsad utsträckning uppfylla dessa krav och den totala konstruktionen är stor såsom angi- ves i stycke (1), till och med då vattenkylning användes samtidigt.The welding process according to the present invention as described above is advantageous according to following: (l) The TIG arc can be directed in front of the weld; (2) The directional force is essentially adjustable by amplification of the amplitude of the conduction current into the the thread; (3) The area in front of the weld is properly heated and comes to a molten state or close to the molten state through which the melting of the filler wire is completed permanent; 454 062 19 (4) overheating of deposited metal is avoided without damage on the appearance or combustion of the strings through the take the metal during underwelding or upward oriented standing vertical welding; and (5) The temperature gradient in the welding zone increases slowly from before the arc to the arc point and decreases slowly from one molten metal area to a solidified metal area, thereby enabling high-speed welding without irregularities in the strings. Although the present invention will overcome the main problems inherent in TIG welding, have further efforts have been made to ensure the benefits of current invention. In other words, improvements have been assessed - necessary to increase the ease of welding consumables. into the basic material when welding with different welding positions ions and various steels and to eliminate possible blisters at E high temperature welding. Because the welding procedure does not is a so-called hot wire procedure per se and additive material is not heated, the filler wire will, if the tip off the wire moves away from the molten bath for some reason, that after being inserted on the solidified strands to interrupt further welding procedures. One way to solve the above problems is to commute arc, but this is still disadvantageous of the following reason: (l) Asking for a mechanical method in which a pendulum is installed around a oscillating head, the total design is massive and bulky and difficult to carry and use within a narrow space depending on the installation of the the device, a motor, a wear base, etc. (2) The above mechanical methods generally require a really relative distance between the arc point and the tip L ' on the filler wire. Weld holder and a control for supply the kit wire is therefore mounted integrated on the slide base inside the pendulum device, but the relative distance between them inevitably varies due to variations in commuting the operation. In some cases it will be impossible for additive it to be inserted into the molten bath at the correct position. ~ .. 454 062 20 (3) In another way, when a magnetic field develops through an electromagnet, it is required that the electromagnet be so placed as close to the bend as possible. When welding with thick steel plates, the electromagnet would be exposed inside the grooves and exhibit extremely high heat resistance because magnetic power can be centered on a steel with high magnetic permeability. tet. It is possible to meet to a limited extent these requirements and the overall construction is large as indicated referred to in paragraph (1), even when water cooling was used at the same time.

Med hänsyn till det ovanstående har försök utförts med avseende på de inneboende kännetecknen vid TIG-bågsvets- ning, varvid man sökt efter ett nytt pendlingsförfarande.In view of the above, experiments have been performed with regard to the inherent characteristics of TIG arc welding searching for a new commuting procedure.

Resultaten av dessa undersökningar visar att reostriktionen är liten eftersom den icke-smältande elektroden använd med TIG-svetsningsförfarandet i allmänhet är tjock (t.ex. en dia- meter av 4 mm) för minskning av elektrodens förbrukning till ett minimum och att strömtätheten är lägre än vid MIG-svets- I ning (i allmänhet cirka l mm i diameter). Då vidare styv- heten på hågen är liten i jämförelse med den i MIG-svetsning (t.ex. en inert gas och ett metallplasma) har TIG-bågen större flexibilitet, som ej kan jämföras med den för MIG- bågen. För att dﬂ%ﬁ.förde1 av dessa inneboende kännetecken i vid TIG-bågsvetsning varieras magnetfälten, som användes i ovan beskrivna svetsförfarande, i en fast eller variabel rytm genom pulsering av ledningsströmmen in i tillsatstrâden, som styr TIG-bågen från en position något framåt längs med svetsningens framåtgående riktning till en position under den icke-smältande elektroden och tvärtom. I detta fall är det ej nödvändigt att pulsera ledningsströmmen in i till- satstråden så att pendlingssvetsningen erfordrar inga stora och komplicerade perifera anordningar omkring hållaren och kan användas inom ett litet utrymme. Ett liknande förfarande för MIG-svetsning beskrives i den japanska patentskriften 45/39931 exempelvis. Vid detta förfarande användes en ström- bärande trâdledare annan än den smältande elektroden, leda- ren matas bakifrån den smältande elektroden och bestämmer strömflödet genom den smältande elektroden och ledaren för 454 062 21 avböjning framåt av MIG~bågen längs med svetsningens framåt- gående riktning. Såsom noterats tidigare är MIG-bågen mycket mindre flexibel än TIG-bågen och således mycket svårare att avböja framåt, såsom visat sig i praktiken. Emellertid anta- ges vissa svårigheter uppträda vid pendling av bågen genom användning av den pulserande strömmen. Vid MIG-svetsningen erfordras en avsevärd ledningsström in i tillsatstråden på grund av bågens höga styvhet om bâgen skall kunna avböjas genom ledningsströmmen in i den del av tillsatstråden, som matas nära bâgen. Under sådana högströmbetingelser är det nödvändigt att öka matarhastigheten för tillsatstråden eller att minska strömdensiteten genom användning av en tillsats- träd med stor diameter. Annars smälter tillsatstråden eller en båge utvecklas omkring tillsatstrâden tills tråden når smältbadet. Medan MIG-svetsningen lider från uppträdande av bågen, men aldrig kan hindras att fortsätta svetsoperatio- nen, förorenas den icke-smältande elektroden med metallånga till sådan utsträckning att svetsoperationen väsentligen förhindras. Således kan fortfarande åtgärder iakttagas för ökning av matarhastigheten av tillsatstråden och tillsats- tråd med större mått kan fortfarande användas, men en ökning av mängden tillsatsmaterial leder nödvändigtvis till otill- räcklig smältning med MIG-svetsningen. Ovan beskrivna åt- gärder är svåra att använda med MIG-svetsningsförfarandet, då huvudbâgen intränger djupt. På detta sätt är det synner- ligen svårt att med MIG-svetsningsförfarandet avböja bågen och ifråga om TIG-svetsningsförfarandet mäste olika beting- elser noggrant iakttagas. Även om fotografi l är angiven för 250 ampeneför ledningsströmmen in i den icke-smältande elektroden är det i allmänhet lämpligt att strömamplituden är 500 ampenëeller mindre eftersom en överdrivet hög ström förorsakar en ök- ning av strömtätheten och av bågens styvhet för att därige- nom göra avböjning och pendling omöjliga. Elektroden är kon- ventionellt försedd med konstant ström och om så önskas till- föres den energi för utvecklande av en pulserande båge. Kän- netecknen på TIG-bàgen är ej avsedda att begränsa uppfin- ningens omfângﬂ ._..._-_-_.-___.-.-« - V, ......-..... __... ...i--..._..___._.._......___-._......i.i... . . 454 062 22 Såsom vid konventionell kombinerad MIG- och TIG- svetsning eller plasma-MIG-svetsning bör ledningsströmmen in i tillsatstrâden vara tillräckligt låg för att undvika den driftssituation, då en båge utvecklas från tillsatstråden och ett driftstillstând liknande svetsning med varm tråd.The results of these studies show that reostriction is small because the non-melting electrode used with The TIG welding process is generally thick (e.g. a slide meters of 4 mm) to reduce the consumption of the electrode to a minimum and that the current density is lower than with MIG welding I (generally about 1 mm in diameter). Then further stiff- the heat on the saw is small compared to that in MIG welding (eg an inert gas and a metal plasma) has the TIG arc greater flexibility, which cannot be compared with that of the MIG the arch. Because d ﬂ% ﬁ .de1 of these inherent characteristics in in TIG arc welding, the magnetic fields used in welding process described above, in a fixed or variable rhythm by pulsing the conduction current into the additive wires, which guides the TIG frame from a position slightly forward along the forward direction of the weld to a position below the non-melting electrode and vice versa. In this case is it is not necessary to pulse the line current into the supply batch wire so that the oscillating welding does not require large and complicated peripheral devices around the holder and can be used in a small space. A similar procedure for MIG welding is described in the Japanese patent specification 45/39931 for example. In this method, a current was used. supporting wire conductor other than the melting electrode, conductor clean is fed from behind the melting electrode and determines the current flowing through the melting electrode and the conductor for 454 062 21 deflection forward of the MIG arc along the forward direction of the weld walking direction. As noted earlier, the MIG arc is a lot less flexible than the TIG frame and thus much more difficult to deflect forward, as shown in practice. However, assume given certain difficulties occur when commuting the arc through use of the pulsating current. At the MIG welding a considerable lead current is required into the filler wire on due to the high rigidity of the arch if the arch is to be able to be deflected through the lead current into the part of the filler wire, which fed near the bow. Under such high current conditions it is necessary to increase the feed rate of the filler wire or to reduce the current density by using an additive large diameter trees. Otherwise the filler wire or an arc develops around the additional thread until the thread reaches the molten bath. While the MIG welding suffers from the appearance of arc, but can never be prevented from continuing welding operations. the non-melting electrode is contaminated with metal vapor to such an extent that the welding operation substantially prevented. Thus, measures can still be observed for increasing the feed rate of the filler wire and the filler wire with larger dimensions can still be used, but an increase of the amount of additive material necessarily leads to sufficient melting with the MIG welding. The above-described measures are difficult to use with the MIG welding process, when the main arch penetrates deeply. In this way, it is difficult to deflect the arc with the MIG welding procedure and in the case of the TIG welding process, different elser carefully observed. Although photograph l is indicated for 250 ampenefor the conduction current into the non-melting electrode is in general it is appropriate that the current amplitude be 500 ampenelles less because an excessively high current causes an increase in the current density and the stiffness of the arc in order to make deflection and commuting impossible. The electrode is con- conventionally supplied with constant current and, if desired, the energy is carried for the development of a pulsating arc. Kän- the network characters on the TIG frame are not intended to limit the scope of ﬂ ._..._-_-_.-___.-.- «- V, ......-..... __... ... i --..._..___._.._......___-._...... i.i .... . 454 062 22 As with conventional combined MIG and TIG welding or plasma MIG welding, the line current should enter in the filler wire be low enough to avoid it operating situation, when an arc develops from the filler wire and an operating condition similar to hot wire welding.

Företrädesvis är ledningsströmen 200 mmiïe eller mindre och spänningen vid en projektion av svetstrâden är lägre än TIG-bågspänningen; annars blir magnetfältet alltför inten- sivt och TIG-bågen blåses bort eller utsläckes. För att ett arbetstillstånd liknande det med varm tråd ska111ﬂ¶3ﬁkas'0¿h svetstråden med säkerhet kortslutas med och bringas i kon- takt med smältbadet, erfordras en högre matarhastighet för tråden. Vidare bör_problemet med överdriven mängd avsatt metall undvikas.Preferably, the line current is 200 mmiïe or less and the voltage at a projection of the welding wire is lower than The TIG arc voltage; otherwise the magnetic field becomes too intense and the TIG frame is blown away or extinguished. To one work permit similar to that with hot wire ska111 ﬂ¶3ﬁ kas'0¿h the welding wire is safely short-circuited and brought into rate of the molten bath, a higher feed rate is required for the thread. Furthermore, the problem of excessive amount should be set aside metal is avoided.

Såsom diskuterats ovan möjliggöres genom ovanståen- de svetsförfarande pendlingsverkan genom tillförsel av pul- serande ström till tillsatstråden, såsom visas på fig. 12.As discussed above, the above is made possible by the welding process oscillating effect by supplying pul- current to the filler wire, as shown in Fig. 12.

På fig. 12 visas vågformer för den pulserande strömmen på den vänstra sidan (A) - (E) och bâgens avböjningstillstånd på den högra sidan (A) - (D). I exemplen (A) - (C) alternerar den ledande perioden med en icke-ledande period och spe- ciellt i exempel (C) är den icke-ledande perioden noll. I exempel (D) och (E) är tillsatstråden hela tiden försedd med svetsström och hög ström (Ah) alternerar med låg ström (Al) för bildning av den pulserande strömmen. (Th) representerar tidsperioden, då hög ström flyter och (Tl) tidsperioden då låg ström flyter. Det underförstås att avböjningstillståndet för bågkolonnen i varje steg är beroende på strömmens ampli- tud. Exemplet (E) visar att strömmen varierar något för bå- de den ledande perioden och den icke-ledande perioden och föreliggande uppfinning är även tillämpbar på detta exempel.Fig. 12 shows waveforms of the pulsating current on the left side (A) - (E) and the deflection state of the bow on the right side (A) - (D). In Examples (A) - (C) alternate the leading period with a non-leading period and spe- especially in Example (C), the non-conductive period is zero. IN examples (D) and (E), the filler wire is always provided with welding current and high current (Ah) alternate with low current (Al) to form the pulsating current. (Th) represents the time period, when high current flows and the (T1) time period then low current flows. It is understood that the deflection state for the arc column in each step depends on the amplitude of the current. tud. Example (E) shows that the current varies slightly for both the leading period and the non-leading period and the present invention is also applicable to this example.

Pendlíngsvidden (pendlingsvinkeln) och pendlingscykeln kan fritt väljas genom lämpligt val av de olika värdena (Ah), (A1), (Th) och (Tl) och pendlingens förlopp och uppträdande vid båda ändar för pendlingsamplituden kan fritt justeras ge- nom variering av strömmens amplitud. Då exempelvis stum- svetsning utföres med periferin på ett rör på sekvenssätt i stående vertikal-svetsning 1; liggande vertikal-svetsning 454 062 23 55 horisontal-svetsning, varierar gravitetsriktningen med avseende på smältbadet så att det lämpligaste mönstret kan väljas från tid till tid. Detta utgör en av de huvudsakliga fördelarna med föreliggande uppfinning.The oscillation range (oscillation angle) and the oscillation cycle can freely selected by appropriate choice of the different values (Ah), (A1), (Th) and (Tl) and the course and behavior of commuting at both ends of the oscillation amplitude can be freely adjusted by varying the current amplitude. When, for example, dumb welding is performed with the periphery of a tube in a sequential manner in standing vertical welding 1; horizontal vertical welding 454 062 23 55 horizontal welding, the direction of gravity varies with with respect to the molten bath so that the most suitable pattern can selected from time to time. This is one of the main ones the advantages of the present invention.

Om ovanliga situationer, såsom variationer i spå- rets spalt och ett fel i rätkanten, uppstår längs med svet- sen vid konventionell ensidig svetsning mot underlägg, va- rieras amplituden på TIG-bågströmmen och bågtemperaturen och formen och storleken på smältbadet varieras likaledes. För detta ändamål är det nödvändigt att variera smältningshas- tigheten för tillsatstråden och att synkronisera TIG-båg- strömmen med matarhastigheten för tillsatstråden. Sådan reg- lering är tämligen arbetsam, men föreliggande svetsnings- förfarande kan klara av sådana ovanliga situationer genom att man enbart varierar amplituden på svetsströmmen in i tillsatstråden genom följande åtgärder: (l) Då exempelvis svetsningen försiggår i det mönster som visas på fig. 12 och rätkanten blir tjockare, kommer zo- nens baksträng att ha svårt att utbildas. Om amplituden på den höga strömmen (Ah) ökas av detta skäl kommer den framåt- gående riktningsvinkeln för bågkolonnen att ökas och bågen att verka direkt på en spårrot inom en zon, som ligger fram- för icke-avsatt metall. Såsom ett resultat kommer smältning av roten att blir tillräcklig och baksträngen att utformas fullständigt; (2) Tillsammans med ovanstående åtgärd blir, om led- ningsperioden för tillsatstråden utsträckes, den framåtgåen- de riktningsperioden för bågen likaledes tillräckligt mycket längre för åstadkommande av tillräcklig inträngning; (3) Ovanstående åtgärder (l) och (2) kombineras; (4) Mönstret modifieras såsom framgår av fig. l2(D) och l2(E) och om så är nödvändigt ökas strömmen (Ah); (5) Åtgärderna (2) och (4) användes tillsammans; (6) Åtgärderna (4) och (5) användes tillsammans; och (7). Flera andra åtgärder är tillgängliga genom finreg- lering av dessa faktorer.If unusual situations, such as variations in gap and a defect in the right edge, occurs along the weld conventional conventional single-sided welding to substrates, the amplitude of the TIG arc current and the arc temperature and the shape and size of the molten bath are also varied. For For this purpose, it is necessary to vary the melting rate. the capacity of the filler wire and to synchronize the TIG arc the current at the feed rate of the filler wire. How to is quite laborious, but the present welding procedure can cope with such unusual situations by that you only vary the amplitude of the welding current into the filler wire by the following measures: (l) When, for example, the welding takes place in that pattern shown in Fig. 12 and the straight edge becomes thicker, the the backbone of the school to have difficulty in training. About the amplitude of the high current (Ah) is increased for this reason, it will walking direction angle for the arc column to be increased and the arc to act directly on a track root within a zone which is for non-deposited metal. As a result comes melting of the root to become sufficient and the back strand to be formed completely; (2) In conjunction with the above measure, if the the extension period for the filler wire is extended, the the direction period of the arc likewise sufficiently longer to provide sufficient penetration; (3) The above measures (1) and (2) are combined; (4) The pattern is modified as shown in Fig. 12 (D) and l2 (E) and if necessary increase the current (Ah); (5) Measures (2) and (4) were used together; (6) Measures (4) and (5) were used together; and (7). Several other measures are available through fine-tuning. learning of these factors.

Föreliggande svetsningsförfarande är framgångsrikt vid erhållande av subtila pendlingsmönster genom användande 454 Û62 24 av pulserande ström i det fall då svetsning utföres med mxativ likströmsanslutning och tillsatstrâden matas bakifrån den icke-smältande elektroden. Det är endast nödvändigt att göra riktningarna för ledningsströmmarna lika då tillsatstråden matas framför den icke-smältande elektroden. Ifråga om svets- ning med positiv anslutning kan riktningarna för ledníngsström- marna vara motsatta de vid svetsning med negativ anslutning.The present welding process is successful in obtaining subtle oscillation patterns through use 454 Û62 24 of pulsating current in the case where welding is performed with mxative DC connection and the add-on wire is fed from behind it non-melting electrode. It is only necessary to do the directions of the conduction currents equal then the filler wire fed in front of the non-melting electrode. In the case of welding with a positive connection, the directions for the line current be opposite to those when welding with a negative connection.

Föreliggande svetsningsförfarande kan även tillämpas då tillsats- tråden matas före och efter den icke-smältande elektroden.The present welding procedure can also be applied when the wire is fed before and after the non-melting electrode.

Tillfredsställande resultat erhålles med avseende på lågtemperaturseghet, draghâllfasthet etc. så länge som ovanstående krav uppfylles. Ett sätt att utvärdera den me- kaniska hållfastheten för de bildade svetsarna är att an- vända små prover såsom provning enligt Cnarpy. Så länge som sådana utvärderingsförfaranden kan spåra, finns det inget problem med lâgtemperaturkännetecken för fogarna framställda enligt kraven. Emellertid kvarstår fortfarande några problem med fogarna i de fall de utvärderas genom COD-provning, vil- ket har visat sig vara ett lämpligt sätt för utvärdering av skörhetsbrott vid svetsade byggnadskonstruktioner. Genom studier har det visat sig att sådana problem beror på värme- historien för slutskiktet då flerskiktssvetsning utföres genom TIG-svetsning eller TIG-plasmabågsvetsning. Man har kommit till slutsatsen att slutskiktet även bör ges till- räcklig värmebehandling. Detta uppnås genom att man efter flerskiktssvetsningen kyler svetssträngytan på slutskiktet under 1500 C och återsmälter slutskiktet med bâgen alstrad från icke-smältande elektroden, medan slutsträngens yta skyddas med en inert gas. Ytterligare detaljer härför be- skrivas i det följande.Satisfactory results are obtained with respect to on low temperature toughness, tensile strength etc. as long as the above requirements are met. A way to evaluate the The mechanical strength of the welds formed is that the turn small samples such as testing according to Cnarpy. As long as such evaluation procedures can track, there is nothing problems with low temperature characteristics of the joints produced according to the requirements. However, some problems still remain with the joints in cases where they are evaluated by COD testing, has proved to be an appropriate way of evaluating fragility fractures in welded building structures. Through studies have shown that such problems are due to heat the history of the final layer when multilayer welding is performed by TIG welding or TIG plasma arc welding. One has concluded that the final layer should also be adequate heat treatment. This is achieved by following the multilayer welding cools the welding string surface of the final layer below 1500 C and remelt the final layer with the arc generated from the non-melting electrode, while the surface of the final strand protected with an inert gas. Further details are available. written in the following.

Resultat av experiment antyder att då flerskikts- svetsning utföres på ett sådant lågtemperaturstâl som 9 % nickelstål genom användning av en svetstråd innehållande 8 - 15 % nickel påverkas en central del av spåret, d.v.s. lägre skikt, av effekter av värmebehandling beroende på vär- mecykeln under svetsning av övre skikt, varvid effekterna 454 062 25 av sådan värmebehandling är effektiv vid ökning av lâgtempe- ratursegheten för de lägre skikten. Emellertid erhålles vid skiktet ej de gynnsamma effekterna av sådan värmebehand- ling och såsom ett resultat härav minskas lågtemperaturseg- heten för hela tillsatsmaterialet märkbart. Denna tendens är märkbar då effekterna av värmebehandling är synnerligen stora såsom i en eutektisk legering med svetsning med nickel- haltiga ferritstål, såsom 9 % nickelstâl (korn blir större utan svårigheter på grund av nickel ingående däri). Om sträng- ytan på den eutektiska legeringen av nickelhaltigt stål smäl- tes på nytt av den icke-smältande elektroden, minskas märk- bart återstående spänning från slutskiktet och lågtemperatur- segheten för hela tillsatsmaterialet förbättras märkbart.Results of experiments suggest that when multilayer welding is performed on such a low temperature steel as 9% nickel steel by using a welding wire containing 8 - 15% nickel affects a central part of the groove, i.e. lower layers, of effects of heat treatment depending on the the mecycle during welding of the upper layer, the effects 454 062 25 of such heat treatment is effective in increasing the low temperature the toughness of the lower layers. However, at layer does not have the beneficial effects of such heat treatment and as a result, low temperature segments are reduced the whole of the additive material is noticeable. This tendency is noticeable as the effects of heat treatment are exceptional large as in a eutectic alloy with nickel welding containing ferrite steels, such as 9% nickel steels (grains become larger without difficulty due to the nickel contained therein). If strict the surface of the eutectic alloy of nickel-containing steel re-detected by the non-melting electrode, the residual stress from the final layer and low temperature the toughness of the whole additive material is markedly improved.

Ett särskiljande kännetecken på föreliggande svets- ningsförfarande, en ökning i lågtemperatursegheten, kan ut- värderas genom COD-provningen, som visat sig lämpligare än den konventionella Charpy-provningen för utvärdering av seg- het vid lågtemperatur- eller brottseghet.A distinguishing feature of the present welding procedure, an increase in the low temperature toughness, evaluated by the COD test, which proved to be more suitable than the conventional Charpy test to evaluate the heat at low temperature or fracture toughness.

Enligt föreliggande svetsningsförfarande flerskikts- svetsas en fog av supralâgtemperaturstål innehållande nickel genom användning av en eutektisk stållegering innehållande 8 - 15 % nickel och därefter utsättes fogen lämpligen för en återsmältningsbehandling.According to the present welding method, multilayer welds a joint of super low temperature steel containing nickel by using a eutectic steel alloy containing 8 - 15% nickel and then the joint is suitably exposed to a remelting treatment.

Atersmältningsbehandlingen avser att avlägsna åter- stående svetsspänningar från de slutliga skikten i fler- skiktssvetszonen och ge tillsatsmetallen lâgtemperaturseg- het genom behandlingen. Denna behandling åstadkommes genom bågupphettning från den icke-smältande elektroden. Djupet på inträngningen under återsmältningsbehandlingen bör vara lika med eller mindre än djupet på slutskiktet. Annars minskar överdriven inträngning effekterna av återsmältningsbehand- lingen. Såsom angivits tidigare är ändamålet med âtersmält- ningsbehandlingen att eliminera återstående svetsnings spän- ningar i slutskiktet och att öka lâgtemperatursegheten. För ändamålet med återsmältningsbehandkingen är det lämpligt att djupet på inträngningen under återsmältningsbehandlingen är lika med eller mindre än djupet på slutskiktet. I det 454 062 26 fall då inträngningen är större än slutskiktet under åter- smältningsbehandlingen blir de âtersmälta strängarna större än tidigare för minskning av effekten av återsmältningsbe- handlingen. Den âtersmälta zonen är företrädesvis mer än halva bredden av det slutliga skiktet för att möjliggöra för hela fogen att erhålla de önskvärda effekterna av värme- behandlingen.The remelting treatment is intended to remove the standing welding stresses from the final layers in multiple layer welding zone and give the additive metal the low temperature through treatment. This treatment is accomplished by arc heating from the non-melting electrode. The depth of the penetration during the remelting treatment should be equal with or less than the depth of the final layer. Otherwise decreases excessive penetration effects of remelting lingen. As stated earlier, the purpose of remelting is treatment to eliminate residual welding stresses. in the final layer and to increase the low temperature toughness. For the purpose of the remelting treatment is appropriate that the depth of penetration during the remelting treatment is equal to or less than the depth of the final layer. In it 454 062 26 cases where the penetration is greater than the final layer during the melt treatment, the remelted strands become larger than before to reduce the effect of remelting the action. The remelted zone is preferably more than half the width of the final layer to allow for the whole joint to obtain the desired effects of heating the treatment.

Då den återsmälta zonen är mer än 1,3 gånger så bred som slutskiktet blir värmetillförseln överdriven och överdriven påverkan av värme sker i grundmaterialet.Then the remelted zone is more than 1.3 times so wide as the final layer, the heat supply becomes excessive and excessive influence of heat occurs in the base material.

Vid utförande av återsmältningsbehandlingen bör strängytan på flerskiktssvetszonen luft- eller vattenkylas under 1500 C. I det fall då återsmältningsbehandlingen ut- föres med en strängyttemperatur över l50° C minskas kyl- ningshastigheten i återsmältningszonen så att kornen i strängytan blir grova med resulterande minskning i lågtem- peraturseghet. Om strängytan kyles under l50° C en gång ef- ter avslutande av svetsning, kan den därefter föras genom värmeavspänning under en relativt kort period efter åter- smältningsbehandling så att strängytan visar en finkristal- lin struktur med utmärkt lâgtemperaturseghet. Anledningen till att kylningshastigheten ej bör minska efter âtersmält- ningsbehandlingen är uppenbar genom analys av fig. 18.When performing the remelting treatment should the string surface of the multilayer welding zone is air or water cooled below 1500 C. In the case where the remelting treatment is carried with a string surface temperature above 150 ° C, the cooling the rate of fusion in the remelting zone so that the grains in the string surface becomes rough with a resulting decrease in low temperature. peraturseghet. If the strand surface is cooled below 150 ° C once at the end of welding, it can then be passed through thermal relaxation for a relatively short period after melt treatment so that the strand surface shows a fine crystal linen structure with excellent low temperature toughness. the reason that the cooling rate should not decrease after remelting The treatment is apparent by analysis of Fig. 18.

Strängarna kyldes gradvis genom värmeminskning efter åter- smältningsbehandlingen. Speciellt då tidslängden då sträng- arna kyldes från 800 till 500° C överstiger 100 sekunder, blir COD-värdet (brottsegheten för den sköraste delen vid -162° C) mindre än 0,1. Det är därför lämpligt att strängar- na kyles från 8000 C till 5000 C under en tidsperiod av cir- ka 50 sekunder. Med andra ord utvidgar en överdriven till- förd värmemängd under återsmältningsbehandlingen den värme- påverkade zonen, vidare ökas kylningsperioden och kristall- kornen blir grövre, varigenom förhindras ökning av lâgtem- peratursegheten. Medan âtersmältningsbehandlingen fortgår under betingelserna att den icke-smältande elektroden är 454 062 27 gjord av volfram och återsmältningszonen skyddas med en inert gas, såsom argon eller helium, är mängden skyddsgas, som tillföres, företrädesvis inom området 10 - 100 liter/mi- nut. En tillförselmängd under 10 liter/minut leder till olika problem beroende på brist på skyddsgas och om å andra sidan en mängd över 100 liter/minut tillföres förorsakas en stör- ning i flödet av skyddsgas och ett inträngande i den åter- smälta zonen, vilket resulterar i fogdefekter, såsom "bits".The strands were gradually cooled by heat reduction after return. the melting treatment. Especially when the length of time when cooled from 800 to 500 ° C exceeds 100 seconds, becomes the COD value (the fracture toughness of the most fragile part at -162 ° C) less than 0.1. It is therefore appropriate that are cooled from 8000 C to 5000 C over a period of about 50 seconds. In other words, an excessive amount of heat carried during the remelting treatment the heat affected zone, further increases the cooling period and crystalline the grains become coarser, thus preventing an increase in the low temperature. peraturity. While the remelting process continues under the conditions that the non-melting electrode is 454 062 27 made of tungsten and the remelting zone is protected with a inert gas, such as argon or helium, is the amount of shielding gas, which is added, preferably in the range of 10 - 100 liters / ml. nut. A supply amount below 10 liters / minute leads to different problems due to lack of shielding gas and on the other hand an amount exceeding 100 liters / minute is added, a disturbance is caused increase in the flow of shielding gas and an intrusion into the melt the zone, resulting in joint defects, such as "bits".

Ett välkänt förfarande liknande svetsningsförfaran- det enligt föreliggande uppfinning beskrives i de japanska utläggningsskrifterna 49/55538 och 49/66548. Den förstnämnda skriften beskriver "ett försök att förhindra skörhetsbrott efter svetsning genom återupphettning av både den värmepå- verkade zonen och kontaktzonen genom värme utstrålande från TIG-bâgen“ och anses vara liknande svetsningsförfarandet då efterbehandling utföres med TIG-bågvärmen efter svetsning.A well known method similar to welding procedures it according to the present invention is described in the Japanese the publications 49/55538 and 49/66548. The former the text describes "an attempt to prevent fragility crimes after welding by reheating both the heat exchanger seemed the zone and the contact zone by heat radiating from TIG arc ”and is considered to be similar to the welding procedure then finishing is performed with the TIG arc heat after welding.

Emellertid är båda förfarandena helt olika varandra i föl- jande avseenden: (1) Medan ändamålet med förfarandet beskrivet i ut- läggningsskriften 49/55538 uppnås genom återupphettning av den värmepåverkade zonen och kontaktzonen återsmältes vid föreliggande svetsningsförfarande slutdelen av själva till- satsmaterialet. Skillnaden härrör från att svetsningsförfa- randet enligt föreliggande uppfinning är avsett att förbätt- ra lågtemperatursegheten för själva tillsatsmaterialzonen.However, both procedures are completely different in regarding: (1) While the purpose of the procedure described in installation 49/55538 is achieved by reheating the heat affected zone and the contact zone were remelted at present welding method the final part of the actual the batch material. The difference stems from the fact that welding the practice of the present invention is intended to improve the low temperature toughness of the additive zone itself.

Med andra ord är det enligt föreliggande uppfinning vid an- vändning av ett superlågtemperaturstål såsom grundmaterial nödvändigt att öka lågtemperatursegheten för tillsatsmate- rialet för att erhålla fogprestanda jämförbara med de för grundmaterialet. Värmebehandlingen på endast den värmepâ- verkade zonen och kontaktzonen, såsom beskrives 1 skriften 49/55538 kan amallartid aj användas för uppaaanda av detta ändamål. (2) Förfarandet beskrivet i utläggningsskriften 49/55538 uppnår sitt huvudsakliga ändamål genom att man en- bart återupphettar utan att bringa tillsatsmaterialet till smält tillstånd, medan återsmältningsbehandling av slut- 454 062 28 skiktet i tillsatsmaterialet är väsentligt för föreliggande svetsningsförfarande. Denna andra skillnad beror på att fö- religgande uppfinning tillämpas på svetsning av supralâg- temperaturstål och även på upptäckten att det är omöjligt att uppnå ändamålet med föreliggande uppfinning, om ej åter- smältningsbehandling utföres, då ett nickelhaltigt stål an- vändes såsom grundmaterial och tillsatsmaterial. Ejïheller föreslås i utläggningsskriften 49/55538 att svetssträngarna såsom i enlighet med föreliggande uppfinning bör hållas vid en temperatur under 150°C under âtersmäLtningsbehandlingens förlopp.In other words, according to the present invention, in turning of a super low temperature steel as a base material necessary to increase the low temperature toughness of the additive material to obtain joint performance comparable to those for the basic material. The heat treatment on only the heat appeared zone and the contact zone, as described in the specification 49/55538, amallartid aj can be used to achieve this purpose. (2) The procedure described in the explanatory memorandum 49/55538 achieves its main purpose by reheat without bringing the additive material to molten state, while remelting treatment of final 454 062 28 the layer of the additive material is essential to the present welding procedure. This second difference is due to the fact that the present invention is applied to the welding of temperature steel and also on the discovery that it is impossible to achieve the object of the present invention, unless melting treatment is performed when a nickel-containing steel is used were used as base material and additive material. Ejïheller it is proposed in the disclosure document 49/55538 that the welding strings as in accordance with the present invention should be maintained a temperature below 150 ° C during the remelting process course.

Detta faktum visar väsentliga skillnader i ändamål och teknisk lösning mellan föreliggande uppfinning och vad som beskrives i den nämnda utläggningsskriften.This fact shows significant differences in purpose and technical solution between the present invention and what described in the said explanatory note.

I utläggningsskriften 49/66548 föreslås å andra sidan “ett försök att göra strängytor jämna genom åter- smältning därav vid TIG-svetsningshållare efter MIG-svets- ning". Det anges vidare att förfarandet förhindrar otill- räcklig lösning av svetsmetallzonen och fogdefekter, såsom blåsor och smältdiken och förbättrar fogens hållfasthet.In the application document 49/66548, on the other hand, it is proposed page “an attempt to make string surfaces smooth by re- melting thereof at TIG welding holders after MIG welding It is further stated that the procedure prevents adequate solution of the weld metal zone and joint defects, such as blisters and the melting ditch and improves the strength of the joint.

Det finns vidare ett förslag att sådana försök kan användas vid svetsning av nickelhaltiga stål. Det enda ändamålet är att vid försöken uppnå jämna ytor på strängarna och det be- skrivna förfarandet är således ej relevant vid förbättring av lågtemperaturseghet för tillsatsmetallzonen.There is also a suggestion that such experiments can be used when welding nickel-containing steels. The only purpose is to achieve even surfaces on the strings during the experiments and written procedure is thus not relevant to improvement of low temperature toughness for the additive metal zone.

Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande upp- finning är å andra sidan att förbättra lâgtemperaturseghe- ten för slutskiktet i tillsatsmetallzonen. Föreliggande upp- finning uppnâr detta huvudsakliga ändamål genom begränsning av yttemperaturen för svetssträngarna till under 1500 C och genom utförande av återsmältning. Ett antal olika lämpliga betingelser för återsmältningsbehandlingen anges även i fö- religgande uppfinning. Det finns ingen beskrivning av dessa kriterier i utläggningsskriften 49/66548.The main purpose of the present invention, on the other hand, is to improve the low temperature for the final layer in the additive metal zone. The present finning achieves this main purpose through limitation of the surface temperature of the welding strands to below 1500 C and by performing remelting. A number of different suitable conditions for the remelting treatment are also specified in religious invention. There is no description of these criteria in the disclosure document 49/66548.

Slutligen har föreliggande svetsningsförfarande följande fördelar genom återsmältningsbehandlingen av slut- skiktet i tillsatsmaterialet efter svetsning av en eutektisk 454 062 29 legering. Ett märkbart kännetecken på föreliggande uppfin- ning härrör frän den utvidgade tillämpningen av supralåg- temperaturstål. (1) Den bildade fogen och grundmaterialet uppvisar vä- sentligen samma lågtemperaturseghet, varigenom förbättras lågtemperatursegheten för hela den svetsade konstruktionen; (2) Svetstrâden är ekonomisk då det ej är nödvändigt att använda stål med hög nickelhalt; (3) Både fogen och grundmaterialet är väsentligen de- samma i kemisk sammansättning och värmeutvídgningskoef- ficient, varigenom mekanisk hållfasthet för hela konstruk- tionen blir likartad, såsom 0,2 sträckgränsen och varm- sprickningsbeständighet utan värmeutmattning beroende på varierande temperatur; (4) Såsom en följd härav blir hela konstruktionen rela- tivt tunn och lätt i vikt; (5) Det är endast nödvändigt att âtersmälta strängytan så att svetsningsförfarandet är enkelt och mindre dyrt; (6) Effekterna av återsmältningsbehandlingen kan säkert uppnås genom att yttemperaturen helt enkelt hålles under l50° C under återsmältningsbehandlingen.Finally, the present welding method the following benefits through the remelting treatment of the final layer in the filler material after welding a eutectic 454 062 29 alloy. A notable feature of the present invention is derives from the extended application of super-low temperature steel. (1) The formed joint and the base material show essentially the same low temperature toughness, thereby improving the low temperature toughness of the whole welded structure; (2) The welding wire is economical as it is not necessary to use high nickel steel; (3) Both the joint and the base material are essentially the same in chemical composition and coefficient of thermal expansion ficient, whereby mechanical strength for the entire construction will be similar, such as the 0.2 yield strength and the crack resistance without heat fatigue due to varying temperature; (4) As a result, the whole structure becomes thin and light in weight; (5) It is only necessary to remelt the string surface so that the welding process is simple and less expensive; (6) The effects of remelting treatment can certainly achieved by simply maintaining the surface temperature below 150 ° C during the remelting treatment.

I det följande beskrivas speciella utföringsexempel pâ föreliggande uppfinning, varvid dessa emellertid ej är avsedda för begränsning av uppfinningens omfång. Det under- förstås att många förändringar och modifieringar är möjliga inom ramen för bifogade krav.In the following, special embodiments are described of the present invention, however, these are not intended to limit the scope of the invention. The sub- Of course, many changes and modifications are possible within the framework of the attached requirements.

Exemgel l Grundmaterial, vars sammansättning visas i tabell l, framställdes och förseddes med 60 graders spår genom gas- skärning. Efter avlägsnande av glödskal från spåren med en slipmaskin utfördes TIG-svetsning under betingelserna i ta- bell 3 med användning av svetstråd med sammansättning enligt tabell 2. Svetsning utfördes på sådant sätt att framsidan först svetsades och att därefter efter användning av luftbåg- mejsling på spårroten, baksidan svetsades. En automatisk TIG- svetsningsmaskin med automatiäd:bågregleringsschema användes. 454 062 30 Tabell l 9 % nickelstål (plåttjocklek 200 mm) Symbol C Mn Si P S Ni 0 N A 0,06 0,42 0,21 0,012 0,004 9,2 20ppm 25ppm B 0,06 0,34 0,31 0,006 0,004 8,9 ll5ppm l30ppm C 0,04 0,31 0,25 0,005 0,006 9,0 100ppm ll0ppm Tabell 2 Symbol a b c d e C 0,08 0,02 0,06 0,07 0,03 Mn 0,45 0.64 0,24 0,72 0,42 si 0,12 0,03 0,13 0,05 0,06 0,10 0,009 0,006 0,010 0,004 0,008 0,006 0,004 0,008 0,003 Ni 10,4 12,8 13,4 9,8 11,0 A1 0,04 . 0,06 0,01 0,01 0,01 Ti 0,01 0,02 0,008 0,01 0,01 B 0,0002 0,0003 0,0008 0,001 0,0002 O 70 ppm 60 ppm 140 ppm 220 ppm 75 ppm N 60 ppm 80 ppm 250 ppm 150 ppm 60 ppm exempel exempel jämförel- jämförel- exempel seexempel seexempel 454 062 31 Tabell 3 (Svetsbetingelser) svetsposition stående vertikal liggande vertikal ström (ncsr) Ü 250A 35% spänning l2V l4V svetshastighet 5,5cm/min l5,0cm/min tillförd svetsvärme 32,7KJ/cm l9,6KJ/cm skyddsgas ar9°n aIQOH baatemperaturskiiinaa max. 1so° c max. 1so° c *) DCSP = likström med negativ anslutning Svetsbarheten var tillfredsställande vid svetsning i både stående och liggande vertikalsvetsning.Exemgel l Basic materials, the composition of which is shown in Table 1, was prepared and provided with 60 degree grooves by gas cutting. After removing the embers from the grooves with a grinder, TIG welding was performed under the conditions in bell 3 using welding wire with composition according to table 2. Welding was performed in such a way that the front first welded and then, after using the arcuate, chisel on the track root, the back was welded. An automatic TIG welding machine with automatiäd: arc adjustment scheme was used. 454 062 30 Chart l 9% nickel steel (plate thickness 200 mm) Symbol C Mn Si P S Ni 0 N A 0.06 0.42 0.21 0.012 0.004 9.2 20ppm 25ppm B 0.06 0.34 0.31 0.006 0.004 8.9 ll5ppm l30ppm C 0.04 0.31 0.25 0.005 0.006 9.0 100ppm ll0ppm Table 2 Symbol a b c d e C 0.08 0.02 0.06 0.07 0.03 Mn 0.45 0.64 0.24 0.72 0.42 si 0.12 0.03 0.13 0.05 0.06 0.10 0.009 0.006 0.010 0.004 0.008 0.006 0.004 0.008 0.003 Ni 10.4 12.8 13.4 9.8 11.0 A1 0.04. 0.06 0.01 0.01 0.01 Ti 0.01 0.02 0.008 0.01 0.01 B 0.0002 0.0003 0.0008 0.001 0.0002 O 70 ppm 60 ppm 140 ppm 220 ppm 75 ppm N 60 ppm 80 ppm 250 ppm 150 ppm 60 ppm example example comparison- comparison- example sea example sea example 454 062 31 Table 3 (Welding conditions) welding position vertical vertical horizontal current (ncsr) Ü 250A 35% voltage l2V l4V welding speed 5.5cm / min l5.0cm / min applied welding heat 32.7KJ / cm 19.6KJ / cm shielding gas ar9 ° n aIQOH bath temperature max. 1so ° c max. 1 ° C *) DCSP = direct current with negative connection The weldability was satisfactory during welding in both vertical and horizontal vertical welding.

Alla svetsar utsattes därefter för dragprovning (JIS-Z-3112. A2; mätt vid rumstemperatur), slagseghetsprov- ning (JIS-Z-3112, 4; mätt vid -1960 C) och sidoböjningsprov (JIS-3122), vilka resultat visas i följande tabell 4. 32 454 062 mn fw: mm: mh ww: mm: mm mm: mn .mama .Hwuww ^wHwv cwømum .cﬁmnuw mama wﬁum muøw mumﬂ oﬁøm mumﬂ mama mnﬂm mama lcwmucmn wow wﬁﬁmø mﬂﬁwø wow mﬂﬁmw vom vom wﬂﬁwø wow .cnnnowﬁm -m~ m.4 m.m @.o~ 4_~ m.@ »_04 w.« a|wxH.wA pmzwwwmmﬂw ww md »H mw wa NN >~ ßﬁ 4m~ mnwumxownum vw pm 44 4» va Nm mp ww ~as\@xHw .wﬁﬁwnmwuø m» I. m» vw É. 4: mm Hm mšuinxmß mcwnmnwå. ow omﬁ om oh oww oom ow moa Emm om .umE.mﬁﬁﬂu 4 w>w>x mm @~H mﬂﬂ Fm mqﬂ mm mm moﬁ Emm G4 .ßmamßmw |AHH@ 4 wH>m Amxﬂunw> HmxHuuw> Hmxwvhmb HmxﬂuHw> ﬂmMﬂuHw> amxﬂuum> ﬁmxﬂuuw> ﬁmxHuum> ﬂmxﬂuHw> Gøﬂvﬂmom møcmmmﬂﬂ wøcwmuw mﬂcwmum mvcmmmﬁﬁ wøcwmvm wwcmmmﬁa wøcmmuw mwcwmuw wﬂcmmmﬁﬂ |w»w>m 4 4 u 4 m 4 4 m 4 .»ßew=sHm w U m Q 0 o Q m m ømuuwuw>m m w ß w m 4 m N H .uz IIIII 4 Hﬁwnmß 454 062 33 Resultaten av tabell 4 kan analyseras enligt föl- jande: Nr. l, 3, 6 och 9: exempel inom vilka kraven enligt föreliggande uppfinning var utmärkta ej endast i mekanisk hållfasthet utan även med avseende på draghållfasthet och slagseghet, liksom även med avseende på undersökning med röntgenstrâlning.All welds were then subjected to tensile testing (JIS-Z-3112. A2; measured at room temperature), impact test (JIS-Z-3112, 4; measured at -1960 ° C) and lateral bending test (JIS-3122), the results of which are shown in the following Table 4. 32 454 062 mn fw: mm: mh ww: mm: mm mm: mn .mama .Hwuww ^ wHwv cwømum .c ﬁ mnuw mama w ﬁ um muøw mum ﬂ o ﬁ øm mum ﬂ mama mn ﬂ m mama lcwmucmn wow w ﬁﬁ mø m ﬂﬁ wø wow m ﬂﬁ mw vom vom w ﬂﬁ wø wow .cnnnow ﬁ m -m ~ m.4 m.m @ .o ~ 4_ ~ m. @ »_04 w.« a | wxH.wA pmzwwwmm ﬂ w ww md »H mw wa NN> ~ ß ﬁ 4m ~ mnwumxownum vw pm 44 4 »va Nm mp ww ~ as \ @xHw .w ﬁﬁ wnmwuø m »I. m» vw É. 4: mm Hm mšuinxmß mcwnmnwå. ow om ﬁ om oh oww oom ow moa Emm om .umE.m ﬁﬁﬂ u 4 w> w> x mm @ ~ H m ﬂﬂ Fm mq ﬂ mm mm mo ﬁ Emm G4 .ßmamßmw | AHH @ 4 wH> m Amx ﬂ unw> HmxHuuw> Hmxwvhmb Hmx ﬂ uHw> ﬂ mM ﬂ uHw> amx ﬂ uum> ﬁ mx ﬂ uuw> ﬁ mxHuum> ﬂ mx ﬂ uHw> Gø ﬂ v ﬂ mom møcmmm ﬂﬂ wøcwmuw m ﬂ cwmum mvcmmm ﬁﬁ wøcwmvm wwcmmm ﬁ a wøcmmuw mwcwmuw w ﬂ cmmm ﬁﬂ | w »w> m 4 4 u 4 m 4 4 m 4. »Ssew = sHm w U m Q 0 o Q m m ømuuwuw> m m w ß w m 4 m N H .uz IIIII 4 H ﬁ wnmß 454 062 33 The results of Table 4 can be analyzed according to jande: Nr. 1, 3, 6 and 9: examples within which the claims according to The present invention was excellent not only in mechanical strength but also with respect to tensile strength and impact resistance, as well as with respect to examination with X-rays.

Nr. 2: detta exempel (jämförelseexempel) innehöll avsevärda mängder syre och kväve i tillsatsmaterialet, var- vid både syre- och kvävehalten därav var över 100 ppm.Nr. 2: this example (comparative example) contained significant amounts of oxygen and nitrogen in the additive material, at both the oxygen and nitrogen content thereof was above 100 ppm.

Slagsegheten (lågtemperatursegheten) var mycket dålig och sidoböjningsprovningen och röntgenundersökningen var lika- ledes dåliga. , Nr. 4: borhalten i svetstråden (jämförelseexempel) översteg 0,0006 % med en relativt låg brotthâllfasthet.The impact strength (low temperature toughness) was very poor and the lateral flexion test and the X-ray examination were similar led bad. , Nr. 4: the boron content of the welding wire (comparative example) exceeded 0.0006% with a relatively low breaking strength.

Kvävehalten i tråden var likaledes alltför hög.The nitrogen content in the wire was also too high.

Nr. 5: borhalten i svetstråden var alltför hög och syre- och kvävehalterna i grundnaterialet var båda över 100 ppm (jämförelseexempel) med otillfredsställande resul- tat med avseende på brotthållfasthet, sträckning och sido- böjningshållfasthet tillsammans med dåligt resultat på röntgenundersökning.Nr. 5: the boron content of the welding wire was too high and the oxygen and nitrogen contents of the base material were both above 100 ppm (comparative example) with unsatisfactory results with respect to breaking strength, elongation and lateral bending strength along with poor result on X-ray examination.

Nr. 7: medan syrehalten i tillsatstrâden och i grundmaterialet uppfyllde kraven enligt föreliggande uppfin- ning, var summan av syrehalten (70 ppm) i svetstrâden och den dubbla syrehalten (100 x 2 = 200 ppm) i grundmaterialet över 270 ppm (d.v.s. 70 + 200 = 270 ppm). Otillfredsställan- de resultat erhölls med avseende på brotthâllfasthet, sido- böjningshållfasthet och röntgenundersökning.Nr. 7: while the oxygen content in the additive wires and in the base material met the requirements of the present invention was the sum of the oxygen content (70 ppm) in the welding wire and the double oxygen content (100 x 2 = 200 ppm) in the base material above 270 ppm (i.e. 70 + 200 = 270 ppm). Unsatisfactory the results were obtained with respect to fracture toughness, flexural strength and X-ray examination.

Nr. 8: detta exempel (jämförelseexempel) innehöll en syrehalt i tillsatstrâden över 200 ppm och borhalten däri var över 0,0006 %. Brotthållfastheten, sidoböjnings- hâllfastheten och resultat av röntgenstrâlningsundersök- ningen var otillfredsställande.Nr. 8: this example (comparative example) contained an oxygen content in the additive wire above 200 ppm and the boron content therein was over 0.0006%. Breaking strength, lateral bending the strength and results of X-ray examinations was unsatisfactory.

Därefter mättes slagsegheten för de bildade svet- sarna vid -1960 C då 9 % nickelstâl, såsom betecknas med 454 062 34 symbolen A i tabell l, användes såsom grundmaterial och bor- halten i svetstråden varierades. Fig. 15 utgör ett resultat av sådana mätningar, som visar att slagsegheten för svets- fogen minskar i hög grad då borhalten överstiger 0,0006 %.Thereafter, the impact strength of the formed welds was measured. at 1960 ° C when 9% nickel steel, as denoted by 454 062 34 symbol A in Table 1, was used as the base material and the content of the welding wire was varied. Fig. 15 is a result of such measurements, which show that the impact resistance of the joint decreases greatly when the boron content exceeds 0.0006%.

Svetstråden uppvisar mycket hög slagseghet då borhalten är 0,0006 % eller mindre, speciellt under 0,0004 %.The welding wire shows very high impact strength when the boron content is 0.0006% or less, especially below 0.0004%.

I det följande diskuteras olika exempel på svets- betingelser som erfordras enligt föreliggande uppfinning.In the following, various examples of welding conditions required by the present invention.

Om ej annat anges var den använda tråden tråd "a" från ta- bell 2 i exempel l och grundmaterialet som användes var nickelstål “A“ från tabell 1.Unless otherwise indicated, the thread used was thread "a" from the bell 2 in Example 1 and the base material used was nickel steel "A" from Table 1.

Exempel 2 En sträng på platta bildades enligt betingelserna i tabell 5. Ett uüﬁüyt utseende erhölls med hög hastighet vid 60 cpm enligt föreliggande uppfinning, medan konventio- nell svetsning resulterade i en ojämn sträng vid lâg has- tighet av 40 cpm.- Tabell 5 Svetsbetingelser Konventionellt Enl. uppfinningen * Svetsström 300A (DCSP) ) Samma Svetsspänning 12 V “ Svetshastighet 40 cm/min. 60 cm/min.Example 2 A strand on the plate was formed according to the conditions in Table 5. A uü ﬁ üyt appearance was obtained at high speed at 60 cpm according to the present invention, while conventional welding resulted in an uneven string at low speeds. 40 cpm.- Table 5 Welding conditions Conventional According to the invention * Welding current 300A (DCSP)) Same Welding voltage 12 V “ Welding speed 40 cm / min. 60 cm / min.

Tillsatstrâd 1,2 mmó samma Trådens matarriktn. bakom med avseende på svetsriktn. ledning (60A): mot- satt positiv anslutn.Additive wire 1.2 mmó same The feed direction of the wire. behind with respect on the welding direction. cable (60A): counter- sat positively connected.

Trâdledning icke-ledande gkyddsgas ren Ar 25 l/min. samma Volframg 3.2 mmó “ Grundmaterial 12 mmt “ *) DCSP = likström med negativ anslutning Exempel 3 35 454 062 Uppåtgående stående vertikalsvetsning utfördes en- ligt betingelserna i tabell 6. Fig. 19 visar ett tvärsnitt av den makroskopiska strukturen i en sträng vid en änddel av en svetsad plåt som svetsats på konventionellt sätt, me- dan fig. 20 visar motsvarande enligt föreliggande uppfin- ning. Vid det konventionella sättet erhâlles en märkbart konvex strängkonfiguration, medan en utmärkt strängkonfigu- ration erhölls med föreliggande uppfinning.Wire wire non-conductive gkyddsgas ren Ar 25 l / min. same Volframg 3.2 mmó " Basic material 12 mmt “ *) DCSP = direct current with negative connection Example 3 35 454 062 Upward vertical welding was performed according to according to the conditions in Table 6. Fig. 19 shows a cross section of the macroscopic structure of a string at an end portion of a welded sheet which has been welded in a conventional manner, Fig. 20 shows the corresponding according to the present invention ning. In the conventional method, a noticeable one is obtained convex string configuration, while an excellent string configuration ration was obtained with the present invention.

Tabell 6 Svetsbetingelser Konventionellt Enl. uppfinningen Svetsström 280 A (DCSP) *) Samma Svetsspänning 11 V " Svetshastighet 4 cm/min. 7 cm/min.Table 6 Welding conditions Conventional According to the invention Welding current 280 A (DCSP) *) Same Welding voltage 11 V " Welding speed 4 cm / min. 7 cm / min.

Tillsatstrâd 1,2 mmó samma Trådens matarriktn.Additive wire 1.2 mmó same The feed direction of the wire.

Trådledning Skyddsgas Volfram Grundmaterial *) DCSP = likström med negativ anslutning Exempel 4 bakom med avseende på svetsriktn. icke-ledande ren Ar 25 l/min. 3,2 mmó 25 mmt "V" spår ledning (60A): mot- satt positiv anslutn.Wire cord Shielding gas Tungsten Basic material *) DCSP = direct current with negative connection Example 4 behind with respect on the welding direction. non-conductive pure Ar 25 l / min. 3.2 mmó 25 mmt "V" groove cable (60A): counter- sat positively connected.

Sâmma Svetsning utfördes i alla svetspositioner på ett rör med ett svetsspår såsom visas på fig. 21 under betingelserna enligt tabell 7 och 8. Medan det konventionella sättet gav en konvex sträng i horisontalsvetsning och en konkavt formad sträng vid stående vertikalsvetsning, gav föreliggande upp- finning en homogen och ren sträng i alla positioner. 454 062 36 Tabell 7 Svetsbetingelser Konventionellt Enl. uppfinningen Svetsström 200 A (DCSP) *) Samma Svetsspänning 11 V " Svetshastighet 7 cm/min. " Tillsatstråd 1,2 mmó “ Trådens matarriktn. bakom med avseende på svetsriktn.Sâmma Welding was performed in all welding positions on a pipe with a welding groove as shown in Fig. 21 under the conditions according to Tables 7 and 8. While the conventional method gave a convex string in horizontal welding and a concave shaped one string in standing vertical welding, gave the present finning a homogeneous and clean string in all positions. 454 062 36 Table 7 Welding conditions Conventional According to the invention Welding current 200 A (DCSP) *) Same Welding voltage 11 V " Welding speed 7 cm / min. " Additional wire 1.2 mmó “ The feed direction of the wire. behind with respect on the welding direction.

Trådledning icke-ledande ledande (tabell 8) Skyddsgas ren Ar 30 l/min. samma Grundmaterial' 50 mmt "U" spår “ Tabell 8 Rörposition Tid 1¿30 Ledningsperiod i en cykel 0,4 sek.Wire wire non-conductive conductive (Table 8) Shielding gas clean Ar 30 l / min. same Basic material '50 mmt "U" groove " Table 8 Pipe position Time 1¿30 Wiring period in a cycle 0.4 sec.

C. 4:30 Icke-ledningsperiod i en cykel 0,6 " 4;30 Ledningsperiod i en cykel 0,6 " 7š30 Icke-ledningsperiod i en cykel 0,4 " 7å30 Ledningsperiod i en cykel 0,4 “ 10:30 Icke-ledningsperiod i en cykel ,6 " 1g:3O Ledningsperiod i en cykel icke- 1:30 Icke-ledningsperiod i en cykel ledande *) DCSP = likström med negativ anslutning Exemgel 5 37 454 062 Liggande vertikalsvetsning utfördes under betingel- serna i tabell 9. Medan rör framställda på konventionellt sätt tillhörde JIS klass l, andra kvaliteten (blåsor) enligt röntgenundersökning, var föreliggande rör fria från varje defekt (spårform och förfarande för bildning av avsatt me- tall framgår av fig. 20).C. 4:30 Non-conduction period in a cycle 0.6 " 4; 30 Lead period in one cycle 0.6 " 7š30 Non-conduction period in a cycle 0.4 " 7å30 Conduction period in a cycle 0.4 “ 10:30 Non-lead period in a bicycle, 6 " 1g: 3O Conduction period in a cycle non- 1:30 Non-lead period in a cycle leading *) DCSP = direct current with negative connection Example 5 37 454 062 Horizontal vertical welding was performed under conditions tables in Table 9. While tubes manufactured in conventional way belonged to JIS class l, other quality (blisters) according to X-ray examination, the present tubes were free from each defect (track shape and process for the formation of deposited figures are shown in fig. 20).

Tabell 9 Svetsbetingelser Konventionellt Enl. uppfinningen * Svetsström 350 A (DCSP) ) Samma Svetsspänning 12 V " Svetshastighet 13 cm/min. 21 cm/min.Table 9 Welding conditions Conventional According to the invention * Welding current 350 A (DCSP)) Same Welding voltage 12 V " Welding speed 13 cm / min. 21 cm / min.

Svetstråd 1j6 mmó samma Trâdens matarriktn.Welding wire 1j6 mmó same Threads matarriktn.

Trådledning Skyddsgas Avsättningssâtt Grundmaterial bakom med avseende på svetsriktn. icke-ledande ren Ar 50 l/min. rak sträng 25 mmt *) DCSP = likström med negativ anslutning Exemgel 7 periodisk ledning samma rak + bâgpendling S amma Ett kommersiellt tillgängligt 9 % nickelstål med en tjocklek av 20 mm förseddes med ett 60° "V"-format spår och framytan på spåret flerskiktssvetsades. Därefter utfördes luftbågmejsling på spârroten och baksidan av spåret svetsa- des. Den kemiska samansättningen på nickelstålet (grundma- terialet) och svetstråden visas i tabell ll och svetsbe- tingelserna i tabell 12. ...-.-..._,,_ >«umwwc :ﬁE\H mm møcwmuw 38 454 062 ﬂumEo»ß< -wnﬁccwaßxﬁq 0< =«a\s0 00 >00. <00ﬂ H0xH0p@> xw Q uopwsw»0>m w:ﬂ:»:Hm:< mmmwuuaxw .uwmm wcﬂccmam sæaum coﬂpﬂmo w»m>m mﬂ ﬂﬁwnmB ^«»xﬁ> uumscmv 0 0 0.0 000.0 50.0 00.0 00.0 00.00ﬁ.a0000=000 0. 0 1 - f n o n QO m 00 00 m000.0 m.m 00.0 0.00 000 0 000.0 @0.m @@.0 00.0 < n 00 mp 0000.0 0.~ | 0.0 000 0 000 0 N 0 0 00 Hz w 0 Hm 0: 0 0000000 00.0 203 ^§ä0 0 00 . _ .Wire cord Shielding gas Provisioning method Basic material behind with respect on the welding direction. non-conductive pure Ar 50 l / min. straight string 25 mmt *) DCSP = direct current with negative connection Example 7 periodic management same rak + bâgpendling S amma A commercially available 9% nickel steel with a 20 mm thick was provided with a 60 ° "V" shaped groove and the front surface of the track was multilayer welded. Then performed arc chisel on the track root and the back of the track welded des. The chemical composition of nickel steel (basic material) and the welding wire are shown in Table II and the conditions in Table 12. ...-.-..._ ,, _ > «Umwwc: ﬁ E \ H mm møcwmuw 38 454 062 ﬂ umEo »ß < -wn ﬁ ccwaßx ﬁ q 0 <= «a \ s0 00> 00. <00ﬂ H0xH0p @> xw Q uopwsw »0> m w: ﬂ: »: Hm: <mmmwuuaxw .uwmm wc ﬂ ccmam sæaum co ﬂ p ﬂ mo w» m> m m ﬂ ﬂﬁ wnmB ^ «» X ﬁ> uumscmv 0 0 0.0 000.0 50.0 00.0 00.0 00.00ﬁ a0000 = 000 0. 0 1 - f n o n QO m 00 00 m000.0 m.m 00.0 0.00 000 0 000.0 @ 0.m @@. 0 00.0 < n 00 mp 0000.0 0. ~ | 0.0 000 0 000 0 N 0 0 00 Hz w 0 Hm 0: 0 0000000 00.0 203 ^ §ä0 0 00. _.

Z 0 00 000000 454 062 39 Efter att strängytan kylts under 100° C vid avs1u_ tande av svetsningen utsattes den för återsmältningsbehand- ling med användning av TIG-bågen. Betingelserna för åter- smältningsbehandlingen finns uppräknade i tabell 13, där kylningshastigheten utgör tidslängden då temperaturen faller från soo° c :in soo° c.Z 0 00 000000 454 062 39 After the strand surface has cooled below 100 ° C at des1u_ welding, it was subjected to remelting treatment. using the TIG frame. The conditions for return the digestion treatment is listed in Table 13, where the cooling rate is the length of time the temperature drops from soo ° c: in soo ° c.

Tabell 13 Bredd på Djup på Betin- âtersmält- återsmält- gelser Kylhast. Skyddsgas ningszon nincszon a S0 sek. Ar 25 l/min. 1/2 W 1/2 t. b 120 sek. Ar 30 “ 1,0 W 1/2 t. c 70 sek. Ar 30 " 2/3 W 1/2 t. d 40 sek. Ar 30 " 1,3 W_ 1/3 t.Table 13 Width of Depth of Betin - remelting - remelting gelser Kylhast. Protective gas ningszon nincszon a S0 sec. At 25 l / min. 1/2 W 1/2 t. b 120 sec. Ar 30 “1.0 W 1/2 t. c 70 sec. Ar 30 "2/3 W 1/2 t. d 40 sec. Ar 30 "1.3 W_ 1/3 t.

W: bredd på slutsträngen t: djup för slutsträngen De erhållna svetsarnautsattes för slagseghetsprov- ning (JIS Z-3112, med ett 4 Charpy-provningsstycke och vid -1960 C) och trepunktsböjning COD-provning (BS standard DD-19; med utmattningsskâror tillsatta och vid -l96° C), -varvid resultaten visas i tabell 14. _ COD- Svets- Svets- vE-196 värde tråd metod Återsmältn.bet. (kp.m) (mm) Anm.W: width of the final string t: depth of the final string The resulting welders were subjected to impact resistance tests. (JIS Z-3112, with a 4 Charpy test piece and at -1960 C) and three-point bending COD test (BS standard DD-19; with fatigue grooves added and at -196 ° C), whereby the results are shown in Table 14. _ COD- Welding- Welding- vE-196 value thread method Återsmältn.bet. (kp.m) (mm) Note.

B Automatisk TIG a 13,0 0,25 Exempel X B " b 12,5 0,05 jämförelse- exempel X B “ c 15,0 0,25 exempel Y B " d 18,0 0,30 exempel Z B “ ingen âtersmältn. 9,0 0,08 jämförelse- exempel Z Blankt (qrund- mat.) - 12,0 0,23 - 454 062 40 Analys av resultaten i tabell 14 visar att även om re- sultaten av Charpy-provningen ej nödvändigtvis överensstämmer med COD-värdena, var lâgtemperatursegheten för fogen utsatt för återsmältningsbehandlingen i föreliggande uppfinning jämförbar med den för grundmaterialet (exempel X - Z) och relativt mycket hög i motsats till jämförelseexempel Z (ingen återsmältnings- behandling). Jämförelseexemplet X utfördes då kylningshastigheten var långsam efter âtersmältningsbehandlingen (tabell 13). I det- ta fall indikerar COD-värdena en lågtemperaturseghet som är myc- ket låg oberoende av resultaten för Charpy-provningen. Jämförel- ^~ - -.~,-1|_-;:-|==:.-.<-.-=1~ - v seexemplet Y framställdes då stål innehållande en stor mängd nickel (nickelhalt 17,4 %, tabell 11) användes såsom svetstråd och kunde ej förväntas ge samma fördelar som föreliggande uppfin- ning.B Automatic TIG a 13.0 0.25 Example X B "b 12.5 0.05 comparative Example X B "c 15.0 0.25 Example Y B "d 18.0 0.30 Example Z B “no remelting. 9.0 0.08 comparative Example Z Blank (qrund- mat.) - 12.0 0.23 - 454 062 40 Analysis of the results in Table 14 shows that although the results of the Charpy test are not necessarily consistent with the COD values, the low temperature toughness of the joint was exposed the remelting treatment of the present invention is comparable with that of the base material (examples X - Z) and relatively much high in contrast to Comparative Example Z (no remelting treatment). Comparative Example X was then performed on the cooling rate was slow after the remelting treatment (Table 13). In it- In some cases, the COD values indicate a low temperature toughness that is very was independent of the results of the Charpy test. Comparative ^ ~ - -. ~, -1 | _-;: - | ==: .-. <-.- = 1 ~ - v see example Y was then prepared steel containing a large amount nickel (nickel content 17.4%, Table 11) was used as the welding wire and could not be expected to provide the same benefits as the present invention. ning.

Exempel 8 Efter att svetsning utförts med samma grundmaterial, samma tillsatsmaterial A, samma spârformation och samma TIG- svetsningsbetingelser som i exempel 7, utfördes âtersmältnings- u behandling med varierande yttemperatur pâ strängen (värmetill- försel 45 kJ/cm, skyddsgas: argon, 30 liter/minut, bredd på åter- smältningszonen 2/3 Watt, och djup för âtersmältningen 1/2 t).Example 8 After welding with the same basic material, the same filler material A, the same track formation and the same TIG welding conditions as in Example 7, were performed remelting u treatment with varying surface temperature on the string (heat supply supply 45 kJ / cm, shielding gas: argon, 30 liters / minute, width of return melting zone 2/3 Watt, and depth of remelting 1/2 t).

Resultaten av Charpy-provning och COD-provningen på de bildade fogarna visas i tabell 15._ Tabell 15 Yttemp. på vE-196 COD-värde sträng (°C) (kp/m) (mm) Anm. 100 15,0 0,25 Exempel Y 150 14,3 0,22 Exempel O 300 13,8 0,04 Jämförelseex. O 450 4,7 0,02 Jämförelseex. P Det är uppenbart från tabell 15 att strängyttemperatu- ren under âtersmältningsbehandlingen i hög grad påverkar lågtem- peratursegheten, med andra ord var föreliggande uppfinning effek- tiv dâ temperaturen var 150°C eller mindre, men en avsevärd minsk- ning i làgtemperatursegheten uppträdde, då temperaturen översteg 150°C (jämförelseexempel O och P).The results of the Charpy test and the COD test on those formed the joints are shown in Table 15._ Table 15 Yttemp. at vE-196 COD value string (° C) (kp / m) (mm) Note. 100 15.0 0.25 Example Y 150 14.3 0.22 Example O 300 13.8 0.04 Comparative ex. O 450 4.7 0.02 Comparative ex. P It is clear from Table 15 that the string surface temperature during the remelting treatment greatly affects the low temperature temperature toughness, in other words, the present invention was effective when the temperature was 150 ° C or less, but a significant decrease The low temperature toughness occurred when the temperature exceeded 150 ° C (Comparative Examples O and P).

Claims

4 \ 454 062 Patent claims

Welding process for welding an iron base material containing 3,5 to 9,5% by weight of nickel, less than 100 ppm oxygen, less than 100 ppm nitrogen, characterized in that a welding wire is used, which consists of iron and 8 15% by weight of nickel, 0.1 to 0.8% by weight of manganese, less than 0,15% by weight of silicon, less than 0.1% by weight of carbon and less than 0,1% by weight of aluminum, less than , 1% by weight of titanium, less than 0.0006% by weight of boron, less than 100 ppm oxygen and less than 100 ppm nitrogen, the sum of the oxygen content of the wire and the double oxygen content of the base material being less than 200 ppm and the sum of the nitrogen content in the wire and the double nitrogen content of the base material is less than 200 ppm; wherein the wire is fed into an arc column which develops between a non-melting electrode and the base material, and wherein the arc is deflected forward in the forward direction of welding by the action of magnetic fields formed by connecting both the non-melting electrode and the wire. to a DC power source for TIG welding at DC so that the direction of the current flows through the wire and the non-melting electrode are the same when the wire is in front of the non-melting electrode along the forward direction of the welding and opposite when the wire is behind the non-melting the electrode.

Method according to Claim 1, characterized in that the welding is carried out at direct voltage with a negative connection.

3. A method according to claim 1, characterized in that the arc is oscillated forward in the forward direction of the welding by pulsing the current flowing through the wire, when the wire comprises a single wire.

4. A method according to claim 3, characterized in that the conduction period of the pulsating current into the additive material is alternated with a non-conductive period.

5. A method according to claim 4, characterized in that 454 062 * V2 that the peak value of the line current is varied.

Method according to claim 4, characterized in that either one or both of the conduction periods and the non-conductive period are varied.

Method according to claim 4, characterized in that the current in the wire is varied during the conduction period.

A method according to claim 3, characterized in that the current flow through the additive material is modulated so that a period of relatively sum pulsating current flow alternates with a period of a relatively l ﬁ ïï pulsating current flow.

A method according to claim 8, characterized in that either or both of the high current conduction period and the low current conduction period are varied.

10. A method according to claim 8, characterized in that either or both of the high currents are introduced into the additive material and the corresponding in the low current is varied.

11. A method according to claim 3, characterized in that the upper value of the line current into the filler material is limited to 200 amperes.

12. A method according to claim 3, characterized in that the upper limit of the conduction current into the non-melting electrode is limited to 500 amperes.

13. A method according to claim 3, characterized in that the voltage applied to the wire is lower than the voltage applied to the non-melting electrode.

14. A method according to claim 1, characterized in that the wire is fed into a molten metal and an arc atmosphere protected by a pure inert gas. v.

A method according to claim 1, characterized by 454 062 (ß automatic regulation of an arc length between the non-melting electrode and the filler material by obtaining a signal by linear integration of a differential voltage between the arc voltage and a preset reference voltage; and sensing the differential voltage with an integrator element and transmitting the signal to an electrode drive motor in such a way that the signal drives the drive motor, whereby the non-melting electrode is driven forwards and backwards with respect to the additive material.

16. A method according to claim 15, characterized in that the signal is obtained by multiplying the differential voltage.

Method according to claim 1, characterized by automatic regulation of an arc length between the non-melting electrode and the filler material by stabilizing a differential voltage between an output voltage from an arc voltage detector and an output voltage from a setting section. for reference voltage across an arc voltage control, automatic arc length control being performed by the arc voltage detector comprising an integrator element, the reference voltage setting section, the arc voltage control comprising an integrator and a multiplier, a motor control comprising an operator and a drive selection of the non-melting electrode with a motor.

18. A method according to claim 1, characterized in that in multilayer welding the weld strand surface of the final layer is cooled below 15000 and then remelted using the non-melting electrode under the protection of an inert gas.

19. A method according to claim 18, characterized in that the flow rate of the inert gas used for remelting is limited to be in the range of 10 - 100 liters / minute. 454 062 'so

20. A method according to claim 18, characterized in that the penetration depth is limited to be equal to or less than the thickness of the final layer during the remelting.

21. A method according to claim 18, characterized in that the remelting zone is limited to 0.5 - 1.3 times as wide as the welding strands comprising the welding string center.

Welding method according to claim 18,. characterized in that the heat supply for remelting is selected so that the temperature of the strands reaches from 800 to 50,000 within 100 seconds.