DE1433151A1 - Elektrische Lichtbogenschweissung fuer eisenhaltige Werkstoffe und Schweisselektroden dazu - Google Patents

Description

Bie vorliegende Erfindung "bezieht sich auf Verfahren sowie Elektroden zur elektrischen liehtbogenschweißung eisenhaltiger Werkstoffe·

Elektroden mit einem Kerndraht, der von einem sogenannten flußmittelmantel umgeben ±st_f werden seit vielen Jahren verwendet. Dabei wurden die allerverschiedensten Überzugsmassen gebraucht, use ίίη Sortiment von Elektroden bereitzustellen, von denen jede einzelne besonders geeignet ist, ganz bestimmte Werkstoffe unter bestimmten Bedingungen, nicht nur hinsichtlich der Stromstärke, sondern auch der Lage,zu schweißen. Es wurde festgestellt, daß Elektroden mit einer Überzugsmasse» die einen hohen Anteil an basischen Stoffen, wie z.B. Oaloiumfluorid, enthält, selbst bei hohen Stromdiohten Schweißmaterial von guten mechanischen Eigenschaften ablagern?an&ererseite würde heobaoh-

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tat, daß derartige Elektroden bei hohen StiOmdiehten nur für · das Schweißen in im wesentlicher flacher Lage geeignet sind. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß Elektroden mit einem Überzug, welcher einen hohen Anteil· an Hutilmäterialien enthält für das Schweißen in anderer als der flachen Lage, beispielsweise bei der horizontal/vertikalen Kehlsehweißung, bess&r geeignet sind, jedoch sind die mechanischen Eigenschaften des durch derartige Elektroden abgelagerten Schweißmetalls verhälthismäßig schlecht, es sei denn, daß die Stromdichte ganz erheblich eingeschränkt wird« --■.■> -· * ■--'■■"< -■■·■■'

\ Es wurde nunmehr festgestellt, daß, wenn im eine Schweißelektrode verwendet mit einem Überzug, welchervorwiegend aus Hutilmaterial besteht, dabei aber einen geringeren Anteil an basischem Material enthält, und welcher zudem so hergestellt wurde, daß er noch ein Mindestmaß an Hestwasser st off enthält,¹ und ferner beim Schweißen Kohlendioxyd zuführt, um die Schweißzbne^Tvor der Atmosphäre abzuschirmen sowie "um die Konzentration des restlichen Wasserstoffa in dem Lichtbogen zu verminderny ein Schweißmetall von guten mechanischen Eigenschaften bei·hoher StrOmdiehte aufgetragen werden kannf außerdem ist die· Schweißlage nicht auf eine horizontale Ebene beschränkt. ■

Die vorliegende Erfindung beateh-fe in einer Hinsicht »«» in einem Verfahren der: elektrischen Lichtbogenschweißung eisenhaltiger Werkstoffe, wobei ein elektrischer Lichtbogen zwischen einem Werkstoff bezw, einem Werkstück aus dem genannten Werkstoff und einer umhüllten Elektrode gezogen wird, die letztere ait ^₀ einem Kern aus einem eistnhalt igen Werkst ©ff mit einem Überzug, co

co welcher außer einem Reduktionsmittel noch Eutilmsterial, u&a zwar in einem erheblich größeren Anteil als das ©benfalle vorhandene baalsche Material enthält| dabei werden Eichtbog·» und

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Schweißzone vor der Atmosphäre durch ein Gas abgeschirmt, das im wesentlichen.aus Kohlendioxyd besteht. Man kann außer Rutil- oder basischen Materialien auch noch andere Flußmittel verwenden. Unter dem Ausdruck ^w ein Gas, das im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht '· ist hier ein Gas zu verstehen, das mindestens 80 Volumprozent Kohlendioxyd enthält. Es können ferner Kohlenmonoxyd, gasförmige Kohlenwasserstoffe, Stickstoff öder einatomige Gase, wie z.B. Argon, oder ein geringer Prozentsatz an Sauerstoff in dem Schutzgas vertreten sein, und zwar entweder einzeln oder miteinander vermischt. Unter einem wesentlich höheren Anteil an Rutilmaterial im Verhältnis zu dem basischen Material soll hier für die Zwecke der vorliegenden Patentschrift verstanden sein, daß das Gewicht des Rutilmaterials um mindestens 50 $ größer ist als das Gewicht des basischen Materials*

Der hierin verwendete Ausdruck " basisch '· bezieht sich auf Mineralien, wie z.B. Calciumcarbonat in einer seiner verschiedenen Formen, also beispielsweise Kalkstein, ferner auf Magnesiumcarbonate und andere Carbonate, welche "basisch» in der eigentlichen Bedeutung dieses Ausdrucks sind und wie sie allgemein für die Überzüge von Elektroden verwendet werden; dazu gehören dann auch solche Stoffe wie z.B. Calciumfluorid und andere Metallfluoride sowie Gemische von Fluoriden, wie sie in Mineralien vorkommen, die allgemein bei der Herstellung von Flußmittelüberzügen für Metallelektroden verwendet werden. In der Technik der Fabrikation von Schweißelektroden werden derartige "basische» ^ Materialien gegenübergestellt den vorwiegend Rutil enthaltenden _ω Stoffen, welche aus Titanoxyden bestehen oder aus Mineralien, cn wie z.B. Ilmenit, welche einen großen Anteil an Titandioxyd zusammen mit anderen Verbindungen enthalten. Da das Zirconiumsilikat die Titanoxyde teilweise ersetzen kann, kann man dasselbe

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für die Zwecke der vorliegenden Patentschrift ebenfalls als ein Rutilmaterial· anschauen, falls es in dem Überzug der Elektrode zusammen mit Titanoxyden verwendet wird.

Im weitesten Sinne umfaßt also die Vorliegende Erfindung ein Verfahren der elektrischen Lichtbogenschweißung von eisenhaltigen Werkstoffen, wobei zwischen einem Werkstück aus dem genannten Werkstoff und einer umhüllten Elektrode mit einem Kern, der mit einem Überzug versehen ist, welcher Fluß- und/oder Reduktionsmittel enthält, ein Lichtbogengezogen wird j wobei f er- ' ner Lichtbogen und Schweißzone vor der Atmosphäre durch ein Gas abgeschirmt werden, das im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht;'

Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner Schweißelektroden,die für Schweißarbeiten nach diesen Verfahren bestimmt sind? sie bestehen aus einem Kerndraht aus einem eisenhaltigen Werkstoff, mit-einem Überzug, der außer Reduktions- und Flußmitteln auch Rutil- und basische Materialien enthält, und zwar die ersteren in einem wesentlich höheren Anteil als die letzteren* Der Anteil an Rutilmaterial kann sich auf 65 - 20$, auf das Gewicht der Überzugsmasse bezogen, belaufen.

Ferner können die Überzugsmassen Metallpulver, wie z.BY Eisenpulver, enthalten und - falls gewünscht - auch einen geringeren Anteil an Stoffen, welche das Pressen der Überzugsmasse zu einem Strange erleichtern» ITaeh dem Umpressen des Kerndrahts mit der Überzugsmasse ist es sehr erwünscht, die umhüllte Elektrode bei einer Temperatur zu brennen, welche genügend hoch ist, um das · freie Wasser abzutreiben, welches in dem Silikat oder sonstigen

Bindemitteln oder auch in den Mineralien, welche Bestandteile ^co

der Überzugsmasse sind,"ent halten-se in könnte. Die Ausscheidung dieses V/assers vermindert den Yiasserstoff gehalt des auf ge tr age-

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-9 ·

nen Schweißmetalls ganz erheblich.. TTm das Festhalten der überzugsmasse an der Elektrode zu erleichtern, kann man den Kerndraht mit einem schraubenförmig gewickelten Draht bezw· Drähten in einer oder mehreren lagen umgeben, wobei der Draht bezw. die Drähte in elektrischem .Kontakt mit dem Kerndraht stehen und andererseits aus der Oberfläche des Überzuges wenigstens auf einen Teil ihrer länge herausragen, so daß sie Stromwege für die Leitung des elektrischen Stroms zu dem Kerndraht bilden.

Die vorliegende Erfindung kann Anwendung finden bei Schweißelektroden kurzer Länge, wie sie normalerweise heiSehweißarbeiten von Hand gebraucht werden und bei welchen der elektrische Anschluß an den Kerndraht normalerweise an einem Ende der Elektrode erfolgtj ganz besonders ist aber die Erfindung anwendbar auf aufwickelbare Elektroden, die für das automatische oder halbautomatische Schweißen bestimmt sind, und zwar zur Verwendung bei Stromdichten in der Größenordnung von 40000 Amperes/Quadratzoll ( 62 A/mm ). Es ist jedoch zu bemerken, daß auch kurze Längen der erfindungsgemäßen Schweißelektroden mit den Enden aneinander gekuppelt werden können, um eine durchlaufende Elektrode zu bilden·

Bei mit einem Flußmittel überzogenen durchlaufenden Elektroden ist es notwendig, beim Durchgang der Elektrode durch einen Schweißkopf den elektrischen Strom von einem Kontaktelement bezw· -Elementen aus dem Kerndraht zuzuleiten* Der Kontakt mit dem Kern· "*""

draht kann, falls es gewünscht wird, durch eine oder mehrere Mes- TT serschneiden hergestellt werden, welche beim Durchgang der Elek- ^ trode durch den Schweißkopf durch den Überzug hindurchdringen. "*~ Vorzugsweise aber wird die Elektrode mit einer Lage bezw. Lagen eines Wickeldrahtes bezw.-von Drähten versehen, die mit dem Kern-

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draht in elektrischem Kontakt stehen. Der Wickeldraht bezw. der

äußere Wickeldraht, falls mehr als eine Drahtlage vorhanden ist, ragt aus der Oberfläche des Flußmittelmantels hervo-r zwecks Berührung mit einem Kontakt element bezw. Kontaktelementen-, wenn die Elektrode· durch einen Schweißkopf hindurchgeht. Eine Ausführungsform einer von einem Maschengewebe umgebenen Elektrode, wie sie in der britischen Patentschrift Fo. 584.299 beschrieben ist, ist ganz besonders geeignet, jedoch können auch andere Konstruktionen mit einer oder mehreren Lagen von 17ickeldrähten,von denen jede aus einem oder aus mehreren Drähten besteht, fcSaaea , verwendet werden. ;

■Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schweißelektrode ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt5 sie zeigt· schematisch die Elektrode wie sie dazu verwendet wird, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Schicht von Schweißmetall auf einem Werkstück aufzutragen. ~

Aus der Zeichnung ersieht man, daß eine durchlaufende Schweißelektrode aus einem Kerndraht 1 besteht, welcher von einem Drahtmaschengewebe umgeben ist und mit demselben in elektrischem Kontakt steht}- das letztere besteht dabei aus einer inneren Lage mit den vier parallelen Drähten. 2, 3, 4- und 5, die im Uhrzeigersinn schraubenförmig um den Kerndraht gewickelt sind, sowie einer äußeren Lage aus vier "weiteren parallelen Drähten 6, 7* 8 und 91 die entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne schraubenförmig ■*—

"--.■■ ■ ■ ' ■ . ■ ' ■ - ■ ■ ■ . ;■_. .

um die innere Lage gewickelt sind. Die Drähte 6, 7, 8 und 9 ra- ^"

- - . ■ ■ - ' co

gen aus der Oberfläche der Elektrode hervor und stehen anderer- ^co

se it s in elektrischem Kontakt mit den Drähten 2, 3, 4 und 5. Die ^~" Zwischenräume zwischen den Drähten der beiden Lagen des Maschengewebes sind mit einer Überzugsmasse 10 angefüllt, deren Zusammensetzung sich nach irgendeinem der nachstehenden Beispiele rieh·

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tet. Zu der Überzugsmasse gehören dann auch Reduktions- und Flußmittel, und sie kann Metallpulver, wie z.B. Eisenpulver, enthalten·

Die Schweißelektrode wird so angeordnet, daß sie durch die üblichen, hier nicht dargestellten Mittel durch eine Düse 22 hindurch einem Werkstück 1,1 kontinuierlich zugeführt wird. Eb sind ferner die hier nicht dargestellten üblichen Kontaktmittel angeordnet, welche in Berührung mit den äußeren Drähten 6, 7» 8 und 9 kommen und dadurch den elektrischen Strom der Schweißelek- , trode zuführen,also zu dem Kerndraht 1, und zwar gerade oberhalb der Düse 22 durch das Drahtmaschengewebe hindurch· |

Im Betriebe wird ein Lichtbogen zwischen der Schweißelektrode und dem Werkstück 11 gezogen, worauf die Schweißelektrode durch die Düse 22 hindurch dem Werkstück 11 kontinuierlich zugeführt wird, um eine Schicht 14 des Schweißmetails der gewünschten Zusammensetzung aufzutragen. Um die Elektrode herum und- durch die Düse 22 hindurch wird Kohlendioxyd auf das Werkstück 11 zu geblasen; dieses Gas strömt um die Schweißelektrode herum, wie es durch die Pfeile angedeutet ist, und schirmt den lichtbogen ab· Ebenso schirmt das Schutzgas die Schweißzone vor der umgebenden ä Atmosphäre in der Nachbarschaft des Lichtbogens ab. Die in dem Überzug enthaltenen schlackenbildenden Stoffe bilden eine Schutzschicht 15 auf der Oberfläche des abgelagerten Schweißmetalle 14·, wobei das letztere während des Abkühlens vor einer Berührung ^₀ mit der Atnosphäre bewahrt bleibt. Durch die Verwendung einer oo

co der in den nachstehenden Beispielen angegebenen Überzugsmassen <f-

. ■ .-■·.... v—

in Verbindung mit der Abschirmung durch Kohlendioxyd erhält man sehr beständige Schweißverhältnisse und dazu eine glatte Schweißfläche. Außerdem bekommt man nach diesem Verfahren eine leicht ablösbare Schlackendecke 15.

Q Π Q Q Ρ. c; / ρ η QC _

Es ist wqM. klar, daß die Konstruktion der Elektrode zur Durchführung den erfi&d-ungigemlBisy, ?®rfahrens von beliebiger geeigneter Art a©in kanu,*, Imlim 'beispielsweise "bei der in der Zeichnung dargestelltem Elekta?©ä@ die Wickeldrähte 2, 3, 4» 5t 6,· 7_? 8 unS 9 Ia tortfall taamen lassen« so daß die Elektrode · nur aaa. einem Kerndraht 1 mit «inen Überzug 10 bestellt.

Ea werden.nunmeto ©in® Änsa&l.von Beispielen von Schweißelektroden und Überzugsmassen* ibt Verwendung.- bei eier Durchführung des-erfindungsgeaäSen- Verfateens* b®ecnri@-ben werden. In jedem fall® mal di@^; Sl®ktrode- bei genügend hoher !Temperatur gebrannt w©rd©a:i, um praktisch öl® überzugsmasse au. entwässern, wenn ein Sohweißmet@ll won &<&n b@©"fe.®n meohanisehsn Eigenschaften" aufge-' tragen wer'-v.n loll« . ::■ . .■"'. -

" Selaweißelektrode^wi-e si© oben-unter-Bezugnahme'-auf--die beil·■-egenä© 'Zeichnung-beschrieben--wurde, besitzt einen Kerndraht 1 Ti'jii. .zwei'-Lagen-von WiC'keldrähtfn - 2, 3» 4» -5» 6", 7, 8 und 9 - eil© aus Flußstahl. Die in die Swisehenräume zwischen den Dräh-.;.©n-'-eingepreßte Überzugsmasse 10 besteht zu einem größeren Teil aus Rutilmaterial und zu einem geringeren Teil aus basischem Material·-.Das Hutilmaterial "bildet 65-20 Φ der Überzugsmasse, auf das Gesamtgewicht derselben bezogen, während Oalciumfluorid ( Flußspat ) einen Anteil von Q-,5 - 20 Gewichtsprozent einnimmt ^ Die Masse enthält ferner Reduktionsmittel, wie z.B. Ferrolegierungen, in einem Ausmaß von 10 - 30 Gewichtsprozent. Außerdem kann man der Masse einen schlackenbildenden Stoff,wie z*B. Feld· ,spat, bis zu 30 Gewichtsprozent *und - falls gewünscht - Metall- t

_'pulver, wie a,B* Eisenpulver, einverleiben, letzteres um die in:

der Elektrode enthaltene Masse an Metall zu erhöhen und damit '

iAD 'ORIGINAL-

' »1

ein angemessener Verhältnis zwischen der Menge des Metalls einerseite "und der Menge der in der überzugsmasse enthaltenen Rutil-, basischen und sonstigen Materialien herzustellen. Bine solche Elektrode kann zum Schweißen von Flußstählen oder -von niedriglegierten Stählen verwendet werden«

Beispiel 2» -

Eine Schweißelektrode,wie sie ganz allgemein in Beispiel 1 beschrieben wurde, hat einen Überzug mit einem Gehalt an Rut11-mattrial von 50 - 30 Jt, während sich der Fluoridgehält auf 1 - 10 + beläuft·

Baispiel 3. -

Sine Schweißelektrode mit einem Kerndraht, welcher - falle gtwünscht - mit einem Drahtgewebe umgeben werden kann, wird mit einer Masse überzogen, welche die folgenden Bestandteil? enthältt

Rutil ,.....·.»·«.·.... 45 Gewichtsprozent

yiußspat * 5 *

feldepat ·.···.........· 15 ®

Jerromangan ....... ^... 16 »

Eisenpulver ·.......... 18,5 -"

Beutonit .............. 0,5 ^tt

Der Zweck des lonzuse* 'üb ist die Erleichterung des Strangpressens, durch welches die Überzugsmasse auf die Elektrode aufgebracht wird. Der Überzug wird bei einer lemperatur gebrannt, ^ die hoch genug ist, um denselben praktisch zu entwässern. <*—

B* wurde festgestellt» daß die durch eine Elektrode gemäß <f*

Beispiel 3 unter einem Kohlendloxydschirm aufgebrachte Schweißmetallaehicht mechanische Eigenschaften, insbesondere Dehnung, besitzt, die vergleichbar sind denjenigen, die man erzielt unter

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Verwendung einer Elektrode mit vorwiegend "basischem'Überzug und "bei ähnlicher Stromdichte_s aber ohne Abschirmung durch Kohlendioxyde Sie Elektrode nach Beispiel 3 wurde jedoch als geeignet zur Verwendung "bei der horizontal/vertikalen Kehlschweißung befunden«, wohingegen die Elektrode mit einem basischen Überzug nur für Schweißarbeiten in der fischen Lage geeignet-war.

Beiapi®! 4_|?| ■= .. „ - ■'.■-"

Eine Elektrode zum Schweißen von fluBstahl besitzt einen Kerndraht aus Flußstahl, umgeben von ©in©m Saßchengewebe sue zwei Lagen von Drähten, die in entgegengesetzten Richtungen um den Kerndraht herumgewickelt sind. Di© das Masohengewebe bildendes. Draht© sind aus Flußstahl. In den Zwischenräumen dee Hasch©ng«- -webes wird eine Überzugsmasse gehalten, die vorwiegend di© folgende Zusammensetzung hat« ' .

,....'..„......,», 45 - 60 Gewicht st eile

Flußspat ··.·...-·..-.'·..·- 4 - 12 «

Feldspat »··'·.- ...β 12 — 24 "

Serromangan ,·»·..<, ..··.·.- 10 - 20 - "

Man kann Eisenpulver feinzusetzen,um in der Elektrode ein geeignetes Verhältnis von Metall zu _v Flußmittel herzustellen.

Die Ferrolegierungen können bis zu 10 Gewichtsteile Ferromangan enthalten^ während der Best aus Ferrosilicium, Ferroaluminiumj, Ferrotitan und/oder anderen reduzierend wirkenden Ferrolegierungen bestehen kann· - ▼"

Beispiel S₉ - .. - . "".-■-. . ' ." ". -

Bei ©iner Elektrode zum Schweißen von niedriglegierten Stählea ρ wie Sg₉Be solchen.» welche 1 56 Chrom· und 0,5 1> Molybdän ent- -kana di© Elektrodenausführung und ihr Überzug so

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wie sie oben in Beispiel 4 beschrieben wurden, jedoch unter Zusatz toil Ferro chrom und Ferromolybdän zu der Überzugsmasse. Man kann beispielsweise zu den in Beispiel 4 erwähnten Stoffen 5 10 öewiohtßteile Ferrochrom und etwa 2 Gewichteteile Ferromolybdän hinzusetzen.

Beispiel 6. - ,

Bit geeignetste Überzugsmasse hängt big au einem gewissen Grad· von den Verhältnissen ab, unter welchen das Werkstück zu schweißen ist. So z.B. kann man zum Schweißen von Flußstahl bei hohen Stromdichten in der Größenordnung von etwa 800 Amperes für eine Elektrode mit einem Kerndraht ©ue Flußstahl naoh Ho. 8 der britischen Noradrahtlehre ( 0,16 Zoll « 4»1 san ) in der flachen Läage und mit einem Maschengewebe aus Flußstahlwiokeldrähten eine Öbe- 'i&eEasae verwenden, welche vorwiegend die folgenden Bestandteil«

Kalkstein ύ - 20

Flußspat 5-20

Feldspat 0-30

Ferrolegierungen, und
zwar nach fahl Ferro-

mangan, Ferrosllicium, Ferrotitan und
Fe rr oaluminium

2-30

Außerdem kann man der Überzugsmasse auch noc? widere Stoffe, ■fie β.B. Eisenpulrer, Ferrochrom, Nickel oder Kupfer und - falls gswünscht - Stoffe zur Stabilisierung des Lichti^gens durch Zunahme der Strahlungskraft oder Ionisierung, wie s.B. Carbonate J^ Ton Strontium oder Barium, hinzusetzen. Falls es gewünscht wer- co

den sollte, kann man das Rutil teilweise durch Zirconiumsilikat <i- oder durch Ilmenit ersetzen, und auch Siliciumdioxyd kann nach

IAD ORIGINAL Wunsch hinzugesetzt werden.

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Beispiel 6a. - i4331S1^:

Bei einem typischen spezifisehän Beispiel im .Halmen des Beispiels 6 kann die Überzugsmasse"die folgende Zusammensetzung haben» ■■■"■■'-.

Eutii ................. 50 Gewichtsteile . ■

Kalkstein ............. 8 ■ «

Flußspat .............., 10 ^H

• Ferromängan *.....·..». 16 « . ;.-

Ferrosilioium .*....... 2 ^M .

Ferrotitan ............ 2 ^M .

Feldspat . *·««*,·...... 12 ■" "■. »

(vorzugsweise Kalifeld-,
spat) . .: Λ . ■: -"--. . ■/ ■; ;■■ .-ν."...".-. . . . . .'.■:■;;..

Beispiel ?. - , -

Bei einer Elektrode zum Schweißen von yiußstahl in der horizont al/vertikalen Kehlschweißungelage können Kerndraht und irgendwelche Wickeldrähte aus Flußstahl sein, während die Überzugsmasse -vorwiegend die folgende Zusammensetzung hat?

Rutil ................. 20 - 65 Gewichtsteile

Kalkstein *..,,......... 1-10 » ι . ..-,;. ■:;;

flußspat .............. 1 - 8 "

Ferrolegierungen ...... 2-30 "

. ^; · Feldspat vi. ...*....... 0- 30 = -jⁿ;^: ' ■ -'- - ■'

Der Überzugsmasse kann man zusätzlich Stoffe hinzusetzen wie sie in dem obigen Beispiel 6 erwähnt wurden.

Beispiel 7a* - _·■-.-■ ;

line typische spezifisch« überzugsmasse im Hahmeüi de & obigen Beispiels 7 hat die folgend© Zusammensetzungι

...... i.-;..... .· ;47 Gewichtstfile

Kalkstein ■....**........ 5 ■■■' '■ *._is,-;-,_;.■-·.-·. Ferroraangan 16 Gewicht steile Ferroeilicium ......... 2 ^B Jeldspat(vorzugeweise Kalifeldepat) 15 »

Baispiel 8. -

Zum Schweißen von Stahl mit einem Sehalt von 4 - 6 £ Chrom \ und 0,5 i· Molybdän kann man eine Elektrode mit einem Kerndraht aus Flußstahl und zwei Lagen Wickeldrähten aus dem gleichen Werket off mit einer Masse der folgenden Zusammensetzung Überziehen!

Rutil .................. 55 Gewichtsteile Flußspat ............... IQ *

Kalkstein .............. 8 «

Feldspat ; 12 «

Ferromangan ............ 16 ⁿ Ferrosilicium * 2 ^w Ferrotitan ............. 8 " Ferrochrom .............22 ^w Ferromolybdän .........· 3 "

line Elektrode zum Auftragen von SchweiSmet»11 mit eine« Gehalt von 2 - 3 Jt Nickel kann,wie oben erwähnt» einen Kerndraht aue Flußetahl und Wickeldrähte aue dem gleichen Werket off haben* Der Kerndraht wird mit einer Maese überzogen, welch« die folgenden Bestandteile enthält»

Rutil 50 (Jewichteteile

feldepat ·............· M » ■ ■

fiokelpulver ...........10· f»rro»»faa ........... 15 ·

It»ro*iliciu« ......... j «

Zum Auftragen τοπ Schweißmetall verhältnismäßig hoher legierung, a.B. mit einem Gehalt von 14 £ Mangan, kann ein größerer Seil des Legierungezueatzee in dem Kerndraht vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein Eiaenkerndraht ,mit einem Mangangenalt von 14 $> oder darüber,zusammen mit Wickeldrähten aus ilußetahl verwendet werden, und zwar gerne ine am mit den in den Beiipielen 6 und 7 beschriebenen ÜberzugeaäeBtn. Ba ist wohl ohne weiter®« verständlich, daß, wenn fidfceldrähte aue flußetahl zusammen mit einem Kerndraht verwendet werden, der ungefähr die gewünschte Zusamaeneetsung des Schweißiaetall· hat. *a notwendig wird, der übersugsmaeae Legierungeelemente hinzuzusetzen, wa· beiepieliweite Jerromangan ttin kenn.

Belaplel 11. - - - ■'■-:■."_ "V -■.-. -

Zum Schweißen auetenitieofeer korrosionsfester stähle mit einem Gehalt von 18 i> Chrom und 8 ^ Nickel kann man eine llektrod» »it. »intm Kerndraht aus einer ferrolegierung, die 18 i* Ohr oa und S J* Jtcktl tnthält, β ο wit mit β int r inneren und eintr Äu«tr»a Lag« το» Wiokeldrähttn der gleichen Ztitamcitnietiunji vero^adfa. Wahlwtiet lcönntn einige odtr auoh alle Draht· au« flutatahl β®In» •i* könnt η ferner Kiobiu» tathalttn, Sann hat dl· Übtrsugemteat die folgende Zuaammenaetcungs

.Bei einem spezifisoheη Beispiel im Rahmen des Beispiels 11 kamt die Überzugsmasse die folgende Zusammensetzung haben*

Rutil ............... ,_Λ 30 Gewichtsteile

Jluflspat 10 ^M

Kalkstein ............. 8 «

Jeldspat 3 «

Jerrochrom 22 μ

Hickelpulver .......... 6 ^M

Ferroniobium .......... 10 ^rt

Man wird bemerken, daß die erfindungsgemäßen Elektroden einen großen Anteil an Rutil enthalten, und zwar kann dasselbe in der Jörn dee Minerals Rutil selbst oder in der form von Mineralien, dit größere Mengen an Titandioxyd enthalten, vertreten sein. Außerdem wir* es vorgezogen, daß der Überzug einen geringeren Anteil von Cnleiumfluorid oder von sonstigen "basischen" Stoffen, wie sie in Vorstehendem definiert wurden, enthält, zusammen mit einer erheblichen Menge an Ferrolegierungen, die hier als Reduktiqnsmittel wirken· Naoh dem Vermischen der Überzugsmasse mit geeigneten Bindemitteln «wecke Bildung einer laste wird die letziafjjftae den Kerndraht umgebende Ma«0hengewebe eingepreßt.Her-

naeh mijß die llektrode gebrannt, um dae übersohüssige Wasser ab-

^ wodtiroh die Mis^ «a Wasserstoff, die noch in der

Schweißelektrode enthalten ist, auf einen niedrigen Wert vermindert wird. Werden derartige Elektroden zusammen mit einem Schutzgas . verwendet , das im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht, dann konnte «an feststellen, daß man Schweißen von ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften erhält, und zwar bei sehr hohen Stromstärken^ beispielsweise in der Größenordnung von 800 Ampäres ,die an «ine."Siektrode alt einem Kerndraht So« 8 der britischen ITormiöEitlesPrir ( 0,16 Zoll · 4,1 mm } gelegt werden, was einer Strom-

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dichte von etwa 40000 Ampöres/Quadratzoll ( 62 A/mm ) entspricht.■■.Datei ist also die zulässige Stromdichte nicht nur wesentlich höher als es. früher "bei Elektroden mit einem vorwiegend aus Rutil "bestehenden Überzüge für möglich gehalten wurde, sondern trotz der hohen Stromdichte bleibt das aufgetragene Schweißmetall auch frei von Poren und Rissen, welche durch den in dem Schweißmetall gelösten Wasserstoff verursacht, sein könnten·

ι" Es wurde weiterhin festgestellt, daß bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Elektrode während des Schweißens erheblich weni-' ger Rauch auftritt und daß derselbe dem Schweißer weniger unangenehm' wird, als der Rauch, welcher durch typische "hasische'¹ Elektroden erzeugt wird, deren Überzug einen verhältnismäßig hohen Anteil an Flußspat enthalten kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Elektroden ist der, daß infolge des Rutil-Überzugsmaterials die Elektrode zum Schweißen in anderen als der flachen lage, beispielsweise für horizontal/vertikale Kehlschweißungen, verwendet werden kann·

v-CO CQ

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   t. Verfahren der elektrischen Lichtbogenschweißung eisenhaltiger Werkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen einem· Werkstück aus dem erwähnten Werkstoff und einer umhüllten Elektrode mit einem Kern aus einem eisenhaltigen Werkstoff und einem Überzug, welcher ]?luß« und/oder Reduktionsmittel enthält, einen Lichtbogen zieht und den letzteren sowie die Schweißzone während des Schweißens von der Atmosphäre durch ein Schutzgas, äas im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht, abschirmt*

   2* Verfahren der elektrischen Lichtbogenschweißung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Elektrode mit einem Überzug versehen ist, der an Rutilmaterial einen wesentlich höheren Anteil enthält als an dem in Vorstehendem definierten basischen Material, und zwar zusätzlich zu den Reduktionsmitteln.

   3· Verfahren der elektrischen Lichtbogenschweißung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Elektrode mit einem Überzug versehen iet, der an Rutilmaterial einen wesent- ^ lieh höheren Anteil enthält als an dem in Vorstehendem definierten basischen Material, und zwar zusätzlich zu den Reduktionsmitteln sowie den Flußmitteln, soweit die letzteren nicht schon aus Rutil- oder aus basischen Materialien bestehen·

   4· Verfahren der elektrischen Lichtbogenschweißung gemäß Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß der Über«ag der llektrod· 65 - 20 Jt, auf das Gewicht bezogen» Rutilmaterial enthält.

   5. Verfahren der elektrischen Lichtbogenschweißung genäß An- " apruoh 1,2, 3 oder 4, dadurch gekennieiohnet, UA 4i· t*«tt!tii~ . ■ elektrode eine durchlaufende Iltktrode lit* .Ait «lit» *» den " · . *

   Kern gewickelten Draht, welcher in elektrischem Kontakt m£t Kern steht und sich zur Oberfläche der Elektrode erstreck;piler in elektrischen Kontakt mit einem Draht kommt; der sich zu der Oberfläche der Elektrode erstreckt, um dem Eevn der Elektrode einen elektrischen Strom zuzuleiten.-

   β. Schweißelektrode , gekennzeichnet durch einen Kerndraht aus einem eisenhaltigen Werkstoff mit einem Überzug, welcher außer Reduktions- und Flußmitteln an Rütilmaterial einen wesentlichen größeren Anteil als an dem in Vorstehendem definierten basischen Material enthält·

   7. Schweißelektrode» gekennzeichnet durch einen Kerndraht aus einem eisenhaltigen Werkstoff, einen um den Kern gewickelten und «it demselben in elektrischem Kontakt stehenden Draht, der sich zu der Oberfläche der Elektrode erstreckt, um dem Kern einen elektrischen Strom zuführen zu können, sowie einen Kernüberzugι welcher süßer Reduktiona- und Flußmitteln an Rut-ilmaterial einen wesentlich höheren Anteil als an dem in Vorstehendem definierten basischen Material enthält.

   8. Schweißelektrode gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekexuaseiohnet» daß der Anteil an Rutilmaterial sich auf 65 — 20 ^, auf das Gewicht der Überzugsmasse bezogen, beläuft.

   9· Schweißelektrode gemäß Anspruch 6» 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse Flußspat bis zvl 20 ft, auf da· Qewiebt der Vbersugiaftiee besogea, e&thält.

   10. Sehweißelektrod« jemlS AsicpTueh β, 7, β oder 9, gekeimMiohnet, 4«& die übermsgessa«« Feldcpftt ble sa 30 #» da« Gewicht der übermagiaaaae bttes*a>

   11. Schweißelektrode gemäß Anspruch 6, 7» 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die überzugsmasse mindestens 2 }6 einer ferrolegierung enthält.

   12. Schweißelektrode gemäß irgendeinem der Ansprüche 6-11, nut Schweißen von flußstählen und niedriglegierten Stählen,dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugemasae 50 - 30 Gewiohtsprozent Rutilmaterial, 1-10 Gewichteprozent Flußspat und hie zu 30 Gewichteprozent ferrolegierungen enthält.

   13· Schweißelektrode gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse die folgenden Bestandteile enthältι φ

   Rutil 45 Gewichtsprozent

   flußspat .............. 5 "

   ftld·ρat .15 "

   ferromangan 16 ^N

   liaenpulver ........... 18,5 * Γ

   Bentonit 0,5 "

   14· Schweißelektrode gemäß Anspruch 8, zum Schweißen von flußatahl, gekennzeichnet durch einen Kerndraht aus flußstahl mit ei«·« überzug aua den folgenden Beetandteilent

   Hut 11 45 - 60 Gewichtsteile ^

   flußepat 4-12 «

   Jeldapat 12-24 ■

   ferrolegierungen ....... 10 - 20 ⁿ

   15· Schweißelektrode gemäß Anspruch 14, jedoch zum Schweißen von niedriglegierten Stählen, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug zusätzlich 5-10 Gewiehtsteile Perrochrom und etwa 2

   Gewichtateile ferromolybdän enthält.

   %■■:-'■'■'.■ CO

   16. Schweißelektrode gemäß Anspruch 7 und 8, zum Schweißen rc von fielstahl bei Stromdichten in der Größenordnung von 800 Am- ^v~ pdree ΪΡ- einer Elektrodemit einem Kerndraht der Größe 8 der

   8 0 9 3 0 5,0895

   5 - 20 Il O -.. 20 Il O - 30 »t O - 5 M

   Brit. Hormdrahtlehre ( 0,16 Zoll = 4,1 mm ) in der flachen lage, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht und der Wickeldraht bezw. die Wickeldrähte aus Flußstahl sind, und daß die Überzugsmasse die folgenden Bestandteile enthält: .

   Rutil ... . 20 - 60 Gewichtsteile

   Flußspat ..............

   Kalkstein

   . Feldspat ..............

   Ferrolegierungen, und
   zwar nach Wahl Ferroman- ρ - 30
   gan, FerrosiliciumjFer- " **
   rotitan u.Ferroaluminium

   17. Schweißelektrode gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmasse die folgenden Bestandteile enthält:

   Rutil *. 50 Gewichtsteile

   Flußspat .............. 10 "

   Kalkstein ....... ο . 8 « . .

   Feldspat .............. 12 "

   Ferromangan ........... 16 " ■; .

   Ferrosilicium ......... 2 "

   Ferrotitan ............ 2 "

   18. Schweißelektrode gemäß Anspruch 8, insbesondere zum Schweißen von Flußstahl in der horizontal:vertikalen Kehlschweistungslage, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht aus Flußstahl ist und daß die überzugsmasse die folgenden Bestandteile enthält: ' -

   Rutil ............β...... 20 - 65 Gewichtsteile -*■

   Flußspat .............. 1 - 8 » .. £

   Kalkstein ...... .».. _: 1 - 10 » ■-■■·.. !"^f

   Ferrolegierungen ...... 2-30 " ; cn

   " ' Feldspat .,., 0-30 ^w ' "^

   Ton .... a 0-5 «

   * j * _t

   19· SchweißeltlrtroQe gemäß Anbruch 18, dadurch

   - — > - 20

   net, daß die Überzugsmasse die folgenden Bestandteile enthält:

   Rutil 47 Gewichtsteile

   Flußspat 5,5 ^w

   Kalkstein „.-.. 5 "

   Ferromangan ........... 16 ^tt -

   Ferrosilicium ......... 2 ^fl

   Feldspat(vorzugsweise

   Kalifeldspat) 15 "

   Ion 0,25 "

   20. Schweißelektrode gemäß Anspruch 7 und 8, zum Schweißen von Stahl mit einem Gehalt von 4 - 6 # Chrom und 0,5 #" Molybdän, gekennzeichnet durch einen Kerndraht sowie einen Wickeldraht bezw.· Wickeldrähte aus Flußstahl, wobei die /überzugsmasse die folgenden Bestandteile enthält»

   Rutil 35 Gewichtsteile

   Flußspat 10 »

   Kalkstein .8 ■*

   Feldspat 12 ^M

   ■Ferromangan ........... 16 . « ■ ■

   Ferrosilicium 2 ⁿ

   Ferrotitan ............ 8 ^w

   Ferrochrom ............ 22 ⁿ

   Ferromolybdän ......... 3 ^M

   21» Schweißelektrode gemäß Anspruch 8,zum Auftragen von Schweißmetall mit einem Gehalt von 2 - 3 # Nickel, gekennzeichnet durch einen Flußstahlkerndraht mit einer Überzugsmasse aus den folgenden Bestandteilen:

   Rutil 50 öewichtsteile -

   Kalkstein 8 " to

   IluSeprt .............. to ■■■-.-« co

   Feldspat ... 12 . " - <*>

   Ferromangan ........... 15 ^H _v^

   Ferroeilicium. .....·*., 3 *

   KickeXpulrer .......... 10 *',. ■

   0980 5/089 6 ^ '"' '

   22. Schweißelektrode gemäß Anspruch 6, 7 oder: 8., insheeondere für das Schweißen verhältnismäßig hochlegierter Stähle,beispielsweise mit einem Gehalt von 14 # Mangan, gekennzeichnet durch einen eisenhaltigen Kerndraht, welcher das erforderliche üegierungselement enthält, sowie durch einen Überzug, dessen Zusammensetzung sich innerhalb der in Anspruch 16 oder 18 angegebenen Grenasen hält·

   23· Schweißelektrode gemäß Anspruch 8, zum Schweißen anatenitischer korrosionsfester StMhIe mit einem Gehalt von. 18 ft Chrom und 8 i» Nickel, gekennzeichnet durch einen Kerndraht aus einer Ferrolegierung mit einem Überzug, dessen Zusammensetzung sich innerhalb der folgenden Grenzen hält s

   Rutil ................. 20 - 50 Gewichtateile

   Flußspat .............. 8 - 20 "

   Kalkstein ............. 5-20 " -

   Feldspat .............. 0-10 "

   Ifiokelpulver .......... 5 - 10 ^w

   Ferroniobium .......... 0 - 10 ^w -

   Ferrochrom ............ 10 - 25 ^M

   24· Schweißelektrode gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersug die folgenden Bestandteile enthält«

   Rutil ................. 30 Gewichteteile

   Flußspat .............. tO ·"■■■

   Kalkstein ............. 8 »

   Feldspat ..»..·........ 5 ' "

   Ferrochrom ............ 22 ^w

   ■ . ._ Hickelpulver .......... . €■-._; ^w - . ""■"'■:■ -

   Ferroniobiviai .......... 10 ⁿ

   25, Verfahren 4tr elektriachsn lichtbogenschweißung elsefihfeitiger Werkstoffe, dadurch gskennaselohnet, d®S man zwischen eintB Wtrketüok και dem g*n*nnt*n Werkstoff utxft «la»* wahullten Hefe:«

   ÖÖ980B/089B"

   trode gemäß irgendeinem der Ansprüche 6-24 einen Lichtbogen zieht und während des Schweißens Lichtbogen und Schweißzone von der Atmosphäre durch ein Schutzgas, das im wesentlichen aus Kohlendioxyd besteht, abschirmt.

   origin^pegted ^