CH240000A

CH240000A - Welding electrode and process for its manufacture.

Info

Publication number: CH240000A
Authority: CH
Inventors: Co Van Steeden
Original assignee: Steeden & Co Van
Priority date: 1944-02-04
Filing date: 1944-03-06
Publication date: 1945-11-30

Description

  

      Schweisselektrode    und Verfahren zu deren Herstellung.    Es ist bekannt, dass Aluminium eine sehr  grosse Affinität für Sauerstoff besitzt. Die  ser Umstand bewirkt, dass sich auf der Ober  fläche des Metalles sehr leicht eine dünne,  resistende Oxydhaut bildet. Diese Oxydhaut  bildet einen ausgezeichneten Schutz gegen  Korrosion, aber gibt wesentliche Schwierig  keiten beim Löten und Schweissen von Alu  minium und Aluminiumlegierungen, insbe  sondere beim Lichtbogenschweissen. Für das  autogene Schweissen von Aluminium und  Aluminiumlegierungen wurden bis jetzt mei  stens aus demselben Metall bestehende blanke  Stäbe benutzt.

   Beim elektrischen     Schweissen     verwendet man oft Elektroden, die mit einem       Mantel    (Umkleidung) umgeben sind, der  hauptsächlich eine desoxydierende Wirkung  ausübt und gleichzeitig geeignete Flussmittel  enthält. An diese Flussmittel werden beim  Schweissen von Aluminium und aluminium  reichen     Legierungen    ziemlich hohe Anforde  rungen gestellt.

   Sie sollen nämlich ein gutes  Lösungsvermögen für Aluminiumoxyd be-    sitzen, frei sein von Zusätzen, die die  Schweissnaht verunreinigen und die Korro  sionsfestigkeit beeinträchtigen, eine gute La  gerbeständigkeit aufweisen und bei ihrer Ver  wendung in Pulverform gut an den Elektro  den haften bezw. leicht mit Wasser zu einem  homogenen Brei angerührt werden können,  womit die Elektroden     und    der zu schwei  ssende Teil des Werkstückes gut und gleich  mässig bestrichen werden können.  



  Im allgemeinen genügtes daher bis jetzt  nicht, nur in den Mantel     des    Elektroden  stabes Fluss- und Reduktionsmittel einzuver  leiben, es war     vielfach    auch erforderlich, das  Werkstück selbst unmittelbar vor dem  Schweissen mit diesen Stoffen zu bestreichen,  wobei noch besonders zu beachtende Mass  nahmen empfohlen     wurden.        Diese    Manipu  lationen verursachten Zeitverlust und hatten  auch andere Nachteile.  



  Die Erfindung betrifft eine Schweisselek  trode mit einem von einem Mantel umgebe  nen, aus Aluminium oder Aluminiumlegie-      rung bestehenden Elektrodenstab, die ge  kennzeichnet ist durch einen Mantel, der pul  verförmiges, mindestens Aluminium enthal  tendes Metall, z. B. pulverförmiges Alumi  nium oder eine pulverförmige Aluminium  legierung, in desoxydiertem Zustand und ein  Bindemittel enthält, das die Oxydation der  Teilchen des pulverförmigen Metalles ver  hindert.

   Es wurde gefunden, dass das des  oxydierte Aluminium bezw. die desoxydierte  Aluminiumlegierung infolge der sehr grossen,  sauerstofffreien Oberfläche der     Metallteilchen     bei der hohen Temperatur des Lichtbogens be  gierig Sauerstoff anzieht und dadurch die  Bildung eines Oxydfilms auf dem Metall in  der Schweissnaht und dem Metall des Werk  stückes in der Umgebung der Schweissnaht  verhindert, so dass eine einwandfreie Schwei  ssung erzielt. wird. Die Verwendung einer der  artigen Elektrode hat ausserdem den     Vorteil,     dass es nicht erforderlich ist, das Werkstück  selbst mit einem Flussmittel zu bestreichen  und das Werkstück einer Vorwärmung zu  unterwerfen, wie dies bisher üblich war.

      Die Desoxydierung des Aluminiumstaubes  bezw. der pulverförmigen Aluminiumlegie  rung kann mittels starker     Reduktionsmittel,     wie z. B. Wasserstoff, unterphosphoriger  Säure (H3PO2), Titantrichlorid und     derglei-          ehen,    vorgenommen     -,werden.    Das in dieser  Weise     sauerstofffrei        gemachte    Metallpulver  wird zweckmässig sofort mit einem geeigne  ten Bindemittel gemischt und auf den  Schweissstab aufgebracht, was nach bekann  ten Methoden, z. B. durch Tauchen oder Auf  walzen, ;geschehen kann. Das Bindemittel be  dingt das feste Anhaften der Masse an den  Stab und schützt die Teilchen des Metall  pulvers gegen vorzeitige Oxydation durch  Einwirkung des Luftsauerstoffes.

      Das Bindemittel kann     teilweise    aus an  organischen Stoffen bestehen, die vorzugs  weise derart gewählt werden, dass sie beim  Abschmelzen des Elektrodenstabes sintern,  jedoch ein derart niedriges spezifisches Ge  wicht haben, dass sie nicht in die Schweiss  naht gelangen. Die     organischen    Substanzen    können während des Schweissprozesses ver  brennen und dabei eine reduzierende Atmo  sphäre liefern. Besonders geeignet für diesen  Zweck sind z. B. Gemische von     Asbest    mit  arabischem Gummi oder mit. Tylose.  



  Erwünschtenfalls kann der Elektroden  mantel noch Substanzen enthalten, die einen  bestimmten Einfluss auf die Eigenschaften  des Metalls haben, z. B. Magnesium-, Man  gan-, Kupfer-, Lithium-, Silicium- und Titan  verbindungen.



      Welding electrode and process for its manufacture. It is known that aluminum has a very high affinity for oxygen. This fact causes a thin, resistant oxide skin to easily form on the surface of the metal. This oxide skin provides excellent protection against corrosion, but there are significant difficulties in soldering and welding aluminum and aluminum alloys, especially in arc welding. For the autogenous welding of aluminum and aluminum alloys, bare rods consisting mostly of the same metal have been used until now.

   In electrical welding, electrodes are often used that are surrounded by a jacket (cladding) which mainly has a deoxidizing effect and at the same time contains suitable flux. When welding aluminum and aluminum-rich alloys, these fluxes are subject to fairly high demands.

   Namely, they should have a good dissolving power for aluminum oxide, be free of additives that contaminate the weld seam and impair the corrosion resistance, have good storage stability and, when used in powder form, adhere well to the electrodes or. can easily be mixed with water to a homogeneous paste, with which the electrodes and the part of the workpiece to be welded can be coated well and evenly.



  In general, it is therefore not sufficient until now to only incorporate flux and reducing agents into the jacket of the electrode rod; in many cases it was also necessary to coat the workpiece with these substances directly before welding, whereby special measures to be observed were recommended . These manipulations caused a loss of time and also had other disadvantages.



  The invention relates to a Schweisselek electrode with an electrode rod surrounded by a jacket, made of aluminum or aluminum alloy, which is characterized by a jacket, the powdery metal containing at least aluminum, z. B. powdered aluminum or a powdered aluminum alloy, in the deoxidized state and contains a binder that prevents the oxidation of the particles of the powdery metal ver.

   It was found that the oxidized aluminum bezw. The deoxidized aluminum alloy, due to the very large, oxygen-free surface of the metal particles, greedily attracts oxygen at the high temperature of the arc, thereby preventing the formation of an oxide film on the metal in the weld seam and the metal of the workpiece in the vicinity of the weld seam, so that a flawless weld achieved. becomes. The use of such an electrode also has the advantage that it is not necessary to coat the workpiece itself with a flux and to subject the workpiece to preheating, as was customary up to now.

      The deoxidation of aluminum dust respectively. the powdery aluminum alloy tion can by means of strong reducing agents such. B. hydrogen, hypophosphorous acid (H3PO2), titanium trichloride and the like, made - are. The metal powder made oxygen-free in this way is expediently immediately mixed with a suitable th binder and applied to the welding rod, which after well-known methods such. B. by dipping or rolling on, can happen. The binding agent causes the mass to adhere firmly to the rod and protects the particles of the metal powder against premature oxidation due to the action of atmospheric oxygen.

      The binder can partly consist of organic substances, which are preferably chosen such that they sinter when the electrode rod melts, but have such a low specific weight that they do not get into the weld seam. The organic substances can burn during the welding process and create a reducing atmosphere. Particularly suitable for this purpose are, for. B. Mixtures of asbestos with or with arabic gum. Gypsies.



  If desired, the electrode coat can also contain substances that have a certain influence on the properties of the metal, eg. B. Magnesium, Mangan, copper, lithium, silicon and titanium compounds.

Claims

PATENT CLAIM I: Welding electrode with. a surrounded by a jacket, made of aluminum or aluminum alloy rod, characterized by a jacket that contains powdered, at least aluminum ent containing metal in a deoxidized state and a binder that prevents the oxyda tion of the particles of the powdered metal. SUB-CLAIMS: 1. Welding electrode according to claim I, characterized in that the jacket contains aluminum in powder form. ?. Welding electrode according to patent claim T, characterized in that the jacket contains a powdery aluminum alloy.

3. Welding electrode according to claim T, characterized in that the binder consists of a mixture of an organic substance and such an inorganic substance which sinters when the electrode rod melts, but is unable to penetrate the weld seam due to the low specific weight.

PATENT CLAIM II: A method for producing a welding electrode according to patent claim I, characterized in that powdered metal containing at least aluminum is made oxygen-free by treatment with a strong reducing agent, immediately mixed with a binder in the liquid state and the electrode rod with a layer this mixture coats. SUBClaim: 4. The method according to claim II, characterized in that the electrode rod is dipped with the layer over it.