CH673005A5

CH673005A5 -

Info

Publication number: CH673005A5
Application number: CH1624/87A
Authority: CH
Inventors: Yakov Aronovich Shneerov; Valery Antonovich Vikhlevschuk; Arkady Efimovich Asnis; Vitaly Andreevich Kondrashkin; Oleg Vasilievich Filonov; Vadim Nikolaevich Gurov; Liya Mironova Gutman; Vadim Rostislavovich Poklady; Vasily Vasilievich Zhilinsky; Valery Alexandrovich Polyakov; Valery Ivanovich Nikitenko; Jury Vasilievich Bashmakov; Vladislav Beniaminov Burshtein; Emanuil Fillippovi Anastasiadi; Yaroslav Ivanovich Krainik; Konstantin Pavlovich Demerly; Pavel Vasilievich Ignatchenko; Dimitry Emelyanovic Kozachenko; Vitaly Petrovich Piptjuk
Original assignee: Inst Chernoi Metallurgii; Inst Elektroswarki Patona
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1990-01-31
Also published as: GB8710964D0; DE3717373A1; GB2204324A; US4843212A; FR2615772A1; DD260668A1; GB2204324B

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweissdrahtlegierung gemäss dem Goerbegriff des Patentanspruches 1. Solche Schweissdrähte werden umfassend für die Herstellung von wichtigen geschweissten Metallkonstruktionen und Erzeugnissen aus Kohlenstoffstahl und niedriglegierten Stahlsorten verschiedener Zweckbestimmung eingesetzt.

Wie bekannt, werden Schweissdrähte hauptsächlich in Form von aktiviertem Draht mit Voilquerschnitt beziehungsweise in Form eines Pulverdrahtes mit jinem Kern aus einem Gemisch der legierenden und anderen Komponenten verwendet.

An die Schweissnähte, die unter Zuhilfenahme solcher Drähte ausgeführt sind, wird eine Reihe von Anforderungen gestellt. Solche Nähte sollen eine dichte Makrostruktur aufweisen, die Risse, Poren, Unterschneidungen, Auswüchse und andere Defekte ausschliesst. Es ist auch erforderlich, dass die mechanischen Eigenschaften der jeweiligen Schweissnaht wie die statische Festigkeit. Streckgrenze, Kerbschlagzähigkeit und andere Eigenschaften, nicht hinter den gleichen Kenndaten für das Hauptmetall der Schweisskonstruktion zurückbleiben.

Bei der Schweissung von Metallkonstruktionen und Erzeugnissen aus Kohlenstoffstahl und aus niedriglegierten Stahlsorten unter Zuhilfenahme von Schweissdrähten ist ein erhöhtes Verspritzen des schmelzflüssigen Metalls zu verzeichnen. Der Grad des Verspritzens und die mechanischen Eigenschaften einer Schweissnaht hängen in einem bedeutenden Masse von der Zusammensetzung des Schweissdrahtes ab.

Bekannt ist eine Zusammensetzung des Schweissdrahtes mit Voilquerschnitt (SU, A, 664797), die folgende Komponenten in Masse-% aufweist:

Diese Zusammensetzung des Schweissdrahtes ermöglicht, die Schweissung von Kohlenstoffstählen und niedriglegierten Stahlsorten auszuführten, und sie gewährleistet eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit und Kältebeständigkeit der Schweissnaht.

5 Beim Einsatz dieses bekannten Drahtes kommt es zu einem erhöhten Verspritzen des schmelzflüssigen Metalls. Die Spritzer bleiben am jeweiligen Erzeugnis kleben und verstopfen die Düse des Schweissbrenners. Das führt zu einem arbeitsintensiven Arbeitsgang der Reinigung der Metallkonstruktionen von Sprit-10 zern, zur Verengung des Durchlassquerschnittes der Gasdüse, wodurch der Schutz des Schweissbogens gestört wird.

Bekannt ist auch eine andere Zusammensetzung eines Schweissdrahtes mit Vollquerschnitt, die sich aus folgenden Komponenten in Masse-% zusammensetzt (SU, A, 863264):

Kohlenstoff Mangan Silizium Aluminium 20 Chrom Kupfer Titan

Seltenerdmetalle Nickel Kalzium Vanadium Zirkonium Molybdän Eisen

25

30

von 0,02 bis 0,12 von 0,3 bis 1,0 von 1,0 bis 1,5 von 0,01 bis 0,2 von 10 bis 14,9 von 0,3 bis 1,2 von 0,01 bis 0,2 von 0,01 bis 0,06 - von 4 bis 8 von 0,001 bis 0,05 von 0,05 bis 0,35 von 0,01 bis 0,2 von 2,4 bis 3,5 alles übrige.

35

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Nickel

Zirkonium

Kalzium

Kupfer

Aluminium

Eisen von0,03bis0,25 von 0,8 bis 2,2 von 0,7 bis 2,2 von 0,03 bis 1,0 von 0,03 bis 0,45 von 0,05 bis 0,3 von 0,001 bis 0,02 von 0,05 bis 0,6 von 0,01 bis 0,5 alles übrige.

Die Verwendung des Drahtes mit dieser Zusammensetzung bei der Herstellung von Massenkonstruktionen ist nicht rationell, weil in dem Draht eine grosse Menge von kostspieligen und raren Elementen wie Chrom, Nickel, Kupfer, Vanadium, Zirkonium und Molybdän enthalten sind.

Infolge der bei der Schweissung erfolgenden Kupferausscheidung in einer Menge von 0,6 Masse- % in Form einer Epsilon-40 Phase verschlechtert sich ausserdem die Güte der Schweissnaht, weil Risse entstehen. Der Einsatz dieses Drahtes geht auch mit grossem Verlust an Metall für Verspritzen einher. Die angeführte Zusammensetzung des Schweissdrahtes weist einen engen Anwendungsbereich auf. Sie erlaubt, Metallkonstruktionen 45 lediglich aus nichtrostendem und legiertem Stahl zu schweissen.

Die Verwendung der bekannten Zusammensetzung des Schweissdrahtes ist mit der Notwendigkeit verbunden, Metallkonstruktionen von den angeschweissten Spritzern zu reinigen. 50 Dabei gehen bis zu 12% des Metalls des Schweissdrahtes für Verspritzen verloren, und der Arbeitsaufwand für die Reinigung der Erzeugnisse von Spritzern beträgt von 30 bis 35 %, bezogen auf den Gesamtaufwand für die Schweissarbeiten.

Mechanische Eigenschaften der Schweissnähte, die unter 55 Einsatz der Schweissdrähte mit bekannten Zusammensetzungen erzielt werden, entsprechen den an sie gestellten Anforderungen nicht, insbesondere bezüglich der Kerbschlagzähigkeit, bei tiefen Temperaturen. Die Makrostruktur der entstehenden Nähte schliesst das Vorhandensein von Kristallisationsrissen und ande-60 ren Defekten nicht aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Schweissdrahtlegierung zu schaffen, die die Ausbildung von Schweissnähten mit ausreichend hohen mechanischen Kenndaten bei einem minimalen Verspritzen von Metall bei der Schweis-65 sung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die vorgeschlagene Schweissdrahtlegierung der eingangs genannten Art erfindungs-gemäss folgende Komponenten in Masse-% enthält:

673 005

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Aluminium

Chrom

Kupfer

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen von 0,03 bis 0,25 von 0,8 bis 2,2 von 0,7 bis 2,2 von 0,005 bis 0,2 von 0,01 bis 0,25 5 von 0,01 bis 0,25 von 0,01 bis 0,25 von 0,001 bis 0,02 von 0,01 bis 0,1 alles übrige. 10

Der Gehalt an Kohlenstoff in einem Bereich von 0,03 bis 0,25 Masse-% in Verbindung mit der gewählten Menge an Mangan, Silizium und Chrom gewährleistet die erforderliche Festigkeit

Die Einführung von Aluminium zusammen mit Kalzium ermöglicht es, eine besonders günstige Form der nichtmetallischen Einschlüsse, die sphärolitischeForm, zu erhalten. Das Vorliegen von Nickel und Kalzium trägt ausserdem zur Erzielung hoher Kennziffern der Kerbschlagzähigkeit bei. Das ist auf die Verfeinerung der Mikrostruktur der Schweissnaht und auf die Formänderung der nichtmetallischen Einschlüsse zurückzuführen.

Seltenerdmetalle in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Masse-% verringern das Verspritzen von Metall bei der Schweissung und erhöhen die Kerbschlagzähigkeit des Metalls der Naht bei tiefen Temperaturen. Der Gehalt an Seltenerdmetallen unter der unteren Grenze beeinflusst nicht das Verspritzen des Metalls. Die Einführung von Seltenerdmetallen über die obere Grenze hinaus ist unzweckmässig, weil der Grad der Verspritzung des Metalls der Schweissnaht. Die Einführung von Kohlenstoff in die Zusam-15 njcjj{ sjnkt, das Äussere der Naht aber schlechter wird.

20

25

30

40

mensetzung des Schweissdrahtes in einer Menge unter 0,03 Masse-% ermöglicht es nicht, eine Schweissnaht mit den erforderlichen Festigkeitseigenschaften herzustellen, weil der erforderliche Gehalt des Nahtmetalls an Kohlenstoff nicht gewährleistet wird. Der Gehalt an Kohlenstoff über 0,25 Masse-% ist im Zusammenhang mit der Entstehung von Warmrissen in der Schweissnaht unzweckmässig.

Das Vorliegen der gewählten Mengen von Mangan, Silizium und Chrom, und zwar von 0,8 bis 2,2; von 0,7 bis 2,2 bzw. von 0,01 bis 0,25 Masse-% gewährleistet eine dichte Makrostruktur der Schweissnaht ohne Risse, Poren, Unterschneidungen, Auswüchse und andere Defekte. Der Gehalt an diesen Elementen in einer Menge unter der unteren Grenze gewährleistet nicht die dichte Makrostruktur der Schweissnaht. Die Vergrösserung des Gehaltes an den genannten Elementen über die obere Grenze hinaus verursacht die Versprödung des Metalls der Naht und die Entstehung seiner chemischen Inhomogenität.

Die gewählte Menge von Kupfer (von 0,01 bis 0,25 Masse-%) beeinflusst günstig die Korrosionsbeständigkeit des Metalls der Naht. Die Vergrösserung des Gehaltes an Kupfer über die obere Grenze hinaus übt einen negativen Einfluss auf die Güte des Schweissdrahtes und der Naht aus. Der Gehalt an Kupfer unter der unteren Grenze übt keinen Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit der Schweissnaht aus.

Der Gehalt an Aluminium in einer Menge von 0,005 bis 0,2 Masse-% gewährleistet die erforderliche Desoxydation des Nahtmetalls und die Herausbildung seiner feinkörnigen Struktur. Die Erhöhung des Gehaltes an Aluminium über 0,2 Masse-% setzt die Plastizität des Schweissdrahtes herab und übt keine weitere desoxydierende Wirkung aus. Der Gehalt an Aluminium 45 unter der genannten unteren Grenze ist für die Desoxydation des Metalls der Schweissnaht und für die Verfeinerung seiner Struktur unzureichend.

Das Vorhandensein von Nickel in dem genannten Bereich beeinflusst günstig die Kerbschlagzähigkeit des Metalls der Schweissnaht. Bei einem Gehalt an Nickel unter 0,01 Masse-% ist sein Einfluss auf die Kerbschlagzähigkeit nicht zu spüren. Die Einführung von Nickel in einer Menge über 0,25 Masse-% führt zur Entstehung von niedrigschmelzenden Sulfiden im Nahtmetall, die sich an der Nahtachse und an den Körnergrenzen anordnen. Bei der Abkühlung der Naht führen die flüssigen Zwischenschichten der eutektischen Formationen der Nickelsulfide beim Vorhandensein von Zugschweissspannungen zur Entstehung von Kristallisationsrissen.

Die Einführung von Kalzium in dem genannten Bereich, und zwar in einer Menge von 0,001 bis 0,2 Masse-%, übt einen günstigen Einfluss auf die Veränderung der Form und der Natur der nichtmetallischen Einschlüsse. Ein Gehalt an Kalzium unter 0,001 Masse-% übt keinen Einfluss auf die Veränderung der Morphologie der nichtmetallischen Einschlüsse aus. Die Erhöhung der Kalziumkonzentration über die genannte obere Grenze hinaus ist wirtschaftlich unzweckmässig und praktisch schwer ausführbar.

Die Einführung von Seltenerdmetallen in dem genannten Bereich in Verbindung mit den angeführten Mengen der anderen Komponenten der vorgeschlagenen Zusammensetzung der Schweissdrahtlegierung führt zu einem unerwarteten Effekt, der in der Entstehung einer feintropfigen (strahlenartigen) Übertragung des Elektrodenmetalls bei der Schweissung und in der Erhöhung der Stabilität des Brennens des Schweissbogens zum Ausdruck kommt.

Es wird empfohlen, in die Zusammensetzung des Schweissdrahtes Titan in einer Menge von 0,002 bis 0,2 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Legierung, zusätzlich einzuführen.

Die zusätzliche Einführung von Titan bewirkt eine weitere Desoxydation des Schweissbades, die Verfeinerung der Mikrostruktur des Metalls der Naht und die Senkung des Verspritzens des Elektrodenmetalls bei der Schweissung. Der Gehalt an Titan über 0,2 Masse-% ist wegen der Verschlechterung der Plastizität des Schweissdrahtes unzweckmässig. Bei einem Gehalt an Titan unter 0,002 Masse-% wird die Verfeinerung der Mikrostruktur 35 des Nahtmetalls nicht nachgewiesen.

Die Zusammenführung von Seltenerdmetallen in einer Menge von 0,01 Masse-% und darüber, von Titan (nicht unter 0,002 Masse-%) und Aluminium in einer Menge von 0,005 Masse-% und darüber ermöglicht es, hohe Kennziffern der Kerbschlagzähigkeit der Schweissnaht zu erzielen.

Die erfindungsgemässe Zusammensetzung der Schweissdrahtlegierung gewährleistet eine stabile Prozessführung der Gas- und Lichtbogenschweissung mit einem minimalen Grad des Verspritzens von Elektrodenmetall.

So ist beispielsweise der Koeffizient des Verspritzens (op) bei der Verwendung der erfindungsgemässen Legierung um das 4-bis 10-fache niedriger als bei den bekannten Zusammensetzungen. Der Schweissprozess wird durch die feintropfige (strahlenförmige) Übertragung des Elektrodenmetalls gekennzeichnet, so Die Bogenlänge bis zum Abreissen, die die Stabilität seines Brennens bei der Schweissung bestimmt, ist auf das 1,5- bis 2-fache grösser als die Länge des Bogens bis zum Abreissen bei den bekannten Zusammensetzungen.

Die Schweissnähte, die unter Zuhilfenahme des Schweiss-55 drahtes mit der erfindungsgemässen Legierung hergestellt wurden, zeichnen sich ausserdem durch eine dichte Makrostruktur aus, weisen keine Risse, Poren, Unterschneidungen, Auswüchse und anderen Defekte auf. Die Schlagarbeit (KV) des geschweiss-ten Scharpy-Probestückes mit einer V-artigen Einkerbung ist bei 60 Temperaturwerten von 253 K um 10 bis 30 J höher. Die Verwendung der erfindungsgemässen Schweissdrahtlegierung erhöht auch die Kennziffern der Festigkeitseigenschaften (Rm, Re)

einer Schweissnaht.

Die erfindungsgemässe Schweissdrahtlegierung kann bei der 65 Herstellung wichtiger Metallkonstruktionen im Schiffsbau, Lokomotiv- und Waggonbau, im Kraftfahrzeugbau, Kranbau, im chemischen, landwirtschaftlichen und Erdölmaschinenbau, in der Bauindustrie sowie in anderen metallverbrauchenden Zwei-

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gen eingesetzt werden. Die Schweissdrähte mit der vorgeschlagenen Legierung können anstelle von bekannten Normdrähten mit Vollquerschnitt für die Schweissung im Schutzgasmedium (Kohlendioxidgas, Gemisch der aktiven Gase, Gemisch von Gasen auf der Grundlage von Argon) verwendet werden.

Die Schweissdrähte mit der vorgeschlagenen Legierung können auch anstelle von Pulverdraht bei der Schweissung im Kohlendioxidgas eingesetzt werden.

Die erfindungsgemässe Schweissdrahtlegierung soll zweckmässigerweise bei der automatischen und mechanisierten Schweissung eingesetzt werden. Besonders effektiv ist ihre Verwendung bei der Schweissung unter Einsatz von Robotern.

Das Verfahren zur Herstellung der Schweissdrahtlegierung bedarf keiner komplizierten kostspieligen Ausrüstungen und der Verwendung rarer und kostspieliger Materialien.

Das Verfahren zur Herstellung der Schweissdrahtlegierung ist in technologischer Ausführung einfach und wird wie folgt durchgeführt.

Die Legierung kann in Konvertern, in Elektro-Stahlöfen und in Siemens-Martin-Öfen hergestellt werden. Hierfür werden die Ausgangskomponentenin einer erforderlichen Menge in eine Stahlschmelzanlage aufgegeben, geschmolzen, die erforderliche Zeit gehalten und in die Stahlgicsspfanne und die Kokille ausgelassen. Das Metall wird in Rohblöcke vergossen, diedannzum Walzdraht gewalzt werden.

Die Herstellung von Walzdraht mit einem Durchmesser von 5,5 bis 6,5 mm aus der angefallenen Masse verursacht keine technologischen Schwierigkeiten. Die mechanischen Eigenschaften des Walzdrahtes sind folgende: Festigkeitsgrenze nicht über 740 MPa, bezogene Einengung nicht unter 48%.

Der aus demWalzdraht hergestellte Schweissdraht kann im Kaltziehverfahren des Walzdrahtes bis auf einen Durchmesser von 0,8 mm und darüber hinaus mit anschliessender Verkupfe-rungund ohne diese hergestellt werden. Die Festigkeitsgrenze des hergestellten Schweissdrahtes beträgt von 830 bis 1320 MPa.

Zu einer besseren Erläutern ng der vorliegenden Erfindung werden nachstehend.konkrete Beispiele angeführt.

Beispiel 1

Man schmelzt folgende Kom ponenten des Schweissdrahtes in Masse-%:

Die Herstellung der genannten Zusammensetzung erfolgt in einer Stahlschmelzanlage. Die Ausgangskomponenten werden in der erforderlichen Menge geschmolzen, die flüssige Schmelze wird gehalten und in eine Stahlgiesspfanne ausgelassen. Das s Metall wird in Rohblöcke gegossen, die man zum Walzdraht wälzt und weiter zum Draht mit einem Durchmesser von 1,6 mm wälzt.

Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung führt man die Schweissung von Probestücken aus Stahl mit einer 10 Stärke von 20 mm, der von 0,14 bis 0,21 Masse-% Kohlenstoff enthält, im Kohlendioxidmedium durch. Die Schweissung erfolgt in der unteren Lage. Die Gleichstromstärke beträgt von 380 bis 400 A, die Spannung am Bogen beträgt von 32 bis 34 V unter Bedingungen eines Betriebes für die Herstellung von schweren Kränen.

Bei der Schweissung mit dem Draht der genannten Zusammensetzung ist eine feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls zu verzeichnen. Die Bogenlänge bis zum Abreissen liegt in einem Bereich von 18 bis 20 mm. die hergestellte Schweissnaht weist keine Poren, Risse und anderen Makrodefekte auf.

Zum Vergleich führt man die Schweissung von Probestücken ähnlicher Grösse unter identischen Bedingungen mit dem Schweissdraht einer bekannten Legierung in Masse-% durch:

15

20

25

30

35

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Aluminium

Chrom

Kupfer

Titan

Seltenerdmetalle

Nickel

Kalzium

Vanadium

Zirkonium

Molybdän

Eisen

- 0,12

- 1,0

- 0,15 -12,0

- 0,5

- 0,15

- 0,05

- 5,0

- 0,007

- 0,2

- 0,15

- 3,1 alles übrige.

40

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen

-0,13 -2,0 -1,5 -0,20 -0,15 -0,12 -0,20 - 0,007 -0,08 alles übrige.

Bei der Schweissung mit dem Draht der bekannten Zusammensetzung wird eine grosstropfige Übertragung des Elektrodenmetalls mit Verspritzen beobachtet. Die Bogenlänge bis zum Abreissen beträgt von 9 bis 12 mm. Die dabei erhaltene Schweiss-45 naht weist keine Poren auf. Im Zusammenhang mit dem Vorhandensein einer erhöhten Menge von Kupfer in der genannten Zusammensetzung, das sich in Form von Epsilon-Phase ausscheidet, sind im Metall der Naht Kristallisationsrisse zu verzeichnen.

Die Kenndaten der Schweissführung mit dem Draht der 50 bekannten und der erfindungsgemässen Legierung sowie die Kennziffern der mechanischen Eigenschaften der hergestellten Schweissnähte sind in der Tabelle 1 angeführt.

Tabelle 1

Zusammensetzung

Koeffizient des Ver

Mechanische Kennziffern der Schweissnähte

des Schweissdrahtes spritzens des Metalls bei Schweissung ip, %

Festigkeitsgrenze Rm, MPa

Streckgrenze Re, MPa

Schlagarbeit bei der Prüfung von Sharpy-Probestücken mit V-artiger Einkerbung bei einer Temperatur von 253 K, KV, J

Bekannte

14-15

480-520

340-360

21-30

Erfindungsgemässe 1,9-2,2

540-550

390-430

48-52

Wie aus den in der Tabelle 1 angeführten Angaben hervorgeht, setzt die Verwendung des Schweissdrahtes mit der erfindungsgemässen Legierung das Verspritzen des Elektrodenmetalls wesentlich herab und erhöht die mechanischen Kenndaten der Schweissnaht, insbesondere die Kerbschlagzähigkeit der Schweissnaht, bei tiefen Temperaturen.

Beispiel 2

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen

-0,03 5

-0,8

-0,7

-0,01

— 0,006 io -0,01

- 0,001 -0,01

alles übrige.

673 005

Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung erfolgt die Schweissung von Probestücken mit einer Stärke von 20 mm aus einem Stahl, der von 0,07 bis 0,12 Masse-% Kohlenstoff enthält, im Kohlendioxidgas-Medium. Die Schweissfüh-rung und die räumliche Lage sind ähnlich den in Beispiel 1 angeführten. Die Schweissung erfolgt unter Bedingungen eines Betriebes für Landmaschinenbau.

Durch Schweissung der Probestücke mit dem Draht der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird eine feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls nachgewiesen. Die Makrostruktur des Metalls der Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Charakteristik des Schweissprozesses und der Eigenschaften des Metalls der Naht sind in der Tabelle 2 angeführt.

Tabelle 2

Koeffizient des Ver

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

spritzens des Metalls bei der Schweissung t|i, %

Festigkeitsgrenze Rm, MPa

Streckgrenze Re, MPa

1,9-2,3

540-580

410-430

50-60

Beispiel 3

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

25

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdemetalle Eisen

-0,25 -2,18 -2,19 -0,25 -0,20 -0,20 -0,23

Die Schweissung wird mit dem Schweissdraht von 1,2 mm Durchmesser in senkrechter Lage im Kohlendioxid-Medium vorgenommen. Es werden Probestücke von 20 mm Dicke aus einem Stahl geschweisst, der0,07 bis 0,12Masse-% enthält. Der Gleichstromwert 140 bis 160 A, Bogenspannung 19 bis 21V.

30

Bei der Schweissung der Probestücke mit dem Draht der erfindungsgemässen Zusammensetzung ist eine feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls zu verzeich-

- 0,017 35 nen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Kenndaten

- 0,09 der Schweissführung und der Eigenschaften des Metalls der Naht alles übrige, sind in der Tabelle 3 angeführt.

Tabelle 3

Koeffizient des Ver

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

spritzens des Metalls bei der Schweissung i)j, %

Statische Festigkeitsgrenze Streckgrenze Rm, MPa Re, MPa

2,1-2,8

580-600 420-460

47-51

Beispiel 4

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen

Mit dem Schweissdraht der angeführten Zusammensetzung erfolgt die Schweissung von Probestücken mit einer Stärke von 50 20 mm aus Stahl, der von 0,08 bis 0,13 Masse-% Kohlenstoff

- 0,17 enthält, im Kohlendioxidgas-Medium. Die Bedingungen der -1,2 . Schweissführung und die räumliche Lage sind den in Beispiel 1

- 1,5 angeführten ähnlich. Die Schweissung erfolgt unter Bedingun-

- 0,15 gen eines Betriebes für Waggonbau.

- 0,15 55

- 0,017 Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke wird eine

- 0,16 feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls

- 0,009 nachgewiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die

- 0,06 Kenndaten der Schweissführung und der Eigenschaften der alles übrige. 60 Schweissnaht sind in Tabelle 4 angeführt.

Tabelle 4

Koeffizient des Verspritzens des Metalls bei der Schweissung i)>, %

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

Festigkeitsgrenze Rm, MPa

Streckgrenze Re, MPa

2,3-2,9

570-600

400-450

52-58

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6

Beispiel 5

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen

-0,09

-1,0

-2,0

-0,11

-0,25

Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung erfolgt die Schweissung der Probestücke, die den in Beispiel 4 angeführten ähnlich sind. Die Bedingungen der Schweissführung und die räumlichen Lagen sind den in Beispiel 1 angeführten 5 ähnlich. Die Schweissung erfolgt unter Bedingungen eines Schiffsbaubetriebes.

Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem Draht

- 0,17 io der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird eine feintrop-

- 0,10 fige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls beob-

- 0,02 achtet. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Kennda-

- 0,02 ten der Schweissführung und der Eigenschaften der Schweissnaht alles übrige, sind in Tabelle 5 angeführt.

Tabelle 5

Koeffizient des Ver

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

spritzens des Metalls bei der Schweissung t|j, %

Fest'gkeitsgrenze Rm, MPa

Streckgrenze Re, MPa

2,4-3,0

570-590

400-440

48-53

Beispiel 6

Man stellt Schweissdraht fo Igender Zusammensetzung in Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen

-0,05

-0,8

-2,0

-0,03

-0,10

-0,03

25 Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung erfolgt die Schweissung der Probestücke, die den in Beispiel 4 genannten ähnlich sind. Die Bedingungen der Schweissführung und die räumlichen Lagen sind den in Beispiel 1 angeführten ähnlich. Die Bedingungen der Schweissung sind wie in Beispiel 1.

30

Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem Draht der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird eine feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls nachge-

• 0,018 35 wiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Kennda-

-0,04 alles übrige.

Tabelle 6

ten der Schweissführung und der Eigenschaften der Schweissnaht sind in der Tabelle 6 angeführt.

Koeffizient des Ver- Mechanische Kennziffern der Schweissnaht spritzens des MetallsJ? : i Festigkeitsgrenze Streckgrenze Schlagarbeit bei der Prüfung von Sharpy-Probestücken mit der Schweissung tp, /fc Rm, MPa Re, MPa V-artiger Einkerbung bei einer Temperatur von 253 K, KV, J

2,1-2,7 520-560 390-440 49-55

Beispiel 7

Man stellt Schwei ssdraht folgender Zusammensetzung in Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung

Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle

Titan

Eisen

erfolgt die Schweissung der Probestücke, die den in Beispiel 1 genannten ähnlich sind. Die Bedingungen der Schweissführung

- 0,03 50 und die räumlichen Lagen sind den in Beispiel 1 angeführten

- 0,87 identisch. Die Schweissung erfolgt unter Bedingungen eines

- 0,79 Schiffsbaubetriebes.

-0,01

-0,02

- 0,009 55 im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem Draht

- 0,02 der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird eine feintrop-

- 0,0017 fige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls nachge-

- 0,01 wiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Kennda-

- 0,002 ten der Prozessführung und der Eigenschaften der Schweissnaht alles übrige. 60 sind in der Tabelle 7 angeführt.

Tabelle 7

Koeffizient des Ver

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

spritzens des Metalls bei der Schweissung ip, %

Festigkeitsgrenze Rm, MPa

Streckgrenze Re, MPa

1,6-2,0

520-560

380-410

55-65

7

673 005

Beispiel 8

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung erfolgt die Schweissung von Probestücken, die den in Beispiel 2 genannten ähnlich sind.

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle

Titan

Eisen

-0,25 5 Die Bedingungen der Schweissung und die räumlichen Lagen

- 2,2 sind den in Beispiel 3 angeführten identisch. Die Bedingungen

- 2,17 der Schweissung sind wie in Beispiel 3.

-0,25

- 0,18 io Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem

- 0,25 Schweissdraht der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird

- 0,02 feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls

- 0,10 nachgewiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die

- 0,20 Kenndaten der Schweissführung und der Güte der Schweissnaht alles übrige. 15 sind in der Tabelle 8 angeführt.

Tabelle 8

Koeffizient des Ver- Mechanische Kennziffern der Schweissnaht spritzens des Metalls bei Festigkeitsgrenze Streckgrenze Schlagarbeit bei der Prüfung von Sharpy-Probestücken mit der Schweissung ip, % Rmj MPa Re, MPa V-artiger Einkerbung bei einer Temperatur von 253 K, KV, J

1,8-2,1 560-580 480-500 52-58

Beispiel 9

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle

Titan

Eisen

-0,16 -1,10 • -1,80 -0,17 -0,14

- 0,015 -0,10

- 0,008 -0,05 -0,11

alles übrige.

Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung 30 erfolgt die Schweissung von Probestücken, die den in Beispiel 2 ähnlich sind. Die Bedingungen der Schweissung und die räumlichen Lagen sind den in Beispiel 1 angeführten identisch. Die Schweissung erfolgt unter den Bedingungen eines Lokomotivbaubetriebes.

35

Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem Schweissdraht der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird eine feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektroden-40 metalls nachgewiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Kenndaten der Schweissführung und der Eigenschaften der Schweissnaht sind in der Tabelle 9 angeführt.

Tabelle 9

Koeffizient des Verspritzens des Metalls bei der Schweissung i[>, %

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

Festigkeitsgrenze Rm, MPa

Streckgrenze Re, MPa

1,5-2,0

570-590

470-510

57-61

Beispiel 10

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in Masse-% her:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Chrom

Kupfer

Aluminium

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle

Titan

Eisen

-0,08 -1,43 -1,56 - 0,034 -0,06 -0,05 -0,05 -0,01 -0,02 -0,03 alles übrige.

55 Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung erfolgt die Schweissung von Probestücken, die den in Beispiel 4 genannten ähnlich sind.

Die Bedingungen der Schweissung und die räumlichen Lagen sind den in Beispiel 1 angeführten identisch. Die Schweissung 60 erfolgt unter den Bedingungen eines Betriebes in der Bauindustrie. "

Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem Schweissdraht der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird 65 eine feintropfige (strahlenartige) Übertragung des Elektrodenmetalls nachgewiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte auf. Die Kenndaten der Schweissführung und der Eigenschaften der Schweissnaht sind in der Tabelle 10 angeführt.

673 005

8

Tabelle 10

Koeffizient des Ver- Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

spritzens des Metalls bei Festigkeitsgrenze Streckgrenze Schlagarbeit bei der Prüfung von Sharpy-Probestücken mit der Schweissung ij>, % Rm, MPa Re, MPa V-artiger Einkerbung bei einer Temperatur von 253 K, KV, J

1,6-2,2

530-570

400-470

50-57

Beispiel 11

10

Man stellt Schweissdraht folgender Zusammensetzung in

Mit dem Schweissdraht der genannten Zusammensetzung

Masse-% her:

erfolgt die Schweissung von Probestücken, die den in Beispiel 4 genannten ähnlich sind. Die Bedingungen der Schweissung und

Kohlenstoff

-0,22

die räumlichen Lagen sind den in Beispiel 1 angeführten iden-15 tisch.

Mangan

-1,70

Silizium

-0,71

Chrom

-0,06

Kupfer

-0,13

Aluminium

-0,12

Im Ergebnis der Schweissung der Probestücke mit dem

Nickel

-0,17

20 Schweissdraht der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird

Kalzium

- 0,005

eine tropfenartige (strahlenartige) Übertragung des Elektroden

Seltenerdmetalle

- 0,015

metalls nachgewiesen. Die Schweissnaht weist keine Defekte

Titan

-0,07

auf. Die Kenndaten der Schweissführung und der Eigenschaften

Eisen

alles übrige.

25 der Schweissnaht sind in der Tabelle 11 angeführt.

Tabelle 11

Koeffizient des Ver

Mechanische Kennziffern der Schweissnaht

spritzens des Metalls bei der Schweissung ij), %

Festigkeitsgrenze Streckgrenze Rm, MPa Re, MPa

1,7-2,1

520-580 390-450

52-60

M

Claims

673 005

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Schweissdrahtlegierung, enthaltend Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Aluminium, Chrom, Kupfer, Nickel, Kalzium, Seltenerdmetalle und Eisen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Komponenten in folgendem Verhältnis in Masse-% enthalten sind:

Kohlenstoff

Mangan

Silizium

Aluminium

Chrom

Kupfer

Nickel

Kalzium

Seltenerdmetalle Eisen von 0,03 bis 0,25 von 0,8 bis 2,2 von 0,7 bis 2,2 von 0,005 bis 0,2 von 0,01 bis 0,25 von 0,01 bis 0,25 von 0,01 bis 0,25 von 0,001 bis 0,02 von 0,01 bis 0,1 alles übrige
2. Schweissdrahtlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Titan in einer Menge von 0,002 bis 0,2 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Legierung, enthält.