DE1172932B

DE1172932B - Bare additional wires made of non-ferrous metals with high copper content or non-ferrous metal alloys for arc welding of cladding layers on steel under argon

Info

Publication number: DE1172932B
Application number: DEW19510A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing W Hummitzsch
Original assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Current assignee: WESTFAELISCHE UNION AG
Priority date: 1956-07-30
Filing date: 1956-07-30
Publication date: 1964-06-25

Description

Blanke Zusatzdrähte aus hochkupferhaltigen Buntmetallen oder Buntmetall-Legierungen zum Lichtbogenschweißen von Plattierungsschichten auf Stahl unter Argon Die Erfindung bezieht sich auf blanke Zusatzdrähte zum Schutzgaslichtbogenschweißen plattierter Stahlbleche, wobei die Plattierungsschichten aus hochkupferhaltigen Buntmetallen oder Buntmetallegierungen, wie Kupfer, Monel, Bronzen oder Messing oder Legierungen ähnlicher Zusammensetzung, bestehen.Bare additional wires made of non-ferrous metals or non-ferrous metal alloys with a high copper content for arc welding of cladding layers on steel under argon The invention refers to bare filler wires for gas-shielded arc welding clad Steel sheets, the cladding layers being made of non-ferrous metals with a high copper content or non-ferrous metal alloys such as copper, monel, bronzes or brass or alloys of a similar composition.

Die in der Schweißfuge aufzutragende Schicht des Plattierungsmetalls macht insofern Schwierigkeiten, als es selten gelingt, eine dichte, zähe Naht zu erhalten. Meistens sind die Nähte porös, weil bedeutende Mengen von Sauerstoff in den Schweißen gelöst werden. Bekanntlich haben Kupfer sowie dessen Legierungen die Fähigkeit, bedeutende Mengen von Sauerstoff in Form von Kupferoxydul oder gegebenenfalls von Nickeloxyd aufzunehmen, ebenso Wasserstoff zu lösen.The layer of clad metal to be applied in the weld joint makes difficulties insofar as it seldom succeeds in a tight, tough seam obtain. Most of the time, the seams are porous because of the significant amounts of oxygen in them the welding can be solved. It is well known that copper and its alloys have the Ability to deliver significant amounts of oxygen in the form of copper oxide or where appropriate to absorb nickel oxide, as well as to dissolve hydrogen.

Bei dem Kupfer sowie hochkupferhaltigen Legierungen hat man sich damit geholfen, daß man bei der Gasschweißung mit neutraler Flamme oder auch etwas Gasüberschuß in der Flamme arbeitet, um eine neutrale oder reduzierende Wirkung zu erhalten. Bei der Lichtbogenschweißung benutzt man Elektroden mit graphithaltigen Hüllen. Letzteres Verfahren hatte den Nachteil, daß die Schweißen bedeutende Mengen an Kohlenstoff aufnahmen. Es wurden in den Schweißen von Moneldrähten bis zu 0,5 % Kohlenstoff gefunden. Abgesehen davon, daß sich bei den Schweißen aus Monel oberhalb von 0,3 % Kohlenstoff Ausscheidungen von Graphit an den Korngrenzen zeigten, die zu Warmrissen führen können, sind solche kohlenstoffhaltigen Schweißen weniger widerstandsfähig gegen den Angriff von ätzenden Flüssigkeiten wie Laugen. Die Schweißen entsprechen nicht den Anforderungen von plattierten Schichten gegenüber interkristalliner Korrosion.With the copper as well as alloys with a high copper content you have to deal with it helped that you can weld with a neutral flame or a little excess gas works in the flame to obtain a neutral or reducing effect. In the case of arc welding, electrodes with graphite-containing shells are used. The latter method had the disadvantage that the welding consumes significant amounts of carbon Recordings. Up to 0.5% carbon was found in the welding of Monel wires found. Apart from the fact that the welds from Monel above 0.3 % Carbon showed precipitations of graphite at the grain boundaries, leading to hot cracks such carbon-containing welds are less resistant against the attack of corrosive liquids such as alkalis. The welding conform does not meet the requirements of clad layers against intergranular corrosion.

Das Problem besteht in der Fertigung von porenfreien und korrosionsbeständigen Nähten. Nach einem bekannten Vorschlag (französische Patentschrift 623189) werden umhüllte Elektroden mit Nickel-bzw. Monelkerndrähten beschrieben, die in ihren Umhüllungen Metalle mit stark reduzierenden Eigenschaften, wie z. B. Titan, und Metalle mit relativ niedrigen Siedetemperaturen, wie Calcium, tragen. Diese Elektroden werden zum Schweißen plattierter Schichten auf Stahlunterlagen gebraucht. Nach einem anderen bekamiten Vorschlag (österreichische Patentschrift 175434) werden umhüllte Nickel-Elektroden zum Aufbringen von Nickelschichten auf Eisenflächen (nickelplattierter Stahl) beschrieben, die in ihrem Kerndraht 3,5 bis 5 % Titan, bis zu 0,75 "/o A1 und bis zu 0,35 11/o Mg enthalten. Diese Elektroden sollen fehlerfreie und gut verformbare Auftragschweißen ergeben. Alle Elektroden setzen während des Schweißens Schlacke ab.The problem lies in the production of non-porous and corrosion-resistant Seams. According to a known proposal (French patent specification 623189) coated electrodes with nickel or. Monel core wires described in their sheaths Metals with strong reducing properties, such as B. titanium, and metals with relatively low boiling temperatures such as calcium. These electrodes are Used for welding clad layers on steel substrates. According to another The first proposal (Austrian patent specification 175434) are coated nickel electrodes described for the application of nickel layers on iron surfaces (nickel-plated steel), those in their core wire 3.5 to 5% titanium, up to 0.75 "/ o A1 and up to 0.35 11 / o Contain Mg. These electrodes should be fault-free and easily deformable build-up welding result. All electrodes deposit slag during welding.

Die durch diese bekannten Vorschläge offenbarten Erkenntnisse beziehen sich auf umhüllte Elektroden mit Nickel- bzw. Monelkerndrähten, jedoch nicht auf Buntmetalle, die Kupfer oder überwiegend Kupfer enthalten. Erfindungsgemäß sollen blanke Zusatzdrähte aus Buntmetallen auf Stahlunterlagen an plattierten Schichten unter Argonschutzgas verschweißt werden, wobei sich während des Schweißens keine Schweißschlacke absetzt. Außerdem müssen die Schweißen dicht und zäh sein und die gleiche Korrosionsbeständigkeit aufweisen wie die Plattierungs-Schicht. In der Verschweißung eines blanken Drahtes unter Argonschutzgas liegt das Wesentliche der Erfindung.Obtain the knowledge disclosed by these known proposals on coated electrodes with nickel or monel core wires, but not on Non-ferrous metals that contain copper or predominantly copper. According to the invention Bare additional wires made of non-ferrous metals on steel bases on clad layers be welded under argon shielding gas, with no Welding slag settles. In addition, the welds must be tight and tough and the have the same corrosion resistance as the plating layer. In the weld a bare wire under argon shielding gas is the essence of the invention.

Es wurden Versuche mit Reinkupfer-, Monel- und Bronzedrähten, die möglichst arm an Sauerstoff waren, unter Verwendung von reinem Argon gemacht. Die Schweißen waren wieder porös. Die Schweißen kochten, sobald das flüssige Metall die Stahlunterlage berührte. Obwohl Drähte aus Kupfer und Monelmetall für das Verbindungsschweißen gleicher einschichtiger Werkstoffe aus Buntmetall untereinander bei der Schutzgasschweißung unter reinem Argon geeignet sind, entsprechen sie . nicht bei der Verschweißung gleicher Schichten auf plattierten Stahlblechen.There have been experiments with pure copper, monel and bronze wires that were as low in oxygen as possible, made using pure argon. the Welds were porous again. The welds boiled as soon as the molten metal touched the steel base. Although wires made of copper and monel metal for joint welding same single-layer materials made of non-ferrous metal with one another for inert gas welding are suitable under pure argon, they correspond. not when welding equal layers on clad steel sheets.

Erst ein Zusatz von 0,3 bis 6,0°/o Titan oder von 0,2 bis 5,0°/o Zirkonium oder deren Mischungen bis zu insgesamt 7 % zum Draht ergab saubere porenfreie, zähe Nähte an plattierten Stahlblechen. Dabei erwiesen sich Gehalte von 2,0 bis 5,0% Titan oder 2,0 bis 4,011/o Zirkonium als besonders wirksam. So ergaben Zusatzdrähte aus Monel mit 3,5 bis 4,5% Titan und solche aus Kupfer mit 2,0 bis 3,0°/o Titan sehr schöne dichte Schweißen an plattierten Blechen auf unlegierter oder niedriglegierter Stahlunterlage. Das gilt auch für Bronzen. Beim Zusatzdraht aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit Titan und/oder Zirkonium erwiesen sich weitere Zusätze von bis zu 1,0% Zinn, bis zu 0,5% Silizium und/oder bis 0,1% Mangan als wertvoll. In Moneldrähten waren geringe, unter 3'% liegende Gehalte an Eisen, Silizium und/oder Mangan für die rißsichere Verbindung von Vorteil. In den Drähten aus Monel erwiesen sich Gehalte von 1,0 bis 2,5% Eisen, 0,1 bis 1,5% Silizium und/oder bis 1,0°/o Mangan als besonders gut.Only an addition of 0.3 to 6.0% titanium or 0.2 to 5.0% zirconium or their mixtures up to a total of 7% to the wire resulted in clean, pore-free, tough Seams on clad steel sheets. Contents of 2.0 to 5.0% were found Titanium or 2.0 to 4.011 / o zirconium are particularly effective. So revealed Additional wires made of Monel with 3.5 to 4.5% titanium and those made of copper with 2.0 to 3.0% titanium very nice tight welds on clad sheets on unalloyed or low-alloy steel base. This also applies to bronzes. With additional wire Copper or copper alloys with titanium and / or zirconium turned out to be more Additions of up to 1.0% tin, up to 0.5% silicon and / or up to 0.1% manganese as valuable. In Monel wires there were low contents of iron and silicon, below 3% and / or manganese for the crack-proof connection is advantageous. In the wires from Monel found contents of 1.0 to 2.5% iron, 0.1 to 1.5% silicon and / or up to 1.0% manganese as particularly good.

Die Schweißdrähte mit Zirkoniumzusätzen verhielten sich etwas dickflüssiger als die mit Titangehalten. Jedoch konnten insbesondere mit Zusätzen von 2 bis 4% Zirkonium dichte Nähte erhalten werden.The welding wires with zirconium additives behaved a bit thicker than those with titanium grades. However, especially with additives of 2 to 4% Zirconium-tight seams can be obtained.

Claims

Claims: 1. Bare additional wires made of non-ferrous metals with a high copper content or non-ferrous metal alloys, such as copper, monel, bronzes or brass, for arc welding of plating layers of the same or similar composition on unalloyed or alloy steel with argon as protective gas, characterized in that the wires 0.5 to 60/0 titanium or 0.2 to 5% zirconium or mixtures of both metals up to a total of 70% included.

2. Additional wires according to claim 1, characterized in that that they contain 2 to 5% titanium or 2 to 4% zirconium individually or together up to 7% contain.

3. additional wires made of copper or copper alloys according to claim 1 or 2, characterized in that they also contain up to 1% tin, up to 0.5% silicon and / or contain up to 0.1% manganese.

4. Additional wires from Monel according to claim 1 or 2, characterized in that they also have iron, silicon and / or manganese contained in small amounts below 3%.

5. Additional wires according to claim 4, characterized. that they contain 1 to 2.5% iron, 0.1 to 1.5% silicon and / or up to 1% manganese. Documents considered: German Patent No. 757 558; Austrian Patent No. 175 434; French Patent Nos. 623 189, 1042 418; British Patent Nos. 657123, 741 822; "Chemisches Zentralblatt", 1949 I, issue 7/8, p. 425 (report: "Electrodes for seam welding"); German Copper Institute, "Welding of copper and copper alloys", 1954, pp. 19, 28 and 58.