DE3031149C2

DE3031149C2 - Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden

Info

Publication number: DE3031149C2
Application number: DE19803031149
Authority: DE
Inventors: Vladimir Nikolaevi&ccaron; Kiev Golovko; Igor Konstantinovi&ccaron; Pochodnya
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1983-07-07
Also published as: DE3031149A1

Description

	20-53	20	Rutilkonzentrat	53,4
Rutilkonzentrat	10-22,8		Mangandioxid	4,4
Ferromangan	1,3-6		Siliziumdioxid	3,0
Ferrosilizium	1-5		Natriumoxid	3,0
Natriumhexafluorosilikat	1,3-10		Magnesit	6,0
Gebrannter Magnesit	1,6-7,5		Ferromangan	13,0
Elektrokorund	Rest		Ferrosilizium	12,0
Eisenpulver			Eisenpulver	restliches
		(s. US-PS Nr. 38 00 120).

Jl)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden zum Schutzgasschweißen und Schutzgasauftragschweißen von Stählen.

Mit dem größten Nutzeffekt kann diese Erfindung in y, Fülldrahtelektroden, welche zum automatischen und halbautomatischen Schweißen in allen Positionen bestimmt sind, verwendet werden.

Es sind einige Pulverzusammensetzungen für Fülldrahtelektroden bekannt, welche zum CO₂-Schweißen und CO₂-Auftragschweißen von Stählen in allen Positionen bestimmt sind, bestehend aus einem mit pulverförmiger Zusammensetzung gefüllten Stahlmantel, wobei die erwähnte Zusammensetzung den Elektrodenkern darstellt. Bessere schweißtechnologische Eigen- schäften weisen insbesondere Fülldrahtelektroden mit folgender Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent):

Silikomangan	10 bis 25
Ferromangan	1 bis 7
Eisenpulver	2 bis 40
Natriumfluorid	0,5 bis 3
Kaliumsilikat	0,5 bis 3
Titandioxid	30 bis 60
Aluminium-Magnesium-	1 bis 7
Legierung
Dimangantrioxid	3 bis 10
Aluminiumpulver	0,5 bis 5,0
(s. US-PSNr. 38 18 178).

Durch das Vorhandensein von Aluminium und Magnesium in der erwähnten Pulverzusammensetzung, welche bei deren Oxidation eine Reihe von Oxiden bildet, wird es möglich, beim Schweißen mit Fülldrahtelektroden mit einem aus der erwähnten Pulverzusammensetzung gefertigten Elektrodenkern die Schweißschlacke mit guten physikalisch-chemischen Eigenschaften zu erhalten, wodurch eine gute Schweiß- Beim Schweißen mit Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erwähnten Pulverzusammensetzung hergestellt ist, kommt es jedoch zu einem hohen Gehalt an Sauerstoff (0,09 Gewichtsprozent) und Wasserstoff (10 bis 12 cm'je 100 g Schweißgut) im Schweißnahtwerkstoff, wodurch die Beständigkeit des Schweißgutes gegen Heißrisse und auch dessen Kerbschlagzähigkeit im Tieflemperaturbereich verringert wird. Zur Beschleunigung der Kristallisation der im Laufe des Abschmelzens der Fülldrahtelektrode gebildeten Schweißschlacke und auch zur Verbesserung der Schweißnahtformung ist in die genannte Pulverzusammensetzung eine bedeutende Menge an Silizium eingeführt. Der Gehalt des letzteren im Schweißgut beträgt 0,8 Gewichtsprozent, was sich auch in den plastischen Eigenschaften des Schweißgutes nachteilig auswirkt.

Aus der DE-AS 25 29 200 ist ein Elektrodendraht zur Stahlschweißung in Kohlendioxidatmosphäre bekannt, der ein Mantel aus niedriggekohltem Stahl darstellt, weiche mit einem pulverförmigen Einsatz als Kalziumfluorid, Titandioxid, Ferromangan, Ferrosilizium, Eisenpulver sowie Magnesit enthält.

Durch den Magnesit findet eine Herabsetzung der Flucridgasausscheidung statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch die qualitative und quantitative Abänderung von deren Zusammensetzung den Fülldrahtelektroden verbesserte schweißtechnologische Eigenschaften zu verleihen, den Gehalt des Schweißnahtwerkstoffes an Wasser- und Sauerstoff aufs Mindestmaß herabzumindern und somit diesem hohe mechanische Eigenschaften in einem breiten Temperaturbereich zu verleihen.

Diese Aufgabe wird durch eine Pulverzusammensetzung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Es ist besonders bevorzugt, daß die genannten Bestandteile in dem folgenden Verhältnis enthalten sind (in Gew.-%):

Rutilkonzentrat Ferromangan

20 bis 53 10 bis 22,8

Ferrosjlizium	1,3 bis 6
Natriumhexaflu». -osilikat	1 bis 5
Gebrannter Magnesit	1,3 bis 10
Elektrokorund	1,6 bis 7,5
Eisenpulver	restliches

Durch das Vorhandensein von Rutilkonzentrat in der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung für FOII-drahtelektroden in den erwähnten Mengen werden ein stabiles Brennen des Lichtbogens sowie eine gute in Schweißnahtformung gewährleistet.

Es wurde festgestellt, daß die Senkung des Gehaltes der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung an Rutilkonzentrat unterhalb des genannten unteren Grenzwertes weniger vorteilhaft ist, weil dadurch die π Stabilität des Brennens des Lichtbogens stark gestört wird und ein starkes Spritzen von Elektrodenmetall zustande kommt.

Unter dem Spritzen von Elektrodenmetall ist hier und im folgenden das Spritzen von Tropfen der beim Schweißen geschmolzenen Fülldrahtelektrode zu verstehen.

Bei der Überschreitung des oberen Grenzwertes bleibt die Schmelzgeschwindigkcit des Pulverkernes der Fülldrahtelektrode gegenüber der von deren Stahlmantel zurück, wodurch der Gehalt des Schweißnahtwerkstoffes an Nichtmetalleinschlüsstn in Form von nichtgeschmolzenen Teilchen des Pulverkernes erhöht und somit die Eigenschaften von Schweißgut wesentlich beeinträchtigt werden. «1

Die Menge an Ferromangan und Ferrosilizium ist so bemessen, daß hohe mechanische Eigenschaften des Schweißnahtwerkstoffes gewährleistet /erden. Bei den erwähnten Mengen dieser Bestandteile in der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzunj iiommt es zur r. Bildung von leichtschmelzenden Eisenmangansilikaten in dem SchweißnahtwerkstofT, welche leicht koagulieren und an die Oberfläche steigen. Die im Schweißnahtwerkstoff zurückgebliebenen nichtmetallischen Einschlüsse sind von runder Form. Dies alles wirkt sich auf ■»> die Kerbschlagzähigkeit des SchweißnahtwerkstofTes günstig aus.

Die Senkung des Gehaltes an Ferromangan und Ferrosilizium unterhalb der genannten Grenzen ist wegen des Auftretens von Poren im Schweißnahtwerkstoff r, unvorteilhaft. Die Einführung dieser Bestandteile in den Mengen, weiche den oberen Grenzwert übertreffen, fuhrt zur wesentlichen Erhöhung der Festigkeit und zur Senkung der Formbarkeit des Schweißnahtwcrkstoffes. ">"

Während des Schweißvorganges befindet sich in der Lichtbogenschweißzone eine große Menge an Wasserstoff. Es ist allgemein bekannt, daß der Wasserstoff, der sich im Metall bei hohen Temperaturen auflöst, während des Kristallisierungsvorganges aus diesem aus- >". scheidet. Da die Ausscheidungsgeschwindigkeit von Wasserstoff nicht hoch ist, kommt es zur Bildung von Poren im Schweißnahtwerkstoff, und es bleibt eine große Menge an Wasserstoff zurück, welcher sich auf die mechanischen Eigenschaften des Schweißnahtwerk- t>o stoffes nachteilig auswirkt. Zur Verhinderung der Wasserstoffauflösung im Schweißnahtwerkstoff ist in die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung in den genannten Mengen Natriumhexafluorosilikat eingeführt. Die Einführung des letzteren in einer Menge, die den genannten unteren Grenzwert unterschreitet, führt zu keinem positiven Ergebnis. Die Überschreitung des oberen Grenzwertes fuhrt zur Verschlechterung des stabilen Brennens des Lichtbogens und somit zum starken Spritzen von Elektrodenmetall.

Der gebrannte Magnesit ist in der genannten Menge in die Pulverzusammensetzung für Fülldrahtelektroden zum Erhöhen der Basizität der Schweißschlacke eingeführt, was, wie bekannt, die Befreiung des Schweißnahtwerkstoffes von Nichtmetalleinschlüssen und auch die Senkung dessen Gesamtgehaltes an Sauerstoff fördert.

Es wurde festgestellt, daß die Senkung des Gehal'ss an gebranntem Magnesit in der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung unterhalb des genannten unteren Grenzwertes zu keinem positiven Ergebnis führt. Die Überschreitung des oberen Grenzwertes führt zur wesentlichen Erhöhung des Spritzens von Elektrodenmetall, da der Gehalt der Metalltropfen an Sauerstoff gesenkt wird, was zur Erhöhung der Oberflächenspannung und zur Zunahme der Tropfengröße führt.

Zur Senkung der Dünnflüssigkeit der Schweißschlacke und des Gehaltes des Schweißgutes an nichtmetallischen Oxideinschlüssen wird in die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung Elektrokorund eingeführt. Die Einführung des letzteren in einer Menge von weniger als 1,6 Gew.-% führt zur Erhöhung der Dünnflüssigkeit der Schweißschlacke, zur Verschlechterung der Schweißnahtbildung, wodurch die Schweißleistung stark herabgesetzt wird, und auch zur Steigerung des Gehaltes an nichtmetallischen Oxideinschlüssen. Das Überschreiten des oberen Grenzwertes von 7,5 Gew.-% führt zur Verschlechterung der fertigungstechnischen Eigenschaften der Sch-#«ißschlacke - es kommt zur Erhöhung von deren Schmelzpunkt. Während des Schweißvorganges ist ein Zurückbleiben der Schmelzgeschwindigkeit der Pulverzusammensetzung, aus welcher der Kern der Fülldrahtelektrode gefertigt ist, gegenüber der Schmelzgeschwindigkeit des Elektrodenmantels zu verzeichnen, was letzten Endes die Verschmutzung des SchweißnahtwerkstofTes durch nichtmetallische Einschlüsse zur Folge hai.

Des weiteren wird das Wesen der vorliegenden Erfindung durch die ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele erläutert.

Beispiel 1

Während des Schweißvorganges wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 1,6 mm verwendet (bedingt bezeichnet als A, B und C), deren Kern aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulverzusammensetzung hergestellt ist. Der Stahlmantel der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 33 Gewichtsprozent von der GesamUnasse dieser Elektrode und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: 0,05 Kohlenstoff; 0,02 Mangan; Spuren Silizium;0,01 Schwefel; 0,01 Phosphor.

Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde bei deren vertikaler Lage unter Anwendung des halbautomatischen Verfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.

Schweißparameter:

Schweißstrom 200 A

Lichtbogenspannung 23 V

Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.
Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20

mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): 0,18 Kohlenstoff; 0,45 Mangan; 0,2 Silizium; 0,02 Schwefel; 0,015 Phosphor; Rest Eisen.

Die Pulverzusammensetzungen, aus welchen die Kerne der Fülldrahtelektroden gefertigt waren, sind in Tabelle 1 angeführt.

Tabelle 1

Bestandteile der Pulverzusammensetzung des
Elektrodenkernes

Fülldrahtelektrode

ABC

Quantitative Zusammensetzung des Pulvergemisches des Elektrodenkernes (in Gewichtsprozent)

20

Ruliikonzentrai	20,0	33,2	46,5
Ferromangan	10,0	12,5	15,0
Ferrosilizium	1,30	2,0	2,60
Natriumhexafluoro-	1,0	2,1	3,3 ,5
silikat
Gebrannter Magnesit	1,3	5,6	10,0
Elektrokorund	1,6	4,1	6,7
Eisenpulver	64,6	40,5	15,9

Per durch die Anwendung der Fülldrahtelektroden, deren Kerne aus dem Pulvergemisch der genannten Zusammensetzung hergestellt sind, erhaltene Schweißnahtwerkstoff wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung dessen Kerbschlagzahigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit, sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes an Gasen, wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff unterzogen.

Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes wurden gemäß den an sich bekannten Verfahren durchgeführt.

Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff, Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde nach dem an sich bekannten Vakuumschmelzungsverfahren, und dessen Gehalt an Diffusionswasserstoff - nach dem Internationalen Standard ISO 3690 bestimmt.

Zur Veranschaulichung der Vorteile der Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung hergestellt ist, werden Vergleichsergebnisse der mechanismen Prüfungen des SchweißnahtwerkstofTes, wie auch Vergleichsergebnisse der physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gasgehaltes in dem Schweißgut mit bei der Anwendung einer an sich bekannten technischen Lösur.g erreichten analogen Ergebnissen, angeführt (s. US-PS Nr. 38 00 120).

Die genannten Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind in Tabelle 2 und 3 angeführt.

30

Tabelle 2

Fülldrahtelektrode

Zerreißfestigkeit
MPa

Spezifische Dehnung

Kerbschlagzahigkeit (Charpy-Probe), J/cm²
+20⁰C -20°C

-40⁰C

A 496

B 545

C 592

Fülldrahtelektrode 638
nach US-PS
Nr. 38 00 120

29,5 30,2 22,5 20,5

112-122
137-174
9,82-11,1
73,6-88,4

51-56,7
62,7-115
37,3-41,2
24,6-29,4

34,4-41,2 56-83,5
34,4-36,2 7,73-7,73

Tabelle 3

Fülldrahtelektrode

Gasgehalt
(in Gew.-%)

Sauerstoff

Gesamtgehalt an restlichem und Diffusionswasserstoff, cm³/100 g

Stickstoff Wasserstoff

A 0,058 0,012 5,5

B 0,036 0,008 3,5

C 0.044 0,007 4,0

Fülldraht- 0,09 0,016 12,0

elektrode
nach US-PS
Nr. 38 00 120

Aus Tabelle 2 ist es ersichtlich, daß der Schweißnahtwerkstoff, welcher unter Verwendung von Fülldrahtelektroden A, B und C erhalten wurde, höhere mechanische Eigenschaften aufweist, als der unter Verwendung von nach US-PS Nr. 38 00 120 hergestellten Füllso drahtelektroden erhaltene SchweißnahtwerkstofT.

Darüber hinaus liegt die Leistungsfähigkeit des Schweißvorganges bei der Verwendung von genannten Fülldrahtelektroden bsi 2,4 bis 3,8 kg/h, was um das 1,5- bis 2fache höher als die Schweißleistung bei der Verwendung von nach US-PS Nr. 38 00 120 hergestellten Fülldrahtelektroden ist.

Durch die Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung hergestellt ist, wercJen eine ausgezeichnete Schweißnahtbo formung sowie eine gute Trennbarkeit des Schlackenübefzugs, wie auch eine hohe Beständigkeit gegen Heißrisse und ein niedriger Gasgehall erreicht.

Beispiel 2

Während des Schweißvorganges wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 2,2 mm ver-

wendel (bedingt bezeichnet als Λ. B und C), deren Kern aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulver/usammensetzung hergestellt ist. Der Stahlmanlel der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 80 Gewichtsprozent von der Gesamtmasse dieser Elektrode und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: 0.07 Kohlenstoff; 0,25 Mangan;0.1 Silizium;0.03 Schwefel;0.03 Phosphor.

Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in senkrechter Ebene (SeitenschweiUnaht) unter Anwendung des halbautomatischen Verfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Poking durchgeführt.

Schweißparameter:

Schweißstrom 350 A

Lichtbogenspannung 27 V

Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.

Der /u verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): 0.18 Kohlenstoff; 0,45 Mangan; 0.2 Silizium; 0.02 Schwefel; 0,015 I'hosphor; Rest Eisen.

Die Pulverzusammensetzungen, aus welchen die Kerne der erwähnten Fülldrahtelektroden gefertigt waren, sind in nachfolgender Tabelle 4 angeführt.

Tabelle -4

liestiiiulleik- der Piilver-/ιι·-.ιπιπκ"Μ\ι.Ί/ιιηΐ! des l-leklrndenkeme·.

iilldr.ihlelektrndc

Quantitativc /us.inimenscl/.ung des I'ulvergemisches
des F.lektrodenkernes
(in (iewkhlspro/enl)

Rutilkon/entrat	30.0	38.?	47.0
Ferromangan	P.5	20.C	22,5
Ferrosili/ium	2.0	4.0	6.0
Nat ι iumhexafluoro-	1.5	3.2	5.0
silikiit
Gebrannter Magnesit	2.0	6.0	10.0
Filektrokorund	2.5	5.0	7.5
Eisenpulver	44.5	23.3	2.0

Der durch die Anwendung der Fülldrahtelektroden, deren Kerne aus dem Pulvergemisch der genannten Zusammensetzung hergestellt waren, erhaltene Schweißnahtwerkstoff wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung von dessen Kerbschlagzähigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes an Gasen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff unterworfen.

Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff. Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde nach dem an sich bekannten Vakuumschmelzungsverfahren, und dessen Gehalt an Diffusionswasserstoff - nach dem internationalen Standard ISO 3690 bestimmt.

Die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen sind in Tabelle 5 angeführt.

Tabelle 5

Fülldrahtelektrode

Zerreißfestigkeit
MPa

Spezifische Dehnung

Kerbschlagzähigkeit (Charpy-Probe), J/crrr
+20⁰C -20⁰C

-40⁰C

A	521	28,5	103-110	44.1-52	19.5-34,3
B	558	29.2	123-135	63,8-68,5	34.3-39,2
C	608	24.5	96,5-100	41,3-49	17,5-29,5

Zur Veranschaulichung der Vorteile der Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammensetzung hergestellt ist, werden in nachfolgencer Tabelle 6 Vergleichsergebnisse der physikalischchemischen Analyse zur Bestimmung des Gasgehaltes in dem Schweißgut mit bei der Anwendung einer an sich bekannten technischen Lösung erreichten analogen Ergebnisse angeführt (s. US-PS Nr. 38 00 120).

Tabelle b	Gasgehalt	Ciesamtgchalt an rest
t-ülldraht-	(in Gew.-"'«)	lichem und DifTusions-
eleklrode		wasscrstofT, cmVlOO g
	SauerslofT	Stickstoff Wasserstoff
	0.055	0.011 4,6
A	0.040	0.010 3.«
B	0,044	0,011 5.2
C		0.016 12
I ülldraht-
elektrode
nach I S-PS
Nr. 38 (K) 120

Aus Tabelle 5 und 6 ist es ersichtlich, daß durch die Fülldrahtelektrode!!, deren Kern aus der erfindungsgemiiUen Pulvcr/usammcnsel/ung hergestellt ist. der SehweißnahlwerksiolTmit hohen mechanischen I-'igenschaften erhalten wird. Darüber hinaus werden durch die erwähnten Fülldrahtelektroden eine ausgezeichnete Sehweißnahtformung sowie eine gute Irennbarkeit des Schlackenüberzugs, wie auch eine hohe Beständigkeit gegen lleißrisse und ein niedriger Gasgehalt erreicht.

Die Leistungsfähigkeit des Schweißvorganges bei der Verwendung von genannten Fülldrahtelektroden beträgt 8 kg/h, was um das 1,5fache höher als die Schweißleistung unter Verwendung von nach US-PS Nr 38 00 120 hergestellten Fülldrahtclektroden ist.

10

Als Schutzgas wurde Kohlendioxid verwendet.

Der zu verschweißende Stahl mit einer Dicke von 20 mm hatte folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent): 0.18 Kohlenstoff; 0,45 Mangan; 0,2 Silizium: 0.02 Schwefel; 0,015 Phosphor; Rest Hisen.

Die Pulverzusammensetz.ungen, aus welchen die Kerne der erwähnten Fülldrahtelektroden gefertigt waren, sind in Tabelle 7 angeführt.

Bestandteile der l'uhor-/iisammensLM/iing des
!■'leklnulenkernes

I ülklrahleleklrode

set/ung des Pulvergemisehes des i-'lektrodenkcrnes
(in GewichNpro/cnl)

Rutilkonzenlrat	20.0	33,2	46.5
Fcrromangan	10,0	12,5	15.0
Ferrosilizium	1,30	2,0	2.60
Natriumhe\aflll(iro-	1,0	2,1	3,3
silikat
CJcbranntcr Magnesit	1.3	5.6	10,0
Elektrokorund	1,6	4,1	6,7
Eisenpulver	64,8	40,5	15.9

Beispiel 3

Während des Schweißvorganges wurden Fülldrahtelektroden mit einem Durchmesser von 2,5 mm verwendet (bedingt bezeichnet als Λ, B und C), deren Kern aus der erfindungsgemäß erhaltenen Pulverzusammensetzung hergestellt ist. Der Stahlmantel der jeweiligen Fülldrahtelektrode betrug 70 Gewichtsprozent von der Gesamtmasse dieser Elektrode und wies folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf: 0,08 Kohlenstoff; 0,3 Mangan; 0,12 Silizium;0,03 Schwefel; 0.03 Phosphor.

Das Schweißen von Stahlprobestücken wurde in deren Normallage unter Anwendung des halbautomatischen Verfahrens mit Gleichstrom umgekehrter Polung durchgeführt.

Schweißparameter:

Schweißstrom 450 A

Lichtbogenspannung 32 V

Der durch die Anwendung der Fülldrahtelektroden A. B und C erhaltene SchweißnahtwerkstofT wurde mechanischen Prüfungen zur Ermittlung dessen Kerbschlagzähigkeit, spezifischer Dehnung und Zerreißfestigkeit sowie einer physikalisch-chemischen Analyse zur Bestimmung des Gehaltes des Schweißgutes ar Gase, wie Sauerstoff. Stickstoff und Wasserstoff unterzogen.

Die mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwcrkstoffes wurden gemäß den an sich bekannten Verfahren durchgeführt.

Der Gehalt des Schweißgutes an Sauerstoff, Stickstoff und restlichem Wasserstoff wurde nach dem an sich bekannten Vakuumschmelzungsverfahren, und der Gehaltan Diffusionswasserstoff- nachdem Internationalen Standard ISO 3690 bestimmt.

Die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen von Schweißnahtwerkstoff sind in Tabelle 8 angeführt.

Tabelle 8

Fülldraht elektrode	Zerreiß festigkeit MPa	Spezifische Dehnung %	Kerbschlagzähigkeit +20⁰C	(Charpy-Probc). J/cm² -20°C	-40⁰C
A B C	49,2 53,0 59.0	29,5 29,8 23.0	118-121 132-138 103-109	44,1-47 63,7-69,8 39,2-42,2	29,5-41,2 35,4-44,1 27,5-43,2

Il

Der Gehalt des Schweißgutes an Gasen ist in Tabelle 9 angeführt.

Tabelle 9

l'ülldniht- Gasgehalt Gesamtgehalt an rest-

eleklrode (ii Gew.-%) lichem und DifTusionv

wasserstolT. cmVlOO g

Sauerstoff StickstolT Wasserstoff

Λ 0.050 0.010 \(l

B 0,034 0.008 3.6

C 0.041 0.012 4.1

Rilldrahl- 0.09 ().()!() 12

elektrode
nach US-PS
Nr. 38 00 120

Aus Tabelle 8 ist es ersichtlich, daß durch die l-'ülldrahtelektroden. deren Kerne aus der erfindungsgemäßen Pulverzusammenset/ung hergestellt sind, der Schweißnahtwerkstoff mit hohen mechanischen Eigenschaften erhalten werden kann. Darüber hinaus wird durch die erwähnten Fülldrahtelektroden eine ausgezeichnete Schweißnahtformung in Normalschweißlage erreicht. Solche Schweißnähte weisen eine gute Beständigkeit gegen lleißrissc und einen niedrigen Gasgehalt auf.

Die Leistungsfähigkeit des Schweißvonianges beträgt 15 kg/h. Die linearen Geschwindigkeiten des Ecknahtschweißens betragen in Abhängigkeit von der Nahtkathete 50 bis 80 m/h.

Beispiel 4 (negativ)

Das Schweißen wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 1 beschriebene Art und Weise durchgerührt. Während des Schsveißvorganges wurde jedoch eine Fülldrahtelektrode verwendet, deren Kern aus einer Pulverzusammensetzung gefertigt war, in der die Bestandteile in Mengen enthalten waren, welche die in Patentanspruch 2 angegebenen unteren Grenzwerte unterschreiten. Der Durchmesser dieser Fülldrahtelektrode betrug 1,6 mm. Der Stahlmantel der Fülldrahtelektrode betrug 83 Gewichtsprozent von der gesamten Fülldrahtelektrodenmasse und wies folgende Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent): 0,06 Kohlenstoff; 0,23 Mangan; 0.09 Silizium; 0,02 Schwefel; 0,02 Phosphor.

Schweißparameter:

Schweißstrom
Lichtbogenspannung

450 A
36 V

Die Pulverzusammensetzung der erwähnten Fülldrahtelektrode ist unten angeführt:

Rutilkonzentrat	19.5
Ferromangan	9.8
Ferrosilizium	1.0
Natriumhexafluorosilikat	0.8
Gebrannter Magnesit	1.2
Elektrokorund	1,4
Eisenpulver	restliches

Unten sind die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes angeführt:

Zerreißfestigkeit, MPa	460
Spezifische Dehnung, "h	24,0
Kerbschlag/ähigkeit
(Charpy-Probc), J/cm²:
bei +20⁰C	71-73.5
bei -20⁰C	19.6-22.6
bei -40⁰C	11.7-14.7

Aus den oben angeführten Ergebnissen der mechanischen Prüfungen ist es ersichtlich, daß bei der Verwendung von Fülldrahtclcktroden mit der genannten PuI- \er/usammcnselzung während des Schweißens der Sehweißnahlwerkstoff mit verschlechterten mechanischen Eigenschaften gebildet wird und es /ur Steigerung von dessen Poren- und Rißneigung kommt. D.irüuei iiiiiuus kummi CMUi VeisciiiecMieiutii; iici Si.imiität des Brennens des Lichtbogens und /ur Vergrößerung des Sprit/cns von Elektrodenmetall.

Beispiel 5 (negativ)

Das Schweißen wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 3 beschriebene Art und Weise durchgeführt. Während des Schweißvorganges wurde jedoch eine Fülldrahtelektrode verwendet, in der die Bestandteile in Mengen enthalten waren, welche die in dem Patentanspruch 2 angegebenen oberen Grenzwerte überschreiten. Der Durchmesser dieser Fülldrahtelektrode betrug 2.5 mm. Der Stahlmantel der Fülldrahtelektrode betrug 70 Gewichtsprozent von der gesamten Fülldrahtelektrodenmasse und wies folgende Zusammensetzung auf (in Gewichtsprozent): Kohlenstoff - 0,08; Mangan 0.30; Silizium - 0.12; Schwefel - 0.030; Phosphor 0.030.

Schweißparameter:

Schweißstrom 450 A

Lichtbogenspannung 32 V

Die Pulverzusammensetzung der Fülldrahtelektrode ist unten angeführt:

Rutilkonzentrat	47,0
Ferromangan	23,0
Ferrosilizium	6,2
Natriumhexafluorosilikat	5.2
Gebrannter Magnesit	10,2
Elektrokorund	7.7
Eisenpulver	restliches

Unten sind die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Prüfungen des Schweißnahtwerkstoffes to angeführt:

Zerreißfestigkeit, MPa	627
Spezifische Dehnung. %	19.5
Kerbschlagzähigkeit
(Charpy-Probe), J/cm²:
bei +20⁰C	78.5-90
bei -20⁰C	16,7-19,6
bei -40⁰C	10,8-12,7

F_>; ist ersichtlich, daß durch die Erhöhung des Gehaltes an Bestandteilen der Pulver/usammensctzung des Fülkluhtelektrodenkernes oberhalb des im Patentanspruch angegebenen oberen Grenzwertes die Verschlechterung der schwcißlcchnologischcn [iigcnschiif-

ten der genannten Fülldrahtelektrode hervorgerufen wird. F.s kommt zur Vergrößerung des Spritzens von Elcktrodenmctall. zur Verschlechterung der Schweißruihlfeimung und / :i Verminderung von plastischen Kenndaten des Schweißnahtes.

Claims

Patentansprüche:

1, Pulverzusammensetzung für FüIIdrahtelektroden zum Schutzgasschweißen und Schutzgasauftragschweißen von Stählen, enthaltend Rutilkonzentrat, Ferromangan. Fenosilizium, gebrannten Magnesit und Eisenpulver, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich folgende Bestandteile enthält:

(a) Natriumhexafluorosilikat,

(b) Eleklrokorund.
2. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Pulverzusammensetzung in folgendem Verhältnis (in Gewichtsprozent) enthalten sind:

Kl nahtformting gewährleistet wird. Das Aluminium in Form von Nitrid geht dabei teilweise in den Schweißnahtwerkstoff über, wodurch, wie es schon bekannt ist, der Schwellenwert der Kaltbrüchigkeit des Schweißnahtwerkstoffes in den Hochtemperaturbereich verschoben wird. Deswegen ist die Verwendung von Fülldrahtelektroden, deren Kern aus der erwähnten Pulverzusammensetzung gefertigt ist, begrenzt.

Es sind auch Pulverzusammensetzungen für FOIldrahtelektroden bekannt, deren Kaltbrüchigkeitsschwellenwert im Tieftemperaturbereich (-20⁰C) liegt.

Bessere schweißtechnologische Eigenschaften beim CO₂-Schweißen und COj-Auftragschweißen von Stählen in räumlichen Positionen haben Fülldrahtelektroden, deren Kern aus dem Pulvergemisch folgender Zusammensetzung hergestellt ist (in Gewichtsprozent):