DE4228678A1

DE4228678A1 - Guertelschweissverfahren fuer ein rohr und mit hohem celluloseanteil beschichtete elektrode

Info

Publication number: DE4228678A1
Application number: DE4228678A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sugino; Shouzou Naruse; Shigeru Endo; Moriyasu Nagae; Motokiyo Itoh
Original assignee: Kobe Steel Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1993-03-04
Also published as: CA2077166A1; US5272305A; NO304299B1; GB2259040A; NO923379L; GB2259040B; CA2077166C; NO923379D0; GB9218279D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Gürtelschweißverfahren für ein Rohr und eine mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode, ge eignet für Überzugs-Lichtbogenschweißen von Rohrleitungen, welche CO₂-enthaltendes Erdöl, CO₂-enthaltendes Erdgas sowie CO₂-Gas transportieren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Gürtelschweißtechnik, bei dem sich das Schmelz gut hervorragend auszeichnet durch Widerstand gegen bevorzugte Korrosion, Kaltbeständigkeit und Rißwiderstand.

Im Stand der Technik wurde folgende Literatur als Vorschlag zur Verbesserung in Bezug auf bevorzugte Korrosion in der Schmelzzone von schwachlegiertem Stahl veröffentlicht.

1) Die Differenz im Ni-Gehalt zwischen dem Grundwerkstoff und dem Schweißgut hat einen Einfluß auf die lokale Korrosion der geschweißten Verbindung im Eismeer (Takashi Abe und andere; "TETSU-TO-HAGANE" (Zeitschrift des "Iron and Steel Institute of Japan") Bd. 72, (1986), Seite 1266).
2) Die Differenzen der Ni- und Cu-Gehalte zwischen dem Grund werkstoff und dem Schweißgut haben einen Einfluß auf die lo kale Korrosion der Schweißzone des im Eismeer verwendeten Stahls, und das Ausmaß der bevorzugten Korrosion hängt von einem bestimmten Wert, nämlich 3,8 Cu + 1,1 Ni + 0,3, ab (Kitaro Ito und andere; "TETSU-TO-HAGANE" Bd. 72, (1986), Seite 1265).
3) Eine Verwendung eines schwachlegierten Schweißstabes, wel cher Cu und Ni enthält, ist wirksam zum Schutz einer Gürtel schweißzone eines Kohlestahlrohres gegen bevorzugte Korrosion (Hideaki Miyuki; "Zaiyro" (Zeitschrift der Gesellschaft für Materialwissenschaften, Japan), Bd. 38 (1989), Nr. 424, Seiten 62 bis 68).
4) Ni- und Mo-Zusätze sind wirksam zum Schutz einer longitu dinalen Schweißnahtzone eines geschweißten Stahlrohrs gegen bevorzugte Korrosion (Suga und andere; vorläufige japanische Veröffentlichung Nr. hei-3-1 70 641/1991).

D. h., zur Verbesserung des selektiven Korrosionsverhaltens eines Schweißgutes in einer korrodierenden Umgebung, die Sauerstoff enthält, wie im Eismeer usw., wird die Zugabe von Ni und Cu zu dem Schweißgut als eine effektive Maßnahme vorgeschlagen, und die Zugabe von Ni und Mo zu dem Metall wird zur Verbesserung des selektiven Korrosionsverhaltens in longitudinalen Schweißnahtzonen von geschweißten Stahlrohren vorgestellt.

Es wurden jedoch bisher noch nicht ausreichend Untersuchungen gemacht zur Verhinderung der bevorzugten Korrosion in der Gür telschweißzone von Rohrleitungen, die in korrodierender, CO₂ enthaltender Umgebung verwendet werden. D . h., wenn ein ge schweißtes Stahlrohr oder ein nahtloses Stahlrohr für den Transport von CO₂-enthaltendem Erdöl, CO₂-enthaltendem Erdgas oder CO₂-Gas verwendet wird, kann gelegentlich bevorzugte Kor rosion in einer Schweißzone derart auftreten, daß ein Gürtel schweißgut selektiv korrodiert wird. Der Grund dafür besteht darin, daß ein Unterschied in der chemischen Zusammensetzung und in der metallographischen Mikrostruktur zwischen dem Schweißgut und dem Grundwerkstoff besteht, so daß der Schweiß gutanteil elektrochemisch weniger edel ist und somit bevorzugt korrodiert wird.

Beim Gürtelschweißen des Stands der Technik von Rohrleitungen, welche in solcher korrodierender Umgebung verwendet werden, wurden weder ein Verfahren zum Gürtelschweißen noch ein Hoch cellulosetyp-Schweißstab unter Berücksichtigung von bevorzug ter Korrosion, Schweißbarkeit und mechanischer Eigenschaften vorgeschlagen. Mit anderen Worten ist es notwendig, wenn ein verbesserter Schutz gegen bevorzugte Korrosion durch die Zugabe von Cu und/oder Ni unter Verwendung einer mit hohem Celluloseanteil beschichteten Elektrode erzielt werden soll, Schweißfehlstellen und mechanische Eigenschaften des Schweiß gutes zu berücksichtigen. Trotz dieser Situation ist noch keine mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode unter Berücksichtigung von Schweißfehlstellen und mechanischer Eigenschaften des Schweißgutes vorgestellt worden. In diesem Zusammenhang gibt die japanische vorläufige Veröffentlichung Nr. sho-63-2 20 994/1988 an, daß die Zugabe von Mo die mechanischen Eigenschaften verbessert, offenbart jedoch nicht den praktikablen Zugabebereich oder den Einfluß der Mo-Zugabe auf den Heißrißwiderstand und den Kaltrißwiderstand.

Es ist gefunden worden, daß die Zugabe von Mo und Ni wirksam ist, um eine longitudinale Schweißnahtzone zu schützen, selek tiv bzw. bevorzugt korrodiert zu werden, es wurde jedoch nicht berücksichtigt, ob die Zugabe von Mo zur Verhinderung der bevorzugten Korrosion um eine Gürtelschmelzzone herum wirksam ist oder nicht. Und eine mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode, der Mo beigemischt ist, ist nicht entwickelt worden im Hinblick auf eine praktische Verwendung, in der die Härte und der Rißwiderstand des Schweißgutes zu berücksichtigen sind, entwickelt worden.

In der praktischen Umgebung, in der Rohrleitungen verwendet werden, treten jedoch oft Probleme der bevorzugten Korrosion, verursacht durch CO₂, auf. Es ist demnach sehr erwünscht, ein nützliches Gürtelschweißverfahren für ein Rohr und eine mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode zu entwickeln, um den Widerstand gegen bevorzugte Korrosion, die Schweißbar keit, die mechanischen Eigenschaften usw. in der Gürtel schweißzone zu verbessern.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gürtelschweißverfahren für ein Rohr und eine mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode zur Verwendung in diesem Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches dem Gürtelschweißgut ausreichende Festigkeit, Beständigkeit, Rißwiderstand mit verhinderter bevorzugter Kor rosion gestattet.

Das Gürtelschweißverfahren für ein Rohr gemäß vorliegender Er findung erzeugt eine Schweißzone, die zusammengesetzt ist aus einem Schweißgut, welches, ausgedrückt in Gew.-%, 0,05 bis 0,20% C, 0,05 bis 0,45% Si, 0,50 bis 2,00% Mn und 0,03 bis 1,05% Mo und Fe und unvermeidbare Verunreinigungen als Rest enthält. Die Gehalte der Verunreinigungen sind hier begrenzt auf folgende, vorbestimmte Bereiche: 0,030% oder weniger P, 0,030% oder weniger S, 0,10% oder weniger Al, 0,050% oder weniger N, 0,10% oder weniger Nb, 0,10% oder weniger V, 0,10% oder weniger Ti, 1,00% oder weniger Cr, 0,0025% oder weni ger Ca, 0,10% oder weniger 0 sowie 0,05% oder weniger Zr.

Das Schweißgut ist so eingestellt, daß die Differenz zwischen dem Mo-Gehalt (Mo)₁ im Schweißgut und dem Mo-Gehalt (Mo)₂ im Grundwerkstoff, d. h. ΔMo (=(Mo)₁-(Mo)₂), 0,03% oder mehr be trägt, und PCM 0,30% oder weniger beträgt, wobei PCM durch den folgenden Ausdruck definiert ist: PCM = (C) + (Si)/30 + (Mn)/20 + (Cu)/20 + (Ni)/60 + (Cr)/20 + (Mo)/15 + (V)/10 + 5(B). (M) bedeutet hier einen Gehalt (Gew.-%) einer Komponente M im Schweißgut. Das Schweißgut enthält zusätzlich 0,15 bis 2,00% Cu + Ni und/oder 0,0005 bis 0,0050% B.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt durch Metall-Lichtbogen schweißen mit Überzugselektrode ein geschweißtes Rohr mit einem Schweißgut aus der vorstehend genannten Zusammensetzung her. Das Rohr wird hergestellt durch Schweißen eines Grund werkstoffs, welches, ausgedrückt in Gew.-%, 0,03 bis 0,15% C, 0,05 bis 0,50% Si, 0,50 bis 2,00% Mn und 0,005 bis 0,10% Al und Fe und unvermeidbare Verunreinigungen als Rest enthält, unter Verwendung einer nachstehend beschriebenen mit hohem Celluloseanteil beschichteten Elektrode bei der Schweißbedin gung, daß der Kerndraht der Elektrode einen Durchmesser von 3,2 bis 4,8 mm hat, der verwendete Strom von der Art der DCEP (Gleichstrom-Positivelektrode) ist, der Schweißstrom im Be reich von 90 bis 240 A liegt, die Schweißgeschwindigkeit 100 bis 450 mm/min beträgt, und das Schweißen in allen Positionen als Abwärtsschweißen bewerkstelligt wird.

Der obige Grundwerkstoff kann ferner mindestens eine Kompo nente enthalten, die ausgewählt ist aus der Gruppe 0,05 bis 2,0% Cu, 0,05 bis 2,0% Ni, 0,05 bis 2,0% Cr, 0,05 bis 1,0% Mo, 0,005 bis 0,20% Nb, 0,005 bis 0,20% V, 0,005 bis 0,20% Ti, 0,0005 bis 0,0020% B und 0,0005 bis 0,0050% Ca.

Auf der anderen Seite umfaßt die mit hohem Celluloseanteil be schichtete Schweißelektrode vorliegender Erfindung einen Kern draht aus einem Weichstahl oder einem schwachlegierten Stahl und ein Überzugsschmelzmittel, welches hergestellt wurde durch Kneten eines Überzugsschmelzmittel-Ausgangsmaterials, welches Cellulose mit einem Bindemittel enthält, und Auftragen auf die Umfangsoberfläche des Kerndrahtes. Das obige Überzugsschmelz mittel enthält, bezogen auf die Gesamtmenge des Überzugs schmelzmittels, 0,1 bis 7,0% MgO, 7 bis 25% Eisenoxide (in FeO-Äquivalenten), 8 bis 19% TiO₂, 10 bis 30% SiO₂ und 5 bis 27% Mn, und das Überzugsschmelzmittel und/oder der Kerndraht beinhaltet bzw. beinhalten, bezogen auf die Gesamtmenge der Schweißelektrode, 0,06 bis 1,10% Mo, mit einem Verhältnis des Gewichts des Überzugsschmelzmittels zu dem Gewicht der Schweißelektrode von 0,10 bis 0,19.

Der Kerndraht und/oder das Überzugsschmelzmittel in der mit hohem Celluloseanteil beschichteten Elektrode kann bzw. können zusätzlich 0,30 bis 2,00% Cu + Ni, bezogen auf die Gesamt menge der Schweißelektrode, enthalten. Ebenso kann das Über zugsschmelzmittel weiterhin 0,05 bis 0,5% B, bezogen auf die Gesamtmenge des Überzugsschmelzmittels enthalten.

Fig. 1 ist ein Diagramm, welches die Beziehungen zwi schen einer Differenz ΔMo = (Mo)₁+(Mo)₂ und einem selekti ven Korrosionsstrom (µA) zwischen einem Grundwerkstoff und ei nem Schweißgut zeigt, wobei (Mo)₁ den Mo-Gehalt im Schweißgut wiedergibt, während (Mo)₂ den Mo-Gehalt im Grundwerkstoff wie dergibt; und

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Beziehungen zwi schen einer Differenz ΔMo = (Mo)₃-(Mo)₂ und einem selekti ven Korrosionsstrom (µA) zwischen einem Grundwerkstoff und einem Schweißgut zeigt, wobei (Mo)₃ den Mo-Gehalt in der Schweißelektrode wiedergibt (den Gehalt in Bezug auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode), während (Mo)₂ den Mo-Ge halt im Grundwerkstoff wiedergibt.

In der vorliegenden Erfindung sollten ein Schweißverfahren so wie eine mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode zur Verwendung in diesem Verfahren entwickelt werden zur Bildung eines Gürtelschweißmetalls, das ausgezeichnet ist in Bezug auf Widerstand gegen bevorzugte Korrosion und Rißwiderstand, und welches eine hohe Festigkeit und eine hohe Beständigkeit aufweist. Um dies zu erreichen, wurden eine Vielzahl verschie dener Experimente durchgeführt. Diese Experimente umfassen die Bestimmung der Schweißzone auf selektives Korrosionsverhalten usw. unter Veränderung der Zusammensetzungen des Schweißgutes, des Grundwerkstoffs und der Schweißelektrode sowie den Schweißbedingungen. Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf diesen Experimenten und Studien erzielt.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend näher erläutert.

Schweißgut

Zunächst werden die Gründe zur Spezifizierung der Komponenten und Zusammensetzungen des erhaltenen Schweißgutes bzw. -metalls beschrieben.

C; 0.05 bis 0.20%

Der C-Gehalt dient zur Gewährleistung guter Verarbeitbarkeit und mechanischer Eigenschaften des Schweißgutes und wird im Schweißgut auf einen Bereich von 0,05 bis 0,20% spezifiziert. Im Bereich des Cellulosegehalts in einer mit hohem Cellulose anteil beschichteten Elektrode, mit welcher das Schweißen mit guter Verarbeitbarkeit durchgeführt werden kann, enthält das Schweißgut einen Kohlenstoffgehalt von 0,05% oder mehr. Auf der anderen Seite ist, wenn der Kohlenstoffgehalt weniger als 0,05% beträgt, die Schweißverarbeitbarkeit merklich verrin gert. Ein Kohlenstoffgehalt oberhalb von 0,20% erhöht die Fe stigkeit und Härte eines Schweißgutes, wodurch das Schweißgut dazu neigt, Kaltrisse zu verursachen.

Si; 0,05 bis 0,45%

Der Si-Gehalt dient zur Gewährleistung guter Verarbeitbarkeit und mechanischer Eigenschaften eines Schweißgutes und wird im Schweißgut auf einen Bereich von 0,05 bis 0,45% spezifiziert. Ein Si-Gehalt von weniger als 0,05%, der einen Mangel an Deoxidation verursacht, erhöht einen Sauerstoffgehalt im Schweißgut, um zu schlechten mechanischen Eigenschaften zu führen. Wenn Si in das Schweißgut zu mehr als 0,45% zugegeben wird, entstehen eher Klumpen bzw. Schweißperlen, und dies macht das Schweißen schwierig.

Mn; 0,50 bis 2,00%

Der Mn-Gehalt dient ebenso zur Gewährleistung guter Verarbeit barkeit und mechanischer Eigenschaften eines Schweißgutes und ist im Schweißgut auf einen Bereich von 0,50 bis 2,00% spezifiziert. Ein Mn-Gehalt von weniger als 0,5%, einen Man gel an Deoxidation verursachend, resultiert in schwachen me chanischen Eigenschaften. Zugabe von Mn in das Schweißgut oberhalb von 2,00% führt dazu, daß Narben an der Wulst- bzw. Schweißnahtoberfläche leicht entstehen.

Mo; 0,03 bis 1,05%

Der Mo-Gehalt dient zum Schutz eines Schweißgutes gegen bevor zugte Korrosion und wird zu dem Schweißgut im Bereich von 0,03 bis 1,05% zugegeben, so daß ΔMo gleich oder mehr als 0,03% ist. Hierbei ist ΔMo = (Mo)₁-(Mo)₂, wobei (Mo)₁ den Mo-Ge halt im Schweißgut wiedergibt, und (Mo)₂ den Mo-Gehalt im Grundwerkstoff wiedergibt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist es mög lich, wenn die Differenz des Mo-Gehalts zwischen dem Schweiß gut und dem Grundwerkstoff gleich oder mehr als 0,03% be trägt, das Schweißgut in einer CO₂-Korrosionsumgebung davor zu schützen, bevorzugt korrodiert zu werden. Zugabe von Mo ober halb von 1,05% macht das Schweißgut jedoch hart und Schweiß risse (Kaltrisse) neigen dazu, aufzutreten. Die Fig. 1 ist hier ein Diagramm, welches einen Einfluß von ΔMo auf die se lektive Korrosionseigenschaft zeigt, und die Ordinate wird zur Darstellung eines selektiven Korrosionsstroms (µA) herangezo gen, welcher zwischen dem Grundwerkstoff und dem Schweißgut fließt, während die Abszisse ΔMo (%) bedeutet. Bei einem po sitiven selektiven Korrosionsstrom tritt keine bevorzugte Kor rosion im Schweißgut auf. Wenn ΔMo gleich oder mehr als 0,03% ist, wird der selektive Korrosionsstrom positiv.

Ein Schweißgut mit der oben angezeigten Zusammensetzung ent hält zusätzlich Cu und Ni in einem Gesamtgehalt von 0,15 bis 2,00% und/oder 0,0005 bis 0,0050% B.

Cu + Ni; 0,15 bis 2,00%

Der Cu- und Ni-Gehalt dient zur Verbesserung der Beständigkeit und der selektiven Korrosionseigenschaft eines Schweißgutes. Der Gehalt kann einzeln oder in Kombination zugegeben. Cu und/oder Ni wird in einem Gesamtgehalt von 0,15 bis 2,00% zu gegeben. Wenn der Gesamtmenge des Inhalts weniger als 0,15% beträgt, wird die diesbezügliche Wirkung nicht beobachtet, während die Zugabe des Inhalts oberhalb von 2,00% zu einer Tendenz führt, daß Erstarrungsrisse im Schweißgut versacht werden. Obgleich die Zugabe von Cu und Ni zum Schweißgut eben falls eine Wirkung zum Schutz des Schweißgutes vor selektiver Korrodierung aufweist, ist die Wirkung aufgrund dieser Ele mente geringer als die des Mo. Demnach spielen sie eine zu sätzliche Rolle, so daß ihre Zugabe wahlweise erfolgt. Wenn jedoch Cu und Ni zum Grundwerkstoff zugegeben werden, so ist es effektiv, diese zuzugeben, und zwar so viel, wie zu dem Grundwerkstoff zugegeben wird.

B; 0,0005 bis 0,0050%

In einem Fall, wo es erwünscht ist, daß ein Schweißgut Kaltbe ständigkeit aufweist, kann B in das Schweißgut im Bereich von 0,0005 bis 0,0050% zugegeben werden. Ein B-Gehalt von weniger als 0,0005% hat eine geringe Wirkung auf die Verbesserung der Beständigkeit, während ein Gehalt oberhalb von 0,0050% die Härte des Schweißgutes so hoch macht, daß Kaltrisse dazu nei gen, leicht aufzutreten.

PCM; 0,30% oder weniger

Der PCM des Schweißgutes oberhalb von 0,30% verursacht ein Erhöhen der Härte und Festigkeit des Schweißgutes, so daß Kaltrisse und Spannungsrißkorrosionen dazu neigen, leicht im Schweißgut aufzutreten.

Unvermeidbare Verunreinigungen von P, S, Al, N, Nb, V, Ti, Cr. Ca, O, Zr

Wenn der Gehalt dieser Verunreinigungen den vorstehend genann ten Bereich übersteigt, treten Defekte, wie Gaseinschluß (im Fall von N), Heißrisse (im Fall von P und S) und Kaltrisse (im Fall von Nb, V, Cr) im Schweißgut auf. Ebenso werden die me chanischen Eigenschaften des Schweißgutes gemindert (im Fall von P, Al, Nb, V, Ti, Ca, O, Zr).

Im folgenden werden die Gründe zur Spezifizierung der chemi schen Zusammensetzungen des Stahl-Grundwerkstoffs beschrieben. Zunächst werden die wesentlichen zugegebenen Elemente er läutert.

C; 0,03 bis 0,15%

Der Kohlenstoffgehalt in einem Stahl ist ein wirksames Element zur Verbesserung der Festigkeit des Stahls, obgleich eine übersteigerte Zugabe zur Zerstörung der Beständigkeit führen kann. Demgemäß wird die Obergrenze des Kohlenstoffgehalts mit 0,15% definiert, um ein Stahlrohr herzustellen, das in Bezug auf Festigkeit und Beständigkeit ausgezeichnet ist. Verringe rung des Kohlenstoffgehalts verbessert die Beständigkeit, aber ein Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,03% verringert die Beständigkeit. Ferner benötigt, damit eine stabile und best mögliche Aushärtungswirkung durch Nb, V, Ti usw. erhalten wird, der Grundwirkstoff einen Kohlenstoffgehalt von minde stens 0,03%. Somit ist die untere Grenze des Kohlenstoffge halts zu 0,03% definiert.

Si; 0,05 bis 0,50%

Si wird zur Deoxidation benötigt, überzogene Zugabe zerstört jedoch die Beständigkeit. Demgemäß sind die untere Grenze und die obere Grenze zu 0,05% bzw. 0,50% definiert.

Mn; 0,50 bis 2,00%

Mn wird zu 0,05% oder mehr zur Deoxidation benötigt, ein Überschuß an Mn über 2,00% verringert jedoch die Schweißbar keit, so daß die obere Grenze von Mn zu 2,00% definiert ist.

Al; 0,005 bis 0,10%

Al wird zur Deoxidation benötigt. Ein Al-Gehalt von weniger als 0,005% zeigt eine schwache Deoxidation, so daß die untere Grenze von Al zu 0,005% definiert ist. Auf der anderen Seite verringert ein Überschuß an Al über 0,10% die Reinlichkeit des Stahls und die Beständigkeit in der Hitzeeinwirkzone (bezeichnet als HAZ), so daß die obere Grenze von Al zu 0,10% definiert ist.

Im folgenden werden die wahlweise zu dem Grundwerkstoff zuge gebenen Komponenten beschrieben.

Cu; 0,05 bis 2,0% Ni; 0,05 bis 2,0%

Sowohl der Cu- als auch der Ni-Gehalt verbessert ein Grund werkstoff im Bezug auf Festigkeit und Beständigkeit, ohne ir gendeine nachteilige Wirkung auf die HAZ-Beständigkeit aus zuüben. Die Verbesserung des Grundwerkstoffs in Bezug auf Fe stigkeit und Beständigkeit durch diese Gehalte ist gering, wenn jeder Gehalt weniger als 0,05% beträgt. Ein Überschuß des jeweiligen Gehalts über 2,0% übt eine nachteilige Wirkung auf die Härte und Beständigkeit in der HAZ aus, so daß die Obergrenze zu 2,0% definiert ist.

Cr; 0,05 bis 2,0%

Cr fungiert zur Stärkung der Festigkeit eines Grundwerkstoffs und der Schweißzone. Ein überschüssiger Gehalt an Cr über 2,0% jedoch erhöht die Härte und verringert die Beständigkeit in der HAZ. Demnach ist die Obergrenze zu 2,0% definiert.

Mo; 0,05 bis 1,0%

Mo verbessert einen Grundwerkstoff in Bezug auf Festigkeit und Beständigkeit, ein überschüssiger Gehalt von Mo über 1,0% verstärkt jedoch die Härte in der HAZ und zerstört somit die Schweißbarkeit. Demgemäß ist die Obergrenze zu 1,0% defi niert.

Die Untergrenze für den jeweiligen Gehalt dieser vorstehenden Elemente ist zu 0,05% definiert, welches die benötigte Min destmenge bedeutet, um einen entsprechenden Effekt zu erhal ten.

Ti; 0,005 bis 0,20%

Ti-Zugabe von 0,005% oder mehr hat die Wirkung, Austenitkör ner davon abzuhalten, grob zu werden, so daß die Untergrenze von Ti zu 0,005% definiert ist. Eine überzogene zugegebene Menge von Ti verringert die Beständigkeit der Schweißzone, so daß die Obergrenze von Ti zu 0,20% definiert ist.

Nb; 0,005 bis 0,20% V; 0,005 bis 0,20%

Nb sowie V übt eine Wirkung auf die Festigkeit und Beständig keit aus, ein überschüssiger Inhalt eines dieser Elemente über 0,20% verringert jedoch die Beständigkeit eines Grundwerk stoffs und der Schweißzone, so daß die Obergrenze zu 0,20% definiert ist. Die Untergrenze ist auf 0,005% festgelegt, oberhalb derer die Verbesserung des Materials beobachtet wird.

B; 0,0005 bis 0,0020%

B ist wirksam zur Verbesserung der Festigkeit eines Grundwerk stoffs, eine überschüssige Zugabe führt jedoch zur Zerstörung der Schweißbarkeit und Beständigkeit in der HAZ. Demgemäß ist die Obergrenze zu 0,0020% definiert. Die Untergrenze ist auf 0,0005% festgelegt, oberhalb derer die Verbesserung der Fe stigkeit beobachtet wird.

Ca; 0,0005 bis 0,0050%

Zugabe von Ca verbessert den Widerstand gegenüber Wasserstoff induzierter Rißbildung. Die Untergrenze ist zu 0,0005% defi niert, oberhalb derer die Wirkung erkannt wird. Eine über schüssige Zugabe von Ca ist schädlich infolge der Bildung von Oxiden, so daß die Obergrenze zu 0,0050% definiert ist.

Schweißelektrode

Es folgt nun eine Beschreibung der Gründe zur Einschränkung der chemischen Zusammensetzungen und eines Überzugsverhältnis ses für die erfindungsgemäße mit hohem Celluloseanteil be schichtete Elektrode.

Die erfindungsgemäße mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode umfaßt einen Kerndraht aus Weichstahl oder schwach legiertem Stahl, der ein auf seiner Umfangsoberfläche aufge brachtes Überzugsschmelzmittel aufweist, wobei das Überzugs schmelzmittel erhalten wurde mittels Kneten eines Ausgangsma terials für das Überzugsschmelzmittel mit einem Bindemittel.

MgO, Eisenoxid, TiO₂, SiO₂ und Mn sind in dem obigen Überzugs schmelzmittel, welches ggf. B enthält, enthalten. Auf der an deren Seite wird No zu dem obigen Überzugsschmelzmittel zuge geben und/oder Mo ist in dem obigen Kerndraht als ein Bestand teil davon enthalten. Ferner können sowohl Cu als auch Ni zu dem obigen Überzugsschmelzmittel und/oder dem Kerndraht zuge geben werden. Jede Menge der Zusatzstoffe, welche nur zu dem Überzugsschmelzmittel zugegeben werden, wird bezogen auf das Gesamtgewicht des durch Gew.-% ausgedrückt, während jede Menge der Zusatzstoffe, die sowohl zu dem Überzugsschmelzmittel als auch zu dem Kerndraht zugegeben werden kann, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode durch Gew.-% ausgedrückt. Die Gründe zur Beschränkung der Zusammensetzung wird nachste hend beschrieben.

MgO : 0,1 bis 7,0% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels)

Der MgO-Gehalt verhindert das Abtropfen des Schweißgutes, selbst wenn die Schweißgeschwindigkeit abrupt geändert wird, und hat die Wirkung, den Widerstand zur Narbenbildung und das Röntgenstrahlenverhalten in der Verbindung zu verbessern. Die Wirkung wird jedoch nicht beobachtet, wenn der Gehalt weniger als 0,1% beträgt, während im Überschuß von 7,0% dem Klumpen eine zu große Fließfähigkeit gegeben wird, wodurch es schwie rig wird, abwärts zu schweißen. Als Resultat wird die Menge MgO auf 0,1 bis 7,0%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels, festgelegt.

Eisenoxid (in FeO-Äquivalenten) : 7 bis 25% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels)

Eisenoxid dient dazu, den Klumpen porös zu machen, wodurch die Möglichkeit des Entfernens des Klumpens verbessert wird, und hat die Wirkung, das Auftreten von Narben aufgrund übermäßi ger Deoxidation zu verhindern. Ein solcher Effekt kann jedoch nicht erhalten werden, wenn der Eisengehalt weniger als 7% beträgt. Auf der anderen Seite gibt ein Gehalt im Überschuß von 25% dem Klumpen eine zu hohe Fließfähigkeit, wodurch es schwierig wird, abwärts zu schweißen. Demgemäß wird die Menge an Eisenoxid auf 7 bis 25% in FeO-Äquivalenten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels, festgelegt. Eisenoxid kann anstelle von FeO in Form von Fe₂O₃ zugegeben werden. In diesem Fall wird die Menge Eisenoxid so in FeO- Äquivalenten eingestellt, daß sie in den obigen Bereich hin einfällt.

TiO₂: 8 bis 19% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels)

TiO₂ hat die Wirkung, den Lichtbogen zu stabilisieren. Der Lichtbogen kann nicht stabilisiert werden, wenn der TiO₂-Ge halt weniger als 8% beträgt. Der Gehalt im Überschuß von 19% verringert die Lichtbogenstärke, so daß es schwierig wird, ab wärts zu schweißen. Demgemäß wird die Menge an TiO₂ auf 8 bis 19%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmit tels, festgelegt.

SiO₂: 10 bis 30% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels)

SiO₂ ist eine wesentliche Komponente zur Verbesserung der Stärke und Ausdehnung des Lichtbogens sowie der Gleichförmig keit des Schweißgutes. Die Wirkung kann jedoch nicht erhalten werden, wenn der Gehalt weniger als 10% beträgt, während ein Gehalt im Überschuß von 30% die Menge des Klumpens groß macht und dem Klumpen eine zu große Fließfähigkeit gibt, wodurch es schwierig wird, abwärts zu schweißen. Demgemäß wird die Menge SiO₂ auf 10 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels, festgelegt. Es sollte bemerkt werden, daß SiO₂ in Form von Glas, Siliciumdioxidmineralien und der gleichen zugegeben werden kann.

Mn : 5 bis 27% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmittels

Mn ist eine wesentliche Komponente als ein Deoxidationsmittel und zur Gewährleistung der Festigkeit und Beständigkeit. Wenn der Gehalt weniger als 5% beträgt, ist es unmöglich, ein sau beres Schweißgut zu erhalten aufgrund des Mangels an Deoxida tion. Wenn der Gehalt mehr als 27% beträgt, tritt eine über mäßige Deoxidation auf, weshalb sich leicht auf der Perlober fläche Narben bilden. Demgemäß wird die Menge an Mn auf 5 bis 27%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelz mittels, festgelegt. Anstelle von Mn-Metall kann Mn in Form einer Fe-Mn-Legierung oder von Mn-Oxiden zugegeben werden. Im letzten Fall ist hier die Menge so in Mn-Äquivalenten einge stellt, daß sie in den obigen Bereich fällt.

Mo : 0,06 bis 1,10% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode)

Mo wird mit der Absicht zugegeben, die Festigkeit des Schweiß gutes einzustellen und die Resistenz gegenüber bevorzugter Korrosion zu verbessern. Wenn der Gehalt weniger als 0,06% beträgt, kann kein guter Widerstand gegenüber bevorzugter Kor rosion erhalten werden. Auf der anderen Seite, wenn der Gehalt 1,10% übersteigt, wird das Schweißgut zu stark gehärtet, um dadurch zum Verursachen von Kaltrissen (verzögerte Rißbildung aufgrund von Wasserstoff) zu neigen. Demgemäß wird der Gehalt von Mo auf 0,06 bis 1,10%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode, festgelegt. Mo kann zu dem Überzugsmittel in Form von Mo-Metall, Fe-Mo-Legierung usw. zugegeben werden. Es ist ebenso möglich, Mo zu dem Kerndraht zuzugeben.

Um einen besseren Widerstand gegenüber bevorzugter Korrosion in der Schweißzone zur Verfügung zu stellen, wird ferner das Verhältnis von Mo zum Gesamtgewicht der Schweißelektrode vor zugsweise auf mehr als den Mo-Gehalt (%) im Grundwerkstoff + 0,06% festgelegt. Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Bezie hungen zwischen einer Differenz ΔMo = (Mo)₃-(Mo)₂ (d. h. die Differenz zwischen dem Mo-Gehalt (Mo)₃ in der Schweißelektrode (bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode) und dem Mo-Gehalt (Mo)₂ im Grundwerkstoff) und einem selektiven Korro sionsstrom (µA) zwischen dem Grundwerkstoff und dem Schweiß gut. Wenn der selektive Korrosionsstrom positiv ist, tritt die bevorzugte Korrosion des Schweißgutes nicht auf. Wenn A Mo 0,06% oder mehr beträgt, wird der selektive Korrosionsstrom positiv.

Die Schweißelektrode enthält im wesentlichen die oben be schriebenen Komponenten und kann ggf., falls erforderlich, eine Cu + Ni-Komponente und/oder eine B-Komponente in geeigne ten Mengen enthalten.

Cu+Ni : 0,30 bis 2,00% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode)

Cu und Ni kann zugegeben werden, um den Widerstand gegen be vorzugte Korrosion des Schweißgutes zu verbessern. Um diese Wirkung zu erhalten, ist der Gesamtgehalt von Cu und Ni auf 0,30 bis 2,00%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweiß elektrode festgelegt. Wenn der Gesamtgehalt von Cu und Ni we niger als 0,30 % beträgt, kann die Wirkung auf den Widerstand gegen bevorzugte Korrosion nicht erhalten werden. Wenn der Ge halt mehr als 2,00% beträgt, neigen nachteilhafterweise Er starrungsrisse dazu, im Schweißgut aufzutreten. Cu und Ni bzw. können zu dem Überzugsschmelzmittel in Form von Cu-Metall oder Kupferoxid bzw. Ni-Metall, Fe-Ni-Legierung oder Nickeloxid zu gegeben werden. Cu und Ni kann bzw. können ebenso zu dem Kern draht zugegeben werden.

B : 0,05 bis 0,5% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Über zugsschmelzmittels

B kann zugegeben werden, um die Mikrostruktur zu veredeln und gute Beständigkeit zu erhalten. Wenn der Gehalt weniger als 0,05% beträgt, ist die Wirkung zur Verbesserung des Schlag verhaltens gering. Der Gehalt über 0,5% macht das Schweißgut hart, was leicht Kaltrisse verursacht. Demgemäß liegt der B- Gehalt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugsschmelzmit tels, im Bereich von 0,05 bis 0,5%,

Der restliche Teil des Überzugsschmelzmittels besteht haupt sächlich aus Cellulose, welches ein Bindemittel enthält. Das Überzugsschmelzmittel kann zusätzlich in geringen Mengen Me tallkomponenten, wie Fe, Cr usw. enthalten, und andere Kompo nenten, wie z. B. Na₂O, Al₂O₃, ZrO₂, K₂O usw., welche üblicher weise zu Überzugsschmelzmitteln von mit hohem Celluloseanteil beschichteten Elektroden zugegeben werden.

Gewichtsverhältnis des Überzugsschmelzmittels: 0.10 bis 0.19 bezogen auf das Gesamtgewicht der Schweißelektrode)

Das Verhältnis (Überzugsverhältnis) des Gewichts des Überzugs schmelzmittels zu dem der Schweißelektrode ist ein beachtli cher Faktor zur Bewirkung eines Abwärtsschweißens, und um ein Abwärtsschweißen zu erleichtern, sollte das Überzugsverhältnis gleich 0,10 oder höher sein. Wenn das Überzugsverhältnis weni ger als 0,10 beträgt, ist die Wirkung des Überzugs schmelzmittels als Schutzhülle nicht ausreichend, um den Lichtbogen zu stabilisieren, und ferner neigt die Elektrode dazu, schnell verbrannt zu werden. Auf der anderen Seite ist, wenn das Überzugsverhältnis mehr als 0,19 beträgt, die Ver dichtung des Lichtbogens verringert, und dies macht es schwie rig, Durchgangswülste bzw. -nähte zu bilden. Darüber hinaus wird der Lichtbogen beim Schweißen der zweiten Schicht und da nach geschwächt, und, was die Sache noch schlimmer macht, die Menge an Klumpen wird erhöht. Demgemäß ist das Überzugsver hältnis auf einen Bereich von 0,10 bis 0,19 festgelegt.

Was den Kerndraht betrifft, so kann ein Weichstahl-Kerndraht oder ein Kerndraht aus schwachlegiertem Stahl verwendet wer den. Es ist unnötig zu erwähnen, daß keine Limitierung hin sichtlich der Komponenten und Zusammensetzung dieser Stähle existiert.

Die mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode vorlie gender Erfindung kann zum Schweißen verschiedener Arten von Stählen angewandt werden. Die erfindungsgemäße Elektrode ist insbesondere geeignet zum Gürtelschweißen von Stahlrohren und kann eine bemerkenswerte Wirkung ausüben zum Schutz bevorzug ter Korrosion auf eine Gürtelschweißzone von Stahlrohren, ent haltend 2,00% oder weniger Cu, 2,00% oder weniger Ni, 1,00% oder weniger Mo, 1,00% oder weniger von anderen Legierungs elementen als Cu, Ni, Mo und Mn und einen aus Eisen und unver meidbaren Verunreinigungen bestehenden Rest.

Schweißbedingung

Die Schweißbedingungen der Erfindung sind wegen folgender Gründe begrenzt.

Elektrodendurchmesser: 3,2 bis 4,8 mm

Im Hinblick auf die Effizienz des Schweißens sowie Verarbeit barkeit des Gürtelschweißens von Rohren ist der Elektroden durchmesser auf einen Bereich von 3,2 bis 4,8 mm spezifiziert, obgleich das Schweißen unter Verwendung einer Elektrode mit einem anderen Durchmesser als in diesem Bereich angegeben durchgeführt werden kann.

Art des elektrischen Stromes: DCEP (Gleichstrom- Positivelektrode)

Die DCEP (Gleichstrom-Positivelektrode) ist zu verwenden, wie sie üblicherweise verwendet wird, wenn eine Hochcellulosetyp- Schweißelektrode angewandt wird.

Schweißstrom bzw. Schweißgeschwindigkeit: 90 bis 240A bzw. 100 bis 450 mm/min

Die im allgemeinen verwendeten Bedingungen hinsichtlich Schweißstrom und Schweißgeschwindigkeit sollte in Übereinstim mung mit einer Fugenform, der Schweißposition und dem Elektro dendurchmesser angewandt werden.

Schweißposition: Alle Positionen

Da ein Gürtelschweißen von Rohren erfolgen soll, ist das Schweißen in allen Positionen auszuführen. Im Falle eines Schrägschweißens ist ein Abwärtsschweißen auszuführen.

Beispiele

Beispiele vorliegender Erfindung werden nachfolgend im Ver gleich zu Vergleichsbeispielen näher dargelegt.

Tabelle 1 zeigt chemische Zusammensetzungen (Gew.-%) von Test-Grundwerkstoffen. Jeder der in Tabelle 1 gezeigten Stähle A bis D wurde in ein geschweißtes Stahlrohr mit 96,52 cm Au ßendurchmesser und 12 m Länge geformt. Alle geschweißten Stahlrohre wurden durch manuelles Lichtbogenschweißen gürtelgeschweißt, und die so hergestellten Rohre wurden Mes sungen auf Festigkeit und Beständigkeit des Schweißgutes und selektiver Korrosionsrate in Meerwasserumgebung (mit Durch blasen von CO₂) unterzogen.

Die Tabelle 2 zeigt die chemische Zusammensetzung und die Schweißbedingungen, und Tabelle 4 zeigt die selektive Korro sionsrate, die Festigkeit, die Beständigkeit und das Auftreten von Rissen in Bezug auf jedes Schweißgut. In der Tabelle 2 ha ben die Schweißelektroden E1 bis E13 entsprechende Zusammen setzungen und Überzugsverhältnisse usw., die in Tabelle 3 ge zeigt sind. Die Festigkeit YS wurde unter Verwendung einer ge mäß JIS Z2201 Nr. 3 (6 mm Durchmesser) spezifizierten Probe untersucht, während die Beständigkeit auf der Basis der Ab sorptionsenergie bei 0°C unter Verwendung einer gemäß JIS 23128 Nr. 4 spezifizierten Probe untersucht wurde. Das Auftre ten von Schweißrissen wurde untersucht durch das Beobachten von fünf Querschnitten des Rohres nach dem Schweißen. Zur Mes sung der selektiven Korrosionsrate wurde ein Stahlrohr von 50 cm Länge mit einer Gürtelschweißzone verwendet. D.h., das Stahlrohr wurde mit synthetischem Meerwasser gefüllt, in wel ches CO₂-Gas geblasen wurde. Danach wurde die Differenz der Wanddicke zwischen dem Grundwerkstoff- und dem Schweißgutteil gemessen, um die selektive Korrosionsrate zu bestimmen.

Wie in den Tabellen 2 und 4 gezeigt, wurden im Bezug auf alle Beispiele von Gürtelschweißzonen, in denen die chemische Zu sammensetzung des Schweißgutes dem Umfang der Patentansprüche genügt, die folgenden Tatsachen bestätigt. D.h., alle sind ausgezeichnet im Bezug auf Streckfestigkeit (350 N/mm² oder mehr) und Beständigkeit (50 J oder mehr) und weisen ein ausge zeichnetes selektives Korrosionsverhalten (erscheinend durch 0 mm/y in der Spalte "selektive Korrosionsrate" der Tabelle 4, welches anzeigt, daß kein Schweißgutanteil selektiv korrodiert wird), geringe Härte (nicht höher als Hv 300) sowie ausge zeichneten Rißwiderstand auf. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß diese Gürtelschweißzonen ausgezeichnet sind.

Wie oben näher erläutert, werden die chemischen Komponenten des Schweißgutanteils gemäß vorliegender Erfindung durch den Grundwerkstoff, das Schweißmaterial und das Schweißverfahren eingestellt. Deshalb ist es, sogar in einem Fall, in dem die Gürtelschweißzone einer korrodierenden Umgebung ausgesetzt wird, welche bevorzugte Korrosion verursacht, wie eine CO₂ enthaltende Meerwasserumgebung möglich, einen Gürtelschweißgutanteil zur Verfügung zu stellen, welcher eine geeignete Festigkeit und eine hohe Beständigkeit aufweist, und welcher ausgezeichnet ist in Bezug auf Schweißrißwiderstand und Widerstand gegen bevorzugte Korrosion, indem die Differenz des Mo-Gehalts zwischen dem Grundwerkstoff- und dem Schweiß gutanteil wie oben angezeigt spezifiziert wird.

Fünfzehn geschweißte Stahlrohre, von denen jedes einen Außen durchmesser von 96,52 cm mit einer Länge von 12 m aufwiesen, wurden aus einem Teststahl mit einer in Tabelle 5 gezeigten Zusammensetzung hergestellt. Jedes Rohr wurde mit einer Hoch cellulosetyp-Schweißelektrode mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 6 gürtelgeschweißt. Beim Schweißen wurden Schweißstäbe von 4,0 mm (für die ersten beiden Schichten) und 4,8 mm (für die dritte bis zur letzten Schicht) Durchmesser verwendet, und das Schweißen wurde mit einem Schweißstrom im Bereich von 100 bis 240 A bewirkt. Nach dem Schweißen wurde jedes Schweißgut der so hergestellten Rohre auf Festigkeit, Beständigkeit, Schweißrisse und selektive Korrosionsrate in Meerwasserumge bung (mit Durchblasen von CO₂) untersucht. Das Ergebnis ist in Tabelle 7 gezeigt.

Die Streckfestigkeit wurde unter Verwendung eines gemäß JIS Z2201 Nr. 3 (6 mm Durchmesser) spezifizierten Probe unter sucht, während die Beständigkeit auf der Basis der Absorp tionsenergie bei 0°C unter Verwendung einer gemäß JIS Z3128 Nr. 4 spezifizierten Probe untersucht wurde. Das Auftreten von Schweißrissen wurde durch Beobachtung von 5 Querschnitten des Rohres nach dem Schweißen bestimmt. Zur Messung der selektiven Korrosionsrate wurde ein Stahlrohr von 50 cm Länge mit einer Gürtelschweißzone verwendet. D.h., das Stahlrohr wurde mit synthetischem Meerwasser gefüllt, in welches CO₂-Gas geblasen wurde. Danach wurde die Differenz der Wanddicke zwischen dem Grundwerkstoff- und dem Schweißgutteil gemessen, um die selek tive Korrosionsrate zu bestimmen.

Ein Schweißgutteil, welches nicht selektiv korrodiert wurde, wird durch 0,0 mm/y in der Spalte "selektive Korrosionsrate" dargestellt.

Wie vorstehend im Detail beschrieben, ist es möglich, wenn ein Schweißen mit einer erfindungsgemäßen Hochcellulosetyp- Schweißelektrode ausgeführt wird, ein Schweißgutteil zu erhal ten, welches eine geeignete Festigkeit und eine hohe Bestän digkeit aufweist, und welches ausgezeichnet ist in Bezug auf Schweißrißwiderstand und Widerstand gegen bevorzugte Korro sion. Insbesondere ist es möglich, ein Gürtelschweißgutteil zu erhalten, welches im Verhältnis zum Grundwerkstoff wider standsfähig ist, selektiv korrodiert zu werden, und welches deshalb zum Schweißen von Rohrleitungen für den Transport von korrodierendem Erdöl und Erdgas geeignet ist.

Tabelle 1

Chemische Zusammensetzung der Test-Grundwerkstoffe (in Gew.-%)

Tabelle 4

Testergebnis

Tabelle 5

Tabelle 7

Claims

1. Gürtelschweißverfahren für ein Rohr, umfassend die Schritte:

- Schweißen eines Grundwerkstoffs, welcher, in Gew.-% 0,03 bis 0,15% C, 0,05 bis 0,50% Si, 0,50% bis 2,00% Mn und 0,005 bis 0,10 -% Al und Fe und unvermeidbare Verunreini gungen als Rest enthält,
- Verwenden einer mit hohem Celluloseanteil beschichtete Lichtbogenschweißelektrode mit einem Kerndraht aus einem Weichstahl oder schwachlegiertem Stahl und einem Überzugs schmelzmittel, welches hergestellt wurde durch Kneten eines Überzugsschmelzmittel-Ausgangsmaterials, welches Cellulose mit einem Bindemittel enthält, und Auftragen auf die Umfangsober fläche des Kerndrahts, wobei das Überzugsschmelzmittel, bezo gen auf die Gesamtmenge des Überzugsschmelzmittels, 0,1 bis 7,0% MgO, 7 bis 25% Eisenoxide (in FeO-Äquivalenten), S bis 19% TiO₂, 10 bis 30% SiO₂ und 5 bis 27% Mn enthält, der Kerndraht und/oder das Überzugsschmelzmittel, bezogen auf die Gesamtmenge der Schweißelektrode 0,06 bis 1,10 -00 Mo, enthält bzw. enthalten, und das Verhältnis des Gewichts des Überzugs schmelzmittels zu dem Gewicht der Schweißelektrode 0,10 bis 0,19 beträgt,

unter der Schweißbedingung, daß der Kerndraht der Elek trode einen Durchmesser von 3,2 bis 4,8 mm hat, der verwendete Strom von der Art der DCEP (Gleichstrom-Positivelektrode) ist, der Schweißstrom im Bereich von 90 bis 240 A liegt, die Schweißgeschwindigkeit 100 bis 450 mm/min beträgt und das Schweißen in allen Positionen als Abwärtsschweißen bewerkstel ligt wird,
wodurch eine Schweißzone erzeugt wird, die zusammenge setzt ist aus einem Schweißgut, welches, in Gew.-% 0,05 bis 0,20% C, 0,05 bis 0,45% Si, 0,50 bis 2,00% Mn und 0,03 bis 1,05% Mo und Fe und unvermeidbare Verunreinigungen als Rest enthält, wobei das Schweißgut zusätzlich 0,15 bis 2,00% Cu + Ni und/oder 0,0005 bis 0,0050% B enthält,
wobei der Gehalt der Verunreinigungen begrenzt ist auf 0,030% oder weniger P, 0,030% oder weniger S, 0,10% oder weniger Al, 0,050% oder weniger N, 0,10% oder weniger Nb, 0,10% oder weniger V, 0,10% oder weniger Ti, 1,00% oder we niger Cr, 0,0025% oder weniger Ca, 0,10% oder weniger O und 0,05% oder weniger Zr,
und wobei das Schweißgut so eingestellt ist, daß die Dif ferenz zwischen dem Mo-Gehalt (Mo)₁ im Schweißgut und dem Mo- Gehalt (Mo)₂ im Grundwerkstoff, d. h. ΔMo (= (Mo)₁-(Mo)₂ 0,03% oder mehr beträgt, und PCM 0,30% oder weniger beträgt, wobei PCM durch den folgenden Ausdruck definiert ist:
PCM =(C) + (Si)/30 + (Mn)/20 + (Cu)/20 + (Ni)/60 + (Cr)/20 + (Mo)/15 + (V)/10 + 5(B),
(hierbei bedeutet (M) einen Gehalt (in Gew.-%) einer Kom ponente M im Schweißgut).

2. Gürtelschweißverfahren für ein Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff zusätzlich min destens eine Komponente enthält, die aus der Gruppe 0,05 bis 2,0% Cu, 0,05 bis 2,0% Ni, 0,05 bis 2,0% Cr, 0,05 bis 1,0% Mo, 0,005 bis 0,20% Nb, 0,005 bis 0,20% V, 0,005 bis 0,20% Ti, 0,0005 bis 0,0020% B und 0,0005 bis 0,0050% Ca ausge wählt ist.

3. Gürtelschweißverfahren für ein Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißgut zusätzlich 0,15 bis 2,00% Cu + Ni und/oder 0,0005 bis 0,0050% B enthält.

4. Mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode, um fassend:
einen Kerndraht aus Weichstahl oder schwachlegiertem Stahl und ein Überzugsschmelzmittel, welches hergestellt wurde durch Kneten eines Überzugsschmelzmittel-Ausgangsmaterials, welches Cellulose mit einem Bindemittel enthält, und Auftra gen auf die Umfangsoberfläche des Kerndrahts, wobei das Über zugsschmelzmittel, bezogen auf die Gesamtmenge des Über zugsschmelzmittels 0,1 bis 7,0% MgO, 7 bis 25% Eisenoxide (in FeO-Äquivalenten), 8 bis 19% TiO₂, 10 bis 30% SiO₂ und 5 bis 27% Mn enthält, und der Kerndraht und/oder das Überzugs schmelzmittel, bezogen auf die Gesamtmenge der Schweißelek trode, 0,06 bis 1,10% Mo enthält, und das Verhältnis des Ge wichts des Überzugsschmelzmittels zu dem Gewicht der Schweiß elektrode 0,10 bis 0,19 beträgt.

5. Mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht und/oder das Überzugsschmelzmittel zusätzlich, bezogen auf die Gesamt menge der Schweißelektrode, 0,30 bis 2,00% Cu + Ni enthält und/oder das Überzugsschmelzmittel zusätzlich, bezogen auf die Gesamtmenge des Überzugsschmelzmittels, 0,05 bis 0,5% B ent hält.

6. Mit hohem Celluloseanteil beschichtete Elektrode gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mo-Gehalt um 0,06% oder mehr höher ist als der Mo-Gehalt des zu schweißenden Grundwerkstoffs.