DE841030C

DE841030C - Schweisselektrode

Info

Publication number: DE841030C
Application number: DEM7602A
Authority: DE
Inventors: Pierre Emile Le Grand; Theodore Ephraim Kihlgren
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1949-11-22
Filing date: 1950-11-22
Publication date: 1952-06-09

Description

Schweißelektrode Schweißelektroden mit einem Kern aus einer Nickel-Kupfer-Legierung und einem das Flußmittel bildenden Mantel können für Auftragsschweißungen auf Stahl oder zum Verbinden von Nickel oder Nickel-Kupfer-Legierungen mit Stahl oder einem anderen Grundmetall mit hohem Eisenanteil verwendet werden. Jedoch hat bei dieser Verwendung das aufgebrachte Schweißmetall die Neigung, hart zu werden und Risse zu bilden und, selbst wenn keine Rißbildung auftritt, eine geringe Zähigkeit zu zeigen.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß bei der Herstellung von Aufträgen und Schweißnähten aus Nickel-Kupfer, die dehnbar und rißfrei sind, besonders nach Wärmebehandlungen zur Spannungsbeseitigung bei der gebräuchlichen Temperatur von 62o° C, von besonderer Wichtigkeit ist, den Kohlenstoffgehalt zu überwachen. Es wurde ferner festgestellt, daß, je höher der Eisengehalt des Auftrags-oder Schmelzmetalls ist, desto schädlicher die Wirkung des Kohlenstoffgehalts auf die Zähigkeit und Porenfreiheit des aufgebrachten Metalls wird.
Erfindungsgemäß ist diese Neigung dadurch wesentlich herabzusetzen oder ganz zu beseitigen, daß ein als Flußmittel dienender Mantel verwendet wird, der sich dem Gewicht nach wie folgt zusammensetzt 2o bis 4o Teile Calciumcarbonat, 5 bis 35 Teile Calciumfluorid, zo bis 35 Teile Kryolith, 2 bis 5 Teile Bentonit, 3 bis 12,5 Teile Niobium als Ferroniobium und einem im Wasser dispergierenden Bindemittel ohne 'oder mit bis zu 35 Teilen Titanoxyd, bis zu 8,5 Teilen Mangan als Ferromangan und bis zu 2 Teilen Titan als Ferrotitan.
Es ist ersichtlich, daß es sich hierbei um eine Kalk-Flußspat-Ummantelung handelt. In dieser hat das Calciumcarbonat die Aufgabe, den Kohlenstoffgehalt auf dem niedrigen Wert zu halten, der sich zwecks Erzielung von rißfreien, zähen Schweißungen als wichtig erwiesen hat. Obgleich die Wirkung nicht genau und vollständig festliegt, hat es den Anschein, daß komplexe Reaktionen im Spiele sind. Insbesondere wenn eine ausreichende Menge Calciumcarbonat vorhanden ist, wie es bei der oben angegebenen Ummantelung der Fall ist, treten anscheinend folgende Reaktionen auf:

CaCOg = CaO +- C02 und

C02+ C = 2C0.

Bei den Elektroden nach der Erfindung kann das Schweißmetall nur 0,05°/o Kohlenstoff enthalten, selbst wenn in dem Bindemittel genügend Kohlenstoff vorhanden ist, um theoretisch in dem Schweißmetall einen Kohlenstoffgehalt von o,2°/0 oder mehr zu ergeben.
Das Niobium ist in dem Mantel dazu bestimmt, Warmrisse des Schweißmetalls möglichst weitgehend zu verhindern. Es trägt ferner dazu bei, den Kohlenstoffgehalt herabzusetzen, dadurch, daß es den freien Kohlenstoff teilweise als Niobiumkarbid bindet. Gegebenenfalls kann das Niobium zum Teil oder gänzlich in dem Kern anstatt in dem Mantel enthalten sein.
Bezüglich des Kryoliths wurde festgestellt, daß es die Porenfreiheit des Schweißmetalls fördert, d. h. Porösität verringert oder hindert.
Das titanoxyd ist vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 35 Gewichtsteilen vorhanden, da festgestellt wurde, daß es die Stabilität des Lichtbogens während des Schweißens und die Eigenschaften der Schlacke verbessert.

Die bevorzugte Zusammensetzung des Mantels ist folgende:

Gewichtsteile

Calciumcarbonat . . . . . . . . . 26

Calciumflorid . . . . . . . . . . 16

Kryolith . . . . . . . . . . . 25

Titanoxyd . . . . . . . . . . 25

Ferromangan (85°% Mn) . . . . . 5

Bentonit . . . . . . . . . . . 3

Ferroniobium (5o% Nb) . . . . . 16

Natriumsilicat Bindemittel . J15

Invertzucker ' ' ' L 2,5

Wasser . . . . . . . . . . . . . 12

Das Wasser ist erforderlich, um eine Dispersion der Bestandteile des Bindemittels herzustellen und so eine Flüssigkeit zu erhalten, mittels der die anderen Bestandteile in einen Brei übergeführt werden. Dieser Brei wird vorzugsweise auf den Kerndraht durch eine Strangpresse aufgebracht und auf der Oberfläche des Drahtes durch Erhitzen bei einer Temperatur von 120 bis 29o° C getrocknet, wodurch; wie sich gezeigt hat, ein harter und haftender Überzug erzeugt wird, der gute Schweißeigenschaften besitzt und nicht sehr empfindlich gegen Beschädigung bei normaler Handhabung ist. Die Erfindung ist vor allem bei Kernen anwendbar, die 6o bis 7o°% Nickel und 2o bis 30°% Kupfer enthalten, sowie in erster Linie bei denjenigen, die zusätzlich eine geringe Menge Aluminium enthalten. Ein Beispiel eines solchen Kerndrahtes ist folgendes:

Kohlenstoff . . . o,io°/o

Eisen . . . . . . 0,70°/o

Mangan . . . 0,75°4

Silicium . . . . 0,25 %

Titan . . . . . . . o,50°%

Aluminium . . . 1,70°/o

Kupfer . . . . . 29,5

Nickel . . . . . Rest.

Für einen derartigen Kern und einen Mantel von der oben angegebenen bevorzugten Zusammensetzung haben sich die nachstehenden Drahtdurchmesser für den Kern und Außendurchmesser für die Elektrode als geeignet erwiesen für die Herstellung von porenfreien zähen Schweißungen und Aufträgen, die frei von Warmrissen und Porösität find, auf Stahl, legiertem Stahl von der Art des rostfreien Chromnickelstahles sowie auf ferritischem Nickelstahl:

Durchmesser des Außendurchmesser der

Kerndrahts ummantelten Elektrode-

0.093" = 2,33 mm 0,140" = 3,55 mm

0,125" = 3,i7 mm 0,190" = 4,82 mm

0,156" = 3,96 mm 0,220" = 5,58 mm

o,187" = 4,75 mm 0,26o" = 6,6o mm

0,250" = 6,35 mm 0,325" = 8,24 mm:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schweißelektrode mit einem Kern aus einer Nickel-Kupfer-Legierung und einem das Flußmittel bildenden Mantel auf Kalk-Flußspat-Grundlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel dem Gewicht nach 2o bis 4o Teile Calciumcarbonat, 5 bis 35 Teile Calciumfluorid, io bis 35 Teile Kryolith, 2 bis 5 Teile Bentonit, 3 bis 12,5 Teile Niobium als Ferroniobium und ein in Wasser dispergierendes Bindemittel ohne oder mit. bis zu 35 Teilen Titanoxyd bis zu 8,5 Teilen Mangan als Ferromangan und bis zu 2 Teilen Titan als Ferrotitan enthält.
2. Schweißelektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern 6o bis 7o% Nickel und 23 bis 3o% Kupfer enthält.
3. Schweißelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern außerdem Aluminium enthält.
4. Schweißelektrode nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel 5 bis 35 Teile Titanoxyd enthält.
5. Abwandlung der Schweißelektrode nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Niobium zum Teil oder ganz in dem Kern anstatt in dem Mantel enthalten ist,