DE1210101B

DE1210101B - Inert gas arc welding process

Info

Publication number: DE1210101B
Application number: DEY661A
Authority: DE
Inventors: Teiji Ito; Tsuguro Kikuno; Sadayoshi Morita; Takeshi Nishi
Original assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 1961-12-29
Filing date: 1962-12-19
Publication date: 1966-02-03
Also published as: GB1030675A; US3258842A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

BIBLIOTHEKLIBRARY

DES DEUTSCHEIiDES DEUTSCHEIi

PATENTiWtSPATENTiWtS

Int. α.:Int. α .:

B23kB23k

Deutsche KL: 21h-30/12 German KL: 21h-30/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

1210101
Y661VHId/21h
19. Dezember 1962
3. Februar 19661210101
Y661VHId / 21h
December 19, 1962
3rd February 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutzgaslichtbogenschweißen von Stahl.The present invention relates to a method for gas-shielded arc welding of steel.

Im allgemeinen wird beim Lichtbogenschweißen unter Schutzgas, das Stickstoff enthält, ein ungünstiges Ergebnis erzielt. Es entstehen gewöhnlich Poren im abgeschiedenen Metall, da der Stickstoff nicht in die Atmosphäre entweichen kann, wenn sich die Löslichkeit von Gasen in dem Schweißgut bei seinem Erstarren vermindert. Es wurde jedoch festgestellt, daß beim Bogenschweißen unter Schutzgas sich bessere Ergebnisse erzielen lassen, wenn dem Schutzgas Stickstoff zugemischt wird und gleichzeitig dem Schweißdraht ein metallisches Element zugegeben wird, das ein Nitrid bilden kann. Es bildet sich dann ein stabiles Nitrid dieses metallischen Elementes im abgeschiedenen Metall, das die Bildung von Poren verhütet und festes, zähes Schweißgut erzeugt.In general, arc welding under a protective gas containing nitrogen becomes an unfavorable one Result achieved. There are usually pores in the deposited metal because the nitrogen does not enter the Atmosphere can escape if the solubility of gases in the weld metal as it solidifies reduced. However, it has been found that arc welding under protective gas gives better results can be achieved if nitrogen is added to the protective gas and at the same time to the welding wire a metallic element capable of forming a nitride is added. A stable nitride then forms this metallic element in the deposited metal, which prevents the formation of pores and tough weld metal is generated.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, zähes, festes Schweißgut zu erhalten, das eine hohe Kerbzähigkeit aufweist, indem die Bildung eines Nitrides in der Schweißnaht bewirkt wird. Es ist insbesonders zum Schweißen von hochzugfesten Stählen und kaltzähen Stählen mit hoher Kerbzähigkeit geeignet.It is therefore the object of the present invention to obtain tough, strong weld metal that has a high Has notch toughness by causing the formation of a nitride in the weld seam. It is especially for welding high tensile steel and cold tough steel with high notch toughness suitable.

Die Erfindung besteht darin, daß man zusätzlich zu den gewöhnlichen Schweißzusatzwerkstoffen ein nitridbildendes Metall und Stickstoff während . des Schweißens an die Schweißstelle bringt, damit der Stickstoff mit dem Metall Nitrid bildet, das wenigstens teilweise in dem Schweißgut fein verteilt in fester Phase abgeschieden wird.The invention consists in that in addition to the usual welding consumables nitride-forming metal and nitrogen during. of welding brings to the welding point so that the Nitrogen with the metal forms nitride, which is at least partially finely distributed in solid in the weld metal Phase is deposited.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schutzgasbogenschweißung mit einem Schutzgas durchführen, das keinen Stickstoff enthalten muß, jedoch einen Schweißdraht mit einer Seele zu verwenden, die eines oder mehrere nitridbildende Metalle und/oder eine oder mehrere Legierungen davon in gepulverter Form und eine Substanz enthält, die gasförmigen Stickstoff abgibt, wenn sie in heißem Zustand ist, so daß sich das Nitrid dieses Metalls im abgeschiedenen Metall ausbilden kann. Ein Teil dieses Metallnitrides wird als eine feine, feste Phase im abgeschiedenen Metallteil während des Schweißens oder während einer anschließenden Wärmebehandlung abgelagert, wodurch ein zähes, festes Schweißgut erzielt wird.An expedient development of the present invention consists in an inert gas arc welding Carry out with a protective gas that does not have to contain nitrogen, but a welding wire with a To use a soul that contains one or more nitride-forming metals and / or one or more alloys of which in powder form and contains a substance that emits gaseous nitrogen when in is hot, so that the nitride of this metal can form in the deposited metal. Some of this metal nitride is deposited as a fine, solid phase in the metal part during the Welding or deposited during a subsequent heat treatment, creating a tough, strong Weld deposit is achieved.

Als Schutzgas kann ein inertes Gas, wie beispielsweise Argon, Helium, eine Mischung von Argon oder Helium mit Sauerstoff oder Kohlendioxyd, Kohlendioxyd oder eine Mischung von Kohlendioxyd und Sauerstoff verwendet werden.An inert gas such as argon, helium, a mixture of argon or Helium with oxygen or carbon dioxide, carbon dioxide or a mixture of carbon dioxide and Oxygen can be used.

Als nitridbildende Metalle können Aluminium, SchutzgaslichtbogenschweißverfahrenAluminum, inert gas arc welding processes can be used as nitride-forming metals

Anmelder:Applicant:

Yawata Iron & Steel Company, Ltd., TokioYawata Iron & Steel Company, Ltd., Tokyo

Vertreter:Representative:

Dr. F. Zumstein,Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. AssmannDipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,and Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4Patent Attorneys, Munich 2, Bräuhausstr. 4th

Als Erfinder benannt:
Sadayoshi Morita,
Teiji Ito,
Takeshi Nishi,
Tsuguro Kikuno, TokioNamed as inventor:
Sadayoshi Morita,
Teiji Ito,
Takeshi Nishi,
Tsuguro Kikuno, Tokyo

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 29. Dezember 1961 (48 065)Japan December 29, 1961 (48 065)

Titan, Zirkon, Beryllium, Columbium, Vanadium und Legierungen davon, allein oder in Mischung, verwendet werden.Titanium, zirconium, beryllium, columbium, vanadium and alloys thereof, alone or in admixture, are used will.

Als Substanzen, die in heißem Zustand Stickstoff abgeben, können Mangannitrid, Calciumnitrid, Molybdännitrid, Chromnitrid und Nitrate, wie beispielsweise Ca(NO₃)₂, verwendet werden.Manganese nitride, calcium nitride, molybdenum nitride, chromium nitride and nitrates such as Ca (NO ₃ ) ₂ can be used as substances which release nitrogen when hot.

Beim erfindungsgemäßen Lichtbogenschweißen kann jedes herkömmliche pulverförmige Flußmittel zusätzlich zum Schutzgas verwendet werden, so daß die Schweißbarkeit weiter erhöht werden kann.In the case of the arc welding according to the invention, any conventional powdery flux can also be used can be used for the protective gas, so that the weldability can be further increased.

Der Seele des Schweißdrahtes, die erfindungsgemäß verwendet wird, können weiter noch herkömmliche Legierungselemente, wie beispielsweise Nickel, Molybdän und Chrom, zugesetzt werden, um die Eigenschaften der Schweißung weiterzuverbessern.The core of the welding wire, which is used according to the invention, can also be conventional Alloying elements, such as nickel, molybdenum and chromium, are added to the properties to further improve the weld.

Das Schweißverfahren wird auf die gleiche Weise durchgeführt wie eine gewöhnliche Schutzgasschweißung. Es wird jedoch bevorzugt, den Gehalt an Metallin-The welding process is carried out in the same way as a normal inert gas welding. However, it is preferred to determine the content of metal

609 503/313609 503/313

trid im abgeschiedenen Metall praktisch innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 1,00 % ^zu halten. Beim Schweißen wird das nitridbildende Metall oder die nitridbildende Legierung, die im Schweißdraht enthalten ist, zusammen mit dem Schweißdraht durch die Hitze des Lichtbogens geschmolzen und bildet ein schmelzflüssiges Schweißbad zusammen mit dem zu schmelzenden Material, das gleichzeitig schmelzflüssig gemacht wird. Da gelöster Stickstoff vom Schutzgas oder von den Stickstoff abgebenden Substanzen, wie beispielsweise Mangannitrid, im schmelzflüssigen Bad gelöst ist, bildet das nitridbildene Metall oder die nitridbildende Legierung während des ZusammenÖießens des Bades ein Nitrid. Weiter wird unter dem Einfluß einer nachfolgenden Wärmebehandlung oder der Hitze des schmelzflüssigen Bades selbst ein Teil dieses Nitrides in feiner Form in der festen Phase abgeschieden. Daher weist das abgeschiedene Metall eine feine Struktur auf und besitzt eine hohe Zähigkeit und Festigkeit. ^to keep the deposited metal nitride practically within a range from 0.01 to 1.00%. During welding, the nitride-forming metal or alloy contained in the welding wire is melted together with the welding wire by the heat of the arc and forms a molten weld pool together with the material to be melted, which is made molten at the same time. Since dissolved nitrogen is dissolved in the molten bath by the protective gas or by the nitrogen-releasing substances, such as manganese nitride, the nitride-forming metal or the nitride-forming alloy forms a nitride as the bath melts together. Furthermore, under the influence of a subsequent heat treatment or the heat of the molten bath itself, part of this nitride is deposited in fine form in the solid phase. Therefore, the deposited metal has a fine structure and is high in toughness and strength.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. In den Beispielen 1 bis 3 werden drei Schweißdrähte verwendet, die folgende Zusammensetzung aufweisen:The following examples serve to explain the invention in more detail without restricting it. In Examples 1 to 3, three welding wires are used which have the following composition:

Tabelle 1
Chemische Zusammensetzungen der Schweißelektroden (Seele)Table 1
Chemical composition of the welding electrodes (core)

Schweiß
elektrodenSweat
electrodes CC. SiSi MnMn E
PE.
P. lemente in °
Selements in °
S. CuCu AlAl TiTi FeFe A
B
CA.
B.
C. 0,15
0,13
0,120.15
0.13
0.12 0,368
0,364
0,680.368
0.364
0.68 1,34
1,32
1,801.34
1.32
1.80 0,035
0,034
0,0100.035
0.034
0.010 0,024
0,024
0,0070.024
0.024
0.007 0,194
0,215
0,1500.194
0.215
0.150 0,55
0,340.55
0.34 0,52
0,230.52
0.23 Rest
Rest
Restrest
rest
rest BeispieExample 1 11 1

Ein kohlenstoffarmer, beruhigter Stahl für niedrige von 4% Stickstoff zum Schutzgas aus Kohlendioxyd Temperaturen wurde mit einer einzigen Schweiß- 25 verschweißt und dabei das Schutzgas mit einer Geschwindigkeit von 251 pro Minute zugeführt. Die chemische Zusammensetzung der Schweißnähte warA low-carbon, killed steel for as little as 4% nitrogen to the protective gas from carbon dioxide Temperatures was welded with a single welding 25 and thereby the protective gas at one speed fed at 251 per minute. The chemical composition of the welds was

auflage unter Verwendung jeder der Schweißelektroden A, B und C mit den in der Tabelle 1 gezeigten chemiusing each of welding electrodes A, B and C having the chemi shown in Table 1

schen Zusammensetzungen und durch Zumischen wie in Tabelle 2 gezeigt.chemical compositions and admixing as shown in Table 2.

TabelleTabel

Chemische Zusammensetzung einer einzigen Schweißauflage, die mit einem Kohlendioxyd-Stickstoff-Schutzgas auf einem kohlenstoffarmen beruhigten Stahl hergestellt warChemical composition of a single welding pad with a carbon dioxide-nitrogen protective gas was made on a low carbon killed steel

Schweiß
elektrodenSweat
electrodes CC. SiSi MnMn Elemei
AlElemei
Al ite in 7o
AlN J Tiite in 7o
AlN J Ti 0,14
0,05.0.14
0.05. TiNTiN FeFe A
B
CA.
B.
C. 0,10
0,10
0,080.10
0.10
0.08 0,26
0,24
0,480.26
0.24
0.48 1,08
1,10
1,411.08
1.10
1.41 0,16
0,110.16
0.11 0,043
0,0300.043
0.030 0,089
0,0810.089
0.081 Rest
Rest
Restrest
rest
rest

Zum Vergleich sei angeführt, daß beim Verschweißen von Stahl mit einer einzigen Schweißauflage unter Verwendung eines Lichtbogens mit Kohlendioxyd als Schutzgas und einer gewöhnlichen kohlenstoffarmen, silizium- und manganhaltigen Elektrode Poren erhalten wurden, wenn etwa 4% Stickstoff mit dem Kohlendioxydschutzgas vermischt waren. Jedoch bei Verwendung des Elektrodendrahtes A der Tabelle 1, der 0,55% Aluminium enthält, wurde festgestellt, daß keine Poren gebildet wurden, wenn bis 8% Stickstoff dem Schutzgas zugemischt waren. Ähnlich wurden beim Bogenschweißen mit Argon als Schutzgas und einem Schweißdraht, der kein Aluminium enthält, sogarmitnurl% Stickstoff im SchutzgasPoren erzeugt. Wenn jedoch der Schweißdraht A der Tabelle 1, der 0,55% Aluminium enthielt, verwendet wurde, wurden keine Poren erzeugt, bis 4% Stickstoff im Schutzgas vorhanden waren. Wenn eine Elektrode verwendet wurde, die Titan enthielt, das eine höhere Affinität gegenüber Stickstoff aufweist als Aluminium, dann war es möglich, die Stickstoffmenge, bei welcher keine Poren erzeugt wurden, zu erhöhen. So waren beispielsweise beim Lichtbogenschweißen unter Kohlendioxyd als Schutzgas mit dem Schweißdraht B der Tabelle 2, der 0,52% Titan enthielt, sogar wenn bis zu 12% Stickstoff dem Kohlendioxyd zugemischt wurden, keine Poren feststellbar. Bs ist daher ersichtlich, daß die Bindung des Stickstoffes an ein nitridbildendes Element, beispielsweise Aluminium oder Titan, wirksam ist, die Ausbildung von Poren zu verhüten, wenn gasförmiger Stickstoff dem Schutzgas zugemischt wird.For comparison, it should be noted that when welding steel with a single welding pad under Using an arc with carbon dioxide as the shielding gas and an ordinary low-carbon one, silicon- and manganese-containing electrode pores were obtained when about 4% nitrogen was mixed with the Carbon dioxide protective gas were mixed. However, when using electrode wire A from Table 1, containing 0.55% aluminum, it was found that no pores were formed if up to 8% Nitrogen were mixed with the protective gas. Similar results were found in arc welding with argon as the shielding gas and a welding wire that does not contain aluminum, even with only 1% nitrogen in the protective gas, generates pores. However, when the welding wire A of Table 1 containing 0.55% aluminum was used, no pores were created until 4% nitrogen was present in the protective gas. If an electrode was used that contained titanium, which was higher Has affinity for nitrogen than aluminum, then it was possible to control the amount of nitrogen at which no pores were created to increase. For example, they were exposed to carbon dioxide during arc welding as a protective gas with the welding wire B of Table 2, which contained 0.52% titanium, even if Up to 12% nitrogen was added to the carbon dioxide, no pores detectable. It can therefore be seen that that the bond of nitrogen to a nitride-forming element, for example aluminum or Titanium, is effective in preventing the formation of pores when gaseous nitrogen is added to the protective gas is admixed.

Die Stähle der Schweißungen mit den chemischen Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind, nach Luftkühlung von 900⁰C herunter und eine Schweißung, die unter Verwendung der Elektrode C, jedoch nur mitKohlendioxyd als Schutzgas, hergestellt war, hatten die folgenden mechanischen Eigenschaften:The steels of the welds with the chemical compositions as shown in Table 2, run-after air-cooling of 900 ⁰ C and a weld which, however mitKohlendioxyd was prepared as a protective gas, using the electrode C only had the following mechanical properties:

TabelleTabel

Mechanische Eigenschaften einer Emzelaufiäge-Lichtbögenschweißung, die unter Verwendung von Kohlendioxyd—Stickstoff als Schutzgas hergestellt waffenMechanical properties of a single-line arc welding, weapons manufactured using carbon dioxide and nitrogen as a protective gas

Zugfestigkeittensile strenght FließgrenzeYield point Dehnungstrain Querschnitts
verminderungCross-sectional
reduction Schlägfe
mkgBeats
mkg stigkeit,
/cm² strength,
/ cm ² Chärpyprüfung
mit V^Kerbe
VTrI 5 VTrsChärpy examination
with V ^ notch
VTrI 5 VTrs °C° C kg/mm² kg / mm ² kg/mm² kg / mm ² °/o° / o °/o° / o -6O⁰C-6O ⁰ C Ö°CÖ ° C ⁰C ⁰ C <-60<-60 AA. 59,659.6 50,150.1 36_S736 _S 7 69,069.0 9,09.0 20,320.3 <-60<-60 <-60<-60 BB. 62,762.7 56,156.1 34_ä534 _§ 5 66,366.3 11,111.1 22,222.2 <-60<-60 <-60<-60 CC. 68,368.3 58,858.8 33,033.0 65,765.7 9,99.9 22,622.6 <-60<-60 -10-10 CC. 61,861.8 53,253.2 30,130.1 62,662.6 1,11.1 19,119.1 -46-46

Die Elektroden C und C haben die gleiche chemische Zusammensetzung. In der Tabelle wird jedoch zwischen C und C unterschieden, da C die mechanischen Eigenschaften bei Verwendung dieser Elektrode und Anwendung von Kohlendioxyd—Stickstoff als Schutzgas angibt, während in der Zeüe C die mechanischen Eigenschaften bei Verwendung der gleichen Elektrodenseele, jedoch unter Anwendung von Kohlendioxyd als Schutzgas allein angegeben sind.The electrodes C and C have the same chemical composition. In the table, however, a distinction is made between C and C, because C is the mechanical properties when using this electrode and using carbon dioxide-nitrogen indicates the protective gas, while in line C the mechanical properties when using the same electrode core, but are given using carbon dioxide as the protective gas alone.

Beim Vergleich mit der Schweißung, die unter 20 bei welchem Nitrid in der Schweißnaht erzeugt wird,When comparing with the weld that is generated below 20 at which nitride in the weld,

Verwendung von Kohlendioxyd allein als Schutzgas bemerkenswert. Bei der mikroskopischen UntersuchungUse of carbon dioxide alone as protective gas is remarkable. On microscopic examination

für den Lichtbogen hergestellt war, sind die Verbesse- des Stahls der Schweißnaht wurde festgestellt, daßfor the arc was made, the reinforcements are the steel the weld was found to be

rungen in der Kerbzähigkeit durch das Verfahren, sich eine sehr feine Struktur ausgebildet hatte.the notch toughness due to the process, a very fine structure had developed.

Beispiel 2Example 2

Eine Vielschichtschweißtmg wurde hergestellt, wobei des Metalls der Schweißstellen und des Metalls einerA multilayer weld was made, with the metal of the welds and the metal one

jeder der Schweißdrähte A, B und C zum Bogen- Schweißstelle, das mit einem Schweißdraht C und nureach of the welding wires A, B and C to the arc welding point, that with a welding wire C and only

schweißen unter Kohlendioxyd—Stickstoff als Schutz- Kohlendioxyd als Schutzgas hergestellt war, warenwelding under carbon dioxide - nitrogen as protective - carbon dioxide as protective gas was produced

gas verwendet wurde. Die mechanischen Eigenschaf ten 30 wie folgt:gas was used. The mechanical properties 30 as follows:

TabelleTabel

Mechanische Eigenschaften einer Vielschichtschweißung, die mittels eines Lichtbogens und Kohlendioxyd-—Stickstoff als Schutzgas hergestellt warenMechanical properties of a multi-layer weld produced by means of an electric arc and carbon dioxide - nitrogen as a protective gas

Zugfestigkeittensile strenght FließgrenzeYield point Dehnungstrain V4 UCi al/JUULL Ho"
VerminderungV4 UCi al / JUULL Ho "
reduction Schlagfestigkeit,Impact resistance, /ciö² / ciö ² CharpyprüfungCharpy examination Kerbe
VTfsscore
VTfs kg/mm² kg / mm ² kg/mm² kg / mm ² °/o° / o °/o° / o mkgmkg 0⁰C0 ⁰ C mit V-
VTrISwith V-
VTrIS °C° C 60,260.2 51,051.0 35,235.2 67,967.9 —6O⁰C-6O ⁰ C 18,518.5 °C° C <-60<-60 AA. 64,164.1 57,957.9 33,333.3 66,866.8 6,86.8 19,219.2 <-60<-60 <-60<-60 BB. 67,867.8 57,857.8 32,932.9 63,463.4 9,49.4 19,619.6 <-60<-60 <-60<-60 CC. 64,764.7 54,954.9 28,528.5 60,360.3 7,67.6 11,211.2 <-60<-60 -18-18 CC. 1,81.8 -50-50

C bedeutet die mechanischen Eigenschaften bei Verwendung der gleichen Elektrode C, jedoch unter Verwendung von Argon allein als Schutzgas. C means the mechanical properties when using the same electrode C, but using argon alone as protective gas.

Die mechanischen Eigenschaften des Stahls der Schweißung sind das Ergebnis des gleichen Schweißverfahrens, wie es im Beispiel 1 verwendet wurde, und der Wärmebehandlung, die durch die Hitze des Lichtbogens hervorgerufen war, die der Bildung der nächsten Schicht der Schweißung diente. Dieser Stahl weist ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auf, weil er einer normalisierenden Wirkung wegen der Hitze der übereinander gebildeten Schichten unterzogen worden war. Bei einer solchen Schweißung waren die mechanischen Eigenschaften einer Schweißnaht, die mittels eines Bogens erzeugt war, bei dem kein Stickstoff dem Schutzgas zugemischt war, schlechter.The mechanical properties of the steel of the weld are the result of the same welding process, as used in Example 1, and the heat treatment caused by the heat of the Arc was caused, which was used to form the next layer of the weld. This steel has excellent mechanical properties because it has a normalizing effect because of the Heat of the layers formed on top of one another. With such a weld were the mechanical properties of a weld produced by means of an arc in which no nitrogen was mixed with the protective gas, worse.

SS Eine Vielschichtsehweißung wurde durchgeführt, Wobei jeder der Schweißdrähte A, B und C in Tabelle 1 verwendet, jedoch 4% Stickstoff in Argon als Schutzgas angewandt wurde und dieses mit einer Menge von 25 1 pro Minute zugefügt wurde. Die mechanischen Eigenschaften der Schweißungen sind in Tabelle 5 wiedergegeben, wobei die Schweißung C mit dem Schweißdraht C und reinem Argon als Schützgas hergestellt war. Die mechanischen Eigenschaften dieser Schweißungen waren, wie auch im obigen Beispiel 2, ausgezeichnet und überlegen den Schweißungen, die ohne Stickstoffzumischung im Schutzgas hergestellt waren.SS Multi-layer welding was performed, with each of welding wires A, B and C in Table 1 used, but 4% nitrogen in argon was used as protective gas and this with a lot of 25 liters per minute was added. The mechanical properties of the welds are given in Table 5 reproduced, the weld C with the welding wire C and pure argon as protective gas was made. The mechanical properties of these welds were as in the above Example 2, excellent and superior to the welds made without nitrogen admixture in the protective gas were manufactured.

TabelleTabel

Mechanische Eigenschaften von Vielschichtschweißungen, die mit Argon—Stickstoff als Schutzgas nachdem Lichtbogenverfahren hergestellt sindMechanical properties of multi-layer welds made with argon-nitrogen as a shielding gas using the arc process

Zugfestigkeittensile strenght FließgrenzeYield point Dehnungstrain veiminderungreduction Schlagfestigkeit,Impact resistance, /cm² / cm ² CharpyprüfungCharpy examination °C° C kg/mm² kg / mm ² kg/mm² kg / mm ² °/o° / o %% mkgmkg 0°C0 ° C mit V-Kerbe
VTrI 5 VTrswith V-notch
VTrI 5 VTrs <-60<-60 63,463.4 55,255.2 37,137.1 68,368.3 —60° C-60 ° C 25,925.9 °C° C <-60<-60 AA. 66,766.7 58,858.8 36,036.0 67,167.1 10,210.2 25,425.4 <-60<-60 <-60<-60 BB. 72,072.0 63,963.9 34,534.5 66,866.8 13,713.7 23,823.8 <-60<-60 <-60<-60 CC. 69,169.1 60,560.5 26,426.4 61,361.3 11,411.4 14,514.5 <-60<-60 CC. 3,83.8 <-60<-60

C bedeutet, daß nur gewöhnliches Argon als Schutzgas verwendet wurde.C means that only ordinary argon was used as protective gas.

B eis piB ice pi

Eine Seelenelektrode wurde hergestellt, indem eine hohle Seele mit einem Außendurchmesser von 3,2 mm, die durch Biegen eines sehr weichen Stahlbleches gebildet war; mit einem Pulver gefüllt, das durch Mischen von 0 5% Aluminium, 0,3% Titan und Mangannitrid in genügender Menge zur Bildung der Nitride von Aluminium und Titan durch Stickstoffentwicklung, zusammen mit Ferrosilicium und Ferro-A core electrode was made by inserting a hollow core with an outer diameter of 3.2 mm, which was formed by bending a very soft steel sheet; filled with a powder that through Mixing 0.5% aluminum, 0.3% titanium and manganese nitride in sufficient quantities to form the Nitrides of aluminum and titanium through nitrogen evolution, together with ferrosilicon and ferrous

el 4 mangan als Desoxydationsmittel und einem Flußmittel zur- Verbesserung der Bearbeitbarkeit, hergestellt war. Eine Einzelauflagenschweißung und eine Vielschichtschweißung wurden mittels eines Schutzgasbogens hergestellt. Als Schutzgas wurde Kohlendioxyd allein mit, einer Menge von 201 pro Minutezugeführt. DiechemischenZusammensetzungenundmechanischen Eigenschaften der Schweißungen sind in Tabelle 6 angegeben.el 4 manganese as a deoxidizer and a flux to improve workability. A single layer weld and a multi-layer weld were produced by means of an inert gas arc. Carbon dioxide alone was used as the protective gas with, fed at an amount of 201 per minute. The chemical compositions and mechanical Properties of the welds are given in Table 6.

TabelleTabel

Chemische Zusammensetzungen (in Prozent) und mechanische Eigenschaften der Schweißungen, die unter Verwendung einer besonders angefertigten Hohlseele hergestellt warenChemical compositions (in percent) and mechanical properties of the welds that were made using a specially designed hollow core

CC. SiSi MnMn AlAl TiTi AlNAlN TiNTiN FeFe Einzelauflagenschweißung Single layer welding 0,08
0,110.08
0.11 0,35
0,420.35
0.42 1,27
1,361.27
1.36 0,13
0,220.13
0.22 0,06
0,100.06
0.10 0,037
0,0320.037
0.032 0,062
0,0680.062
0.068 Rest
Restrest
rest Vielschichtschweißung Multi-layer welding

Zugfestigkeit kg/mm² Tensile strength kg / mm ²

Fließgrenze Yield point

kg/mm² kg / mm ²

Dehnung Querschnittsverminderung Elongation reduction in cross-section

Schlagfestigkeit,Impact resistance,

mkg/cm² —6O⁰C 0°Cmkg / cm ² -6O ⁰ C 0 ° C

Charpyprüfung Charpy examination

VTr 15VTr 15

Einzelauflagenschweißung
Vielschichtschweißung ...Single layer welding
Multi-layer welding ...

63,5 67,263.5 67.2

54,7 59,154.7 59.1

60,4
58,260.4
58.2

7,6
5,47.6
5.4

17,4 18,317.4 18.3

<-60 <-60<-60 <-60

Es ist zu ersehen, daß die gleiche Wirkung, wie sie in den Beispielen 1 und 2 erzeugt wurde, mit einem Lichtbogen unter Kohlendioxyd als Schutzgas und einer Hohlseele als Schweißdraht erzielt wird, die nitridbildende Elemente und eine Stickstoff abgebende Verbindung enthält.It can be seen that the same effect as produced in Examples 1 and 2 with a Arc is achieved under carbon dioxide as a protective gas and a hollow core as welding wire, which Contains nitride-forming elements and a nitrogen-releasing compound.

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

1. Verfahren zum Schutzgas-Lichtbogenschweißen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zu den gewöhnlichen Schweißzusatzwerkstoffen ein nitridbildendes Metall und Stickstoff während des Schweißens an die Schweißstelle bringt, damit der Stickstoff mit dem Metall Nitrid bildet, das wenigstens teilweise in dem Schweißgut fein verteilt in fester Phase abgeschieden wird.1. A method for gas-shielded arc welding of steel, characterized in that that in addition to the usual welding consumables, a nitride-forming metal and brings nitrogen to the welding point during welding, so that the nitrogen with the Metal forms nitride, which is at least partially finely distributed in the solid phase deposited in the weld metal will.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nitridbildendes Metall Aluminium, Titan, Zirkon, Beryllium, Columbium, Vanadium und Legierungen dieser Metalle, allein oder in Mischung, verwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the nitride-forming metal is aluminum, Titanium, zirconium, beryllium, columbium, vanadium and alloys of these metals, alone or in Mixture, can be used.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Stickstoff der Schweißung mit dem Schutzgas zugeführt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that in a known manner Nitrogen is fed to the weld with the shielding gas.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff der Schweißung durch eine abschmelzende Elektrode zugeführt wird, deren Bestandteile beim Erhitzen Stickstoff liefern.4. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen of the weld through a consumable electrode is fed, the components of which are nitrogen when heated deliver.

5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Stickstoff lieferndes Material Mangannitrid, Calciumnitrid, Molybdännitrid, Chromnitrid, allein oder in Mischung, und/oder die Nitrate der vorstehend erwähnten Metalle verwendet werden.5. Electrode according to claim 4, characterized in that the nitrogen supplying material Manganese nitride, calcium nitride, molybdenum nitride, chromium nitride, alone or in a mixture, and / or the nitrates of the aforementioned metals can be used.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das nitridbildende Metall der Schweißstelle durch deine abschmelzende Elektrode zugeführt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that in a known manner nitride-forming metal is fed to the welding point through your consumable electrode.

7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0,55% Aluminium enthält.7. Electrode according to claim 6, characterized in that the core wire is 0.55% aluminum contains.

8. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0,52 % Titan enthält.8. Electrode according to claim 6, characterized in that the core wire contains 0.52% titanium.

9. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndraht 0,34% Aluminium und 0,23 % Titan enthält.9. Electrode according to claim 6, characterized in that the core wire 0.34% aluminum and contains 0.23% titanium.

10. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenseele ein Pulver aus Aluminium, Titan und Mangannitrid enthält.10. Electrode according to claim 6, characterized in that the electrode core consists of a powder Contains aluminum, titanium and manganese nitride.

11. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als nitridbildendes Metall Aluminium, Titan, Zirkon, Beryllium, Niob und/oder Vanadium und/oder Legierungen dieser Metalle enthält.11. Electrode according to claim 6, characterized in that it is aluminum as the nitride-forming metal, Titanium, zirconium, beryllium, niobium and / or vanadium and / or alloys of these metals contains.

12. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen dem Gewicht nach aus 0,15% C, 0,368% Si, 1,34% Mn, 0,035% P, 0,024% S, 0,194% Cu, 0,55% Al und als Rest aus Eisen besteht.12. Electrode according to claim 6, characterized in that it is substantially weight after of 0.15% C, 0.368% Si, 1.34% Mn, 0.035% P, 0.024% S, 0.194% Cu, 0.55% Al and the remainder consists of iron.

13. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen dem Gewicht nach aus 0,13% C, 0,364% Si, 1,32% Mn, 0,034% P, 0,024% S, 0,215% Cu, 0,52% Ti und als Rest aus Eisen besteht.13. Electrode according to claim 6, characterized in that it is substantially weight after of 0.13% C, 0.364% Si, 1.32% Mn, 0.034% P, 0.024% S, 0.215% Cu, 0.52% Ti and the remainder consists of iron.

14. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen dem Gewicht nach aus 0,12% C, 0,68% Si, 1,80% Mn, 0,010% P, 0,007%S, 0,150%Cu, 0,34%Al, 0,23%Ti und als Rest aus Eisen besteht.14. Electrode according to claim 6, characterized in that it is essentially by weight of 0.12% C, 0.68% Si, 1.80% Mn, 0.010% P, 0.007% S, 0.150% Cu, 0.34% Al, 0.23% Ti and the remainder consists of iron.

15. Elektrode nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenseele15. Electrode according to claims 4 and 6, characterized in that the electrode core

ίοίο

als nitridbildendes Metall Al, Ti, Zr, Be, Nb und/oder V oder deren Legierungen enthält sowie ein Material, das beim Erhitzen Stickstoff abgibt, wobei dieses Material Mangannitrid, Calciumnitrid, Molybdännitird und/oder Chromnitrid oder igendein Nitrat ist.contains as nitride-forming metal Al, Ti, Zr, Be, Nb and / or V or their alloys and a material that gives off nitrogen when heated, this material being manganese nitride, calcium nitride, Molybdenum nitride and / or chromium nitride or igen is nitrate.

16. Elektrode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen dem Gewicht nach aus 0,08 % C, 0,35 % Si, 1,27 % Mn, 0,13% Al, 0,06% Ti, 0,037% AlN, 0,062% TiN und als Rest aus Eisen besteht.16. Electrode according to claim 15, characterized in that it is essentially the Weight after of 0.08% C, 0.35% Si, 1.27% Mn, 0.13% Al, 0.06% Ti, 0.037% AlN, 0.062% TiN and the remainder consists of iron.

17. Elektrode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen dem Gewicht nach aus 0,11 % C, 0,42 % Si, 1,36 % Mn, 0,22% Al, 0,10% Ti, 0,032% AlN, 0,068% TiN und als Rest aus Eisen besteht.17. Electrode according to claim 15, characterized in that it is essentially the Weight after of 0.11% C, 0.42% Si, 1.36% Mn, 0.22% Al, 0.10% Ti, 0.032% AlN, 0.068% TiN and the remainder consists of iron.

In Betracht gezogene Druckschriften:
so Deutsche Patentschrift Nr. 496 337;Considered publications:
see German Patent No. 496 337;

österreichische Patentschrift Nr. 174 268;
USA.-Patentschriften Nr. 2 142 045, 2 851 581,
988 627;Austrian Patent No. 174 268;
U.S. Patents Nos. 2,142,045, 2,851,581,
988 627;

William M. Conn, Die Technische Physik der Lichtbogenschweißung, Berlin—München, 1959, S. 211/212;William M. Conn, The Technical Physics of Arc Welding, Berlin-Munich, 1959, p. 211/212;

T. N ο r e n, Werkstoffkunde für die Lichtbogenschweißung von Eisen und Stahl, Solingen, 1955, S. 37; K. L. Zeyen und W. Lohmann, Schweißen der Eisenwerkstoffe, Düsseldorf, 1948, S. 75 bis 77.T. N ο r e n, materials science for the arc welding of iron and steel, Solingen, 1955, p. 37; K. L. Zeyen and W. Lohmann, welding der Eisenwerkstoffe, Düsseldorf, 1948, pp. 75 to 77.