DE2041050A1 - Abschmelzende Fuelldrahtelektrode fuer das Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(T 005) T 70/066 '

Sm/mc 18.8.1970

Abschmelzende FUlldrahteleketrode für das Lichtbogenschweißen _

Die Erfindung betrifft eine abschmelzende Fülldrahtelektrode für das Lichtbogenschweißen von Werkstücken aus Stahl mit einem Mantel aus Eisen oder einer Eisenlegierung.

Bekanntlich werden Werkstücke aus Stahl auf vielen technischen Anwendungsgebieten mit einem Rostschutz versehen. Bei diesen Rostschutzmitteln, die meist als Primer bezeichnet werden, sind im wesentlichen zwei Gruppen bekannt, nämlich die Eisenoxidprimer und die Zinkprimer.

■ Es ist ferner bekannt, daß beim Lichtbogenschweißen solcher ,, geprlmerter Werkstücke gewisse Schwierigkeiten-auftreten, für

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die vor allem bei der maschinellen Schweißung bisher keine Lusung bekanntgeworden ist, die sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht befriedigend wäre. Diese Schwierigkeiten bestehen in erster Linie in der starken Verdampfung und Qualmbildung, welche die Primerbestandteile hervorrufen und welche beim Schutzgasschweißen die Oleichmäßigkeit der Schutzgasatmosphäre stören und beim Unterpulverschweißen durch Beeinflußung der Schlackenkaverne die Entstehung einer glatten Oberfläche der Schweißnaht verhindern. Da die Lösungsmittel der Primer verschiedene Bestandteile, beispielsweise Wasserstoff, enthalten, die im Lichtbogen verdampfen, kann außerdem leicht eine unerwünschte Porosität im Schweißgut entstehen.

Die bekannten Lösungen zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten haben neben technischer Nachteile einen erheblichen Aufwand zur Folge und sind daher in wirtschaftlicher Hinsicht im allgemeinen nicht tragbar. So erfordert z.B. die mechanische Entfernung der Primerschichten vor der Schweißung einen zusätzlichen Aufwand, der vor allem bei großtechnischen Fertigungsstraßen, beispielsweise im Schiffsbau, keinesfalls akzeptiert werden kann. Es sind Jedoch auch schon sogenannte Schweißhilfsmittel bekanntgeworden, die auegehend von der bekannten Tatsache, daß der Einfluß von Wasserstoff bzw. von Feuchtigkeit durch Halogene, insbesondere durch Fluor bekämpft werden kann, fluorhaltige Bestandteile, insbesondere Fluorkohlenetoff-Ver-

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bindungen enthalten (DP 1190597). Es hat sich hierbei■ge-

• zeigt, daß diese Verbindungen auch in der Lage sind, die nachteilige Wirkung von Zinkdämpfen weitgehend zu unterdrucken.

j Die Anwendung solcher bei hohen Temperaturen zerfallenden : Halogenverbindungen, insbesondere Fluorkohlenstoff-Verbindungen, in der Praxis scheitert jedoch bisher stets daran, daß es äußerst schwierig ist, diese Verbindungen so in die Schweißhilfsmittel einzubringen, daß sie voll zur Wirkung kommen. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß ein homogenes Einbringen j der Fluorkohlenstoff-Verbindungen in das Schweißpulver für die I Unterpulverschweißung weder durch Mischen oder Einschmelzen, j noch durch Agglomerieren oder Aufspritzen in befriedigender

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ι Welse gelingt. Brauchbare Schweißergebnisse können beim Unteri pulverschweißen deshalb nur erzielt werden, wenn ein Vielfaches der an sich erforderlichen Menge dieser Verbindungen verwendet wird, was Jedoch bei dem hohen Preis dieser Verbindungen aus . wirtschaftlichen Gründen völlig untragbar ist und zudem auch auf Kosten anderer notwendiger Eigenschaften des Schweißpulvers, beispielsweise dessen Rieselfähigkeit, geht. Außerdem ; sind die beim Schweißen entstehenden Dämpfe giftig. Schließlich j verbietet sich eine gasförmige Zugabe dieser Verbindungen zum j Schutzgas beim Schutzgasschweißen durch die bei den notwendiger- ! weise hohen Konzentrationen auftretenden Vergiftungen der

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I umgebenden Atmosphäre.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für das Lichtbogenschweißen von Werkstücken aus Stahl, deren Oberflächen den Schwel 13 vor gang an sich störende Schichten aufweisen, zu finden, die sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Weise befriedigt.

Diese Aufgabe wird durch eine abschmelzende Fülldrahtelektrode

gelöst, deren Füllung mindestens teilweise aus einer oder mehreren bei hohen Temperaturen zerfallenden Halogenverbindungen besteht.

Der wesentliche Gedanke, der der Erfindung zugrunde liegt, besteht demnach darin, die an sich für den angestrebten Zweck bekannten Halogenverbindungen nicht, wie bei den bisherigen Vorschlägen, einem Schweißhilfsmittel, sondern dem Schweißzusatzwerkstoff selbst, d.h. der Elektrode, zuzugeben. Die technische und die wirtschaftliche Bedeutung, die diesem Erfindungsgedanken zukommt, besteht darin, daß die Verwendung einer, die Halogenverbindungen enthaltenden Fülldrahtelektrode wegen de* hierdurch möglich gleichmäßigen Einbringen« di*»er Verbindungen in dl« Schweißeohmelze zur Folg· hat, das wesentlich geringere Mengen der Halogenverbindungen ale ei bisher für möglioh gehalten wurde, bereits ausreichen, um dl« angestrebte Wirkung zu erzielen. Insbesondere ist die erfindungsgemäSe Art und Weise des Einsatzes der Halogenverbindungen mäg-

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j lieh, ohne in irgendeiner Weise die zur Anwendung kommenden j Schweißhilfsmittel - beim Schutzgasschweißen des Schutzgases, beim Unterpulverschweißen der Schweißpulver - zu stören.

Es hat sich gezeigt, daß bereits Mengen von 0,5 # des Gesamtgewichts der Elektrode an Halogenverbindungen ausreichen, um vollkommen befriedigende Ergebnisse zu erzielen. Bei Ver- *'.■*' g ' suchen, die wirksamen Fluorkohlenstoff-Verbindungen durch Agglomerieren an das Pulver zu binden, waren Über 2 Gew.% dieser Verbindungen im Schweißpulver notwendig, um überhaupt eine Wirkung zu erreichen. Der Anteil in bezug auf den wider- ! geschmolzenen Draht wäre noch höher. In Anbetracht der Stei- ; gerung der Kosten durch die Verwendung von teueren Halogen-*

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verbindungen an sich ist diese geringe Menge von 0,5 $ des Gesamtgewichts der Elektrode ein außergewöhnlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Elektrode, der vor allem dann in auffallender Weise in Erscheinung tritt, wenn die Halogenverbindungen ™ Fluorkohlenstoff-Verbindungen sind. Diese geringen Mengen der zur Anwendung kommenden Halogenverbindungen lassen zudem keine nennenswerte Vergiftung der Atmosphäre befürchten. Das Schutzgasschweißen unter Anwendung von Halogenverbindungen schließlich, das bisher wegen der Vergiftungsgefahr überhaupt nicht eingesetzt werden konnte, wird durch die erfiridungsgemäße Elektrode eret möglich.

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Die erfindungsgemäße Fülldrahtelektrode kann als Füllung ausschließlich bei hohen Temperaturen zerfallende Halogenverbindungen enthalten. Der Hohlraum der Fülldrahtelektrode kann dann sehr klein gehalten werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Füllung mit Vorteil auch Metalle in Pulverform zugegeben werden können, die der Desoxidation und/oder der Verfeinerung der Schweißguterstarrung dienen. Beispielsweise kann eine solche erfindungsgemäße Fülldrahtelektrode neben Halogenverbindungen eines oder mehrerer der Metalle Silizium, Aluminium, Titan, Niob, Mangan, Vanadium und Zirkon enthalten.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Elektrode sowohl beim Schutzgasschweißen als auch beim Unterpulverschweißen mit Erfolg eingesetzt werden. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens, nämlich die Halogenverbindungen nicht den Schweißhilfsmitteln, sondern den Schweißzusatzwerkstoffen zuzugeben, wurde in erfindungsgemäßer Weise für das Unterpulverschweißen ein Schweißverfahren entwickelt, das speziell auf die Verwendung von erfindungsgemäßen Elektroden zugeschnitten ist und die einwandfreie Beherrschung von Schweißvorgängen an Werkstücken, deren Oberfläche Schichten aufweist, die an sich den Schweißvorgang stören und fehlerhafte Schweißnähte verursachen, ermöglicht.

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Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere Elektroden hintereinander an der Nahtfuge entlanggeführt, wobei die erste oder die ersten Elektroden erfindungsgemäße FUlldrahtelektroden

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sind. Wenn beispielsweise drei Elektroden zum Einsatz kommen,

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ist die erste dieser Elektroden eine Fülldrahtelektrode, die als Füllung Halogenverbindungen enthält und u.a. der Beseitigung der störenden Schichten dient, während die folgenden Elektroden beliebige dem vorliegenden Zweck angepaßte Elektroden sind. Es hat sich gezeigt, daß mit diesem Verfahren ohne Schwierigkeiten und ohne verhergehende Bearbeitung der WerkstUckoberflächen in großtechnischem Maßstab Stahlbleche miteinander verschweißt werden können, die die verschiedenartigsten Schichten aufweisen können, überraschenderweise können mit diesem Verfahren nicht nur geprimerte oder verzinkte Bleche, sondern auch feuchte und rostige Bleche einwandfrei verschweißt werden.

; Dieses Verfahren ist vor allem für den Schiffsbau von großer • Bedeutung.

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Claims (5)

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   .5) Fülldrahtelektrode naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennztielmet» daβ die Halogenverbindungen Fluorkohlenstoff-Verbindungen »Ind.
4. 4) Fülldrahtelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet« dafl die Füllung Metalle enthält, die der Desoxidation und /oder der Verfeinerung der Schweißguterst arrung dienen.

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5. 5) Verfahren zum Unterpulverschweißen von Werkstücken,, deren Oberflächen Schichten aufweisen, die an sich den Schweißvorgang stören und fehlerhafte Schweißnähte verursachen,, beispielsweise Primerschichten oder Rostschichten, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elektroden hintereinander an der Nahtfuge entlanggeführt werden, von denen die erste oder die ersten FUlldrahtelektroden nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sind.

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