DE2164892A1

DE2164892A1 - Electrode wire with flux core for arc welding without air exclusion

Info

Publication number: DE2164892A1
Application number: DE19712164892
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Tokai Shizuoka; Tsurumi Yoshikazu; Machida Tokio; Matsumoto Tadashi Yokohama Kanagawa; Aoki Shiro Machida Tokio; Morinaga Osamu Yokohama Kanagawa; Asai (Japan)
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1972-07-13
Also published as: DE2164892B2; NL7118140A; GB1375999A; BE777502A

Description

"Elektrodendraht mit Flußmittelkern für das Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß""Electrode wire with flux core for arc welding without air exclusion "

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Flußmittelkern versehenen Elektrodendraht, der beim Schweißen von Stahlteilen ermöglicht, einen automatischen oder halbautomatischen Schweißvorgang an der Luft durchzuführen, ohne daß ein Gas oder Flußmittel zum äußeren Abschluß beim Lichtbogenschweißen zugeführt werden muß.The invention relates to a flux core Electrode wire that enables an automatic or semi-automatic welding process when welding steel parts to be carried out in air without a gas or flux being supplied for external sealing during arc welding must become.

Wenn das Lichtbogenschweißen an der Luft unter Verwendung eines blanken Drahts durchgeführt wird, so dringt eine große Menge an Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft in den geschmolzenen Stahl ein und führt zur Bildung von Poren und macht das Schweißmetall spröde. TJm das Schweißen an der Atmosphäre unter Verwendung eines mit üTußmittelkern versehenen Elektrodendrahtes zu ermöglichen, sollte das Flußmittel folgenden Bedingungen genügen: When the arc welding is carried out in the air using a bare wire, a large amount penetrates Oxygen and nitrogen from the air enter the molten steel, creating pores and making the weld metal brittle. TJm welding in the atmosphere using a flux-cored electrode wire the flux should meet the following conditions:

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1) Es muß eine Lichtbogen-abschließende Wirkung aufweisen,1) It must have an arc-sealing effect,

2) Es muß eine Schlacken-bildende Wirkung aufweisen,2) It must have a slag-forming effect,

3) Es muß eine desoxydierende und Stickstoff-bindende Wirkung aufweisen,3) It must be deoxidizing and nitrogen-binding Have an effect,

4) Es muß eine den Lichtbogen stabilisierende Wirkung haben, und4) It must have an arc stabilizing effect, and

5) Es muß die Qualität des eingeschweißten Metalls gewährleisten. 5) It must guarantee the quality of the welded metal.

Diese Forderungen werden erfindungsgemäß durch einen Elektrodendraht mit einem Flußmittel spezieller Zusammensetzung erfüllt.According to the invention, these requirements are met by an electrode wire met with a flux of a special composition.

Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrodendraht mit Flußmittelkern für das automatische oder halbautomatische Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er ein pulverförmiges Flußmittel aufweist, daß 10 bis 30 $ einer Magnesium-Aluminium-Legierung, 40 bis 80 # Metallfluorid und 2 bis 20 $> Mangan enthält.The invention relates to an electrode wire with a flux core for automatic or semi-automatic arc welding without air exclusion, which is characterized in that it has a powdery flux that contains 10 to 30 $ of a magnesium-aluminum alloy, 40 to 80 # of metal fluoride and 2 to 20 $ $> Contains manganese.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung enthält das pulverförmige Flußmittel zusätzlich 5 bis 25 # eines anderen Metallpulvers als Mg-Al-Legierung, 1 bis 20 # eines Metallcarbonats, 0,5 bis 10 $> eines komplexen Fluoride oder 0 bis 30 f Metalloxyd oder mehrere dieser Bestandteile. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Flußmittel 10 bis 40 Gewichtsprozent des gesamten Drahtes.In a special embodiment of the invention, the powdery flux additionally contains 5 to 25 # of a metal powder other than Mg-Al alloy, 1 to 20 # of a metal carbonate, 0.5 to 10 $ of a complex fluoride or 0 to 30 f metal oxide or more of these components. The proportion of flux is preferably 10 to 40 percent by weight of the total wire.

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Bei dem erfindungsgemäßen Elektrodendraht werden die genannten Wirkungen 1) und 2) durch Verwendung eines Metallfluorids gewährleistet, das vorherrschend aus Flußspat (CaFp) besteht. Ein Fluorid, wie CaFp, verflüchtigt sich in der Wärme des Lichtbogens leicht unter Bildung eines Gases, welches den Lichtbogen abschließt und geht dabei zum Teil in ein Metalloxyd, wie CaO über, welches gemeinsam mit der Mg-Al-Legierung Schlacke bildet, wodurch gute Verarbeitbarkeit erzielt wird, wie nachstehend ausgeführt wird. Da die so gebildete Schlacke basisch ist, hat diese Schlacke außerdem die Tendenz, die mechanischen Eigenschaften des eingeschweißten Metalls zu verbessern. Durch die Untersuchungen der Anmelderin wurde nachgewiesen, daß andere Fluoride als CaFp, wie NaF, KF, AlF, und MgFp ebenfalls eine Abschlußwirkung haben, daß diese Fluoride jedoch keine merkliche Wirkung als schlackenbildendes Mittel zeigen, wie CaFg. Andererseits zeigt jedoch die Zugabe einer geringen Menge eines Alkalimetallfluorids, wie NaF und KF, eine lichtbogenstabilisierende Wirkung. Es wurde außerdem gefunden, daß die Schlagzähigkeit des eingeschweißten Metalls durch Verwendung von LiF und spezieller, komplexer Metallfluoride, verbessert wird. Dies wird im einzelnen nachstehend ausgeführt. Obwohl Ilmenit und Rutil, die gewöhnlich als Hauptbestandteile eines schlackenbildenden Mittels in Schweißstäben für das Schweißen von Hand verwendet werden, Wirkung als schlackenbildendes Mittel zeigen, haben sie Nachteile, wie schlechte lichtbogenabschließende Wirkung, sie werden durch die stark entgasenden Elemente, wie Al und Mg leicht reduziert,In the electrode wire of the present invention, the aforementioned effects 1) and 2) are achieved by using a metal fluoride ensures that it consists predominantly of fluorspar (CaFp). A fluoride, such as CaFp, evaporates in the heat of the Arc easily with the formation of a gas, which closes the arc and partly goes into a metal oxide, like CaO about, which is common with the Mg-Al alloy Forms slag, thereby achieving good processability, as set out below. As the slag thus formed is basic, this slag also has a tendency to improve the mechanical properties of the welded metal. The applicant's investigations have shown that fluorides other than CaFp, such as NaF, KF, AlF, and MgFp also have a final effect, but these fluorides have no noticeable effect as slagging agents show how CaFg. On the other hand, however, shows the addition of a small amount of an alkali metal fluoride, such as NaF and KF, an arc stabilizing effect. It was also found that the impact strength of the welded metal by using LiF and special, complex metal fluorides. This is detailed below executed. Although ilmenite and rutile, which are commonly used as the main components of a slag-forming agent in welding rods used for welding by hand, show effect as a slag-forming agent, they have disadvantages such as poor arc-sealing effect, they are slightly reduced by the strongly degassing elements such as Al and Mg,

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wodurch in dem Schweißmetall der Titangehalt außerordentlich stark ansteigt. Aus diesem Grund sind sie für die erfindungsgemäße Schweißmethode ungeeignet. Calciumcarbonat kann ebenfalls nicht als Hauptbestandteil für die Zwecke der Erfindung verwendet werden, weil es den Lichtbogen instabil macht und wegen der Reduktion von CO₂ in Gegenwart von Al und Mg den Kohlenstoffgehalt des Schweißmetalls erhöht, wenn auch das durch die Wärme des Lichtbogens entwickelte gasförmige COp eine den Lichtbogen abschließende Wirkung aufweist und auch eine gewisse schlackenbildende Wirkung erwartet werden kann.as a result of which the titanium content in the weld metal increases extremely sharply. For this reason, they are unsuitable for the welding method according to the invention. Calcium carbonate cannot be used as the main component for the purposes of the invention either because it makes the arc unstable and _{increases the carbon content of the weld metal due to the reduction of CO 2} in the presence of Al and Mg, albeit the gaseous COp evolved by the heat of the arc has a final effect on the arc and a certain slag-forming effect can also be expected.

Anschließend ist festzustellen, daß CaF₂ stm wirksamsten die !Funktionen 1) und 2) zeigt. Gleichzeitig kann festgestellt werden, daß Calciumcarbonat, All¹,, MgP₂* Ki¹ und andere Bestandteile als Hilfsstoffe verwendet werden können, wenn sie auch keine Hauptkomponenten zum Regeln der Schlackenqualität und zur Lichtbogenstabilisierung darstellen.It can then be determined that CaF ₂ shows the functions 1) and 2) most effectively. At the same time it can be stated that calcium carbonate, All ¹ ,, MgP ₂ * Ki ¹ and other constituents can be used as auxiliaries, even if they are not the main components for regulating the slag quality and for arc stabilization.

Die itesoxydierende und stickstoffbindende Wirkung gemäß 3) ist erfindungsgemäß von sehr großer Wichtigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Schweißverfahren wird der Lichtbogen durch die Verwendung eines Fluoride, wie CaF₂, in der angegebenen Weise unter Luftabschluß gehalten; der Ausschluß von Luft ist jedoch nicht vollständig und es kann daher, verglichen mit anderen Schweißmethoden, ein großer Anteil an Sauerstoff und Stickstoff in den geschmolzenen Stahl eindringen, wodurch in dem aufgeschweißten Metall Poren auftreten und dessen mechanische The itesoxidizing and nitrogen-binding effect according to 3) is very important according to the invention. In the welding process according to the invention, the arc is kept under exclusion of air in the manner indicated _{by using a fluoride such as CaF 2;} however, the exclusion of air is not complete and, compared with other welding methods, a large proportion of oxygen and nitrogen can penetrate into the molten steel, as a result of which pores appear in the welded metal and its mechanical properties

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Eigenschaften, insbesondere die Zähigkeit, verschlechtert werden.Properties, particularly toughness, are deteriorated.

Es ist daher erforderlich, um die störende Wirkung von Sauerstoff und Stickstoff auszuschalten, sie durch Zugabe von Elementen, wie Ca, Mg, Ti, Zr und Al, die ihnen gegenüber hohe Affinität zeigen, als Oxyd oder Nitrid zu binden oder wenn möglich, als Schlacke zu entfernen. Unter diesen Elementen ist mit Ca und Mg keine ausreichend wirksame Desoxydation und Denitridation zu erwarten, weil diese Metalle in dem Lichtbogen durch Oxydation augenblicklich verbraucht werden. Ti und Zr verhindern zwar das Auftreten von Poren, sie werden .aber in dem Lichtbogen unter Bildung von Schlacke als TiO und ZrOp oxydiert, so daß die Pluidität der Schlacke in Kombination mit Metallfluorid, wie CaFp ^al^ß Hauptbestandteil, sehr schlecht wird. Dadurch wird das Aussehen der Schlacke, das Ablösen der Schlacke und die gesamte Schweiß-Bearbeitbarkeit verschlechtert und darüber hinaus wird das aufgeschweißte Metall sehr spröde, wenn diese Elemente in großer Menge einlegiert werden. Sie können daher nicht in unnötig großer Menge verwendet werden. Im Gegensatz dazu hat Al im allgemeinen nur einen geringen Einfluß auf die Sprödigkeit des ein- _t geschweißten Metalls, wenn auch eine relativ große Menge davon erforderlich ist, um das Auftreten von Poren su verhindern. Als Ergebnis der erfindungsgemäß durchgeführten Untersuchungen wurde festgestellt, daß die Schlagzähigkeit inIt is therefore necessary, in order to eliminate the disruptive effects of oxygen and nitrogen, to bind them as oxide or nitride or, if possible, as an oxide or nitride by adding elements such as Ca, Mg, Ti, Zr and Al, which show a high affinity for them Remove slag. Among these elements, deoxidation and denitridation are not expected to be sufficiently effective with Ca and Mg, because these metals are instantly consumed in the arc by oxidation. While Ti and Zr prevent the occurrence of pores, they will .but oxidized in the electric arc to form slag as TiO and ZrOp so that the Pluidität the slag in combination with metal fluoride such as CAFP ^a l ^ß main ingredient, is very poor. This deteriorates the appearance of the slag, the peeling of the slag and the overall weld workability, and moreover, the welded metal becomes very brittle when these elements are alloyed in a large amount. Therefore, they cannot be used in an unnecessarily large amount. In contrast, Al has to prevent su generally only a small effect on the brittleness of one _t welded metal, although a relatively large amount of it is needed to prevent the occurrence of pores. As a result of the investigations carried out according to the invention, it was found that the impact strength in

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diesem lall bei einem ausreichend hohen Wert gehalten kann, wenn ein Element, wie Ni oder Mn zugesetzt wird, das zum Stabilisieren von Austenit befähigt ist, Ferner wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß eine sehr große Wirkung erzielt werden kann, wenn Al nicht für sich, sondern gemeinsam mit Mg zugesetzt wird. Diese Elemente werden in Form einer Mg-Al-Legierung in Form eines Pulvers in den Draht eingefüllt. Die Wirkung ist darin begründet, daß bei Zugabe von Aluminium als Legierung mit Magnesium, Magnesium im Lichtbogen bevorzugt oxydiert wird und Aluminium in den geschmolzenen Stahl übergeht, ohne durch Oxydation wesentlich verbraucht zu werden. Der Aluminiumgehalt des Schweißmetalls wird daher überraschend erhöht und der Abschluß gegenüber der Atmosphäre kann in guter Wirksamkeit durch den hohen Dampfdruck von Magnesium in dem Lichtbogen erzielt werden. Gleichzeitig gebildete Oxyde von Magnesium und Aluminium gehen in die Schlacke über und bilden eine Schlacke, die zusammen mit dem CaF₂ gute Verarbeitbarkeit zeigt. Durch die Erfindung wird daher nicht nur die Wirksamkeit des Luftausschlusses, sondern auch das Aussehen der Schweißraupe verbessert. Die letztgenannte Wirkung ist nicht zu übersehen. Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.this can be kept at a sufficiently high value if an element capable of stabilizing austenite such as Ni or Mn is added. Further, according to the present invention, it has been found that a very great effect can be obtained when Al is not by itself but is added together with Mg. These elements are filled into the wire in the form of a Mg-Al alloy in the form of a powder. The effect is based on the fact that when aluminum is added as an alloy with magnesium, magnesium is preferentially oxidized in the arc and aluminum passes into the molten steel without being significantly consumed by oxidation. The aluminum content of the weld metal is therefore surprisingly increased and the seal against the atmosphere can be achieved with good effectiveness through the high vapor pressure of magnesium in the arc. Oxides of magnesium and aluminum formed at the same time pass into the slag and form a slag which, together with the CaF _2, shows good processability. The invention therefore not only improves the effectiveness of the air exclusion, but also the appearance of the weld bead. The latter effect cannot be overlooked. The invention is described below with reference to the accompanying drawings.

In diesen Zeichnungen bedeutenIn these drawings mean

Figur 1 eine Zeichnung, welche die Querschnittsform verschiedener Arten von Schweißdraht zeigt, die in den BeispielenFig. 1 is a drawing showing the cross-sectional shape of various types of welding wire used in Examples

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dieser Erfindung verwendet werden. Dabei steht Figur 1 A für die Beispiele 3 und 5, Figur 1 B für Beispiel 12, Figur 1 C für die Beispiele 1, 7, 8, 9 und das ■Vergleichsbeispiel und Figur 1 D für die Beispiele 2, 4, 6, 10 und 11» Figur 2 ist eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Stickstoffgehalt und dem Wert der Kerbschlagzähigkeit nach Charpy beim Test des Schweißmetalls. Figur 3 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen dem Aluminiumgehalt und dem Stickstoffgehalt des Schweißmetalls in dem Schweißtest zeigt, der mit auf einer Stahlplatte angeordneten Schweißraupen durchgeführt wurde·of this invention can be used. FIG. 1 A stands for Examples 3 and 5, FIG. 1 B for Example 12, FIG 1 C for Examples 1, 7, 8, 9 and the ■ comparative example and Figure 1D for Examples 2, 4, 6, 10 and 11 »Figure 2 is a graph showing the relationship between the nitrogen content and the Charpy impact strength value in the test of the weld metal. Figure 3 is a graph showing the relationship between aluminum content and nitrogen content of the weld metal in the welding test carried out with weld beads arranged on a steel plate became·

Figur 4 ist die graphische Darstellung, die den Einfluß der zugesetzten Menge an Ig - Al-Legierung auf den Stickstoffgehalt und den Wert der Kerbschlagzähigkeit nach Charpy sowie auf das Auftreten von Poren beim Test des Sehweißmetalls zeigteFIG. 4 is the graph showing the influence of the amount of Ig - Al alloy added on the nitrogen content and the value of Charpy impact strength and the appearance of pores in the test of the white metal showed

Figur b ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung der Mg-Al-Legierung mit dem Wert der Schlagzähigkeit nach Charpy sowie mit dem Auftreten von Poren beim Test des Schweißmetalls zeigte Figuren 6, 7 und 8 sind graphische Darstellungen, die den Einfluß der zulegierten Menge eines dritten Metalls auf den Wert der Schlagzähigkeit beim Test des Schweißmetalls zeigen. Figur 9 ist eine graphische Darstellung, in der die Schlagzähigkeit nach dem Schweißmetalltest der Beispiele 1 bis und des Vergleichsbeispiels verglichen wirdoFig. B is a graph showing the relationship between the composition of the Mg-Al alloy and the Charpy impact resistance value and the occurrence of pores in the test of the weld metal. Figs. 6, 7 and 8 are graphs showing the influence the added amount of a third metal point to the value of the impact strength in the test of the weld metal. Fig. 9 is a graph comparing the impact resistance according to the weld metal test of Examples 1 to 4 and Comparative Example

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Figur 10 ist eine graphische Darstellung, welche die Wirkung der Zugabe von LiF auf den Wert der Schlagzähigkeit nach Gharpy in dem Test des Schweißmetalls der Beispiele 8 und 9 zeigteFigure 10 is a graph showing the effect of the addition of LiF on the impact value Gharpy in the test of the weld metal of Examples 8 and 9 showed

Figur 11 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die Ergebnisse, die bei der Analyse des Stickstoffgehalts der Schweißmetalle erzielt wurden»FIG. 11 shows the results in the form of a graph, obtained from the analysis of the nitrogen content of the weld metals »

In Figur 1 zeigt Bezugsziffer 1 den Metallmantel und Bezugsziffer 2 das in das Mantelmetallgehäuse gefüllte Flußmitteipulver OIn FIG. 1, reference number 1 shows the metal jacket and reference number 2 shows the flux powder filled into the jacket metal housing O

Wie aus dem in Figur '$ gezeigten Zusammenhang zwischen dem Aluminium- und Stickstoffgehalt des geschmolzenen Metalls ersichtlich ist, erhöht sich der Gesamtstickstoffgehalt mit einer Erhöhung des Anteils an Aluminium, erreicht ein Maximum bei etwa 0,2 % Al und vermindert sich dann. Die als AlN gebundene Stickstoffmenge erhöht sich von einem Gehalt an 0_t2 % Al an mit dem Anstieg des Aluminiumgehalts rasch, und erreicht bei einem Aluminiumgehalt von etwa 0,6 % Al fast den Wert des.Gesamtstickstoffs. Andererseits verschwinden die Poren in der Schweißraupe vollständig, wenn der Anteil an Al mehr als etwa 0,6 % beträgt_o Es ist daher ersichtlich, daß in dem Schweißstahl mehr als 0,6 % Aluminium vorliegen sollte, damit das Auftreten von Poren vollständig vermieden wird. Aus dem Ergebnis, daß die Menge des als AlN gebundenen Stickstoffes nahezu gleich der Menge des Gesamtstickstoffes ist, wenn der Aluminiumgehalt mehr als 0,6 > beträgt, ist ersichtlich, daß fast der gesamte in den geschmolzenen StahlAs the molten metal is seen from the example shown in Figure '$ relationship between the aluminum and nitrogen content, the total nitrogen content increased with an increase of the proportion of aluminum, reaches a maximum at about 0.2% Al, and then decreases. The bound as AlN amount of nitrogen increases by a content of 0 _t 2% Al with the increase of the aluminum content rapidly and almost achieved with an aluminum content of about 0.6% Al the value des.Gesamtstickstoffs. On the other hand, the pores disappear completely in the weld bead, when the proportion of Al is more than about 0.6% _o It is therefore apparent that should be present in the aluminum welding steel more than 0.6%, so that the occurrence of pores is completely avoided . From the result that the amount of nitrogen bound as AlN is almost equal to the amount of total nitrogen when the aluminum content is more than 0.6>, it can be seen that almost all of it is in the molten steel

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eindiffundierte Stickstoff durch Al gebunden wird, wenn mehr als 0,6 % Al vorliegt, so daß keine freien Stickstoffmoleküle verbleiben, die Poren bilden_o Es kann angenommen werden, daß der Maximalwert des Gesamtstickstoffes bei 0,2 % Al dadurch zustande kommt, daß Stickstoff durch das außerordentlich starke Auftreten von Poren in die Atmosphäre entweicht, wenn der Aluminiumgehalt weniger als 0,2 % beträgt, so daß die in dem Schweißmetall verbleibende Menge des Stickstoffs vermindert wird. Wenn der Anteil an Aluminium ansteigt, so Wird das Auftreten von Poren im allgemeinen schwierig, weil in diesem Pail die Viskosität des geschmolzenen Stahls erhöht wird, ein Teil des Stickstoffes durch Al gebunden wird und die Menge an freiem Stickstoff, welche die Porenbildung verursachen kann, vermindert wird. Obwohl der Anteil an Gesamtstickstoff\ der in dem Schweißmetall verbleibt, sich aufgrund der Bindung des Stickstoffes durch Al erhöht, wird angenommen, daß andererseits der Anteil an Gesamtstickstoff durch die den Lichtbogen abschließende Wirkung von Magnesium vermindert wird, während sein Anteil erhöht wird, da Magnesium als Mg-Al-Legierung zugesetzt wird, wenn der Anteil an Al größer als 0,2 % wird.diffused nitrogen is bound by Al if more than 0.6 % Al is present, so that no free nitrogen molecules remain that form pores _o It can be assumed that the maximum value of the total nitrogen at 0.2 % Al is due to nitrogen due to the excessive occurrence of pores in the atmosphere, when the aluminum content is less than 0.2% , so that the amount of nitrogen remaining in the weld metal is reduced. As the proportion of aluminum increases, the occurrence of pores generally becomes difficult because in this pail the viscosity of the molten steel is increased, some of the nitrogen is bound by Al and the amount of free nitrogen which can cause pore formation. is decreased. Although the proportion of total nitrogen remains \ in the weld metal is increased by Al due to binding of nitrogen, it is assumed that on the other hand, the proportion of total nitrogen is reduced by the arc final effect of magnesium, while its proportion is increased as magnesium is added as a Mg-Al alloy when the proportion of Al is greater than 0.2 % .

Eine weitere Ursache für das Auftreten von Poren ist Sauerstoff. Sauerstoff wird durch Oxydation vollständig aufgebraucht, wenn mehr als 0,1 % Al zugesetzt wirdp Dies entspricht dem allgemeinen Fachwissen bei der Stahlherstellung. Bs ist daher ausreichend, nur die Bindung des StickstoffesAnother cause of the appearance of pores is oxygen. Oxygen is completely consumed by oxidation if more than 0.1 % Al is added.This corresponds to general technical knowledge in steel production. Bs is therefore sufficient, only the binding of nitrogen

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bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erläutern.to explain in the method according to the invention.

Wie aus* Tabelle 1 ersichtlich ist, steigt der Aluminiumgehalt in dem Schweißmetall höchstens auf 0,5 % an, selbst wenn metallisches Aluminium oder lerroaluminium für sich oder gemeinsam mit Magnesium bis zu einem Mischungsverhältnis von 30 % des Flußmittels zugesetzt wird· Es ist schwierig, nach dieser Methode eine ausreichende Menge an Al zuzugeben, um das Auftreten von Poren in dem Schweißmetall zu verhindern. Um einen so hohen Anteil an Aluminium in das Schweißmetall einzulegieren, sollte eine Mg-Al-Legierung verwendet werden. Durch Verwendung einer Mg-Al-Legierung, wie in den Versuchen Nr. 11, 12, 13, 14 und 15 in Tabelle 1, ist es möglich, den Aluminiumgehalt in dem Schweißmetall auf mehr ajs 0,b % zu erhöhen und das Auftreten von Poren zu verhindern.As can be seen from * Table 1, the aluminum content in the weld metal increases to at most 0.5% even if metallic aluminum or ferroaluminum is added by itself or together with magnesium up to a mixing ratio of 30 % of the flux. It is difficult to add a sufficient amount of Al by this method to prevent pores from occurring in the weld metal. In order to alloy such a high proportion of aluminum into the weld metal, a Mg-Al alloy should be used. By using a Mg-Al alloy as in Tests Nos. 11, 12, 13, 14 and 15 in Table 1, it is possible to increase the aluminum content in the weld metal to more than 0.1 % and the occurrence of Prevent pores.

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!Tabelle 1!Table 1

MischungsverhältnisMixing ratio

Nr. Mg-Al- Mg
legierungNo. Mg-Al-Mg
alloy

metallisches Ferro-Al aluminium Ali¹, MgP₂ Ferro-Silizi Metallic Ferro-Al aluminum Ali ¹ , MgP ₂ Ferro-Silizi

Silizium (45# Si) Silicon (45 # Si)

Ferromangan (7596 Mn) Ferromanganese (7596 Mn)

11 1717th 88th 3030th 3030th 6363 22 2020th 1212th 20 .20th 2020th 7373 N>N> VjJPrevious year 2020th 1212th 1212th 6666 σ
CDσ
CD 44th 2525th 1616 1212th 7373 COCO 55 3030th 1616 1212th 7373 coco 66th 1212th 1212th 7272 OO 77th 1212th 4040 r—*r— * 88th 6565 mm 99 5050 1010 2424 5757 1111 7676 1212th 7676 1313th 6060 1414th 6868 1515th 6363

1515th

1616

33 44th 33 44th 44th 33 44th 33 44th 44th 33 44th 33 44th 33 44th 33 44th 33 44th 44th 44th 33 44th 33 44th

Nr.No.

Test mit auf Stahlplatte angeordneter Schlacken- Schweißraupe Test with a slag weld bead arranged on a steel plate

strahlen chemische Bestandteile des Schweiß-emit chemical components of the welding

eindring! metalls (*) penetrate! metals (*)

testtest

Si Mn Al T. N.Si Mn Al T. N.

11 2020th 22 titi 33 titi 44th t!t! 55 I!I! 66th titi 77th IlIl 88th titi 99 IlIl 1010 IlIl 1111 ItIt 1212th ItIt 1313th IlIl 1414th titi 1515th ItIt

ahlreichabundant e 0,1e 0.1 0,10.1 0,50.5 0,30.3 0,0520.052 ItIt 0,10.1 0,10.1 0,40.4 0,10.1 0,0610.061 ItIt 0,10.1 Spu
renSpu
ren 0,60.6 0,50.5 0,0530.053 titi 0,10.1 0,10.1 0,50.5 0,30.3 0,0580.058 titi 0,10.1 0,10.1 0,50.5 0,50.5 0,0580.058 ttdd 0,10.1 Spu
renSpu
ren 0,50.5 0,50.5 0,0500.050 ItIt 0,10.1 0,10.1 0,60.6 0,50.5 0,0450.045 ttdd 0,10.1 0,10.1 0,50.5 0,50.5 0,0440.044 ItIt 0,10.1 0,10.1 0,50.5 0,50.5 0,0410.041 ItIt 0,10.1 0,10.1 0,50.5 0,50.5 0,0480.048 keineno 0,10.1 0,20.2 0,70.7 0,60.6 0,0370.037 IlIl 0,10.1 0,10.1 0,70.7 0,90.9 0,0360.036 ttdd
ItIt 0,1
0,10.1
0.1 Spu
ren
0,2Spu
ren
0.2 0,7
0,80.7
0.8 1,0
1,21.0
1.2 0,032
O,o350.032
O, o35 ItIt 0,10.1 0,20.2 0,90.9 1,51.5 0,0340.034

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Anmerkungen: 1) Bedingungen des Tests mit auf StahlplatteNotes: 1) Conditions of the test with on steel plate

angeordneter Schweißraupe: Grundelement (master member)! SS 41? Schweißstromstärke: 400 A; Lichtbogenspannung: 26 bis 35 V» Schweißgeschwindigkeit: 20 cm/minj Überstand: 30 mm_o arranged weld bead: basic element (master member)! SS 41? Welding current: 400 A; Arc voltage: 26 to 35 V »welding speed: 20 cm / minj projection: 30 mm _{or similar}

2) Höntgenstrahleneindringtest: Das Ergebnis zeigt die Anzahl von Poren bei einer Schweißraupenlänge von 230 mm in dem Test mit auf Stahlplatte angeordneter Schweißraupe β2) Höntgen radiation penetration test: the result shows the number of pores with a weld bead length of 230 mm in the test Steel plate arranged weld bead β

3) Die verwendete Mg-Al-Legierung hatte einen Gehalt an 40 % Mg; das Ferroaluminium hatte einen Gehalt an 75 % Al»3) The Mg-Al alloy used had a content of 40 % Mg; the ferroaluminum had a content of 75 % Al »

Wenn jedoch das Schweißmetall einen so hohen Gehalt an Aluminium aufweist, so sind die mechanischen Eigenschaften des Schweißmetalls nicht immer zufriedenstellend, insbesondere zeigen die Dehnbarkeit oder Duktilität und die Schlagzähigkeit verschlechterte Werte. Es ist daher erforderlich, diese Eigenschaften durch Zusatz anderer Elemente zu verbessern. Der Einfluß der Zugabe des dritten Legierungselements auf die Schlagzähigkeit ist in Figur 7 gezeigt. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, wird durch Zugabe von Ni und Mn der Wert der Schlagzähigkeit wirksam verbessert, während Go, Gr und Mo keine Wirkung haben.However, when the weld metal has such a high content of aluminum, the mechanical properties of the Welding metal is not always satisfactory, particularly showing the ductility or ductility and the impact resistance deteriorated values. It is therefore necessary to improve these properties by adding other elements. The influence of the addition of the third alloying element on the impact strength is shown in FIG. How out of this Figure can be seen, by adding Ni and Mn the Impact resistance value effectively improved, while Go, Gr and Mo have no effect.

Wie bereits erwähnt, kann ein Elektrodendraht für das Lichtbogenschweißen an der Atmosphäre, der ausgezeichneteAs mentioned earlier, an electrode wire can be used for arc welding in the atmosphere, the excellent

Verarbeitbarkeit, Lichtbogenstabilität, kein Verspritzen oder Zerstäuben zeigt und mit dem eine Schweißraupe mit gutem Aussehen und mit gutem Verhalten im Hinblick auf Ab- ' schälen erzielt wird, und der keine Porenbildung bewirkt und dem Schweißmetall ausgezeichnete mechanische Eigenschaften verleiht, durch Verwendung eines Metallfluorids, wie CaF₂, einer Mg-Al-Legierung und eines Legierungselements, als Flußmittelfüllung, hergestellt werden. Was das Mischungsverhältnis von CaFp ι das hier als Beispiel für das Fluorid steht, zu der Mg-Al-Legierung anbetrifft, ist, wie in Figur 2 gezeigt wird, die Verwendung von 40 bis 80 % CaF₂ geeignetö Wenn der Anteil an CaF₂ weniger als 40 % beträgt, so wird die Wirkung des Lichtbogenabschlusses und die Menge der gebildeten Schlacke vermindert, wodurch Poren entstehen und die Schweißraupe verschlechtert wird. Wenn der Anteil an CaF₂ mehr als 80 % beträgt, so sind die Anteile der Magnesium-Aluminium-Legierung und der später genannten Legierungselemente unzureichend, so daß das Auftreten von Poren und die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften verursacht wird. Da ein erhöhter Anteil an CaF₂ auch den Lichtbogen außerordentlich instabil macht, sollte auch aus diesem Grund die obere Grenze für den Gehalt an CaF₂ 80 °ß> betragen. Y/ie andererseits aus Figur 4 hervorgeht, beträgt der optimale Bereich für den Zusatz der Magnesium-Aluminium-Legierung 10 bis 30 %. Wenn der Anteil an Mg-Al-Legierung weniger als 10 % beträgt, so wird die Stickstoffbindung unzureichend und es werden Poren gebildetj wenn der Anteil mehr als 30 % beträgt, so wird der Anteil an Al inShows workability, arc stability, no spattering or sputtering and with which a weld bead with good appearance and with good peeling behavior and which does not cause pore formation and gives the weld metal excellent mechanical properties, by using a metal fluoride such as CaF ₂ , a Mg-Al alloy and an alloying element, as a flux filling, can be produced. As far as the mixing ratio of CaFp ι, which is an example of the fluoride, to the Mg-Al alloy is concerned, as shown in FIG. 2, the use of 40 to 80 % CaF _{2 is} suitable if the proportion of CaF _{2 is} less is more than 40%, the effect of the arc termination and the amount of slag formed are reduced, whereby pores are formed and the weld bead is deteriorated. If the proportion of CaF _{2 is} more than 80 % , the proportions of the magnesium-aluminum alloy and the alloying elements mentioned later are insufficient, so that the occurrence of pores and the deterioration in mechanical properties are caused. Since an increased proportion of CaF ₂ also makes the arc extremely unstable, the upper limit for the CaF ₂ content should also be 80 ° β> for this reason. On the other hand, as shown in FIG. 4, the optimum range for the addition of the magnesium-aluminum alloy is 10 to 30 %. If the content of the Mg-Al alloy is less than 10%, the nitrogen bonding becomes insufficient and pores are formed; if the content is more than 30 % , the content of Al becomes in

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dem Schweißmetall in unerwünschter Weise erhöht und die mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Wert der Schlagzähigkeit, werden verschlechtert. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, eignet sich für den erfindungsgemäßen Seelendraht eine Mg-Al-Legierung mit 30 bis 70 % Al. Da der Anteil an Mg unzureichend wird, wenn mehr als 70 fö Al vorliegen, wird auch der Wert für Al in dem Schweißmetall vermindert und die Desoxydation und Stickstoffbindung ist unzureichend. Wenn weniger als 50 % Al vorliegen, so wird der Anteil an Al in dem aufgeschweißten Metall unzureichend, die Desoxydation und Denitridation ist nicht zufriedenstellend und es werden Poren gebildet. Legierungen außerhalb dieses Bereiches können daher nicht verwendet werden»the weld metal is undesirably increased and the mechanical properties, in particular the value of the impact strength, are impaired. As can be seen from FIG. 5, a Mg-Al alloy with 30 to 70 % Al is suitable for the core wire according to the invention. Since the content of Mg becomes insufficient if it is more than 70 fö Al, the value of Al in the weld metal is also decreased and deoxidation and nitrogen fixation are insufficient. If Al is less than 50%, the amount of Al in the welded metal becomes insufficient, deoxidation and denitridation are unsatisfactory, and pores are formed. Alloys outside this range can therefore not be used »

Experimentell wird festgestellt, daß die Korngröße der Mg-Al-Legierung innerhalb des angegebenen Bereiches der Zusammensetzung einen bemerkenswerten Einfluß auf das Auftreten von Poren und auf die mechanischen Eigenschaften, insbesondere den Wert der Schlagzähigkeit nach Charpy, des aufgeschweißten Metalls hat.It is found experimentally that the grain size of the Mg-Al alloy within the specified range of the composition has a remarkable influence on the occurrence of Pores and the mechanical properties, especially the value of the Charpy impact strength, of the welded-on Metal has.

Dieser Zusammenhang ist in Figur 6 gezeigt. Bei Verwendung einer Legierung mit einem Gehalt an 60 % Mg und 40 fo Al sind der Spannungsbereich des Schweißlichtbogens und der Wert der Kerbschlagzähigkeit nach Gharpy bei & C des aufgeschweißten Metalls bei variierendem Mischungsverhältnis eines feinen Mg-Al-Legierungspulvers einer Korngröße von weniger als 0,074 mm (entsprechend einem Sieb von 200 Maschen proThis relationship is shown in FIG. When using an alloy with a content of 60 % Mg and 40 fo Al, the voltage range of the welding arc and the value of the Gharpy notched impact strength at & C of the welded metal with a varying mixing ratio of a fine Mg-Al alloy powder with a grain size of less than 0.074 mm (corresponding to a sieve of 200 meshes per

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Zoll) gezeigte Avis dieser i'igur ist ersichtlich, daß zwar der C^arpy-Wert durch Erhöhen der Zusatzmenge an Mg-Al-Legierung einer Korngröße von weniger als 0*074 mm verbessert wird, daß jedoch der Bereich der Lichtbogenspannung erniedrigt wird«, Wenn der Anteil 70 % überschreitet, wird das Auftreten von Poren sehr stark. Andererseits wird zwar der Bereich der Lichtbogenspannung vergrößert, wenn der Anteil weniger als 10 % beträgt, der Charpy-Wert wird jedoch außerordentlich vermindert« Aus diesem Grund beträgt der geeignete Bereich für den Anteil an feinem Pulver einer Korngröße von weniger als 0,074 mm 10 bis 70 %<> Inch) Avis of this i'igur it can be seen that although the C ^ arpy value is improved by increasing the added amount of Mg-Al alloy with a grain size of less than 0 * 074 mm, but that the range of the arc voltage is reduced « When the proportion exceeds 70% , the occurrence of pores becomes very strong. On the other hand, although the arc voltage range is widened when the proportion is less than 10% , the Charpy value is extremely decreased. For this reason, the suitable range for the proportion of fine powder having a grain size of less than 0.074 mm is 10 to 70 % <>

Bei der Zugabe der Legierungselemente ist folgendes zu beachten: Die Duktilität und Zähigkeit des aufgeschweißten Metalls kann verbessert werden, indem Mangan in einer Menge im Bereich von 2 bis 20 % dem Flußmittel zugesetzt wird; die Wirkung schwankt jedoch, wenn Mangan, allein verwendet wird ο Um ein stabiles Verhalten zu erzielen, ist die zusätzliche Zugabe von 5 bis 15 % Nickel wirksam. Bei der Zugabe von Nickel sollte jedoch der Anteil an Mangan auf eine Menge im Bereich von 2 bis 10 °/o begrenzt sein. Als Quelle für Nickel kann außer dem metallischen Nickel eine Legierung, wie Ni-Mg₉ benutzt werden.When adding the alloying elements, note the following: The ductility and toughness of the welded metal can be improved by adding manganese to the flux in an amount in the range from 2 to 20%; however, the effect fluctuates when manganese is used alone ο To achieve stable behavior, the additional addition of 5 to 15 % nickel is effective. With the addition of nickel, however, the content of manganese should be / o limited to an amount in the range of 2 to 10 °. In addition to metallic nickel, an alloy such as Ni-Mg ₉ can be used as a source of nickel.

Der Grund dafür, daß die Anteile an Mn und Ni in der genannten Weise festgelegt sind, ist die Tatsache, daß keine Wirkung erzielt werden kann, wenn der Anteil weniger als die untere Grenze beträgt und daß das SchweißmetallThe reason why the proportions of Mn and Ni are determined in the above manner is that none Effect can be obtained when the proportion is less than the lower limit and that the weld metal

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gehärtet wird und seine Zugfestigkeit abnormal erhöht wird, wenn der Anteil die obere Grenze überschreiteteis hardened and its tensile strength is abnormally increased, if the proportion exceeded the upper limit

Nach den der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen wird außerdem das aufgeschweißte Metall sehr spröde, wenn eine große Menge an Si, Ti und dergleichen in dem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Elektrodendrahts erzeugten aufgeschweißten Metall verbleibt. Es ist daher erforderlich, diese Elemente vollständig auszubrennen oder sie nur in einer begrenzten Menge zu verwenden, so daß eine sehr geringe Menge dieser Metalle in dem aufgeschweißten Metall verbleibt» Der Zusammenhang zwischen dem Anteil an Si und dem erfindungsgemäßen Drahtmaterial und dem Viert der Schlagzähigkeit bei 0° C des aufgeschweißten Metalls ist in Figur 8 gezeigt» Aus dieser Figur geht deutlich hervor, daß die Schlagzähigkeit durch Zugabe von mehr als 0,18 Jo Silizium plötzlich stark abfällt, wenn ein großer Anteil an Al in dem aufgeschweißten Metall gemäß der Erfindung verbleibt. Um daher erfindungsgemäß ein aufgeschweißtes Metall (Schweißmetall) zu erhalten, sollte Silizium nicht absichtlich zugesetzt werden, und v/enn auch Silizium als Verunreinigung in dem Füllpulver enthalten ist, so ist es wünschenswert, den Anteil an Silizium auf eine so geringe Menge zu begrenzen, daß das Schweißmetall höchstens 0,18 % Silizium enthält.In addition, according to the investigations on which the invention is based, the welded metal becomes very brittle if a large amount of Si, Ti and the like remains in the welded metal produced using the electrode wire of the present invention. It is therefore necessary to burn out these elements completely or to use them only in a limited amount, so that a very small amount of these metals remains in the welded metal 0 ° C of the welded metal is shown in Figure 8. This figure clearly shows that the impact strength suddenly drops sharply by adding more than 0.18 Jo silicon if a large proportion of Al remains in the welded metal according to the invention . Therefore, in order to obtain a welded metal (weld metal) according to the invention, silicon should not be added intentionally, and v / if silicon is also contained as an impurity in the filler powder, it is desirable to limit the proportion of silicon to such a small amount, that the weld metal contains a maximum of 0.18 % silicon.

Die v/irkung von Titan zur Verschlechterung der Schlagzähigkeit des Schweißmetalls ist stärker als die von Silizium»The Effect of Titanium on Impact Deterioration of weld metal is stronger than that of silicon »

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Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß es wünschenswert ist, wenn der Anteil an Ti weniger als 0,05 % beträgt» Die Zugabe von winzigen Mengen dieser Elemente bewirkt jedoch eine Ver- . feinerung des Korngefüges.Experimental results have shown that it is desirable if the proportion of Ti is less than 0.05 % . However, the addition of minute amounts of these elements causes a deterioration. refinement of the grain structure.

Erfindungsgemäß wurde außerdem festgestellt, daß die Schlagzähigkeit des Schweißmetalls außerordentlich stark verbessert wird, wenn LiF oder ein komplexes Metallfluor id, wie KpZrF,- und KpTiFg gemeinsam mit CaFp dem Flußmittel zugesetzt werden, und insbesondere die Schlagzähigkeit des Schweißmetalls kann durch die kombinierte Wirkung von LiF und von komplexen Metallfluor iden überraschend verbessert werden.According to the invention it was also found that the impact strength of the weld metal is greatly improved if LiF or a complex metal fluoride, such as KpZrF, - and KpTiFg are added to the flux together with CaFp, and in particular the impact strength of the weld metal can be influenced by the combined action of LiF and complex metal fluorine these are surprisingly improved.

Figur 9 zeigt die Y/irkungen von LiF und· von komplexen Metallfluoriden entsprechend der Veränderung des Anteils an (P + S) in dem aufgeschweißten Material· Die Kurve 2 entspricht Beispiel 1, in welchem komplexes Metallfluorid verwendet wird, K_urve 3 entspricht Beispiel 2, in welchem LiF verwendet wird, und Kurve 4 entspricht Beispiel 5, in welchem gleichzeitig LiF und komplexes Metallfluorid zugesetzt werden. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß im Vergleich mit dem konventionellen Schweißmaterial eine sehr gute Schlagzähigkeit selbst dann erhalten werden kann, wenn der Gehalt an (P + S) in dem Schweißmetall relativ hoch ist. Wenn jedoch der Gehalt an (P + S) in den Kurven 2 und 3 einen v/ert von 0,040 % überschreitet und wenn dieser Gehalt in Kurve 4 einen Wert von 0,0i?ü % überschreitet, so fällt der Wert der Schlagzähigkeit plötzlich ab, die Wirkung von LiF und des koiiplexen Metallfluorids verschwindet, und das gewünschte Ziel kann nicht erreicht werden.Figure 9 shows the corresponding Y / im pact of LiF and · of complex metal fluorides according to the change in the proportion of (P + S) in the welded material · Curve 2 corresponds to Example 1, is used in which complex metal fluoride, K _u rve 3 Example 2, in which LiF is used, and curve 4 corresponds to example 5, in which LiF and complex metal fluoride are added at the same time. It can be seen from the results that, as compared with the conventional welding material, very good impact resistance can be obtained even if the content of (P + S) in the weld metal is relatively high. However, if the content of (P + S) in curves 2 and 3 exceeds a value of 0.040% and if this content in curve 4 exceeds a value of 0.0% , the value of the impact strength suddenly drops , the effects of LiF and the complex metal fluoride disappear, and the desired goal cannot be achieved.

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Die Wirkung der Zugabe von LiF und des komplexen Metallfluorids, ein wesentliches Merkmal der Erfindung, wird nachstehend erklärteThe effect of adding LiF and the complex metal fluoride, an essential feature of the invention is explained below

Es wird angenommen, daß ein komplexes Metallfluorid, wie KpZrFg, Ua₂ZrPc, KpTiFg und Sa₂TiFg, in dem Hochtemperaturbereich des Lichtbogens während des Schweißens leicht dissoziiert und ein Fluorid mit sehr hohem Dampfdruck bildet, wie ZrFi, IiF/, KF und HaF, das die Außenatmosphäre wirksam von dem Lichtbogen abschließt, und daß außerdem die Zähigkeit des Schweißmetalls durch die Wirkung von Zr oder Ti die aus diesem komplexen Metallfluorid in geringen Mengen in das Schweißmetall zugeführt werden, welche die Korngröße des Metalls vermindern, merklich verbessert wird.» In diesem Fall sollte, wie bereits erwähnt, die zugesetzte "Menge an Ti möglichst niedrig gehalten werden«It is believed that a complex metal fluoride such as KpZrFg, Ua ₂ ZrPc, KpTiFg and Sa ₂ TiFg easily dissociates in the high temperature region of the arc during welding and forms a fluoride with very high vapor pressure such as ZrFi, IiF /, KF and HaF , which effectively seals off the outside atmosphere from the arc, and also that the toughness of the weld metal is markedly improved by the action of Zr or Ti, which are introduced into the weld metal from this complex metal fluoride in small quantities, which reduce the grain size of the metal. " In this case, as already mentioned, the "amount of Ti added should be kept as low as possible"

Die Zusatzmengen dieser komplexen Metallfluoride liegen im Bereich von 0,5 bis 10 %>. Bei einer Menge von weniger als 0,5 kann keine Wirkung der Zugabe beobachtet werden und bei einer zu großen Menge wird der Anteil an Zr oder Ti in dem Schweißmetall zu hoch, wodurch die genannten Effekte verursacht werden. The added amounts of these complex metal fluorides are in the range from 0.5 to 10 %. If the amount is less than 0.5, no effect of the addition can be observed, and if the amount is too large, the amount of Zr or Ti in the weld metal becomes too high, thereby causing the above effects.

Da sich die Zähigkeit plötzlich vermindert, wenn der Anteil an (P + S) in dem aufgeschweißten Material die erwähnten Werte von 0,040 % oder 0,050 i» überschreitet, geht auch die Wirkung der Zugabe des komplexen Metallfluorids verloren. Um daherSince the resistance suddenly decreased when the content of (P + S) in the welded material exceeds the above-mentioned values of 0.040% or 0.050 i ", the effect of the addition of the complex metal fluoride is lost. To therefore

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durch Verwendung von komplexem Metallfluorid ein aufgeschweißtes Metall mit besonders hoher Zähigkeit zu erhalten, ist es wünschenswert, den Gehalt an (P + S) in dem Schweißmaterial, einschließlich des Metallmantels, auf weniger als 0,040 % zu begrenzen.To obtain a welded metal with particularly high toughness by using complex metal fluoride, it is desirable to limit the content of (P + S) in the weld material, including the metal jacket, to less than 0.040 %.

Um die Bearbeitbarkeit noch mehr zu verbessern, ist die Zugabe von 1 bis 20 "fr CaGO-z von Nutzen, wenn auch die mechanischen Eigenschaften etwas verschlechtert werden,, Y/eniger als 1 % CaCO₅ hat keine Wirkung und mehr als 20 % dieser Verbindung verursacht eine Explosionserscheinung durch Dissoziieren von CaCO, in CO₂ und CaO durch die Hitze deg Lichtbogens, wodurch der Sprühverlust erhöht wird und die physikalischen Eigenschaften der Schlacke verschlechtert werden und somit die Bearbeitbarkeit des gesamten Teils vermindert wird·In order to improve the machinability even more, the addition of 1 to 20 "for CaGO-z is useful, even if the mechanical properties are somewhat impaired, Y / less than 1 % CaCO ₅ has no effect and more than 20% of this Compound causes an explosion phenomenon by dissociating CaCO, in CO ₂ and CaO by the heat of the arc, which increases the spray loss and deteriorates the physical properties of the slag, thus reducing the machinability of the entire part.

Es wird festgestellt, daß LiF nicht nur eine bessere Abschlußwirkung gegenüber der freien Atmosphäre . als CaF₂ als Metallfluorid,und Wirksamkeit zur Regelung der physikalischen Eigenschaften der Schlacke hat, sondern auch leicht im Hochtemperaturteil des Lichtbogens dissoziiert und dabei elementares Lithium bildet, das stark entgasende und raffinierende Wirkung zeigt, und die Zähigkeit des Schweißmetalls in dem erfindungsgemäßen Bereich der Zusammensetzung des Metallpulvers bemerkenswert verbessert. Wie aus Figur 10 deutlich hervorgeht, welche die WirkungIt is found that LiF not only has a better sealing effect on the free atmosphere. than CaF ₂ as metal fluoride, and has an effectiveness in regulating the physical properties of the slag, but also easily dissociates in the high-temperature part of the arc, thereby forming elemental lithium, which has a strong degassing and refining effect, and the toughness of the weld metal in the inventive range of the composition of the metal powder is remarkably improved. As can be clearly seen from Figure 10, what the effect

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der Zugabe von LiF auf den Wert der Schlagzähigkeit nach Charpy bei O C des Schweißmetalls bei konstanter Zugabe von 60 fo CaFp zeigt, ist LiF sehr wirksam zum Verbessern der Schlagzähigkeit.the addition of LiF shows the value of the Charpy impact strength at OC of the weld metal with the constant addition of 60 fo CaFp, LiF is very effective for improving the impact strength.

Aus der Figur wird auch die Wirkung einer Verminderung des Stickstoffgehaltes in dem Schweißmetall als Folge d er abschließenden Wirkung von LiF verständlich. Während die Zugabe von weniger als 0,5 ⁰M keine Wirkung hat, kann die obere Grenze nicht im Hinblick auf eine Verbesserung der Schlagzähigkeit gemäß Figur 10 bestimmt werden. Da jedoch LiF ein wirtschaftlich sehr wertvolles Material darstellt und da die Zugabe einer zu großen Menge dieser Verbindung die Fiuidität und die Viskosität der Schlacke verschlechtert und die Fähigkeit der Schlacke zum Bedecken der Schweißraupe vermindert, wird seine obere Grenzkonzentration mit 10 % festgelegt. Selbst bei Zugabe von LiF vermindert sich die Zähigkeit plötzlich, wenn der Gehalt des Schweißmaterials an (P + S) einen Wert von 0,040 % überschreitet, so daß die gewünschten Ergebnisse nicht erzielt werden können,, Um daher ein Schweißmetall mit hoher Zähigkeit zu erzielen, sollte der Gehalt des aufgeschweißten Materials an (P + S) ebenfalls in der vorher beschriebenen Weise begrenzt werden»The figure also shows the effect of reducing the nitrogen content in the weld metal as a result of the final effect of LiF. While the addition of less than 0.5 ^° M has no effect, the upper limit cannot be determined with a view to improving the impact strength as shown in FIG. However, since LiF is an economically very valuable material, and since the addition of too large an amount of this compound deteriorates the fluidity and viscosity of the slag and decreases the ability of the slag to cover the weld bead, its upper limit concentration is set at 10 % . Even if LiF is added, if the content of (P + S) in the weld material exceeds 0.040% , the toughness suddenly decreases, so that the desired results cannot be obtained. Therefore, in order to obtain a weld metal with high toughness, the (P + S) content of the welded material should also be limited in the manner described above »

Es hat sich ferner erwiesen, daß bei gleichzeitiger Zugabe von komplexem Metallfluorid und LiF zu dem erfindungsgemäßen Schweißmaterial der lichtbogenabschließende Effekt des komplexen Metallfluorids und der Effekt von Zr und Ti zur Verfeinerung der Korngröße sich überschneiden mitIt has also been found that with simultaneous addition of complex metal fluoride and LiF to the invention Welding material the arc-sealing effect of the complex metal fluoride and the effect of Zr and Ti to refine the grain size overlap with

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dem stark abschließenden, entgasenden und verfeinernden Effekt von Lif, wodurch die Schlagzähigkeit des Schweißmetalls überraschend stark verbessert wird. Die Wirkung von LiF und des komplexen Metallfluorids zum Ausschließen der Luft sind aus dem analytischen Ergebnis der Stickstoffbestimmung in dem Schweißmetall gemäß Figur 11 ersichtlichethe strong final, degassing and refining effect of Lif, which increases the impact strength of the weld metal is surprisingly greatly improved. The effect of LiF and the complex metal fluoride to exclude the Air can be seen from the analytical result of the nitrogen determination in the weld metal according to FIG

Der große Vorteil von LiP und von komplexem Metallfluor id, welche die Stickstoffabsorption in dem geschmolzenen Stahl vermindern, liegt, wie in den Beispielen 8 und 9 gezeigt wird, darin, daß sie die Verminderung des Aluminiumgehalts des Schweißmetalls ermöglichen. Aluminium ist zwar, wie bereits erwähnt wurde, als Desoxydationsmittel und Denitridierungsmittel ein sehr wirksames Element; es hat jedoch den Nachteil, daß die Zähigkeit des Schweißmetalls plötzlich abfällt, wenn sein Gehalt einen Wert von etwa 1,0 % überschreitet. Entsprechend dem gegenwärtigen Stand treten bei konventionellem Schweißmaterial Fehler auf, wie die Bildung von Gasporen und Löchern in dem Schweißmetall, und das Material kann daher praktisch nicht verwendet werden, * Es ist daher ein entscheidendes Merkmal der Erfindung, daß der Aluminiumgehalt aufgrund der abschließenden Wirkung, die durch Zugabe von komplexem Metallfluorid und LiF erzielt wird, auf den in den Beispielen gezeigten Bereich vermindert werden kann. Wie in Kurve 4 der Figur 9 gezeigt wird, findet ein plötzlicher Abfall der Zähigkeit auch bei Verwendung von komplexem Metallfluorid und LiF gleichzeitig statt, wenn der Gehalt an (P + S) in dem SchweißmaterialThe great advantage of LiP and complex metal fluoride which reduce nitrogen absorption in the molten steel, as shown in Examples 8 and 9, is that they enable the aluminum content of the weld metal to be reduced. As already mentioned, aluminum is a very effective element as a deoxidizer and denitridant; however, it has the disadvantage that the toughness of the weld metal suddenly drops when its content exceeds about 1.0%. According to the present state of the art, conventional welding material has defects such as the formation of gas pores and holes in the weld metal, and therefore the material cannot be used practically. obtained by adding complex metal fluoride and LiF can be reduced to the range shown in the examples. As shown in curve 4 of FIG. 9, there is a sudden drop in toughness even when using complex metal fluoride and LiF at the same time, if the content of (P + S) in the welding material

einen Wert von 0,050 % überschreitet. * wenn nicht der Gehalt an Al mehl· als 1,0 # beträgt.exceeds a value of 0.050%. * if the content of aluminum flour is not than 1.0 #.

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In dem erfindungsgemäßen Schweißmaterial kann Metalloxyd (beispielsweise MgO, AIgO.,, TiOp) in einer Menge im Bereich von O bis j}0 % des Gesamtflußmittels verwendet werden,. Die Zugabe dieser Metalloxyde hat vor allem den Zweck, die physikalischen Eigenschaften der Schlacke zu regeln und Verbesserungen zu erzielen, wie im Hinblick auf das Abschälen der Sehlacke und ihre Fähigkeit, die Schweißraupe zu bedecken. Im Hinblick auf Merkmale, wie die Schweißgeschwindigkeit oder die Plattendicke des unter Verwendung des erfindungsgemäßen Materials zu schweißenden Materials, können ziemlich günstige Ergebnisse manchmal auch erzielt werden, wenn kein Metalloxyd zugesetzt wird. Andererseits führt jedoch die Verwendung von mehr als 30 % davon zu einer Verminderung des Gehalts an Zluorid und anderer Bestandteile in der Gesamtmenge des Flußmittels und beeinträchtigt somit die abschließende Wirkung gegenüber der Atmosphäre und die Verbesserung der Zähigkeit«In the welding material according to the invention, metal oxide (for example MgO, AlgO. ,, TiOp) can be used in an amount in the range from 0 to 1 % of the total flux. The main purpose of the addition of these metal oxides is to control the physical properties of the slag and to achieve improvements such as peeling off the lacquer and its ability to cover the weld bead. With regard to characteristics such as the welding speed or the plate thickness of the material to be welded using the material according to the invention, fairly favorable results can sometimes be achieved even if no metal oxide is added. On the other hand, however, the use of more than 30 % thereof leads to a decrease in the content of fluoride and other components in the total amount of the flux, thus impairing the final effect on the atmosphere and the improvement in toughness.

Beispiel 1example 1

(1) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers:(1) Composition of the flux powder:

Komponente Gewichtsprozent OaF₂ 71Component Percentage by weight OaF ₂ 71

Mg - Al-legierung (40 % Al) 20 Metallisches Mn 2Mg - Al alloy (40 % Al) 20 Metallic Mn 2

Eisenpulver 7Iron powder 7

insgesamt 100total 100

(2) Anteil des Flußmittels (bezogen auf Gesamtmenge des Schweißmaterials): 22 % (2) Proportion of the flux (based on the total amount of welding material): 22 %

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- ^u - 216*892- ^u - 216 * 892

(3) Beschaffenheit (Grad) des Mantelmetalls: Weichstahl(3) Texture (grade) of clad metal: mild steel

(4) Form des Drahtquerschnitts: Figur 1 C(4) Shape of the wire cross-section: Figure 1C

(5) Beschaffenheit (Grad) des zu schweißenden Stahls: Weichstahl(5) Condition (grade) of the steel to be welded: Mild steel

Das Lichtbogenschweißen an der Atmosphäre wurde an dem angegebenen Grundmaterial unter Verwendung eines Elektrodendrahts von 3,2 mm Durchmesser durchgeführt, der die angegebene Zusammensetzung hatte₀ Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:The arc welding in the atmosphere was performed on the specified base material using a wire electrode of 3.2 mm diameter, which had the specified composition ₀ The following results were obtained:

(b) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichtsprozent) (b) Chemical composition of the weld metal (percent by weight)

C 0,06C 0.06

Si 0,21Si 0.21

Mn 0,73Mn 0.73

P 0,012P 0.012

S 0,007S 0.007

Al 0,y8 (7) Mechanische Eigenschaften des Schweißmetalls Ergebnis des Tests der Zugfestigkeit 2 mm V-KerbeAl 0, y8 (7) Mechanical properties of weld metal Result of tensile strength test 2mm V-notch

Charpy-WertCharpy value

Dehnung der Schlag-% Zähigkeit beiElongation of impact% toughness at

0° C kg-m0 ° C kg-m

43,5 47,1 37,1 4,243.5 47.1 37.1 4.2

Beispiel 2 (1) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers: Example 2 (1) Composition of the flux powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

CaF₂ Mg-Al-Legierung (bO $6 Al)CaF ₂ Mg-Al alloy (bO $ 6 Al)

209829/U7U8209829 / U7U8

StreckStretch ZugfestigTensile strength grenzeborder keitspeed kg/mmkg / mm kg/mmkg / mm

- 2b -- 2 B -

Metallisches Mangan insgesamtTotal metallic manganese

(2) Flußmittelanteil: 20 % (2) Flux content: 20 %

(4) Form des Drahtquerschnxtts: Figur 1 D(4) Shape of the wire cross-section: Figure 1 D

(5) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: V/eichstahl Das Lichtbogenschweißen ohne Abschluß der Atmosphäre wurde an dem angegebenen Grundmaterial unter Verwendung eines Elektrodendrahts mit 2,4 mm Durchmesser, der diese Zusammensetzung hatte, durchgeführt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:(5) Characteristics of the steel to be welded: V / calibration steel Arc welding without sealing off the atmosphere was carried out on the specified base material using a Electrode wire of 2.4 mm in diameter having this composition. The following results were obtained achieved:

(6) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichtsprozent) (6) Chemical composition of the weld metal (percent by weight)

C 0,05C 0.05

Si 0,16Si 0.16

Mn 1,60Mn 1.60

P 0,010P 0.010

S 0,007S 0.007

Al 1,26Al 1.26

(7) mechanische Eigenschaften des Schweißmetalls: Ergebnis des Tests der Zugfestigkeit (7) mechanical properties of weld metal: result of tensile strength test

StrecK- Zugfestig- Dehnung 2 mm V-Kerbe grenze keit °/ Charpy-VertStretch- tensile strength- elongation 2 mm V-notch limit speed ° / Charpy-Vert

0° C kg-m0 ° C kg-m

40,3 4 ti, 6 32,4 9,240.3 4 ti, 6 32.4 9.2

209829/uvuft209829 / uvuft

Beispiel 3Example 3

(1) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers:(1) Composition of the flux powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

CaF₂ Mg-Al-Legierung (60 % Al) Ferromangan (4b % Mn) Metallisches NickelCaF ₂ Mg-Al alloy (60% Al) Ferromanganese (4b% Mn) Metallic nickel

Hi-Mg-Legierung C50 % Ni) 4,5Hi-Mg alloy C50% Ni) 4.5

Eisenpulver 5,5Iron powder 5.5

insgesamtall in all

(2) Flußmittelanteil: 18 % (2) Flux content: 18 %

(4) Form des Drahtquerschnitts: Figur 1 A(4) Shape of the wire cross-section: Figure 1 A

(5) Beschaffenheit (Grad) des zu schweißenden Stahls: V/e ichstahl(5) Nature (grade) of the steel to be welded: V / e steel

Das Lichtbogenschweißen ohne Abschluß der Atmosphäre wurde an dem angegebenen Grundmaterial unter Verwendung eines Elektrodendrahts mit 3,2 mm Durchmesser, der diese Zusammensetzung hatte, durchgeführt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:Arc welding without sealing off the atmosphere was carried out on the specified base material using a Electrode wire with a diameter of 3.2 mm, which has this composition had carried out. The following results were achieved:

(6) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichtsprozent )(6) Chemical composition of the weld metal (percent by weight)

0 0,040 0.04

Si 0,10Si 0.10

Mn 0,y6Mn 0, y6

P 0,011P 0.011

S 0,005S 0.005

Nl 1, .HNl 1, .H

.α i,09.α i, 09

209829/0V08209829 / 0V08

(7) Mechanische Eigenschaften des Scnweißmetalls:(7) Mechanical properties of weld metal:

Ergebnis des !Tests der Zugfestigkeit 2 mm V-Kerbe Result of the tensile strength test 2 mm V-notch

Dehnung der Schlagzähigkeit bei °Elongation of the impact strength at °

ä 0° Cä 0 ° C

kg-mkg-m

46,7 51,2 31,2 10,546.7 51.2 31.2 10.5

Beispiel 4Example 4

(1) Zusammensetzung des IPiußmittelpulvers: Komponente Gewichtsprozent GaF₂ 57 Mg-Al-Legierung (40 $έ Al) 28 Metallisches Mn 5 Metallisches Hi 12 insgesamt 100(1) Composition of the flux powder: component weight percent GaF ₂ 57 Mg-Al alloy (40 $ έ Al) 28 metallic Mn 5 metallic Hi 12 total 100

(2) Plußmittelanteil: 24 % (2) Plus content: 24 %

(4) Querschnittsform des Drahts: Figur 1 D(4) Cross-sectional shape of the wire: Figure 1D

(b) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: Weichstahl Das Lichtbogenschweißen ohne Abschluß des Atmosphäre wurde an dem genannten Grundmaterial unter Verwendung eines Elektrodendrahts mit 2,4 mm Durchmesser "vorgenommen, der diese Zusammensetzung hatte« Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt: (b) Nature of the steel to be welded: mild steel Arc welding without closing the atmosphere was carried out on the above base material using an electrode wire with a diameter of 2.4 mm "which had this composition" The following results were obtained:

(6) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichts prozent)(6) Chemical composition of the weld metal (weight percent)

C 0,05C 0.05

Si 0,11Si 0.11

Mn 1,31Mn 1.31

209829/0 7 08209829/0 7 08

P 0,010P 0.010

S 0,005S 0.005

Hi 3,1Hi 3.1

Al . 1,2Al. 1.2

(7) Mechanische Eigenschaften des Schweißmetalls:(7) Mechanical properties of the weld metal:

Ergebnis des Tests der Zugfestigkeit 2 mm Y-Kerbe Result of tensile strength test 2mm Y-notch

Charpy-WertCharpy value

Streck- Zugfestig- Dehnung der Schlaggrenze keit Zähigkeit beiYield tensile strength elongation of the impact limit speed toughness

kg/mm kg/mm² # ° £kg / mm kg / mm ² # ° £

48,9 53,1 30,6 11,248.9 53.1 30.6 11.2

Beispiel 5Example 5

(1) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers: Komponente Gewichtsprozent(1) Composition of the flux powder: component weight percent

GaF₂ 46GaF ₂ 46

Mg-Al-Legierung (40 % Al) 20Mg-Al alloy (40 % Al) 20

OaCO₃ 5OaCO ₃ 5

Ferromangan (45 % Mh) 4Ferromanganese (45 % Mh) 4

Metallisches Ni 12Metallic Ni 12

Eisenpulver 15Iron powder 15

insgesamt . 100all in all . 100

(2) Flußmittelanteil: 19 % (2) Flux content: 19 %

(3) Beschaffenheit des Mantelmetalls: Weichstahl(3) Characteristics of the cladding metal: mild steel

(5) Beschaffenheit (G-rad) des zu schweißenden Stahls: Weichstahl(5) Condition (degree) of the steel to be welded: Mild steel

Das Lichtbogenschweißen ohne Abschluß der Atmosphäre wurde an dem genannten Grundmaterial unter Verwendung einesArc welding without excluding the atmosphere was carried out on the above base material using a

209829/0 7 I) 8209829/0 7 I) 8

. - 29 -. - 29 -

Slektrodendrahts mit 3,2 mm Durchmesser, der die angegebene Zusammensetzung hatte, durchgeführte Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:Slectrode wire with a diameter of 3.2 mm, which is the specified Composition had carried out The following results were obtained achieved:

(6) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichtsprozent): (6) Chemical composition of the weld metal (percent by weight):

C 0,10C 0.10

Si 0,13Si 0.13

IvIn 1,12IvIn 1.12

P 0,014P 0.014

S 0,005S 0.005

Hi 2,8Hi 2.8

Al 0,8Al 0.8

(7) Mechanische Eigenschaften des Schweißmetalls % (7) Mechanical properties of weld metal %

Ergebnis des Tests der Zugfestigkeit 2 mm V-Kerbe Result of the tensile strength test 2 mm V-notch

Charpy-WertCharpy value

P P C)O ρP P C) O ρ

kg/mm kg/mm fo . _kg / mm kg / mm fo . _

47,4 51,1 28,3 9,847.4 51.1 28.3 9.8

Beispiel 6 (1) Zusammensetzung des Ji'lußmixtelpulvers: Example 6 (1) Composition of the jelly mix powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

GaF₂ 50GaF ₂ 50

Mg-Al-Legierung (40 % Al) 24Mg-Al alloy (40 % Al) 24

GaCO₅ 15GaCO ₅ 15

i^fc-rroxnarigari (75 % Mn) ' 3i ^f c-rroxnarigari (75 % Mn) '3

Me lallisehes JTi 8Me lallisehes JTi 8

ι π LiTe (3 fan L IUU ι π LiTe (3 fan L IUU

2 0 9 8 2 9 / υ 7 0 82 0 9 8 2 9 / υ 7 0 8

(2) Flußmittelanteil: 20 $(2) Flux fraction: $ 20

(4) Form des DrahtquerSchnitts: Figur 1 D(4) Shape of the wire cross-section: Figure 1 D

(5) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: Weichstahl(5) Characteristics of the steel to be welded: mild steel

Das Lichtbogenschweißen ohne Abschluß der Atmosphäre wurde an dem genannten Grundmaterial unter Verwendung eines Elektrodendrahts mit 3,2 mm Durchmesser, der die angegebene Zusammensetzung hatte, durchgeführt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:Arc welding without excluding the atmosphere was carried out on the above base material using a Electrode wire with a diameter of 3.2 mm, which had the specified composition, carried out. The following were Results obtained:

(6) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichtsprozent) :(6) Chemical composition of the weld metal (percent by weight) :

G 0,17G 0.17

Si 0,11Si 0.11

Mn 1,00Mn 1.00

P 0,012P 0.012

S 0,004S 0.004

Ni 1,7Ni 1.7

Al 0,9Al 0.9

Ergebnis des Tests der Zugfestigkeit 2 mm V-Kerbe Result of tensile strength test 2 mm V-notch

Charpy-V/ertCharpy V / ert

ο η ο η qO ΠqO Π

kg/mm kg/mm $ _kg__m kg / mm kg / mm $ _kg _ _m

45,2 50,b 2y,l 7,β45.2 50, b 2y, l 7, β

2 09-82 9/0 7U82 09-82 9/0 7U8

Vergleichsbeispiel (Verwendung von konventionellem Schweißmaterial) Comparative example (use of conventional welding material)

ITm die erfindungsgemäß erzielte Wirkung zu erläutern, ein Schweißmetall mit praktisch hoher Zähigkeit zu erzielen, insbesondere durch Verwendung eines Metallfluorids, wird nachstehend ein Beispiel "beschrieben, bei dem ein konventionelles Schweißmaterial verwendet wird.ITm to explain the effect achieved according to the invention, a To obtain weld metal with practically high toughness, in particular by using a metal fluoride, will be described below an example "using a conventional welding material is described.

(1) Zusammensetzung des 3?lußmitteipulvers:(1) Composition of the 3:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

OaF_n 67 OaF _n 67

C.C.

CaCO₃ 3CaCO ₃ 3

Ferromangan (75 # Mn) · 5Ferromanganese (75 # Mn) 5

Al-Mg-Legierung (55 # Mg) 17Al-Mg alloy (55 # Mg) 17

Metallisches M 8Metallic M 8

insgesamt 100total 100

(2) Flußmittelanteil: 22 £(2) Flux content: £ 22

(4) (P + S) in dem Schweißmaterial: 0,022 %(4) (P + S) in the welding material: 0.022%

(5) Form des DrahtquerSchnitts: Figur 1 C(5) Shape of the wire cross-section: Figure 1 C

(6) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: Weichstahl(6) Characteristics of the steel to be welded: mild steel

Das lichtbogenschweißen ohne Abschluß der Atmosphäre wurde an dem genannten Grundmaterial unter Verwendung eines Schweißmaterials mit einem Durchmesser von 2,4 mm, daß diese Zusammensetzung hatte, durchgeführt. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:The arc welding without sealing off the atmosphere was carried out on the above base material using a Welding material with a diameter of 2.4 mm that this composition had. The following results were obtained achieved:

209829/0 7U8209829/0 7U8

(7) Chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls (Gewichtsprozent) :(7) Chemical composition of the weld metal (percent by weight) :

C 0,07C 0.07

Si 0,11Si 0.11

Mh 0,75Mh 0.75

P 0,010P 0.010

S 0,004S 0.004

M 1,46M 1.46

Al 1,34Al 1.34

(8) Mechanische Eigenschaften des Schweißmetalls:(8) Mechanical properties of the weld metal:

Ergebnis des Tests dsr Zugfestigkeit 2 mm V-Kerbe Result of the test dsr tensile strength 2mm V-notch

Charpy-WertCharpy value

kg/mm² kg/mm² % ° £kg / mm ² kg / mm ² % ° £

45,4 56,1 30,2 7,1 8,0 7,645.4 56.1 30.2 7.1 8.0 7.6

Beispiel 7 (1) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers: Example 7 (1) Composition of the flux powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

63 463 4

CaCO, 2CaCO, 2

Ferromangan (75 ^ Mh) 5Ferromanganese (75 ^ Mh) 5

Al-Mg-Legierung (55 % Mg) 15Al-Mg alloy (55 % Mg) 15

Metallisches Ni 8Metallic Ni 8

MgO 3MgO 3

insgesamt 100total 100

2 Ο 9 8 2 9 / O 7 U 82 Ο 9 8 2 9 / O 7 U 8

(2) Flußmitt elanteil: 21 $> (2) Flux portion: $ 21>

(5) Beschaffenheit des Mantelmetalls: Weichstahl(5) Characteristics of the cladding metal: mild steel

(4) (P + S) in dem Schweißmaterial: 0,026 $(4) (P + S) in the weld material: $ 0.026

(5) Form des Drahtquerschnitts: Figur 1 C(5) Shape of the wire cross-section: Figure 1C

Das Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß wurde an dem genannten Grundmaterial unter Verwendung eines Schweißmaterials der angegebenen Zusammensetzung mit einem Durchmesser von 2,4 mm vorgenommen, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden.The non-air arc welding was performed on the above base material using a welding material made of the specified composition with a diameter of 2.4 mm, with the following results obtained became.

C 0,06C 0.06

Si 0,10Si 0.10

Mn 0,78Mn 0.78

P 0,009P 0.009

S 0,005S 0.005

Ni 1,38Ni 1.38

Al 0,95Al 0.95

Zr 0,06Zr 0.06

des 'l'esta dor Zugfestigkeit 2 mm V-Ke ν be des'l'esta dor tensile strength 2 mm V-Ke ν be

Charpy-WertCharpy value

Streck- Zugi'estitf- Dehnung der Schläger r & rι -δ d k ο 11 zii h i; -;k α i t beiStretching tensile stretching of the clubs r & r ι -δ d k ο 11 zii hi; -; k α it at

² ² % ^Ü ^ ² ² % ^Ü ^

46,7 !>4,<; 31,2 15,b IC,J 15,146.7!> 4, <; 31.2 15, b IC, J 15.1

2 0 9 8 1 9 / Ü / (J 82 0 9 8 1 9 / Ü / (Y 8

Beispiel 8Example 8

CaF₂ 66CaF ₂ 66

LiI¹ 7LiI ¹ 7

CaGO₃ 3CaGO ₃ 3

Ferromangan (75 $ .Mn) 5Ferromanganese ($ 75 .Mn) 5

Al-Mg-Legierung (55 % Mg) 15Al-Mg alloy (55 % Mg) 15

Metallisches Ni 4Metallic Ni 4

insgesamt 100total 100

(2) Flußmittelanteil: 21 % (2) Flux content: 21 %

(3) Beschaffenheit des Mantelmetails: Weichstahl(3) Texture of the jacket detail: mild steel

(4) (P + S) in dem Sehweißmaterial: 0,020 fo (4) (P + S) in the optical white material: 0.020 fo

(5) i?orm des Drahtquer Schnitts: Figur 1 C(5) i? Orm of the wire cross section: Figure 1C

Das !lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß wurde an diesem Grundmaterial durchgeführt. Dazu wurde ein Schweißmaterial der angegebenen Zusammensetzung mit einem Durchmesser von 2,4 mm benutzt. Es wurden folgende JSrgebnLsse er^LoLt.:Arc welding without air exclusion was carried out on this Basic material carried out. For this purpose a welding material was used the specified composition with a diameter of 2.4 mm is used. The following results were obtained:

(7) Chemische Zusammensetzung des UchweLÜmetails (GewLchLs-[irozeat.): (7) Chemical composition of the UchweLÜmetail (GewLchLs- [irozeat.):

π . ο,ο/π. ο, ο /

Si ü,11Si ü, 11

Mu C), 7 'j Mu C), 7 'j

i> Ü,Oübi> Ü, Oüb

Il 0,003 Il 0.003

NL 0, IiCJNL 0, IiCJ

Al CVJYAl CVJY

2 D 9 B 2 υ / U I (J H ^BAD ORIGINAL2 D 9 B 2 υ / U I (JH ^BAD ORIGINAL

Charpy-WertCharpy value

Streck- Zugfestig- Dehnung. der Schlaggrenze keit . Zähigkeit beiStretch-tensile strength-elongation. the field limit. Tenacity at

kg/mm² kg/mm² * °° £_g__m kg / mm ² kg / mm ² * °° £ _g _ _m

42,7 54,5 28,0 20,0 22,3 22,042.7 54.5 28.0 20.0 22.3 22.0

Beispiel 9
(1) Zusammensetzung des Plußmitteipulvers: Example 9
(1) Composition of the plus powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

6161

4 24 2

CaGO₅ 3CaGO ₅ 3

Perromangan (75 $ Mh) 5Perromangan ($ 75 Mh) 5

Al-Mg-Legierung (55 $ Mg) 15Al-Mg alloy ($ 55 Mg) 15

Metallisches Ni 5Metallic Ni 5

MgO 5MgO 5

insgesamt 100total 100

(2) STußmittelanteil: 21 #(2) SMB content: 21 #

(4) (P + S) in dem, Schweißmaterial: 0,021 % (4) (P + S) in the, welding material: 0.021 %

(5) Form des Drahtquerschnitts: Pigur 1 C(5) Shape of wire cross-section: Pigur 1 C

(6) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: "50 kg-Hochspannungsstahl(6) Characteristics of the steel to be welded: "50 kg high-voltage steel

Das Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß wurde unter Verwendung dieses Grundmaterials und eines Schweißmaterials derThe non-air arc welding has been carried out using this base material and a welding material of FIG

209829/Ü7ÜÖ209829 / Ü7ÜÖ

angegebenen Zusammensetzung mit 2,4 mm Durchmesser vorgenommen, wobei folgende Ergebnisse erzielt wurden:specified composition made with 2.4 mm diameter, with the following results:

G 0,06G 0.06

Si 0,11Si 0.11

Mh 0,70Mh 0.70

P 0,009P 0.009

S . 0,003S. 0.003

Ni 0,81Ni 0.81

Al . 0,92Al. 0.92

Zr 0,04Zr 0.04

Charpy-WertCharpy value

kg/mm² kg/mm² £ ° £kg / mm ² kg / mm ² £ ° £

43,2 56,3 28,1 25,0 26,5 25,243.2 56.3 28.1 25.0 26.5 25.2

Beispiel 10 (l) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers: Example 10 (l) Composition of the flux powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

CaE₂ NaI¹ LiP K₂TiP₆ MgCO,CaE ₂ NaI ¹ LiP K ₂ TiP ₆ MgCO,

20 9829/U70820 9829 / U708

3?erromangan (75 $> Mn) Al-Mg-Legierung (67 # Mg) Metalliseiles M Eisenpulver MgO insgesamt3? Erromanganese ( $ 75> Mn) Al-Mg alloy (67 # Mg) Metallic rope M Iron powder MgO total

(2) llußmittelanteil: 25 £(2)

(4) (P + S) in dem Schweißmaterial: 0,023 #(4) (P + S) in the welding material: 0.023 #

(5) Form des Drahtquerschnitts: Figur 1 D(5) Shape of the wire cross-section: Figure 1D

(6) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: 60 kg-Hochspannungsstahl(6) Characteristics of the steel to be welded: 60 kg high-voltage steel

Das Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß wurde an dem angegebenen Grundmaterial unter Verwendung eines Schweißmaterials mit 2,4 mm Durchmesser, das diese Zusammensetzung hatte, vorgenommen. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:The non-air arc welding was performed on the specified Base material using a welding material of 2.4 mm in diameter having this composition. The following results were achieved:

G 0,08G 0.08

Si 0,10Si 0.10

Mn 1,35Mn 1.35

P 0,011P 0.011

S 0,003S 0.003

Ni 0,50Ni 0.50

Al 0,83Al 0.83

Ti 0,03Ti 0.03

209829/0 7 08209829/0 7 08

Ergebnis des Tests der Zugfestigkeit 2 mm Y-Kert»e Result of the tensile strength test 2 mm Y-Kert »e

Charpy-WertCharpy value

ρ ο no ρρ ο no ρ

kg/mm kg/mm # _{k m} kg / mm kg / mm # _km

55,5 65,5 25,5 19,0 18,5 19,355.5 65.5 25.5 19.0 18.5 19.3

Beispiel 11Example 11

(1) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers:(1) Composition of the flux powder:

w Komponente Gewichtsprozent w component weight percent

GaF₂ 49 GaF ₂ 49

lii¹ 5lii ¹ 5

K₂TiP₆ _ 2K ₂ TiP ₆ _ 2

MgCO₅ 3MgCO ₅ 3

Ferromangan (75 % Mn) 6Ferromanganese (75% Mn) 6

Al-Mg-Legierung (67 $> Mg) 16Al-Mg alloy ( $ 67> Mg) 16

Metallisches Cr 4Metallic Cr 4

Metallisches Ni 9Metallic Ni 9

^ Metallisches Cu 3^ Metallic Cu 3

MgO 3MgO 3

insgesamt 100total 100

(2) Plußmittelanteil: 23 % (2) Plus content: 23 %

(4) (P + S) in dem Schweißmaterial: 0,20 % (4) (P + S) in the welding material: 0.20 %

(6) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: kg-Hochspannungsstahl(6) Characteristics of the steel to be welded: kg high-voltage steel

209 829/ü708209 829 / ü708

Das Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß wurde an dem genannten Grundmaterial unter Verwendung.eines Schweißmaterials mit 2,4 mm Durchmesser vorgenommen, das die angegebene Zusammensetzung hatte. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt;The arc welding without air exclusion was carried out on the base material mentioned using a welding material made with a diameter of 2.4 mm, which has the specified composition would have. The following results were achieved;

G 0,11G 0.11

Si 0,09Si 0.09

Mn 1,31Mn 1.31

P 0,008P 0.008

S 0,003S 0.003

Ni 1,62Ni 1.62

Cr 0,65Cr 0.65

Cu 0,43Cu 0.43

Al 0,98Al 0.98

Ti 0,03Ti 0.03

Ergebnis des Jests der Zugfestigkeit 2 mm V-Kerbe Result of the tensile strength test 2 mm V-notch

Charpy-WertCharpy value

kg/mm² kg/mm² % ° ^ kg / mm ² kg / mm ² % ° ^

73,5 84,3 23,0 12,4 11,8 13,673.5 84.3 23.0 12.4 11.8 13.6

Beispiel 12
(l) Zusammensetzung des Flußmittelpulvers: Example 12
(l) Composition of the flux powder:

Komponente GewichtsprozentComponent weight percent

CaF₂ NaPCaF ₂ NaP

2098297U/Ü82098297U / Ü8

LiI¹ 8LiI ¹ 8

MgGO₅ 2MgGO ₅ 2

Ferromangan (75 $ Mn) 6Ferromanganese ($ 75 Mn) 6

Metallisches Cr 5Metallic Cr 5

Al-Mg-Legierung (67 # Mg) 15Al-Mg alloy (67 # Mg) 15

Eisenpulver 5Iron powder 5

insgesamt 100total 100

(2) Plußmittelanteil: 25 Ji(2) Plus share: 25 Ji

(3) Beschaffenheit des Mantelmetalls: SUS-28 (rostfreier Stahl)(3) Texture of clad metal: SUS-28 (stainless steel)

(4) (P + S) in dem Schweißmaterial: 0,031(4) (P + S) in the weld material: 0.031

(5) Form des DrahtquerSchnitts: Figur 1 B(5) Shape of the wire cross-section: Figure 1 B

(6) Beschaffenheit des zu schweißenden Stahls: rostfreier Stahl(6) Characteristics of the steel to be welded: stainless steel

Das Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß wurde an dem angegebenen &rundmaterial unter Verwendung eines Schweißmaterials mit einem Durchmesser von 3,2 mm und der angegebenen Zusammensetzung durchgeführt. Dabei wurde folgendes Analyseriergebnis erzielt:The non-air arc welding was performed on the specified & round material using a welding material with a diameter of 3.2 mm and the specified Composition carried out. The following analysis result was obtained achieved:

C 0,03C 0.03

Si 0,06Si 0.06

Mn 2,10Mn 2.10

P 0,017P 0.017

S 0,003S 0.003

Cr 19,30Cr 19.30

Ni 9,65Ni 9.65

Al 0,73Al 0.73

209829/U7U8209829 / U7U8

Claims

PatentansprücheClaims

1. Mit Flußmittelkern versehener Elektrodendraht, dadurch gekennzeichnet, daß er ein pulverförmiges Flußmittel aufweist, das 10 bis 30 # einer Magnesium-Aluminium-Legierung, 40 bis 80 io. eines Metallfluorids und 2 bis 20 io Mangan enthält.1. Electrode wire provided with a flux core, characterized in that it has a powdered flux containing 10 to 30 # of a magnesium-aluminum alloy, 40 to 80 io. of a metal fluoride and 2 to 20 % manganese.

2. Elektrodendraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das pulverförmige Flußmittel aus 10 bis 30 io einer Magnesium-Aluminium-Legierung, 40 bis 80 io eines Metallfluorids, 2 bis 20 io Mangan und einer oder mehrerer der folgenden Komponenten besteht: 5 bis 25 io eines anderen Metallpulvers als Magnesium-Aluminium-Legierung, 1 bis 20 $ Metallcarbonat, 0,5 bis 10 io eines komplexen Fluoride und 0 bis 30 % eines Metalloxyds.2. Electrode wire according to claim 1, characterized in that the powdery flux consists of 10 to 30 io of a magnesium-aluminum alloy, 40 to 80 io of a metal fluoride, 2 to 20 io of manganese and one or more of the following components: 5 to 25 io of another metal powder as a magnesium-aluminum alloy, from 1 to 20 $ metal carbonate, 0.5 to 10 io a complex fluorides and 0 to 30% of a metal oxide.

3. Elektrodendraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnesium-AluminiumLegierung 30 bis 70 io Aluminium enthält.3. electrode wire according to claim 1 or 2, characterized in that the magnesium-aluminum alloy contains 30 to 70 io aluminum.

4. Elektrodendraht nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Metallfluorid 4. electrode wire according to claims 1 to 3, characterized in that the metal fluoride

AlF₅, MgF₂, KF oder LiF vorliegt.AlF ₅ , MgF ₂ , KF or LiF is present.

209829/Ü7 08209829 / Ü7 08

5. Elektrodendraht nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das von der Magnesium-Aluminium- Legierung verschiedene Metallpulver aus Nickel oder Mangan besteht.5. electrode wire according to claims 2 to 4, characterized in that the magnesium-aluminum Alloy is made up of various metal powders made of nickel or manganese.

6. Elektrodendraht nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch ge kennzeichnet , daß als komplexes Fluorid K6. electrode wire according to claims 2 to 5, characterized ge indicates that the complex fluoride K

oder Na₂IiF₆ vorliegt.or Na ₂ IiF ₆ is present.

7. Elektrodendraht nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Metalloxyd MgO, Al₂O, oder TiO₂ vorliegt.7. An electrode wire according to claims 2 to 6, characterized in that MgO, Al ₂ O, or TiO ₂ is present as the metal oxide.

8. Elektrodendraht nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Aluminium-Magnesium-Legierung in Form eines Pulvers vorliegt, da,s zu einem Anteil von 20 bis 70 $ aus Teilchen einer Größe von weniger als 0,074 mm besteht.8. electrode wire according to claims 1 to 7, characterized in that the aluminum-magnesium alloy is in the form of a powder, since s in a proportion of $ 20 to $ 70 of particles smaller in size than 0.074 mm.

9. Elektrodendraht nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Flußmittel in einem Anteil von 10 bis 40 Gewichtsprozent des Drahts vorliegt.9. electrode wire according to claims 1 to 8, characterized in that the flux in one 10 to 40 percent by weight of the wire is present.

10. Verwendung eines Elektrodendrahts nach Ansprüchen 1 bis für das automatische oder halbautomatische Lichtbogenschweißen ohne Luftabschluß.10. Use of an electrode wire according to claims 1 to for automatic or semi-automatic arc welding without air exclusion.

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