DE2550983A1 - Verfahren zum mehrelektroden- schutzgas-lichtbogenschweissen - Google Patents
Verfahren zum mehrelektroden- schutzgas-lichtbogenschweissenInfo
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Description
D-8032 LOCHHAM MÜNCHEN MOZARTSTRASSE 24 TELEFONi (089) 87 25 51
TELEXi (05) 29830 steff d
12. November 1975 Sato-2
Nippon Kokan Kabushiki Kaisha 1-2 Marunouchi-1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo/Japan
Verfahren zum Mehrelektroden-Schutzgas -Lichtbogenschweißen
Die Erfindung betrifft Verbesserungen auf dem Gebiet der automatischen
Lichtbogenschweißtechnik. Im besonderen betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Mehrelektroden-
-Schutzgas-Lichtbogenschweißen.
Das Schutzgas-Lichtbogenschweißen stellt eine Variante des automatischen Bogenschweißverfahrens dar, bei welcher der
Sauerstoff- und Stickstoffzutritt während des Schweißprozesses im allgemeinen mit Hilfe eines reinen Gases, wie von
reinem Argon oder Kohlendioxid, oder eines Gasgemisches, welches hauptsächlich aus Argon besteht und einen geringen
Sauerstoff- oder Kohlendioxidanteil enthält, verhindert wird.
Diese Methode weist zwar gegenüber den anderen Lichtbogenschweißverfahren (wie der Unterpulver-Lichtbogenschweißmethode)
den Vorteil auf, daß nur eine geringe Wärmezufuhr erforderlich
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ist und daher verschweißte Metallteile mit hervorragenden Eigenschaften erzielt werden, leidet jedoch unter einer geringen
Leistungsfähigkeit. Aus diesem Grunde wurde bereits eine Schweißmethode angewendet, bei der längs der Schweißnahtfuge
der zu verschweißenden Werkstücke zwei oder mehrere Elektrodendrähte mit derselben chemischen Zusammensetzung
angeordnet werden und das Schweißgut mit Hilfe der Mehrfachelektroden
kontinuierlich in mehreren Lagen eingebracht wird. Dadurch wird eine verbesserte Schweißleistung erzielt. Der
beträchtlichen Verbesserung der Schweißleistung steht andererseits der Nachteil dieses Verfahrens entgegen, daß die chemischen
Zusammensetzungen des bei den einzelnen Arbeitsgängen
(wie beim ersten und zweiten Arbeitsgang) eingeschweißten Metalls unterschiedlich sind, was zu stark schwankenden Eigenschaften
führt, insbesondere was die Schlagzähigkeit des eingeschweißten Metalls an den verschiedenen, den einzelnen Arbeitsgängen
entsprechenden Stellen des gesamten Schweißguts betrifft. Die Erzielung einer homogenen Schweißzone wird dadurch
erschwert.
Das auf die Überwindung der vorgenannten Mängel der herkömmlichen Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißmethoden gerichtete
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißen
zu schaffen, bei dem der Elektrodendraht, aus welchem die vorangehende bzw. Führungselektrode oder -elektrodengruppe
besteht, desoxidierende Elemente in anderen Anteilen als der Elektrodendraht enthält, aus welchem die nachfolgende bzw.
Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht, wodurch die Desoxidationsreaktion dieser Elemente geregelt werden
soll.
Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißen
zur Verfügung. zu. stellen, bei dem für den Elektrodendraht, aus welchem die Führungselektrode oder -elektrodengruppe besteht, eine andere chemische
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Zusammensetzung als für den Elektrodendraht verwendet wird, aus welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe
besteht, wodurch eine gleichmäßige chemische Zusammensetzung des in den einzelnen Arbeitsgängen eingeschweißten
Metalls aller Schweißlagen gewährleistet werden soll.
Weiterhin ist es das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißen zu schaffen,
bei dem für den Elektrodendraht, aus welchem die Führungselektrode oder -elektrodengruppe besteht, eine andere chemische
Zusammensetzung als für den Elektrodendraht verwendet wird, aus welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe
besteht, wodurch die Erzielung gleichmäßiger Eigenschaften an allen in den einzelnen Arbeitsgängen eingeschweißten
Metallanteilen gewährleistet werden soll.
Erreicht werden diese und viele andere Ziele erfindungsgemäß dadurch, daß man den Elektrodendraht, aus welchem die
Führungselektrode oder -elektrodengruppe besteht, eine andere chemische Zusammensetzung als dem Elektrodendraht, aus
welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht, verleiht. Im einzelnen gilt folgendes: Wenn die
Elektrodendrähte die gleichen chemischen Zusammensetzungen wie der Grundwerkstoff oder geringere Gehalte an Legierungsbestandteilen als letzterer aufweisen, besitzt der die Nachlaufelektrode
oder -elektrodengruppe bildende Elektrodendraht eine höherlegierte Zusammensetzung als der die Führungselektrode
oder -elektrodengruppe bildende Elektrodendraht. Wenn man dagegen Elektrodendrähte verwendet, deren chemische Zusammensetzungen
höhere Zulegierungsgehalte als der Grundwerkstoff aufweisen, besitzt der Elektrodendraht, aus welchem
die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht,
eine niedrigerlegierte Zusammensetzung als der die Führungselektrode oder -elektrodengruppe bildende Elektrodendraht.
Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnung.
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Fig. 1 (a) und 1 (b) veranschaulichen schematisch die Vermischung
bzw. Verdünnung der in den einzelnen Arbeitsgängen eingeschweißten Metallanteile.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Gestalt der
Fuge und der Stellen der an den bei den erfindungsgemäßen Beispielen verwendeten Charpy-Prüfkörpern erzeugten Kerbe.
Die Erfindung soll nun näher erläutert werden.
Untersuchungen der Erfinder u.a. haben gezeigt, daß die vorgenannten
starken Schwankungen der chemischen Zusammensetzungen des bei den einzelnen Durchgängen eingetragenen Schweißguts
beim Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißen auf zwei Ursachen zurückzuführen sind. Eine dieser Ursachen besteht
in der Vermischung des Schweißguts mit dem Grundwerkstoff bzw. Basismetall, während die andere auf der Beschleunigung
der Desoxidationsreaktionen aufgrund des durch den Einsatz mehrerer Elektroden bedingten Vorheizeffekts beruht.
Das Problem der Vermischung tritt auf, wenn beispielsweise zwei Stahlplatten Kante an Kante unter Bildung einer einzelnen
V-Fuge mit breiter Ansatzfläche aneinandergefügt und in zwei Arbeitsgängen miteinander verschweißt werden. Wegen der
unterschiedlichen Tiefe und Breite der Fuge zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsgang wird nämlich beim ersten Durchgang
ein größerer Bereich der Fugenfläche zum Schmelzen gebracht als beim zweiten Durchgang, was zu einem unterschiedlichen
Grad der Vermischung des Schweißguts mit dem Grundwerkstoff führt, d.h. der Vermischungsgrad der im ersten
Arbeitsgang eingebrachten Schweißlage ist höher als jener der beim zweiten Durchgang eingetragenen Schweißlage. Daher
weist das Schweißgut in den einzelnen Lagen selbst bei Verwendung desselben Schweißelektrodenmaterials für den ersten
und zweiten Arbeitsgang unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf, welche von den Positionen der Lagen in Richtung
der Fugentiefe abhängen. Andererseits enthalten der Grundwerkstoff und das Schweißmaterial Legierungselemente
(wie C, Mn, Si, Cr, Al, Ti, Zr und B) mit hoher Sauerstoffaffinität
(hochwertige Stähle, wie hochzugfeste Stähle und Niedertemperatur-Stähle, weisen hohe Anteile an diesen Legierungselementen
auf). Diese Legierungselemente vereinigen sich daher beim Schweißprozeß mit dem in der den Lichtbogen
umgebenden Luft und im Schutzgas enthaltenen Sauerstoff unter Bildung von Desoxidationsprodukten oder Gasen, welche
wiederum zur Oberfläche der Schweißperlen strömen oder im Schweißgut als Einschlüsse zurückbleiben. Da die Anteile
dieser Elemente in der zweiten Lage und den darauffolgenden Lagen im Hinblick auf den vorgenannten Vermischungsgradunterschied
dazu tendieren, sich an die entsprechenden Anteile in dem ausschließlich aus dem Schweißelektrodenmaterial bestehenden
eingetragenen Schweißgut anzunähern, und die Elemente somit in den einzelnen Lagen in unterschiedlichen Mengen vorliegen,
ist das Verhältnis des aufgrund der Umsetzungen als Schlacke oder Einschlüsse verlorengehenden Anteils der Elemente
zum restlichen Anteil der Elemente, welcher im Schweißgut in Form fester Lö'sungselemente zurückbleibt oder Carbide
und Nitride bildet, welche die Eigenschaften des Schweißguts regelnde Bestandteile darstellen, bei den einzelnen
durch den Mehrlagen-Schweißprozeß eingebrachten Schweißlagen nicht durchgehend gleich. Die eingeschweißten Metallanteile der
übereinander gefügten Lagen bestehen vielmehr aus unterschiedlich zusammengesetzten Legierungen, so daß nicht zu
erwarten ist, daß die Eigenschaften im Bereich des gesamten Schweißguts homogen sind. Andererseits enthalten der Grundwerkstoff
und das Schweißelektrodenmaterial außer den vorgenannten Legierungselementen mit hoher Sauerstoffaffinität
noch weitere Legierungselemente (wie Ni und Mo) mit geringer Sauerstoffaffinität, welche ebenfalls durch die Vermischung
unabhängig von den vorgenannten Reaktionen mit Sauerstoff (z.B. Desoxidation, Oxidation und Kombination) beeinflußt
werden. Wegen des unterschiedlichen Grades der Vermischung des in den einzelnen Arbeitsgängen eingetragenen Schweißelektrodenmaterials
mit dem Grundwerkstoff ändern sich die
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in den einzelnen Arbeitsgängen hinzukommenden Mengen der Elemente, was zu unterschiedlichen Eigenschaften des Schweißguts
an dessen verschiedenen Stellen führt.
Zum Problem der auf grund der Vor erhitzung beschleunigten
Desoxidationsreakton ist folgendes auszuführen. Während die Desoxidationsreaktion stattfindet, wenn die Schweißperle
vom Vorderende des durch den Lichtbogen geschmolzenen Elektrodendrahtes durch den Lichtbogen wandert, besteht vor
der Erstarrung der Perle im Schmelzbad und teilweise nach der Erstarrung die Tendenz, daß die Desoxidationsreaktion
stark beschleunigt wird, wenn die Schweiß wärme zufuhr erhöht wird und die Vorheiztemperatur des Grundwerkstoffs und
die Temperatur zwischen den Lagen höher werden, so daß das Schweißgut längere Zeit bei erhöhter Temperatur gehalten
wird. Besonders ausgeprägt ist die vorgenannte Tendenz im Falle e±ner kontinuierlichen Mehrfachlagenschweißung
nach dem Mehrelektroden-Schweißprozeß, und zwar wird die Desoxidationsreaktion beim darauffolgenden Schweißgang
aufgrund des Vorheizeffekts, der durch die von der Führungselektrode abgegebene Wärmeenergie bedingt wird, in
verstärktem Maße beschleunigt. Das bei den anschließenden Arbeitsgängen eingetragene Schweißgut verliert daher eine
erhöhte Menge an den Legierungselementen.
Wenn somit der Grundwerkstoff (wie im Falle von hochzugfesten Stählen und Niedertemperatur-Stählen) hohe Anteile
an Legierungselementen aufweist und die Mehrfachlagen- -Scliweißung des Grundwerkstoffs nach dem automatischen
Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißverfahren erfolgt, ergibt sich aufgrund des Zusammenwirkens der vorgenannten
beiden Effekte (d.h. des Vorheizeffekts und des auf den Vermischungsgradunterschied zurückzuführenden Effekts)
eine noch stärkere Schwankung der chemischen Zusammensetzung des Schweißguts in den anläßlich der einzelnen
Arbeitsgänge eingebrachten Lagen, was wiederum zu
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— 7 —
einer noch, stärkeren Ungleichmäßigkeit der Eigenschaften des
eingeschweißten Metalls in den einzelnen Lagen des gesamten Schweißguts führt.
Die Erfindung, welche auf dieser Entdeckung beruht, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
Fig. 1(a) und Fig. 1(b) veranschaulichen schematisch die Vermischung bzw. Aufmischung des in den einzelnen Arbeitsgängen eingebrachten Schweißguts, während Fig. 2 die Form
der Fuge und die Stelle eines Kerbs zeigt, welcher an den bei den erfindungsgemäßen Beispielen verwendeten Charpy-
-Prüfkörpern erzeugt wird.
Bei der Mehrfachlagen-Schweißung schwankt der Vermischungs-•grad,
welcher das Ausmaß wiedergibt, mit welchem ein bestimmtes Legierungselement des Schweißelektrodendrahtes
im Schweißgut mit dem Grundwerkstoff vermischt ist, in Abhängigkeit von der Position der Lagen im Schweißgut. Der
Vermischungsgrad der zweiten Lage und der darauffolgenden Lagen nimmt gegenüber jenem der ersten Lage immer mehr ab,
d.h., die Legierungsanteile nähern sich jenem des aus dem Elektrodendraht allein bestehenden Schweißguts. Diese Tatsache
läßt sich anhand der Fig. 1(a) und 1(b) erläutern, welche beispielhaft die Verschweißung von zwei Stahlplatten
in zwei Durchgängen veranschaulichen. Gemäß Fig. 1(a), welche das beim ersten Arbeitsgang eingebrachte Schweißgut
zeigt, errechnet sich der Vermischungsgrad P für den ersten Durchgang unter der Annahme, daß A die Querschnittsfläche
des Grundwerkstoffbereichs in der Schmelzzone beim ersten Arbeitsgang und B die Querschnittsfläche des Bereichs des
im ersten Arbeitsgang in die Schweißzone eingebrachten Metalls bedeuten, nach folgender Gleichung:
■ο A
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GeaoäQ Fig. 1(b), welche das beim zweiten Arbeitsgang eingebrachte
Schweißgut zeigt, errechnet sich der Vermischungs—
graä P* unter der Annahae, daß A* die Quersehnittsfläehe
des Grundwerkstoffbereiehs in der Sehweißzone beim zweiten
Arbeitsgang rand B die Querschnittsfläche des Bereichs des ia zweiten Arbeitsgang in der Schweißzone eingebrachten Metalls bedeuten, nach folgender Gleichung:
P* =
Bei gleicher Absehmelz— bzw. Einlagenangsleistung im ersten
und zweiten Arbeitsgang resultiert samt die lhjpeiötoog P>P",
da Tiefe und Breite der Fuge bei den beiden Arbeitsgängen, wie erwähnt, nicht gleich sind.
Bas zwingende Erfordernis beim erfindungsgeiäßen Schutzgas—
—Lichtbogenschwei©verfahren ist die Yerwendung von zwei oder
mehreren Elektrodendrähten. Es ist nicht ausschlaggebend, ob die Elektrodeiadrähte einen großen oder geringen Durchmesser
aufweisen. Was den Schweißström betrifft, kann man entweder das Hochstromsystem oder das Uiedsrstromsystep
snweaien. Auch die Bogenspannuog und die SchweüSgeschwin—
digkeit sind nicht vorgeschrieben; nan kann in dieser Hinsicht unter denselben Bedingungen wie beim herkömmlichen
Mehrelektroden^chTitzgas-Lichtbogensehweißverfahren arbeiten.
Ebenso wenig existiert eine Beschränkung auf bestimmte Schmtzgastypen. Han kann vielmehr jedes beliebige reine Gas,
me reines Argon oder Kohlendioxid, oder ein Mischgas verwenden, das durch Beimengung einer vorbestimmten Sauerstoffoder
KohlendioxidiiBenge zu Argon erhalten wird· Auch die
Ströningsgeschwindigkeit des Schutzgases kann gemäß der
üblichen Praxis gewählt werden.
Ein srfindäangsgeaälBes Merkmal besteht darin, daß die chemische
Zusaameasetzung der verschiedenen Elektrodendrähte
so gewählt wird» daß ein diesbezüglieher UnterscMed zwi-
_ tischen der Führungselektrode oder -elektrodengruppe und der
Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht. Die beiden Elektroden oder Elektrodengruppen weisen somit unterschiedliche
chemische Zusammensetzungen auf. Die Art der unterschiedlichen Wahl der chemischen Zusammensetzung des Elektrodendrahtes,
aus welchem die Führungselektrode oder -elektrodengruppe
besteht, bzw. des Elektrodendrahtes, aus welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht,
hängt von den im Grundwerkstoff und in den Schweißmaterialien (den Elektrodendrähten) enthaltenen Anteilen an desoxidierenden
Legierungselementen sowie vom Ausmaß ab, mit
welchem die Elemente, welche in dem durch die Elektroden in die Schweißzone eingelagerten Schweißgut enthalten sind
und eine geringe Sauerstoffaffinitat aufweisen, unabhängig
von der Desoxidationsreaktion durch den Grundwerkstoff aufgemischt werden. Mit anderen Worten, die unterschiedlichen
chemischen Zusammensetzungen werden zweckmäßig mit Rücksicht darauf ausgewählt, inwiefern die Elektrodendrähte niedrigere
oder höhere Legierungsantieile als der Grundwerkstoff aufweisen.
Wenn die Legierungsanteile der Elektrodendrähte beispielsweise jenem des Grundwerkstoffs entsprechen oder geringer
als jene sind, verwendet man für die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe einen Elektrodendraht, dessen Legierungsgehalt höher ist als jener des die Führungselektrode oder
-elektrodengruppe bildenden Elektrodendrahtes. Auf diese Weise lassen sich die Anteile der desoxidierenden Elemente
in dem bei den vorangehenden bzw. nachfolgenden Arbeitsgängen eingebrachten Schweißgut genau in der Weise einstellen,
daß die Desoxidationsreaktion der beim vorangehenden Arbeitsgang abgelagerten und einen höheren Vermischungsgrad
als im Falle des darauffolgenden Arbeitsgangs aufweisenden Elemente beschleunigt wird, während die Desoxidationsreaktion
der beim darauffolgenden Arbeitsgang abgelagerten und durch die Wärmeenergie der Führungselektrode oder -elektrodengruppe
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vorerhitzten Elemente gehemmt wird, wodurch die chemischen
Zusammensetzungen des beim vorangehenden bzw. darauffolgenden Durchgang eingeschweißten Metalls einander angenähert
werden. Andererseits können die in dem beim darauffolgenden Durchgang eingebrachten Schweißgut verlorengehenden Legierungselemente
mit geringer Sauerstoffaffinität durch Verwendung der hochlegierten Nachlaufelektrode exakt ersetzt
werden; auf diese Weise können die chemischen Zusammensetzungen des bei den einzelnen Arbeitsgängen eingeschweißten
Metalls aneinander angeglichen werden.
Wenn die Elektrodendrähte andererseits im Vergleich zum Grundwerkstoff hohe Legierungsgehalte aufweisen, verwendet
man für die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe
einen Elektrodendraht, dessen Legierungsanteil relativ zu jenem des für die Führungselektrode oder -elektrodengruppe
eingesetzten Elektrodendrahtes gering ist. Auf diese Weise können die Anteile der desoxidierenden Elemente und jene
der nicht-desoxidierenden Elemente in dem bei den einzelnen Arbeitsgängen eingebrachten Schweißgut genau geregelt werden.
Die nachstehenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Schweiß verfahr en im Vergleich zur herkömmlichen Methode
näher erläutern.
Die inFig.2 gezeigte, als Grundwerkstoff dienende dicke Metallplatte,
welche die aus der Figur ersichtliche Stärke und Fugenbeschaffenheit aufweist, wird nach dem automatischen
Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenachweißverfahren verschweißt. Tabelle I zeigt die chemischen Zusammensetzungen
der Elektrodendrähte und des Grundwerkstoffs, welche bei diesem Schweißvorgang verwendet werden. Der Schweißprozeß
wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
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1) Durchmesser des m.ektrodendrahtes: 4 mm (sowohl bei
den PBairungs- als auch bei den Nachlauf elektroden)
2) Stromstärke χ Spannung χ SehweiBgesehwindigkeit:
erster Arbeitsgang 800 A χ 30 Y χ 600 »/min;
zweiter Arbeitsgang 760 Ax 31 ¥ χ 600
3) Schutzgas: Ar + CO2 (15 56 CO2 sowohl bei den Fuhrungsals
auch bei den Nachlaufelektroden) .
Tabelle H xeigt die Ergebnisse -won Tests, welche an den.
unter Verwendung desselben Drahttyps für die Fühnangs-
und Wacshi aufelektroden (herkömmliche Methode) erzielten
Produkt sowie an dem unter Verwendung verschiedener Uraltttypen
für die Fötorongs- basw. Wachlauf elektroden (erfindiangsgemäßes
Verfahren) erhaltenen Produkt bei Anwendung der Torgenannten SchweiEbedingungen und aus Tabelle I ersichtlichen
chead-schen ZusaaBBoensetzungen durchgeführt werden.
Tabelle I
| Chemische Zusammensetzung, i» | |
| Elektrodendrafrt A | C, 0,10; Si, 0,35; Mn, 2,00; P, 0,015; S, 0,015; Ti, 0,10 |
| Blektrodendraht B | C, 0,10; Si, 0,35; Mn, 1,00; P, 0,015; s, o,oi5; Wi, 1,09; Mo, 0,10; Ti, 0,25; B, 0,015; Al, 0,03 |
| Elektrodendraht C | C, 0,10; Si, 0,35; Mn, 2,00; P, 0,015; S, 0,015; Wi, 3,10; SEo, 0,30; Ti, 0,10; Al, 0,015 |
| Grundwerkstoff (Basiaaetall) |
C, 0,08; Si, 0,30; Mn, 0,30; Cr, 0,50; P, 0,010; S, 0,010; Al, 0,04; Ti, 0,03 |
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II
| N1 | herkömmliche Methode |
erfindungsge mäßes Verfah ren (Nr. 1) |
erfindungsgemäßes Verfahren (Nr. 2) |
|
| Elektroden | N2 | Führungs- | Führungs- | Führungs |
| draht-Typ | elektrode A | elektrode A | elektrode A | |
| Nachlauf | Nachlauf | Nachlauf | ||
| elektrode A | elektrode B | elektrode C | ||
| VE - 8O0C | 8,5 | 8,7 | 8,5 | |
| (kg.m) | 2,4 | 9,3 | 12,0 |
Bemerkungen: für die Charpy-Tests werden die Standard-Charpy-
-Prüfkörper mit einem 2 mm-Spitzkerb verwendet. N1 bzw. N2 bedeuten, daß der Kerb in dem größtenteils
beim ersten Arbeitsgang eingeschweißten Metall bzw. größtenteils in dem beim zweiten Arbeitsgang
eingeschweißten Metall erzeugt wird (vgl. Fig. 2).
Aus Tab.II geht hervor, daß die Eigenschaften der verschiedenen Lagen
im gesaraten Schweißgut bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wesentlich einheitlicher ausfallen als nach der herkömmlichen Methode. Wenn im Vergleich zum Grundwerkstoff
niedriglegierte Elektrodendrähte verwendet werden sollen, kann man ferner für die Nachlaufelektrode einen Elektrodendraht
wählen, dessen Legierungsanteil höher ist als jener des Elektrodendrahtes, aus welchem die Führungselektrode besteht;
auf diese Weise können die Schlagzähigkeiten der in den einzelnen Arbeitsgängen eingeschweißten Metallanteile
aneinander angeglichen werden. Die hervorragenden Eigenschaften
des erfindungsgemäßen Prüfkörpers Nr.1 werden durch die Regelung der Vereinigung von Ti, B und Al mit Sauerstoff
erzielt, während die ausgezeichneten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Prüfkörpers Nr.2 hauptsächlich darauf zurück-
zuführen sind, daß die Elemente Ni, Mn und Mo unabhängig von der Reaktion mit Sauerstoff zum Ausgleich des Mangels an
diesen Elementen zugesetzt werden.
Es wird eine Mehrfachlagen-Schweißung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß man
einen Grundwerkstoff mit 0,07 $>. C, 0,23 % Si, 0,54 # Mn,
0,013 f> P, 0,006 i> S und 3,45 # Ni verwendet. Tabelle III
zeigt die entsprechenden Testergebnisse wie in Beispiel
| N1 | herkömmliche Methode |
erfindungsge mäßes Verfah ren (Nr. 3) |
erfindungsge mäßes Verfah ren (Nr. 4) |
|
| Elektroden | N2 | Führungs- | Pührungs- | Führungs- |
| draht-Typ | elektrode C | elektrode C | elektrode C | |
| Nachlauf | Nachlauf | Nachlauf | ||
| elektrode C | elektrode B | elektrode A | ||
| VE - 800C | 12,0 | 11,8 | 11,7 | |
| (kg.m) | 4,2 | 6,5 | 13,2 |
Die in Tabelle III zusammengestellten Testergebnisse werden an Produkten erzielt, welche unter Verwendung von relativ
zum Grundwerkstoff hochlegierten Elektrodendrähten erhalten werden. Auch bei diesem Beispiel werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens wesentlich einheitlichere Eigenschaften der einzelnen Lagen im Schweißgut erzielt als unter
Anwendung der herkömmlichen Methode.
Erfindungsgemäß wird die Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißung
somit unter Regelung der chemischen Zusam-
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-H-
mensetzungen der Elektrodendrähte, aus welchen die Führungselektrode oder -elektrodengruppe und die Nachlaufelektrode
oder -elektrodengruppe bestehen, vorgenommen. Auf diese Weise lassen sich die Desoxidatxonsreaktxonen nach Bedarf
derart regeln, daß die chemischen Zusammensetzungen der in den einzelnen Arbeitsgängen eingeschweißten Metallanteile nahe
aneinander angeglichen und dadurch die Eigenschaften der einzelnen Schichten im gesamten Schweißgut zufriedenstellend
vereinheitlicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt somit eine außerordentlich große technische Bedeutung
als Lichtbogenschweißmethode für große Stärken aufweisende
Werkstücke aus hochwertigen Stählen.
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Claims (4)
- Patentan s ρ r ü c h e.J Verfahren zum Mehrelektroden-Schutzgas-Lichtbogenschweißen, bei dem das Schweißgut mit Hilfe einer Führungselektrode oder -elektrodengruppe und einer Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe in mehreren Lagen eingebracht wird und die Führungselektrode oder -elektrodengruppe aus einem Elektrodendraht besteht, welcher eine andere chemische Zusammensetzung als ein weiterer Elektrodendraht aufweist, aus welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verschiedenen Elektrodendrähte unterschiedliche Anteile an desoxidierenden Elementen enthalten.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodendrähte entsprechende Legierungsgehalte wie der Grundwerkstoff oder geringere Legierungsgehalte als dieser aufweisen und daß der Elektrodendraht, aus welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe be-• steht, einen höheren Legierungsgehalt als der Elektrodendraht aufweist, aus welchem die Führungselektrode oder -elektrodengruppe besteht.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodendrähte höhere Legierungsgehalte als der Grundwerkstoff aufweisen und daß der Elektrodendraht, aus welchem die Nachlaufelektrode oder -elektrodengruppe besteht, einen niedrigeren Legierungsgehalt als der Elektrodendraht aufweist, aus welchem die Führungselektrode oder -elektrodengruppe besteht.609823/0641AbLeerseite
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