DE2733624C2 - Umhüllte Handschweißelektrode - Google Patents

Umhüllte Handschweißelektrode

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DE2733624C2
DE2733624C2 DE2733624A DE2733624A DE2733624C2 DE 2733624 C2 DE2733624 C2 DE 2733624C2 DE 2733624 A DE2733624 A DE 2733624A DE 2733624 A DE2733624 A DE 2733624A DE 2733624 C2 DE2733624 C2 DE 2733624C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ummarjtehe Handschweißeiektrode mit einem Elektrodenmantel, der Legierungsbestandteile enthält, die im Schweißgut harte Ausscheidungen erzeugen.
Aus der Zeitschrift »Schweißen und Schneiden«, Jahrgang 19, (1967), Heft 6, Seite 215, ist es bekannt, hüllenlegierte Stabelektroden herzustellen, mit einem legierten Kernstab, bei dem eine Restauflegierung oder ZuIe-
JO gierung von Elementen wie Kohlenstoff, Chrom, Molybdän, Vanadin oder Tantal/Niob durch die Umhüllung während des Schweißens erfolgt. Ferner weist die Umhüllung der bekannten Handschweißeiektrode noch sogenannte Schlackenbildner auf. um während des Schweißvorgangs die im abgelösten Tropfen noch fehlenden Legierungsmengen im Schmelzbad durch Reaktion mit der flüssigen Schlacke übergehen zu lassen.
Derartige Handschweißelektroden werden häufig zur Erzeugung von Verschleißschutzbeschichtungen verwendet, wobei die verschieißmindernde Wirkung in erster Linie durch die harten Verbindungen des Kohlenstoffs mit Elementen wie Fe, Cr, Mo, V, W. Nb, Ta, Zr, Ti erreicht wird, aber neben bzw. statt Karbiden auch SiIizide, Boride, Nitride etc. als harte Ausscheidungen im Schweißgut in Frage kommen. Es gibt derartige Handschweißelektroden, z. B. mit einem gegossenen Kernstab, in dem Karbide bereits vorgeformt enthalten sind; man kann jedoch auch einen weniger legierten Kerndraht mit einem Mantel umhüllen, in dem beispielsweise die zur Karbidbildung erforderlichen Legierungselemente angereichert sind, so daß beim Abschmelzen eine Legierungsbildung erfolgen kann und das Schweißgut die gewünschten Eigenschaften erhält. Dieses letztere Verfahren ist gegenüber dem ersten vorteilhaft, da der Metallurge in der Zusammensetzung des Schweißgutes eine viel freiere Wahl hat. Es ist jedoch schwierig ein akzeptierbares Schweißverhalten mit einer guten Abschmelzlcistung zu verbinden, wenn gleichzeitig die Aufmischung niedrig und beispielszweise der Kohlenstoffgehalt hoch sein soll, d. h. maximale Verschleißfestigkeit angestrebt wird. Außerdem zeigt sich, daß die Enternung der Schlackenrückstände üblicher Umhüllungen meist recht schwierig ist und diese Schlacken beim Schweißen sehr störend in Erscheinung treten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine umhüllte Handschweißeiektrode zu schaffen, mit verbessertem Schweißverhalten, bei gleichzeitiger Erhöhung der Verschleißfestigkeit.
Ausgehend von einer Handschweißelektrode der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmaien.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die gewünschte Kombination von Eigenschaften sich in optimaler Weise verwirklichen läßt, wenn man auf die sogenannten Schlackenbildner im Gegensatz zu herkömmlichen Handschweißelektroden völlig verzichtet und einen geringen Zusatz von Halogenen im Elektrodenmantel verwendet
Ais halogenhaltige Verbindungen kommen insbesondere Halogenide in Betracht Als Bindemittel können in an sich bekannter und üblicher Weise Kalium- oder Natriumsilikate, Alkaiialuminat etc. zur Verwendung kommen, während die genannten Extrusionshilfen z. B. Polysaccharide, Alginate, Zellulosederivate, Schichtsilikate etc. sein können.
Als besonders g^stig für die Schweißeigenschaften hai sich ein Haiogenzusaiz im Bereich von 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent Halogen erwiesen, insbesondere der Bereich von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent. Als Halogen kommt vorzugsweise Fluor in Betracht.
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Elektrode ist insbesondere in Gegenwart höherer Kohlenstoffanteile in der Elektrode, im Bereich beispielsweise von 2 bis 15% bezogen auf das Gewicht der Elektrode, bzw. im Bereich von 5 bis 12 Gewichtsprozent Kohlenstoff, überraschend ausgeprägt Damit können die wichtigsten Bereiche de: Verschleißschutzbeschichtungen, Gußeisen inbegriffen, erfaßt werden.
Unter den verschiedenen Fluoriden sind die Alkalifluoride, Magnesiumfluorid und eerer Doppelfluoride wie z. B. Na3AIFs besonders wirksam, vor allem aber die Doppelfluoride mit den Elemeten der vierten Nebcngj-uppe des periodischen Systems der Elemente.
Ferner hat sich herausgestellt, daß eine bestimmte Dosierung der Legierungselemente einen außerordentlieh positiven Einfluß hat, wobei sich die Wirkung dieser Maßnahme weit über einen einfachen Additionseffekt hinaus erstreckt. Insbesondere ist vorzugsweise in der gesamten Elektrode das Verhältnis des Gesamtanteils an Fe, Ni und Co zum Gesamtanteil der übrigen Legierungselemente zwischen 0,2 und 9 bzw. zwischen 03 und 5 oder sogar zwischen 03 und 3 zu wählen. Auch die Gegenwart von Silicium als Legierungselement wirkt sich günstig auf das Schweißverhalten aus und verleiht dem Schweißgut zusätzlich bestimmte Eigenschaften wie Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit. Ferner wirkt auch Bor vor allem in elementarer Form als Legierungselement nicht nur positiv auf das Schweißverhalten sondern verbessert zusätzlich die Verschleißfestigkeit des Schweißgutes.
Geringere Mengen von Desoxydationsmitteln sind schon irr den meisten Legierungen der Umhüllung vorhanden und wirken bei der vorliegenden Handschweißelektrode nicht störend. Von besonderem Vorteil hingegen ist es, die Umhüllung mit hochkohlenstoffhaltigen Verbindungen anzureichern.
Die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Zusammensetzung des Elektrodenmantels an sich und im Zusammenhang mit der Gesamtzusammensetzung der Elektrode ist sowohl bei Verwendung von Kerndrähten aus Eisenwerkstoffen, als auch bei hoch Nickel- und Kobalthaltigen Kerndrähten überraschend groß.
Die vorliegenden Elektroden sind umweltfreundlich und zeichnen sich durch eine besonders geringe Belastung des Arbeitsplatzes mit Schadstoffen aus. Das gesamte Schweißverhalten dieser Elektroden, wie es sich aus der optimalen Kombination von günstigen Eigenschaften wie geringe Aufmischung, gutes Aufbauen des Schweißguts, Nichtauftreten störender Schlacke, Erreichbarkeit einer hohen Schweißgeschwindigkeit etc. ergibt bringt in der Anwendung entscheidende Vorteile mit sich.

Claims (21)

Patentansprüche:
1. Ummantelte Handschweißelektrode mit einem Elektrodenmantel, der Legierungsbestandteil enthält, die im Schweißgut harte Ausscheidungen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenmantel ausschließlich aus Legierungselementen, einem Zusatz von, bezogen auf das Gewicht des Elektrodenmantels 0,01 bis 3Gew.-% mindestens eines Halogens in Form einer halogenhaltigen Verbindung und weniger als 5 Gew.-% Bindemittel und Extrusionshilfsmittel besteht.
2. Handschweißelektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die halogenhaltigen Verbindung ein Halogenid ist.
3. Handschweißelektrode nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halogenzusatz im Bereich von 0,1 bis 13 Gewichtsprozent Halogen Hegt.
4. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halogenzusatz im Bereich von 0,2 bis 1 Gewichtsprozent Halogen liegt.
5. Handschweißeiektrode nach Patentansprüchen 1, 2, i oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogen Fluor ist
6. Handschweißeiektrode nach Patentansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenid ein Alkalimetallfluorid ist.
7. Haridschweißelektrode nach Palentansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenid ein Doppelfluorid ist
8. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelfluorid ein Alkalidoppelfiuorid mit einem Element der IV. Nebengruppe des periodischen Systems ist.
9. Handschweißeiektrode nach Patentansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenid MgF2 ist.
10. Handschweißeiektrode nach Patentansprüchen 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Kohlenstoffanteil in Kern und Mantel der Elektrode 2—15% bezogen auf das Gewicht der Elektrode beträgt.
11. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kohlenstoffanteil 5—12 Gewichtsprozent beträgt.
12. Handschweißeiektrode nach Patentansprüchen 1, 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenmantel bezogen auf sein Gewicht 0,1 —1,5% Si als Legierungselement enthält.
13. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Si in elementarer Form enthalten ist.
14. Handschweißeiektrode nach Patentansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenmantel bezogen auf sein Gewicht 0,1 — 1,5% BaIs Legierungselement enthält.
15. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch I i. dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Bor in Form von Borkarbid enthalten ist.
16. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Bor in Form von Chromborid enthalten ist.
17. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Elektrode 5—2C Gewichtsprozent B und/oder 5—20 Gewichtsprozent Si enthält.
18. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der gesamten Elektrode das Verhältnis des Gesamt-Anteils an Fe, Ni und Co zum Gesamt-Anteil der übrigen Legierungselemente zwischen 0,2 und 9 liegt.
19. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 18. dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verhältnis zwischen 03 und 5 liegt.
20. Handschweißeiektrode nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verhältnis zwischen 03 und 3 üegt.
21. Handschweißeiektrode nach Patentansprüche 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß 80% der als übrige bezeichneten Legierungselemente aus Cr bestehen.
DE2733624A 1976-08-03 1977-07-26 Umhüllte Handschweißelektrode Expired DE2733624C2 (de)

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