AT209132B

AT209132B - Elektrode für die elektrische Lichtbogenschweißung

Info

Publication number: AT209132B
Application number: AT56558A
Authority: AT
Inventors: Claes Fredrik Haakan Pfeiffer
Original assignee: Kjellberg Esab Ges M B H
Priority date: 1957-02-05
Filing date: 1958-01-27
Publication date: 1960-05-25

Description


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  Elektrode für die elektrische Lichtbogenschweissung 
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für die elektrische Lichtbogenschweissung mit Wechselstrom mit   einem Kerndraht aus weichem Kohlenstoffstahl   und mit   einer Umhüllung   der sogenannten basischen Art, welche sich bekanntlich dadurch auszeichnet, dass ihre schlackenbildenden Bestandteile zum überwiegenden Teil aus Erdalkalikarbonat und Fluorverbindungen bestehen. Das Erdalkalikarbonat besteht meistens aus Kalkstein, aber es ist auch möglich, z. B. Magnesit oder Dolomit oder Mischungen dieser Gesteine mit Kalkstein zu verwenden. 



   Die Erfindung betrifft solche Elektroden der basischen Art, bei welchen das Gewicht der Fluorverbindungen höchstens etwa gleich dem Gewicht des Erdalkalikarbonats ist und die Umhüllung zur Bekämpfung der bei der Wechselstromschweissung auftretenden   Löschneigung   ausserdem einen kleinen Zusatz eines chemisch hochaktiven Metalls enthält. Als hochaktive Metalle sind hier ausschliesslich Titan, Zirkonium, Aluminium oder Magnesium zu verstehen, welche als unlegierte Metalle oder in Form von Legierungen, wie   Aluminium-Titan,   Aluminium-Magnesium und Ferrotitan, verwendet werden können. Es hat sich erwiesen, dass bei diesen bekannten Elektroden eine gewisse Neigung zur Porenbildung im Schweissgutvorliegt.

   Diese Porenbildung tritt besonders dann auf, wenn die Form der   Schweissnaht oder   andere Umstände eine verhältnismässig grosse Lichtbogenlänge erzwingen. 



   Durch die Erfindung wird diese Porenneigung dadurch beseitigt, dass die Umhüllung in an sich bekannter Weise nebst Flussspat eine wirksame Menge Kryolith enthält, welche höchstens der Flussspatmenge gleich ist. Höhere Kryolithmengen bewirken keine weitere Verbesserung, sondern bringen im Gegenteil gewisse Übelstände mit sich, wie ein härteres Festsitzen der Schlacke. Es ist im allgemeinen zweckmässig, ein Gewichtsverhältnis von etwa 1 : 2 zwischen Kryolith und Flussspat zu wählen. Kryolithzusätze, welche kleiner als ein Fünftel des Gewichtes des Flussspats sind, weisen im allgemeinen eine so geringe Wirkung auf, dass sie keine praktische Bedeutung haben. 



   Es ist an sich bekannt, Kryolith als Bestandteil von Elektrodenumhüllungen der kalkbasischen Art zu verwenden. Die USA-Patentschrift Nr. 2, 435, 198 gibt für Elektroden aus Kupfer-Zink-Legierung eine Um- 
 EMI1.1 
 vorgesehen. Die USA-Patentschrift Nr. 2,440, 941 bezieht sich ebenfalls auf Elektroden aus Kupferlegierung (Messing oder Bronze), deren Umhüllung unter andern   14-20 Gew.-Teile Flussspat, 9-3 Gew.-Teile   Kryolith,   1   - 5 Gew. -Teile Kalkstein, 3 - 7 Gew. -Teile Magnesit und 5   Gew.-Teile   Ferrolegie-   rungen   enthält, wobei unter den verwendbaren Ferrolegierungen auch Ferrotitan erwähnt ist.

   Der Gehalt an Fluoriden ist somit weit grösser als   derjenige der Erdalkalikarbona te.   Die USA-Patentschrift Nr. 2,520,   806   gibt   für Elektroden   aus Nickelkupferlegierung eine kalkbasische   Umhüllung   an, welche unter anderem Kalkstein, Flussspat, Kryolith und gegebenenfalls Ferrotitan enthält, wobei die Gewichtsverhältnisse zwischen diesen Stoffen wie folgt angegeben werden :

   
 EMI1.2 
 
<tb> 
<tb> Allgemein <SEP> Bevorzugt
<tb> Kalziumkarbonat <SEP> 20-40 <SEP> 26 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Kaliumfluorid <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> 16 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Kryolith <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> 25 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Ferrotitan <SEP> 0-5 <SEP> 0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 
<tb> 
 

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Wie ersichtlich, enthält die bevorzugte Umhüllung mehr Fluoride als Erdalkalikarbonat und mehr Kryolith als Flussspat. Die Patentschrift beschreibt keine Ausführung, welche mehr Erdalkalikarbonat als Fluoride oder mehr Flussspat als Kryolith enthält. Die USA-Patentschrift Nr. 2,512, 430 bezieht sich auf kalkbasisch umhüllte Elektroden aus   Nickellegierungen,   insbesondere Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen.

   Die beschriebenen Umhüllungen enthalten sehr viel mehr Fluoride (Flussspat und Kryolith) als Erdalkalikarbonat (Kalkstein). Es kann auch die USA-Patentschrift Nr. 2,463, 096 erwähnt werden, welche eine für Bronzeelektroden entwickelte Umhüllung beschreibt, welche unter anderem Bariumkarbonat und Fluoride (Na-   triumfluorid und Kryolith) enthält. Flussspat   ist hier nicht vorhanden, und der Gesamtgehalt an Erdalkalikarbonat und Fluoriden ist kleiner als der Gesamtgehalt an andern Schlackenbildnern.

   Die Patentschrift befasst sich mit der Aufgabe, die Elektroden mit Wechselstrom verschweissbar zu machen und gleichzeitig die Porositätsneigung des Schweissgutes zu beseitigen ; die zu diesem Zwecke vorgeschlagene, recht eigenartige   Umhüllungskomposition   ist nicht für   Stahlelektroden   verwendbar und kann, wie überhaupt solche Umhüllungskompositionen, welche für Elektroden aus Nichteisenlegierungen entwickelt sind, keine Anweisung für die Lösung der bei Stahlelektroden vorhandenen Schwierigkeiten geben. 



   Das Gesamtgewicht des Flussspats   und des Kryoliths   der   erfindungsgemässen   Umhüllung beträgt vorzugsweise etwa die Hälfte des Gewichtes des Erdalkalikarbonats. 



   Die Erfindung kann auch bei basischen Elektroden, deren Umhüllung Eisenpulver enthält, verwendet werden. Es ist   bekannt, dassdereisenpulverzusatz   an sich   dielöschneigung     beider Wechselstromschweissung   herabsetzt sowie verschiedene andere günstige Wirkungen aufweist. Die Erfindung hat besonderen Wert für solche Elektroden, deren Umhüllung einen mässigen Eisenpulvergehalt (z. B. entsprechend   20 - 40   % metallisches Eisen) in Verbindung mit einer nicht allzu grossen Dicke   (UmhUllungsdurchmesser   nicht grösser als etwa der zweifache Kerndrahtdurchmesser) aufweist.

   Die Zusammensetzung desjenigen Teiles der Um-   hüllung,   welcher nicht aus Eisenpulver besteht, kann dabei vorteilhaft im unten angegebenen Gebiet ge-   wählt werden :    
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Kalkstein <SEP> 30 <SEP> bis <SEP> 50 <SEP> Ufa
<tb> Flussspat <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> osa <SEP> 
<tb> Kryolith <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 10 <SEP> usa <SEP> 
<tb> Aluminiumtitan <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 4 <SEP> Ufo <SEP> 
<tb> Ferrosilizium <SEP> und/oder <SEP> Fenomangan <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 15 <SEP> Ufo
<tb> Kaliwasserglas <SEP> 8 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> Ufo
<tb> Andere <SEP> schlackenbildende <SEP> Stoffe, <SEP> wie
<tb> Titandioxyd <SEP> und <SEP> Manganoxyde, <SEP> insgesamt <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 2 <SEP> 5%. <SEP> 
<tb> 
 



   Als besonderes Ausführungsbeispiel möge die Herstellung einererfindungsgemässen Elektrode mit einem Kerndraht. aus weichem Eisen vom Durchmesser 3,25 mm beschrieben werden. Die folgenden Umhüllungbestandteile werden trocken gemischt. 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> 



  Gew. <SEP> 10 <SEP> 
<tb> Kalkstein <SEP> 25,5
<tb> Flussspat <SEP> 13,5
<tb> Kryolith <SEP> 9,0
<tb> Rutil <SEP> 2, <SEP> 5
<tb> Hausmannit <SEP> 7, <SEP> 0' <SEP> 
<tb> Kaolin <SEP> 2,0
<tb> Eisenpulver <SEP> (gemahlener <SEP> Eisenschwamm) <SEP> 31,0
<tb> Ferrosilizium <SEP> 7, <SEP> 0
<tb> Aluminiumtitan <SEP> (50 <SEP> 10 <SEP> Titan) <SEP> 25
<tb> 100, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 
 
Das fertig gemischte Pulver wird dann in einerKnetmaschine mit so viel Kaliwasserglas versetzt, dass die Masse pressfähig wird. Die Masse wird auf den Kemdraht durch Pressen in einer Elektrodenpresse mit dem Düsendurchmesser 5,6 mm aufgebracht. Die Umhüllung wird in der üblichen Weise, z. B. bei 300  C, getrocknet. 

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Elektrode für die elektrische Lichtbogenschweissung mit Wechselstrom, mit einem Kemdraht aus weichem Kohlenstoffstahl und mit einer Umhüllung, deren schlackenbildende Bestandteile zum überwie- <Desc/Clms Page number 3> genden Teil aus Erdalkalikarbonat und Fluorverbindungen bestehen, wobei das Gewicht der Fluorverbin- dungen höchstens etwa gleich dem Gewicht des Erdalkalikarbonats ist, und die zur Entgegenwirkung der Löschneigung des Lichtbogens einen kleinen Zusatz eines chemisch hochaktiven Metalls, und zwar Titan, Zirkonium, Aluminium oder Magnesium in der Form reiner Metalle oder Legierungen, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung in an sich bekannter Weise nebst Flussspat eine wirksame Menge Kryolith enthält,

welche höchstens der Flussspatmenge gleich ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis Kryolith : Flussspat etwa 1 : 2 beträgt.

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung soviel Eisenpulver enthält, dass ihr Gehalt an metallischem Eisen etwa 20 - 40 % des Urnhilllungsgewichtes beträgt, wobei der ans andern Stoffen als Eisenpulver bestehende Teil der Umhüllung die folgende Zusammensetzung aufweist :

EMI3.1 <tb> <tb> Kalkstein <SEP> 30 <SEP> bis <SEP> 50 <SEP> Ufo <SEP> <tb> Flussspat <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> % <tb> Kryolith <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 10% <tb> Aluminiumtitan <SEP> (50 <SEP> lo <SEP> Ti) <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 4 <SEP> ;, <tb> Ferrosilizium <SEP> und/oder <SEP> Ferromangan <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 15 <SEP> % <tb> Kaliwasserglas <SEP> 8 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> % <tb> Andere <SEP> schlackenbildende <SEP> Stoffe, <SEP> wie <tb> Titanoxyd <SEP> und <SEP> Manganoxyde, <SEP> insgesamt <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 25 <SEP> %. <tb>