Schweissstab für verschleissfeste Auftragsschweissung. Für die verschiedensten Verschleissbean spruchungen werden dann, wenn besonders hohe Ansprüche gestellt werden müssen, be kanntlich Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierun gen (z. B. 65% Co, 30% Cr, 4,5% W) als Schweisszusatzwerkstoffe gebraucht. Diese, ohne dem Schweissen nachfolgende gesonderte Wärmebehandlung, hohe Härten ergebenden Legierungen haben neben ihrer grossen Wi derstandsfähigkeit gegen normalen mechani schen Verschleiss hohe Warmhärten und sind gegen Rost- und Säurebeanspruchungen äusserst beständig.
Um den für diese Eigen schaften notwendigen Legierungsaufwand zu verringern, wurden Legierungen mit 24 bis 30% Cr, etwa 30% Co und 4 bis 6% W oder solche mit etwa 25% Cr, 20% Co, 4% W und 40/o Mo und schliesslich einfach die Gruppe der bekannten rostsicheren Chromstähle als Ersatz vorgeschlagen. Insbesondere kann man für Auftragsschweissungen, die eine Brinell härte von 500 ergeben sollen, auch Stahl schweissdrähte mit etwa 140/o Chrom verwen den.
Nun bleibt in diesen Versuchen das End ziel, mit möglichst wenig Legierungsaufwand bei Verschleissbeanspruchungen die Eigen schaften der Kobalt., Chrom und Wolfram enthaltenden, erstgenannten Hartlegierungen zu gewinnen, unerreicht, da man immer noch bestrebt war, auch in den legierungsärmeren Schweisszusatzwerkstoffen möglichst viele der der erstgenannten Hartlegierung eigentüm lichen Eigenschaften zu vereinen. Man war ständig zu Ausgleichslösungen gezwungen, bei denen vor allen Dingen die früher erziel baren hohen Verschleissbeständigkeiten zu rückgingen.
Da schliesslich auch der Aufwand von 20 bis 30% Cr in keinem Verhältnis mehr zu den erreichbaren Leistungen stand, war man ge zwungen, auf Chromgehalte von 13 bis 200/o zu gehen, die im Schweissvorgang aber leicht zu unkontrollierbaren und ungleichmässigen Här ten führen. Der Schweissvorgang beeinflusst nämlich, je nach den wechselnden Bedingun gen der Arbeitsweise, die Chromlegierung des Schweissgutes durch Einbrandentmischungen und Abbrandverluste und führt ferner zu wechselnden Abschreckbedingungen, so dass die Härten solcher Auftragungen stets un gleichmässig ausfallen müssen, was wiederum Auswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit des Schweissgutes gegen Verschleiss hat.
Bei den erwähnten Lösungsvorschlägen blieb ausser acht, dass das Anwendungsgebiet der Hartlegierungen in sehr vielen Fällen, wie bei Schlägern und Brechern für die Hart zerkleinerung, bei Führungsschienen, bei Werkzeugen für Kaltzug, bei Gleitwegen usw. sich auch auf wichtige Gebrauchsfälle er streckte, die von der Auftragsschweissung nicht gleichzeitig noch eine hohe Korrosions- und Säurebeständigkeit oder Warmfestigkeit verlangten. Für diese Gebiete sind nicht die hohen Chromgehalte, die bei den rostsicheren Stählen zur Verminderung der kritischen Ab kühlungsgeschwindigkeit beim Härten aus der Schweisshitze beitragen sollen, erforderlich, wie eingehende Versuche mit Sicherheit er gaben.
Es wurde nun gefunden, dass sich mit gro sser Sicherheit ein Schweissgut hoher bis höch ster Verschleissfestigkeit mit einer Härte von 500 oder mehr Brinelleinheiten erzielen lässt, wenn man zu dessen Herstellung Schweiss stäbe aus einer ledeburitischen Eisen-Kohlen stoff-Legierung mit 1,7 bis 2,31/o C verwen det, in welcher der Kohlenstoff als Karbid ge bunden ist. Schweissstäbe mit mehr als 2,30/o C ergeben sehr spröde Auftragsschweissungen, welche die Eigenart von weissem Roheisen zei gen.
Der Kohlenstoffgehalte ist daher mit 2,3 0/0 nach oben begrenzt. Die bei der Verwendung eines Schweissstabes gemäss vorliegender Er findung erzielbaren Auftragsschweissungen sind hinsichtlich ihrer Karbidausbildung von leichten Abkühlungsunterschieden beim Schweissvorgang weitgehend unabhängig und können für die Verschleissbeanspruchung er wünschte grobe Karbide bzw. Doppelkarbide bilden. Die Zusammensetzung der Schweiss stäbe kann den reinen Schweissbarkeitsansprü- chen des Gasschmelzschweissers und auch des Elektroschmelzschweissers in sorgfältiger Weise angepasst werden.
Entmischungserschei nungen im Einbrand können durch Wahl eines hohen Kohlenstoffgehaltes des Schweissstabes berücksichtigt werden.
Die Zusammensetzung eines solchen Schweissstabes ist, zum Beispiel folgende: 2,3()/o C, 0,5()/o Si, 1,00/o Mn. Die Verschleissfestigkeit von Auftrags schweissungen kann durch die Verwendung von Schweissstäben verbessert werden, die neben dem zur Ledeburitbildung notwen- digen hohen Kohlenstoffgehalt noch 0,5 bis 80/o Chrom enthalten. Mit steigendem Chromgehalt kann der Kohlenstoffgehalt er niedrigt werden; so ist es beispielsweise mög lich mit etwa 10/o Cr bei 1,8 0/o C oder mit etwa 21/o Cr bei 2 bis 2,20/o C das Auslangen zu finden. Zusätze von Wolfram (bis 1,50/o), Molybdän (bis 0,50/o) oder Vanadin (bis 10/o) begünstigen weiter die Brauchbarkeit solcher Chromlegierungen, ändern aber ihren grund sätzlichen Charakter nicht und sind allenfalls zu entbehren.
Die Herstellung von Schweissstäben aus vom Block auszuwalzenden Drähten bereitet einige Schwierigkeiten, ist aber durchführbar. In einfacherer Weise können die Schweiss stäbe als Gussstäbe erzeugt werden.