CH458889A - Zusatzwerkstoff zur Erzeugung kaltzäher Schweissen - Google Patents

Description

      Zusatzwerkstoff-    zur Erzeugung kaltzäher Schweissen    Die Erfindung bezieht sieh auf einen Zusatzwerk  stoff aus     unlegiertem    oder niedrig. legiertem Stahl für  das Schweissen mit umhüllten Elektroden, insbesondere  für das     Schutzgas-Schweissen,        Unter-Pulver-Schweissen     oder     Elektroschlacke-Schweissen    von Stahl, zur Erzeu  gung kaltzäher Schweissen, die z.

   B. ohne Nachbehand  lung bei Temperaturen unter 0  C, insbesondere bei  -50  C,     Kerbschlagzähigkeiten    von mehr als 8 bis  15     mkp/cm2        aufweisen.    Diese     Werte    sollen nach der       DVM-Methode    an Proben mit 7. 10     cm2    Schlagquer  schnitt und einem Kerbdurchmesser von 2 mm gemessen  sein.  



  Stahlschweissen, die unter Verwendung von Zusatz  werkstoffen mit niedrigen Gehalten an     Stickstoff-Phos-          phor    und Schwefel hergestellt sind, zeichnen sich an sich  durch hohe     Kerbschlagzähigkeitswerte    in der Kälte aus.  Unter niedrigen Phosphor- und Schwefelgehalten wer  den solche von weniger als 0,02 % P, weniger als 0,02  S und weniger als 0,008 % N verstanden.  



  So ergibt eine kalkbasisch umhüllte Elektrode vom  Typ     Kb    IX s (DIN 1913) mit einem Kerndraht fol  gender Gehalte:       0,016%    P       0,009%    S  0,002 % N  0,12 %     Cu     ein Schweissgut, das nach der     DVM-Probe    geprüft unter  den oben genannten Bedingungen bei -50  C eine       Kerbschlagzähigkeit    von 7,0-9,0     mkp/cm2    besitzt.  



  Ein Zusatzwerkstoff mit  0,12 % C  1,05 %     Si     1,35 % Mn       0,015%    P  0,012% S  0,005 %     N2       ergab ein Schweissgut, welches bei -50  C nach der       DVM-Probe    eine     Kerbschlagzähigkeit    von 5,3 bis  5,8     mkp/cm-'    aufwies. Das Schweissgut war in mehreren  Lagen unter dem Schutz von trockenem Kohlendioxyd  gas mit dem Lichtbogen erzeugt worden. Der Draht  durchmesser betrug 1,6 mm und es wurde mit 320     Amp.     geschweisst.  



  Ein anderer     Zusatzwerkstoff    mit  0,11 % C  0,32 %     Si     1,08     %    Mn       0,009%    P       0,008%    S       0,007%        N2     0,13 %     Cu     ergab eine     Mehrlagenschweisse    mit einer     Kerbschlag-          zähigkeit    von 13-15     mkp/cm2,    wenn in einer Argon  gasatmosphäre mit Zusatz von 3 % Sauerstoff mit dem  Lichtbogen geschweisst wurde.  



  Genauere Untersuchungen der verwendeten Schweiss  zusatzwerkstoffehaben nun ergeben, dass diese neben  den genannten Gehalten noch nennenswerte Mengen von  Spurenelementen,     insbesondere    Arsen, Antimon und  Zinn aufweisen. Vergleichende Untersuchungen erbrach  ten     überraschenderweise    die Erkenntnis, dass diese  Spurenelemente eine wesentliche Herabminderung der       Kerbschlagzähigkeit    bei tiefen Temperaturen bewirken  und dass folglich bedeutend kaltzähere Schweissen er  zeugt werden können, wenn Zusatzwerkstoffe verwendet  werden, bei denen die Gehalte an Arsen, Antimon und  Zinn niedrig gehalten sind oder wenn diese ganz fehlen.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher  ein Zusatzwerkstoff aus     unlegiertem    oder niedrig  legiertem Stahl für das Schweissen mit     umhüllten    Elektro  den, insbesondere für das     Schutzgas-Schweissen,        Unter-          Pulver-Schweissen    und     Elektroschlacke-Schweissen    von  Stahl, zur Erzeugung     kaltzäher    Schweissen.

   Der Werk-           stoff    ist dadurch gekennzeichnet, dass As, Sb und     Sn     fehlen oder dass höchstens       0,015%    As und/oder höchstens       0,010%        Sn    und/oder höchstens  0,005 % Sb  vorhanden sind.  



  Ausser den genannten Elementen, auf deren geringe  Konzentration es besonders ankommt, kann der Stahl  noch  bis     0,25%    C  bis 2,0 %     Si     bis 3,5 % Mn  bis     0,02%    P  bis     0,20%        Cu     bis 0,02% S  enthalten. Ausserdem können     Molybdän    bis zu 1 % und       Vanadium    bis zu 0,3 % enthalten sein.  



  Unter Ausnutzung der erfindungsgemässen Erkennt  nis wurde eine kalkbasische     umhüllte    Elektrode vom  Typ     Kb    IX s (nach DIN 1913) hergestellt, die einen  Kerndraht mit folgenden Gehalten aufwies:  0,002 %     N2     0,012 % P       0,013%    S  <B>0,001%</B> Sb       0,001%        Sn          .0,003%    As  0,10 % C  0,03 %     Si     0,63 % Mn.  



  Mit dieser Elektrode wurde eine     Mehrlagenschweisse     hergestellt, die ohne nachfolgende Wärmebehandlung bei  einer Temperatur von -50  C eine     Kerbschlagzähigkeit     von 25     mkp/cm?        aufwies,    geprüft nach der     DVM-Probe.     



  Ein     Blankdraht        wurde    mit folgenden Gehalten er  schmolzen:  0,13 % C  0,38 %     Si     1,13 % Mn  0,013 % P       0,012%    S  0,004 %     N2     0,10 %     Cu     <B>0,001%</B> Sb       0,002%        Sn          0,003%    As.  



  Der     Schweisszusatzdraht    hatte einen Durchmesser  von 1,6 mm und wurde unter     Argongas    mit einem Zu  satz von 3 % Sauerstoff     mit    dem Lichtbogen     verschweisst.     Eine auf diese Weise hergestellte     Mehrlagenschweisse     wies bei einer Temperatur von -50  C     Kerbschlag-          zähigkeitswerte    von 23     mkp/em2    auf.  



  Ein Vergleich der Stahlschweissen, die unter Ver  wendung der erfindungsgemässen Zusatzwerkstoffe erhal  ten wurden, mit den eingangs genannten, die dem Stand  der Technik entsprechen, zeigt, dass in jedem Fall bei  Verwendung der erfindungsgemässen Zusatzwerkstoffe    ein bedeutendes Ansteigen der Kalkzähigkeit zu ver  zeichnen ist.  



  Dies gilt auch, wenn die     Stähle    nach dem     Unter-          Pulver-Schweiss-Verfahren    oder     Elektroschlackeverfah-          ren    verarbeitet werden. In diesem Fall liegen zwar die       Kaltzähigkeiten    bekanntlich an sich niedriger. Bei Ver  wendung der erfindungsgemässen Zusatzwerkstoffe tritt  aber wiederum ein Ansteigen der     Kaltzähigkeitswerte     um etwa 5 bis 8     mkp/cm2    ein.  



  So ergab ein Stahl, der dem Stande der Technik  entspricht und der folgende Gehalte aufweist:  0,13 % C  0,18 %     Si     1,10 % Mn  0,12 %     Cu     <B>0,008%</B> P       0,009%    S  0,004 % N2  bei einem Drahtdurchmesser von 4,0 mm eine Mehr  lagenschweissen, deren     Kerbschlagzähigkeit    im nicht  wärmebehandelten Zustand bei -50  C, 3,2-5,0     mkp/          cm2    betrug. Der Draht wurde unter einem     MnO-haltigen          glasigen    Pulver bei 500     Amp.    und 30 V mit 500 mm/  Minute Geschwindigkeit verschweisst. Die Prüfung wurde  mit der     DVM-Probe    durchgeführt.  



  Unter den gleichen Bedingungen wurde ein Draht  folgender Gehalte verschweisst:  0,12 % C  0,13 %     Si     1,04 % Mn  0,012% P       0,011%    S  0,12 %     Ca     0,003 %     N2     0;001 %     Sh     <B>0,001%</B>     Sn     0,003 % As.  



  Die unter gleichem Pulver und Schlacke erzeugte       Mehrlagenschweisse    zeigt ohne Nachbehandlung durch  Wärme bei -50  C eine     Kerbschlagzähigkeit    von  12     mkp/cm2.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zusatzwerkstoff aus unlegiertem oder niedrig legier tem Stahl für das Schweissen mit umhüllten Elektroden, insbesondere für das Schutzgas-Schweissen, Unter-Pul- ver-Schweissen oder Elektroschlacke-Schweissen von Stahl, zur Erzeugung kaltzäher Schweissen, dadurch ge kennzeichnet, dass As, Sb und Sn fehlen oder dass höchstens 0,015 % As und/oder höchstens 0,01t0% Sn und/oder höchstens 0,005 % Sb vorhanden sind. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Zusatzwerkstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem noch bis<B>0,25%</B> C bis 2,00% Si bis 3,50% Mn bis 0,02% P bis 0,02% S bis 0,20% Cu enthält. 2. Zusatzwerkstoff nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem noch bis 1 % Molybdän und bis 0,3 % Vanadium enthält.