NL1005975C2

NL1005975C2 - Draad met fluxkern voor roestvrij staal.

Info

Publication number: NL1005975C2
Application number: NL1005975A
Authority: NL
Inventors: Tsuyoshi Kurokawa; Ken Yamashita
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1997-05-05
Publication date: 2002-01-03
Also published as: NL1005975A1; US5854463A; SE9701656D0; JPH09300097A; SE518732C2; SE9701656L; KR100252573B1

Description

« - VO 1061

Titel: Draad met fluxkern voor roestvrij staal.

Achtergrond van de uitvinding j 1. Gebied van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op een draad met een fluxkern voor roestvrij staal toegepast voor semi-auto-5 matisch lassen of automatisch lassen, in het bijzonder op een draad met fluxkern voor roestvrij staal welke draad goede boog-herontstekingseigenschappen heeft.

2. Beschrijving van de verwante techniek

Een draad met fluxkern voor roestvrij staal heeft de 10 voordelen dat het een goede boogstabiliteit, een kleine hoeveelheid spatproductie en een uitstekend kraaluiterlijk heeft, omdat een boogstabilisator, een slakvormingsmiddel en dergelijke toegevoegd zijn aan de flux. Recent is er dienovereenkomstig een snelle toename in de hoeveelheid 15 toegepaste draad met fluxkern voor roestvrij staal. Met een toenemende vraag naar efficiëntieverbetering en ook voor automatisering in de industrie, neemt bovendien de toepassing van draad met fluxkern voor roestvrij staal niet alleen bij semi-automatisch lassen maar ook automatisch 20 lassen met een automatische machine of lasrobot toe.

De toepassing van een conventionele draad met fluxkern voor roestvrij staal gaat echter gepaard met het probleem van inferieure boog-herontstekingseigenschappen (boog-herstarteigenschappen). Of de boog-herontstekings-25 eigenschappen goed of slecht zijn hangt af van de toestand van het punteinde van de draad dat grenst aan een basismateriaal; Wanneer bijvoorbeeld een punteinde van de draad net afgesneden met een snij tang of iets dergelijks in contact wordt gebracht met een te lassen basismateriaal en 30 er vervolgens wordt gelast, kan boogstarten zonder problemen eenvoudig worden uitgevoerd.

i u 0 5 % I 5 2

Wanneer er anderzijds een stof bestaat die de stroom van een lasstroom bij het punteinde van de draad remt, meer in het bijzonder wanneer een bolvormig lichaam (hierna een "bal" genoemd) gevormd aan het punteinde van de draad 5 bedekt is met slakken op het moment dat het lassen wordt beëindigd, remmen deze slakken de stroom van de lasstroom tussen de draad en het te lassen basismateriaal, hetgeen gladde boog-starteigenschappen, dat wil zeggen boog-herontstekingseigenschappen, onvermijdelijk verlaagt.

10 In een draad met fluxkern voor roestvrij staal is, zoals bovenbeschreven, een slakvormingsmiddel toegevoegd aan de met flux gevormde binnenkant van de metaalbedekking, zodat het oppervlak van de bal gevormd aan het punteinde van de draad op het moment van beëndiging van het lassen 15 onvermijdelijk is bedekt met slakken. Vanwege de slakken verslechteren de boog-herontstekingseigenschappen, en worden spatten gevormd vanwege de instabiliteit van de boog op het boogstartmoment en wordt een techniek om de vorming van spatten te voorkomen noodzakelijk, hetgeen leidt tot 20 het probleem van een verlaging van de uitvoeringsefficiëntie.

Bij automatisch lassen veroorzaakt verslechtering van boog-herontstekingseigenschappen eveneens een probleem doordat de productiviteit van het gehele lasproces wordt 25 verlaagd, een lasrobot kan bijvoorbeeld worden gestopt of een laskraal met een gefixeerde lengte kan niet worden verkregen.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding is gedaan met het oog op de 30 bovenbeschreven problemen. Een doel van de onderhavige uitvinding is een draad met fluxkern voor roestvrij staal te verschaffen, welke draad op stabiele wijze een goede boog-herontstekingseigenschap bewerkstelligt en bovendien de laswerkbaarheid kan verbeteren.

1006^7 5 • 3

De onderhavige uitvinding verschaft daarom een draad met fluxkern voor roestvrij staal, welke draad een metaalbedekking en fluxgevulde binnenkant van de metaalbedekking omvat. In de draad met fluxkern voor roestvrij staal bevat 5 de flux een slakvormingsmiddel in een hoeveelheid van 6,0 tot 13,0 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de draad en de metaalbedekking is vervaardigd van een austeniet-basisroestvrijstaal bevattende 0,003 tot 0,090 gew.% zuurstof, 0,0005 tot 0,02 gew.% zwavel, 0,1 tot 0,6 gew.% 10 silicium en 0,005 tot 0,2 gew.% vanadium, elk gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking.

Het heeft overigens de voorkeur dat de metaalbedekking 0,005 tot 0,090 gew.% zuurstof, 0,0010 tot 0,02 gew.% zwavel, 0,15 tot 0,45 gew.% silicium en 15 0,010 tot 0,1 gew.% vanadium, elk gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, bevat. Het heeft bovendien de voorkeur dat de totale hoeveelheid N en Nb, hetgeen onvermijdelijke onzuiverheden in de metaalbedekking zijn, wordt beheerst tot 0,2 gew.% of kleiner, gebaseerd op het 20 totale gewicht van de metaalbedekking.

Het slakvormingsmiddel kan bovendien ten minste één verbinding zijn gekozen uit de groep die bestaat uit metaaloxiden, metaalfluoriden, carbonaten en kiezelzuur-verbindingen.

25 De onderhavige uitvinders hebben verschillende experimenten en studies uitgevoerd naar de invloeden van de vorm van de gevormde bal op het punteinde van draad op het moment van beëindiging van het lassen en ook het gedrag van de bal-bedekkende slakken op de boog-starteigenschappen op 30 het moment van het daaropvolgende lassen, dat wil zeggen op de boog-herstarteigenschappen. Als resultaat is gevonden dat hoe kleiner de bal op het punteinde van de draad dat grenst aan het basismateriaal en hoe dunner en gelijkmatiger de bal-bedekkende slakken zijn, hoe 35 gemakkelijker de slakken gescheiden kunnen worden van de slakken en de boog-herontstekingseigenschappen worden iÜUO’o* i 0 4 verbeterd. Er is eveneens gevonden dat hoe fragieler en gemakkelijker de bal-bedekkende slakken te breken zijn hoe beter de boog-herontstekingseigenschappen stabiel kunnen worden verkregen.

5 Gebaseerd op deze vindingen zijn de onderhavige uitvinders tot de conclusie gekozen dat goede boog-herontstekingseigenschappen stabiel kunnen worden verkregen door de scheiding van de slakken van de gevormde bal op het punteinde van de draad gemakkelijker te maken en de bal-10 bedekkende slakken zelf fragiel en gemakkelijk te breken te maken.

De onderhavige uitvinders hebben extensieve experimenten en studies herhaald naar de chemische bestandelen van het austeniet-basisroestvrijstaal dat wordt 15 gebruikt als een metaalbedekking en de samenstelling van de fluxgevulde binnenkant van de metaalbedekking. Als resultaat is gevonden dat goede boog-herontstekingseigen-schappen stabiel kunnen worden verkregen door te voldoen aan de volgende vereisten. Allereerst is het totale gewicht 20 van een slakvormingsmiddel in de flux gespecificeerd om de dikte van de bal-bedekkende slakken uniform te maken. Ten tweede zijn vooraf bepaalde hoeveelheden O, Si en S in de metaalbedekking opgenomen om de bal kleiner te maken en de dikte van de bal-bedekkende slakken dunner te maken. Ten 25 derde zijn de Si- en S-gehalten in de metaalbedekking geschikt gespecificeerd om de scheiding van de bal-bedekkende slakken gemakkelijker te maken. Als laatste is een vooraf bepaalde hoeveelheid V in de metaalbedekking opgenomen om de bal-bedekkende slakken fragieler en 30 gemakkelijker te breken te maken.

Het niet voldoen aan één van de bovenstaande vereisten voorkomt niet alleen dat een draad met fluxkern goede boog-herontstekingseigenschappen heeft, maar heeft ook negatieve invloed op de laswerkbaarheid en de 35 degelijkheid van het afgezette metaal. Dergelijke effecten die niet kunnen worden bereikt onder de incomplete 1 Λ Λ £0 7 g " 5 omstandigheden, kunnen worden verkregen door het specificeren van het gehalte van elk van de specifieke componenten in de flux aanwezig aan de binnenkant van de metaalbedekking. De aanpassing van de gehalten van elk van 5 de specifieke bestanddelen in de metaalbedekking brengt markante effecten met zich mee. Dienovereenkomstig is het gehalte van elk van de specifieke bestanddelen in de metaalbedekking volgens de onderhavige uitvinding gespecificeerd. Overigens kunnen nog betere boog-10 herontstekingseigenschappen worden verkregen door het beheersen van de totale hoeveelheid N en Nb in de metaalbedekking.

Volgens de onderhavige uitvinding is het gehalte van het slakvormende middel in de flux zoals hierboven 15 gespecificeerd en de gehalten aan O, S, Si en V in de metaalbedekking eveneens gespecificeerd, zodat een goede boog-herontstekingseigenschappen stabiel kunnen worden verkregen en een.draad met fluxkern voor roestvrij staal kan worden verkregen, die verbetering van de laswerkbaar-20 heid mogelijk maakt. Indien de totale hoeveelheid aan N en Nb in de metaalbedekking aangepast wordt tot minder dan een vooraf bepaalde hoeveelheid, is een nog verdere verbetering in de boog-herontstekingseigenschappen te bereiken.

Korte beschrijving van de tekeningen 25 Fig. 1 biedt een dwarsdoorsnedezicht, dat één voorbeeld van de vorm van de draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens de onderhavige uitvinding illustreert.

Fig. 2 biedt een dwarsdoorsnedezicht, dat de omvatte 30 vorm van een testplaat voor de stralingsdoorlaatbaarheid illustreert.

i οΟίί | 5 6

Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen

De draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens de onderhavige uitvinding wordt hieronder in detail 5 beschreven. Eerst wordt het gehalte van een slakvormings-middel in de flux gebaseerd op het totale gewicht van de draad beschreven.

Slakvormingsmiddel: 6.0 - 13.0 gew.%

Wanneer het gehalte aan het slakvormingsmiddel in de 10 flux kleiner is dan 6,0 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de draad, kan de gevormde bal op het punteinde van de draad niet met slakken van uniforme dikte worden bedekt. Wanneer het gehalte van het slakvormende middel uitstijgt boven 13,0 gew.% en excessief wordt, wordt 15 anderzijds de dikte van de bal-bedekkende slakken onregelmatig en opmerkelijk dik in portie, hetgeen leidt tot een markante verslechtering van boog-herontstekings-eigenschappen. Tijdens het lassen treedt een fenomeen op dat de slakken voorgaat en een gesmolten poel bedekt, 20 hetgeen de boog instabiel maakt of lasdefecten veroorzaakt, zoals slakinsluiting of inferieure samensmelting. Dienovereenkomstig is het gehalte aan het slakvormende middel in de flux van 6,0 tot 13,0 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de draad.

25 Overigens omvatten voorbeelden van het slakvormende middel aanwezig in de flux metaaloxiden zoals Ti02, Si02, Zr02 en Al203, metaal fluoriden zoals NaF, CaF2, K2SiF6, A1F3 en K2ZrF6, carbonaten zoals CaC03, BaC03 en Li2C03 en kiezelzuurverbindingen zoals K20-Al203-6Si02 (kalium 30 "feldspar") en Na20-Al203-6Si02 (natrium "feldspar").

Het bestanddeel van het slakvormende middel in de flux wordt gesmolten, vormt, slakken en drijft op het gesmolten metaal, waarbij de oxidatie van het gesmolten metaal wordt voorkomen. Naast een dergelijk slakvormend 35 middel voor flux, zijn er legeringpoeders of metaalpoeders I 0 U 0 J δ 7 (bijv. Fe-Cr, Ni of Mo) voor de aanpassing van het bestanddeel van het afgezette metaal, verschillende carbiden, nitriden en sulfiden (bijv. Cr-C, Cr-N of Fe-S), deoxidanten (Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Al of Fe-Ti) en ijzerpoeder.

5 Het slakvormende middel kan duidelijk onderscheiden worden van de bovengenoemde vanuit het oogpunt van het bestaan van een afschermingswerking op het gesmolten metaal.

Hierna wordt een beschrijving gegeven van de reden waarom het gehalte van elk van de bestanddelen in de 10 metaalbedekking is gespecificeerd, gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking.

0: 0.001 tot 0.090 aew.%

De zuurstof (O) in de metaalbedekking is effectief voor het verlagen van de oppervlaktespanning van het 15 gesmolten metaal aan het punteinde van de draad, waarbij de afmeting van de gevormde bal afneemt, en tegelijkertijd de affiniteit van de bal met de slakken verbetert, waarbij de slakken die de oppervlakte van de bal bedekken worden verdund. Wanneer het zuurstofgehalte in de metaalbedekking 20 kleiner is dan 0,003 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, worden dergelijke effecten niet bereikt. Wanneer het gehalte aan zuur in de metaalbedekking uitstijgt boven 0,090 gew.% en excessief wordt, veroorzaakt de bal-bedekkende slak verzakking, hetgeen de dikte van de 25 slakken ongelijkmatig maakt, waarbij de losmaakbaarheid van de slakken verslechtert en de boog-herontstekingseigen-schappen worden verslechterd. Wanneer een overmatige hoeveelheid zuurstof aanwezig is in de metaalbedekking, reageert het met C, hetgeen eveneens voorkomt in de 30 metaalbedekking en een oorzaak voor spatten wordt. Daarom heeft een dergelijke overmatige hoeveelheid niet de voorkeur. Dienovereenkomstig is het gehalte aan 0 in de metaalbedekking 0,03 tot 0,090 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, met een voorkeur 35 voor 0,005 tot 0,090 gew.%.

8

Voorbeelden van middelen om het gehalte aan zuurstof in de metaalbedekking tot een vooraf bepaalde hoeveelheid aan te passen omvat aanpassing van de deoxidant op het moment wanneer de metaalbedekking wordt vervaardigd, 5 positieve oxidatie van het oppervlak van de metaalbedekking op het moment dat de draad wordt vervaardigd, en persen van een metaaloxide tegen één of beide van de interne en externe oppervlakken van de metaalbedekking om de eerstgenoemde en de laatstgenoemde in te bedden metaalbedekking.

10 S; 0.005 tot 0.02 gew.%

Zwavel (S) in de metaalbedekking heeft dezelfde werking als zuurstof. Specifiek beschreven is zwavel effectief voor het verkleinen van de afmeting van de bal gevormd op het punteinde van de draad en het verbeteren van 15 de affiniteit van de bal met de slakken, waarbij dunne slakken worden gevormd. Daarnaast heeft het effect voor het verzwakken van de bindingskracht tussen de bal en slakken en het mogelijk maken van het losmaken van de slakken. Wanneer het gehalte S in de metaalbedekking kleiner is dan 20 0,0005 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, kunnen dergelijke effecten niet worden bereikt. Wanneer het gehalte aan S in de metaalbedekking uitstijgt boven 0,02 gew.% en excessief wordt, veroorzaken de bal-bedekkende slakken anderzijds verzakking, hetgeen de 25 dikte van de slakken ongelijkmatig maakt, waarbij de losmaakbaarheid van de slakken en de boog-herontstekings-eigenschappen verslechteren. Het toevoegen van S aan de metaalbedekking in een overmatige hoeveelheid verlaagt de scheurweerstand van het gelaste metaal, zodat dat niet de 30 voorkeur heeft. Dienovereenkomstig is het gehalte aan S in de metaalbedekking 0,0005 tot 0,002 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, met een voorkeur voor 0,0010 tot 0,02 gew.%.

100587 5 9

Si.;. ...Q ,J_tot 0.6 gew.% !

Silicium (Si) in de metaalbedekking is effectief voor het verlagen van de viscositeit van het gesmolten metaal aan het punteinde van de draad, waarbij de afmeting van de 5 gevormde bal wordt verkleind. Wanneer het gehalte aan Si in de metaalbedekking kleiner is dan 0,1 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, kan een dergelijk effect niet worden verkregen. Wanneer het gehalte aan Si in de metaalbedekking uitstijgt boven 0,06 gew.% en 10 excessief wordt, verslechtert anderzijds de losmaakbaarheid van de bal-bedekkende slakken, hetgeen leidt tot een verslechtering van de boog-herontstekingseigenschappen.

Bovendien, wanneer een overmatige hoeveelheid Si wordt toegevoegd aan de metaalbedekking, vindt een vermindering 15 van de viscositeit van het gesmolten metaal bovenmatig plaats, waardoor de korrelvorm convex wordt wanneer het lassen wordt uitgevoerd in een laspositie zoals verticaal lassen. Dienovereenkomstig is het gehalte aan Si in de metaalbedekking 0,1 tot 0,6 gew.% gebaseerd op het totale 20 gewicht van de metaalbedekking. Overigens heeft het de voorkeur dat het gehalte aan Si in de metaalbedekking van 0,15 tot 0,45 gew.% is, met sen grotere voorkeur voor 0,15 tot 0,35 gew.%.

V: 0,005 tot 0,2 gew.% 25 Vanadium (V) in de metaalbedekking is effectief voor het fragiel en gemakkelijk te breken te maken van de bal-bedekkende slakken. Een dergelijk effect wordt geacht op te treden doordat V wordt gemengd in de bal-bedekkende slakken en tweewaardige oxiden met een laag smeltpunt vormt, 30 waarbij de bindingskracht van de slakken zelf verzwakt.

Wanneer het gehalte aan V in de metaalbedekking kleiner is dan 0,005 gew.% gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking, kan het bovengenoemde effect niet worden verkregen. Wanneer het gehalte aan V in de metaalbedekking 35 uitstijgt boven 0,2 gew.%, blijkt anderzijds een gedeelte-

Qvöi?o 10 lijk vastloopverschijnsel van de bal-bedekkende slakken op te treden, waardoor goede boog-herontstekingseigenschappen niet kunnen worden verkregen. Dienovereenkomstig is het gehalte aan V in de metaalbedekking 0,05 tot 0,2 gew.% 5 gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking. Het heeft de voorkeur dat het gehalte aan V in de metaalbedekking van 0,10 tot 0,1 gew.% is.

Totale gehalte aan N en Nb: 0,2 gew.%_of minder

Zoals hierboven is beschreven, wanneer elk van de 10 gehalten aan 0, S, Si en V in de metaalbedekking voldoet aan de bereiken gespecificeerd door de onderhavige uitvinding, kunnen goede boog-herontstekingseigenschappen stabiel worden verkregen. Wanneer één van hen buiten het door de de onderhavige uitvinding gespecificeerde bereik 15 ligt, worden de boog-herontstekingseigenschappen inferieur. Anderzijds verslechteren N en Nb, hetgeen onvermijdelijke onzuiverheden in de metaalbedekking zijn, de losmaakbaarheid van de bal-bedekkende slakken, waarbij de boog-heront stekingseigenschappen verslechteren. Aldus kunnen nog 20 betere boog-herontstekingseigenschappen worden verkregen, als de totale hoeveelheid aan N en Nb wordt aangepast tot minder dan een vooraf bepaalde hoeveelheid. Wanneer het totale gehalte aan N en Nb in de metaalbedekking uitstijgt boven 0,2 gew.%, neemt de losmaakbaarheid van de bal-25 bedekkende slakken af, zodat goede boog-herontstekings-eigenschappen niet altijd bereikt kunnen worden. Dienovereenkomstig heeft het de voorkeur dat het totale gehalte aan N en Nb in de metaalbedekking 0,2 gew.% of minder is, gebaseerd op het totale gewicht van de 30 metaalbedekking.

Er bestaat geen bijzondere beperking voor de bestanddelen in het metalen omhulsel en de fluxbestand-delen, anders dan de hierboven beschreven chemische bestanddelen. Met andere woorden, om het gehalte van elk 35 van de chemische bestanddelen van het afgezette metaal en de mechanische prestaties daarvan te verbeteren of om de

1005975 I

11 stabiliteit van de boog te verhogen en de spatontwikkeling te verminderen, is het mogelijk de bestanddelen en hun gehalten op gewenste wijze aan te passen. Er bestaat geen bijzondere beperking op de vulverhouding van de flux, maar 5 het heeft de voorkeur dat- de vulverhouding van de flux binnen een gebied van 15 tot 30 gew.% valt, met het oog op de loskoppelingsproblemen die optreden op het moment van draadvervaardiging.

Hoewel de draad met fluxkern verschillende 10 dwarsdoorsnedevormen heeft, bestaat er geen bijzondere beperking voor volgens de onderhavige uitvinding. Wat betreft een draad is het mogelijk een draad te kiezen van die welke verschillende diameters hebben zoals 0,8 mm, 0,9 mm, 1,0 mm, 1,2 mm en 1,6 mm. Bovendien kan een 15 afschermingsgas zoals C02-gas of Ar/C02 gemengd gas worden gebruikt, wanneer het lassen wordt uitgevoerd onder toepassing van een draad met fluxkern volgens de onderhavige uitvinding.

De onderhavige uitvinding zal hieronder meer in het 20 bijzonder worden beschreven, onder vergelijking van de voorbeelden van een draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens de onderhavige uitvinding met vergelij kings -voorbeelden.

In elk van de voorbeelden, werd een metaalbedekking 25 samengesteld uit een austeniet-basisroestvrijstaal met een samenstelling als getoond in de hieronder beschreven tabellen 1 t/m 4, vervaardigd en vervolgens werd de metaalbedekking aan de binnenkant gevuld met flux, waarbij een de draad met fluxkern werd vervaardigd. Het gehalte aan 30 het slakvormende middel in de flux gebaseerd op het totale gewicht van de draad is eveneens getoond in tabel 1.

1005975

Tabel 1 12 S 1_ eik —

No. vormend Gehalten aan chemische bestanddelen middel in de metaalbedekking (gew.%) in de

flux 0 S Si V N en C

(gew.%) B

1 6,3 0,030 0,010 0,38 0,02 0,08 0,014 2 12,8 0,024 0,002 0,35 0,03 0,03 0,017 3 11,0 0,004 0,003 0,43 0,10 0,02 0,016 4 8,3 0,088 0,015 0,55 0,08 0,02 0,014 V 5 7,7 0,008 0,0008 0,41 0,07 0,10 0,008 O 6 6,9 0,010 0,018 0,39 0,02 0,15 0,009 O 7 10,5 0,010 0,013 0,18 0,02 0,02 0,009 R 8 11,2 0,007 0,007 0,58 0,02 0,19 0,013 B 9 6,9 0,068 0,009 0,38 0,18 0,02 0,012 E 10 7,9 0,049 0,008 0,42 0,04 0,25 0,010 E 11 8,9 0,015 0,012 0,44 0,03 0,02 0,015 L 12 12,5 0,050 0,003 0,45 0,02 0,24 0,009 D 13 12,5 0,065 0,002 0,54 0,02 0,02 0,005 E 14 12,6 0,058 0,002 0,38 0,05 0,02 0,009 N 15 7,7 0,055 0,012 0,36 0,02 0,03 0,011 16 11,8 0,071 0,003 0,45 0,03 0,03 0,013 17 11,9 0,035 0,010 0,49 0,05 0,03 0,016 18 12,7 0,029 0,005 0,45 0,09 0,02 0,016 19 12,6 0,008 0,005 0,45 0,05 0,25 0,018 20 11,8 0,009 0,003 0,57 0,09 0,03 0,017 21 7,5 0,038 0,008 0,39 0,02 0,23 0,010 i o o yjg , 13 lake.]_2.

I !

No Gehalten aan chemische bestanddelen in de metaalbedekking vgew.%)

Mn P Cu Ni Cr Mo Al Ti 1 1,05 0,022 0,18 9,99 18,26 0,078 0,002 0,003 2 1,07 0,025 0,18 10,03 18,62 0,080 0,002 0,007 3 1,08 0,023 0,16 9,80 18,38 0,080 0,003 0,006 4 1,02 0,019 0,17 9,65 18,55 0,079 0,003 0,005 5 1,11 0,022 0,11 9,94 19,29 0,020 0,003 0,009 V 6 1,15 0,022 0,09 10,0 18,31 0,030 0,004 0,005 O 7 1,02 0,025 0,09 10,03 18,95 0,300 0,005 0,006 O 8 1,10 0,023 0,09 10,05 18,97 0,210 0,003 0,006 R 9 1,10 0,023 0,11 10,06 18,96 0,290 0,003 0,006 B 10 1,18 0,021 0,12 10,03 18,88 0,028 0,003 0,008 E 11 1,12 0,021 0,09 9,99 18,99 0,056 0,003 0,009 E 12 1,11 0,020 0,09 9,89 18,97 0,056 0,003 0,006 L 13 1,03 0,019 0,10 10,06 18,97 0,084 0,003 0,009 D 14 1,09 0,018 0,10 10,03 18,84 0,090 0,003 0,006' E 15 1,18 0,019 0,11 9,99 18,78 0,090 0,003 0,009 N 16 1,10 0,021 0,11 9,79 18,90 0,075 0,003 0,006 17 1,10 0,023 0,08 9,89 19,02 0,150 0,003 0,006 18 1,11 0,025 0,08 10,01 18,05 0,180 0,003 0,008 19 1,16 0,021 0,05 10,20 18,72 0,170 0,003 0,006 20 1,12 0,021 0,05 10,03 18,92 0,170 0,003 0,006 21 1,02 0,023 0,24 10,00 18,67 0,170 0,003 0,006 1005975 14 l a££ -_u ; ï | H ' |

No. slak- i Gehalten aar. chemische bestanddelen vormend in de metaalbedekking (gew.%) middel in de _

flux 0 S Si V N en C

(gew.%) V 22 5,4 0,025 0,007 0,45 0,14 0,02 0,010 E 23 13,5 0,016 0,001 0,39 0,16 0,02 0,008 R 24 7,5 0,001 0,010 0,51 0,07 0,03 0,016 G 25 8,3 0,092 0,013 0,19 0,08 0,02 0,015 E 26 6,9 0,055 0,0002 0,48 0,01 0,07 0,015 L 27 7,3 0,032 0,035 0,54 0,03 0,15 0,012 I 28 12,4 0,064 0,0009 0,03 0,08 0,12 0,012 J 29 11,8 0,048 0,018 0,66 0,05 0,06 0,011 K 30 7,9 0,032 0,001 0,55 0,003 0,01 0,013 I 31 10,2 0,009 0,004 0,27 0,34 0,05 0,010 N 32 9,8 0,092 0,026 0,33 0,01 0,02 0,007 G 33 7,4 0,093 0,002 0,04 0,01 0,02 0,009 S 34 6,8 0,004 0,002 0,03 0,28 0,02 0,010 V 35 7,5 0,005 0,025 0,43 0,25 0,02 0,014 O 36 9,3 0,092 0,002 0,52 0,26 0,02 0,015 O 37 8,0 0,060 0,0003 0,67 0,02 0,02 0,011 R 38 9,5 0,001 0,0003 0,04 0,01 0,05 0,015 B 39 5,3 0,093 0,013 0,53 0,002 0,13 0,008 40 13,5 0,065 0,027 0,57 0,02 0,02 0,007 41 14,2 0,035 0,014 0,70 0,07 0,03 0,013 42 5,5 0,030 0,014 0,55 0,26 0,15 0,016 100597 5 15 1 5t-e -_3.

: i | ! | -vC' Gehalten aar. chemische bestanddelen j in de metaalbedekking igew.%)

Mn P Cu Ni Cr Mo Al Ti 22 1,18 0,014 0,18 10,08 19,17 0,210 0,002 0,005 V 23 1,19 0,017 0,18 13,48 23,20 0,014 0,003 0,005 E 24 1,15 0,020 0,17 9,94 18,85 0,034 0,002 0,004 R 25 1,21 0,021 0,17 9,80 18,75 0,036 0,002 0,004 G 26 1,17 0,021 0,12 9,93 19,36 0,036 0,002 0,006 E 27 1,20 0,021 0,09 11,90 17,85 2,300 0,003 0,006 L 28 1,29 0,020 0,09 9,90 18,93 0,030 0,004 0,007 I 29 1,21 0,017 0,12 9,77 18,89 0,024 0,004 0,005 J 30 1,25 0,019 0,08 10,44 18,85 0,066 0,003 0,004 K 31 1,26 0,019 0,09 10,54 19,17 0,063 0,003 0,006 I 32 1,15 0,021 0,09 9,85 19,35 0,012 0,002 0,006 N 33 1,09 0,018 0,09 9,95 19,04 0,019 0,002 0,006 G 34 1,16 0,020 0,10 10,01 19,02 0,019 0,002 0,006 S 35 1,19 0,020 0,08 9,94 19,02 0,018 0,002 0,006 V 36 1,18 0,025 0,06 10,00 19,45 0,010 0,002 0,007 O 37 1,12 0,027 0,09 9,93 19,39 0,012 0,006 0,006 O 38 1,00 0,022 0,09 9,94 19,01 0,410 0,002 0,006 R 39 1,09 0,025 0,12 9,87 19,41 0,170 0,005 0,005 B 40 1,11 0,020 0,15 9,79 19,30 0,200 0,002 0,005 . 41 1,18 0,021 0,16 9,81 19,25 0,140 0,002 0,004 42 1,07 0,022 0,18 9,84 19,50 0,050 0,007 0,003 1005975 16

Fig. 1 is een dwarsdoorsnedezicht, dat de vorm van een draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens de onderhavige uitvinding illustreert. Fig. 1(a) is een vorm van de draad met fluxkern gevormd door, terwijl de metaal-5 bedekking M, die de vorm van een bandplaat heeft, aan de binnenkant wordt gevuld met flux F, het buigen van de metaalbedekking tot een buisvorm, zodat beide uiteinden van de metaalbedekking M op elkaar aansluiten en vervolgens het tekenen van de resulterende draad tot een vooraf bepaalde 10 diameter. De aldus verkregen draad heeft een vlakke eindzijde. Fig. 1(b) illustreert een draad met een gebogen eindzijde. Fig. 1(c) illustreert een dr ad waaraan elk van de aansluitende einden is gebogen tot een L-vorm om de aansluitende eindzijde te verbreden. Fig. 1(d) is een draad 15 met flux F gevuld aan de binnenkant van de naadloze metaalbedekking M.

In de voorbeelden van de onderhavige uitvinding, werd een draad met fluxkern met de dwarsdoorsnedevorm van fig. 1(b), gevuld met flux met een fluxvulverhouding van 20 20 tot 25 gew.% en een diameter van 1,2 mm, vervaardigd.

Door te lassen onder toepassing van de draad met fluxkern die zo was verkregen werden tests van de boog-herontstekingseigenschappen, laswerkbaarheid en een evaluatie van de lasdefecten uitgevoerd.

25 Hieronder zal een beschrijving worden gegeven van de testmethode en evaluatiestandaard van de boog-herontstekingstest. Eerst werd een punteinde van de draad afgesneden met een snij tang en vervolgens werd het zojuist gesneden oppervlak van het punteinde van de draad in 30 contact gebracht met een basismateriaal om boog te genereren, waardoor een eerste kraal met een kraallengte van 50 mm wordt gelast op het basismateriaal. Vervolgens werd de bal gevormd aan het punteinde van de draad op het moment van beëindiging van het lassen gedurende 15 minuten 35 in stand gehouden, gevolgd door het lassen van een tweede kraal met een kraallengte van 50 mm op het basismateriaal.

lyvoB75 I

17

Op en na de derde kraal, werd lassen uitgevoerd op een wijze vergelijkbaar aan die van de tweede kraal, waardoor 51 testkralen werden onderworpen aan onderbroken lassen. De boog-herontstekingseigenschappen werden als volgt 5 geëvalueerd: het aantal falen in boogstart van niet meer dan 5 maal werd aangeduid als A (uitstekend), het aantal tussen 6 tot 10 maal werd aangeduid als B (goed), dat tussen 11 en 15 maal werd aangeduid als C (voldoende) en dat niet kleiner dan 16 maal werd aangeduid als D 10 (inferieur).

Met betrekking tot de laswerkbaarheid werden de ontwikkelingsstaat van spatten en kraalvorm onderworpen aan een functionele evaluatie en de draad met goede evaluatie werd aangeduid als A en die met inferieure evaluatie werd 15 aangeduid als B.

Hieronder zal een beschrijving worden gegeven van een methode voor de evaluatietest en evaluatiestandaard van lasdefecten. Lasdefecten worden beoordeeld, volgens JIS Z 3106, door het uitvoeren van een stralingsdoorlaat-20 baarheidstest op het gelaste deel van het roestvrij staal.

Fig. 2 is een dwarsdoorsnedezicht, dat een omvatte vorm van een testplaat voor de stralingsdoorlatingstest illustreert. Als getoond in fig. 2, worden twee basismaterialen 1 voor het lassen gesneden om scheve eindopper-25 vlakken te vormen en ze een klein beetje uit elkaar zijn geplaatst, zodat een V-gevormd omvat gedeelte 4, dat naar het boveneinde progressief wijder wordt, wordt gevormd. Aan het onderste gedeelte van het omvatte gedeelte 4, wordt een steunmetaal 2 geplaatst. De oppervlakken van de 30 lasbasismaterialen 1 en steunmetaal 2 wordt onderworpen aan een drielaags butteringsbehandeling onder toepassing van een draad met fluxkern voor het lassen, waardoor een lasmetaal 3 gevormd van drie lagen wordt gevormd.

In de voorbeelden van de onderhavige uitvinding werd 35 het lasmetaal gevormd bij het omvatte gedeelte 4, waarbij de speling aan de bodem van het lasbasismateriaal 1 12 mm

HJUS975 I

18 was, de plaatdikte 20 mm was en de omvatte hoek 45° was.

Met betrekking tot lasdefecten werd de draad waarbij geen slakinsluiting, inferieure samensmelting en scheuren als resultaat van de stralingsdoorlatingstest werd aangetoond 5 aangeduid als A (goed) en die waarbij slakinsluiting, inferieure samensmelting en scheuren werden aangetoond werd aangeduid als B (inferieur).

De lasomstandigheden in de bovengenoemde drie beoordelingstests zijn getoond in tabel 5, terwijl de 10 beoordelingsresultaten zijn getoond in tabellen 6 en 7.

1^597 5 ' 19

Tabel ,_5

Lasomstandigheden

Test van boog- Test van Evaluatie- | herontstekings- laswerk- test van eigenschappen baarheid lasdefecten

150-250 A

Lasstroom 200 A (standaard: 200 A

200 A)

26-32 V

Lasspanning 30 V (Standaard: 29 V

___28-32 V)__ 30 cm/min + 30 cm/min + 30 cm/min

Lassnelheid automatisch semi-auto- semi-auto- lassen met matisch matisch __lasrobot__lassen__lassen_ horizontaal

Lasrichting neerwaarts lat en neerwaarts ___verticaal__

Mild staal

Basis- SUS 304 SUS 304 (plaatdikte: materiaal (plaatdikte: (plaatdikte: 20 mm, voor de test 20 mm) 6 mm) laslengte: _______3 00 mm)_

Afstand tussen chip 2 0 mm + 20 mm ± 20 mm en basis- materiaal__ 5 lagen

Lasprocedure - - 10 stappen

Samenstelling en stroomsnelheid van 100% C02 en 80% Ar + 20% C02 gemengd afschermings- 25 liter/min _gas _ ÏÜ05975

Tabel 6 20

No. Laswerkbaarheid

Boog-her- ontstekings- Las er genschappen (boog-start- Ontwikke- defecten eigenschappen lingsstaat Kraal- van vorm spatten

1 A A A A

2 A AAA

3 B AAA

4 B A A · A

5 B AAA

V 6 A AAA

0 7 A AAA

0 8 B AAA

R 9 A AAA

B 10 B AAA

E 11 A AAA

E 12 B AAA

L 13 B AAA

D 14 A AAA

E 15 A AAA

N 16 A AAA

17 B AAA

18 A AAA

19 B AAA

20 B AAA

21 B AAA

1005975

Tabel. 7 21

No. Laswerkbaarheid

Boog-her- ontstekings- Las- eigenschappen ___ (boog-start- Ontwikke- defecten eigenschappen lingsstaat Kraal- van vorm spatten

22 D A A A

V 23 D A A B

E 24 D AAA

R 25 D BAA

G 26 D AAA

E 27 D A A B

L 28 D AAA

12 9 D A BA

J 30 D AAA

K 31 D AAA

I 32 D BAB

N 33 D BAA

G 34 D AAA

S 35 D A A B

V 36 D BAA

0 37 D ABA

0 38 D AAA

R 39 D BAA

B 40 D A A B

41 D ABB

42 D A . A A

22

Zoals getoond in de tabellen 4, 6 en 7, vallen de gehalten aan het slakvormende middel en de gehalten aan de bestanddelen in de metaalbedekking in de draden met fluxkern van de voorbeelden 1 t/m 21 elk binnen het gebied 5 volgens de onderhavige uitvinding, zodat de boog- herontstekingseigenschappen goed waren en de evaluatie-resultaten van de laswerkbaarheid en lasdefecten uitstekend waren. In het bijzonder voldoen de bestanddelen in de metaalbedekking van de draad met fluxkern in elk van de 10 voorbeelden 1, 2, 3, 7, 9, 11, 14, 16 en 19 aan de voorkeursgebieden en bovendien blijft de totale hoeveelheid aan N en Nb beheerst zodat de boog-herontstekingseigen-schappen nog beter waren.

De draad met fluxkern in elk van de vergelijkings-15 voorbeelden 22 t/m 24 hadden daarentegen inferieure boog- starteigenschappen. In het bijzonder stijgt het gehalte aan het slakvormende middel in elk van de draden met fluxkern in de vergelijkingsvoorbeelden 23, 40 en 41 uit boven een bovengrens van het gebied volgens de onderhavige 20 uitvinding, zodat slakinsluiting en inferieure samensmelting optraden, terwijl het S-gehalte van de metaalbedekking van elk van de draden met fluxkern in vergelijkingsvoorbeelden 27, 32, 35 en 40 uitstijgen boven de bovengrens van het bereik volgens de onderhavige 25 uitvinding, zodat scheuren in het gelaste metaal optraden. Dienovereenkomstig waren de evaluatieresultaten van de lasdefecten alle inferieur.

Het gehalte aan 0 (zuurstof) in metaalbedekking van elk van de draden met fluxkern van vergelijkingsvoorbeelden 30 25, 32, 33, 26 en 39 stegen uit boven de bovengrens van het bereik van de onderhavige uitvinding, zodat spatten optraden en de evaluatieresultaten van de laswerkbaarheid inferieur waren. Bovendien was het gehalte aan Si in de metaalbedekking van de draden met fluxkern van 35 vergelijkingsvoorbeelden 29, 37 en 41 hoger dan de bovengrens van het bereik volgens de onderhavige 1005975 23 uitvinding, zodat verslechtering in de kraalvorm optrad en de evaluatieresultaten van laswerkbaarheid inferieur werden.

1005975

Claims

1. Draad met fluxkern voor roestvrij staal, omvattende een metaalbedekking en een flux gevuld aan de binnenkant van de metaalbedekking, waarbij de flux een slakvormend middel bevat in een hoeveelheid van 6,0 tot 13,0 gew.% 5 gebaseerd op het totale gewicht van de draad, en waarbij de metaalbedekking is vervaardigd van een austeniet-basisroestvrijstaal bevattende 0,003 tot 0,090 gew.% O, 0,0005 tot 0,02 gew.% S, 0,1 tot 0,6 gew.% Si en 0,005 tot 0,2 gew.% V, elk gebaseerd op het totale gewicht van de 10 metaalbedekking.

2. Draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens conclusie 1, waarbij de metaalbedekking is vervaardigd van een austeniet-basisroestvrij staal bevattende 0,005 tot 0,090 gew.% 0, 0,0010 tot 0,02 gew.% S, 0,15 tot 0,45 gew.%

15 Si en 0,010 tot 0,1 gew.% V.

3. Draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens conclusie 1 of 2, waarbij het totale gewicht aan N en Nb, hetgeen onvermijdelijke onzuiverheden aanwezig in de metaalbedekking zijn, is beheerst tot 0,2 gew.% of minder, 20 gebaseerd op het totale gewicht van de metaalbedekking.

4. Draad met fluxkern voor roestvrij staal volgens één van de conclusies 1 tot 3, waarbij het slakvormende middel ten minste één verbinding gekozen uit de groep die bestaat uit metaaloxiden, metaalfluoriden, carbonaten en kiezel- 25 zuurverbindingen is. ί005975