NO129723B - - Google Patents

Description

Anvendelse av et sveisemateriale som

sveisetilsetningsmateriale til frem-

stilling av gjenstander av kaldseigt

stål, spesielt 9 %-ig nikkelstål.

Oppfinnelsen vedrører anvendelse av et sveisemateriale

som sveisetilsetningsmateriale til fremstilling av gjenstander av kaldseigt stål, spesielt 9%-ig nikkelstål.

Den hurtige utvikling av kuldeteknikken i dens mang-

foldige anvendelsestyper, spesielt fremstilling, lagring og tran-

sport av flytende gasser, betinger en stadig større anvendelse av kaldseigt stål for temperaturområdet under -100°C, spesielt av 9%-ig nikkelstål. For sveising av disse ståltyper er det fremfor alt vanlig med høynikkelholdige tilsetningsmaterialer med 12-20%

Cr og andre legeringstilsetninger. Bortsett fra høy pris har disse tilsetningsmater.ialer ulempen med mindre sveisbarhet ved siden av en viss riss følsomhet under innvirkning av skrumpespenninger, således at deres anvendelse stiller store krav til sveiserens dyktighet.

Det har ikke manglet på forsøk for dette formål å ut-vikle tilsvarende austenitiske tilsetningsmatérialer f.eks. av typen 25/20 CrNi, 18/8/6 CrNiMn, 16/13/7/3 CrNiMnW og lignende, imidlertid har alle disse sveisematerialer den ulempe at riktignok seig-heten av det rene sveisegods (målt ved -200°C) er tilstrekkelig, men strekkgrensen (målt ved værelsetemperatur) ligger langt under verdien for grunnmaterialet, således at det for konstruktøren frem-kommer nødvendighet for overdimensjonering.

Fra svensk patent nr. 220.547 er det kjent en sveise-elektrode med kalkbasisk omhylling og hvis kjernetråd består av inntil 0,15% C, 0,6-1,5% Si, 1-2% Mn, 17-25% Cr, -8-12% Ni,<N>45-55%

Co og 12-20% W.

I henhold til dette svenske patent dreier det seg om

et helt annet sveiseproblem enn ved oppfinnelsen, nemlig om en fremgangsmåte til sveising av et utskillingsherdbart austenitisk med krom, nikkel og titan legert stål med en kalkbasisk sveise-elektrode til anvendelse i dampkraftsbygg. Derved forlanges det av elektrodesveisegodset at dets tidsfasthet inntil 700°C i det minste må oppnå denne for stål. Det er derfor klart at i forhold til det problem som skal løses ifølge oppfinnelsen, hvor det kommer an på sveisegodsforhold med dyptemperaturpåkjenning inntil -196°C, foreligger nettopp motsatte betingelser.

Oppfinnelsens oppgave er derfor å.forbedre sveising av kaldseige grunnmaterialer, spesielt av 9%-ig nikkelstål således at det oppnås et varmriss-sikkert og porefritt sveisegods med god snittslagseighet ved lave temperaturer, men vesentlig forbedret sfrekkgrense•

Oppfinnelsen vedrører altså anvendelse av et sveisemateriale som består av inntil 0,2% C, 5-30% Cr, 5-30% Ni, 6-60% Co, inntil 12% Mn, inntil 0,45% Si, inntil 3,5% Mo og eventuelt 5-15%

W, resten jern og uunngåelige forurensninger, som sveisetilsetningsmateriale til fremstilling av gjenstander av kaldseigt stål, spesielt 9%-ig nikkelstål, ved lysbuesveising, hvor den nedlagte sveisesøm både må være varmrissikker og porefri og dertil ha en god snittslagseighet ved lave temperaturer og en vesentlig for-

bedret strekkgrense.

Sveisematerialet som anvendes i henhold til det oven-stående kan bestå av inntil 0,12% C, 5-20% Cr, 5-25% Ni, 9-45% Co, 2,5-12% Mn, inntil 0,45% Si, inntil 2,2% Mo og 6-13% W, resten jern og uunngåelige forurensninger.

Spesielle gode sveiseresultater oppnås ifølge oppfinnelsen når den avleirede legering inneholder inntil 0,08% C, inntil 0,25% Si, 12-18% Cr, 7-15% Ni, 9-32% Co, 4-12% Mn, 1,5-2,0% Mo og 8-12% W, resten jern og uunngåelige forurensninger.

Avleiringen av de nevnte sammensetninger kan fåes ved lysbuesveising med ommantlede elektroder, ved sveising med be-skyttelsesgass eller dekket bue og en blank metallelektrode resp. en tilsvarende fylltråd uten foroppvarmning av delene som skal sammensveises.

Oppfinnelsen vedrører også anvendelse av et sveisemateriale i form av en mantelelektrode med en kjernetråd av den ovenfor angitte sammensetning og en ommantling som ved siden av en bindemiddelandel og eventuelt presshjelpemiddeltilsetning, består av 25 - 50% kalsium-, strontium- og/eller bariumkarbonat, 5-50% kalsiumfluorid eller kryolitt, 2-15% desoksydasjonsmiddel som ferrosilisium, ferromangan eller lignende samt inntil 45% titandioksyd og inneholder eventuelt slike legeringstilsetninger i mengder som i det vesentlige tilsvarer de med disse mengder nedsatte deler herav i kjernetråden.

Videre vedrører oppfinnelsen anvendelse av et sveisemateriale i fon., av en mantelelektrode med en kjernetråd av den ovenfor angitte sammensetning og en ommantling som ved siden av en bindemiddelandel og eventuelt presshjelpemiddeltilsetning for sveising med like- eller vekselstrøm, består av 5-35% kalkspat, 4-10% flusspat, 35-45% titandioksyd, 5-25% aluminiumsilikat resp. bentonitt, 5-15% desoksydasjonsmiddel og eventuelt inneholder slike legeringstilsetninger i mengder som i det vesentlige tilsvarer de med disse mengder nedsatte deler herav i kjernetråden.

For sveising med like- og vekselstrøm skal derimot

flussmiddelovertrekket inneholde 15-25% kalkspat, 4-10% flusspat, 35-40% titandioksyd (rutil), 5-25% mineralske silikater, spesielt aluminiumsilikat resp. bentonitt og 5-15% desoksydasjonsmiddel.

Det skal betones at flussmiddelovertrekket også kan inneholde legeringstilsetninger, f.eks. koboltpulver i en mengde som i det vesentlige tilsvarer den nedsatte mengde herav i kjernetråden. Som bindemiddel for flussmiddelovertrekket anvendes for-trinnsvis slike av silikattypen, dvs. vandige oppløsninger av natrium- og/eller kaliumsilikat, eventuelt i kombinasjon med mindre andre tilsetninger som presshjelpemidler og lignende.

Det ligger selvsagt også innen oppfinnelsens ramme at sveisematerialet foreligger i form av en blank tråd eller bånd og inneholder inntil 0,20% C, 5-30% Cr, 5-30% Ni, 6-60% Co, inntil 12% Mn, inntil 3,5% Mo og eventuelt 5-15% W, resten jern og uunngåelige forurensninger.

Sveisematerialet ifølge oppfinnelsen kan imidlertid også foreligge i form av en fylt tråd, idet fyllmassen inneholder slaggdannende bestanddeler og legeringsbestanddeler, spesielt koboltpulver.

Det skal nevnes at alle de nevnte prosentsatser refererer seg til vekt og at de uunngåelige forurensninger av P og S i den avleirede legering skal utgjøre mindre enn 0,025%.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler.

Eksempel 1.

Ved blikkprøver av tykkelse 16 mm av 9%-ig nikkelstål

av sammensetning:

ble det forarbeidet en V-søm med åpningsvinkel 70° og et 2 mm høyt steg og delene sammensveiset med en mantelelektrode ifølge oppfinnelsen (kjernetråddiameter: 4 mm, elektrodediameter: 6,4 mm) med vekselstrøm (145 A, 26V) i 10 lag. Kjernetråden hadde følgende sammensetning:

Elektrodens flussmiddelovertrekk inneholder:

14,6% kalkspat

6,2% flusspat

37,5% rutil

15,4% aluminiumsilikat

9,3% FeMo

6,2% Mn-metall

resten: presshjelpemiddel og fast Na-vannglass.

Over den kjemiske sammensetning og de mekaniske verdier av det avleirede sveisegods, som viser seg som riss- og porefritt, gir følgende tabell opplysninger:

Mekaniske verdier.

Til sammenligning oppføres /verdier som fremkom ved et større antall analogt gjennomførte sveiseprøver under anvendelse av

a) høynikkelhoIdige mantelelektroder

(Sveisegods: 0,04% C, 0,2% Si, 1,6% Mn, 15,2% Cr,

8,2% Fe, 1,0% Mo, 2,2% Nb, resten Ni) og

b) austenitiske mantelelektroder

(av typen 16/13/7/3 CrNiMnW):

Eksempel 2.

Forsøkene ble gjennomført analogt med eksempel 1 med den forskjell at det ble sveiset med likestrøm og som sveisemateriale ble det anvendt en elektrode som med hensyn til kobolt-mengden var legert i omhyllingen som følger:

Kjernetrådsammensetning:

Sammensetning av omhyllingen: 17,7% kalkspat 27,8% flusspat 7,1% Mn-metallpulver 0,89% Fe-Si 2,36% Fe-Cr 5,3% Fe-Mo 1,77% bentonitt 0,59% Fe-Ti 29,6% Co-metallpulver 0,59-% presshjelpemiddel x resten fåst vannglass.

Eksempel 3.

Den ved dette eksempel under ellers like betingelser anvendte mantelelektrode hadde kj ernetrådsammensetning:

Omhyllingen inneholder: 24,3% rutil

4", 3% flusspat

17,1% kalkspat 1,43% kalifeltspat 2 ,86% bentonitt

0,72% pressmiddel

8,6% Mn-metallpulver

6,43% Fe-Mo

2 8,5% Co-metallpulver

resten fast vannglass.

Eksempel 4.

Ved dette eksempel ble blikkstykker av 9%-ig nikkelstål sammensveiset med en strømførende blanktråd av 0,8 mm diameter under argon (= MIG-kortlysbuesveising). Trådens kjemiske sammensetning som i dette tilfelle praktisk talt stemmer overens med sveisegods-sammensetningen, var følgende:

Eksempel 5.

I dette tilfelle ble prøvene sammensveiset med en fyll-

tråd (ytre diameter 3,25 mm, indre diameter 1,80 mm), som var dannet av en metallmantel og en fyllmasse bestående av 5% kalsium-karbonat, 5% kalsiumfluorid og 90% koboltpulver. Metallmantelen inneholdt 0,03% C, 0,3% Si, 1,5% Mn, 18,1% Cr, 10,2% Ni og 1,7% Mo, resten jern.

Åpningsvinkelen ved V-søm-forberedningen utgjorde 60°, idet det som ved de andre prøver ble anordnet 2 mm steghøyde. Forbindelsessveisingens rotstilling ble dannet med håndelektroder (kjernetråddiameter 3,25 mm) tilsvarende eksempel 2 og således fyllagene oppbygget automatisk etter UP-fremgangsmåten under anvendelse av fylltråder med bare 4 lag.

Sveisedata:

Sammensetning av sveisepulveret:

25% Si02

25% CaO

20% CaF2

5% A1203

4% Fe203

10% Zr02

resten metall, bestanddeler, spesielt Mn og Ni.

Claims (6)

1. Anvendelse av et sveisemateriale som består av inntil 0,2% C, 5-30% Cr, 5-30% Ni, 6-60% Co, inntil 12% Mn, inntil 0,45% Si, inntil 3,5% Mo og eventuelt 5-15% W, resten jern og uunngåelige forurensninger, som sveisetilsetningsmateriale til fremstilling av gjenstander av kaldseigt stål, spesielt 9%-ig nikkelstål, ved lysbuesveising, hvor den nedlagte sveisesøm både må være varmriss— sikker og porefri og dertil ha en god snittslagseighet ved lave temperaturer og en vesentlig forbedret strekkgrense.

2. Anvendelse av et sveisemateriale av den i krav 1 angitte sammensetning som består av inntil 0,12% C, 5-20% Cr,

5-25% Ni, 9-45% Co, 2,5-12% Mn, inntil 0,45% Si, inntil 2,2% Mo og 6-13% W, resten jern og uunngåelige forurensninger, for formålet angitt i krav 1.

3. Anvendelse av et sveisemateriale i form av en mantelelektrode med en kjernetråd av den i krav 1 og 2 angitte'sammensetning og en ommantling som ved siden av en bindemiddelandel og eventuelt presshjelpemiddeltilsetning, består av 25 - 50 % kalsium-, strontium- og/eller bariumkarbonat, 5-50% kalsiumfluorid eller kryolitt, 2-15% desoksydasjonsmiddel som ferrosilisium, ferromangan eller lignende samt inntil 45% titandioksyd og inneholder eventuelt slike legeringstilsetninger i mengder som i det vesentlige tilsvarer de med disse mengder nedsatte deler herav i kjernetråden, for det i krav 1 angitte formål.

4. Anvendelse av et sveisemateriale i form av en mantelelektrode med en kjernetråd av den i krav 1 og 2 angitte sammensetning og en ommantling som ved siden av en bindemiddelandel og eventuelt presshjelpemiddeltilsetning for sveising med like- eller vekselstrøm, består av 5-35% kalkspat, 4-10% flusspat, 34-45% titandioksyd, 5-25% aluminiumsilikat resp. bentonitt, 5-15% des-oksydas jonsmiddel og eventuelt inneholder slike legeringstilsetninger i mengder som i det vesentlige tilsvarer de med disse mengder nedsatte deler herav i kjernetråden, for det i krav 1 nevnte formål.

5. Anvendelse av et sveisemateriale i form av en blank tråd eller bånd med den i krav 1 og 2 anførte sammensetning for det i krav 1 angitte formål.

6. Anvendelse av et sveisemateriale i form av en fylltråd med den i krav 1 og 2 anførte sammensetning, hvor fyllmassen inneholder slaggdannende bestanddeler og legeringsbestanddeler, spesielt koboltpulver, for det i krav 1 nevnte formål.