DE1029107B

DE1029107B - Verfahren zum Lichtbogenschweissen von Verbundmetallwerkstuecken, deren Grundwerkstoff Stahl bzw. Eisen und deren Deckwerkstoff ein Nichteisenschwermetall ist

Info

Publication number: DE1029107B
Application number: DEV6553A
Authority: DE
Inventors: Walter Haase; Alfred Schuessler
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1953-11-25
Filing date: 1953-11-25
Publication date: 1958-04-30

Description

Verfahren zum Lichtbogenschweißen von Verbundmetallwerkstücken, deren Grundwerkstoff Stahl bzw. Eisen und deren Deckwerkstoff ein Nichteisenschwermetall ist Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen von Verbundmetallwerkstücken, deren Grundwerkstoff Stahl bzw. Eisen und deren Deckwerkstoff ein Nichteisenschwermetall ist, bei dem in den Spalt zwischen die Deckschichtkanten ein Zusatzwerkstoff eingelegt wird, der dem Deckwerkstoff entspricht.
Bisher wurden plattierte Bleche so verschweißt, daß die Dicke der Deckschicht in der Schweißnaht mindestens erhalten, wenn nicht überschritten wurde. Man wollte damit erreichen, daß bei Fehlerstellen in der Schweißnaht (Poren usw.) eine genügende Schichtdicke aus edlem Werkstoff dem Korrosionsangriff Widerstand leisten konnte. Man hat aus diesem Grunde, wenn die Schweißstelle nur vom Grundwerkstoff her zugänglich war, wenn möglich, immer zuerst die Deckschicht mit dem der Deckschicht entsprechenden Zusatzwerkstoff verschweißt und anschließend den Grundwerkstoff.
Dieses Verfahren ist in der Praxis meist schwierig auszuführen und bedingt außerdem ein Abarbeiten des Grundwerkstoffes derart, d.aß die Deckschicht lippenförmig vorsteht, damit sie beim Schweißprozeß ohne Auflegierung durch den Grundwerkstoff verschmolzen werden kann.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem sie die Möglichkeit schafft, plattierte Bleche zu verschweißen, deren Nahtfuge in der bei normalen Blechen üblichen Weise vorbereitet wurde.
Die Erfindung besteht darin, daß der eingelegte Zusatzdeckw erkstoff zum Verschmelzen. mit den Deckschichtkanten gebracht wird durch das Ziehen einer Raupe aus Chromnicke:lstahl zwischen den der Deckschicht benachbarten Grun:dwerkstoffkanten, und daß auch der restliche Nahtfugenquerschnitt mit demselben Chromnickelstahl geschweißt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung bedient sich dabei der durch das deutsche Patent 878 146 bekanntgewordenen Verwendung von Chromnickelstahl als Schweißzusatzwerkstoff zum Verbinden von Nichteisenschwermetallen. Eine solche Verbindung wird im folgenden der Einfachheit halber Schweißverbindung genannt, obwohl es sich im metallurgischen Sinne streng genommen dabei nicht um Schweißen handelt, da eine Homogen.itä.t nicht vorliegt. Der Chromnickelstahl geht mit allen Nichteisenschwermetallen eine Legierung ein, ohne spröde Bestandteile zu bilden.
Die Anwendung von Chromnickelstahlelektroden zum Schweißen von mit Nichteisenschwermetallen Plattierten Stahlblechen hat das überraschende. Ergebnis, daß der in die Deckschichtfuge eingelegte Zusatzdeckwerkstoff kerbfrei mit den angrenzenden Deckschichtkanten verschmilzt, und zwar lediglich unter der Wärmeeinwirkung, die von der darübergelegten Chromnickelstahl-Raupe ausgeht, welche die dem Deckmetall benachbarten Grundwerkstoff Flanken miteinander verschweißt. Dabei tritt nicht nur eine Schweißverbindung zwischen dem Grundwerkstoff ein., die dessen Festigkeit aufweist, sondern auch der Schweißwerkstoff, also der Chromnickelstahl, bindet mit dem verschmolzenen Deckwerkstoff ab. Das Ergebnis ist also ein nach allen Richtungen schweißtechnisch gebundener Querschnitt der Naht aus verschmolzenem Deckwerkstoff, Chromnickelstahl-Zusatzwerkstoff und Grundwerkstoff. Die Eigenschaften des Chromnickelstahles aus der Elektrode bringen es mit sich, daß der Grundwerkstoff, der dicht unterhalb der Deckschichten durch den Einbrand des Lichtbogens zum Schmelzen kommt, nicht etwa mit dem flüssigen Nichteisenschwermetall der Deckschicht reagiert, sondern eine Verbindung mit dem Chromnickelstahl eingeht.
Es ist also, bei dem Verfahren nach der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß in der Schweißnaht die Dicke der Nichteisenschwermetallschicht mndedestens so groß ist wie die Dicke der Deckschicht am plattierten Blech, da der unter der verschmolzenen Deckschicht liegende Chromnickelstahl ebenfalls edler als der Grundwerkstoff ist und der Korrosion widersteht.
Sofern mehrere Deckschichten vorhanden sind, wird das Verfahren erfindungsgemäß so ausgeführt, daß der eingelegte Zusatzdeckwerkstoff in Anordnung und Zusammensetzung sich nach den übereinanderliegenden Deckschichten richtet.
Vorzugsweise wird der eingelegte Zusatzdeckwerkstoff in Form von Drähten, Granulat, Pulver oder plastischer Masse angewendet. Der Zusatzdeckwerkstoff kann auch Flußmittel mit sich führen.
Von besonderer Güte wird die Verschwcißung und die Form der Nähte, wenn ein automatisches oder halbautomatisches Schweißverfahren benutzt wird.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Sie zeigt einen Ausschnitt durch den Querschnitt eines Verbundrohres, dessen Längsnaht zugeschweißt werden soll. Dabei wird unterstellt, daß der Durchmesser des Rohres so bemessen ist, daß die Durchführung eines Schweißvorganges von innen heraus nicht erfolgen kann.
Die Abb. 1 zeigt das Rohr vor der Durchführung des Schweißverfahrens. Der Grundwerkstoff 1 ist durch Plattieren mit dem Werkstoff 2 der Plattierschicht verbunden. In die Schweißfuge, die aus den Kanten 3 der Deckschicht 2 und den Kanten 4 des Grundwerkstoffes 1 gebildet wird, ist ein der Plattiersch.icht 2 entsprechender Zusatzwerkstoff 5 eingelegt, der ein mit Flußmitteln gefüllter Schweißdraht sein kann. Der eingelegte Zusatzdeckwerkstoff 5 wird zum Verschmelzen mit den Kanten 3 der Deckschicht 2 gebracht. Der Raum 6 soll von der Schweißraupe ausgefüllt werden. Zur Durchführung des Schweißverfahrens dient die Elektrode 7 aus Chromnickelstahl, die eine Ummantelung 8 aufweist und nach dem elektrischen Lichtbogenschweißverfahren eingesetzt werden kann.
In Abb. 2 ist die Verbindung nach erfolgtem Schweißvorgang gezeigt. Mit Hilfe des Zusatzwerkstoffes 5 ist durch das Ziehen einer Raupe aus Chromnickelstahl die Schweißnaht 9 zustande gekommen. Darüber liegt die Schweißnaht 10, die die Verbindung zwischen dem Grundwerkstoff 1 herstellt. Zwischen den beiden Schweißverbindungen 9 und 10 und somit auch zwischen dem Plattierwerkstoff und dem Grundwerkstoff ist außerdem noch eine Verbindung 11 entstanden, die eine Schweiß- aber auch eine Diffusionsverbindung sein kann.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schweißverbindung kann gegebenenfalls vergütet werden.

Claims

PATENTANSPRCCHE: 1. Verfahren zum Lichtbogenschweißen von Verbundmetallwerkstücken, deren Grundwerkstoff Stahl bzw. Eisen und deren Deckwerkstoff ein Nichtei,genschwermetall ist, bei dem in den Spalt zwischen die Deckschichtkantenein Zusatzwerkstoff eingelegt wird, der dem Deckwerkstoff entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der eingelegte Zusatzdeckwerkstoff (5) zum Verschmelzen mit den Deckschichtkanten (3) gebracht wird durch das Ziehen einer Raupe (10) aus Chromnickelstahl zwischen den der Deckschicht (2) benachbarten Grundwerkstoffkanten (4) und daß auch der restliche Nähtfugenquersehnitt zwischen den Grundwerkstoffkanten (4) mit demselben Chromnickelstahl geschweißt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Deckschichten der eingelegte Zusatzdeckwerkstoff (5) in Anordnung und Zusammensetzung sich nach den übereinanderliegenden Deckschichten richtet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Schweißfuge eingelegte Zusatzdeckwerkstoff (5) in Form von Drähten, Granulat, Pulver oder plastischer Masse vorliegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzdeckwerkstoff (5) Flüßmittel mit sich führt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 355 905, 663 132; Buch »Werkstoff und Schweißung«, von E r d m a nn-Je s n i t z e r, Bd. I, 1951., S.759 bis 761, 753, 747, 748: