DE1440588C

DE1440588C - Arc welding process

Info

Publication number: DE1440588C
Authority: DE
Inventors: Otomaro Nishinomiya; Nishi Shigeru; Suzuki Kazuhisa Kobe; Takagi (Japan)
Original assignee: Shin Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, Tokio
Publication date: 1971-04-22

Description

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Die Erfindung betrifft ein Lichtbogenschweißver- Zähigkeit der Schweißnaht bezweckt werden, die mitThe invention relates to an arc welding toughness of the weld seam with which

fahren unter Verwendung mindestens einer Leit- und derjenigen des Grundmetalls vergleichbar ist.driving using at least one lead and that of the base metal is comparable.

einer Folgeelektrode zum Verbinden metallischer Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,a follower electrode for connecting metallic This object is achieved according to the invention by

Werkstücke mittels einer festen, verformbaren und daß in einer vorbereiteten Schweißnut zunächst einWorkpieces by means of a fixed, deformable and that in a prepared welding groove

zähen, dem Grundmetall in seinen Eigenschaften weit- 5 metallischer Leitniederschlag ausgebildet wird, dertough, the base metal is formed in its properties far- 5 metallic conductive precipitate, the

gehend entsprechenden Schweißnaht. anschließend mit einer der Normalisierungsbedingunggoing corresponding weld seam. then with one of the normalization conditions

Eines der früher verwendeten Verfahren zur Wärme- entsprechenden Geschwindigkeit abgekühlt wird, undOne of the previously used methods of heat-appropriate speed is cooled, and

behandlung einer sogenannten Schweißnaht mit einem daß darauf ein Folgeniederschlag auf den Leitnieder-treatment of a so-called weld seam with a subsequent precipitation on the Leitnieder-

Auftragsmetall auf einem Bauteil sowie einer durch schlag in einem Zeitpunkt aufgeschweißt wird, in demApplication metal is welded on a component as well as a penetration at a point in time in which

die Wärme beeinflußten Zone, desselben besteht in der io der Leitniederschlag eine Temperatur zwischen demthe heat affected zone, the same in which there is a temperature between the conduction precipitation

RegelungdermetallurgischenQualitätderSchweißnaht, Beginn und dem Ende der Martensitbildung erreichtRegulation of the metallurgical quality of the weld seam, beginning and end of martensite formation achieved

indem man den ganzen Bauteil nach der Auftrags- hat, und daß anschließend die erhaltene doppelteby having the whole component after the order, and that then the received double

schweißung in einen Ofen zur Wärmebehandlung Schweißraupe mit einer der Normalisierungsbedingungwelding in a furnace for heat treatment weld bead with one of the normalization condition

bringt. entsprechenden Geschwindigkeit abgekühlt wird.brings. corresponding speed is cooled.

Da nun aber den Bauteilen, die in einen solchen 15 Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-Wärmebehandlungsofen eingebracht werden können, dung geht man so vor, daß in der vorbereiteten Schweißeine Grenze durch ihre Abmessungen gesetzt ist, war nut zunächst eine Legierungsschweißraupe aufgebracht es bisher praktisch unmöglich, das oben beschriebene wird, die beim Aufschweißen des Leitniederschlages Verfahren bei Bauteilen anzuwenden, deren Abmes- wieder aufschmilzt.But since now the components that are in such a 15 According to a preferred embodiment of the Erfin heat treatment furnace can be introduced, manure is done in such a way that in the prepared welding line If the limit is set by its dimensions, an alloy weld bead was initially applied So far it is practically impossible to do what is described above when welding on the conductive precipitate Procedure to be used for components whose dimensions melt again.

sungen diese Grenze überschritten. Seit kurzem ver- 20 Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens dersings exceeded this limit. Recently, 20 Another embodiment of the process of

wendet man, um große Bauteile vor dem Auftreten von Erfindung besteht darin, daß der Leitniederschlag nachif one applies to large components before the occurrence of the invention is that the lead precipitation after

Sprödbrüchen zu schützen, Stähle von sehr guter einem Schutzgas- und der Folgeniederschlag nach demTo protect brittle fractures, steels of very good a protective gas and the subsequent precipitation after

Festigkeit, Dehnbarkeit und Zähigkeit, insbesondere Unterpulver-Schweißverfahren aufgebracht werden.Strength, ductility and toughness, especially submerged arc welding processes, can be applied.

Kerbschlagzähigkeit. Man kann jedoch die Schweiß- Die Erfindung wird an Hand der ZeichnungenNotched impact strength. However, you can weld the The invention will be based on the drawings

nähte solcher Stahle, die nach irgendeinem der üblichen 25 näher erläutert.seams of such steels, which are explained in more detail after any of the usual 25.

Verfahren geschweißt wurden, nicht einer solchen F i g. 1 ist ein Kurvenblatt zur Bestimmung der Wärmebehandlung unterwerfen. Außerdem zeigte ein Abkühlungsgeschwindigkeit für ein Auftragsmetall; aufgeschweißtes Auftragsmetall nicht nur einen sehr F i g. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht geringen Wert der Kerbschlagzähigkeit, sondern es einer Lichtbogenschweißvorrichtung, die zur Verwenwurde auch der der Einwirkung der Schweißhitze unter- 30 dung bei der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
liegende Teil der Schweißnaht spröde, so daß von der- F i g. 3 zeigt im Querschnitt die geometrische Form selben Sprödbrüche ausgehen konnten. Aus diesen einer Nahtstelle an einem Paar miteinander zu verGründen hat man bereits früher erkannt, daß man von schweißender Teile;Procedures were welded, not such a fig. 1 is a graph for determining the heat treatment subject. In addition, showed a cooling rate for a deposition metal; welded deposit metal not only a very fig. Fig. 2 is a schematic perspective view of a low impact strength value of an arc welding apparatus suitable for use also under the action of welding heat in the present invention;
lying part of the weld seam brittle, so that of the- F i g. 3 shows in cross section the geometric shape of the same brittle fractures. Because of this one seam on a pair with each other, it has already been recognized earlier that one of welded parts;

der Anwendung des Schweißverfahrens auf Stähle F i g. 4 und 5 sind Nomogramme zur Berechnungthe application of the welding process to steels F i g. 4 and 5 are nomograms for calculation

hoher Kerbschlagzähigkeit kein befriedigendes Ergeb- 35 der Schweißwärmeaufnahme auf Basis einer Abküh-high notched impact strength no satisfactory result of the welding heat absorption on the basis of a cooling

nis erwarten kann. Weiterhin führte ein Versuch, die lungszeit eines Auftragsmetalls und der Dicke des zunis can expect. Furthermore, an attempt to determine the development time of an application metal and the thickness of the

metallurgische Qualität einer'Schweißnaht allein nach verschweißenden Bauteils bei Anwendung der Erfin-metallurgical quality of a weld seam solely after the component to be welded when using the invention

Vollendung der Schweißarbeit zu regeln, kaum zu dung auf ein Lichtbogenschweißverfahren in einerTo regulate the completion of the welding work, hardly any addition to an arc welding process in one

einem Erfolge. Kohlendioxydatmosphäre bzw. ein Tauchschweißver-a success. Carbon dioxide atmosphere or a dip welding

Aus der deutschen Patentschrift 811 712 ist bereits 40 fahren;From the German patent 811 712 is already 40 driving;

ein Verfahren zum Schweißen mit mindestens zwei Fig. 6 ist ein Kurvenblatt; sie zeigt die Energie-a method of welding with at least two Fig. 6 is a curve sheet; it shows the energy

die Schweißfuge in einem Zuge füllenden Schweiß- aufnahme einer erfindungsgemäßen Schweißnaht aufthe weld joint in a train filling a weld of a weld according to the invention

köpfen bekannt, wobei die folgende Elektrode in der die Testtemperatur bezogen;heads known, the following electrode in which the test temperature is related;

noch flüssigen Schlacke und gegebenenfalls der noch F i g. 7 ist eine graphische Darstellung der physiflüssigen Restschmelze der vorauslaufenden Elektrode 45 kaiischen Eigenschaften einer nach dem erfindungsso abgeschmolzen wird, daß die erstarrte Schmelze der gemäßen Verfahren gebildeten Schweißnaht,
vorauslaufenden Elektrode in nur unwesentlichem Der Erfindung zufolge kann man zunächst eine Maße wieder aufschmilzt und damit eine zeitlich ge- primäre Abschmelzelektrode verwenden, um ein pritrennte Kristallisation der von den einzelnen Elektroden märes Auf tragsmetall auf einen Bauteil aus dem Grundabgeschmplzenen Stahlmengen in der Schweißnaht 50 metall aufzubringen. Nach dem Erstarren dieses Aufstattfindet. Die nacheinander erfolgende Auftragung tragsmetalls wird dasselbe mit der Kühlungsgeschwinvon zwei Schweißraupen ist auch schon aus dem Buch digkeit eines Normalglühens abgekühlt, während eine von E. O. Pa ton: »Automatische Lichtbogen- sekundäre Abschmelzelektrode, die in einem bestimmschweißung«, Halle/Saale, 1958, insbesondere S. 98 ten Abstand von der primären Elektrode gehalten und 99, bekannt. Mit der Betrachtung der Verhältnisse 55 wird, dazu verwendet wird, auf das primäre Auftragseiner einzelnen Schweißraiipe befaßt sich ein Artikel metall eine weitere Metallschicht auizuschweißen und in der Zeitschrift »Schweißen und Schneiden«, 8 (1956), das primäre Auftragsmetall dadurch zu tempern, so Heft 11, S. 442 bis 449. daß der geschweißte Teil des Werkstücks aus einemstill liquid slag and optionally the still F i g. 7 is a graphic representation of the physical liquid residual melt of the leading electrode 45 kaiischen properties of a after the invention is melted so that the solidified melt of the method according to the weld seam formed,
According to the invention, a measure can first be melted again and thus a temporally primary consumable electrode can be used in order to apply a priteparated crystallization of the applied metal from the individual electrodes to a component made from the basic molten steel in the weld seam 50 . After solidification this takes place. The successive application of the base metal is the same with the cooling speed of two welding beads has already cooled down from the book dignity of normal annealing, while one of EO Pa ton: "Automatic arc secondary consumable electrode, which in a specific welding", Halle / Saale, 1958, in particular P. 98 th distance from the primary electrode kept and 99, known. With the consideration of the ratios 55 is used, on the primary order of its individual welding line, an article metal is concerned with welding a further metal layer and in the magazine "Schweiß und Schneid", 8 (1956), annealing the primary deposit metal, so Booklet 11, p. 442 to 449. that the welded part of the workpiece from one

Die genannten Druckschriften beziehen sich jedoch zusammengesetzten Auftragsmetall .besteht, dessen nur auf normale Verhältnisse und geben keinen Hin- 60 metallurgische Qualität genau eingestellt ist. Gleichweis, wie das Lichtbogenschweißverfahren für Stähle zeitig wird die Zone des Werkstücks, auf die sich die hoher Kerbschlagzähigkeit verbessert werden kann. Schweißhitze auswirkt, mit der optimalen Geschwindig-However, the cited publications relate to composite order metal only to normal conditions and do not give any indication. The metallurgical quality is precisely adjusted. Equivalence, Like the arc welding process for steels, the zone of the workpiece on which the high impact strength can be improved. Welding heat, with the optimal speed

Dic" der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe keit gekühlt. Auf diese Weise wird ein spröder Bereich,The object on which the invention is based is cooled. In this way, a brittle area is

bestellt daher darin, ein Lichtbogenschweißverfahren der gegebenenfalls in dem Werkstück entstehen könnte,therefore ordered an arc welding process that could possibly arise in the workpiece,

für Stähle hoher Kcrbschlagzähigkeit zur Verfügung 65 auf ein Mindestmaß beschränkt,available for steels with high impact strength 65 limited to a minimum,

zu stellen, bei welchem die Schweißnaht praktisch die Das erfindungsgemäße Verfahren, wie es hier kurzto provide in which the weld seam practically the The method according to the invention, as it is briefly here

gleichen physikalischen Eigenschaften wie das Grund- beschrieben wurde, ist außerordentlich gut geeignetthe same physical properties as the basic was described is extremely suitable

metall hat. Insbesondere soll eine hohe Kerbschlag- für die Vornahme eines automatischen Schweißensmetal has. In particular, a high impact strength should be used for automatic welding

wärmebehandelter Stähle von hoher Kerbschlagzähig- Kurve B, welche den Beginn der Ausfällung des Perlitsheat-treated steels of high impact strength - curve B, which indicates the start of perlite precipitation

keit. aus dem Austenit darstellt. Weiterhin schneidet diespeed. from austenite. The

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß der Erfin- Kurve ca an einer Stelle c eine Kurve C, welche denFrom the above it can be seen that the invent curve ca at a point c is a curve C, which the

dung zufolge das zuerst gebildete primäre Auftrags- Beginn der Bildung des Übergangsgefüges darstellt,According to the application, the primary order formed first represents the beginning of the formation of the transition structure,

metall aus dem geschmolzenen Zustande erstarrt und 5 Es wird weiterhin angenommen, daß die gedachtemetal solidifies from the molten state and 5 It is further assumed that the imaginary

mit einer Geschwindigkeit wie beim Normalglühen Kühlkur';; ca aneinemPunkt i/eine Linie Mjschneidet,at a rate similar to normal annealing cooling cure ';; ca at a point i / intersects a line Mj,

abgekühlt wird, was ganz allgemein eine Abkühlungs- welche den Beginn der Umwandlung des Stahlgefügesis cooled, what is generally a cooling which the beginning of the transformation of the steel structure

geschwindigkeit bedeutet, bei welcher ein Stahl aus in Martensit darstellt, und an einem Punkt e einemeans speed at which a steel is made of in martensite, and at a point e is a

dem austenitischen Zustande abgekühlt wird, um ein Linie Mf, an welcher die Umwandlung des Gefügesthe austenitic state is cooled to a line Mf, on which the transformation of the structure

Mischgefüge zu entwickeln, das entweder aus Ferrit, io in Martensit vollendet ist.To develop a mixed structure that is either made of ferrite or is finished in martensite.

einem Ubergangsgefüge und Martensit oder aus Ferrit, Es soll nunmehr angenommen werden, daß, wenna transition structure and martensite or made of ferrite, It should now be assumed that, if

Perlit, einem Ubergangsgefüge und Martensit in dem der vorhergehende Metallauftrag auf einer TemperaturPerlite, a transition structure and martensite in which the previous metal application at one temperature

gekühlten Stahl besteht. ist, die einem Punkt wie b_x auf dem Teil a-b der Kühl-made of cooled steel. which corresponds to a point like b _x on the part from the cooling

Die F i g. 1 der Zeichnungen zeigt ein Umwand- kurve ca entspricht, wobei also das Auftragsmetall einThe F i g. 1 of the drawings shows a conversion curve that corresponds to approx

lungsdiagramm für eine Eisenablagerung bei stetiger 15 Gefüge von Ferrit gemischt mit Austenit hat, dieserdevelopment diagram for an iron deposit with a constant 15 structure of ferrite mixed with austenite, this one

Abkühlung von dem ^₃-Punkt aus und mit Abküh- Metallauftrag durch einen folgenden bzw. sekundärenCooling from the ^ ₃ point and with cooling metal application through a subsequent or secondary

lungsgeschwindigkeiten wie bei dem obenerwähnten Metallauftrag wieder erhitzt wird. Der vorhergehendetreatment speeds as in the above-mentioned metal deposition is reheated. The previous one

Normal- bzw. Normalisierungsglühen. In der F i g. 1 Metallauftrag kann also beispielsweise längs einerNormalization or normalization annealing. In FIG. 1 metal application can, for example, along a

stellt die Abszisse die Abkühlungszeit für den Auftrag Kurve a-b_x-b₂ abgekühlt werden, wobei dann die Um-the abscissa represents the cooling time for the order curve from _x -b _{2 to be} cooled, in which case the

dar und die Ordinate die Temperatur desselben. Die 20 Wandlung von Austenit in Ferrit sehr verzögert ist.and the ordinate the temperature of the same. The transformation of austenite into ferrite is very delayed.

Abkühlungsgeschwindigkeit im Normalglühen wird in Dadurch bekommt der vorhergehende MetallauftragThe cooling speed in normal annealing is thereby increased by the previous metal deposition

dem Diagramm durch die schraffierte Fläche dargestellt; ein dendritisches Gefüge, in welchem der federförmigethe diagram represented by the hatched area; a dendritic structure in which the spring-shaped

sie ist einerseits begrenzt durch eine gestrichelte Ferrit sehr vorherrscht. Demzufolge ist bei einemit is on the one hand limited by a dashed ferrite very predominant. Accordingly, with one

Kurve es' für die niedrigste Abkühlungsgeschwindig- solchen Auftragsmetall die Wirkung des AnlassensCurve it ' for the lowest cooling rate - such deposit metal the effect of tempering

keit (bzw. die untere kritische Abkühlungsgeschwin- 25 gering.speed (or the lower critical cooling rate 25 low.

digkeit), bei welcher das Martehsit-Gefüge im Auftrag Wird . der vorhergehende Metallauftrag wiederat which the martehsite structure becomes in the order. the previous metal application again

noch ausgefällt werden kann (durch einen Punktes erhitzt auf eine Temperatur entsprechend dem Punkt C₁ can still be precipitated (heated by a point to a temperature corresponding to point C ₁

hindurchgehend), andererseits durch eine weitere ge- auf dem Teil b-c der Abkühlungskurve ca, in welchemgoing through), on the other hand by another ge on the part bc of the cooling curve ca, in which

strichelte Kurve cf der höchsten Abkühlungsge- Bereich ein Teil des Austenits in dem AuftragsmetallDashed curve cf of the highest cooling area part of the austenite in the deposit metal

schwindigkeit, bei welcher der proeutektoide Ferrit 30 in Perlit umgewandelt wird und die Ausfällung desspeed at which the proeutectoid ferrite 30 is converted into pearlite and the precipitation of the

entwickelt werden kann. Perlits vollendet ist, aus dem gleichen Grunde wie incan be developed. Perlite is perfect, for the same reason as in

Ein durch Abkühlen mit einer Geschwindigkeit dem obenerwähnten Fäll, dann erfolgt die Abkühlung innerhalb des soeben beschriebenen Bereiches zum Er- längs einer Kurve a-c_x-c₂. In diesem Falle wird der starren gebrachter Stahl besitzt im Vergleich zu Stählen, Austenit an der Umwandlung in das Ubergangsgefüge zu deren Erstarrung eine andere Abkühlungsgeschwin- 35 und in Martensit verhindert mit dem Ergebnis, daß digkeit verwendet wurde, eine ganz ausgezeichnete das Gefüge des Auftragsmetalls Ferrit gemischt mit Zähigkeit und Dehnbarkeit. Wie bereits erwähnt, Perlit ist, wobei der Ferrit vorherrscht. Daher wird gehört zu dem vorliegenden Verfahren zunächst das das Auftragsmetall nicht stark getempert.
Abkühlen des primären Metallauftrages mit einer Wird das vorhergehende Auftragsmetall auf eine Abkühlungsgeschwindigkeit wie beim Normalglühen. 40 Temperatur wieder erhitzt, welche dem Punkt d_x auf Es ist hierbei zu beachten, daß während eines Zeit- dem Teil c-d der Abkühlungskurve ca entspricht, wobei raums entsprechend jenem Teil der dargestellten Ab- das Auftragsmetall ein Gefüge aus Ferrit, Perlit, Überkühlungskurve zwischen einem Punkt Ms, wo die gangsgef üge und Austenit hat, aus dem gleichen Grunde Bildung des Martensits beginnt, und einem Punkt Mf, wie in dem vorhergehenden Falle, dann kann die wo die Bildung des Martensits beendet ist, ein sekun- 45 Abkühlung beispielsweise längs einer Kurve a-d_x-d₂ däres Auftragsmetall auf die vorhergehende Metall- erfolgen. Das Auftragsmetall bekommt dann ein Geschieht aufgeschweißt wird, um dieselbe zu tempern. füge, in welchem die Ubergangsstruktur in einenIf, by cooling at a rate similar to that mentioned above, cooling takes place within the range just described for traveling along a curve ac _x -c ₂ . In this case, the rigid steel used has a different cooling rate compared to steels, austenite is prevented from transforming into the transition structure to solidify it, and in martensite, with the result that speed has been used, the structure of the deposit metal ferrite is quite excellent mixed with toughness and ductility. As mentioned earlier, pearlite is, with the ferrite predominating. For this reason, the present method first of all does not subject the application metal to severe tempering.
Cooling of the primary metal deposit with a. The previous deposit metal to a cooling rate like normal annealing. 40 Temperature reheated which the point d _x on It is to note that, during a time the portion cd of the cooling curve approximately corresponding to said area corresponding to that part of the waste shown the plating metal, a structure of ferrite, pearlite, overcooling curve between a point Ms, where the structure and austenite, formation of martensite begins for the same reason, and a point Mf, as in the previous case, then where the formation of martensite has ended, a second cooling, for example longitudinally a curve ad _x -d _{2 of the} application metal on the previous metal. The deposit metal is then welded on in order to anneal the same. add, in which the transition structure in a

Bei der Bildung des sekundären, Metallauftrages sphäroiditischen Ferrit und Perlit umgewandelt wordenDuring the formation of the secondary, metal deposit spheroiditic ferrite and pearlite have been converted

! wird der obere Teil des vorhergehenden Auftrages ist; es hat keine dichte kristalline Struktur,! will be the upper part of the previous order; it does not have a dense crystalline structure,

wieder geschmolzen und auf eine Temperatur über 50 Wird andererseits das primäre bzw. vorhergehendemelted again and to a temperature above 50 on the other hand becomes the primary or previous one

dem /4₃-Punkt erhitzt, jedoch wird der größte Teil des Auftragsmetall in ähnlicher V/eise wieder erhitzt aufheated to the / 4 ₃ point, but most of the deposit metal is heated up again in a similar manner

wieder geschmolzenen Teils des vorhergehenden Metall- eine Temperatur etwa dem Punkt C₁ entsprechend,remelted part of the previous metal - a temperature approximately corresponding to point C ₁ ,

auftrage auf eine Temperatur unter dem /^-Punkt innerhalb eines Temperaturbereiches von dem demapply to a temperature below the / ^ point within a temperature range of that

erhitzt/Durch dieses Wiedererhitzen wird der vorher- Afs-Punkt entsprechenden Punkt«/ bis zu dem demheated / By this reheating the point corresponding to the previous Afs point becomes «/ up to the that

gehende Metallauftrag der sogenannten Temper- bzw. 55 M/-Punkt entsprechenden Punkt e, dann kann diegoing metal application of the so-called tempering or 55 M / point corresponding point e, then the

Anlaßbehandlung unterworfen. Abkühlung längs einer Kurve a-e_x-e₂ erfolgen. DannSubjected to tempering. Cooling takes place along a curve ae _x -e ₂ . then

Der Grund dafür, daß die Wiedererhitzungstempe- bekommt das Auftragsmetall ein Gefüge aus Ferrit,The reason why the reheating temperature gets the deposit metal a structure made of ferrite,

ratur des vorhergehenden Metallauftrages so be- Perlit, Übergangsstruktur, Martensit und Austenit,The temperature of the previous metal application is pearlite, transition structure, martensite and austenite,

schränkt ist, wie es eben beschrieben wurde, wenn das wobei Übergangsstruktur und Martensit unmittelbaris restricted, as it has just been described, if the being transition structure and martensite immediately

folgende Auftragsmetall aufgetragen wird, ist folgen- 60 nach ihrer Bildung im labilen Zustande verbleiben,The following application metal is applied, is to remain in an unstable state after it has formed,

der: Es soll angenommen werden, daß das primäre Dieses Wiedererhitzen führt zu der Umkristallisationder: It is believed that this primary reheating leads to the recrystallization

Auftragsmetall mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit des Gefüges, wobei Ferrit'und Perlit snhäroidisiertDeposition metal with a cooling rate of the structure, whereby ferrite and pearlite snheroidize

des Normalglühens abgekühlt wird, welche durch die werden unter Bildung von Sorbit und Umwandlungnormal annealing is cooled, which by the formation of sorbitol and transformation

dünne, voll ausgezogene Kurve ca dargestellt ist. des nicht umgewandelten Austenits in ein Gemisch austhin, fully drawn curve is shown approx . of the unconverted austenite into a mixture

Ebenso wird angenommen, daß die Kurve ca an einem 65 Ferrit und Perlit. Man bekommt somit eine dichte undIt is also assumed that the curve approx . 65 ferrite and pearlite. So you get a dense and

Punkt α eine Kurve A schneidet, welche den Beginn zähe Schweißnaht.Point α intersects a curve A , which starts the tough weld seam.

der Ausfällung des Ferrits aus dem Austenit darstellt. Wird das primäre Auftragsmetall auf eine Tempe-represents the precipitation of ferrite from austenite. If the primary deposit metal is set to a temperature

Die Kurve ,αϊ schneidet ferner an einem Punkt b eine ratur wieder erhitzt, weiche einem Punkt f_x unter demThe curve, αϊ also intersects a temperature again heated at a point b , soft to a point f _x below the

Punkt e entspricht, dann kann sich daraus eine Ab- beschrieben werden für eine Schweißung nach dem kühlungskurve α-/χ-/₂ ergeben. In diesem Falle ist die Tauch-Lichtbogenschweißverfahren, wobei zunächst in Umwandlung des Auftragsmetalls praktisch bereits die Nut eines Grundmetalls ein legiertes Auftragsvöllig vollendet. Das Auftragsmetall hat daher ein metall bzw. eine Schweißraupe, welche einen oder sphäroidisiertes Gefüge aus Ferrit, Perlit, Übergangs- 5 mehrere der gewünschten Legierungsbestandteile entstruktur und Martensit; das ergibt keine dichte und hält, eingebracht wird, worauf ein Lichtbogenschweißzähe Schweißnaht. ■ verfahrenuntereinerSchutzgasatmosphärevonKohlen-Corresponds to point e , then a description can be derived from this for a weld according to the cooling curve α- / χ- / ₂ . In this case, the immersion arc welding process is used, whereby initially in conversion of the deposit metal practically already the groove of a base metal completely completes an alloy deposit. The deposit metal therefore has a metal or a weld bead which has a spheroidized structure of ferrite, pearlite, transitional 5 several of the desired alloy constituents and martensite; this results in no tightness and holds, is introduced, whereupon an arc welded weld seam. ■ processes under a protective gas atmosphere of

Der optimale Wert dieser Abkühlungsgeschwindig- dioxyd (CO₂) verwendet wird, um die anfänglich einkeit kann leicht ermittelt werden aus Umwandlungs- gebrachte Schweißraupe nochmals zu schmelzen und diagrammen für eine stetige Kühlung, aufgezeichnet io ein primäres Auftragsmetall einzubringen, um dann im Zusammenhang mit den chemischen Bestandteilen schließlich ein Tauch-Lichtbogenschweißverfahren zu eines Schweißmetalls, welches für die Auftrags- verwenden zwecks Einbringen eines sekundären Aufschweißung verwendet wird. tragsmetalls auf die vorhergehende Schweißräupe, um Ebenso ist verständlich, daß, wenn man ein gesundes dadurch eine Schweißnaht zu bekommen, die in Auftragsmetall erzeugen will, indem man gemäß der 15 metallurgischer Hinsicht einwandfrei ist.
vorliegenden Erfindung die metallurgische Qualität Es soll angenommen werden, daß ein Lichtbogengenau einstellt, das Schweißmetall genügend entoxydiert schweißgerät mit mehreren Schweißköpfen, wie es und beruhigt sein muß. . nachstehend noch beschrieben werden wird, mit einer Wenn beispielsweise ein Schweißmetall mit Mangan bestimmten Geschwindigkeit in der Richtung des oder Silizium entoxydiert werden soll, dann soll sich so Pfeils T in F i g. 2 wandert, wobei die Schweißköpfe der Gesamtgehalt an Sauerstoff in dem Metall auf zu der Nut 3 in dem Grundmetall ausgerichtet sind, vorzugsweise 0,060% oder weniger belaufen. Außerdem Unter diesen Umständen wird ein Bindeflußmittel 4 können in dem Metall Mangan oder Silizium Vorzugs- mit angemessenen Anteilen geeigneter Legierungsweise in einer Mange von 1,0 bis 1,5% bzw- 0,3 bis elemente, wie z. B. Mangan, Silizium, Nickel u. dgl., 0,5% enthalten sein. 25 zunächst in dem oberen Nutenteil 3 durch ein wandern-Ferner kann man, um die Festigkeit, die Dehnbar- des Entladerohr 5 ausgebreitet. Dann wird ein Tauchkeit und die Kerbschlagzähigkeit eines Auftrags- lichtbogenschweißkopf, der hier als Ganzes mit 6 metalls bei niedriger Temperatur zu verbessern, dem bezeichnet ist, betätigt, um zunächst in dem oberen Schweißmetall zweckmäßigerweise 0,5 bis 4% Nickel, Nutenteil 3 eine Legierungsschweißraupe 7 mit den 0,1 bis 0,5% Chrom und/oder 0,1 bis 0,5% Molyb- 30 obenerwähnten Legierungselementen abzulagern, was dän hinzusetzen. jedoch nicht genügt, um die Nut voll auszufüllen. Der Für den Zusatz irgendeines beliebigen Legierungs- Schweißkopf 6 enthält eine Rolle Schweißdraht 8 zur bestandteils bzw. -bestandteilen zu einem Auftrags- Bildung der Schweißraupe 7 in dem Nutenteil 3. Die . metall kann man einen Schweißdraht aus einer Stahl- beim Einbringen der Schweißraupe 7 gebildete Schlacke legierung, die einen solchen Bestandteil bzw. Bestand- 35 und der auf der Raupe verbleibende Teil des Flußteile enthält und/oder ein Flußmittel mit den gleichen mittels können durch eine Wiedergewinnungsvor-Legierungsbestandteilen in einem Tauch-Lichtbogen- richtung 9 entfernt werden, so daß die Schweißraupe schweißverfahren verwenden. Beim Lichtbogenschweiß- völlig sauber ist.The optimal value of this cooling rate - dioxide (CO ₂ ) is used, the initial unity can easily be determined from the conversion - brought weld bead to re-melt and diagrams for a constant cooling, recorded io a primary deposit metal, in order then in connection with the chemical constituents finally a dip arc welding process to a weld metal, which is used for the application use for the purpose of introducing a secondary weld. support metal on the previous weld bead in order to Likewise, it is understandable that if one wants to get a healthy weld through a weld that wants to produce in deposit metal by being flawless according to the 15 metallurgical point of view.
Present Invention The Metallurgical Quality Assume that an arc accurately adjusts the weld metal sufficiently deoxidized welding machine with multiple welding heads as it needs to be. . will be described below, at a speed if, for example, a weld metal with manganese is to be deoxidized in the direction of or silicon, then arrow T in FIG. 2 migrates with the weld heads totaling oxygen in the metal aligned with the groove 3 in the base metal, preferably amounting to 0.060% or less. In addition, under these circumstances, a binder flux 4 can be used in the metal manganese or silicon preferably with appropriate proportions of suitable alloying in an amount of 1.0 to 1.5% or 0.3 to elements, such as. B. manganese, silicon, nickel and the like., 0.5% may be included. 25 first of all in the upper groove part 3 by wandering-Furthermore, one can, in order to increase the strength, the expandability of the discharge tube 5. Then a submersion and the notched impact strength of a deposit arc welding head, which is to be improved here as a whole with 6 metal at low temperature, is actuated to initially create an alloy weld bead in the upper weld metal, expediently 0.5 to 4% nickel, groove part 3 7 to deposit with the 0.1 to 0.5% chromium and / or 0.1 to 0.5% molyb- 30 alloy elements mentioned above, which should be added. however, it is not sufficient to completely fill the groove. For the addition of any alloy welding head 6 contains a roll of welding wire 8 for component or components to an order formation of the weld bead 7 in the groove part 3. The. metal can be a welding wire made of a steel slag alloy formed when the welding bead 7 is introduced, which contains such a component or constituent 35 and the part of the flux remaining on the bead and / or a flux with the same means by a recovery process Alloy components are removed in a submerged arc direction 9 so that the weld bead can use welding processes. When arc welding, it is completely clean.

verfahren unter Gasabschirmung kann man einen Für das Aufschweißen des primären AuftragsmetallsA procedure under gas shielding can be used for welding on the primary deposit metal

Schweißdraht aus einem legierten Stahl, welcher den 40 wird dann ein Gasschutz-Lichtbogenschweißkopf, der gewünschten Bestandteil bzw. Bestandteile enthält, hier als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, in Tätigkeit verwenden. Wahlweise kann eine Schweißstahllegie- gesetzt, um auf der Legierungsraupe 7 in dem Nutenrung, welche einen der Legierungsbestandteile oder teil 3 eine Schweißraupe aus dem primären Auftragsmehrere derselben enthält, zunächst in eine Schweißnut metall zu bilden und die Werkstücke 1 und 2 bei der eingebracht werden, die sich in einem Bauteil aus dem 45 Vorwärtsbewegung des Schweißkopfes miteinander zu Grundmetall befindet, worauf diese Legierung noch- verschweißen. Der Kopf 10 enthält eine Verrichtung 60 mais vollkommen geschmolzen wird durch die Ver- für die Zuführung von Kohlendioxyd sowie eine Rolle Wendung eines Schweißdrahtes bei einem Lichtbogen- Schweißdraht 14 zur Bildung der Primärschweißschweißverfahren üblicher Art mit Gasabschirmung, raupe 11. Während dieses Schweißvorgangs wird die um dadurch das bzw. die Legierungsbestandteile in das 50 zuerst eingebrachte Legierungsraupe 7 wieder ge-Auftragsmetall zu diffundieren. Auf diese Weise kann schmolzen, und die Legierungselemente werden in die ein Auttragsmetall gebildet werden, welches bestimmte geschmolzene Masse, bestehend aus der Schweiß-Legierungsbestandteile enthält. raupe 7 und dem durch den Schweißkopf 10 zugein der F i g. 2 der Zeichnungen ist schematisch eine führten Metall, diffundiert, bis die primäre Schweiß-Lichtbogenschweißvorrichtung zur Ausführung des 55 raupe 11 in der gewünschten Zusammensetzung gesoweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens bildet worden ist.Welding wire made of an alloyed steel, which is then a gas-shielded arc welding head, the 40 Contains desired component or components, here denoted as a whole by 10, in action use. Optionally, a welded steel alloy can be placed on the alloy bead 7 in the grooving, which one of the alloy components or part 3 a weld bead from the primary order several the same contains, first to form metal in a weld groove and the workpieces 1 and 2 in the be introduced, which are in a component from the 45 forward movement of the welding head to each other Base metal is where this alloy is still welded. The head 10 contains a device 60 Corn is completely melted by the supply of carbon dioxide as well as a roll Turning a welding wire in an arc welding wire 14 to form the primary welding welding process of the usual type with gas shielding, bead 11. During this welding process, the in order to thereby place the alloy component (s) in the alloy bead 7 introduced first 50 again to diffuse. In this way it can melt and the alloying elements are in the An application metal can be formed, which is certain molten mass consisting of the weld alloy constituents contains. caterpillar 7 and the FIG. Figure 2 of the drawings is a schematic of a led metal that diffuses through to the primary welding arc welder as far as the execution of the 55 caterpillar 11 in the desired composition described method according to the invention has been formed.

dargestellt. Einer der Grundmetallteile 1 ist hier darge- Die auf diese Weise gebildete primäre Schweißstellt bei dem Vorgang des Anschweißens an den raupe 11 wird dann nach den Lehren der Erfindung anderen Grundmetallteil 2 mittels einer Stumpfnaht in einer kritischen Wärmebehandlung unterworfen. Zu der Form eines doppelten V. Jedes der Werkstücke 1 60 diesem Zweck ist ein als Ganzes mit 16 bezeichneter und 2 besteht aus einem wärmebehandelten Mn-Si- Tauchlichlbogenschweißkopf so angeordnet, daß er Stahlblech mit einer Zugfestigkeit von 60 kg/mm², bei sich nach dem Wanderschweißkopf 10 längs der Nut 3 einer Blechstärke von 25 mm. Wie ani besten aus der an den Werkstücken 1 und 2 bewegt, wobei ein be-F i g. 3 ersichtlich ist, stoßen die beiden Werkstücke stimmter Abstand zwischen den beiden Schweißköpfen mit ihren Stirnenden mittels einer Doppel-V-Nut 65 aufrechterhalten werden muß. Zu dem Schweißkopf 16 stumpf aneinander. Der V-Winkel der Nut hat eine gehört ein Entladerohr 15 für den Auftrag eines Fluß-Größe von 80°, A ist gleich B gleich 8 mm und mittels sowie eine Rolle Schweißdraht 17. Bei dieser JV = 9 mm. Die Erfindung soll nun als ein Beispiel Anordnung kann der Schweißkopf 16 so betriebenshown. One of the base metal parts 1 is shown here. The primary weld formed in this way during the process of welding to the bead 11 is then subjected, according to the teachings of the invention, to another base metal part 2 by means of a butt weld in a critical heat treatment. To the shape of a double V. Each of the workpieces 1 60 for this purpose is designated as a whole with 16 and 2 consists of a heat-treated Mn-Si plunge-cut welding head arranged so that it holds sheet steel with a tensile strength of 60 kg / mm ² after the traveling welding head 10 along the groove 3 of a sheet metal thickness of 25 mm. As ani best from moving on the workpieces 1 and 2, whereby a be-F i g. 3 as can be seen, the two workpieces abut a certain distance between the two welding heads with their front ends by means of a double V-groove 65 must be maintained. To the welding head 16 butt to one another. The V-angle of the groove has a discharge tube 15 for the application of a flow size of 80 °, A is equal to B equal to 8 mm and by means of and a roll of welding wire 17. At this JV = 9 mm. The invention is now intended as an example arrangement in which the welding head 16 can operate

werden, daß er eine Metallmasse auf dem Teil der primären Schweißraupe 11 aufträgt, der von der Stellung des Schweißkopfes 10 um den bestimmten Abstand längs der Nut 3 entfernt ist. Es ist hierbei zu beachten, daß der in F i g. 2 mit dem Buchstaben / bezeichnete Abstand so gewählt werden muß, daß der Teil der primären Schweißraupe 11 direkt unter dem Schweißkopf 16 durch eine von dem letzteren aufgetragene Metallmasse wieder erhitzt wird, und zwar zu dem Die Gleichung (1) kann zahlenmäßig gelöst werden durch Verwendung des in F i g. 4 dargestellten Nömogramms, in welchem die linke Senkrechte die Schweißhitzeaufnahme be that he applies a metal mass on the part of the primary weld bead 11 that of the position of the welding head 10 is removed by the certain distance along the groove 3. It should be noted that that the in F i g. 2 with the letter / spacing must be chosen so that the part of the primary weld bead 11 directly below the welding head 16 by one of the latter applied Metal mass is heated again, namely to the equation (1) can be solved numerically by using the in F i g. 4 shown namogram, in which the left vertical shows the welding heat absorption

_ 6QE_C-I_C _ 6QE _C -I _C

VeVe

schweißenden Platte in mm.welding plate in mm.

Wird das in der F i g. 4 dargestellte Nomogramm verwendet, um die optimale Geschwindigkeit zu bestimmen, mit welcher die primäre Schweißraupe 11 im Normalisierungsglühen abgekühlt wird, dann zeichnet man zunächst ein Umwandlungsdiagramm für stetige Abkühlung auf, und zwar mit Bezug auf die primäre Schweißraupe, worauf man die Abkühlungs-If this is shown in FIG. 4 used nomogram to determine the optimal speed, with which the primary weld bead 11 is cooled in normalization annealing, then one first draws a transformation diagram for continuous cooling with reference to the primary weld bead, whereupon the cooling

in Joule/cm darstellt, die Mittelsenkrechte . die Abkühlungszeit Sc in Sekunden, welche erforderlich ist, Zeitpunkt, wo der betreffende Teil der primären io um die primäre Schweißraupe von 1500 auf 4ÖO°C Schweißraupe längs einer besonderen Abkühlungs- abzukühlen, die rechte Senkrechte die Dicke / der zu kurve, die je nach den Umständen zu wählen ist,
abgekühlt worden ist, so daß die Temperatur auf dem
betreffenden Kurventeil zwischen dem A/i-Punkt und
dem M/-Punkt liegt.represents in joules / cm, the center perpendicular. the cooling time Sc in seconds, which is required, point in time when the relevant part of the primary io around the primary weld bead from 1500 to 40 ° C weld bead along a special cooling bead to cool down, the right vertical to curve the thickness / which, depending on the circumstances to choose
has been cooled so that the temperature on the
relevant part of the curve between the A / i point and
the M / point.

Bei.der Einstellung des Schweißkopfes 16 für den sekundären Schweißvorgangdient die aus dem Schweißkopf 16 kommende Metallmasse dazu, den Teil der primären Schweißraupe 11 neben dem Schweißkopf 16When setting the welding head 16 for the secondary welding process, the one from the welding head is used 16 added metal mass, the part of the primary weld bead 11 next to the welding head 16

wieder zu erhitzen und zu schmelzen, um die in der 20 zeit S_c aus dem Umwandlungsdiagramm erhalten kann, primären Schweißraupe 11 enthaltenen Legierungs- Andererseits kann die Dicke t einer zu schweißenden elemente in das geschmolzene Metall zu diffundieren Platte in irgendeiner üblichen Weise gemessen werden, und ebenso um dem geschmolzenen Metall ein oder Die betreffenden Werte auf den Linien der Abkühlungsmehrere der gewünschten Legierungselemente aus dem geschwindigkeit und der Dicke in dem Nomogramm Schweißdraht 17 und/oder aus dem Flußmittel 15' 25 nach F i g. 4, entsprechend den Größen der Abkühhinzuzusetzen. Dann erstarrt das geschmolzene Metall- lungsdauer S₀ und der Dicke der Platte /, ergeben denreheat and melt again to obtain the alloy contained in the 20 time S _c can be obtained from the conversion diagram, primary weld bead 11- On the other hand, the thickness t of an element to be welded to diffuse into the molten metal plate can be measured in any conventional way, The relevant values on the lines of the cooling several of the desired alloying elements from the speed and the thickness in the nomogram welding wire 17 and / or from the flux 15'25 according to FIG. 4, to be added according to the sizes of the cooling. Then the molten metal solidifies the duration S ₀ and the thickness of the plate /, result in the

entsprechenden Wert der Schweißhitzeaufnahme auf der betreffenden Senkrechten in der gleichen Figur. Auf diese Weise kann also die optimale Abkühlungsgeschwindigkeit bestimmt werden. Man kann demnach auf diese Weise Schweißverhältnisse auswählen, bei welchen die primäre Schweißraupe unter optimalen Normalisierungsbedingungen abgekühlt wird.corresponding value of the welding heat absorption on the relevant vertical in the same figure. In this way, the optimal cooling rate can be determined. So you can in this way select welding conditions in which the primary weld bead is under optimal Normalization conditions is cooled.

Es ist sehr erwünscht, daß eine sekundäre Schweißraupe wie 12, die bei dem sekundären Schweißvorgang aufgetragen wird, der primären Schweißraupe 11 den Normalisierungseffekt verleiht und daß gleichzeitig die sekundäre Schweißraupe mit der Geschwindigkeit des Normalisierungsglühens abgekühlt wird. Hierfür wurde, unter den gleichen Bedingungen wie bei Gleichung (1) die folgende Gleichung experimentell ermittelt:It is very desirable to have a secondary weld bead such as 12 used in the secondary welding operation is applied, the primary weld bead 11 gives the normalizing effect and that at the same time the secondary weld bead is cooled at the rate of normalizing annealing. For this purpose, under the same conditions as in equation (1), the following equation was determined experimentally:

gemisch zu einer sekundären Schweißraupe 12, welche ihrerseits mit einer Geschwindigkeit wie beim Normalisierungsglühen abgekühlt wird, wie es vorher bei F i g. 1 beschrieben .wurde.mixture to a secondary weld bead 12, which in turn at a speed as in normalization annealing is cooled as it was previously in FIG. 1 has been described.

Nachdem der obere Nutenteil in dieser Weise verschweißt worden ist, können die zu einer Einheit verschweißten Werkstücke 1 und 2 umgedreht werden, worauf der untere Nutenteil 3 in der gleichen Weise wie vorher mit einer Schweißraupe versehen wird.After the upper part of the groove has been welded in this way, they can be welded to form a unit Workpieces 1 and 2 are turned over, whereupon the lower groove part 3 in the same way as previously provided with a weld bead.

Wird der primäre Lichtbogenschweißvorgang unter Verwendung eines Schweißdrahtes 14 aus einem legierten Stahl ausgeführt, dann kann man den anfänglichen Lichtbogenschweißvorgang mittels der Bauteile 4, 5, 6, 7 und 8 auch fortfallen lassen.If the primary arc welding process is performed using a welding wire 14 made of an alloyed Steel, then you can start the initial arc welding process using components 4, 5, 6, 7 and 8 can also be omitted.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß zur Abkühlung der primären Schweißraupe 11 mit einer Geschwindigkeit wie beim Normalisierungsglühen diese Geschwindigkeit je nach der Schweißhitzeaufnahme aus dem primären Lichtbogenschweißkopf 10 geregelt werden muß. Unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen der Dicke einer zu verschweißenden Platte, der Schweißhitzeaufnahme und der Abkühlungszeit, während welcher eine primäre Schweißraupe wie 11 von 1500 auf 400⁰C abgekühlt wird, bei einer Schweißnut von der Form wie in F i g. 3, hat man experimentell die folgende Gleichung ermittelt:It can be seen from the foregoing that in order to cool the primary weld bead 11 at a speed as in normalization annealing, this speed must be regulated depending on the welding heat absorption from the primary arc welding head 10. Taking into account the relationship between the thickness of a plate to be welded, the welding heat absorption and the cooling time during which a primary weld bead such as 11 is ^{cooled from 1500 to 400 °} C. for a weld groove of the shape as in FIG. 3, the following equation has been determined experimentally:

Su = Su =

In dieser Formel bedeutetIn this formula means

4,3-10³I + tg-4.3-10 ³ I + tg-

t - 17,5 6,4 t - 17.5 6.4

Sc =Sc =

60 E_c ■ L \⁰·⁸⁴⁵ 60 E _c ■ L \ ⁰ · ⁸⁴⁵

5555

1,1 · 10² 1.1 · 10 ²

1 +1 +

¹ - 24,5 13 ¹ - 24.5 13

(1)(1)

= Abkühlungszeit, während welcher die sekundäre Schweißraupe von 1500 auf 400⁰C abgekühlt wird, in Sekunden,
= Schweißspannung in Volt, = Schweißstromstärke in Ampere, = Schweißgeschwindigkeit in cm/Minute, = Dicke der zu schweißenden Platte in mm.= Cooling time, during which the secondary weld bead is ^{cooled down from 1500 to 400 0} C, in seconds,
= Welding voltage in volts, = welding current strength in amperes, = welding speed in cm / minute, = thickness of the plate to be welded in mm.

^: Tn dieser Formel bedeutet ^: Tn of this formula means

S_c = Abkühlungszeit, während welcher die primäre Schweißraupe von 1500 auf 400⁰C abgekühlt wird, in Sekunden,
Ec = Schweißspannung in Volt, Ic = Schweißstromstärke in Ampere, Vc —■ Schw'eißgeschwindigkeit in cm/Minute, t = Dicke der zu verschweißenden Platte in mm. S _c = cooling time, during which the primary weld bead is ^{cooled from 1500 to 400 0} C, in seconds,
Ec = welding voltage in volts, Ic = welding current strength in amperes, Vc - welding speed in cm / minute, t = thickness of the plate to be welded in mm.

Die F i g. 5 zeigt ein Nomogramm für die zahlenmäßige Lösung der Gleichung (2). Wie in der F i g. 4 stellt auch hier die linke Senkrechte die Schweißhitzeaufnahme The F i g. 5 shows a nomogram for the numerical solution of equation (2). As in FIG. 4th Here, too, the vertical line on the left represents the welding heat absorption

JuJu

Ε«Ε «

VuVu

IuIu

in Joule/cm dar, die Mittelsenkrechte die Abkülilungszeit S,t in Sekunden, während welcher eine sekundäre Schweißraupe von 1500 auf 400"C abgekühlt wird, diein Joule / cm, the vertical line is the cooling time S, t in seconds, during which a secondary weld bead is cooled from 1500 to 400 "C, the

109 617/42109 617/42

rechte Senkrechte die Dicke t einer zu schweißenden Platte in mm. Das Nomogramm kann in der gleichen Weise benutzt werden, wie es vorher imZusammenhang mit der F i g. 4 beschrieben wurde.right vertical the thickness t of a plate to be welded in mm. The nomogram can be used in the same way as it was previously used in connection with FIG. 4 has been described.

Als ein Beispiel soll hier die optimale Abkühlungsgeschwindigkeit für die in der F i g. 2 dargestellten Plattenteile 1 und 2 mit Hilfe der Nomogramme nach den F i g. 4 und 5 bestimmt werden.As an example, the optimal cooling rate for the one shown in FIG. 2 shown Plate parts 1 and 2 with the aid of the nomograms according to FIGS. 4 and 5 can be determined.

Wie es oben beschrieben wurde, zeichnete man zunächst ein Umwandlungsdiagramm bei stetiger Kühlung für die primäre Schweißraupe Ii auf; man erhielt dabei eine Abkühlzeit von 39 bis 53 Sekunden, während welcher Zeit die Schweißraupe von 1500 auf 400⁰C abgekühlt wurde. Wie erinnerlich, hatten die Plattenteile 1 und 2 eine Dicke von'25 mm. In der F i g. 4 wurde nun eine gerade Linie durch einen Teilstrich. 25 auf der Dickenlinie und einen Teilstrich 49 auf der Abkühlungszeitlinie gezogen. Diese Gerade ergab mit der Senkrechten für die Schweißhitzeaufnahme einen Schnittpunkt bei einer Ablesung von etwa 25100, also die Schweißhitze, die dem Teil der zu verschweißenden Platten zuzuführen war. Von dieser Wärmemenge ausgehend wählte man eine Schweißstromstärke von 550 bis 580 Ampere, eine Schweißspannung von 39 bis 40 Volt und eine Schweißgeschwindigkeit von 52 bis 55 cm/Minute. Die primäre Schweißraupe wurde mit der aus dem Umwandlungsdiagramm für stetige Abkühlung entnommenen besonderen Geschwindigkeit zwecks Normalisieren derselben abgekühlt.As described above, a continuous cooling conversion diagram was first drawn for the primary weld bead Ii; to obtain thereby a cooling time 39-53 seconds, during which time the weld bead was cooled from 1500 to 400 ⁰ C. As you can remember, the plate parts 1 and 2 had a thickness of 25 mm. In FIG. 4 became a straight line through a graduation. 25 drawn on the thickness line and a graduation 49 drawn on the cooling time line. This straight line resulted in an intersection with the vertical for the welding heat absorption with a reading of about 25100, i.e. the welding heat that was to be supplied to the part of the plates to be welded. Based on this amount of heat, a welding current of 550 to 580 amperes, a welding voltage of 39 to 40 volts and a welding speed of 52 to 55 cm / minute were selected. The primary weld bead was cooled at the particular speed taken from the conversion diagram for continuous cooling in order to normalize it.

Wie erinnerlich, mußte eine sekundäre Schweißraupe wie 12 zum Tempern der primären Schweißraupe auf die letztere aufgebracht werden, wenn sie eine Temperatur zwischen Afa-Punkt und Af/-Punkt angenommen hatte, und zwar soll angenommen werden, daß diese Temperatur sich auf 400⁰C beläuft. Aus der Größe der vorher erhaltenen Abkühlungszeit S₀ und der Schweißgeschwindigkeit von 52 bis 55 cm/Minute konnte man den Abstand / zwischen der Primär- und der Sekundär-Elektrode (s. die F i g. 2) für einen Bereich von 360 bis 460 mm wählen. Die Schweißbedingungen für die sekundäre Schweißraupe wurden in der gleichen Weise festgelegt, wie es vorher für die primäre Schweißraupe beschrieben wurde. Auf diese Weise fand man eine Schweißstromstärke von 387 bis 620 Ampere, eine Schweißspannung von 36 bis 38 Volt und eine Schweißgeschwindigkeit von 52 bis 55 cm/Minute.It is recalled that a secondary weld bead had to be as 12 applied for annealing the primary weld bead on the latter when it had a temperature between Afa point and Af / adopted point, namely, assume that this temperature to 400 ⁰ C. amounts to. From the size of the cooling time S ₀ obtained previously and the welding speed of 52 to 55 cm / minute, the distance / between the primary and secondary electrodes (see FIG. 2) for a range from 360 to 460 could be determined choose mm. The welding conditions for the secondary weld bead were set in the same manner as previously described for the primary weld bead. In this way, a welding current of 387 to 620 amperes, a welding voltage of 36 to 38 volts and a welding speed of 52 to 55 cm / minute were found.

Um die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise gebildeten Schweißnaht zu bestimmen, wurden aus der geschweißten Platte normale Probestücke für den Charpy-Kerbschlagzähigkeitstest mit V-Kerbe in einer solchen Weise herausgeschnitten, daß der herausgeschnittene Teil der Schweißnaht durch die Mitte des Stücks senkrecht zu der längeren Seite desselben hindurchging. Diese Probestäbe wurden dem Test bei niedrigen Temperaturen unterworfen. Als Ergebnis erhielt man die in F i g. 6 dargestellte Kurve A. Ebenso wurden aus der geschweißten Platte Fallhammer-Probenstäbe des N. P. L.-Typs (N. P. L. = National Physical Laboratory) herausgeschnitten, wobei ebenfalls die Schweißnaht durch die Mitte desselben senkrecht zu der längeren Seite verlief, und einem Test auf Sprödbruch sowie auf die Kennzeichen der weiteren Ausbreitung der Risse unterworfen, und zwar mit einem Hammer von 27 kg Fallgewicht bei einer Fallhöhe von 5 m über dem Probestab. Das Ergebnis ist in dem oberen Teil der F i g. 7 dargestellt.To determine the physical properties of the weld thus formed, normal Charpy V-notch test specimens were cut from the welded plate in such a manner that the cut portion of the weld passed through the center of the piece perpendicular to the longer Side of the same went through. These test bars were subjected to the test at low temperatures. As a result, there were obtained those shown in FIG. 6 shown curve A. Likewise, drop hammer test rods of the NPL type (NPL = National Physical Laboratory) were cut out of the welded plate, the weld seam also running through the center of the same perpendicular to the longer side, and a test for brittle fracture as well as on the Marks subjected to the further spread of the cracks, namely with a hammer of 27 kg drop weight at a height of 5 m above the test rod. The result is in the upper part of FIG. 7 shown.

Ferner wurde ein Paar 25 mm starker Platten aus einem wärmebehandelten Niedrigtemperaturstahl mitA pair of 25 mm thick plates made of heat-treated low-temperature steel were also used

ίο einem Gehalt von 0,99% Mn, 0,26% Si, 1,57% Ni und 0,30% Mo in der gleichen Weise, wie es vorher beschrieben wurde, stumpf aneinandergeschweißt. Die" auf diese Weise gebildete Schweißnaht wurde den oben erwähnten Kerbschlagzähigkeits-und Fallhammertesten unterworfen. Die Ergebnisse sind in der Kurve B in F i g. 6 sowie im unteren Teil der F i g. 7 festgehalten. Aus den F i g. 6 und 7 ist ersichtlich, daß eine gemäß den Lehren der Erfindung wärmebehandelte Schweißnaht hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften, insbesondere einer hohen Kerbschlagzähigkeit, durchaus vergleichbar ist mit einem wärmebehandelten Grundmetall. ■ . .ίο containing 0.99% Mn, 0.26% Si, 1.57% Ni and 0.30% Mo in the same manner as described above, butt-welded to each other. The weld seam formed in this way was subjected to the notched impact strength and drop hammer tests mentioned above. The results are shown in curve B in FIG. 6 and in the lower part of FIG. 7. From FIGS 7 it can be seen that a weld seam heat-treated according to the teachings of the invention is quite comparable with a heat-treated base metal with regard to the physical properties, in particular a high notched impact strength.

Mikroskopische Teste zeigten an, daß das sekundäre Auftragsmetall ein gemischtes Gefüge aus feinkörnigemMicroscopic tests indicated that the secondary deposition metal was a mixed structure of fine-grained

Ferrit, Perlit und Übergangsstruktur hatte, das primäre Auftragsmetall im oberen Teil ein solches aus feinkörnigem Ferrit und Perlit, im unteren Teil eine hinsichtlich Qualität geregelte Struktur einschließlich zähen Sorbits.Ferrite, pearlite and transition structure had one of these, the primary deposit metal in the upper part fine-grain ferrite and pearlite, including a quality-controlled structure in the lower part chewy sorbits.

Claims

. Patent claims:

1. Arc welding process using at least one lead and one follower electrode for joining metallic workpieces by means of a solid, malleable and tough, the Base metal in its properties largely corresponding weld seam, characterized in that in a prepared weld groove first a metallic conductive deposit is formed, which then with a speed corresponding to the normalization condition is cooled, and that thereupon a subsequent precipitation on the leading precipitation in is welded on at a point in time in which the guide precipitate has a temperature between the Has reached the beginning and the end of martensite formation, and that subsequently the obtained double weld bead with one of the normalization conditions corresponding speed is cooled.

2. Arc welding method according to claim 1, characterized in that in the prepared Welding groove first an alloy weld bead is applied, which when the Leitniederschlagcs is welded on melts again.

3. Arc welding method according to claim 1 or 2, characterized in that the guide precipitate after a protective gas and the subsequent precipitation after the submerged arc welding process be applied.

1 sheet of drawings