DD137545B1

DD137545B1 - METHOD FOR PRESS TUMP WELDING OF CHAINS

Info

Publication number: DD137545B1
Application number: DD20623578A
Authority: DD
Inventors: Karl-Christoph Exner; Hartmut Beyer; Werner Schneider; Brigitte Kuehnel
Original assignee: Exner Karl Christoph; Hartmut Beyer; Werner Schneider; Brigitte Kuehnel
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1981-05-27
Also published as: SE7905519L; DD137545A1; SE441574B; DE2921206C2; DE2921206A1

Description

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Vorfahren zum Preßgt.UKyjfff.chv/oißen von Ketten, Ancestors to the Pressgt.UKyjfff.chv / oißen of chains,

der Erfindung* the invention *

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Preßstumpfschweißen von Ketten, aus vergütbaren Stählen mit Kohlenstoffgehalten größer 0,15 Г^ und Chrcagehalten größer 0,5 % zur Erzeugung hochfester Ketten.The invention relates to a method for butt welding of chains, from heat treatable steels with carbon contents greater than 0.15 Г ^ and Chrcagehalten greater than 0.5 % for producing high-strength chains.

Charakteristik der bekannten technischen Ionungen.?C h arakterist ik of the technical canon tions.?

Bekanntlich lassen sich vergütbare Stähle mit Kohlenstoffgehalten über 0,15 % und Chromgehalten über 0,5 % im Preß stumpf schv/eißverfahren nicht oder nur mit ungenügender Qualität verschweißen, da der Verbindungsmechanismus beim Preßstumpfschweißen auf der Rekristallisation beruht, die bei vergütbaren Stählen mit Kohlenstoffgehalt en über 0,15 % und Chromgehalten über 0,5 fü durch verstärkte O^idbildung behindert wird.It is well known that heat treatable steels having carbon contents above 0.15 % and chromium contents above 0.5 % can not be welded or welded with inadequate quality due to the interference mechanism of butt welding based on the recrystallization used in heat treatable steels with carbon content above 0.15 % and chromium contents above 0.5 are hindered by increased oxygen formation.

Bekannt ist außerdem, daß sich vergütbare Stähle mitIt is also known that refundable steels with

Kohlenstoffgehalten über 0,15 # und Chrongehalten über 0,5 % mit dem Abbrennstumpfschv/eißverfahren verschweißen lassen. Bei diesem Verfahren entsteht am Schweißstoß eine schneisflüssige Phase, welche die Oxide emulgiert.Keep carbon contents above 0.15 # and above 0.5 % with the flash butt weld / seal procedure. In this process, a weld-liquid phase forms on the weld joint, which emulsifies the oxides.

Die schmelzflüssige Phase wird während des Schweißvorganges ausgestaucht, so daß die Oxide den Rekristallisationsprozeß in der Schweißzone nicht behindern können. Der 1-Iachteil dieses Abbrennstvjapfschweißverfahrens für die Kettenproduktion besteht darin, daß es bis zu einerThe molten phase is swaged during the welding process, so that the oxides can not hinder the recrystallization process in the weld zone. The 1-part of this burn-off junk welding process for chain production is that it can reach up to one

Ketten-Uenndicke von 23 mm Durchmesser kostenaufwendiger ist, als das Preßstumpfschweißverfahren. Es ist bekannt, daß das Preßstumpfschweißverhalten von hochfesten Stählen mit Kohlenstoffgehalten größer 0,15 fa und Chromgehalten größer 0,5 % untersucht wurde.Chain Udendicke of 23 mm diameter is more expensive than the Preßstumpfschweißverfahren. It is known that the Preßstumpfschweißverhalten was examined by high-strength steels with carbon contents greater than 0.15 fa and chromium contents greater than 0.5 % .

Die erzielte Schweißqualität ist so schlecht, daß 90 % aller Schweißen au Bruch gehen. Der zum Preßstumpfschweißen hochfester Ketten als bester Werkstoff ermittelte Kettenstahl ist der chroralose 20 ILn 4. Bei optimaler Maschinoneinstellung treten bei diesem Stahl mit Kohlenstoffgehalten größer 0,15 %> bei 28 Schweißungen 4 Schweißbrüche auf. Damit erweist sich das Preßstumpf schweißverfahren für Kettenwerkstoffe mit Kohlenstoffgehalten größer 0,15 % und erstrecht bei Chromgehalten größer 0,5 ^ für die Kettenfertigung als völlig ungeeignet. Das Preßstumpfschweißverfahren ist zur Herstellung hochfester Ketten erst einsetzbar, wenn Stähle verwendet werden, deren Kohlenstoff-, Chrom-, Phosphor- und Schwefelgehalte eingeschränkt sind. So wird bei Anwesenheit von Chrom bis 0,5 % der Kohlenstoff auf etwa 0,15 ^ eingeschränkt. Der Chromgehalt darf 0,5 fj nur bis maximal 0,7 i3 überschreiten, bei Anwesenheit von lücke! um etwa 1,5 f?. Uickellegierte Stähle dürfen auch Kohlenstoffgeholte bis ca. 0,2 ^S aufweisen, wenn Phosphor- und Schwefelgehalte weit unter 0,035 )j abgesenkt sind z. B. bis 0,002 fo. Diese Werkstoffe sind sehr kostenaufwendig. ?/eiterhin ist aus der Pat ent lit er at ur ein Verfahren zum Preßstumpfschweißen für metallische Werkstoffe bekannt (Y/iderstandsschweißverfahren gemäß Offenlegungsschrift 2433 648), bei dem wie beim Abbrennstumpfschweißen ebenfalls eine schmelzflüssige Phase erzeugt wird, das sich jedoch zum Schweißen von Ketten nicht eignet, da an der Schweißstelle einThe welding quality achieved is so bad that 90 % of all welding goes to breakage. The chiralose 20 ILn 4 is the best known tool for the butt-welding of high-strength chains. 4 weld fractures occur with optimum setting for this steel with carbon contents greater than 0.15 %> with 28 welds. This proves the Preßstumpf welding process for chain materials with carbon contents greater than 0.15 % and erstrecht at chromium levels greater than 0.5 ^ for the chain production as completely unsuitable. Preßstumpfschweißverfahren is used for the production of high-strength chains only when steels are used whose carbon, chromium, phosphorus and sulfur contents are limited. Thus, in the presence of chromium to 0.5 % of the carbon is limited to about 0.15 ^. The chromium content may exceed 0.5 fj only up to a maximum of 0.7 i3, in the presence of a gap! by about 1.5 f ?. Sub-alloyed steels may also contain carbon pickles up to approx. 0.2 ^ S, if phosphorus and sulfur contents are lowered far below 0.035 ) j , eg. To 0.002 fo. These materials are very expensive. At least one method for pressure butt welding for metallic materials is known from the patent application (Y / iderstandsschweißverfahren according to published patent 2433 648), in which as in the flash butt welding also a molten phase is generated, but not for welding chains is suitable because at the weld

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Stoßvorsprung mit glatter Oberfläche und ca. 0,5 mm Vorsprung3breite vorhanden sein muß, der sich auf den gebräuchlichen Kettenbiegemaschinen mit Kerbschnitt nicht erzielen läßt. Außerdem gestattet die Trägheit des mechanisch-hydraulisch angetriebenen Systems der Kettenschv/eißmaschinen und deren hydraulische Steuerungsmöglichkeit nicht den erforderlichen Materialnachschub in die Schmelzzone um ein Ausspritzen der Schmelze zu verhindern.Butt projection with smooth surface and about 0.5 mm projection 3 width must be present, which can not be achieved on the usual chain bending machines with notch cut. In addition, the inertia of the mechanically-hydraulically driven system of chain scarfing machines and their hydraulic control capability does not permit the requisite supply of material to the molten zone to prevent melt ejection.

Ziel, dor Goal, dor

Ziel der Erfindung ist es, ein Preßstumpfschweißverfahren zur Herstellung von hochfesten Ketten zu entwickeln, bei dem es möglich ist, eine schmelzflüssige Phase zu erzeugen, die während des Erwärmungsvorganges nicht ausspritzt, die Oxide wie beim Abbrennschweißverfahren emulgiert und sie am Ende des Schweißvorgangeз vollständig ausstaucht, damit die Rekristallisation in der Schweißzone von Oxiden unbehindert ablaufen kann und somit vergütbare Stähle mit Kohlenstoffgehalten über 0,15 ¹U und Chromgehalten über 0,5 % mit einer hohen Güte im Preßstumpfschweißverfahren verschweißt werden können.The object of the invention is to develop a stump welding process for the production of high-strength chains, in which it is possible to produce a molten phase which does not jet out during the heating process, emulsifies the oxides as in the flash-welding process and completely empties them at the end of the welding process, so that the recrystallization in the welding zone of oxides can proceed unhindered and thus heat treatable steels with carbon contents above 0.15 ¹ U and chromium contents above 0.5 % can be welded with a high quality in Preßstumpfschweißverfahren.

7/e дед,., .d e r Erfindung t7 / e дед,.,. the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Preßstumpfschweißen von Ketten für die Herstellung hochfester Ketten zu entwickeln^bei dem übliche standardisierte, vergütbare Stähle mit Kohlenstoffgehalten über 0,15 £ und Chromgehalten über 0,5 Я eingesetzt werden können und somit teuere, metallurgisch aufwendigere Spezialstähle eingespart werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der rauhe Kerbstoß in der Schweißmaschine durch einen geringen Strom und unter Schweißdruck geglättetThe invention is based on the object to develop a method for Preßstumpfschweißen chains for the production of high-strength chains ^ can be used in the usual standardized, heat treatable steels with carbon contents above 0.15 pounds and chromium contents over 0.5 Я and thus expensive, metallurgically more complex special steels can be saved. According to the invention the object is achieved in that the rough Kerbstoss smoothed in the welding machine by a low current and under welding pressure

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wird, um damit definierte Stoßbedingungen zu erzielen. Weiterhin fließt ein Schweißstrom, der das Aufschmelzen des Schweißstoßes bewirkt, der in solcher V/eise geändert wird, daß unter Berücksichtigung der Kinematik der mechanisch-hydraulisch betriebenen Kettenschweißmaschine, Ausspritzungen der aufschmelzenden flüssigen Phase unterbleiben. In der druckgeminderten Urasсhaltphase, beim Umschalten von Schweißdruck auf den Stauchdruck, soll am Arbeitszylinder der Schweißdruck anliegen, um ein Ausspritzen der schmelzflüssigen Phase während dieses Vorganges zu verhindern. Der Stauchvorgang bedingt eine hohe Stauchgeschwindigkeit und einen hohen Stauchdruck sowie einen entsprechenden Stromfluß während des Stauchvorganges zur vollständigen Ausstauchung der schraelzflüssigen Phase.is used to achieve defined shock conditions. Furthermore, a welding current flows, which causes the melting of the weld joint, which is changed in such V / that flows, taking into account the kinematics of the mechanical-hydraulically operated chain welding machine, ejections of the reflowing liquid phase omitted. In the pressure-reduced Urashalthaltphase, when switching from welding pressure to the compression pressure, should be applied to the working cylinder, the welding pressure to prevent ejection of the molten phase during this process. The upsetting process requires a high compression speed and a high compression pressure and a corresponding current flow during the compression process for complete bulging of the schraelzflüssigen phase.

In dem dargelegten Verfahren sind Schweiß- und Stauchphase exakt voneinander getrennt. In der Schweißphase liegt die Schweißgeschwindigkeit konstant etwa bei 4,5 ит/s. Sie nimmt nicht zu. In der Glatt- und Schv/eißphase v/erden etwa 25 fS des Gesamtweges zurückgelegt. In der Aufschmelzphase (Hrwärmung) findet keine plastische Umformung des 7/erkstoffes statt. Der Schweißstoßvorlauf kompensiert nur den durch Auf-Schmelzung entstandenen Volumenverlust. Die sich anschließende Stauchphase unterscheidet sich grundlegend von der Schweißphase. Die Geschwindigkeit steigt schlagartig von 4,5 mm/s auf etwa 55 mm/з an. In der Stauchphase werden 75 % des Gesamtweges zurückgelegt und die Umformarbeit zu 100 £ geleistet. Die Formänderungsgeschwindigkeit ist mit S = 35 s*~ 350 mal größer als beim traditionellen Preßstumpfschweißen, wodurch bei den erfindungsgemäßen Verfahren die Vorgänge der Polygonisation, Rekristalli-In the process described welding and compression phase are separated exactly. In the welding phase, the welding speed is constant at about 4.5 ит / s. It does not increase. In the smooth and sweaty phase about 25 fs of the total path traveled. In the melting phase (heating), no plastic deformation of the material takes place. The weld burst advance only compensates for the volume loss resulting from on-fusion. The subsequent compression phase is fundamentally different from the welding phase. The speed increases abruptly from 4.5 mm / s to about 55 mm / з. In the compression phase, 75 % of the total distance is covered and the forming work is done at £ 100. With S = 35 s * ~ the deformation rate is 350 times greater than with traditional pressure butt welding, whereby in the processes according to the invention the processes of polygonization, recrystallization

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sation und Korngrenzenausscheidung völlig anders ablaufen. Die grundlegende Änderung der Thermomechanik des Schweißverfahrens führt zu einer sehr hohen Schweißsicherheitsation and grain boundary excretion are completely different. The fundamental change in the thermomechanics of the welding process leads to a very high welding safety

Das beschriebene Verfahren erlaubt die Herstellung hochfester Rundstahlketten auf Preßstumpfschweißmaschinen, die im Abinessungsbereich bis 23 mm 0 eine höhere Arbeitsproduktivität aufweisen als die Abbrennstumpf schweißmaschine^ Als Kettenwerkstoffe lassen sich die üblichen standardisierten vergütbaren \7erkstoffe mit Kohlenstoffgehalten über 0,15 % und Chromgehalten über 0,5 i->, ohne Nickel legieren zu müssen, bei Phosphor und Schwefelverunreinigungen von jcveils maximal 0,035 % verarbeiten. Bei Prüfung von 5 000 geschweißten Kettengliedern bis zur Bruchkraft tritt maximal ein Schweißbruch auf. Der Einsatz teuerer und metallurgisch aufwendiger SpezialStähle sum Preßsturnpfschweißen von hochfesten Ketten ist somit nicht mehr erforderlich.The method described allows the production of high-strength steel round chains on Preßstumpfschweißmaschinen that have a higher working efficiency in Abktionsungsbereich to 23 mm 0 than the Abbrennstumpf welding machine ^ As chain materials can be the usual standardized reimbursable \ Materials with carbon contents above 0.15 % and chromium contents above 0.5 i-> without having to alloy nickel, process at phosphorus and sulfur impurities of max. 0.035 % each. When testing 5,000 welded chain links to the breaking load, a maximum of one weld break occurs. The use of expensive and metallurgically complex special steels sum Preßsturnpfschweißen of high-strength chains is therefore no longer necessary.

H5 Die rauhen abgeschnittenen, aufeinanderstehenden Kerbstoßflächen der Kettenglieder werden geglättet durch einen 2 Perioden dauernden Strom von 0,5 kA/mm² im Stoß bei einer mechanischen Druckspannung an der Stoßfläche von 45 kp/mm². Auf diese V/eise entsteht in der Projektionsebene des Schweißstoßes ein guter mechanischer und elektrischer Kontakt. An die Stoßglättung anschließend fließt ein Schweißstrom mit einer Anfangshöhe von 0,75 kA/mm bei einer mechanischen Anfangsdruckspannung von 40 kp/mm . Der Schweißstrom wird über vier Perioden hinweg so gesteigert, daß unter Berücksichtigung der Kinematik der mechanisch-hydraulisch betriebenen Kettenschweiß-H5 The rough cut, mutually facing notch faces of the chain links are smoothed by a 2-period current of 0.5 kA / mm ² in the impact at a mechanical compressive stress at the abutment surface of 45 kp / mm ² . In this way, good mechanical and electrical contact is created in the projection plane of the weld joint. At the impact smoothing then flows a welding current with an initial height of 0.75 kA / mm at an initial mechanical compressive stress of 40 kp / mm. The welding current is increased over four periods so that, taking into account the kinematics of the mechanically-hydraulically operated chain welding

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maschine Ausspritzungen der aufschmelzenden flüssigen Phase unterbleiben.Machine ejections of the melting liquid phase are omitted.

Der Stauchvorgang läuft innerhalb von 0,04 s bei einer Umformung von/= 0,7 im Stoß ab. Der hohe Stauchbetrag und die hohe Stauchgeschv/indigkeit v/erden erzielt durch eine Stauchdruckspannung vonThe upsetting process takes place within 0.04 s with a deformation of / = 0.7 in the joint. The high compression amount and the high compression rate are achieved by a compressive compressive stress of

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20 kp/mm bei einem Stromfluß von 0,2 kA/mm über zv/ei Perioden, beide Größen bezogen auf den Drahtquerschnitt,20 kp / mm at a current flow of 0.2 kA / mm over zv / ei periods, both sizes based on the wire cross section,

Claims

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Claim Claims;

1. Process for the butt-welding of chains with heat-treatable steels Ъеі carbon contents greater than 0.15 / 3 and chromium contents greater than 0.5 5 ^ for the production of high-strength chains characterized by smoothing of the notched surfaces by means of a 2-period current of 0.5 kA / mm in the impact with a mechanical compressive stress at the abutment surface of 45 kp / r.-jn and a subsequent welding process, the welding current beginning of which is high 0.75 kA / nim and the mechanical

Initial compressive stress 40 kp / mm and is increased over '4 periods so that ejections of the reflowing liquid phase are omitted.

2. The method according to item 1, characterized in that applied in the switching phase of Schv / Eißdruck on the compression pressure on the working cylinder of the welding pressure.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that during the compression process, a current flows.