DD239147A1 - Schweissverfahren und schweissbrenner zum auftragen nitridhaltiger schichten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar zum partiellen Auftragen von nitridhaltigen Schichten vorzugsweise auf die Verschleisszonen von Warmarbeitszeugen bei der Regenerierung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, ohne erheblichen Energieaufwand bei geringer Arbeitszeit und ohne starke Umweltbelastung eine Auftragschweissung durchzufuehren, die den technologischen Anforderungen in bezug auf Verschleissbestaendigkeit, Haerte und Waermebestaendigkeit in vollem Umfange genuegt. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass einem Brenner mit drei konzentrischen Duesen im Zentrum ein Pulverdraht mit Nitridbildnern zugefuehrt wird, der von einer Stickstoffatmosphaere umgeben ist. Diese Stickstoffatmosphaere ist von einem aeusseren Schutzgas eingeschlossen. Die verwendete Stickstoffmenge ist im Vergleich zur Menge des aeusseren Schutzgases wesentlich kleiner (etwa 1:5). Die Nitridbildung erfolgt unmittelbar beim Schweissprozess. Die Erfindung ist vorteilhaft einsetzbar zum Regenerieren von Warmarbeitswerkzeugen. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist anwendbar zum partiellen Auftragen von nitridhaltigen Schichten₍vorzugsweise zur Regenerierung von Warmarbeitswerkzeugen₍wie z. B. Gesenken, Stempeln, Matrizen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Anwendung von Nitrierstählen für verschleißbeanspruchte Bauteile vor allem bei höheren Temperaturen ist allgemein

üblich.

Eine Regenerierung solcher Bauteile ist durch Auftragschweißen und nachfolgendes Nitrieren möglich, wobei vor dem

Auftragschweißen die nitrierte Oberfläche abgetragen werden muß, da sonst aufgrund einer Entgasung zu starke Porenbildung eintritt.

Da sich örtlich begrenztes Nitrieren nur sehr schwer realisieren läßt, muß nach den Auftragen das gesamte Bauteil nochmals nitriert werden, was außerdem sehr zeit- und energieaufwendig ist.

Des weiteren ist bekannt, nach DD-PS 63833, AZ H 05 b/128780, die Auftragschweißung unter einer Stickstoffatmosphäre

durchzuführen, wobei sich ebenfalls Nitride bilden, die die Härte der aufgetragenen Schicht erhöhen.

Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die damit erreichbare Härte vergleichsweise gering ist und eine Beeinflussung der erreichbaren Härte nicht möglich ist. Des weiteren tritt eine erhebliche Umweltbelastung durch Stickstoffoxide

Ziel der Erfindung

Bei Anwendung der Erfindung wird erreicht, daß ohne zusätzliche nachfolgende Wärmebehandlung die aufgetragene Schicht die erforderliche Verschleißhärte besitzt, eine Härte, die durch entsprechende Zusammensetzung des PulverdrarVtes variabel ist. Die Umweltbelastung durch Stickstoffoxide wird wesentlich reduziert, ebenso der Energieverbrauch.

Darlegung des Wesens der Erfindung '

Die bisher bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß eine Beeinflussung der aufgetragenen Schicht bezüglich ihrer Härte nicht erfolgen konnte, so daß entweder die zufällig erreichte Härte genügen mußte oder ein nachträgliches Nitrieren erforderlich war. Auftragschweißen unter Stickstoffatmosphäre führt zwar zu der erwünschten Nitridbildung ist aber ebenfalls nicht

beeinflußbar und verursacht eine erhebliche Umweltbelastung durch Stickoxide infolge der großen Menge Stickstoff, die bei diesem Verfahren erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels des hinlänglich bekannten Auftragschweißens mit

abschmelzbarer Elektrode ein Pulverdraht verschweißt wird, der die entsprechenden Nitridbildner in der erforderlichen Menge enthält. Die Nitridbildung erfolgt unmittelbar im Schweißbad innerhalb einer Stickstoffatmosphäre.

Wobei im Gegensatz zum bekannten Schweißen unter Stickstoffatmosphäre eine wesentlich geringere Menge unmittelbar am Lichtbogen wirkt und als Schmelzbadschutz ein zweites äußeres Schutzgas, das während des Schweißens keine

umweltbelastenden Stoffe bildet, eingesetzt wird. Dazu wird ein Schweißbrenner eingesetzt, der geeignet ist, mit zwei

Schutzgasen und mit Pulverdraht zu arbeiten. Er besteht in der Hauptsache aus drei konzentrisch angeordneten Düsen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend, zum besseren Verständnis, an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Dazu wird ein Schweißbrenner, bestehend aus drei konzentrischen Düsen, eingesetzt.

Die innere Düse 1 führt den Pulverdraht zu und ist in einer Düse für die Stickstoffzuführung 2 eingeschlossen. Dieses System ist von einer äußeren Düse 3 umgeben, die als Schutzgas z. B. CO₂ zuführt.

Die Anteile betragen N₂:CO₂ wie 1:5. Als Pulverdraht kann z. B. ein Draht folgender Zusammensetzung verwendet werden:

0%-5%AI

5%-10%FeTi 10%-20% FeMoV 30 %-45 % FeCrSi m it 4 %-5 % C 5%-10%FeMn 0%-5%CaAI

3%-5%CaF₂ ·

EisenpulerRest

Das Gemisch A erfüllt innerhalb der gegebenen Intervalle die gestellten Anforderungen. Zu beachten ist dabei, daß die Summe von Al plus CaAI mindestens 1 % beträgt.

Claims (5)

1. Schweißverfahren zum Auftragen nitridhaltiger Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer
Stickstoffatmosphäre (N₂), die von einem äußeren Schutzgas (A) umgeben ist, ein Pulverdraht (4) mit Nitridbildnern
verschweißt wird.

2. Verfahren nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulverdraht folgender Zusammensetzung verschweißt wird:

0%-5%AI

5%-10%FeTi
10%-20% FeMoV
30%-45% FeCrSi mit 4%-5% C

5%-10%FeMn

0%-5%CaAI

3%-5%CaF₂
EisenpulerRest

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Gemischbestandteile Al und CaAI mindestens 1 % beträgt.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmengen von Stickstoff und äußerem Schutzgas im Verhältnis 1:5 stehen.

5. Schweißbrenner zur Durchführung des Verfahrens nach Pkt. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführdüse für
Pulverdraht (1) konzentriert von einer Stickstoffdüse (2) umgeben ist und diese wiederum konzentrisch in einer Zuführdüse für das äußere Schutzgas (3) eingeschlossen ist.

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