DE102022131495A1 - Schweißwerkstück und Verfahren zur Herstellung eines Schweißwerkstückes - Google Patents

Schweißwerkstück und Verfahren zur Herstellung eines Schweißwerkstückes Download PDF

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Abstract

Schweißwerkstück (1), umfassend einen Werkstückkörper (2) mit einem Grundabschnitt (3) und mit einem Einwirkabschnitt (4), wobei der Grundabschnitt (3) von einem ersten metallischen Werkstoff (5) und der Einwirkabschnitt (4) von einem zweiten metallischen Werkstoff (6) bereitgestellt wird. Dabei weist der Werkstückkörper (2) eine Oberfläche (7) auf, welche abschnittsweise von einem Oberflächenabschnitt (8) des Grundabschnittes (3) und einem Oberflächenabschnitt (9) des Einwirkabschnittes (4) gebildet ist. Dabei ist der zweite Werkstoff (6) schweißgeeignet korrosionsbeständig. Weiterhin weist der erste Werkstoff (5) eine geringere Korrosionsbeständigkeit als der zweite Werkstoff (6) auf. Dabei ist mittels einer thermochemischen Behandlung die Korrosionsbeständigkeit im Grundabschnitt (3) so erhöht, dass die Oberfläche (7) des Werkstückkörpers (2) einen Korrosionsschutz (10) bereitstellt, wobei der Einwirkabschnitt (4) unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes (10) der Oberfläche (7) so schweißgeeignet ist, dass am Einwirkabschnitt (4) eine mechanisch stabile Schweißnaht (11) bildbar ist. Bei dem Verfahren zum Zusammenschweißen eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks (1) mit einem Bauteil (100) wird der Einwirkabschnitt (4) an und/oder in unmittelbarer Umgebung eines Abschnittes des Bauteils (100) angeordnet, und der Einwirkabschnitt (4) mit dem Abschnitt des Bauteils (100) unter Ausbildung einer mechanisch stabilen Schweißnaht (11) verschweißt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schweißwerkstück, umfassend wenigstens einen Werkstückkörper mit wenigstens einem Grundabschnitt und mit wenigstens einem Einwirkabschnitt, wobei der Grundabschnitt von wenigstens einem ersten metallischen Werkstoff und der Einwirkabschnitt von wenigstens einem zweiten metallischen Werkstoff bereitgestellt wird. Dabei weist der Werkstückkörper wenigstens eine Oberfläche auf, welche wenigstens abschnittsweise von wenigstens einem Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes und wenigstens einem Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes gebildet ist.
  • Baugruppen wie z. B. Rohrleitungen, Gehäuse, Reaktoren, Rührwerke und/oder ähnliche verfahrenstechnische Apparate werden regelmäßig mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere Schmelzschweißverfahrens aus metallischen Schweißteilen bzw. Fügeteilen zusammengefügt bzw. verbunden.
  • Oft ist für einen zuverlässigen und insbesondere möglichst langen Betrieb und/oder eine möglichst lange Funktionsfähigkeit der Baugruppen deren Beständigkeit gegenüber Korrosion von herausragender Bedeutung. So müssen insbesondere aus Schweißteilen zusammengefügte Baugruppen für Chemie-, Pharma-, Maschinenbau-, Energie- und/oder Rohstoffindustrie regelmäßig hohen oder sogar höchsten Anforderungen in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit und/oder mechanische Stabilität genügen, um so einen zuverlässigen Betrieb und/oder eine zuverlässige Funktionsfähigkeit über eine möglichst lange Zeitspanne zu ermöglichen.
  • Dazu werden Baugruppen regelmäßig aus Schweißteilen gefertigt und/oder zusammengefügt, welche von wenigstens einem korrosionsbeständigen bzw. korrosionsfesten Material bereitgestellt werden. Solche bekannten Schweißteile aus wenigstens einem korrosionsbeständigen Material weisen zwar typischerweise einen ausreichenden Korrosionsschutz insbesondere an ihrer Oberfläche auf, nachteilig ist jedoch, dass solche Schweißteilen oft sehr teuer und/oder nur unter erheblichem Aufwand schweißbar sind. Auch genügen solche Schweißteile und/oder aus solchen Schweißteilen zusammengefügte Baugruppen oft nicht den sonstigen an die Baugruppen gestellten Anforderungen, wie z. B. bestimmten chemischen und/oder mechanischen Stabilitätskriterien.
  • Auch ist bekannt, dass einzelne Schweißteile und/oder ganze Baugruppen einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden können, um so einen Korrosionsschutz an wenigstens einer Oberfläche der Schweißteile und/oder der Baugruppen bereitzustellen, welche die Schweißteile und/oder die Baugruppen wenigstens vor Korrosion schützt. Nachteilig daran ist jedoch, dass ein mittels einer Oberflächenbehandlung vor dem Verschweißen an einer Oberfläche aufgebrachter Korrosionsschutz regelmäßig nicht schweißbar ist. So wird häufig der Korrosionsschutz an der Oberfläche beim Verschweißen insbesondere durch die teils erhebliche Hitzeentwicklung wenigstens teilweise zerstört, sodass die aus Schweißteilen zusammengefügte Baugruppe keinen ausreichenden Schutz vor Korrosion insbesondere an den Schweißstellen bzw. in der sogenannten Wärmeeinflusszone aufweist.
  • Auch ist eine einen Korrosionsschutz an der Oberfläche bereitstellende Oberflächenbehandlung oft für aus Schweißteilen zusammengefügte große oder sogar sehr große Baugruppen nur unter erheblichem Aufwand oder sogar überhaupt nicht möglich.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schweißwerkstück zur Verfügung zu stellen, welches besonders kostengünstig herstellbar und insbesondere einfach zu verarbeiten, vorzugsweise zu verschweißen ist und welches zugleich in einem verschweißten Zustand einen zuverlässigen Korrosionsschutz an der Oberfläche aufweist bzw. einen zuverlässigen Schutz vor Korrosion an der Oberfläche bietet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schweißwerkstück mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch das Verfahren zur Herstellung eines Schweißwerkstückes mit den Merkmalen des Anspruches 17 und durch das Verfahren zum Zusammenschweißen mit den Merkmalen des Anspruches 22. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
  • Das erfindungsgemäße Schweißwerkstück, umfasst wenigstens einen Werkstückkörper mit wenigstens einem Grundabschnitt und mit wenigstens einem Einwirkabschnitt, wobei der Grundabschnitt von wenigstens einem ersten metallischen Werkstoff und der Einwirkabschnitt von wenigstens einem zweiten metallischen Werkstoff bereitgestellt wird. Dabei weist der Werkstückkörper wenigstens eine Oberfläche auf, welche wenigstens abschnittsweise von wenigstens einem Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes und wenigstens einem Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes gebildet ist. Dabei ist der zweite Werkstoff schweißgeeignet korrosionsbeständig. Weiterhin weist der erste Werkstoff wenigstens eine geringere Korrosionsbeständigkeit als der zweite Werkstoff auf. Dabei ist mittels wenigstens einer thermochemischen Behandlung die Korrosionsbeständigkeit wenigstens im Grundabschnitt so erhöht, dass die (gesamte) Oberfläche des Werkstückkörpers einen Korrosionsschutz bereitstellt, wobei der Einwirkabschnitt unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes der Oberfläche so schweißgeeignet ist, dass am Einwirkabschnitt wenigstens eine mechanisch stabile Schweißnaht bildbar ist.
  • Dabei ist unter schweißgeeignet insbesondere schweißbeständig und/oder schweißstabil zu verstehen, vorzugsweise in Bezug auf chemische, physikalische und/oder mechanische Eigenschaften des Materials.
  • Insbesondere ist unter schweißgeeignet zu verstehen, dass mittels Schweißens, insbesondere Schmelzschweißens, eine mechanisch stabile Schweißnaht herstellbar ist, welche vorzugsweise trotz möglicher durch das Schweißen verursachter Veränderungen der Mikrostruktur und/oder sonstiger Materialparameter den Beanspruchungs- und/oder Einsatzbedingungen genügt oder diese sogar verbessert.
  • Vorzugsweise ist schweißgeeignet gemäß ISO TR 581:2005-02 zu verstehen.
  • Unter korrosionsbeständig ist insbesondere korrosionsfest zu verstehen. Vorzugsweise ist ein Metall und/oder Material dann korrosionsbeständig, wenn es unter einer im Wesentlichen Beibehaltung seiner mechanischen Stabilität und/oder sonstiger Eigenschaften äußeren Einflüssen widersteht und/oder in Kontakt mit anderen Elementen im Wesentlichen inert bleibt. Insbesondere ist ein Metall und/oder Material dann korrosionsbeständig, wenn es im Wesentlichen beständig gegenüber korrosivem Lochfraß, Spaltkorrosion, Spannungsrisskorrosion und/oder interkristalliner Korrosion ist.
  • Schweißgeeignet korrosionsbeständig bzw. schweißbeständig korrosionsbeständig heißt insbesondere, dass das Material in Bezug auf seine Korrosionsbeständigkeit schweißgeeignet ist. Vorzugsweise ist unter schweißgeeignet korrosionsbeständig zu verstehen, dass das Material schweißgeeignet und korrosionsbeständig ist und dass die Korrosionsbeständigkeit durch einen Schweißvorgang im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Somit weist ein schweißgeeignetes korrosionsbeständiges Material vorzugsweise auch nach einem Schweißvorgang eine Korrosionsbeständigkeit und insbesondere einen Korrosionsschutz auf.
  • Bevorzugt ist der Einwirkabschnitt unter einer im Wesentlichen und insbesondere unter einer vollständigen Beibehaltung des Korrosionsschutzes schweißgeeignet. Insbesondere schließt eine im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes ein, dass zwischenzeitlich im Einwirkabschnitt, insbesondere durch die thermochemische Behandlung eine Verbindung, Schicht und/oder Beschichtung, wie z. B. eine B-Verbindung entstehen kann, welche korrosionsbeständiger ist als der zweite Werkstoff, welche jedoch beim Schweißen wieder zerstört wird.
  • Vorzugsweise wird dann der Korrosionsschutz und/oder die Korrosionsbeständigkeit im Einwirkabschnitt von der Korrosionsbeständigkeit des zweiten Materials bereitgestellt. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann auch zwischenzeitlich im Einwirkabschnitt, insbesondere durch die thermochemische Behandlung, eine Verbindung, Schicht und/oder Beschichtung, wie z. B. eine B-Verbindung entstehen, welche weniger korrosionsbeständiger ist als der zweite Werkstoff, welche jedoch beim Schweißen wieder zerstört wird.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen schützt der Korrosionsschutz insbesondere die Oberfläche im Wesentlichen vor Korrosion. Vorzugsweise stellt der Korrosionsschutz eine Korrosionsbeständigkeit, insbesondere an der Oberfläche bereit, welche größer ist als die Korrosionsbeständigkeit des ersten Werkstoffes. Bevorzugt bietet der Korrosionsschutz eine Korrosionsbeständigkeit, welche im Wesentlichen gleich groß oder sogar größer ist als die Korrosionsbeständigkeit des zweiten Werkstoffes.
  • Vorzugsweise geht beim Verschweißen der Korrosionsschutz der Oberfläche insbesondere im Einwirkabschnitt und im Grundabschnitt nicht verloren.
  • Dabei ist die thermochemische Behandlung insbesondere ein thermochemisches Diffusionsverfahren, vorzugsweise eine Borierung und/oder ein CVD Verfahren.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen wird das Schweißwerkstück von wenigstens einem schweißbarem Fügewerkstück und/oder Fügeteil bereitgestellt. Vorzugsweise ist das Schweißwerkstück zum Schweißfügen bzw. Schweißverbinden geeignet und ausgebildet. Insbesondere ist das Schweißwerkstück zum Verschweißen mit einem anderen Bauteil und/oder einem zweiten Schweißwerkstück geeignet und ausgebildet.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen wird das Schweißwerkstück von einem Rohre, einem Rohrabschnitt, einem Gehäuse einer Pumpe und/oder dergleichen bereitgestellt. Allgemein wird das Schweißwerkstück vorzugsweise von einem Bauteil und/oder Gehäuseteil bereitgestellt.
  • Vorzugsweise stellt der Einwirkabschnitt einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Schweißwerkstückes mit wenigstens einem Bauteil bereit.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen sind der Grundabschnitt und der Einwirkabschnitt zueinander benachbart angeordnet und insbesondere im Wesentlichen nicht trennbar miteinander verbunden. Insbesondere sind der Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes und der der Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes zueinander benachbart angeordnet.
  • In bevorzugten Weiterbildungen ist der Einwirkabschnitt in und/oder an einem Randabschnitt des Werkstückkörpers angeordneten. Je nach Aufgabe kann der Einwirkabschnitt auch in einem Endabschnitt oder einem anderen Abschnitt des Werkstückkörpers angeordnet sein.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen erstreckt sich wenigstens eine räumliche Abmessung des Einwirkabschnittes über wenigstens einen Bereich, in welchem beim (Ver)Schweißen des Einwirkabschnittes eine erhebliche Wärme/Hitze einwirkt. Insbesondere ist der Wärmeeintrag beim Schweißen im Einwirkabschnitt größer als im Grundabschnitt.
  • Ein metallischer Werkstoff ist insbesondere ein Metall und/oder eine Metalllegierung.
  • Vorzugsweise weist der erste Werkstoff von sich aus keine Korrosionsbeständigkeit auf bzw. ist von sich aus nicht korrosionsbeständig.
  • Insbesondere ist eine korrosionsbeständige mechanisch stabile Schweißnaht bildbar.
  • Die vorliegende Erfindung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass der Einwirkabschnitt von wenigstens einem schweißgeeignet korrosionsbeständigen zweiten Werkstoff bereitgestellt wird und dass die Korrosionsbeständigkeit des Grundabschnittes mittels wenigstens einer thermochemischen Behandlung erhöht ist, sodass die Oberfläche des gesamten Werkstückkörpers einen Korrosionsschutz bereitstellt.
  • Dadurch, dass der Einwirkabschnitt und der Grundabschnittes des Werkstückkörper von zwei unterschiedlichen Materialien bereitgestellt wird, ist das erfindungsgemäße Schweißwerkstück besonders kostengünstig herzustellen, denn der Werkstückkörper muss nicht als Ganzes aus einem schweißgeeignet korrosionsbeständig zweiten Werkstoff und/oder Material gefertigt werden, welches regelmäßig teurer ist als ein erster Werkstoff und/oder Material, welches wenigstens eine geringere Korrosionsbeständigkeit als der zweite Werkstoff aufweist.
  • Auch ermöglicht ein Werkstückkörper aus einem Grundabschnitt, welcher von einem ersten Werkstoff bereitgestellt wird, und einem Einwirkabschnitt, welcher von einem zweiten Werkstoff bereitgestellt wird, die Werkstoffe auf die oft besonderen Ansprüche und Anforderungen in den jeweiligen Abschnitten des Werkstoffkörpers abzustimmen bzw. auszuwählen. So kann z. B. der Grundabschnitt von einem Material bereitgestellt werden, welches leicht zu bearbeiten und/oder zu verformen ist und/oder z. B. besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften bereitstellt. Auch ist es möglich, dass der Einwirkabschnitt von einem Material bereitgestellt wird, dass besonders einfach zu verschweißen ist und/oder die Ausbildung einer mechanisch besonders stabilen, insbesondere korrosionsbeständigen Schweißnaht unterstützt.
  • Durch die thermochemische Behandlung wird die Korrosionsbeständigkeit wenigstens im Grundabschnitt zuverlässig und insbesondere kostengünstig erhöht. Somit stellt die Oberfläche des Werkstückkörpers einen zuverlässigen Korrosionsschutz bereitstellt.
  • Des Weiteren ist dadurch, dass der Einwirkabschnitt von einem schweißgeeigneten korrosionsbeständigen zweiten Werkstoff bereitgestellt wird, der Einwirkabschnitt unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes der Oberfläche so schweißgeeignet, dass am Einwirkabschnitt wenigstens eine mechanisch stabile Schweißnaht bildbar ist. Hierdurch umfasst das Schweißwerkstück nicht nur im unverschweißten Zustand, insbesondere als Einzelteil an der (gesamten) Oberfläche einen Korrosionsschutz, sondern das Schweißwerkstück weist auch in einem (zusammen)geschweißten Zustand nach dem Verschweißen wenigstens des Einwirkabschnittes einen Korrosionsschutz auf, welcher insbesondere über eine lange Zeitspanne einen besonders zuverlässig Schutz vor Korrosion bereitstellt.
  • Somit kann das erfindungsgemäße Schweißwerkstück zu insbesondere großen oder sogar sehr großen Baugruppen mittels Verschweißens zusammengefügt bzw. verbunden werden, für welche regelmäßig eine Oberflächenbehandlung zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit der Baugruppe als Ganzes nur unter erheblichem zeitlichen und/oder monetären Aufwand oder sogar überhaupt nicht möglich ist. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Schweißwerkstück besonders einfach zu verarbeiten.
  • Bevorzugt ist der Einwirkabschnitt mittels Schmelzschweißen schweißgeeignet und/oder schweißbeständig.
  • Insbesondere ist der Einwirkabschnitt mittels thermischen Schweißens schweißgeeignet. Hierdurch ist am Einwirkabschnitt eine besonders zuverlässige und/oder mechanisch stabile Schweißnaht herstellbar, sodass das Schweißwerkstück wenigstens am Einwirkabschnitt besonders einfach und zuverlässig mit einem Bauteil und/oder einem weiteren Schweißwerkstück verbindbar ist.
  • Dabei ist unter Schmelzschweißen insbesondere Gasschmelz, Lichtbogenschweißen, Metall-Inertgas-Schweißen (MIG), Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG), Unterpulver-Schweißen, Elektrodenhandschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen und/oder ein ähnliches Schweißverfahren zu verstehen. Je nach Aufgabe und Ausführung kann der Einwirkabschnitt auch mittels eines anderen Schweißverfahrens wie z. B. Widerstandsschweißen und/oder Diffusionsschweißen schweißgeeignet und/oder schweißbeständig sein.
  • Vorzugsweise ist der Korrosionsschutz wenigstens im Einwirkabschnitt schweißgeeignet. Bevorzugt wird der Korrosionsschutz beim Schweißen wenigstens im Einwirkabschnitt im Wesentlichen beibehalten.
  • Besonders bevorzugt stellt wenigstens die Oberfläche des Werkstückkörpers einen Korrosionsschutz in saurer und/oder alkalischer Umgebung bereitstellt. Hierdurch ist das Schweißwerkstück besonders flexibel und/oder zuverlässig in einsetzbar bzw. verwendbar.
  • Insbesondere stellt wenigstens die Oberfläche des Werkstückkörpers einen Korrosionsschutz unter wenigstens einer und/oder einer Kombination der folgenden Bedingungen bereit:
    • Vorzugsweise wird ein Korrosionsschutz über eine Zeitspanne von wenigstens 1 Jahr, vorzugsweise 2 Jahren, bevorzugt 5 Jahren, besonders bevorzugt 10 Jahren oder noch länger bereitgestellt.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen wird ein Korrosionsschutz in saurer und/oder alkalischer Umgebung, insbesondere in konzentrierter Schwefelsäure bereitgestellt. Bevorzugt wird ein Korrosionsschutz unter radioaktiver Strahlung und/oder in einer Umgebung, welche wenigstens teilweise radioaktiv strahlt, bereitgestellt. Insbesondere wird ein Korrosionsschutz in und/oder an Seeluft, vorzugsweise in und/oder an Salzwasser bereitgestellt. Besonders bevorzugt wird ein Korrosionsschutz in einer abrasiven Umgebung und/oder unter stark abrasiven Einflüssen bereitgestellt.
  • Vorzugsweise wird ein Korrosionsschutz bei einer Temperatur, insbesondere Umgebungstemperatur von bis zu 50 °C, vorzugsweise von bis zu 100 °C, bevorzugt von bis zu 200 °C, besonders bevorzugt von bis zu 300 °C, ganz besonders bevorzugt von bis zu 400 °C, insbesondere von bis zu 500 °C oder noch mehr bereitgestellt.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen ist unter Beibehaltung des Korrosionsschutzes der Oberfläche der Grundabschnitt nicht schweißgeeignet. Hierdurch kann der Grundabschnitt aus einem kostengünstigen und/oder einfach zu bearbeitenden, insbesondere einfach herstellbaren Material bereitgestellt werden.
  • Insbesondere ist der erste Werkstoff weniger schweißgeeignet korrosionsbeständig bzw. schweißbeständig korrosionsbeständig als der zweite Werkstoff oder sogar nicht schweißgeeignet korrosionsbeständig.
  • Vorzugsweise würde eine mittels des thermochemischen Verfahrens aufgebrachte Schicht und/oder Beschichtung, welche insbesondere die Korrosionsbeständigkeit wenigstens im Grundabschnitt erhöht, beim Schweißen, insbesondere im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes, wenigstens teilweise zerstört, sodass nach dem Schweißen wenigstens im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes kein ausreichender oder sogar überhaupt kein Korrosionsschutz der Oberfläche bereitgestellt würde. Insbesondere würde z. B. eine mittels eines thermochemischen Verfahrens an der Oberfläche des Grundabschnittes aufgebrachte Borierung beim Schweißen weglaufen bzw. zerstört werden, sodass der Grundabschnitt nicht unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes schweißgeeignet ist.
  • Bevorzugt ist der erste Werkstoff ein Stahl. Hierdurch kann der Grundabschnitt aus einem kostengünstigen und/oder einfach zu bearbeitenden, insbesondere einfach herstellbaren Material bereitgestellt werden. Auch wird hierdurch der erste Werkstoff von einem Material bereitgestellt, welcher insbesondere hohen mechanischen Beanspruchungen genügt.
  • Insbesondere ist der erste Werkstoff ein 1.1 Stahl gemäß ISO/TR 15608:2005D. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann der Werkstoff auch von einem anderen Stahl bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise wird der erste Werkstoff von einem Stahl bereitgestellt, welcher sich insbesondere zur Herstellung von Rohren, Rohrabschnitten und/oder ähnlichen Bauteilen eignet.
  • Besonders bevorzugt ist der zweite Werkstoff eine Nickelbasislegierung. Hierdurch wird der zweite Werkstoff von einem besonders zuverlässigen und/oder im Wesentlichen einfach zu bearbeitenden schweißgeeigneten korrosionsbeständigen Material bereitgestellt, welches insbesondere in einer Vielzahl von korrosiven Medien bzw. korrosiven Umgebungen einen zuverlässigen Korrosionsschutz bereitstellt und/oder bietet.
  • Dabei ist eine Nickelbasislegierung insbesondere eine Legierung, deren Hauptkomponente in Gew% Nickel ist. Dabei ist die Hauptkomponente insbesondere die Komponente, welche den größten Anteil aller Elemente in Gew% bereitstellt.
  • Vorzugsweise umfasst der zweite Werkstoff, insbesondere die Nickelbasislegierung, wenigstens 20 Gew% Ni, bevorzugt wenigstens 30 Gew% Ni, besonders bevorzugt wenigstens 40 Gew% Ni, bevorzugt wenigstens 45 Gew% Ni oder noch mehr Gew% Ni.
  • Bevorzugt ist die Nickelbasislegierung eine Nickellegierung 43 gemäß ISO/TR 15608:2005D.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen ist der zweite Werkstoff Cu, Al, Ti, Cr und/oder eine Legierung mit wenigstens einem dieser Elemente, insbesondere als Hauptkomponente.
  • Besonders bevorzugt ist mittels der wenigstens einen thermochemischen Behandlung eine Reaktionsschicht und/oder Beschichtung wenigstens im Grundabschnitt und/oder wenigstens im Einwirkabschnitt aufgebracht. Hierdurch wird insbesondere im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes ein zuverlässiger Korrosionsschutz bereitgestellt.
  • Vorzugsweise ist mittels der wenigstens einen thermochemischen Behandlung wenigstens eine Reaktionsschicht und/oder Beschichtung aufgebracht, welche die Korrosionsfestigkeit der Oberfläche wenigstens im Grundabschnitt erhöht.
  • Dabei ist eine thermochemische Behandlung insbesondere ein Borieren, ein Nitrieren, ein Silizieren, ein Vanadieren und/oder ein CVD-Verfahren. Vorzugsweise wird mittels der thermochemischen Behandlung an der Oberfläche, insbesondere im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes wenigstens eine Diffusionsschicht und/oder eine Verbindungsschicht bereitgestellt.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen ist die Reaktionsschicht und/oder Beschichtung im Wesentlichen abriebfest mit dem Grundabschnitt und/oder dem Einwirkabschnitt verbunden.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen ist die Reaktionsschicht wenigstens eine Borierschicht und oder Boridschicht. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiger und/oder widerstandsfähiger Korrosionsschutz an der Oberfläche, insbesondere im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes, bereitgestellt.
  • Vorzugsweise wird die Oberfläche des Werkstückkörpers wenigstens abschnittsweise, insbesondere gänzlich bzw. als Ganzes boriert.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Reaktionsschicht und/oder Beschichtung als Hauptkomponente Bor.
  • Dabei ist die Hauptkomponente insbesondere die Komponente, welche den größten Anteil aller Elemente in Gew% in der Reaktionsschicht und/oder Beschichtung bereitstellt.
  • Vorzugsweise umfasst die Reaktionsschicht und/oder Beschichtung wenigstens 5 Gew% B, insbesondere wenigstens 10 Gew% B, bevorzugt wenigstens 20 Gew% B, besonders bevorzugt wenigstens 30 Gew% B, vorzugsweise wenigstens 40 Gew% B, besonders bevorzugt wenigstens 50 Gew% B, insbesondere wenigstens 60 Gew% B, vorzugsweise wenigstens 70 Gew% B, bevorzugt wenigstens 80 Gew% B oder noch mehr Gew% B.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen wird die Beschichtung von einer Bohrschicht, insbesondere mit wenigstens 95 Gew% B bereitgestellt.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen umfasst das Schweißwerkstück wenigstens zwei Einwirkabschnitte. Hierdurch kann das Schweißwerkstück besonders einfach und zuverlässig mit mehreren Bauteilen und/oder weiteren Schweißwerkstücken verbunden bzw. verschweißt werden.
  • Insbesondere ein als Rohr und/oder Rohrabschnitt ausgestaltetes Schweißwerkstück weist wenigstens zwei Einwirkabschnitte auf. Vorzugsweise ist dabei ein Einwirkabschnitt an einem ersten Endabschnitt und ein anderer Einwirkabschnitt an einem zweiten Endabschnitt des Rohres und/oder des Rohrabschnittes angeordnet. Insbesondere wird ein mittiger Abschnitt eines Rohres und/oder eines Rohrabschnittes von einem Grundabschnitt bereitgestellt.
  • Bevorzugt umfasst der Grundabschnitt wenigstens ein Sicherungselement. Hierdurch kann besonders einfach und zuverlässig der Einwirkabschnitt an dem Grundabschnitt und/oder das Schweißwerkstück an einem Bauteil angebracht werden. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann auch der Werkstückkörper, insbesondere der Einwirkabschnitt, ein Sicherungselement aufweisen.
  • Dabei stellt ein Sicherungselement insbesondere eine intrinsische Schmelzbadsicherung bereit.
  • Vorzugsweise ist das Sicherungselement in einem Abschnitt des Grundabschnittes angeordnet, in welchem der Einwirkabschnitt angebracht oder aufgetragen wird.
  • Besonders bevorzugt wird das Sicherungselement von wenigstens einer Formkante, insbesondere einer Stufe bereitgestellt, welche vorzugsweise mittels Umformen und/oder Abtragen des Werkstoffes in einem Abschnitt des Grundabschnittes eingebracht ist.
  • Dabei wird eine Formkante insbesondere mittels einer Abwalzung, Aufwalzung und/oder Abspanung in den Grundabschnitt eingebracht und/oder stellte eine Abwalzung, Aufwalzung und/oder Abspanung bereit.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen wird das Schweißwerkstück, insbesondere der Schweißkörper von wenigstens einem Rohr und/oder einem Rohrabschnitt bereitgestellt.
  • Vorzugsweise ist das Rohr und/oder der Rohrabschnitt dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens ein Fluid zu leiten und/oder zu führen.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen weist wenigstens ein Endabschnitt des Rohres und/oder des Rohrabschnittes wenigstens eine Querschnittsaufweitung auf.
  • Dabei ist eine Querschnittsaufweitung insbesondere eine Vergrößerung eines Außen- und/oder Innendurchmesser des Rohres und/oder des Rohrabschnittes.
  • Vorzugsweise weist das Rohr und/oder der Rohrabschnitt wenigstens im Bereich eines Endabschnittes, insbesondere im Bereich des Einwirkabschnittes und/oder des Grundabschnittes wenigstens eine Querschnittsaufweitung auf, um insbesondere eine beim Schweißen auftretende (teils erhebliche) Verringerung eines Außen- und/oder Innendurchmessers des Rohres und/oder des Rohrabschnittes auszugleichen.
  • Bevorzugt weist das Rohr und/oder der Rohrabschnitt nach dem Schweißen einen Querschnitt auf, welcher im Wesentlichen dem Querschnitt im Endabschnitt, insbesondere im Einwirkabschnitt und/oder im Grundabschnitt vor Einbringen der Querschnittsaufweitung im Endabschnitt entspricht.
  • Vorzugsweise wird die Querschnittsaufweitung vor dem Sicherungselement in das Rohr und/oder den Rohrabschnitt eingebracht. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann die Querschnittsaufweitung auch nach und/oder während einem Einbringen des Sicherungselementes in das Rohr und/oder den Rohrabschnitt eingebracht werden.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen wird die Querschnittsaufweitung von wenigstens einer trichterförmigen Aufwalzung bereitgestellt.
  • Bevorzugt wird der Einwirkabschnitt wenigstens abschnittsweise durch wenigstens ein Bauelement bereitgestellt. Dabei kann das Bauelement insbesondere durch einen wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig aus dem zweiten Werkstoff gebildeten Rohrabschnitt gebildet sein oder einen solchen umfassen. So kann auf einfache Art ein geeigneter Einwirkabschnitt an dem Grundabschnitt bereitgestellt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Schweißwerkstückes, wie es zuvor beschrieben wurde, werden folgende Schritte ausgeführt: Bereitstellen wenigstens eines Werkstückkörpers mit wenigstens einer Oberfläche durch Anbringen wenigstens eines Einwirkabschnittes an wenigstens einem Grundabschnitt, sodass ein Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes und ein Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes zusammen wenigstens abschnittsweise die Oberfläche des Werkstückkörpers bereitstellen. Dabei wird der Grundabschnitt von wenigstens einem ersten metallischen Werkstoff und der Einwirkabschnitt von wenigstens einem zweiten metallischen Werkstoff bereitgestellt, wobei der zweite Werkstoff schweißbeständig korrosionsbeständig ist. Weiterhin kommt es zum Behandeln wenigstens des Oberflächenabschnittes des Grundabschnittes mittels wenigstens eines thermochemischen Verfahrens, wodurch die Korrosionsbeständigkeit wenigstens im Grundabschnitt so erhöht wird, dass die Oberfläche des Werkstückkörpers einen Korrosionsschutz bereitstellt.
  • Dabei ist eine thermochemische Behandlung insbesondere ein thermochemisches Diffusionsverfahren, wie z. B. ein Borieren, wodurch eine Reaktionsschicht und/oder Beschichtung aufgebracht wird. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann eine thermochemische Behandlung auch von einem CVD-Verfahren bereitgestellt werden.
  • Auch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schweißwerkstücks weist die Vorteile des erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes auf. Insbesondere ermöglicht das Verfahren zur Herstellung ein erfindungsgemäßes Schweißwerkstück besonders kostengünstig und vorzugsweise zuverlässig herzustellen.
  • Vorzugsweise wird mittels der wenigstens einen thermochemischen Behandlung wenigstens eine Reaktionsschicht und/oder Beschichtung aufgebracht, welche die Korrosionsfestigkeit der Oberfläche wenigstens im Grundabschnitt erhöht, sodass die Oberfläche einen Korrosionsschutz bereitstellt.
  • Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann mittels der thermochemischen Behandlung auch wenigstens eine Reaktionsschicht und/oder Beschichtung aufgebracht werden, welche die Korrosionsfestigkeit der Oberfläche im Grundabschnitt und im Einwirkabschnitt erhöht, sodass die gesamte Oberfläche einen Korrosionsschutz bereitstellt.
  • Besonders bevorzugt wird der Einwirkabschnitt durch Auftragschweißen des zweiten Werkstoffes an den Grundabschnitt angebracht und/oder gebildet. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann der Einwirkabschnitt auch durch z. B. ein Anschweißen eines Bauelementes an dem Grundabschnitt bereitgestellt werden. Hierdurch kann besonders einfach und insbesondere in verschiedenen auf die Anwendungs- bzw. Verwendungsbedingungen des Schweißwerkstückes angepassten Ausgestaltungen ein Werkstückkörper, vorzugsweise ein mit dem Grundabschnitt verbundener Einwirkabschnitt bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise wird nachdem der Einwirkabschnitt an den Grundabschnitt angebracht und/oder an dem Grundabschnitt gebildet wurde, der Werkstückkörper anschließend insbesondere als Ganzes thermochemisch behandelt.
  • Dabei ist unter Auftragschweißen insbesondere das Aufbringen und/oder Aufschweißen eines Werkstoffes mittels Schweißens, vorzugsweise Schmelzschweißen zu verstehen.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen wird der Einwirkabschnitt durch Anschweißen eines Bauelementes, welches insbesondere wenigstens teilweise und/oder abschnittsweise aus dem zweiten Werkstoff gebildet ist, an dem Grundabschnitt bereitgestellt.
  • Vorzugsweise wird das Bauelement insbesondere von einem wenigstens teilweise und/oder abschnittsweise aus dem zweiten Werkstoff gebildeten Rohrabschnitt bereitgestellt.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen wird der Einwirkabschnitt durch z. B. ein Anbringen und/oder Anschweißen eines Rohrabschnittes an dem Grundabschnitt bereitgestellt, wobei vorzugsweise ein solcher Rohrabschnitt wenigstens teilweise aus dem zweiten Werkstoff gebildet ist und/oder wenigstens abschnittsweise von dem zweiten Werkstoff bereitgestellt wird.
  • Auch hierdurch kann besonders einfach und insbesondere in verschiedenen auf die Anwendungs- bzw. Verwendungsbedingungen des Schweißwerkstückes angepassten Ausgestaltungen ein Werkstückkörper, vorzugsweise ein mit dem Grundabschnitt verbundener Einwirkabschnitt bereitgestellt werden.
  • Bevorzugt ist die thermochemische Behandlung ein Borieren, Nitrieren, Silizieren, Vanadieren und/oder ein CVD-Beschichtungsverfahren. Hierdurch kann ein besonders zuverlässiger Korrosionsschutz an der Oberfläche, insbesondere im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise wird mittels der thermochemischen Behandlung eine Boridschicht an der Oberfläche bereitgestellt.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen wird die gesamte Oberfläche mittels des thermochemischen Verfahrens behandelt. Hierdurch kann die thermochemische Behandlung besonders einfach und zuverlässig, vorzugsweise im Wesentlichen ohne weitere Arbeitsschritte oder unter geringem Arbeitsaufwand durchgeführt werden. Auch wird hierdurch eine besonders zweitsparende Herstellung eines Schweißwerkstückes ermöglicht.
  • Vorzugsweise wird eine mittels thermochemischer Behandlung aufgebrachte Schicht wie z. B. eine Borierung beim Schweißen wenigstens am Einwirkabschnitt teilweise zerstört.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen wird das Schweißwerkstück, insbesondere der Schweißkörper, von wenigstens einem Rohr und/oder einem Rohrabschnitt bereitgestellt und wenigstens im Bereich eines Endabschnittes, insbesondere im Bereich des Einwirkabschnittes und/oder des Grundabschnittes wenigstens eine Querschnittsaufweitung eingebracht. Vorzugsweise gleicht die Querschnittsaufweitung, insbesondere eine beim Schweißen auftretende (teils erheblich) Verringerung eines Außen- und/oder Innendurchmesser des Rohres und/oder des Rohrabschnittes aus, sodass nach dem Schweißen das Rohr und/oder der Rohrabschnitt eine im Wesentlichen glatte Innen- und/oder Außenseite und/oder einen im Wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweist.
  • Dabei ist eine Querschnittsaufweitung insbesondere eine wenigstens abschnittsweise Vergrößerung eines Außen- und/oder Innendurchmesser des Rohres und/oder des Rohrabschnittes.
  • Bevorzugt wird die Querschnittsaufweitung mittels Aufwalzen im Bereich des Endabschnittes, insbesondere im Bereich des Einwirkabschnittes und/oder des Grundabschnittes eingebracht.
  • Besonders bevorzugt wird wenigstens ein Sicherungselement in das Rohr und/oder den Rohrabschnitt eingebracht.
  • Vorzugsweise wird das Sicherungselement in das Rohr und/oder den Rohrabschnitt eingebracht nachdem die Querschnittsaufweitung eingebracht wurde.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zusammenschweißen wenigstens eines Schweißwerkstücks, wie es zuvor beschrieben wurde, mit wenigstens einem Bauteil werden die folgenden Schritte ausgeführt: Anordnen des Einwirkabschnittes an und/oder in unmittelbarer Umgebung wenigstens eines Abschnittes des Bauteils; und Verschweißen des Einwirkabschnittes mit dem wenigstens einen Abschnitt des Bauteils unter Ausbildung einer mechanisch stabilen Schweißnaht.
  • Insbesondere wird eine Stirnfläche des Einwirkabschnittes an und/oder in unmittelbarer Umgebung wenigstens eines Abschnittes des Bauteils angeordnet.
  • Vorzugsweise ist die Schweißnaht mechanisch stabil und korrosionsbeständig.
  • Bevorzugt sind nach dem Verschweißen des Einwirkabschnittes mit dem wenigstens einen Abschnitt des Bauteils das Schweißwerkstück und die Schweißnaht, vorzugsweise auch das Bauteil, korrosionsbeständig.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen bilden das mit dem wenigstens einen Bauteil über wenigstens eine mechanisch stabile Schweißnaht verbundene Schweißwerkstück wenigstens ein Fügebauteil.
  • Auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschweißen weist die Vorteile des erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Schweißwerkstückes auf.
  • Insbesondere ermöglicht das Verfahren ein besonders einfaches Zusammenschweißen eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks mit wenigstens einem Bauteil zu einer Baugruppe wie z. B. einem Fügebauteil.
  • Auch ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschweißen wenigstens ein erfindungsgemäßes Schweißwerkstück zu insbesondere großen oder sogar sehr großen Baugruppen mittels Verschweißens zusammenzufügen bzw. zu verbinden, welche einen zuverlässigen Korrosionsschutz (auch) nach dem Verschweißen aufweisen.
  • Besonders bevorzugt wird der Korrosionsschutz der Oberfläche des Werkstückkörpers im Wesentlichen beibehalten. Hierdurch kann eine besonders korrosionsbeständige Verbindung zwischen einem Schweißwerkstück und einem Bauteil bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein mittels des Verbindens bzw. Verschweißens des Schweißwerkstückes mit dem wenigstens einen Bauteil bereitgestelltes Fügebauteil, im Wesentlichen ohne weitere Bearbeitungsschritte in einer korrosiven Umgebung eingesetzt werden. Auch ist es hierdurch möglich, insbesondere große oder sogar sehr große Fügebauteile mit einem Korrosionsschutz an ihrem Einsatz bzw. Bestimmungsort herzustellen, wodurch ein oft aufwendiger oder sogar im Wesentlichen unmöglicher Transport solcher Baugruppen vermieden werden kann.
  • Insbesondere schließt eine im Wesentliche Beibehaltung des Korrosionsschutzes ein, dass zwischenzeitlich im Einwirkabschnitt, insbesondere durch die thermochemische Behandlung eine Verbindung, Schicht und/oder Beschichtung, wie z. B. eine B-Verbindung entstehen kann, welche korrosionsbeständiger ist als der zweite Werkstoff, welche jedoch beim Schweißen wieder zerstört wird. Vorzugsweise wird dann der Korrosionsschutz im Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes von der Korrosionsbeständigkeit des zweiten Materials bereitgestellt.
  • Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann auch zwischenzeitlich im Einwirkabschnitt, insbesondere durch die thermochemische Behandlung eine Verbindung, Schicht und/oder Beschichtung, wie z. B. eine B-Verbindung entstehen, welche weniger korrosionsbeständig ist als der zweite Werkstoff, welche jedoch beim Schweißen wieder zerstört wird.
  • Insbesondere wird der Korrosionsschutz der Oberfläche des Werkstückkörpers vollständig beibehalten.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen wird die Reaktionsschicht und/oder die Beschichtung des Einwirkabschnittes beim Verschweißen wenigstens teilweise zerstört und/oder aufgelöst.
  • Vorzugsweise ist unter zerstören und/oder auflösen ein Verändern, Entfernen und/oder auch Umwandeln der Reaktionsschicht und/oder der Beschichtung des Einwirkabschnittes zu verstehen.
  • Insbesondere kann eine mittels des thermochemischen Verfahrens an der Oberfläche aufgebrachte Reaktionsschicht und/oder die Beschichtung, wie z. B. eine Borierung, im Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes nicht schweißgeeignet und/oder nicht schweißbeständig bzw. nicht schweißstabil sein. Vorzugsweise wird dann der Korrosionsschutz im Oberflächenabschnitt des Einwirkabschnittes von dem schweißgeeigneten korrosionsbeständigen zweiten Werkstoff bereitgestellt.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen wird die Reaktionsschicht und/oder die Beschichtung im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes beim Verschweißen im Wesentlichen nicht zerstört und/oder aufgelöst. Vorzugsweise bleibt eine mittels des thermochemischen Verfahrens aufgebrachte Reaktionsschicht und/oder die Beschichtung beim Schweißen wenigstens im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes im Wesentlichen erhalten.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen bleibt der im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes mittels wenigstens einer thermochemischen Behandlung bereitgestellte Korrosionsschutz beim Verschweißen im Wesentlichen erhalten.
  • Bevorzugt ist nach dem Verschweißen die gesamte Oberfläche des Werkstückkörpers korrosionsbeständig und/oder weist einen Korrosionsschutz auf.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen ist das Bauteil ein zweites Schweißwerkstück und die Schweißwerkstücke werden mit jeweils wenigstens einem ihrer Einwirkabschnitte zusammengeschweißt. Hierdurch kann besonders einfach eine zuverlässige und korrosionsbeständige Rohrleitung zum Leiten von insbesondere einem Fluid bereitgestellt werden.
  • In zweckmäßigen Weiterbildungen ist für den Werkstückkörper eine Wärmeeinwirkung beim Schweißen im Wesentlichen auf den Einwirkabschnitt begrenz. Hierdurch wird der Korrosionsschutz im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes, welcher insbesondere mittels einer thermochemischen Behandlung bereitgestellt wird, im Wesentlichen nicht beeinträchtigt, sodass nach Bildung einer mechanisch stabilen Schweißnaht die gesamte Oberfläche einen Korrosionsschutz aufweist.
  • Vorzugsweise erstreckt sich eine Wärmeeinflusszone im Wesentlichen nicht in den Grundabschnitt. Dabei ist die Wärmeeinflusszone insbesondere ein Abschnitt, in welchem eine erhebliche, vorzugsweise eine den Korrosionsschutz im Oberflächenabschnitt des Grundabschnittes beeinträchtigende und/oder zerstörende Wärmeeinwirkung während des Schweißens auftritt.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen ist der Einwirkabschnitt so dimensioniert, dass sich die Wärmeeinflusszone im Wesentlichen nicht und wenn bzgl. der Korrosionsbeständigkeit unkritisch in den Grundabschnitt erstreckt.
  • Insbesondere erfolgt das Verschweißen derart, dass die Schweißtemperatur nicht oder nur geringfügig in den Grundabschnitt strahlt. Vorzugsweise erfolgt das Verschweißen derart, dass eine Temperatur, bei welcher die Reaktionsschicht und/oder die Beschichtung im Grundabschnitt zerstört und/oder aufgelöst würde, nicht überschritten wird.
  • Vorzugsweise wird der Grundabschnitt, insbesondere die Mikrostruktur und/oder Morphologie im Grundabschnitt beim Verschweißen im Wesentlichen nicht oder nur unerheblich, insbesondere in Bezug auf den Korrosionsschutz beeinflusst.
  • Bevorzugt wird die Schweißnaht unter Verwendung von wenigstens einem Schweißzusatzwerkstoff und/oder wenigstens einem Schweißhilfsstoff gebildet.
  • Dabei ist ein Schweißzusatzwerkstoff insbesondere ein Stab, ein Draht, eine Elektrode und/oder Ähnliches, welcher zugeführt und abgeschmolzen wird und welcher in einer Fuge zwischen dem Einwirkabschnitt des Schweißwerkstückes und einem Abschnitt des Bauteils d. h. zwischen den Fügepartnern erstarrt, insbesondere um so eine stabile Schweißnaht und/oder stabile Verbindung zwischen den Fügepartnern zu erzeugen.
  • Vorzugsweise ist der Schweißzusatzwerkstoff wenigstens teilweise aus dem zweiten Werkstoff und/oder einem ähnlichen Material.
  • Dabei ist ein Schweißhilfsstoff insbesondere ein Schutzgas, ein inertes Gas, ein Schweißpulver, ein Flussmittel, eine Paste und/oder ein Vakuum.
  • Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Schweißwerkstück ein Rohr und/oder Rohrabschnitt mit wenigstens einer Querschnittsaufweitung in einem Endabschnitt, insbesondere im Einwirkabschnitt und/oder Grundabschnitt. Dabei wird beim Verschweißen die Querschnittsaufweitung so reduziert, dass der Querschnitt im Endabschnitt, insbesondere im Einwirkabschnitt und/oder Grundabschnitt, im Wesentlichen dem Querschnitt vor Einbringung der Querschnittsaufweitung entspricht.
  • Insbesondere weist wenigstens nach dem Verschweißen der Einwirkabschnitt und/oder der Grundabschnitt eine im Wesentlichen glatte Oberfläche, insbesondere eine im Wesentlichen glatte Innenseite und/oder Außenseite auf. Bevorzugt weist der Einwirkabschnitt und/oder Grundabschnitt nach dem Verschweißen einen gleichmäßigen Querschnitt auf.
  • Vorzugsweise weist nach dem Verschweißen das Rohr einen Querschnitt im Einwirkabschnitt auf, welcher im Wesentlichen dem Querschnitt im Grundabschnitt entspricht.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, welche mit Bezug auf die beiliegenden Figuren im Folgenden erläutert werden.
  • In den Figuren zeigen:
    • 1 eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks in einer perspektivischen Ansicht;
    • 2 eine rein schematische Darstellung einer Ausgestaltung des Schweißwerkstückes gemäß 1 in einer Ansicht von oben;
    • 3 eine rein schematische Darstellung einer Ausgestaltung des Schweißwerkstückes gemäß 1 in einer geschnittenen Seitenansicht;
    • 4 eine rein schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks in einer geschnittenen Seitenansicht;
    • 5 eine rein schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks in einer perspektivischen Ansicht;
    • 6 eine rein schematische Darstellung eines anderen erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks in einer perspektivischen Ansicht;
    • 7 eine rein schematische Darstellung einer Ausgestaltung des Schweißwerkstückes gemäß 6 in einer geschnittenen Seitenansicht;
    • 8 eine rein schematische Darstellung eines anderen erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks in einer geschnittenen Seitenansicht;
    • 9 eine rein schematische Darstellung eines Fügebauteils, welches von zwei mittels einer Schweißnaht verbundenen erfindungsgemäßen Schweißwerkstücken bereitgestellt wird, in einer perspektivischen Ansicht;
    • 10 eine rein schematische Darstellung des Fügebauteils gemäß 9 in einer geschnittenen Seitenansicht;
    • 11 eine rein schematische Darstellung eines anderen erfindungsgemäßen Fügebauteils in einer perspektivischen Ansicht;
    • 12 eine rein schematische Darstellung des Fügebauteils gemäß 11 in einer geschnittenen Seitenansicht; und
    • 13 eine rein schematische Darstellung des Fügebauteils gemäß 11 in einer Seitenansicht.
  • In 1 ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstücks 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Schweißwerkstück 1 einen hier quaderförmig ausgeführten Werkstückkörper 2 mit einem Grundabschnitt 3 aus einem ersten metallischen Werkstoff 5, einem Einwirkabschnitt 4 aus zweiten metallischen Werkstoff 6, welche zusammen eine Oberfläche 7 bereitstellen. Je nach Aufgabe und Ausführung kann der Werkstückkörper 2 auch eine andere Form und/oder Gestalt aufweisen.
  • Der Grundabschnitt 3 und der Einwirkabschnitt 4 sind hier nebeneinander angeordnet und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nicht trennbar miteinander verbunden.
  • Die Oberfläche 7, welche hier im Wesentlichen eben ausgeführt ist, wird hier abschnittsweise von einem Oberflächenabschnitt 8 des Grundabschnittes 3 und einem Oberflächenabschnitt 9 des Einwirkabschnittes 4 gebildet. Je nach Aufgabe und Ausführung kann die Oberfläche 7 auch gekrümmt und/oder (ab)gewinkelt ausgeführt sein oder eine beliebige andere Topologie aufweisen.
  • Der zweite metallische Werkstoff 6, welcher hier von einer Nickelbasislegierung 13 bereitgestellt wird, ist schweißgeeignet korrosionsbeständig. Somit ist hier der zweite metallische Werkstoff 6 korrosionsbeständig und mittels Schmelzschweißens schweißgeeignet, sodass hier die Korrosionsbeständigkeit durch einen Schmelzschweißvorgang im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird und somit der zweite metallische Werkstoff 6 auch nach einem Schweißvorgang korrosionsbeständig ist.
  • Der erste metallische Werkstoff 5 wird hier von einem Stahl 12 bereitgestellt. Somit weist hier der erste metallische Werkstoff 5, hier der Stahl 12, eine geringere Korrosionsbeständigkeit als der zweite Werkstoff, hier die Nickelbasislegierung 13, auf. Je nach Aufgabe und Ausführung kann der erste und/oder der zweite metallische Werkstoff 5, 6 auch von einem anderen metallischen Material bzw. Werkstoff bereitgestellt werden.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die gesamte Oberfläche 7 des Werkstückkörpers 2 eine mittels einer thermochemischen Behandlung aufgebrachte Reaktionsschicht 14 auf. Dabei wird hier die Reaktionsschicht 14 von einer Borierschicht bereitgestellt, welche hier im Grundabschnitt 3 bzw. hier im Oberflächenabschnitt 8 im Wesentlichen eine oder mehrere Fe-B Verbindungen und im Einwirkabschnitt 4 bzw. hier im Oberflächenabschnitt 9 im Wesentlichen eine oder mehrere Ni-B Verbindungen umfasst. Je nach Aufgabe und Ausführung kann die Oberfläche 7 des Werkstückkörpers 2 auch nur im Grundabschnitt 3 eine mittels einer thermochemischen Behandlung aufgebrachte Reaktionsschicht 14 und/oder Beschichtung 15 aufweisen.
  • An der Oberfläche 7 im Grundabschnitt 3 bzw. im Oberflächenabschnitt 8 wird hier die Korrosionsbeständigkeit durch die Reaktionsschicht 14, hier die Borierschicht umfassend eine oder mehrere Fe-B Verbindungen, erhöht.
  • Es ist hier unerheblich, ob die Korrosionsbeständigkeit an der Oberfläche 7 im Einwirkabschnitt 4 bzw. im Oberflächenabschnitt 9 durch die Reaktionsschicht 14, hier die Borierschicht umfassend eine oder mehrere Ni-B Verbindungen, erhöht, verringert oder auch im Wesentlichen unverändert ist, denn die Reaktionsschicht 14 im Einwirkabschnitt 4 wird hier beim Verschweißen des Einwirkabschnittes abschnittsweise zerstört und der Korrosionsschutz 10 im Oberflächenabschnitt 9 des Einwirkabschnittes 4 abschnittsweise von dem schweißgeeigneten korrosionsbeständigen zweiten Werkstoff 6 bereitgestellt.
  • Somit weist hier die gesamte Oberfläche 7 des Werkstückkörpers 2 einen Korrosionsschutz 10 auf, welcher hier die Oberfläche 7 z. B. in sauren Umgebungen, wie z. B. konzentrierter Schwefelsäure, vor Korrosion schützt.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einwirkabschnitt 4, welcher hier von einer Nickelbasislegierung 13 bereitgestellt wird, unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes 10 der Oberfläche 7 so schweißgeeignet, dass am Einwirkabschnitt 4 eine mechanisch stabile Schweißnaht 11 mittels eines Schmelzschweißverfahrens bildbar ist.
  • Im Gegensatz dazu ist hier am Grundabschnitt 3 keine mechanisch stabile Schweißnaht 11 mittels eines Schmelzschweißverfahrens bildbar, denn die Reaktionsschicht 14 im Oberflächenabschnitt 8, hier eine Boridschicht umfassend eine oder mehreren Fe-B Verbindungen, ist hier nicht schweißgeeignet korrosionsbeständig. Zwar erhöht hier die Reaktionsschicht 14 die Korrosionsbeständigkeit an der Oberfläche 7 im Grundabschnitt 3, jedoch würde sich hier die Reaktionsschicht 14 im Oberflächenabschnitt 8 bei einem Schmelzschweißvorgang auflösen bzw. zerstört werden bzw. umwandeln, sodass hier der Korrosionsschutz im Oberflächenabschnitt 8 zerstört würde.
  • Somit ist hier unter Beibehaltung des Korrosionsschutzes 10 der Oberfläche 7 der Grundabschnitt 3 nicht schweißgeeignet.
  • Das in dem hier rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel eines Schweißwerkstücks 1 kann gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung hergestellt und kann gemäß des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenschweißen mit einem Bauteil 100 schweißverfügt bzw. zusammengefügt werden.
  • In 2 ist rein schematische eine Ausgestaltung des Schweißwerkstückes 1 der 1 in einer Ansicht von oben dargestellt.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist rein schematisch angedeutet, dass hier die gesamte Oberfläche 7 eine mittels einer thermochemischen Behandlung aufgebrachte Reaktionsschicht 14 aufweist, welche hier die Korrosionsbeständigkeit im Grundabschnitt 3 so erhöht, dass die gesamte Oberfläche 7 des Werkstückkörpers 2 einen Korrosionsschutz 10 bereitstellt.
  • In 3 ist rein schematische eine Ausgestaltung des Schweißwerkstückes 1 gemäß der 1 und 2 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
  • Wie in den 1 und 2 rein schematisch angedeutet, weist hier die Oberfläche 7 im Grundabschnitt 3 bzw. der Oberflächenabschnitt 8 und auch die Oberfläche 7 im Einwirkabschnitt 4 bzw. der Oberflächenabschnitt 9 eine mittels einer thermochemischen Behandlung aufgebrachte Reaktionsschicht 14 auf. Dabei ist hier die Dicke der Reaktionsschicht 14 bzw. deren Ausdehnung normal zu der Oberfläche 7 im Grundabschnitt 3 und im Einwirkabschnitt 4 im Wesentlichen gleich. Je nach Aufgabe und Ausführung kann jedoch die Mikrostruktur und/oder die chemische Zusammensetzung der Reaktionsschicht 14 im Grundabschnitt 3 und im Einwirkabschnitt 4 verschieden sein.
  • Insgesamt weist hier die Oberfläche 7 einen Korrosionsschutz 10 auf und der Einwirkabschnitt 4, welcher hier von einer Nickelbasislegierung 13 bereitgestellt wird, ist unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes 10 der Oberfläche 7 so schweißgeeignet, dass hier am Einwirkabschnitt 4 eine mechanisch stabile Schweißnaht 11 mittels eines Schmelzschweißverfahrens bildbar ist.
  • In 4 ist rein schematische ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes 1 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
  • Wie in 3 umfasst hier das Schweißwerkstück 1 einen Werkstückkörper 2 mit einem Grundabschnitt 3 aus einem ersten metallischen Werkstoff 5, einen neben dem Grundabschnitt 3 angeordneten Einwirkabschnitt 4 aus einem zweiten metallischen Werkstoff 6 und mit einer Oberfläche 7, wobei die Oberfläche 7 hier abschnittsweise von einem Oberflächenabschnitt 8 des Grundabschnittes 3 und einem Oberflächenabschnitt 9 des Einwirkabschnittes 4 gebildet ist.
  • Auch hier weist die Oberfläche 7 im Grundabschnitt 3 bzw. der Oberflächenabschnitt 8 und auch die Oberfläche 7 im Einwirkabschnitt 4 bzw. der Oberflächenabschnitt 9 eine mittels einer thermochemischen Behandlung aufgebrachte Reaktionsschicht 14 auf. Dabei ist jedoch hier die Dicke der Reaktionsschicht im Grundabschnitt 3 und im Einwirkabschnitt 4 unterschiedlich. Insgesamt weist aber auch hier die gesamte Oberfläche 7 einen Korrosionsschutz 10 auf und der Einwirkabschnitt 4, welcher hier von einer Nickelbasislegierung 13 bereitgestellt wird, ist unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes 10 der Oberfläche 7 so schweißgeeignet, dass hier am Einwirkabschnitt 4 eine mechanisch stabile Schweißnaht 11 mittels eines Schmelzschweißverfahrens bildbar ist.
  • In 5 ist rein schematisch ein anders Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes 1 mit einem Werkstückkörper 2 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Werkstückkörper 2 als ein Rohr 18 ausgeführt. Dabei umfasst der Werkstückkörper 2 hier einen Grundabschnitt 3 aus einem ersten metallischen Werkstoff 5 und zwei, jeweils an den Endabschnitten 22 des Rohres 18 angeordnete Einwirkabschnitte 4, 40 aus einem zweiten metallischen Werkstoff 6.
  • Dabei weist hier der hier als Rohr 18 ausgeführte Werkstückkörper 2 eine Oberfläche 7 auf, welche hier abschnittsweise von einem Oberflächenabschnitt 8 des Grundabschnittes 3 und jeweils einem Oberflächenabschnitt 9 der zwei Einwirkabschnitte 4, 40 gebildet ist.
  • Wie z. B. in 1 wird auch in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der erste metallische Werkstoff 5 von einem Stahl 12 und der zweite metallische Werkstoff 6 von einer Nickelbasislegierung 13 bereitgestellt. Je nach Aufgabe und Ausgestaltung kann der zweite metallische Werkstoff 6 auch z. B. von einer Al-, Cu-, Cr- und/oder Ti-Legierung bereitgestellt werden.
  • In dem hier dargestellten weist der erste Werkstoff 5 eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf als der hier schweißgeeignete korrosionsbeständige zweite metallische Werkstoff 6. Wie z. B. in 1 ist auch hier mittels eines thermochemischen Verfahrens wie z. B. eines Borier-, Nitrier-, Caborier-, und/oder Vanadierverfahrens eine Reaktionsschicht 14 aufgebracht, welche die Korrosionsbeständigkeit im Grundabschnitt 3 erhöht, sodass hier die Oberfläche 7 einen Korrosionsschutz aufweist. Je nach Aufgabe und Ausführung kann mittels eines thermochemischen Verfahrens wie z. B. einem CVD-Verfahren auch eine Beschichtung 15 aufgebracht werden.
  • Auch das hier rein schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel eines Schweißwerkstücks 1 kann gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung hergestellt werden. Je nach Aufgabe und Ausführung kann dabei der Einwirkabschnitt 4 z. B. durch Auftragschweißen des zweiten Werkstoffes 6 an den Grundabschnitt 3 gebildet werden und/oder auch durch Anschweißen einer wenigstens teilweise aus dem zweiten Werkstoff 6 bestehenden Baugruppe 23, wie z. B. einem wenigstens teilweise aus dem zweiten Werkstoff 6 bestehenden Rohrabschnitt 24, an dem Grundabschnitt 3 angebracht werden.
  • Auch das hier rein schematische dargestellte Ausführungsbeispiel eines Schweißwerkstückes 1 kann gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verschweißen an den hier zwei Einwirkabschnitten 4, 40 mit einem Bauteil 100 oder auch mehreren Bauteilen unter Ausbildung einer mechanisch stabilen Schweißnaht 11 verschweißt werden.
  • In den 6 und 7 ist rein schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes 1 mit einem Werkstückkörper 2 dargestellt. Dabei ist das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes 1 in 6 in einer perspektivischen Ansicht und in 7 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
  • In dem in 6 und 7 rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schweißwerkstück 1 mit einem Werkstückkörper 2 als ein Rohrabschnitt 19 ausgeführt und umfasst einen Grundabschnitt 3 aus einem ersten metallischen Werkstoff 5 und einen Einwirkabschnitt 4 aus einem zweiten metallischen Werkstoff 6.
  • Dabei weist hier der Grundabschnitt 3 ein als Formkante 17 ausgeführtes Sicherungselement 16 auf, welche hier mittels Abtragen des ersten Werkstoffes 5 eingebracht ist. Je nach Aufgabe und Ausführung kann ein solches Sicherungselement 16 z. B. bei dem Anbringen des Einwirkabschnittes 4 an dem Grundabschnitt 3 gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Schweißwerkstückes 1 unterstützend wirken und/oder als Schmelzbadsicherung dienen.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Grundabschnitt 3 und der Einwirkabschnitt 4 abschnittsweise überlappend nebeneinander angeordnet, sodass hier die Oberfläche 7 abschnittsweise von einem Oberflächenabschnitt 8 des Grundabschnittes 3 und einem Oberflächenabschnitt 9 des Einwirkabschnittes 4 bereitgestellt wird.
  • Weitere Ausführungen des hier rein schematisch dargestellten Schweißwerkstücks 1 entsprechen im Wesentlichen den Ausführungen der in den 1 bis 7 rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen eines Schweißwerkstückes 1.
  • In 8 ist rein schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schweißwerkstückes 1 mit einem Werkstückkörper 2 dargestellt.
  • Das hier rein schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel weist die Ausführungen des Schweißwerkstücks 1 der 6 und 7 auf. Jedoch umfasst hier einen Endabschnitt 22, an dem hier der Einwirkabschnitt 4 angeordnet ist, eine Querschnittsaufweitung 21, welche hier von einer trichterförmigen Aufwalzung bereitgestellt wird.
  • Somit kann hier eine regelmäßig beim Verschweißen des Einwirkabschnittes 4 auftretende Querschnittsverengung weitgehend ausgeglichen werden, sodass nach dem Verschweißen des Schweißwerkstückes 1 der Querschnitt im Endabschnitt 22 im Wesentlichen dem Querschnitt vor Einbringung der Querschnittsaufweitung entspricht und/oder der Rohrabschnitt 19 einen über die Länge des Rohrabschnittes 19 im Wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweist.
  • In 9 ist rein schematische ein erfindungsgemäßes Fügebauteil 200 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, welches hier von zwei mittels einer Schweißnaht 11 verbundenen erfindungsgemäßen Schweißwerkstücken 1, 101 gebildet ist.
  • Dabei sind die Schweißwerkstücke 1, 101 hier jeweils als Rohrabschnitte 19 ausgeführten und weisen hier jeweils im Wesentlichen die Ausgestaltungen des Ausführungsbeispiels der 5 auf. Somit stellt hier die Oberfläche 7 jedes der Schweißwerkstücke 1, 101 vor dem Zusammenschweißen einen Korrosionsschutz 10 bereit.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schweißwerkstücke 1, 101 gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenschweißen, hier zu dem Fügebauteil 200, miteinander verschweißt.
  • Dabei wurden hier jeweils die Einwirkabschnitte 4 der Schweißwerkstücke 1, 101 gegenüberliegend in unmittelbarer Umgebung zueinander angeordnet und hier unter Ausbildung einer mechanisch stabilen Schweißnaht 11 miteinander verschweißt, sodass hier die Schweißwerkstücke 1, 101 miteinander schweißverfügt bzw. verbunden sind.
  • Beim Zusammenschweißen der Einwirkabschnitte 4 der Schweißwerkstücke 1, 101 wird hier die mittels der thermochemischen Behandlung aufgebrachten Reaktionsschicht 14, hier eine Borierschicht umfassend eine oder mehrere Ni-B Verbindungen, in dem Einwirkabschnitten 4 zerstört und der Korrosionsschutz 10 in den Oberflächenabschnitten 9 der Einwirkabschnitte 4 wird hier von dem schweißgeeigneten korrosionsbeständigen zweiten Werkstoff 6 der Schweißwerkstücke 1, 101 bereitgestellt.
  • Dabei ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Wärmeeinwirkung beim Zusammenschweißen im Wesentlichen auf die Einwirkabschnitte 4 der Schweißwerkstücke 1, 101 begrenzt, sodass hier die Reaktionsschicht 14 in den Oberflächenabschnitten 8, welche hier von einer Borierschicht umfassend eine oder mehrere Fe-B Verbindungen bereitgestellt wird und welche hier jeweils die Korrosionsbeständigkeit an den Oberflächen 7 in den Grundabschnitten 3 erhöht, nicht zerstört wird.
  • Somit behält hier beim Zusammenschweißen im Wesentlichen die Oberfläche 7 jedes der Schweißwerkstücke 1, 101 ihren Korrosionsschutz 10 bei, sodass hier die von den Oberflächen 7 der Schweißwerkstücke 1, 101 gebildete Oberfläche 201 des Fügebauteils 200 korrosionsbeständig ist und einen Korrosionsschutz 10 aufweist, welcher hier die Oberfläche 201 in sauren Umgebungen, wie z. B. konzentrierter Schwefelsäure, vor Korrosion schützt.
  • In 10 ist rein schematische eine Ausgestaltung des Fügebauteils 200 der 9 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist rein schematisch dargestellt, dass beim Zusammenschweißen die Reaktionsschicht 14 in den Oberflächenabschnitten 9 zerstört wird, während die Reaktionsschicht 14 in den Oberflächenabschnitten 8 im Wesentlichen nicht zerstört wird. Die Oberfläche 7 jedes der Schweißwerkstücke 1, 101 behält hier beim Zusammenschweißen im Wesentlichen ihren Korrosionsschutz 10 bei.
  • In 11 ist rein schematische ein anderes erfindungsgemäßes Fügebauteil 200 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, welches hier von zwei mittels einer Schweißnaht 11 verbundenen erfindungsgemäßen Schweißwerkstücken 1, 101 gebildet ist.
  • Dabei sind die Schweißwerkstücke 1, 101 hier jeweils als Rohrabschnitte 19 ausgeführten und weisen hier jeweils im Wesentlichen die Ausgestaltungen des Ausführungsbeispiels der 6 auf. Somit stellt hier die Oberfläche 7 jedes der Schweißwerkstücke 1, 101 vor dem Zusammenschweißen einen Korrosionsschutz 10 bereit.
  • Wie in den 9 und 10 sind auch in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Schweißwerkstücke 1, 101 gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenschweißen, hier zu dem erfindungsgemäßen Fügebauteil 200, miteinander verschweißt.
  • Auch hier behält beim Zusammenschweißen im Wesentlichen die Oberfläche 7 jedes der Schweißwerkstücke 1, 101 ihren Korrosionsschutz 10 bei, sodass hier die von den Oberflächen 7 der Schweißwerkstücke 1, 101 gebildete Oberfläche bzw. Gesamtoberfläche 201 des Fügebauteils 200 korrosionsbeständig ist.
  • In dem hier schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die hier mechanisch stabile und korrosionsbeständige Schweißnaht 11 unter Verwendung von einem Schweißzusatzwerkstoff und einem Schweißhilfsstoff gebildet.
  • In 12 ist rein schematische eine Ausgestaltung des Fügebauteils 200 der 11 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
  • 13 zeigt rein schematische eine Ausgestaltung des Fügebauteils 200 der 11 in einer Seitenansicht.
  • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Schweißwerkstück
    2
    Werkstückkörper
    3
    Grundabschnitt
    4
    Einwirkabschnitt
    5
    Erster Werkstoff
    6
    Zweiter Werkstoff
    7
    Oberfläche
    8
    Oberflächenabschnitt
    9
    Oberflächenabschnitt
    10
    Korrosionsschutz
    11
    Schweißnaht
    12
    Stahl
    13
    Nickelbasislegierung
    14
    Reaktionsschicht
    15
    Beschichtung
    16
    Sicherungselement
    17
    Abkantung
    18
    Rohr
    19
    Rohrabschnitt
    20
    Stufe
    21
    Querschnittsaufweitung
    22
    Endabschnitt
    23
    Bauelement
    24
    Rohrabschnitt
    40
    Einwirkabschnitt
    100
    Bauteil
    101
    Schweißwerkstück
    104
    Einwirkabschnitt
    200
    Fügebauteil
    201
    Oberfläche

Claims (29)

  1. Schweißwerkstück (1), umfassend wenigstens einen Werkstückkörper (2) mit wenigstens einem Grundabschnitt (3) und mit wenigstens einem Einwirkabschnitt (4), wobei der Grundabschnitt (3) von wenigstens einem ersten metallischen Werkstoff (5) und der Einwirkabschnitt (4) von wenigstens einem zweiten metallischen Werkstoff (6) bereitgestellt wird, wobei der Werkstückkörper (2) wenigstens eine Oberfläche (7) aufweist, welche wenigstens abschnittsweise von wenigstens einem Oberflächenabschnitt (8) des Grundabschnittes (3) und wenigstens einem Oberflächenabschnitt (9) des Einwirkabschnittes (4) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (6)schweißgeeignet korrosionsbeständig ist und dass der erste Werkstoff (5) wenigstens eine geringere Korrosionsbeständigkeit als der zweite Werkstoff (6) aufweist und dass mittels wenigstens einer thermochemischen Behandlung die Korrosionsbeständigkeit wenigstens im Grundabschnitt (3) so erhöht ist, dass die (gesamte) Oberfläche (7) des Werkstückkörpers (2) einen Korrosionsschutz (10) bereitstellt, wobei der Einwirkabschnitt (4) unter einer im Wesentlichen Beibehaltung des Korrosionsschutzes (10) der Oberfläche (7) so schweißgeeignet ist, dass am Einwirkabschnitt (4) wenigstens eine mechanisch stabile Schweißnaht (11) bildbar ist.
  2. Schweißwerkstück (1) nach Anspruch 1, wobei der Einwirkabschnitt mittels Schmelzschweißen schweißgeeignet ist.
  3. Schweißwerkstück (1)nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (7) des Werkstückkörpers (2) einen Korrosionsschutz (10) in saurer und/oder alkalischer Umgebung bereitstellt.
  4. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unter Beibehaltung des Korrosionsschutzes (10) der Oberfläche (7) der Grundabschnitt (3) nicht schweißgeeignet ist.
  5. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Werkstoff (5) ein Stahl (12) ist.
  6. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Werkstoff (6) eine Nickelbasislegierung (13) ist.
  7. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der wenigstens einen thermochemischen Behandlung eine Reaktionsschicht (14) und/oder Beschichtung (15) im Grundabschnitt (3) und/oder im Einwirkabschnitt (4) aufgebracht ist.
  8. Schweißwerkstück (1) nach dem vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reaktionsschicht (14) eine Borierschicht und/oder Boridschicht ist.
  9. Schweißwerkstück (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reaktionsschicht (14) und/oder Beschichtung (15) als Hauptkomponente Bor umfasst.
  10. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schweißwerkstück (1) wenigstens zwei Einwirkabschnitte (4, 40) umfasst.
  11. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundabschnitt (3) ein Sicherungselement (16) umfasst.
  12. Schweißwerkstück (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Sicherungselement (16) von wenigstens einer Formkante (17), insbesondere einer Stufe (20), welche vorzugsweise mittels Umformen und/oder Abtragen des Werkstoffes in einem Abschnitt des Grundabschnittes (3) eingebracht ist, bereitgestellt wird.
  13. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schweißwerkstück (1), insbesondere der Schweißkörper (2), von wenigstens einem Rohr (18) und/oder einem Rohrabschnitt (19) bereitgestellt wird.
  14. Schweißwerkstück (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens ein Endabschnitt (22) des Rohres (18) und/oder des Rohrabschnittes (19) wenigstens eine Querschnittsaufweitung (21) aufweist.
  15. Schweißwerkstück (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Querschnittsaufweitung von wenigstens einer trichterförmigen Aufwalzung bereitgestellt wird.
  16. Schweißwerkstück (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einwirkabschnitt (4) wenigstens abschnittsweise durch wenigstens ein Bauelement (23), insbesondere durch einen wenigstens teilweise aus dem zweiten Werkstoff (6) gebildeten Rohrabschnitt (24), bereitgestellt wird.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Schweißwerkstückes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Bereitstellen wenigstens eines Werkstückkörpers (2) mit wenigstens einer Oberfläche (7) durch Anbringen wenigstens eines Einwirkabschnittes (4) an wenigstens einem Grundabschnitt(3), sodass ein Oberflächenabschnitt (8) des Grundabschnittes (3) und ein Oberflächenabschnitt (9) des Einwirkabschnittes (4) zusammen wenigstens abschnittsweise die Oberfläche (7) des Werkstückkörpers (1) bereitstellen, wobei der Grundabschnitt (3) von wenigstens einem ersten metallischen Werkstoff (5) und der Einwirkabschnitt (4) von wenigstens einem zweiten metallischen Werkstoff (6) bereitgestellt wird, wobei der zweite Werkstoff (6) schweißbeständig korrosionsbeständig ist; - Behandeln wenigstens des Oberflächenabschnittes (8) des Grundabschnittes (3) mittels wenigstens eines thermochemischen Verfahrens, wodurch die Korrosionsbeständigkeit wenigstens im Grundabschnitt (3) so erhöht wird, dass die Oberfläche (7) des Werkstückkörpers (2) einen Korrosionsschutz (10) bereitstellt.
  18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Einwirkabschnitt (4) durch Auftragschweißen des zweiten Werkstoffes (6) an den Grundabschnitt (3) angebracht und/oder gebildet wird.
  19. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einwirkabschnitt (4) durch Anschweißen eines Bauelementes (23), insbesondere eines wenigstens teilweise aus dem zweiten Werkstoff (6) gebildeten Rohrabschnittes (24), an dem Grundabschnitt (3) bereitgestellt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-18, wobei das thermochemische Verfahren ein Borieren, Nitrieren, Silizieren, Vanadieren und/oder ein CVD-Beschichtungsverfahren ist.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-19, wobei die gesamte Oberfläche (7) mittels des thermochemischen Verfahrens behandelt wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-20, wobei das Schweißwerkstück (1), insbesondere der Schweißkörper (2), von wenigstens einem Rohr (18) und/oder einem Rohrabschnitt (19) bereitgestellt wird und wobei wenigstens im Bereich des Einwirkabschnittes (4) wenigstens eine Querschnittsaufweitung, insbesondere mittels Aufwalzens eingebracht wird.
  23. Verfahren zum Zusammenschweißen wenigstens eines Schweißwerkstücks (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit wenigstens einem Bauteil (100), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Anordnen des Einwirkabschnittes (4) an und/oder in unmittelbarer Umgebung wenigstens eines Abschnittes des Bauteils (100); - Verschweißen des Einwirkabschnittes (4) mit dem wenigstens einen Abschnitt des Bauteils (100) unter Ausbildung einer mechanisch stabilen Schweißnaht (11).
  24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutz (10) der Oberfläche (7) des Werkstückkörpers (2) im Wesentlichen beibehalten wird.
  25. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsschicht (14) und/oder die Beschichtung (15) des Einwirkabschnittes (4) beim Verschweißen wenigstens teilweise zerstört und/oder aufgelöst wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei das Bauteil (100) ein zweites Schweißwerkstück (101) ist und die Schweißwerkstücke (1, 101) mit jeweils wenigstens einem ihrer Einwirkabschnitte (4, 104) zusammengeschweißt werden.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei für den Werkstückkörper (2) eine Wärmeeinwirkung beim Schweißen im Wesentlichen auf den Einwirkabschnitt (4) begrenzt ist.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei die Schweißnaht (11) unter Verwendung von wenigstens einem Schweißzusatzwerkstoff und/oder wenigstens einem Schweißhilfsstoff gebildet wird.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, wobei wenigstens ein Schweißwerkstück (1) ein Rohr (18) und/oder Rohrabschnitt (19) mit wenigstens einer Querschnittsaufweitung in einem Endabschnitt (22), insbesondere im Einwirkabschnitt und/oder Grundabschnitt ist und wobei beim Verschweißen die Querschnittsaufweitung so reduziert wird, dass der Querschnitt im Endabschnitt (22), insbesondere im Einwirkabschnitt und/oder Grundabschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt vor Einbringung der Querschnittsaufweitung entspricht.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19638225A1 (de) 1996-08-22 1998-02-26 Castolin Sa Verfahren zum Herstellen einer korrosionsbeständigen Verbindung von Rohren
DE102005035585B3 (de) 2005-07-29 2006-08-10 Areva Np Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung sowie Verfahren zur Reparatur einer derartigen Schweißverbindung

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