DE1164208B

DE1164208B - Fusion welded connection between steel as the base material and titanium or its alloys as the cladding layer

Info

Publication number: DE1164208B
Application number: DEC22250A
Authority: DE
Inventors: Richard Emery Kutchera
Original assignee: CONTINENTAL TITANIUM METALS CO
Current assignee: CONTINENTAL TITANIUM METALS CO
Priority date: 1959-11-27
Filing date: 1960-08-31
Publication date: 1964-02-27

Description

Schmelzschweißverbindung zwischen Stahl als Grundwerkstoff und Titan. oder dessen Legierungen als Plattierschicht Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzschweißverbindung zwischen Stahl als Grundwerkstoff und Titan oder Titanlegierungen als Plattierschicht mit einer zwischen diesen beiden Metallen angeordneten artfremden Zwischenschicht.Fusion welded connection between steel as the base material and titanium. or its alloys as a cladding layer. The invention relates to a Fusion welded connection between steel as the base material and titanium or titanium alloys as a clad layer with an alien layer arranged between these two metals Intermediate layer.

Es ist bekannt, daß die Herstellung von Schweißverbindungen zwischen Titan bzw. Titanlegierungen auf der einen Seite und anderer Metalle, insbesondere Eisenmetalle, wie etwa Stahl, nichtrostenden Stählen u. dgl. auf der anderen Seite insofern auf Schwierigkeiten stößt, als die Schweißverbindungen durch Bildung intermetallischer Verbindungen leicht verspröden. Diese Schwierigkeiten treten nicht nur beim eigentlichen Schmelzschweißen auf, sondern auch beim Walzplattieren von Blechen. Sie sind u. a. der Grund .dafür, daß es auch heute noch praktisch unmöglich ist, Plattierungen mit Titan oder Titanlegierungen auf Blechtafeln größerer Abmessungen herzustellen.It is known that the production of welded joints between Titanium or titanium alloys on the one hand and other metals, in particular Ferrous metals such as steel, stainless steels and the like on the other hand encountered difficulties in that the welded joints due to the formation of intermetallic Connections easily become brittle. These difficulties don't just occur during the actual Fusion welding, but also when cladding sheet metal. You are u. a. the reason why it is still practically impossible today, plating with titanium or titanium alloys on metal sheets of larger dimensions.

Es ist bekannt, zum Befestigen von hochlegierten Blechen auf einem un- oder niedriger legierten Grundwerkstoff mittels einer Schmelzschweißverbindung die Plattierschicht mit Bohrungen zu versehen, die, vom Grundwerkstoff durch eine Zwischenschicht getrennt, mit Zusatzwerkstoff der Zusammensetzung der Plattierschicht ausgefüllt sind. Die Zwischenschicht, die meist auch auf dem Abschmelzwege eingebracht wird, besteht aus einem höher legierten Stahl und hat die Aufgabe, einer Vermischung der eingebrachten Legierung mit dem Grundwerkstoff entgegenzuwirken.It is known for fastening high-alloy sheets on a unalloyed or lower alloyed base material by means of a fusion welded connection to provide the cladding layer with holes that, from the base material through a Separate intermediate layer, with filler material of the composition of the clad layer are filled out. The intermediate layer, which is usually also introduced on the melting path is made of a higher alloy steel and has the task of mixing to counteract the introduced alloy with the base material.

Es ist ferner bekannt, Plattierungen, vor allen Dingen Walzplattierungen, zwischen Titanmetall und Eisenmetallen auszuführen, bei denen eine Zwischenschicht vorgesehen wird, die die Aufgabe hat, die Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen und die Ausbildung spröder, intermetallischer Phasen an der Berührungsfläche der beiden Metalle zu verhindern. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß das Plattieren größerer Blechabmessungen auf Schwierigkeiten stößt. Häufig liegt auch die Aufgabe vor, bereits fertige oder halbfertige Vorrichtungsteile, wie etwa Apparate der chemischen Industrie, nachträglich mit Teilen aus Titanmetall oder dessen Legierungen auszukleiden. In diesen Fällen sind die bisher bekannten Plattierungsverfahren nicht anwendbar. Diese Lücke kann durch die vorgeschlagene Schweißverbindung ausgefüllt werden.It is also known, cladding, especially roll cladding, run between titanium metal and ferrous metals, in which an intermediate layer is provided, which has the task of connecting the two metals and the formation of brittle, intermetallic phases on the contact surface to prevent the two metals. However, practice has shown that plating larger sheet dimensions encounters difficulties. Often there is also the task before, already finished or semi-finished device parts, such as chemical apparatus Industry, to be subsequently lined with parts made of titanium metal or its alloys. In these cases, the previously known plating methods cannot be used. This gap can be filled by the proposed welded joint.

Es wird daher vorgeschlagen, die Plattierungsschicht mit Bohrungen zu versehen, die auf dem Grundwerkstoff verschweißten und in Aussparungen desselben mit der Oberfläche bündig eingelegten Vanadiumplättchen mit Schweißzusatzwerkstoff der Zusammensetzung der Plattierschicht ausgefüllt sind. Es wurde festgestellt, daß sich Vanadiummetall ohne Schwierigkeiten sowohl mit Eisenmetallen bzw. dessen Legierungen als auch mit Titan und dessen Legierungen verschweißen läßt und daß in beiden Fällen eine Schweißverbindung entsteht, die keinerlei Versprödungserscheinungen zeigt.It is therefore proposed that the cladding layer with holes to be provided, which are welded to the base material and in recesses of the same Vanadium plates with filler metal inserted flush with the surface the composition of the clad layer are filled. It was determined, that vanadium metal without difficulty with both ferrous metals and its Alloys as well as with titanium and its alloys can be welded and that In both cases, a welded connection is created that does not show any signs of embrittlement shows.

Die erfindungsgemäße Schweißverbindung ist in der Abbildung dargestellt.The welded joint according to the invention is shown in the figure.

Auf der Platte 10 aus Stahl ist das Titanblech 12 befestigt. In der Höhlung im Teil 10 ist eine Einlage 16 aus Vanadiummetall durch Schweißen, vorzugsweise Lichtbogenschweißung, unterVerwendung einer Wolframelektrode, mit dem Teil 10 verbunden, wodurch eine Schweißraupe 18 entsteht.The titanium sheet 12 is attached to the steel plate 10. In the cavity in part 10, an insert 16 of vanadium metal is connected to part 10 by welding, preferably arc welding, using a tungsten electrode, whereby a weld bead 18 is formed.

Die Abbildung läßt erkennen, .daß die Oberfläche des Teiles 10 auf genau gleicher Höhe liegt wie die Oberfläche des Teiles 16 und der Schweißraupe 18.The figure shows that the surface of the part 10 is on is exactly the same height as the surface of the part 16 and the weld bead 18th

Der untere Lochrand, d. h. also derjenige Teil des Randes der Bohrung im Titanblech 12, der der Vanadiumeinlage 16 zugewandt ist, ist durch Schweißen mit der Vanadiumeinlage verbunden, wie dies in der Abbildung bei 24 angedeutet ist. Auch diese Schweißung wird vorzugsweise durch Lichtbogenschweißung unter Verwendung einer Wolframelektrode ausgeführt.The lower edge of the hole, i.e. H. that is, that part of the edge of the hole in the titanium sheet 12, which faces the vanadium insert 16, is by welding connected to the vanadium insert, as indicated at 24 in the figure. This weld, too, is preferably used by arc welding a tungsten electrode.

Die im Teil 12 verbleibende Bohrung ist durch Auftragsschweißung mit Titan oder einer geeigneten Titanlegierung ausgefüllt, wie dies bei 26 angedeutet ist. Die Auftragsschweißung wird vorteilhafterweise in mehreren Lagen angebracht. Dabei wird empfohlen, nach dem Lichtbogenschweißverfahren unter Verwendung eines inerten Schutzgases, etwa Argon, zu arbeiten.The hole remaining in part 12 is with build-up welding Titanium or a suitable titanium alloy, as indicated at 26 is. The build-up welding is advantageously carried out in several Layers attached. It is recommended to use the arc welding process below Use an inert protective gas, such as argon, to work.

Claims

Claim: Fusion welded connection between steel as the base material and titanium or its alloys as a clad layer with either of these metals (Alloys) foreign intermediate layer, characterized in that the cladding layer (12) is provided with bores which are welded to the base material (10) and vanadium plates inserted flush with the surface in recesses of the same (16) filled with filler metal (26) of the composition of the cladding layer are. References considered: U.S. Patent No. 2,158,799; magazine "Metal Industry", B. May 1959, p. 37l.