DE1225681B - Verfahren zur Erzielung hoher Zaehigkeits-eigenschaften bei extrem tiefen Temperaturen in Schweissnaehten von Stahl - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzielung hoher Zähigkeitseigenschaften bei extrem tiefen Temperaturen in Schweißnähten von Stähl Bei der Herstellung von Behältern, Apparaturen und Zubehör für die Verwendung bei extrem tiefen Temperaturen, z. B. bei der Herstellung flüssiger Gase bis etwa -185° C, werden Stähle verwendet, die in diesem Temperaturbereich noch hohe Zähigkeitswerte aufweisen müssen, insbesondere hohe Kerbzähigkeit. Die fraglichen Stähle sollen aus wirtschaftlichen Gründen keine teuren Legierungselemente enthalten, mit denen man solche Zähigkeitswerte mit geringeren Schwierigkeiten erreichen kann, außerdem müssen sie gut schweißbar sein. Es werden daher unlegierte Kohlenstoffstähle verwendet, die ausreichende Tieftemperaturzähigkeitseigenschaften erhalten, wenn sie einer sorgfältigen Normalisierungsbehandlung unterzogen wurden.
• Erfahrungsgemäß hat das in Schweißverbindungen niedergeschmolzene Schweißgut und der Übergangsbereich wesentlich geringere Zähigkeitswerte, so daß der Wert hoher Zähigkeitseigenschaften im Grundwerkstoff fraglich wird. Zur Erzielung entsprechender Werte im Schweißgut und in der Übergangszone müßte daher ebenfalls eine Normalisierung erfolgen, die aber aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen vielfach nicht tragbar ist.
• Bei gewissen Blechdicken können die erforderlichen Zähigkeitseigenschaften nicht durch eine Normalisierungsbehandlung, sondern nur durch eine schroffere Wärmeableitung, z. B. Öl- oder Wasserhärtung, erzielt werden. Durch ein anschließendes Schweißen gehen die erzielten Eigenschaften für den Bereich des Übergangs verloren bzw. treten sie im Schweißgut nicht auf. Ein Abschreckverfahren der Schweißkonstruktion ist vielfach aus wirtschaftlichen und konstruktiven Gründen nicht durchführbar.
• Es ist bekannt, z. B. bei Schienen, die Schweißnaht und ihre benachbarten Zonen, welche durch die Wärmeeinwirkung beim Schweißen in ihren Eigenschaften beeinträchtigt sind, durch Brenner od. dgl. normalzuglühen und damit die eingetretenen Schädigungen zu beseitigen.
• Dergleichen ist es bekannt, an geschweißten Bauteilen eine für das Entspannen geeignete Wärmebehandlung vorzunehmen. Auch läßt sich Stahl mit Hilfe von nur seine Oberfläche ergreifende kurzzeitige Erhitzung auf Härtetemperatur, insbesondere durch Induktionserwärmung und anschließende beschleunigte Abkühlung durch die nicht auf Härtetemperatur gebrachten Teile des behandelten Stahlstückes oberflächenhärten. Ferner ist es bekannt, Feinkorn-Baustählen durch ein vor dem Schweißen vorzunehmendes Normalglühen oder beschleunigte Abkühlung oder Vergüten bessere Schweißeigenschaften zu verleihen.
• Alle diese Fälle beziehen sich nicht auf das hier vorliegende Problem, hohe Zähigkeitseigenschaften bei extrem niedrigen Temperaturen in Schweißnähten von Stahl zu erzielen, der durch eine Normalisierung oder Abschreckung hohe Zähigkeitseigenschaften bei extrem niedrigen Temperaturen hat. Mit einer Normalisierung der Schweißnaht sind die verlangten hohen Zähigkeitseigenschaften nicht zu erzielen. Dagegen werden die hohen Zähigkeitseigenschaften bei diesen extrem niedrigen Temperaturen in solchen Schweißnähten erzielt, wenn erfindungsgemäß eine örtliche, kurzzeitige Erwärmung der Schweißnaht-und der Übergangszonen erfolgt, derart, daß die Erwärmung fortlaufend über die Schweißnahtlänge mit einer solchen Geschwindigkeit hinweggeführt wird, daß örtlich lediglich eine kurzzeitige Auflösung des Perlitgefüges oberhalb des Ac3 Punktes und anschließend eine schnelle Gefügeumwandlung durch Wärmeableitung erzielt wird. Die Breite der erwärmten Zone erfaßt die Schweißnaht und die Übergangszone, deren Breite von der Blechdicke und dem angewendeten Schweißverfahren abhängt. Die Schweißgeschwindigkeit muß so bemessen werden, daß an jeder Stelle nur eine Temperatur um etwa 30° C über Acl, erhalten wird, so daß eine schnellere Wärmeableitung in den metallischen Querschnitt hinein und dementsprechend eine schnellere Gefügeumwandlung erfolgt, die je nach Blechquerschnitt derjenigen Wärmeableitungsgeschwindigkeit entspricht, die durch ein Abschrecken in Öl und Wasser erhalten wird.
• Als Wärmequelle kann ein Azetylenbrenner benutzt werden, oder es kann die örtliche Wärmeerzeugung induktiv erfolgen. Zum Abbau der bei dieser Behandlung entstehenden Zug- oder Druckspannungen kann ein Spannungsfreiglühen bei üblichen Temperaturen und Zeiten unterhalb von Acg erfolgen.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzielung hoher Zähigkeitseigenschaften bei extrem tiefen Temperaturen in Schweißnähten von Stahl, der durch eine Normalisierung oder Abschreckung hohe Zähigkeitseigenschaften bei extrem tiefen Temperaturen hat, dadurch gekennzeichnet, daß eine örtliche kurzzeitige Erwärmung der Schweißnaht-und der Übergangszonen erfolgt, derart, daß die Erwärmung fortlaufend über die Schweißnahtlänge mit einer solchen Geschwindigkeit hinweggeführt wird, daß örtlich lediglich einekurzzeitige Auflösung des Perlitgefüges oberhalb des Ac3 Punktes und anschließend eine schnelle Gefügeumwandlung durch Wärmeableitung erzielt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmequelle ein Azetylenbrenner verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die örtliche Wärmeerzeugung auf induktivem Wege erfolgt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitung nach dem Erwärmen über Ac. mittels geeigneter Abschreckmedien, z. B. Preßluft, Öl oder Wasser, beschleunigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 866 655; deutsche Auslegeschrift E 10948 V1 a/ 18c (bekanntgemacht am 20. 9. 1956); deutsche Patentanmeldung D 1855 VI a/ 18 d (bekanntgemacht am 30. 4. 1952); schweizerische Patentschrift Nr.135 800; britische Patentschrift Nr. 571808; Zeitschrift »Elektroschweißung«,1939, S.47 bis 49.