DE1440616A1

DE1440616A1 - Method for producing a wear-resistant support at the end of a valve stem

Info

Publication number: DE1440616A1
Application number: DE19611440616
Authority: DE
Inventors: Tauschek Max J
Original assignee: Thompson Ramo Wooldridge Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1961-07-13
Filing date: 1961-07-13
Publication date: 1969-10-09

Description

Verfahren zum Herstellen ,einer verschleißfesten Auflage f am @Enä@`eings Ventilschaftes. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Tellerventile und betrifft insbesondere ein hauartiges und verbessertes Ventil sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Ventils, das an seinem Schaft mit einer im Wege der Schmelzschweißung aufge-brachten Auflage versehen ist, welche durch eine erhöhte Verschleißbeständigkeit sowie eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Abplatzen und Fressen gekennzeichnet ist. A method of manufacturing, a wear-resistant overlay on @ f @ `Enae eings valve stem. The invention relates generally to poppet valves and in particular relates to a house-like and improved valve and a method for manufacturing such a valve which is provided on its shaft with a weld-on overlay which has increased wear resistance and a higher resistance is marked against chipping and seizure.

In einem Stück geschmiedete Auslaßventile aus austenitisehem Material sind im allgemeinen dadurch gekennzeichnet daß das Betriebsverhalten-des Ventilschaftendes etwas zu wünschen übrig.läßt, und es treten nicht selten Störungen auf, die durch das Abplatzen von Material bzw. die Bildung von Rissen, starken Verschleiß oder sogar durch Staucherscheinungen am Ventilschaftende hervorgerufen werden.'Diese Erscheinungen sind auf die Arbeitsbedingungen des Ventilschaftendes zurückzuführen, das hohen örtlichen Beanspruchungen ausgesetzt ist, da der das Ventil betätigende Kipphebel mit gleitenden und hämmernden Bewegungen am Ende des Ventilschaftes angreift. Austenitische Materialien werden im lösungsgeglühten und gealterten Zustand oder nur im gealterten oder im geschmiedeten Zustand verwendet; zwar besitzen die Materialien, die ledig.. lieh im gealterten und geschmiedeten Zustand verwendet werden, ein Gefüge mit einer geringeren Korngröße, wodurch die bei den Ventilschaftenden auftretenden Schwierigkeiten etwas vermindert werden, doch werden die zu stellenden Anforderungen auch in diesem Falle nicht vollständig erfüllt. Durch die Fortlassung. der Lösungswärmebehandlung werden außerdem andere erwünschte Eigenschaften des Materials, insbesondere die Heißkriechfestigkeit, beeinträchtigt. Im allgemeinen sind die austenitisehen Materialien zur Verwendung am Ende von Ventilschäften verhältnismäßig wenig geeignet, was auf ihr heterogenes Gefüge, die erhebliche Korngröße und die Tatsache zurückzuführen ist, daß das Material eine weiche Matrix bildet, in der Bereiche von großer Härte auftreten, in denen massive Karbidausscheidungen vorhanden sind. Ferner variiert die mittlere Härte am Ende des Ventilschaftes häufig zwischen 18 und 38 Rockwell C, und auch diese Tatsache trägt zu einem ungünstigen Betriebsverhalten der Ventilsehaftenden bei. Es wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, um 'die erwähnten Schwierigkeiten auszuschalten; zu diesen bekannten Vorschlägen gehört auch die Verwendung von verschleißfesten Knöpfen, an den Ventilschaftenden vorgesehenen Bechern und dergleichen in dem betreffenden Motor. In diesen Fällen ergibt sich der offensichtliche Nachteil! daß die Konstruktion des Motors komplizierter wird, und außerdem besteht die Gefahr, daß sich die zusätzlichen Teile aus ihrem Verband lösen und Beschädigungen des Motors herbeiführen. Ein weiteres bekanntes Verfahren, das mit einem gewissen Erfolg angewendet wird, besteht darin, am Ende des Ventilschaftes einen kurzen Schaftabschnitt aus einer härtbaren ferritischen Legierung im Wege der Stumpf.. oder Abschmelzschweißung anzubringen; dieses Verfahren ist jedoch wegen der hohen Material-. und Arbeitskosten relativ teuer, und außerdem macht es Schwierigkeiten, die Aufreohterhaltung einer gleichmäßigen Güte der Schweißstellen zu gewährleisten.Exhaust valves forged in one piece from austenitic material are generally characterized in that the operating behavior of the valve stem end leaves something to be desired, and it is not uncommon for faults to occur due to the flaking of material or the formation of cracks, severe wear or tear can even be caused by upsetting phenomena at the valve stem end. These phenomena are due to the working conditions of the valve stem end, which is exposed to high local stresses, since the rocker arm actuating the valve engages the end of the valve stem with sliding and hammering movements. Austenitic materials are used in the solution annealed and aged condition or only in the aged or forged condition; Although the materials that are only used in the aged and forged state have a structure with a smaller grain size, which somewhat reduces the difficulties encountered at the valve stem ends, the requirements to be set are not fully met in this case either. By omitting. the solution heat treatment also adversely affects other desirable properties of the material, particularly hot creep resistance. In general, the austenitic materials are relatively unsuitable for use at the end of valve stems, which is due to their heterogeneous structure, the considerable grain size and the fact that the material forms a soft matrix in which areas of great hardness occur, in which massive ones Carbide precipitates are present. Furthermore, the mean hardness at the end of the valve stem often varies between 18 and 38 Rockwell C, and this fact also contributes to the poor operating behavior of the valve stuck. Various proposals have already been made in order to eliminate the difficulties mentioned; These known proposals also include the use of wear-resistant buttons, cups provided on the valve stem ends and the like in the engine concerned. In these cases the obvious disadvantage arises! that the construction of the engine becomes more complicated, and there is also the risk that the additional parts come loose from their association and cause damage to the engine. Another known method, which has been used with some success, consists in attaching a short stem section made of a hardenable ferritic alloy to the end of the valve stem by means of butt or flash welding; however, this method is because of the high material density. and labor costs are relatively expensive, and it also makes it difficult to maintain uniform weld quality.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, ein neuartiges und verbessertes Tellerventil vorzusehen, bei dem das Ende des Ventilschaftes durch eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung, Abplatzen und Fressen gekennzeichnet ist.It is now an important object of the invention to provide a novel and improved poppet valve in which the end of the valve stem is characterized by greater resistance to wear, chipping and seizing.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, mittels dessen die Gefahr des Auftretens von Schäden an den Enden von `Ventilschäften erheblich vermindert wird, und das sich insbesondere für die Massenfertigung eignet.Another object of the invention is to provide a method by means of which the risk of damage occurring at the ends of `valve stems is significantly reduced, and which is particularly suitable for mass production.

Ferner sieht die Erfindung bei den Schäften von Tellerventilen eine im Wege der Schmelzschweißung aufgebrachte Auflage vor, deren Material in Form eines relativ billigen Drahtes verwendet wird und bereits im aufgetragenen Zustand hart ist, so daß auf eine nachfolgende besondere Wärmebehandlung-verzichtet werden kann.The invention also provides for the stems of poppet valves applied by way of fusion welding, the material in the form of a relatively cheap wire is used and already hard when applied is, so that a subsequent special heat treatment is dispensed with can be.

Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren zum Aufsehweißen eines in hohem Maße verschleißfesten Materials auf das Ende eines Ventilschaftes vor, bei dem es nicht erforderlich ist, das Ende des Ventilschaftes zuerst mit einer Aussparung zum Aufnehmen eines Einsatzstücks zu versehen; außerdem läßt sich gemäß der Erfindung bei der Herstellung der Auflage ein Material verwenden' das es ermöglicht, das eigentliche Ventil sowohl aus ferritisehen als auch aus austeniti.. sehen Materialien herzustellen.The invention also provides a method for surface welding of a highly wear-resistant material on the end of a valve stem, which does not require the end of the valve stem with a To provide a recess for receiving an insert; in addition, according to use of the invention in the manufacture of the support a material 'that makes it possible the actual valve made of both ferritic and austenitic materials to manufacture.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen sind ähnliche Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments. In the drawings, similar parts are denoted by the same reference numerals.

Fig, 1 zeigt in einer Ansicht eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Schweißvorrichtung. Fig. 2 ist eine Teilansicht einer Vorrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 1 und zeigt die Elektrode der Vorrichtung in einer Stellung, in der sie gegenüber der Mittelachse des Endes des Schaftes eines mit-einem Kühlmittel gefüllten Ventils versetzt ist.Fig. 1 shows a view of one for carrying out the invention Welding device suitable for the process. Figure 2 is a partial view of an apparatus similar to that of Fig. 1 and shows the electrode of the device in one Position in which they are opposite to the central axis of the end of the shaft one-with-one Coolant-filled valve is offset.

Fig. 3 und 4 zeigen in Teilschnitten die mit Hilfe der Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 herstellbaren Schweißstellen. Figo 5 und 6 sind Teilschnitte durch fertig bearbeitete Ventilsehaftenden nach dem Schleifen bzw. Entfernen des gemäß Fig. 3 und 4 überschüssig aufgetragenen Schweißmaterials.Fig. 3 and 4 show in partial sections with the aid of the devices welds which can be produced according to FIGS. 1 and 2. Figures 5 and 6 are Partial cuts through finished valve adhesive ends after grinding or Removal of the excess welding material applied according to FIGS. 3 and 4.

Fig. 7 ist eine Reproduktion einer Makrophotographie eines Ventilschaftendes nach Fig. 3.Fig. 7 is a reproduction of a macro photograph of a valve stem end according to Fig. 3.

Fig. $ ist eine Reproduktion einer Mikrophotographie, die das kristallinische Gefüge der Auftragschweißung und des Grundmaterials erkennen läßt, wie es gemäß der Erfindung erzielt wird. -Kurz gesagt richtet sich die Erfindung auf ein Teller. ventil und ein Verfahren zum Herstellen eines Tellerventils, bei dem am Ende des Ventilschaftes eine im Wege der Schmelz» sehweißung aufgebrachte Auflage vorgesehen wird, die durch eine erheblich bessere Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung, Abplatzen und Fressen gekennzeichnet ist. Das die Auflage bildende Material läßt sich leicht und schnell auf Ventile aufbringen, die aus ferritischem oder austenitischem Material bestehen,-und die Eigenschaften des Auflagematerials sind derart, daß beim "gegossenen" Zustand ohne zusätzliche Wärme.. behandlung eine Rockwell-C-Härte von etwa 50 erzielt wird. Das mikrokristallinische Gefüge des bevorzugt verwendeten Materials für die Auflage am Ventilschaftende weist nach dem r@Auftragen auf den Ventilschaft im Wege der Sehmelzschweißung pseudohexagonale Chromkarbide, Martensit und eine feine Karbid.-dispersion in Austenit auf. Diese Ventilsohaftauflage arbeitet mit den bekannten Werkstoffen für die Ventilhebel einwandfrei zusammen. Man kann verschiedene Arten von-Vorriehtungen benutzen, um das neuartige erfindungsgemäße Erzeugnis herzustellen; vorzugswäise arbeitet man mit einer automatischen Schmelz-. schweißmaschine, bei der einem Gleichstrom ein hochfrequenter Wechselstrom überlagert wird. Das Ventil wird gedreht, damit sich die Auftragschweißung gleichmäßig ausbildet, und die Schweißelektrode kann sowohl auf der Mittelachse des Ventils als auch gegenüber der Mittelachse versetzt angeordnet sein.Fig. $ Is a reproduction of a photomicrograph showing the crystalline The structure of the build-up weld and the base material shows how it is in accordance with of the invention is achieved. - In short, the invention is directed to a plate. valve and a method for making a poppet valve in which at the end of the A support applied by way of fusion welding is provided on the valve stem thanks to a significantly better resistance to wear and tear, chipping and eating is marked. The material forming the support can be easily removed and quickly apply to valves made of ferritic or austenitic material exist, -and the properties of the support material are such that the "cast" Condition without additional heat treatment. A Rockwell C hardness of about 50 is achieved will. The microcrystalline structure of the preferred material used for the Support on the valve stem end points in the way after r @ has been applied to the valve stem the sehmel welding pseudo-hexagonal chrome carbides, martensite and a fine carbide dispersion in austenite. This valve stick pad works with the known materials for the valve levers together perfectly. One can do different Use types of equipment to manufacture the novel product of the invention; Preferably one works with an automatic melting. welding machine, at on which a high-frequency alternating current is superimposed on a direct current. The valve is rotated so that the build-up weld is evenly formed, and the welding electrode can be offset both on the central axis of the valve and in relation to the central axis be arranged.

In jedem Falle ist die Trennfläche zwischen dem Auflagematerial und dem ursprünglich ebenen Ende des Ventilschaftes bei der Betrachtung im Querschnitt gekrümmt. Weitere Merkmale und Vorteile des Erzeugnisses und des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.In any case, the interface between the overlay material and the originally flat end of the valve stem when viewed in cross section curved. Further features and advantages of the product and the process according to of the invention will emerge from the following description.

Bei den bis jetzt bekannt gewordenen Verfahren zum Ausschalten der an den Enden von-Ventilschäften auftretenden Schäden im Wege des Schweißens wird in großem Umfang mit der Handgearbeitet. Beispielsreise werden härtbare ferritische J._ legierungen in Form eines kurzen Schaftabschnitts im Wege des Stumpfschweißens am Ende des Ventilschaftes angebracht, doch sind die hierbei erzielten Ergebnisse bei Weitem nicht befriedigend. Das Verfahren verursacht hohe Material.- und Arbeitskosten, und eine ausreichende Güte der Sehweißungen läßt sich nur unter Schwierigkeiten gewährleisten; in vielen Fällen treten an der Verbindungsstelle zwischen dem Endabschnitt und dem Ventilschaft Brüche auf, so daß das abgebroche. ne Ende in den Motor gelangt und Beschädigungen hervorruft. Ferner ist es bis jetzt insbesondere bei Ventilen für Flug motore üblich: innerhalb des Umfangs des Ventilschaftes eine Aussparung auszubilden und mit dem Ventilschaft über die ganze Fläche des ausgesparten Endes hinweg ein Einsatzstück aus einer legierung auf gobaltbasis mit hohem Kohlenstoffge- halt $u verbinden" wobei das Einsatzstück eine größere Härte besitzt als das Metall des Ventilschaftes. Hierbei muß jedoch ein gesonderter Schleifvorgang durchgeführt werden, um die Aussparung herzustellen, und das Verfahren ist für die auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbaus erforderliche Massenfertigung nicht geeignet. Bin weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, in Wege der Handarbeit Stangenabschnitte aus Stellit durch SchmelzschweiBung mit'den Enden der Ventilsahäfte-zu. verbinden; dieses Verfahren ist jedoch bei großen Stückzahlen offensichtlich sehr unwirtschaftlich.The methods known up to now for eliminating the damage occurring at the ends of valve stems by way of welding are largely manual work. For example, hardenable ferritic alloys are attached to the end of the valve stem in the form of a short stem section by way of butt welding, but the results achieved here are far from satisfactory. The process causes high material and labor costs, and a sufficient quality of the visual welds can only be ensured with difficulty; in many cases, breaks occur at the junction between the end portion and the valve stem, so that it is broken off. ne end gets into the engine and causes damage. Further, it is far motore usual, especially for valves for air: form a recess within the scope of the valve stem and the valve stem over the whole surface of the recessed end across an insert piece made of an alloy on gobaltbasis with a high carbon content $ u connect "wherein the insert piece has a greater hardness than the metal of the valve stem. Here, however, a separate grinding operation must be performed to prepare the recess, and the method is further for required in the field of motor vehicles mass production is not suitable. Am known method consists in Ways of manual work to join rod sections made of stellite by fusion welding with the ends of the valve shafts; however, this method is obviously very uneconomical for large quantities.

Alle Torstehend genannten Nachteile der bisher bekannten Verfahren werden bei dem Verfahren nach der Erfindung vermie-den; das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt im wesentlichen Maßnahmen, um mehrere massive oder hohle mit einem Kühlmittel gefüllte Ventilkörper aus ferritischem oder sustenitischem Material in sufreahter Stellung auf einer Einrichtung zu* Drehen der Ventile :u unterstützen, jeweils mindestens einen der Ventilkörper unter einer Elektrode anzuordnen, die mit eines GleJchstros gespeist wird, welchem ein hochfrequenter Wechselstrom überlagert ist, ferner um den Bereich der Elektro-de und des Ventilsohaftendes mit Hilfe eines einatomigen inerten Gases zu aohützen, während zwischen der Elektrode und den Ventilkörper ein liohtbogen gezogen wird, um das Material am Ende des Ventilschaftes zu schmelzen, so daß das Material eine Pfütze bildet, um den Gleichstrom mit dem ihm überlagerten hochfrequenten Wechselstrom weiterhin fließen zu lassen, während dem Lichtbogen unter einem Winkel zur Ventilschaft.. achse ein Draht aus einer Legierung mit relativ hohem Kohlen-Stoffgehalt zugeführt wird, die im gegossenen Zustand vorzugsweise lufthärtend ist, damit auf eine.zusätzliche Wärmebehandlung verzichtet werden kann, wobei der Draht in der aus dem Material des Ventilschaftendes gebildeten Pfütze Kügelchen bildet, woraufhin die Zufuhr des Drahtes unterbrochen wird, während der Strom weiter fließt, um zu bewirken, daß die Kügelchen aus der Legierung über das Ende des Ventilschaftes fließen und mit ihm verschmelzen, so daß der Ventilschaft mit einer Auflage versehen wird, die durch eine erheblich höhere Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung, Abplatzen und Fressen gekennzeichnet ist.All disadvantages of the previously known method referred Torstehend in the method according to the invention avoided; The inventive method comprises essentially measures massive several or hollow with a coolant filled valve body made of ferritic or sustenitischem material in sufreahter position on a device to * rotating the valves: u support, respectively to arrange at least one of the valve body under an electrode with a GleJchstros is fed, to which a high frequency alternating current is superimposed, further to the area of the electrode and Ventilsohaftendes means to aohützen a monatomic inert gas while pulling a liohtbogen between the electrode and the valve body to the material at the end of To melt the valve stem, so that the material forms a puddle to allow the direct current with the superimposed high-frequency alternating current to continue to flow, while the arc is fed at an angle to the valve stem .. axis a wire made of an alloy with a relatively high carbon content , which in the Ossenen state is preferably air-hardening so that an additional heat treatment can be dispensed with, the wire forming balls in the puddle formed from the material of the valve stem end, whereupon the supply of the wire is interrupted while the current continues to flow in order to cause the spheres of the alloy flow over the end of the valve stem and fuse with it, so that the valve stem is provided with a coating which is characterized by a considerably higher resistance to wear, chipping and seizing.

Die Vorrichtung zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens ist vorzugsweise so ausgebildet, daß eine Automatisierung des ,Arbeitsvorgangs möglich ist; eine Ausbildungsform einer solchen Vorrichtung ist in Pig:-1 und 2 dargestellt, doch sei bemerkt, daß man auch mit anders ausgebildeten Vor.. richtungen arbeiten kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Gemäß Fig. 1 kann eine automatische SchmelzsehweißmaschineA z.B, einen langgestreekten Hauptkörper 10 umfassen, der an einem Ende ein Steuerungsgehäuse 11 aufnimmt, mit dem eine Leitung 12 für ein Schutzgas, eine Wasserzuführungsleitung 13, eine Stromzuführungsleitung 14 und eine Wasserauslaßleitung 15 verbunden sind. Der Hauptkörper 10 trägt Mittel 16 zum Herstellen einer Verbindung mit einer Tragkonstruktion, und das von dem Steuerungsgehäuse 11 abgewandte Ende des Hauptkörpers trägt ein insgesamt mit 17 bezeichnetes Kopfstück. Das Kopfstück läßt sieh mit Hilfe geeigneter elektronischer Steuer. mittel axial verstellen, damit der Dichtbogen in der richtigen Weise aufrechterhalten wird; es kann eine zylindrische Düse 18 aus Metall umfassen, die mit dem Hauptkörper 10 durch Gewinde oder auf andere Weise verbunden ist. In der Düse 18 ist ein Düsenabstandsorgan 19 angeordnet, das zum Teil dazu dient, eine Strömungskammer für ein inertes Gas zu bilden, das durch Öffnungen 20 in einem Sondenabschnitt 21 des Schweißmaschinen.. körpers 10 geleitet wird. Der Sondenabschnitt 21 weist bei 22 weitere Öffnungen als Auslässe für ein Kühlmittel auf, durch das die Temperatur der Düse und der zugehörigen Teile auf eurem gefahrltrsen Wert gehalten wird. Bei einer handelsüblichen Konstruktion strömt 'Nasser von der Zuführungsleitung 13 aus duräb einäußeres konzentrisches Rohr in dem Hauptkörper 10 naäh zmten. über die Öffnungen 22 nach außen und dann durch ein inneres-konzentrisches Rohr im Hauptkörper 10 wieder nach oben Die Metalldüse 18 ist an einem Ende mit einem hohlen kegelförmigen Abschnitt 23 versehen, der mit einem bundförmigen Endabschnitt 24 aus einem Stück besteht; der Endabschnitt 24 dient a18 Unterstützung für eine Elektrode 25, und er ist auf seiner Innenseite mit geeigneten Öffnungen zum Abgeben des Schutzgases versehen. Die Elektrode kann aus bekannten Materie alien bestehen; für den vorliegenden Zweck ist eine sich praktisch nicht verbrauchende Elektrode aus. Wolfram geeignet. Wie schon erwähnt, kann man den Ventilkörper, mit dem eine verschleißfeste Auflage verschweißt Werden soll, entweder in genauer senkrechter Fluchtung mit der Elektrode oder gegenüber der Mittelachse der Elektrode versetzt anordnen. Die zuerst genannte .Anordnung ist in Pig. 1 _ dargestellt; man erkennt, daß ein Ventilkörper 26 mit einem massiven Schaftabschnitt 27 mit seinem Teller 28 durch eine drehbare Unterlage 29 so unterst#tzt ist, daß die senkrechte Mittelachse des Ventilschaftes 27 mit der Mittelachse der Elektrode 25 zusammenfällt. Die drehbare Unterlage 29 kann durch einen Tisch gebildet werden, bei dem jeweils einzeln drehbare Stationen vorgesehen sind, und der außerdem als Ganzes gedreht werden kann, um die einzelnen Ventilkörper nacheinander unter die Schweißvorrichtung A zu bringen.The device for carrying out the method described is preferably designed in such a way that the work process can be automated; one embodiment of such a device is shown in Pig: -1 and 2, but it should be noted that one can work with differently trained devices without departing from the scope of the invention. According to Fig. 1, an automatic fusion welding machine A can, for example, comprise an elongated main body 10 which at one end receives a control housing 11 to which a line 12 for a protective gas, a water supply line 13, a power supply line 14 and a water outlet line 15 are connected. The main body 10 carries means 16 for establishing a connection with a supporting structure, and the end of the main body facing away from the control housing 11 carries a head piece, designated 17 overall. The head piece can be seen with the help of suitable electronic controls. adjust means axially so that the sealing arch is maintained in the correct way; it may comprise a cylindrical metal nozzle 18 that is threadedly or otherwise connected to the main body 10. In the nozzle 18 a nozzle spacer 19 is arranged, which serves in part to form a flow chamber for an inert gas which is passed through openings 20 in a probe section 21 of the welding machine body 10 . The probe section 21 has further openings at 22 as outlets for a coolant, by means of which the temperature of the nozzle and the associated parts is kept at your dangerous level. In a commercially available construction, water flows from the supply line 13 through an outer concentric tube in the main body 10. via the openings 22 to the outside and then through an inner-concentric tube in the main body 10 again upwards. The metal nozzle 18 is provided at one end with a hollow conical section 23 which consists of a collar-shaped end section 24 in one piece; the end section 24 serves as a support for an electrode 25 , and it is provided on its inside with suitable openings for releasing the protective gas. The electrode can consist of any known material; for the present purpose a practically non-consuming electrode is off. Suitable for tungsten. As already mentioned, the valve body, with which a wear-resistant support is to be welded, can be arranged either in exact vertical alignment with the electrode or offset with respect to the central axis of the electrode. The first-mentioned arrangement is in Pig. 1 _ shown; it can be seen that a valve body 26 with a solid shaft section 27 with its plate 28 is supported by a rotatable base 29 in such a way that the vertical center axis of the valve shaft 27 coincides with the center axis of the electrode 25. The rotatable base 29 can be formed by a table in which individually rotatable stations are provided in each case, and which can also be rotated as a whole in order to bring the individual valve bodies under the welding device A one after the other.

Das Schweißmaterial 30 in Form eines Drahtes, auf dessen Zusammensetzung weiter unten eingegangen wird, wird durch eine geeignete Vorschubeinrichtung R unter einem lfinkel von etwa 15o der Stirnfläche 31 des Ventilschaftendes 32 zugeführt, wobei die Dauer und die Geschwindigkeit der Zuführung im wesentlichen von der Zusammensetzung des Drahtes und des Ventilkörpers abhängen; weiter unten wird ein Beispiel gegeben, bei dem auf die Betriebsbedingungen eingegangen wird.The welding material 30 in the form of a wire, will be discussed in the composition below, is fed by a suitable feeding device R under a lfinkel of about 1 5o of the end face 31 of valve stem end 32, wherein the duration and the speed of the feed substantially upon the composition depend of the wire and the valve body; An example is given below in which the operating conditions are discussed.

Der Ventilschaft 27 ist vorzugsweise von einem Kühlkar. per B umgeben, der in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise auf dem Ventilschaft festgeklemmt ist. Der Kühlkörper kann aus Kupfer bestehen und wird vorzugsweise mit Wasser gekühlt, um die Wärme aus dem Ventil abzuführen. Der Kühlkörper wirdzweckmäßig so angeordnet, daß seine obere Stirnfläche etwa 0,8 m. von der Stirnflä.ohe des Ventilschaftendes entfernt ist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es die Verwendung des Kühlkörpers ermöglicht, mit einer höheren Geschwindigkeit der Wäraesufuhr $u arbeiten, wodureh'der Schweißvorgang beschleunigt und auf die Schweißzone am Ende des Ventilschaftes lokalisiert wird. Ferner erhöht der Kühlkörper die Erstarrungs... gesehwindigkeit der Schweiße nach dem Abschalten des Schweißstroms. Eine feste Bindung zwischen dem Schweißmaterial 30 und dem Ventilsohaftende 32 wird auch dann erzielt, wenn das Ventil gegenüber der Elektrode exzentrisch angeordnet ist-. Diese Anordnung ist in Fig. 2 gezeigt, wo als Anwendungsbeispiel ein Ventilkörper 33 dargestellt ist, dessen Schaftabschnitt 34 mit einem Hohlraum 35 zum Aufnehmen einer geeigne.The valve stem 27 is preferably from a Kühlkar. surrounded by B, which is clamped in the manner shown in FIG. 1 on the valve stem. The heat sink can be made of copper and is preferably cooled with water in order to dissipate the heat from the valve. The heat sink is expediently arranged in such a way that its upper end face is approximately 0.8 m away from the end face of the valve stem end. Experience has shown that the use of the heat sink makes it possible to work with a higher rate of heat supply, which accelerates the welding process and is localized to the welding zone at the end of the valve stem. The heat sink also increases the rate of solidification ... of the weld after the welding current has been switched off. A firm bond between the welding material 30 and the valve stick end 32 is also achieved when the valve is arranged eccentrically with respect to the electrode. This arrangement is shown in Fig. 2, where a valve body 33 is shown as an application example, the shaft portion 34 with a cavity 35 for receiving a suitable.

ten Menge von Natrium oder dergleichen versehen ist. Der Ventilkörper 33 wird mit Hilfe des Ventiltellers in aufrechter Stellung in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise durch eine drehbare Unterlage unterstützt. Auch bei dem Ventilschaft 34 wird ein in Fig. 2 nicht gezeigter Kühlkörper entsprechend dem Kühllicörper B in Fig. 1 verwendet. Gemäß Fig. 2 ist das Yentilschaftende 36 gegenüber der Elektrode 25a so angeordnet, daß der Mittelpunkt der Stirnfläche 37 gegenüber der senkrechten Mittelachse der Elektrode 25a radial nach außen versetzt ist; mit anderen Worten, der Ventilschaft 34 ist gegenüber der Elektrode 25a exzentrisch angeordnet. Die bei der Anordnung nach Fig. 2 benutzte Schweißmaschine entspricht in jeder Beziehung derjenigen nach Fig. 1, weshalb die entsprechenden Teile jeweils mit'gleiahen Bezugsziffern unter Hinzufügung des Buchstabens a bezeichnet sind. Auch das Schweißmaterial 30a ist das gleiche wie das in Fig. 1 mit 30 bezeichnete, und es wird durch Rollen R vorgeschoben, wobei der gleiche Winkel zwischen der Drahtachse und der Stirnfläche 37-des Ventilschaftes vorgesehen ist. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich bei der Herstellung verschleißfester Auflagen an Ventilkörpern 26 bewährt, die einen massiven Schaftabschnitt 27 besitzen und ein im wesentlichen austenitisches Gefüge aufweisen-, das Gleiche gilt für hohle Ventilkörper 33, .die im wesentlichen aus ferritischem Material bestehen. Es bestehen zahlreiche Möglichkeiten für die Zusammensetzung massiver bzw. mit einem Kühlmittel gefüllter Ventilkörper, und lediglich um ein Beispiel zu geben, sei erwähnt, daß sich ein massiver Ventilkörper, bei dem besonders gute Ergebnisse erzielt wurden, in bekannter Weise im wesentlichen aus 0,475 bis 0,575% Kohlenstoff, 20,00 bis 22-,00% Chrom, 8,00 bis 10,00% Mangan, 3,25 bis 4,50% Nickel, 0,04 bis 0,09% Schwefel, 0,38 bis 0,5096 Stickstoff, maximal 0,25% Silicium, maximal,0,03% Phosphor und im übrigen im wesentlichen aus Eisen zusammensetzte. Ein ferritisches Material, dessen Verwendung für mit einem Kühlmittel gefüllte Ventile bekannt ist, und das, gemäß der Erfindung im Wege der Schmelzschweißung mit einer verschleißfesten Auflage versehen werden kann, setzt sich in einem typischen Falle im wesentlichen aus 0,76 bis 0,86% Kohlenstoff, 19,00 bis 21,00% Chroms 1,90 bis 2,60g& Silicium' 0,20 bis 0,60% Mangan, maximal 0,.030% Schwefel, maximal 0,030% Phosphor und im übrigen im wesentlichen aus Eisen zusammen. Natürlich kann eich) das Material des Ventilkörpers auch auf andere Weise zusammensetzent wobei sich in gleicher Weise befriedigende Ergebnisse erzielen lassen.th amount of sodium or the like is provided. The valve body 33 is supported with the aid of the valve disk in the upright position in the manner shown in FIG. 1 by a rotatable base. A cooling body, not shown in FIG. 2, corresponding to cooling body B in FIG. 1, is also used for valve stem 34. According to FIG. 2, the Yentil shaft end 36 is arranged opposite the electrode 25a in such a way that the center point of the end face 37 is offset radially outward with respect to the vertical central axis of the electrode 25a; in other words, the valve stem 34 is disposed eccentrically with respect to the electrode 25a. The welding machine used in the arrangement according to FIG. 2 corresponds in every respect to that according to FIG. 1, which is why the corresponding parts are each designated with the same reference numerals with the addition of the letter a. The welding material 30a is also the same as that denoted by 30 in FIG. 1, and it is advanced by rollers R, the same angle being provided between the wire axis and the end face 37 of the valve stem. The application of the method according to the invention has proven itself in the production of wear-resistant supports on valve bodies 26 which have a solid shaft section 27 and an essentially austenitic structure - the same applies to hollow valve bodies 33, which essentially consist of ferritic material. There are numerous possibilities for the composition of solid valve bodies or valve bodies filled with a coolant, and just to give an example it should be mentioned that a solid valve body, in which particularly good results have been achieved , is essentially 0.475 to 0.575 in a known manner % Carbon, 20.00 to 22.00% chromium, 8.00 to 10.00% manganese, 3.25 to 4.50% nickel, 0.04 to 0.09% sulfur, 0.38 to 0, 5096 nitrogen, a maximum of 0.25% silicon, a maximum of 0.03% phosphorus and the rest essentially composed of iron. A ferritic material, the use of which is known for valves filled with a coolant, and which according to the invention can be provided with a wear-resistant coating by way of fusion welding, consists in a typical case essentially of 0.76 to 0.86% carbon, 19.00 to 21.00% chromium 1.90 to 2.60 g & silicon '0.20 to 0.60% manganese, a maximum of 0, .030% sulfur, maximum 0.030% phosphorus and the balance essentially of iron together . Of course, the material of the valve body can also be composed in other ways, in which case satisfactory results can be achieved in the same way.

Bei der Massenfertigung auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbauen ist es sehr wichtig, daß das Schweißmaterial. 30 relativ billig ist uns in Form von Drähten verendet werden kann. Um eire ttheiße Ibnatzung infolge der.gleitenden und schlagenden en der Ventilhebel des Motors zu-vermeiden, muß die s literiuls am Ende des Ventilschaftes mindestens Ferner stehen Materialien in Drahtform zur Verfügung, -. die zwar nach dem Sehweißen eine Härte von nur 20 bis 35 Rockwell-C-Einheiten aufweisen, sich jedoch durch eine naehfol... gende Wärmebehandlung auf bis zu etwa 50 Rockwell-C-Einheiten bringen lassen. Als Beispiel sei eine Zusammansetzung erwähnt, die 0,95% Kohlenstoff!' 0,35%.Mangan, 0,1096 Silicium und im. übrigen -im wesentlichen Eisen umfaßt,# ein anderes bekanntes Material besteht im wesentlichen aus 1,129L Kohlenstoff, 1,00g6 Mangan, 1,00% Silicium, 17e00% Chrom, 0, 5096 Itolybdän und im übrigen im wesentlichen aus Eisenb Eine weitere Legierung, die eine in hohen Maße versehleißfeste Auflage ergibt, enthält der Stellung nach Fig. 1 oder der Stellung naöh Pig: 2 an.In mass production in the automotive field, it is very important that the welding material. 30 is relatively cheap us can be perished in the form of wires. To avoid too-Eire ttheiße Ibnatzung due der.gleitenden and beating en the valve lever of the motor, s literiuls must at the end of the valve stem at least Materials in wire form are also available, -. which have a hardness of only 20 to 35 Rockwell C units after welding , but can be brought to around 50 Rockwell C units by a subsequent heat treatment. An example is a composition that contains 0.95% carbon! ' 0.35%. Manganese, 0.1096 silicon and im. -in the rest substantially iron comprises, # another known material consists essentially of carbon 1,129L, 1,00g6 manganese, 1.00% silicon, 17e00% chromium, 0, 5096 Itolybdän and the rest essentially of Eisenb Another alloy, which results in a highly wear-resistant pad the position according to Fig. 1 or the position near Pig: 2 on.

Ein inertes Gas. z. B. Argfln, wird über die Leitung 12 zugeführt, so daß es längs der Achse den Hauptkörpers 10 der Sohweßmasohine strömt und die Öffnungen 20 der Sonde 20 verläßt, um aus dem bandförmigen Endabschnitt 24 auszutreten und die Elektrode sowie das Ende 32 des Ventilschaftes zu schlitzen. An inert gas. z. B. Argfln is supplied via the line 12, so that the main body 10 of the Sohweßmasohine flows along the axis and the openings leaves 20 of the probe 20 to exit and out of the band-shaped end portion 24 of the electrode and the end 32 of the valve stem to slit .

Ein hochfrequenter Wechselstrom, der durch einen Funkenstreokenoszillator erzeugt und einem Gleichstrom überlagert wird, . wird über die Zeitung 14 der Elektrode 25 zugeführt, um einen Lichtbogen zu erzeugen. Hierdurch wird das Material am Ende des Ventilschaftes geschmolzen, so daß sich eine Pfütze bil- det; hierauf wird der Schweißdraht vorgeschoben, um ihn dem Lichtbogen zuzuführen,so daß sich in der Pfütze des Ventilsohaftmaterials Kügelchen aus dem Material des Schweißdrahtes bilden. Hach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird die Zufuhr des Drahtes unterbrochen, während der Schweißstrom weiter fließt, um zu bewirken, daß die erwähnten Kügelchen' über das Ende des Ventilschaftes fließen und mit ihm verschmelssn. A high-frequency alternating current that is generated by a spark scattering oscillator and superimposed on a direct current,. is fed through the newspaper 14 to the electrode 25 to generate an arc. This melts the material at the end of the valve stem so that a puddle is formed ; the welding wire is then advanced in order to feed it into the arc so that balls of the material of the welding wire are formed in the puddle of the valve adhesive material. Hach lapse of a predetermined time period, the supply of the wire is interrupted while the welding current continues to flow to cause the above-mentioned beads flow 'about the end of the valve stem and verschmelssn with it.

Für die verschiedenen Anwendungsfälle ergeben sich natürlieb Änderungen der Betriebsbedingungen; in der folgenden Tabelle;$ind die Bedingungen zusammengestellt, mit denen beim Sehweißen von Ventilsohäften gearbeitet wurde, deren Durehmeessr etwa 9 mm betrug, und die aus einem.austenitisehen Material bestanden, das sich im wesentlichen aus 0,475 bis 0, 575% Kohlenstoff, 20,00 bis 22,00% Chrom, 8,00 bis 10900% Mangan, 3,25 bis 4,50% Nickel, 0,04 bis 0,0996 Schwefel, 0938 bis 0950% Stickstoff maximal 0.25% Silicium, maximal 0930% Phosphor und im-übrigen im wesentlichen aus Eisen zusammensetzte. Der Schweißdraht besaß die schon erwähnte Zusamensetzung und enthielt im wesentlichen 6,00% Kohlen-. stoff, 2,70% Mangan, 1,70% Silicium, 1,08% Molybdän, 31,50% Chrom, 0955% Zirkon und im übrigen im wesentlichen Eisen. Es sei bemerkt, daß die Tabelle die Arbeitsbedingungen sowohl für den Fall angibt' daß der Ventilkörper lösungsgeglüht ist, als auch für den Fall der Lösungsglühung und Alterung des Ventilkörpers. . fig® 3 zagt die Form der Auftragschweißung für den Fall, de-30 sich die Elektrode 25 in der sentrischen Stellung nach Pig® 1 befindet, während Fig. 4 die Ausbildung der Auftragschweißung für den Fall zeigt, daß die Elektrode gegenüber der Achse des Ventilschaftes gemäß Fig. 2 exzentrisch angeordnet ist. Man erkennte daß das aufgetragene Material 38 aus demew.lse?ai't 27 naob :P°i g. 3 vor dem Schleifen bei 39 i@:rs@@°@aiie@@ eine konvexe ®berfläohe bildet, und de,ß axial weiter innen durch die Elektrode 25 eine konkave Vertiefung 40 erzeugt wird; hierbei wird ein im wesentlichen konvexer zentraler innerer Teil 47 des aufgeschweißten ,Materials 38 mit der Vertiefung Ferner ist zu erkennen, daß die Stirnfläche des Ventilschaftes in der Nähe der Umfangsfläohe allgemein abgerundet ist, so daß ein gleichmäßig gekrümmter ringförmiger Randabschnitt 42 vorhanden ist; nach dem Auftragen des Materials 38 besitzt die Auflage einen größeren Durchmesser als der Ventilschaft 27. Das makrokristalline Gefüge der Auftragscbweißung 38 und des oberen Ventilsehaftendes ist in Fig. 7 wiedergegeben, und man erkennt, daß die Schweißverbindungslinie im mittleren Teil bei 43 eine vergleichsweise größere axiale Dicke besitzt als radial weiter außen in der Nähe des abgerundeten ringförmigen Abschnitts 42. In Figt 7 ist die Photographie mit 9-faoher Vergrößerung wiedergegeben, Fig. 4 zeigt die Form der Auftragschweißung, die auf dem Schaft 36 eines Ventilkörpers 34 entsteht, wenn die Elektrode 25a gemäß-Fig. 2 exzentrisch angeordnet ist. Die Auflage 44 ist an ihrer Oberseite 45 konvex, und infolge der Drehbewegung des Ventilkörpers 34 bildet sich auf der Stirnfläche des Yentilsohaftes eine ringförmige Rille 46, deren äußerer Rand radial innerhalb der Umfangsfläche des Ventilschaftes liegt. In der Mitte der Stirnfläche des Ventilschaftes ist daher die Auftragsohweißung bei 47 im wesentlichen konkav, und an der Stirnfläche des Ventilschaftes ist allgemein in der Mitte ein erhabener oder konvexer Abschnitt 48 vorhanden. Zwar ist die Schweißverbindungslinie nicht in einer gesonderten Makro. photographie wiedergegeben ,. doch sei bemerkt, daß diese Verbindungslinie zwischen dem aufgetragenen Material und dem Material des Ventilschaftes am Boden der Rille 46 vergleichsweise dicker ist, und daß ihre Dicke sowohl.zur Mitte des Ventilschaftes als auch radial nach außen zur Umfangsfläche hin abnimmt.There are naturally changes in the operating conditions for the various applications; The following table shows the conditions under which the welding of valve shafts was carried out, the diameter of which was about 9 mm , and which consisted of an austenitic material consisting essentially of 0.475 to 0.575% carbon, 20 0.00 to 22.00% chromium, 8.00 to 10900% manganese, 3.25 to 4.50% nickel, 0.04 to 0.0996 sulfur, 0938 to 0950% nitrogen, maximum 0.25% silicon, maximum 0930% phosphorus and otherwise composed essentially of iron . The welding wire had the composition already mentioned and essentially contained 6.00% carbon. material, 2.70% manganese, 1.70% silicon, 1.08% molybdenum, 31.50% chromium, 0955% zirconium and the rest essentially iron. It should be noted that the table indicates the working conditions both in the event that the valve body is solution heat treated and in the case of solution heat treatment and aging of the valve body. . fig® 3 shows the form of the build-up weld in the event that the electrode 25 is in the centric position according to Pig® 1, while FIG. 4 shows the formation of the build-up weld in the event that the electrode is opposite the axis of the valve stem is arranged eccentrically according to FIG. It can be seen that the applied material 38 consists of demew.lse? Ai't 27 naob: P ° i g. 3 before grinding at 39 i @: rs @@ ° @ aiie @@ forms a convex ®surface, and de, ß axially further inward through the electrode 25 a concave recess 40 is created; Here, a substantially convex central inner part 47 of the welded-on material 38 with the recess can also be seen that the end face of the valve stem is generally rounded in the vicinity of the circumferential surface, so that a uniformly curved annular edge section 42 is present; After the material 38 has been applied, the support has a larger diameter than the valve stem 27. The macrocrystalline structure of the overlay weld 38 and the upper valve sticking end is shown in FIG Thickness is greater than radially further out in the vicinity of the rounded annular section 42. In FIG. 7 the photograph is reproduced with a 9-fold enlargement, FIG 25a according to FIG. 2 is arranged eccentrically. The support 44 is convex on its upper side 45, and as a result of the rotary movement of the valve body 34, an annular groove 46 is formed on the end face of the Yentilsohaftes, the outer edge of which lies radially inside the circumferential surface of the valve stem. In the center of the face of the valve stem, therefore, the overlay weld at 47 is substantially concave, and a raised or convex portion 48 is provided generally in the center of the face of the valve stem. The weld joint line is not in a separate macro. photograph reproduced,. however, it should be noted that this connecting line between the applied material and the material of the valve stem at the bottom of the groove 46 is comparatively thicker and that its thickness decreases both towards the center of the valve stem and radially outwards towards the circumferential surface.

Nach dem Aufbringen der Auftragschweißung 38 bzw. 44 ,auf den Ventilschaft 27 bzw. 36 werden die Ventilkörper einer weiteren Behandlung unterzogen, wobei Teile der Auftragschweißungen 38 bzw. 44 durch Schleifen oder auf andere Weise entfernt werden, um dem Ventilschaft die aus Fig. 5 bzw. 6 ersichtliche endgültige Form zu geben. Gemäß Fig. 5 wird die Auftragschweißung 38 an ihrem Umfang angeschliffen, um die die Umfangsfläche des Ventilschaftes überlappenden Teile zu entfernen, und außerdem kann die Au.-#--tragschweißung so geschliffen werden, daß ihr Rand bei 49 abgeschrägt wird. Ferner ist zu erkennen, daß das aufgeschweißte Material 50 die Stirnfläche des Ventilschaftes im wesentlichen vollständig überdeckt, so daß der Ventilbetätigungshebel nur mit dem in hohem Maße verschleißfesten Endabschnitt 50 in Berührung kommt. Im fertigen Zustand des Ventils 51 wird das aufgeschweißte Material 50 in einer allgemein konkaven Vertiefung 52 festgehalten, und der mittlere Teil der Auftragsehweißung ist, wie in Fig. 5 bei 53 angedeutet, im wesentlichen konvex. Der Ventil. sehaft kann in der üblichen Weise bei 54 mit einer Ringnut zum Aufnehmen-geeigneter Mittel zum Abstützen von Ventilfedern versehen sein. After the build-up weld 38 or 44 has been applied to the valve stem 27 or 36, the valve bodies are subjected to a further treatment, parts of the build-up welds 38 and 44 being removed by grinding or in some other way in order to give the valve stem the values shown in FIG or 6 to give the final form. According to FIG. 5, the cladding weld 38 is ground on its periphery in order to remove the parts which overlap the peripheral surface of the valve stem, and in addition, the external weldment can be ground so that its edge is beveled at 49. It can also be seen that the welded-on material 50 essentially completely covers the end face of the valve stem, so that the valve actuating lever only comes into contact with the end section 50, which is highly wear-resistant. In the finished state of the valve 51, the welded-on material 50 is retained in a generally concave recess 52, and the central part of the build-up weld is, as indicated in FIG. 5 at 53, essentially convex. The valve. sehaft can be provided in the usual manner at 54 with an annular groove for receiving suitable means for supporting valve springs .

Gemäß Fig. 6, wo ein Ventilschaft nach der Durchführung der Fertigbearbeitung gezeigt ist, kann man auch das Ventil 55 am Ende des Ventilschaftes bei 56 abschrägen, und die Auftrag.. eohweigung 57 überdeckt das äußere Ende des Ventilschaftes im wesentlichen vollständig, um dem im vorhergehenden Absatz erwähnten Zweck zu entsprechen. Das aufgeschweißte Material 57 ist mit des Material des Ventileohaftes längs einer mehrfach SekrUmmten Idmie verbunden, und die exzentrisch angeordnete Elektrode erzeugt eine ringförmige Rille 58, an die sich in der (litte des Ventilschaftes eine Erhöhung 59 anschließt.According to Fig. 6, where a valve stem is shown after the completion of the finishing, you can also bevel the valve 55 at the end of the valve stem at 56, and the application .. eohweigung 57 covers the outer end of the valve stem substantially completely to the in the purpose mentioned in the previous paragraph. The welded-on material 57 is connected to the material of the valve stem along an idmie encircled several times, and the eccentrically arranged electrode creates an annular groove 58, which is adjoined by an elevation 59 in the middle of the valve stem.

Das aufgeschweißte Material 57 bildet eine in hohem Maße ver.-sohleigfeste Auflage am Ende des Schaftes des Ventilkörpers 55 mit einer ringförmigen konvex gekrümmten Unterseite 60, die mit der ringförmigen Rille 58 zusammentrifft. Wie im vorher--gehenden Absatz erwähnt, kann an dem Ventilschaft eine Ringnut 61 zum Aufnehmen bekannter Mittel zum Festhalten von Ventil.» federn.ausgebildet sein.The weld material 57 forms a highly-ver. sohleigfeste pad at the end of the shank of the valve body 55 with an annular convex curved bottom 60, which coincides with the annular groove 58th As mentioned in the previous paragraph , an annular groove 61 can be provided on the valve stem for receiving known means for holding the valve in place. » springs. be trained.

Das mikrokristalline Gefüge des erfindungsgemäßen Ventils ist in Pig. 8 wiedergegeben. Man erkennt in der Whdergabe des Originals, das mit einer 100-faohen Vergrößerung aufgenommen wurde, daß das im oberen Teil des Bildes sichtbare aufgesehweißte Material durch pseudohexagonale Chromkarbide 62, dunkle Flächen bildenden Martensit 63 und eine mit 64 bezeichnete feine Karbiddispersion in Austenit gekennzeichnet ist.The microcrystalline structure of the valve according to the invention is in Pig. 8 reproduced. It can be seen in the reproduction of the original, which was taken with a 100-fold magnification, that the welded material visible in the upper part of the picture is characterized by pseudo-hexagonal chromium carbides 62, martensite 63 which forms dark surfaces and a fine carbide dispersion in austenite labeled 64 .

Die Schweißverbindungslinie ist in Fig. 8 mit 65 bezeichnet, während das darunter liegende Grundmaterial mit B bezeichnet ist. Wie bei 66 erkennbar, zeigt das Grundmaterial in der durch Wärme beeinflußten Zone Austenit und bei 67 ein regelmäßiges austenitisehes Gefüge. Ferner ist zu bemerken, daß der Austenit 66 in der durch Wärme beeinflußten Zone und das regelmäßige austenitische Gefüge 67 im Grundmaterial B Karbid und Sulfiddispersionen enthält.The weld connection line is denoted by 65 in FIG. 8, while the underlying base material is denoted by B. As can be seen at 66, the base material shows austenite in the heat-affected zone and at 67 a regular austenitic structure. It should also be noted that the austenite 66 in the heat-affected zone and the regular austenitic structure 67 in the base material B contains carbide and sulfide dispersions.

Um ein Beispiel für die neuartigen und verbesserten Ergebnisse zu geben, die sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Tellerventils erzielen lassen, wird im folgenden auf die Ergebnisse von Motorversuchen eingegangen' die unter rauhen Betriebsbedingungen unter Verwendung eines Ventils nach der Erfindung durchgeführt wurden; hierbei wurde als verschleiß-. feste Auflage für den Ventilschaft ein Material verwendet, das im wesentlichen 6,00% Kohlenstoff, 2,70% Mangan 1,70% Silidum, 1,08% Molybdän g 31,50% Chrom, 0.55% Zirkon und im übrigen im wesentlichen Eisen enthielt; die genannten Prozentsätze gelten für die Legierung des Schweißdrahtes vor dem Auftragen des Materials. Die Versuche wurden unter Verwendung eines Chevrolet-V-8-Motors durchgeführt, der 500 Stunden lang mit einer Drehzahl von 4500 U/min betrieben wurde.In order to give an example of the new and improved results that can be achieved with the aid of the poppet valve according to the invention, the results of engine tests are discussed below, which were carried out under rough operating conditions using a valve according to the invention; this was considered to be wear-resistant. Fixed support for the valve stem, a material is used that is essentially 6.00% carbon, 2.70% manganese, 1.70% silicon, 1.08% molybdenum, 31.50% chromium, 0.55% zirconium and the rest essentially iron contained; the stated percentages apply to the alloy of the welding wire before the material is applied. The tests were carried out using a Chevrolet V-8 engine operated at 4500 rpm for 500 hours.

Das Ventilspiel betrug etwa 0,25 mm und die Öltemperatur etwa 93o C. Es zeigte sich, daß die Abnutzung der Ventil$ohaftenden während der Taufzeit von 500 Stunden vernaehlässigbar gering war und maximal etwa 0,04 mm betrug. Außerdem zeigte die Anlagefläche des Ventilhebels keinen bemerkbaren Verschleiß. Außerdem ergaben sich keinerlei Anzeichen irgendwelcher Art für eine Lockerung der Bindung zwischen der Auftragsehweißung und dem Grundmaterial. Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß es die Erfindung ermöglicht, eine vollständige Vermeidung der Schwierigkeiten zu erzielen, die sich bis jetzt bei Versuchen ergeben, Schäden an den Schaftenden von Tellerventilen zu verhindern. Es ist nicht mehr erforderlich, den Verschleiß herabsetzende Knöpfe, beoherförmige Teile an den Ventilschaftenden oder dergleichen vorzusehen, durch die sich eine kompliziertere Konstruktion des Motors ergibt, oder mit demientil,-schaft einen kurzen Abschnitt aus einer härtbaren ferritischen Legierung im Wege der Stumpf- oder Absehmelzschweißung zu verbinden, wobei die Gefahr des Abbreehens der Ventilschaftenden und daher auch einer Beschädigung des Motors gegeben ist. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit erheblicher Geschwindigkeit durchführen, so daß es für die Massenfertigung von Notorenteilen erhöhte Bedeutung gewinnt, und durch die Verwendung des erwähnten bevorzugten Schweißmaterials wird die Notwendigkeit vermieden, eine zusätzliche Wärmebehandlung zur Erzielung der gewünschten Härte der Ventilschaftenden vermieden. Das bevorzugte Schweißmaterial besitzt eine Roekwell--C-Härte von mindestens 50, und wie bezüglich Figo 8 erwähnt, weist es ein geeignetes Korngefüge auf. Weiterhin wurde gezeigt, daß man die Elektrode sowohl gleichachsig mit dem Ventilschaft als auch exzentrisch anordnen kann, und daß man in beiden Fällen eine im wesentlichen unzerstörbare Sohweißverbindung erhält, wobei die normalen Abweichungen bei der Fertigung zulässig sind, ohne daß die erzielbaren vorteilhaften Ergebnisse beeinträchtigt werden. Patentansprüche: Es sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kahn, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.The valve clearance was about 0.25 mm and the oil temperature about 93o C. It was found that the wear on the valve sticks was negligibly small during the christening period of 500 hours and was a maximum of about 0.04 mm. In addition, the contact surface of the valve lever showed no noticeable wear. In addition, there was no sign of any kind of loosening of the bond between the cladding weld and the base material. From the foregoing description it can be seen that the invention makes it possible to achieve a complete avoidance of the difficulties which heretofore have arisen in attempts to prevent damage to the stem ends of poppet valves. It is no longer necessary to provide wear-reducing buttons, cup-shaped parts on the valve stem ends or the like, which result in a more complicated construction of the motor, or with demientil, -schaft a short section of a hardenable ferritic alloy by way of butt or To connect separable weld, with the risk of breaking off the valve stem ends and therefore also damaging the engine. The method according to the invention can be carried out at considerable speed, so that it is of increased importance for the mass production of notor parts, and the use of the preferred welding material mentioned avoids the need for additional heat treatment to achieve the desired hardness of the valve stem ends. The preferred welding material has a Roekwell - C hardness of at least 50, and as mentioned with regard to FIG. 8, it has a suitable grain structure. Furthermore, it has been shown that the electrode can be arranged coaxially with the valve stem as well as eccentrically, and that in both cases an essentially indestructible weld joint is obtained, the normal deviations in production being permissible without impairing the advantageous results that can be achieved . Claims: It should be noted that the most varied of modifications and variations can be provided in the exemplary embodiments described above without departing from the scope of the invention.

Claims

P A TENTANSP 8 Ü CHE 1. A process for producing a wear-resistant support on the end of a poppet valve stem which is exposed to impact forces, characterized in that the valve is arranged in a substantially upright position, that @ on the end of the valve stem which is exposed to impact forces a puddle of molten material material of the valve stem is generated that an alloy with a high carbon content and greater hardness is melted as the valve stem on the puddle of Ventilsohaftmaterials, and that the molten alloy is fused on the puddle with this, to produce a wear-resistant pad, with the Ventilsehaft consists of one piece and the impact forces excluded sat completely covers substantially end.

2. A method for producing a wear-resistant support on the shock-exposed end of a poppet valve stem, characterized in that the valve is supported in a substantially upright position, that on the shock-exposed end of the valve stem, a puddle of molten valve adhesive material is generated that an alloy with high carbon content and greater hardness than the valve stem is melted from the valve stem material on the puddle, that the valve is rotated during the creation of the puddle and the subsequent melting of the alloy, and that the molten alloy on the puddle is fused therewith by one To produce wear-resistant support, which consists of one piece with the valve stem and covers its end exposed to impact forces substantially completely.

3. A method of producing a wear-resistant support on the shock-exposed end of a poppet valve stem, characterized in that the valve is supported in a substantially upright position by exposing the shock-exposed end of the valve stem to the action of a highly concentrated heat source around a puddle from molten material of the valve stem, that the effect of the heat source on the impacted valve stem end is maintained, that an alloy with a high carbon content and greater hardness than the valve stem is melted on the puddle of the valve stem material, and that the supply of heat is interrupted to fuse the molten alloy on the puddle therewith and to produce a wear-resistant pad which is made in one piece with the valve stem and which essentially completely covers its end exposed to impact forces. -.

4. Process for producing a wear-resistant support on the end of a poppet valve stem which is exposed to impact forces, thereby gekenr! z eichnet that the valve is supported in a substantially upright position, that the central portion of the impact forces exposed end of the effect is exposed to a highly concentrated heat source to a puddle of molten material to produce the valve stem that their greatest depth at the point of action of the heat . -source has that the effect of the heat source on the end exposed to impact forces is maintained, that an alloy with a high carbon content and greater hardness than the valve adhesive is melted on the puddle of the molten valve adhesive material, and that the effect of the heat source is interrupted, in order to fuse the molten alloy on the puddle with it, so that a wear-resistant pad is formed which consists of one piece with the valve stem and has its maximum depth along the valve stem, 5. Method for producing a wear-resistant pad on the end of an end exposed to impact forces Plateerv entilsehaftes, characterized in that the valve is supported in a substantially upright position, that the impacted end of the valve stem is subjected to the action of a highly concentrated off-center heat source to create a puddle of molten material of the valve stem which is at its maximum Depth at the point of action of the heat source, that an alloy with a high carbon content and greater hardness than the valve stem is melted on the puddle of the valve stem material, that the / valve is rotated during the creation of the puddle and the subsequent melting of the alloy, and that the Effect of the heat source is interrupted in order to melt the molten alloy on the puddle with this, so that a wear-resistant pad is formed which consists of the valve stem in one piece and has its maximum depth radially outside the valve stem axis. 6. A method for producing a wear-resistant support on the shock-exposed end of a poppet valve stem, characterized in that the valve, which has a substantially flat, shock-exposed end, is supported in an upright position under a Sehweißzektrode that the valve is rotated that a current is supplied to the electrode to melt the metal of the impacted end and to create a puddle of molten material of the valve stem that a welding material in the form of a wire is brought into the vicinity of the electrode in order to form pellets on the molten puddle To produce welding material, and that the welding material is fused with the puddle, so that a wear-resistant pad is formed which is made in one piece with the valve stem and substantially completely covers its end exposed to impact forces. 7. A method of producing a wear-resistant support on the shock-exposed end of a poppet valve stem, characterized in that I net that a valve with a substantially flat, shock-exposed end is supported in an upright position under a welding electrode, that the valve is rotated that the Electrode a current is supplied to melt the metal of the impacted end and create a puddle of molten material of the valve stem that a welding wire, which consists of an air-hardening alloy of high carbon content, is brought into the vicinity of the electrode, in order to produce globules of the alloy on the molten puddle, and in that the supply of the welding wire is interrupted in order to produce a wear-resistant coating which is made in one piece with the valve stem and which, without subsequent heat treatment, has a Rockwell C hardness of at least 50 . B. A method of producing a wear-resistant support on the shock-exposed end of a poppet valve stem, characterized in that I net that a valve with a substantially flat, shock-exposed end is supported in an upright position under a welding electrode, that the valve is rotated that the Electrode, a current is supplied to melt the metal of the impacted end and to create a puddle of molten material of the valve stem that a welding wire, which consists of an air-hardening alloy of high carbon content, is fed in the vicinity of the electrode, in order to be on the molten puddle to generate globules of the alloy, and that the supply of welding wire is interrupted, in order to create a wear-resistant pad which is integral with the valve stem and which, without subsequent heat treatment, has a Rockwell C hardness of at least 50, wherein the alloy mentioned before de m deposited on the valve stem essentially up to about 6.5% carbon, up to about 2.75% manganese, up to about 1.7596 silicon, up to about 9.0% molybdenum, up to about 35, 0% of chromium, up to about 0.75% of zirconium, up to about 1.75% of tungsten, up to about 1.25% of vanadium and the rest essentially of iron. 9. poppet valve for internal combustion engines, marked by a shaft made of metal, in which the end of the shaft is closed by the metal of the shaft, and a support applied by fusion welding the end of the shaft exposed to the impact forces along a curved surface Heat generated line is connected. 10. Disc valve for internal combustion engines, marked ... characterized by a shaft made of metal, in which the metal of the: -. Xhaftes closes the end of the shaft, and an end of the shaft which is exposed to the impact forces by fusion welding along a curved end of the shaft due to the action of heat produced line applied layer, which consists of an air-hardening alloy of high carbon content, which is essentially en .up to about 6.5% of carbon, up to about 2.75% of manganese, up to about 1.75% of silicon , up to about 9.0% from molybdenum, up to about 35.0% from chromium, up to about 0.75% from zirconium, up to about 1.75% from tungsten, up to about 1.25% from vanadium and otherwise composed essentially of iron. 11. A method of making a wear-resistant support on the impacted end of a poppet valve stem, characterized in that the valve is supported in a substantially upright position, that a puddle of molten material of the valve stem is created on the impacted end while the valve stem is cooled, that on the puddle of the valve stem material a high carbon alloy. Content and greater hardness than the valve stem is melted, and that the molten alloy on the puddle is melted with this, so that a wear-resistant pad is formed which is made of one piece with the valve stem and its end exposed to impact substantially completely covers. 12. - A method for producing a wear-resistant support on the end of a poppet valve shaft exposed to impact forces, thereby g .ekennze I net that a valve with an essentially flat end exposed to impact forces is arranged in an upright position under a welding electrode that the Valve stem is cooled, that the valve is turned, that a current is supplied to the electrode in order to melt the metal of the end exposed to impact forces and to create a puddle of molten material of the valve stem, that in the vicinity of the electrode a welding wire made of an air-hardening alloy of high carbon content is fed, and that the feed of the wire is interrupted so that a wear-resistant pad is formed in one piece with the valve stem and has a Rockwell C hardness of at least 50 without subsequent heat treatment.