DE1533961B1 - Process for the production of easily weldable objects made of spheroidal graphite cast iron by fusion welding - Google Patents

Process for the production of easily weldable objects made of spheroidal graphite cast iron by fusion welding

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DE1533961B1 DE19671533961 DE1533961A DE1533961B1 DE 1533961 B1 DE1533961 B1 DE 1533961B1 DE 19671533961 DE19671533961 DE 19671533961 DE 1533961 A DE1533961 A DE 1533961A DE 1533961 B1 DE1533961 B1 DE 1533961B1
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cast iron
welding
spheroidal graphite
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graphite cast
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Ulrich Dipl-Ing Dr Klein
Hans Dipl-Ing Dr Zeuner
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Bergische Stahl Industrie
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Bergische Stahl Industrie
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    • C21D5/04Heat treatments of cast-iron of white cast-iron
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    • C21D5/10Malleabilising with oxidation of carbon in gaseous agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

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Description

ι 2ι 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- zogen, so werden mindestens die zum SchweißenThe invention relates to a method for manufacturing, at least for welding

lung von durch Schmelzschweißen gut schweißbarer vorgesehenen Zonen entkohlt. Die Entkohlung mußdecarburization of provided zones that are easily weldable by fusion welding. The decarburization must

Gegenstände aus Gußeisen mit Kugelgraphit. so weit durchgeführt werden, bis im Bereich derArticles made of spheroidal graphite cast iron. to be carried out until in the field of

Es ist bekannt, daß der Werkstoff Gußeisen mit zum Schweißen vorgesehenen Zonen Kohlenstoff-Kugelgraphit grundsätzlich eine schlechte Schweiß- 5 gehalte vorliegen, wie sie von schweißbaren Stahleignung besitzt, weil auf Grund der chemischen Zu- Sorten bekannt sind. Nach dieser entkohlenden sammensetzung im Bereich der Wärmeeinflußzone Glühung erfolgt dann eine normale Abkühlung bis beim Schweißvorgang Gefügeveränderungen auftreten, auf Raumtemperatur. Es kann zur Einstellung bewelche die mechanischen Eigenschaften verändern. stimmter Gebrauchseigenschaften des Werkstoffes Die Mängel der Schweißverbindung bestehen im all- io notwendig sein, dann noch eine Wärmebehandlung gemeinen darin, daß an der Übergangsstelle Schweiß- im Sinne einer Weichglühung oder Vergütung durchgut— Grundwerkstoff ungenügende mechanische zuführen. In diesem Zustand ist die Schweißeignung Eigenschaften vorhanden sind, wodurch infolge der des Werkstückes erfindungsgemäß vorhanden. Je Schweißschrumpf spannungen Risse zwischen Schweiß- nach den Beanspruchungen, die an die Schweißvergut und Grundwerkstoff entstehen können, da diese 15 bindung bei der praktischen Verwendung gestellt Spannungen von der Verbindung nicht mehr aufge- werden, ist es möglich, das geschweißte Werkstück nommen werden konnten. Darüber hinaus entsteht ohne weitere thermische Nachbehandlung zu veran der Schweißverbindung eine höhere Härte und wenden; darüber hinaus kann aber auch eine solche eine Verminderung der Zähigkeit, welche ebenfalls Wärmebehandlung ohne weiteres nachgeschaltet die Schweißverbindung ungeeignet machen. 20 werden.It is known that the material cast iron with zones intended for welding is carbon-spheroidal graphite Basically, there is a poor sweat content, such as that of weldable steel suitability owns, because because of the chemical to-varieties are known. After this decarburizing Composition in the area of the heat affected zone annealing then takes place normal cooling until Structural changes occur during the welding process, to room temperature. It can be used for setting change the mechanical properties. certain usage properties of the material The defects in the welded joint are generally necessary, then heat treatment common in the fact that at the transition point welding in the sense of a soft annealing or tempering Insufficient mechanical feed of base material. The weldability is in this condition Properties are present, as a result of which the workpiece is present according to the invention. Ever Welding shrinkage tensions cracks between weldments according to the stresses applied to the weld deposit and base material can arise, as this 15 bond is made in practical use Tensions from the connection are no longer released, it is possible to remove the welded workpiece could be taken. In addition, there is no need for further thermal post-treatment the weld joint has a higher hardness and turn; but also such a a reduction in toughness, which is also readily followed by heat treatment make the welded joint unsuitable. Turn 20.

Es ist zwar bekannt, Temperguß durch entkohlen- Die Erfindung sei an Hand des folgenden BeispielsIt is known that malleable cast iron can be decarburized. The invention is based on the following example

des Glühen schweißgeeignet zu machen, aber dieser beschrieben.of the glow to make weldable, but this described.

Werkstoff hat eine völlig andere chemische Zusam- Ein Werkstück aus einem Kugelgraphitguß, dessenMaterial has a completely different chemical composition

mensetzung als Gußeisen mit Kugelgraphit. Darüber chemische Zusammensetzung folgende Werte auf-composition as cast iron with spheroidal graphite. In addition to the chemical composition, the following values

hinaus hat sich aus den Erfahrungen bei der Ent- 25 weist, soll geschweißt werden,In addition, the experience with the 25 demonstrates that welding should be carried out,

kohlung von schwarzem Temperguß (in dem der 3 29«/ Γcarbonization of black malleable cast iron (in which the 3 29 «/ Γ

Kohlenstoff in Form von freier Temperkohle vor- 2^9 o/° ς·'Carbon in the form of free tempered coal before- 2 ^ 9 o / ° ς · '

liegt) ein Vorurteil herausgebildet, da die Eigen- o'l7°/°Mnlies) a prejudice developed, since the Eigen- o'l7 ° / ° Mn

schäften des schwarzen Tempergusses durch die n'n<-0/°,» 'shafts of black malleable cast iron through the n ' n <- 0 / °, »'

entkohlende Glühung verschlechtert wurden. Trotz 30 υ'υ:> /oMgj decarburizing annealing were deteriorated. Despite 30 υ 'υ:> / oMgj

der weiter vorhandenen allgemeinen Kenntnis, daß übliche Zusätze und Verunreinigungen,the further existing general knowledge that common additives and impurities,

weißer Temperguß durch eine entkohlende Glühung Rest Eisen.white malleable cast iron by a decarburizing annealing remainder iron.

weitgehend schweißgeeignet wird, konnte diese Er- Das Werkstück mit einer zum Schweißen vorbereikenntnis nicht auf schwarzen Temperguß oder auf teten Wanddicke von 7 mm wird dann während einer solchen Temperguß übertragen werden, welcher 35 Zeit von 48 Stunden in einer oxydierend wirkenden freien Kohlenstoff enthält, weil auch im Kern des Atmosphäre auf 1070° C erhitzt. Durch diese Glühweißen Tempergusses noch immer Temperkohle vor- behandlung wird der Kohlenstoffgehalt in den Randhanden ist und dieser Kern ein perlitisches Gefüge zonen, d. h. also auch in den Schweißzonen, auf besitzt, dessen Nachteile beim schwarzen Temperguß etwa 0,2% C vermindert. Sodann läßt man das schon genannt worden sind. 40 Werkstück bis auf Raumtemperatur abkühlen undis largely suitable for welding, this could be The workpiece with a vorbeikenntnis for welding not on black malleable cast iron or on wall thickness of 7 mm is then during a such malleable cast iron are transferred, which 35 time of 48 hours in an oxidizing Contains free carbon because it is heated to 1070 ° C in the core of the atmosphere. Through this glow white Malleable cast iron is still pretreated with tempered carbon, the carbon content in the edge hands and this core has a pearlitic structure, d. H. so also in the welding zones has, the disadvantages of which are reduced by about 0.2% C in black malleable cast iron. Then leave that have already been mentioned. 40 Cool the workpiece to room temperature and

Es ist deshalb versucht worden, diese Mängel bei unterzieht es anschließend einer Wärmebehandlung, Gußeisen mit Kugelgraphit durch Anwendung unter- bei der es durch Erhitzen auf 740° C angelassen wird, schiedlicher Schweißverfahren oder durch die Be- Ein solches Werkstück kann dann unbedenklich nutzung verschiedener Schweißzusatz-Werkstoffe zu nach allen vorkommenden Verfahren geschweißt beheben. Alle diese Versuche haben aber zu keiner 45 werden, ohne daß eine Verminderung der Festigkeit praktischen Lösung geführt, so daß hier nur eine des Grundwerkstoffes eintritt. Paßt man dabei die beschränkte Möglichkeit vorhanden ist, eine Ver- Schweißzusatzwerkstoffe hinsichtlich der metallischen bindungsschweißung auszuführen, wenn ganz be- Legierungsbestandteile festigkeitsmäßig dem Grundsondere und aufwendige Vorsichtsmaßnahmen er- werkstoff an, so erhält auch die Schweißverbindung griffen werden. Sehr oft mußte zur Umgehung dieser 50 eine dem Grundwerkstoff entsprechende Festigkeit. Schwierigkeiten an Stelle des Werkstoffes Kugel- Dies ließ sich bisher beim Werkstoff Gußeisen mit graphitguß ein anderer Werkstoff verwendet werden. Kugelgraphit nicht erreichen. Wird die Schweißver-Attempts have therefore been made to remedy these defects by subsequently subjecting it to a heat treatment, Spheroidal graphite cast iron by using it by heating it to 740 ° C, Different welding processes or through the loading process. Such a workpiece can then be harmless Use of different welding consumables to be welded according to all occurring processes remedy. However, none of these attempts have resulted in any reduction in strength practical solution out, so that only one of the base material occurs here. If you fit the There is a limited possibility of welding consumables with regard to the metallic To carry out a bond weld if the alloy components are the basic specialty in terms of strength and elaborate precautionary measures are used, the welded joint is also preserved are attacked. Very often, to bypass this 50, a strength corresponding to the base material had to be achieved. Difficulties in place of the material spherical- This was previously possible with the material cast iron cast graphite another material can be used. Do not achieve spheroidal graphite. If the welding

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bindung nach Verfahren durchgeführt, bei denen keinThe invention is based on the object, carried out by methods in which no bond

die oben beschriebenen Mängel bei der Schweißung Schweißzusatzwerkstoff zur Anwendung kommt, sothe above-described deficiencies in the welding welding filler material is used, so

von Gußeisen mit Kugelgraphit zu beheben. 55 erhält auch dann die Schweißverbindung die Festig-to fix spheroidal graphite cast iron. 55 then the welded connection also receives the

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, keit des Grundwerkstoffes.To solve this problem, it is proposed that the base material speed.

die Gußstücke einer entkohlenden Glühung im Durch die entkohlende Glühbehandlung und der Temperaturbereich zwischen 900 und 12000C vor damit verbundenen Verminderung des Kohlenstoffder Schweißung zu unterziehen, wodurch der Kohlen- gehaltes erhöht sich der Schmelzpunkt des Werkstoffgehalt im Bereich der Schweißzone auf einen 60 stoffes in der Schweißzone in solche Temperatur-Gehalt von weniger als 0,3% herabgesetzt wird, bereiche, wie sie bei Stahlwerkstoffen üblich sind.To subject the castings to a decarburizing annealing treatment and the temperature range between 900 and 1200 0 C before the associated reduction in the carbon of the weld, whereby the carbon content increases the melting point of the material content in the weld zone to a 60 substance in the Welding zone is reduced to such a temperature content of less than 0.3%, areas as they are common with steel materials.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierun- Dadurch ist eine technisch einwandfreie AusführungThe alloy to be used according to the invention is thereby a technically perfect execution

gen sind alle Kugelgraphitgußsorten mit perlitischem einer Verbindungsschweißung mit Stahl gewähr-all nodular cast iron grades with pearlitic a connection weld with steel are guaranteed.

und ferritischem Gefüge, wie z. B. in der Norm leistet. Weiterhin bedingt der niedrige Kohlenstoff-and ferritic structure, such as B. in the norm. Furthermore, the low carbon

DIN1693 beschrieben sind. 65 gehalt im Bereich der Schweißwärmeeinflußzone imDIN1693 are described. 65 content in the area of the welding heat-affected zone in

Werden Werkstücke aus diesen Legierungen einer Grundwerkstoff Gußeisen mit Kugelgraphit währendAre workpieces made of these alloys of a base material cast iron with spheroidal graphite during

entkohlenden oder oxydierenden Glühung im Tem- des Schweißens keine schädigenden Gefügeumwand-decarburizing or oxidizing annealing in the temperature of welding no damaging microstructure

peraturbereich zwischen 900 und 12000C unter- lungen, die die mechanischen Eigenschaften dertemperature range between 900 and 1200 0 C under- the mechanical properties of the

Claims (1)

3 43 4 Schweißverbindung stören oder die zu makroskopi- Gußeisen mit Kugelgraphit, dadurch g e -Disturb the welded connection or the too macroscopic cast iron with spheroidal graphite, thereby g e - schen Fehlern in der Verbindung führen können. kennzeichnet, daß die Gußstücke einererrors in the connection. indicates that the castings are one entkohlenden Glühung im Temperaturbereichdecarburizing annealing in the temperature range Patentanspruch: zwischen 900 und 12000C vor der SchweißungClaim: between 900 and 1200 0 C before welding 5 unterzogen werden, wodurch der Kohlenstoff-Verfahren zur Herstellung von durch Schmelz- gehalt im Bereich der Schweißzone auf einen schweißen gut schweißbarer Gegenstände aus Gehalt von weniger als 0,3% herabgesetzt wird.5, whereby the carbon process for the production of melt content in the area of the welding zone is reduced to one weld easily weldable objects from a content of less than 0.3% is reduced.
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