DE1558004C2 - Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten - Google Patents
Verfahren zur Wärmebehandlung von SchweißnähtenInfo
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- DE1558004C2 DE1558004C2 DE19671558004 DE1558004A DE1558004C2 DE 1558004 C2 DE1558004 C2 DE 1558004C2 DE 19671558004 DE19671558004 DE 19671558004 DE 1558004 A DE1558004 A DE 1558004A DE 1558004 C2 DE1558004 C2 DE 1558004C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
Description
Sekunden induktiv durchgeführt, vorzugsweise mittels Vorschubverfahrens. , . -
Für Rohre mit kontinuierlich hergestellten Schweißnähten wird die örtliche, kurzzeitige Glühung der
Rohrschweißnähte am besten unter Einhaltung des kontinuierlichen Herstellungsablaufs in der Rohrschweißstraße
mit mindestens einem stabförmigen Induktor durchgeführt. ,
Besonders vorteilhaft ist es jedoch für die kontinuierliche
Herstellung von Rohrschweißnähten, wenn sowohl die örtliche, kurzzeitige Glühung als auch die
anschließende Normalglühung unter Einhaltung des kontinuierlichen Herstellungsablaufs in der Rohrschweißstraße
mit stabförmigen Induktoren durchgeführt wird. Die Induktoren für die kurzzeitige, örtliche
Glühung und die nachfolgende Normalglühung sowie die Rohrgeschwindigkeit in der Straße sind je nach
Rohrdurchmesser und Wandstärke so aufeinander abgestimmt, daß die Glühtemperaturen erreicht und die
Haltezeiten eingehalten werden.
Daß mit einer in der Größenordnung von Sekunden liegenden Glühdauer die eingangs beschriebenen nachteiligen
Erscheinungen an elektrisch preßgeschweißten Rohren erfolgreich bekämpft werden können, konnte
nicht erwartet werden.
Bei bekannten Hochtemperaturglühungen werden Stähle bei Temperaturen über 1100, z. B. 1150 bis
13000C, mindestens 10 bis 20 Minuten bis zu vielen Stunden geglüht und im Anschluß daran rasch, insbesondere
mit Wasser, abgekühlt, vgl. F.Erdmann-Jesnitzer, »Werkstoff und Schweißung«, Berlin
1951, S. 812/17. Die nur Sekunden währende Glühung gemäß der Erfindung läßt sich auch nicht vergleichen
mit einer Diffusionsglühung, die angewendet wird bei Stählen, die wegen eines großen Abstandes zwischen
Liquidus- und Solidus-Linie stark zur Entmischung neigen.
Nach der herrschenden Auffassung benötigen solche Glühungen eine Zeitdauer von vielen Stunden, vgl.
z. B. »Werkstoffhandbuch Stahl und Eisen«, 1953, T 3-1/2 und H. Ruhfuss, »Wärmebehandlung der
Eisenwerkstoffe«, Düsseldorf, 1958, S. 96/97.
Die Erfindung wird an Hand von Beispielen erläutert.
Die Schweißnaht eines Rohres der Abmessung 457 · 6,3 mm aus dem Werkstoff St 53.7 wurde unterschiedlichen
Wärmebehandlungen .unterworfen. Die erste Probe wurde nach dem Schweißen wie üblich
induktiv normalisiert, die zweite Probe im Öfen normalisiert und die dritte Probe erfindungsgemäß wärmebehandelt.
Die an diesen Proben ermittelten Kerbschlagzähigkeitswerte im ungealterten und gealterten
Zustand und die Werte der Faltprobe nach DIN 50121 sind in Tabelle 1 wiedergegeben (Probe 1 bis 3).
Zum Vergleich wurden die entsprechenden Werte des Grundwerkstoffs (Rohrrücken) im Walzzustand
bestimmt und ebenfalls in die Tabelle 1 eingetragen (Probe 4).
Die ermittelten Werte zeigen deutlich, daß durch die erfindungsgemäße Wärmebehandlung die Kerbschlagzähigkeit
im Schweißnahtbereich sowohl im ungealterten als auch im gealterten Zustand wesentlich verbessert
wird und die Verformbarkeit der Schweißnaht und der Nahtzone den gestellten Bedingungen nach
DIN 50121 entspricht. Im vorliegenden Beispiel konnte die Kerbschlagzähigkeit im Nahtbereich durch die
erfindungsgemäße Wärmebehandlung sogar über die Werte des Grundwerkstoffs angehoben werden.
Von der induktiv normalisierten Probe wurde ein Schliffbild des Schweißnahtgefüges hergestellt, das im
Maßstab 100: 1 in F i g. 1 dargestellt ist. Die aufgestauchten Gefügezeilen und die Ferritlinie sind trotz
der induktiven Normalisierung der Schweißnaht deutlich sichtbar.
Von der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelten Probe wurde ebenfalls ein Schliffbild
des Schweißnahtgefüges hergestellt, das im Maßstab 100: 1 in F i g. 2 dargestellt ist. Die aufgestauchten
Fasern sind nicht mehr zu erkennen, da die Ferrit-Perlit-Zeiligkeit durch das erfindungsgemäße Verfahren
beseitigt wurde. Außerdem weist das Gefüge in diesem Zustand keine Ferritlinie mehr auf.
Zähigkeit und Verformbarkeit von Proben eines HF-geschweißten Rohres
der Abmessung 457 · 6,3 mm aus St 53.7 nach DIN 17172
| Behandlung | Kerbschlagzähigkeit mkp/cm2 | ' gealtert*) | Faltprobe nach DIN 50121 | 3,1 | 2,0 | 60° Anriß | 4,6 | 3,3 | 180° ohne | Innenseite | |
| Probe | (DVMO0C) | Biegewinkel auf Zug | Anriß | ||||||||
| ungealtert | Außenseite | 4,0 | 2,7 | 180° Anriß | |||||||
| Induktiv normalisiert, 9500C, | Schweißnaht | 32° Anriß | |||||||||
| 1 | Haltezeit 5 Sekunden | ||||||||||
| Ofennormalisiert, 9500C, | 64° Anriß | ||||||||||
| 2 | Haltezeit 2 bis 3 Minuten | 7,8 | 5,3 | 180° ohne | |||||||
| örtlich, kurzzeitig bei 13000C | Anriß | ||||||||||
| 3 | geglüht, Haltezeit 3 Sekunden, | Grundwerkstoff | |||||||||
| anschließend induktiv normalisiert, | 180° ohne | ||||||||||
| 950° C, Haltezeit 5 Sekunden | Anriß . | ||||||||||
| 180° ohne | |||||||||||
| Walzzustand (Rohrrücken) | Anriß | ||||||||||
| 4 | |||||||||||
·) 5% gestaucht und Vs Stunde 250° C.
B eispiel2
Der Schweißnahtbereich eines Rohres der Abmessung 323 · 6,3 mm aus St 43.7 wurde verschiedenen
Wärmebehandlungen unterworfen. Die ersten beiden Proben wurden bei 950° C induktiv bzw. im Ofen normalisiert,
Die dritte Probe wurde bei 13000C kurzzeitig
geglüht und die vierte und fünfte Probe erfindungsgemäß wärmebehandelt, und zwar bei 13000C
kurzfristig geglüht und bei 9500C induktiv bzw. im Ofen normalisiert. Eine sechste Probe wurde im
Schweißzustand belassen.
Die an diesen Proben ermittelten Kerbschlagzähig-
keitswerte im ungealterten und gealterten Zustand und die Werte der Faltprobe nach DIN 50121 sind in
Tabelle 2 wiedergegeben. Zum Vergleich wurden auch die entsprechenden Werte des Grundwerkstoffs (Rohrrücken)
im Walzzustand und nach einer Ofennormälisierung bei 9500C eingetragen (Probe 7 und 8).
Die ermittelten Werte in Tabelle 2 zeigen auch bei diesem Beispiel, daß die Kerbschlägzähigkeit der Naht
sowohl im ungealterten als auch im gealterten Zustand und die Verformbarkeit mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens wesentlich verbessert und gesteigert werden können im Hinblick auf die erzielten
Werte der bisher üblichen Wärmebehandlungen.
Zähigkeit und Verformbarkeit von Proben eines HF-geschweißten Rohres
der Abmessung 323 · 6,3 mm aus St 43.7 nach DIN 17172
| Behandlung | Kerbschlagzähigkeit mkp/cm1 | gealtert*) | Faltprobe nach DIN 50121 | Innenseite | 1,7 | 118° Anriß | 2,6 | — | 22° Anriß | |
| Probe | (DVM 0°Q | (Mittelwert von 3 Proben) | Biegewinkel auf Zug | (Dorndurchmesser 3 - Blechdicke) | S | |||||
| ungealtert | Außenseite | Schweißnaht | 1,7 | 140° Anriß | 2,3 | — | 65° Anriß | |||
| Induktiv normalisiert, 9500C, | 4,3 | 2,1 | 108° Anriß | 18° Anriß | ||||||
| 1 | Haltezeit 5 Sekunden | . > | ||||||||
| Ofennormalisiert, 9500C, | 4,3 | |||||||||
| 2 | Haltezeit 3 Minuten | |||||||||
| örtlich, kurzzeitig geglüht bei | 3,6 | 3,1 | 180° ohne . | 180° ohne | ||||||
| 3 | 13000C, Haltezeit 2 bis 3 Sekunden | Anriß | Anriß | |||||||
| örtlich, kurzzeitig geglüht bei | ||||||||||
| 4 | 1300°C, Haltezeit 2 bis 3 Sekunden, | |||||||||
| anschließend induktiv normalisiert | 5,4 | |||||||||
| bei 9500C, Haltezeit 5 Sekunden... | 3,5 | 180° ohne | 180° ohne | |||||||
| Anriß | Anriß | |||||||||
| örtlich, kurzzeitig geglüht bei | 1,4 | 70° Anriß | 18° Anriß | |||||||
| 5 | 13000C, Haltezeit 2 bis 3 Sekunden, | Grundwerksotff | ||||||||
| anschließend ofennormalisiert bei | 8.1 | — | ||||||||
| 9500C, Haltezeit 2 bis 3 Minuten... | ||||||||||
| 2,4 | — | |||||||||
| Naht im Schweißzustand | ||||||||||
| 6 | 4,2 | |||||||||
| Walzzustand (Rohrrücken) | ||||||||||
| 7 | Ofennormalisiert (Rohrrücken), | 4,4 | ||||||||
| 8 | Haltezeit 2 bis 3 Minuten | |||||||||
·) 10% gestaucht und V« Stunde 250° C.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Wärmebehandlung elektrisch- naht entnommene Streifenprobe mit der Schweißnaht
preßgeschweißter, insbesondere hochfrequenzge- in der Mitte über einen Dorn mit vorgeschriebenem
schweißter Nähte von Stahl, bei welchem die 5 Durchmesser so gebogen wird, daß einmal die Außen-Schweißnähte
induktiv oder im Ofen normalge- seite und einmal die Innenseite der Naht auf Zug beanglühtwerden,d
a d u r c h ge k e η nzei ch η e t, sprucht wird, treten leicht Anrisse dicht neben der
daß die Schweißnähte vor dem Normalglühen Naht auf, da die beim Biegen entstehenden Zugspanörtlich
kurzzeitig in der Größenordnung von Se- nungen zugleich auch eine Zugspannung senkrecht auf
künden im Temperaturbereich von 1150 bis 14000C, io die aufgestauchten Fasern ausüben, die wegen der
vorzugsweise von 1280 bis 1350° C, geglüht werden. Gefügeheterogenität und der unter Umständen an die
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Oberfläche stoßenden Einschlüsse verformungsarm
zeichnet, daß die örtliche, kurzzeitige Glühung der sind. Die Risse folgen dabei immer der Richtung der
Schweißnähte induktiv durchgeführt wird. aufgestauchten Gefügezeilen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch 15 Mit zunehmender Festigkeitsstufe der z. B. für gegekennzeichnet,
daß für Rohre mit kontinuierlich schweißte Rohre für Ferngas- und Ölleitungen in Frage
hergestellten Schweißnähten die örtliche, kurz- kommenden C-Mn-Stähle nehmen diese nachteiligen
zeitige Glühung der Rohrschweißnähte unter Ein- Erscheinungen in der Schweißnaht zu. Sie treten beim
haltung des kontinuierlichen Herstellungsablaufs Stahl St 43.7, besonders aber bei den Stählen St 48,7,
in der Rohrschweißstraße mit mindestens einem 20 St 53.7, St 56.7 und St 60.7 oder ähnlichen Stählen entstabförmigen
Induktor durchgeführt wird. . sprechender bzw. höherer Festigkeitsstufe, wie silizium-
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- beruhigten Grobkorn- oder Feinkorn-Stählen, die
kennzeichnet, daß für Rohre mit kontinuierlich Elemente wie Aluminium, Vanadin, Titan, Niob,
hergestellten Schweißnähten die örtliche, kurz- Zirkonium, Cer enthalten, auf.
zeitige Glühung und die anschließende Normal- 25 Die Zähigkeit und Verformbarkeit solcher elektrischglühung
unter Einhaltung des kontinuierlichen preßgeschweißten Stähle zu verbessern, ist Aufgabe
Herstelliingsablaufs in der Rohrschweißstraße mit der Erfindung.
stabförmigen Induktoren durchgeführt wird. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die
nachteiligen Eigenschaften hinsichtlich Zähigkeit und 30 Verformbarkeit preßgeschweißter Nähte von Stahl be-
- seitigt werden können, wenn die Nähte und die Nahtzone vor der üblicherweise durchgeführten Normalglühung
einer örtlichen, kurzzeitigen Glühung bei
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärme- einer wesentlich über der Normalglühtemperatur Hebehandlung
von elektrisch preßgeschweißten, insbe- 35 genden Temperatur unterworfen werden,
sondere hochfrequenzgeschweißten Schweißnähten von Die Erfindung geht demnach aus von einem Verfah-
sondere hochfrequenzgeschweißten Schweißnähten von Die Erfindung geht demnach aus von einem Verfah-
Stahl. ren zur Wärmebehandlung elektrisch preßgeschweiß-
Elektrisch preßgeschweißte, insbesondere hoch- ter, insbesondere hochfrequenzgeschweißter Schweißfrequenzgeschweißte
Nähte von beruhigten Stählen nähte von Stahl, bei welchem die Schweißnähte indukhöherer
Festigkeit weisen nach dem Schweißen wegen 40 tiv oder im Ofen normalgeglüht werden und ist dadurch
der hohen Schweißtemperatur ein stark überhitztes gekennzeichnet, daß die Schweißnähte vor dem Norgrobkörniges
Gefüge auf. Eine Normalglühung, wie malglühen im Temperaturbereich von 1150 bis 14000C,
sie bisher üblicherweise induktiv vorgenommen wird, vorzugsweise 1280 bis 13500C, örtlich kurzzeitig in der
bewirkt zwar eine völlige Umkristallisierung des Größenordnung von Sekunden geglüht werden.
Gefüges; wegen der sehr kurzen Austenitisierungszeit 45 Eine solche örtliche, kurzzeitige Glühung ruft innerist jedoch der Effekt dieser Wärmebehandlung unvoll- halb kurzer Zeit eine Kohlenstoffdiffusion hervor, kommen. durch die eine gleichmäßige Verteilung des Perlits und
Gefüges; wegen der sehr kurzen Austenitisierungszeit 45 Eine solche örtliche, kurzzeitige Glühung ruft innerist jedoch der Effekt dieser Wärmebehandlung unvoll- halb kurzer Zeit eine Kohlenstoffdiffusion hervor, kommen. durch die eine gleichmäßige Verteilung des Perlits und
Ein weiterer Nachteil bei Preßschweißnähten ist die somit ein gleichmäßiges, nicht orientiertes Schweißbeim
Stauchvorgang entstehende Faserumlenkung. Da nahtgefüge zustande kommt. Dieser Diffusionsvorgang
insbesondere bei der Hochfrequenzschweißung die er- 50 ist abhängig von Temperatur und Zeit. Während im
hitzte Zone im Bereich der Schweißkanten sehr schmal Bereich der Normalglühtemperatur (900 bis 9500C)
ist, ist die Aufstauchung der Gefügezeilen und der Ein- diese günstige Gefügeveränderung noch nicht beobschlüsse
naturgemäß überaus steil, so daß diese nahezu achtet werden kann, sind bei Glühtemperaturen zwisenkrecht
zur Oberfläche hingelenkt werden. Eine dritte sehen 950 und 11000C noch verhältnismäßig lange
bei Preßschweißnähten auftretende nachteilige Er- 55 Haltezeiten notwendig, die z. B. bei der Wärmebehandscheinung
ist eine entkohlte Zone, die sogenannte lung kontinuierlich preßgeschweißter Rohrlängsnähte
»Ferritlinie« in der Verschweißungsebene, die offenbar wirtschaftlich nicht tragbar sind. Erst mit noch höherer
auf eine selektive Oxydation des Kohlenstoffs durch Glühtemperatur zwischen 1150 und 14000C, wie sie die
den Luftsauerstoff bei der Erwärmung der zu ver- Erfindung vorschlägt, .nimmt die notwendige Zeit
schweißenden Fläche auf Schweißtemperatur zurück- 60 schnell ab, so daß in diesem Temperaturbereich nur
zuführen ist. noch ein Halten von wenigen Sekunden notwendig ist,
Diese durch die Preßschweißung bedingten Erschei- je nach Schweißnahtdicke. Da die nachfolgende
nungen haben zur Folge, daß die Schweißnaht und die Normalglühung nur noch zum Entfernen des über-Nahtzone
hinsichtlich der Zähigkeit und Verformbar- hitzten Schweißnahtgefüges dient, braucht die Haltekeit
nur unbefriedigende Eigenschaften aufweist. Dies 65 zeit von derjenigen der vorhergehenden örtlichen
wirkt sich besonders nachteilig bei der Herstellung von Glühung nicht wesentlich verschieden zu sein.
Rohren aus Bandmaterial aus, da schon im Band- Vorteilhafterweise wird die örtliche, kurzzeitige Glü-
Rohren aus Bandmaterial aus, da schon im Band- Vorteilhafterweise wird die örtliche, kurzzeitige Glü-
material die geforderten Kerbschlagzähigkeitswerte hung der Schweißnähte in der Größenordnung von
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DET0034092 | 1967-06-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1558004B1 DE1558004B1 (de) | 1972-05-31 |
| DE1558004C2 true DE1558004C2 (de) | 1974-07-11 |
Family
ID=7558255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671558004 Expired DE1558004C2 (de) | 1967-06-14 | 1967-06-14 | Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1558004C2 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0394754A2 (de) * | 1989-04-27 | 1990-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Wärmebehandlung des Schweissnahtbereiches eines längsnahtgeschweissten Rohres |
| DE102011013094A1 (de) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Rwe Technology Gmbh | Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten an Kraftwerks- und Anlagenbauteilen |
-
1967
- 1967-06-14 DE DE19671558004 patent/DE1558004C2/de not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0394754A2 (de) * | 1989-04-27 | 1990-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Wärmebehandlung des Schweissnahtbereiches eines längsnahtgeschweissten Rohres |
| EP0394754A3 (de) * | 1989-04-27 | 1992-10-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Wärmebehandlung des Schweissnahtbereiches eines längsnahtgeschweissten Rohres |
| DE102011013094A1 (de) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Rwe Technology Gmbh | Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten an Kraftwerks- und Anlagenbauteilen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1558004B1 (de) | 1972-05-31 |
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