DE1565199A1 - Verfahren zum Verbessern des Schweissnahtgefueges bei in einer Maschine elektrisch abbrennstumpfgeschweissten Werkstuecken - Google Patents

Description

Theodor Wuppermann 509 ijcvuuvub-ua ι, i.o.AugusT 1965 Gesellschaft mit Friedrichstr. 3Ö beschränkter Haftung Dr. Ko/V

Unsere Akte Sch 110

Verfahren zum Verbessern des Schweißnahtgefüges bei in einer Maschine elektrisch abbrcnnstumpfgeschweiiSten Werkstücken

Die elektrische Widerstands-Stumpfschwoißung von Werkstücken größeren Querschnitts wird heute ausnahmslos nach dem Abbrennverfahren vorgenommen. Wenn auch die damit erzielten Verbindungen im allgemeinen den Anforderungen entsprechen, zeigen sie dennoch in der Schweißnaht ein unbefriedigendes Mikrogefüge, das grobes Korn und Stengelkristalle enthält.

Es ist bekannt, diesen Mangel durch eine Wärmenachbehandlung zu beseitigen. Erfolgt eine solche Nachbehandlung am fertigen Werkstück in einem Ofen, so läßt sich Temperatur sowie Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit genau einhalten. Es ist jedoch meist mit lediglich einer Glühung nicht möglich π die Widmannstätten-Struktur voll aufzulösen und in. feines Korn überzuführen; zum andern sind die Kosten einer solchen Glühung hoch. Weiterhin ist zu bedenken, daß bei diesem Glühprozeß eine große VerZiehungsgefahr für die Werkstücke besteht.

Man hat daher häufig das Nachglühen in der eigentlichen Schweißmaschine vorgenommen, indem nach erfolgter Schweißung und teilweiser Abkühlung das Werkstück durch Wiedereinschalten des Maschinenstroms nochmals bis über den Umwandlungspunkt erhitzt wurde. Es liegt in der Natur dieses Verfahrens, daß es unmöglich ist, die Temperatur der erhitzten Werkstücke, besonders bei großen Teilen, exakt zu messen. Der Erfolg einer solchen liach-

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1 c g c -ι η η glühung in der Schweißmaschine bleibt somit stei-s zufallsbedingt.

Zur Vermeidung besagter Mangel v;ird eriindungsgomaß ein Verfahren in Vorschlag gebracht, mit den es möglich ist, die Temperatur der erhitzton Zone eines Schweißstücks auf indirektem Wege präzise zu messen.

Dieses Verfahren beruht darauf, daß die plastische Verformbarkeit eines Metalls von der Temperatur und dem angewendeten Druck abhängt, was zum andern besagt, daß ein unter einem bestimmten Druck stehender Körper, wenn man ihn erhitzt, bei einer be-.stimmten Temperatur und einem bestimmten Druck plastisch zu "fließen" beginnt,

Erfindungsgemäß v/ird vorgeschlagen, nach beendeter Schweißung die Schweißstelle einem derartigen Stauchdruck auszusetzen, daß sie sich bei sich immer weiter abkühlendem Werkstück bio odor fast bis zum Umwandlungspunkt weiter plastisch yerfor?;.t bzw. fließt, und daß im weiteren-das mit aböinkonder Werkstückstemperatur aufhörende Fließen durch Wiedererhöhen der Werks tu ekstemperatur v/Aedor in Gang gebracht wird, wobei der Stauchdruck üauerna aufrechterhalten wird.

Hierbei kann die Wiedererhöhung der Werkstücksteraporatur in mehreren Polgen vorgenommen werden, v/as zweckmäßigerweise durch Einischalten des Maschinonstroms erfolgt.

Es ist hierbei ohne weiteres möglich, das Verfahren zum periodischen Einleiten des Pließenß an. der Schweißstelle so oft zu wiederholen, bis ein gewolltos Fertigmaß bei den miteinander zu verschweißenden Werkstücken, erreicht ist,

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Das Verfahren gemäß der Erfindung v/ird in oinscln-e η wie folgt durchgeführt:

Hach Beendigung der in. der üblichen Weise durchgeführten AbbrennstumpfschwclBung v/ird die Schweißstelle unter die Einwirkung einen genau bemessenen Stauchdruckea gesetzt, der einem Fließbeginn bei einer geringfügig über den Umwandlungspunkt (Λ ^)¹ liegenden Temperatur entspricht. Dieser Druck läßt sich durch einen Vorversuch unter Verwendung des betroffenden Werkstoffes, genau ermitteln. Er liegt in jedem Fall höher als die üblichen Stauchdrücke. Bei Aufwendung und Aufrechtorhaltung den weiter oben näher bezeichneten Stauchdruckes wird, wenn die mittlere Temperatur der Schv/eiii^one hoher liegt als die Temperatur, die dem angewandton Druck entspricht, der-Werkstoff im. Bereich der Schweißstelle langsam weiter-"fließen".

Dieses Flieiden kann beispielsweise anhand einer* Skala, die den Backenabstanu boi eier Maschine anzeigt, genau verfolgt werden. Sobald die Bewegung zum Stillstand gekorener: ist, hat ran boi richtiger Druckeinstellung die Gi^s\;i.;hoit. Ci-il: die Temperatur des Werkstücks don ütrivrinülung'.--piuikt unterschritten hat. Gegebenenfallo kanii nach einer Sicherheitspause, diu ir. der Größen-, orüming von Sekunden liegt, dor !-'nschineristror-i wieder eingüs-chaltet vieixion^ \xiu die Ternperatur der Schweißstelle viieder entsprechend zu erhöhen mil dein Ziele, das Fließen wieder in Gang zu bringen. Sobald die Fließbcwegiuig wieder erkennbar ist, wird der Stror: erneivt ausgesch-ij.-tet unc das -Fliegen bis zum Wiederaufhören be-■ obftchtet. Dieser Vorgang kann ir.ehre-re Male ' wiederholt werden, beispielsweise so langt, bis ein beat in5TTit.es Ge s a tut 5 "tau er." a ii erreicht i*"·:.

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Wie bereits ausgeführt, iot eine genaue Besl'immung des angewendeten Druckes notwendig, weil sonst die i'emperaturverhältnisse falsch liegen. Insbesondere ein zu niedriger Druck ist schädlich, da hierbei das Fließen bei einer noch zu hohen Temperatur aufhört und das erkaltende Werkstück zu lange Zeit über dem Umwandlungspunkt erwärmt bleibt, was zu grobem Korn führt. Aber auch ein zu hoher Druck ist schädlich, weil dabei das Fließen in zu kurzer Zeit erfolgt, so daß die erwünschte Gefügcumwandlung, die eine gewisse Zeit benötigt, nicht oder nur unvollständig erfolgt. Außerdem läßt sich eine zu schnelle Fließbewegimg in der Praxis schlecht erfassen und steuern.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ist darin zu sehen, daß infolge der beim Fließen dos Werkstoffes gleichzeitig eintretenden Verformung eine Gefügeausbildung eintritt, die einer "Durchschmiedung" gleichkommt. Die Kristalle des Werkstoffes werden "zerdrückt" und die Bildung eines groben Korns ausgeschlossen. Schließlich weist das neue Verfahren einen Weg, beim Stumpfschweißen ein vorgegebenes Fertigmaß einwandfrei zu er-Eielen, was bisher nur unvollkommen möglich war.

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Claims (4)

1) Verfahren zum Verbessern des Schwoißnahtgefüges boi in einer Haschine elektrisch abbrennstumpfgeschweißten Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß nach beendeter Schwoißung die Schweißstelle einem derartigen Stauchdruck ausgesetzt wird, daß sie sich bei sich immer weiter abkühlendem Werkstück bis oder fast bis zum Umwandlungspunkt weiter plastisch vorformt bzw. fließt, und daß im weiteren das mit absinkender Werkstückstemperatur aufhörende Fließen durch Wiedererhöhen der Werkstückstemperatur wieder in Gang gebracht wird, wobei der Stauchdruck dauernd aufrechterhalten wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wiedererhöhung der Werkstückstemperatur in mehreren Polgen vorgenommen wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wiedererhöhung der Werkstückstemperatur durch Einschalten dos Maschinenstroms erfolgt.

4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß bis zum Erreichen eines gewollton Pertigmaßeo gearbeitet wird.

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