DE1947398C3 - Verfahren zum druckfesten, IdtrIBfrelen Verschweißen von Messinglegierungen - Google Patents

Description

a) eine Nickellegierung, bestehend aus 2 bis 6°/o Titan und/oder 1 bis 4% Niob sowie weniger als 0,02% Schwefel, Rest mindestens 90% Nickel und übliche Verunreinigungen, oder

b) eine Aluminiumbronze, bestehend aus 7 bis ^ao 8% Aluminium, 8 bis 10% Mangan, 2,5 bis 3,5% Eisen, 2,5 bis 3% Nickel, Rest 77% Kupfer und übliche Verunreinigungen,

benutzt wird. as

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Grundstrom von 110 bis 140 A, einem gedrosselten Gesamtstrom von 270 bis 300 A, einer Grundspannung von 28 bis 30 V und einer Gesamtspannung von 32 bis 34 V gearbeitet wird.

3. Verfahren nach Ansprcch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Scuweißzusatzstoff verwendete Nickellegierung zusätzlich noch 0,2 bis 3% Eisen und/oder 0,2 bis 1,5% Mangan sowie gegebenenfalls 0,8 bis 1,5% Silizium, bis 3% Aluminium und/oder bis 0,25% Kupfer enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zu verschweißenden Kanten des Stahlteiles zuvor in an sich bekannter Weise mit dem Kurzlichtbogen eine 2 bis 3 mm starke Verpanzerungsschicht aus einer Nickellegierung der im Anspruch 1 oder 3 angegebenen Zusammensetzung aufgebracht wird.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf die Herstellung von Metallbauteilen, insbesondere Behälter, aus miteinander druckfest verschweißten Teilen aus Messinglegierungen mit einem Kupfergehalt von 55 bis 85% oder entsprechenden Messing- und Slahlteilen mit der Maßgabe, daß mindestens eine Schweißnaht aus der im Anspruch 1 oder 3 angegebenen Nickellegierung besteht.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum druckfesten, Iötrißfreien Verschweißen von Messinglegierungen mit Kupfergehalten von 55 bis 85 %. insbesondere 59 bis 62%, untereinander oder mit Stahl sowie dessen Anwendung zur Herstellung von Metallbauteilen, insbesondere Behältern.

Zur Herstellung von Anlagen oder Metallteilen, die im Betrieb längere Zeit der Einwirkung von Seewasser oder ähnlichen korrodierenden Medien ausgesetzt sind, werden seit langem in großem Umfange Spezial-Messinglegierungen mit Kupfergehalten zwischen etwa und 65%, insbesondere 59 bis 62% eingesetzt. Je nach den Anforderungen können auch andere Messing-

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sorten mit Kupfergehalten bis hinauf zu etwa 85% Verwendung finden Das zur Verbindung von Messmg-Ξ 3"ch anwendete Hartlöten schafft fur viele Anwendungszwecke, insbesondere solche m.t e.ner Förderung nach unbedingter Druckd.cht.gkeit, kerne ausreichend widerstandsfähige Verbindung. Aus diesem Grunde ist man schon seit längerer Zeit dazu ßbereeeanßer. Metallteile aus derartigen Messingen iSE'and mit Stahlteilen durch Schw,ißun_g zu vabinden. Hierbei wurde zunächst mit Messing-Schweißdraht und Azetylenflamme und spater auch mit Elektroden verschiedener Art geschweißt. Durch ausgedehnte Versuche konnten die Schwe.ßungen diener Art so weit verbessert werden, daß diese Schweißverbindungen sowohl vom Germanischen Lloy¹ als auch vom Lloyd's Register of Shipping anerkannt wurde. Obgleich sich dieses Elektroden-Schweißverfahren an sich durchaus K-wahrt hai, ließen sich an Schliff proben von Schweißverbindungen zwischen Messinglegierungen mit 59 bis 62% Kupfer und Kesselblech H II im Übergang des Schweißgutes zum Kesselblech Kupfereinwanderungen in den Stahl beobachten Diese zwar nur im Mikroschliff festzustellenden, lokalen Gefügetrennungen sind bei spannungsarmen Verbindungen unbedenklich, jedoch muß beim Verschweißen von Behältern mit dem Auftreten größerer Spannungen gerechnet werden, wodurch das Einwandern von Kupfer begünstigt werden kann. Auch alle übrigen bisher veröffentlichten Versuche zum Verschweißen seewasserbeständiger Messingsorten mit Stahl haben, insbesondere infolge des Auftretens von Lötrissigkeit, nicht zum Erfolg geführt.

Aus der DIN-Norm 1736, Blatt 1 sind Schweiüzusatzwerkstoffe für Nickel und Nickellegierungen bekannt, die mindestens 93% Nickel, 1,0 bis 4% Titan und 0,1 bis 1% Aluminium enthalten. Die britische Patentschrift 1 087 362 offenbart einen ganz ähnlichen Schweißzusatzwerkstoff für das Schweißen von Nickellegieiungen mit einem Gehalt von 23 bis 35% Kupfer. Die deutsche Patentschrift 965 103 beschreibt Schweißelektroden zum Schweißen von mit einer Nickeloberfläche versehenen Gegenständen oder zum Aufbringen von Nickelschichten auf Eisen, deren Kern aus einer Nickellegierung mit einem Gehalt von 3,5 bis 5°,, Titan besteht und eine Ummantelung aus Calciumcarbor.at und Fluoriden besitzt. Diese Veröffentlichungen betreffen jedoch nur das Verschweißen von Nickellegierungen und das Aufbringen von Nickelsch'chten auf Stahl und enthalten keinerlei Hinweis auf die ganz andersartige Aufgabe des druckfesten, Iötrißfreien Verschweißen von Messinglegierungen.

In der Veröffentlichung »Schweißen und Brennschneiden von Kupfer und Kupferlegieriingen«, Deutsches Kupferinstitut e. V. (1963), wird auf S. 161 vorgeschlagen, beim Verbindungsschweißen von Messing mit unlegiertem Stahl zum Vermeiden von Lötrissigkeii die Stahlseite mit Nickel zu beraupen und auf diese Nickelberaupung nach dem WIG-Verfahren in mindestens zwei Lagen eine Kupferberaupung mit dem zinnlegierten Kupfer-Zusa'zwerkstoff S-CuSn aufzubringen. Diese Arbeitsweise ist jedoch für das Verschweißen von Messinglegierungen untereinander nicht anwendbar und ergibt auch beim Verschweißen von Messing mit Stahl keine hinreichend druckfeste Verbindung. Aus der britischen Patentschrift 686 952 ist eine Schweißelektrode zum Verschweißen von Kupfer und Kupfcrlcgierungen mit hohem Ktipfergehalt bekannt, die aus Nickel oder einer Nickellegierung mit

unntel aus Erdalkalifluridn und aratn, ^einCI?'Mikacii und einem kohlenstoffhaltigem Mai besteht. Diese Schweißelektroden eröffnen jedoch * falls keinen Weg für ein druckfestes, lötrißfreies ^ebC hweiöen von Messinglegierungen untereinander

hweiöen

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Verschweißen von Messinglegierungen unterein_der mit Stahl anzugeben, welches einfach und ^tchaftlich durchführbar ist und eine einwandfreie, r.dtfeste und lötnßfreie Verschweißung ergibt. 7ur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ««schlagen, daß in an sich bekannter Weise unter «rimtzßas mit einem Sprühlichtbogen bei pulsieren- ^m Strom geschweißt wird, wobei mit einem Grundfh-nm von 80 bis 150 A, einem gedrosselten Gesamtem von 260 bis 340 A, einer Grundspannung von 08 bis 32 V, einer Gesamtspannung von 30 bis 36 V und einer Impulsfrequenz von 80 bis 160 Hz gearbeitet Jnd als Schweißzusatzwerkstoff
^ eine Nickellegierung, bestehend aus 2 bis 6% Titan und/oder 1 bis 4% Niob sowie weniger ais 0 02% Schwefel, Rest mindestens 90% Nickel und übliche Verunreinigungen, oder M eine Aluminiumbronze, bestehend aus 7 bis 8% Aluminium, 8 bis 10% Mangan, 2,5 bis 3,5% Eisen, 2,5 bis 3% Nickel, Rest 77% Kupfer und übliche Verunreinigungen

benutzt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet man mit einem Grundstrom von UO bis 140 A, einem ,«drosselten Gesamtstrom von 270 bis 300 A, einer Grundspannung von 28 bis 30 V und einer Gesamtcnannung von 32 bis 34 V.

Bei der Schweißverbindung von Messing mit Stahl ist es zweckmäßig, auf die zu verschweißenden Kanten des Stahlteiles zuvor mit dem Kurzlichtbogen eine 2 bis 3 mm sta.ke Verpanzerungsschicht aus der als Schweißzusatzwerkstoff verwendeten Nickellegierung aufzubringen.

Die als Schweißzusatzwerkstoff verwendete Nickellegierung kann vorteilhaft zusätzlich noch 0,2 bis 3% Eisen und/oder 0,2 bis 1,5% Mangan sowie gegebenenfalls 0,8 bis 1,5% Silizium, bis 3% Aluminium und/ oder bis 0,25% Kupfer enthalten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die bei den bisher üblichen Methoden zum Verschweißen von Messinglegierungen untereinander oder mit Stahl auftretenden Schwierigkeiten der Zinkverdampfung, der Lötrissigkcit und der Kupfereinwanderung auf der Stahlseite sowie der durch Randzonenentmischung verminderten Korrosionsbeständigkeit weitgehend ausgeschaltet.

Das erst kürzlich bekanntgewordene Schutzgasschweißen mit pulsierendem Strom verbindet die Vorteile des Sigma-Verfahrens und des Argonarc-Verfahrens und zeichner sich durch einen pulsierenden Verlauf des Schweißstromes aus, wobei einem den Lichtbogen aufrechterhaltenden, das Werkstück und das DrahtendeohneMetallübergangvorwärmendenGrund-Oleichstrom in kurzen Zeitabständen stärkere Stromimpulse überlagert sind, bei deren Scheitelwerten der Metallübergang erfolgt. Dieses in allen Positionen anwendbare, alternierende Sprühlichbogen- und Kiirzlichtbogenphasen kombinierende Verfahren ist an sich vorbekannt und wird als ".olchcs nichi beansprucht, zumal seine Anwendung allein zur Lösung der ertindungsgemäßen Aufgabe nicht ausreicht. Erst die Kombination der Anwendung dieses bekannten Verfahrens auf die erfindungsgemäße Aufgabe des Verschweißen von Messing untereinander oder mit Stahl mit der Verwendung besonderer Schweißzusatzwerkstoffe ermöglicht ein verbessertes Verschweißen von Messing und Stahl. Da die bisher übliche Vorwärmung des Grundmaterials entfällt, wird eine Überhitzung des Messings mit der Gefahr von Zinkverdampfung und ίο Randzonenentmischung vermieden. Durch die Verwendung von Spulendraht sind Schlackeneinschlüsse ausgeschlossen. Das Schweißbad wird durch die ständige Abdeckung mit Inertgas geschützt. Durch die erfindungsgemäß benutzten Schweißzusatzwerkstoffe, den geregelten Material übergang und die hohe Abschmelzleistung wird ein sehr gleichmäßiges Schmelzbad und eine erheblich verringerte Porosität gewählleistet.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme ao auf die Zeichnung und einige Ausführungsbeispiele weiter erläutert.

In der Zeichnung ist die Schweißverbindung an einem Kondensator mit einem Boden aus einer Messinglegierung und 59 bis 62% Kupfer schematisch dargestellt. Dabei ist das Stahlblech 1 unter einem Winkel von 45 angefast und mit einer etwa 2 mm starken Verpanzerungsschicht 2 aus einer Nickellegierung versehen. Der Kondensatorboden 3 aus der Messinglegierung besitzt eine entsprechende Randan stufenausnehmung mit einer eingefräiien Schlackennut 4. Der etwa 3 mm betragende Abstand zwischen der verpanzerten Randkante des Stahlrohres 1 und der Ringstufe 5 des Kondensatorbodens 3 ist durch die Wurzellage 6 ausgefüllt. Die verbleibende Schweißfuge ist mit mehreren weiteren Lagen 7, 8, 9 und 110 aus dem gleichen Schweißzusatzwerkstoff ausgefüllt.

Beispiel I

Zur Herstellung eines Kondensators wurde ein Stahlrohr aus 8 mm Kesselblech an seiner Randkante auOenseitig unter einem Winkel von 45° angefast und im Kurzlichtbogenverfahren bei einer Spannung von 18 bis 20 V, einem Schweißstrom von 9G bis 120 A unter Verwendung eines 1,0 mm sUrken Schwciß-

drahtes aus einer Nickellegierung mit einem Gehalt von 92% Nickel. 4% Titan. 1% Silizium, 1 % Aluminium, 0,7% Mangan, 0,7% Eisen, 0,25% Kupfer und unter 0,02% Schwefel mit einer die Fasenkanten übergreifenden, 2 bis 2,5 mm starken Verpanzcrungs-

schicht versehen. Das so vorbereitete Stahlrohr wurde in der in der Zeichnung dargestellten Weise mit ein^tn er.tspiechenden Kondensatorboden aus der Messinglegicriing mit 59 bis 62% Kupfer (Sondenmessing 60) zusammengefügt, der in Schweißnahtnähe auf etwa

2(X) bis 250 C vorgewärmt wurde. Das Sondermcssing 60 enthielt neben 60% Kupfer 39,5% Zink und 0,5% Zinn. Das Schw< ',Ben der Wurzellage und das Auffüllen der Schweißfuge erfolgte im Sprühlichtbogenverfahren unter Reinargon mit einem 1,2 mm starken

Schweißdraht aus der zur Verpanzerung verwendeten Nickellegierung unter Einhaltung eines Grundstromes von 1!OA, eines Gesamtstromes von 280 A, einer Grundspannung von 28 V. einer Gesamtspanniing von 32 V bei einer Drosselung von 90% und einer Impulsfrequenz von 100 Hz.

Es wurde eine äußerlich saubere, glatte Schweißnaht erhalten, die beim Zugversuch im Messing; ausriß und im Schliffbild in den beiderseitigen Übefgangszonen

keine Lötrisse und auf der Messingseite keine Entmischungszonen zeigte. Im Kesselblech waren keinerlei Kupfereinwanderungen festzustellen. Insgesamt betrachtet war die erhaltene Schweißverbindung sowohl schweißtechnisch und metallographisch als auch von den erreichten Zugfestigkeits- und Korrosionsbeständigkeitswerten hervorragend.

Beispiel 2

Der Schweißversuch gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch jetzt auf eine Verpanzerung des Kesselblechs verzichtet wurde. Alle übrigen Schweißdaten entsprachen dem Beispiel 1.

Die erhaltene Schweißnaht besaß ein gutes Aussehen, riß beim Zugversuch im Messing aus und zeigte im Schliffbild einen einwandfreien metallischen Übergang mit gegenüber den herkömmlichen Methoden wesentlich verringerter Lötrissigkeit und Entmischung und stark verringertem Zinkausbrand.

Beispiel 3

Der Schweißversuch gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch jetzt auf die Verpanzerung des Kesselblechs verzichtet und als Schweißzusatzwerkstoff an Stelle der Nickellegierung eine Aluminiumbronze 60 aus 77 % Kupfer, 8 °/„ Aluminium, 9 % Mangan, 3°/o Eisen und 3% Nickel verwendet wurde. Die übrigen Schweißdaten entsprachen dem Beispiel 1.

Die erhaltene Schweißnaht zeigte ein gutes Aussehen, riß beim Zugversuch im Messing aus und ließ im Schliffbild einen guten metallischen Übergang gegenüber den herkömmlichen Verfahren merklich verringerte Lötrissigkeit und Entmischung und erheblich verringerten Zinkausbrand erkennen. Die gemäß der Beispiele 1 und 2 erhaltenen Verschwel ßur.gcn waren im Vergleich jedoch noch deutlich überlegen. Die beim Verschweißen von Teilen aus Sondermessing 60 untereinander erzielten Ergebnisse entsprachen im wesentlichen denjenigen der Beispiele 1 bis 3.

Die folgenden Vergleichsversuche 1 bis 7 geben den Stand der Technik an.

Vergleichsversuch 1

Zum Vergleich wurden Verbindungsschwei Bungen von 8 mm starken Platten aus Sondermessing 60 durchgeführt. Beide Platten wurden an den zu verschweißenden Kanten unter Belassung jeweils 1,5 mm breiter, plan aufeinanderstoßender Flächen unter einem Winkel von jeweils 40° angefast, so daß sich insgesamt ein öffnungswinkel von 80° ergab. Die Kanten wurden unmittelbar vor dem Schweißen mit einer keramisch gebundenen Scheibe geschliffen. Das Grundmaterial wurde auf etwa 200⁰C vorgewärmt und dann durch Elektrodenschweißung unter Verwendung von 350 mm langen Schweißdrähten aus Aluminiumbronze 60 verschweißt. Für die Wurzellage wurde ein Schweißdraht mit einem Durchmesser von 3,25 mm, eine Schweißspannung von 32 V und ein Schweißstrom von 120 bis 140 A benutzt. Nach dem Ausschleifen der Wurzel wurde unter den gleichen Bedingungen mit der gleichen Elektrode eine zweite Wurzellage gelegt. Nach jeweils zwischengeschaltetem Ausschleifen wurde dann unter Verwendung einer 4 mm starken Elektrode, einer Schweißspannung von 34 bis 36 V und eines Schweißstroms von 160 bis 180A die erste und zweite Füllage geschweißt. Nach erneutem Ausschleifen wurde die Decklage geschweißt, dann die Wurzellage rückseitig ausgeschlifferi und mit der 4 mm starken Elektrode, einer Spannung von 34 V und einer Stromstärke von 160 A eine Wurzelgegenlage erzeugt. Dabei wurde zur Vermeidung von Spannungsrissen in kurzen Abständen geschweißt, Endkrater unter kreisförmiger Bewegung mit etwas Schweibgut aufgefüllt und der Lichtbogen jeweils an einer Fugenflanke gelöscht.
Während des Schweißens wurde eine starke Rauchentwicklung beobachtet. Die erhaltene Schweißnaht zeigte ein etwas grobschuppiges, sonst aber ausreichendes Aussehen. Der Einbrand und die Ver- - Schmelzung des Bronzeschweißgutes mit dem Messing war gut. An einer Nahtflanke zeigten sich einige Schlackeneinschlüsse. Die metallurgische U ntersuchung ergab, daß aus den im Grundmaterial neben den Λ-Kristallen vorliegenden |8-Kristallen erhebliche Mengen Zink verdampfen, wodurch die Festigkeit und insbesondere die Seewasserbeständigkeit beeinträchtigt

ίο wird.

Vergleichsversuch 2

In einem Schweißversuch wurden zwei 8 mm starke Bleche aus Sondermessing 60 nach dem Argonarc-

»5 Verfahren (WlG) unter Verwendung eines Schweißdrahtes mit einem Gehalt von etwa 96°/„ Kupfer, etwa 3°/₀ Silizium und etwa 1 °/o Mangan bei einer Schweißspannung von 30 V und einem Schweißstrom von 170 A unter Argon verschweißt. Der Schweißdraht wurde von Hand in das Schweißbad eingeführt.

Die erhaltene Schweißnaht war im Aussehen gut, riß beim Zugversuch im Messing aus und zeigte bei der metallographischen Untersuchung an der Übergangsstelle im Grundmaterial das durch die Schweißwärme in ein Gußgefüge umgewandelte «- und 0-Gefüge des Sondermessings 60, im Schweißgut selbst das zugehörige Gußgefüge und zwischen diesen Gefügearten örtlich begrenzt eine durch die Ätzung praktisch nicht angegriffene helle Zone, im übrigen jedoch das GuB-gefüge des Schweißzusatzwerkstoffs.

Vergleichsversuch 3

Die im Vergleichsversuch 2 beschriebene Schweißung wurde unter den gleichen Bedingungen mit 8 mm starken Blechen aus Navel Brass mit einer Zusammensetzung aus 61 °/o Kupfer, l°/„Zinn und 38°/₀Zink wiederholt. Alle übrigen Schweiß*¹ iten entsprachen dem Ver^ieichsversuch 2.
Die erhaltene Schweißnaht war äußerlich ohne Fehler, riß jedoch beim Zugversuch im Übergang zum Schweißmaterial und zeigte im Querschnitt eint größere Hohlstelle in der nicht ganz erfaßten Wurzel der X-Naht sowie im Schliffbild stärkere, durch di« Ätzung nicht angegriffene helle Zonen im Übergang zwischen dem Gußgefüge des Schweißgutes und den durch die Schweißwärme in ein Gußgefüge umgewan delten α- und /?-Gefüge des Grundmaterials.

Vergleichsversuch 4

Gemäß der Vergleichsversuche 1 bis 3 wurden 5 bi 7 mm starke Bleche aus Sonderrnessing 76 mit einer. Gehalt von 76 bis 79% Kupfer, 1,8 bis 2,3%, Alu minium, Rest Zink nach Vorwärmen auf etwa 200° · durch Elektrodenschweißung gemäß Vergleichsvei such 1 verschweißt.

Die erhaltene Schweißnaht besaß eine gleichmäßig Raur=r.ausbildung und war äußerlich ohne Fehlei Im L jgversuch riß die Probe außerhalb der Schweiß

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nahI. Das Schnittbild zeigte schwarze Streifen in der probe entspricht etwa den bei der Herstellung von

Naht und an den Nahtfkmken, bei denen es sich jedoch Kondensatoren gegebenen Formen und Abmessungen,

um Spicgelungseffektc bzw. kleine Ätzgräben an den Das Kesselblech wurde nicht verpanz.ert. Die Ver-

Nahtflanken handelte. Die Wurzel war gu! überlappt, schweißung erfolgte nach dem Sigma-Vcrfahren mit

jedoch hatte sich das Korn infolge der Überhitzung 5 Hand-F.lektrodenschwcißung. Die Wurzellage wurde

unmittelbar neben der SchwciÜung vcrgröberi. bei einer Spannung von 32 V und einer Stromstärke

von 150 Λ erzeugt und nachfolgend drei Füllagcn bei

Verglcicnsversucn .1 _ci||cr Spannung von 34 V und einer Stromstärke von

Der Vergleichsversuch 4 wurde wiederholt, wobei 170A aufgebracht. Die Llektrodcnhaltung, die Be-

jedoch jetzt die Schweißung gemäß Vcrgleichsversuch 2 io Handlung von Endkratern und das Ausschleifen er-

iintcr Verwendung eines 3,2mm starken 900mm langen folgte gemäß Vergleichs versuch 1. Auch in diesem

Blankdrahtes mit einem (iehalt von etwa 96% Kupfer, Halle wurden vorgetrocknete Elektroden benutzt,

etwa 3% Silizium und etwa 1% Mangan nach dem Beide erhaltenen Schweißnähte zeigten teils nor-

Argonarc-Verfahren erfolgte. Die Schweißdaten ent- malen, teil geringen Einbrand sowie in der Wurzel und

sprachen dem Vergleichsvcrsuch 2. 15 an einer Flanke Schlackeneinschlüsse. Die Decklage

Die erhaltene Schweißnaht besaß eine gleichmäßige der zuletzt geschweißten Naht zeigte ein grobstenge-

Raupcnausbildung, riß im Zugversuch jedoch schon liges Gefüge, während die übrigen Lagen dieser

bei erheblich geringerer Belastung in der Schweißnaht. Schweißnaht und das Schweißgut der anderen Naht

Im Makro-Sehliffbild zeigten sich deutliche Flanken- durch die Schweißsätze umgekörnt wurden. Für den

bindcfeliler mit Schlackcncinschluß im Wurzelgcbict. 20 Zugversuch wurde eine Flachzugprobe nach DIN

Die Kornvergröberung durch den Wärmeeinfluß ent- 50120 benutzt, wofür die Schweißnähte und das Son-

sprach derjenigen der Schweißnaht gemäß Vergleichs- dermessing 60 bis auf die Dicke des Kcsselbleches

versuch 4. Außer dem Stengelgefüge waren radial an- abgearbeitet wurden. Die Zugfestigkeit der einen

geordnete Schmelzlinien zu beobachten, bei denen es Schweißnaht betrug 34,4 kp/mm², wobei der Riß im

sich wahrscheinlich um geringe Verunreinigungen 25 Übergang der Naht zum Sondermessing eintrat, wo

handelte. zwei kleine Schlackeneinschlüsse gefunden wurden.

Vergleichsvcrsuch 6 ^Die Zugfestigkeit der zweiten Schweißnaht betrug

38,3 kp/mm², wobei der Riß im Übergang der Naht

Der Verglciclisversuch 4 wurde wiederholt, wobei _ZUm Kesselblech eintrat, jedoch keine Schweißfehler

jedoch jetzt die Verbindung der Bleche durch eine 30 beobachtet wurden. Mit durch Abarbeitender Schweiß-

Schutzgasschvveißung unter Argon (WIG) unter Ver- nähte und des Sondermessings auf die Kesselhlech-

wcndung eines 900 mm langen, 3,2 mm starken dicke hergestellten prismatischen Proben mit einer

Schweißdrahtes aus einer Kupfer-Nickel-Legierung Breite von 15 mm und einer Dicke von 6 mm wurden

aus 29 bis 33% Nickel, 1,25% Mangan. 0,4 bis0,7% Faltversuche nach DIN 50120 durchgeführt, bei

Eisen, 0,1 bis 0,5% Silizium, 0,5% Titan, 1,0% Zink, 35 welchen der Durchmesser der Auflagerollcn 50 mm,

l,2%Zinn,0,01 %Blei,0,05% Kohlenstoff, Rest Kup- die Stützweite 136 mm und der Durchmesser des

fer erfolgte. Die übrigen Schweißdaten entsprachen Biegedornes 18 mm betrugen. Bei zwei Proben, bei

dem Vergleichsversuch 4. denen die Wurzel in der Druckzone lag, trat einmal

Die erhaltene Schweißnaht zeigte eine teilweise bei einem Biegewinkel von 70" ohne sichtbare Schweißunregelmäßige Raupenstruktur und riß beim Zug- 40 fehler ein Nahtflankenbruch im Übergang der Naht versuch schon bei geringer Belastung in der Schweiß- zum Kesselblech und bei der zweiten Probe bei einem naht aus. Im Makro-Schliffbild zeigten sich starke Biegewinkel von 100° ein Bruch im Übergang der Flankenbindefehler, wobei etwa 70% des Quer- Naht zum Sondermessing auf, wobei in der Mittellage Schnitts nicht gebunden hatten. Die Nahtflanken waren ein großer und ein kleiner Schlackeneinschluß festmit einer Oxidschicht bedeckt. Durch die Einschlüsse 45 gestellt wurden. Bei zwei entsprechenden, mit der war eine völlige Trennung zwischen beiden Wurzel- Decklage in der Druckzone geprüften Proben trat der lagen vorhanden. Das Stengelgefüge der Nähte zeich- Bruch bei einem Biegewinkcl von 68 bzw. 97 jeweils nete sich infolge der Korrosionsbeständigkeit des j_m Übergang der Naht zum Sondermessing auf. wobei Schweißgutes gegenüber Ätzflüssigkeiten nur schwach im letztgenannten Fall ein kleiner Schlackeneinschluß ab. Demgegenüber waren jedoch die auf Verunreini- 50 in der Decklage festgestellt wurde.
gungen beruhenden, radialen Schmelzlinien kräftig Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfinausgeprägt. Das Schweißgut war zum Teil halbinsel- dungsgemäße Verfahren eine gegenüber den bekannten förmig in das Grundmaterial vorgedrungen. Im Ein- Methoden verbesserte, druckfeste und lötrißfreie Verbrandgebiet zeigten sich vielfach ausgeprägte Zonen, schweißung von Messinglegierungen untereinander in denen sich der Grundwerkstoff mit dem Schweißgut ₅₅ und mit Stahl ermöglicht. Die Verfahrensbedingungen vermischt hatte. Im Überhitzungsgebiet hatte sich ein können dabei vom Fachmann je nach den Anfordeteilweise sehr grober Korn ausgebildet. rungen des Einzelfalles unter Berücksichtigung der

wirtschaftlichen Faktoren zweckentsprechend abge-

Vergleichsversuch 7 wandelt werden. Dabei wird für besonders hohe An-

In einem weiteren Schweißversuch wurde ein 25 mm 60 forderungen zweckmäßig die erfindungsgemäß zu verstarker, etwa 40 mm breiter Blechstreifen aus Spezial- wendende titanhaltige Nickellegierung mit einem messing 60, der auf seiner Außenfläche an beiden Nickelgehalt von mindestens 90% benutzt und zusätz-Rändern mit etwa 6 mm tiefen Randstufen mit ein- lieh das Kesselblech mit einer Verpanzerungsschicht gefräster Nut versehen war beiderseits mit unter aus dem gleichen Salz versehen. Für weniger hohe Aneinem Winkel von 35" angefasten, 6 mm Teilen aus 65 forderungen kann auf die Verpanzerung verzichtet und Kesselblech H II durch eine Elektrodenschweißung dafür auch die erfindungsgemäß zusammengesetzte unter Verwendung von Aluminiumbronze 60 als Aluminiumbronze 60 als Schweißmaterial benutzt Schweißzusatzwerksioff verschweißt. Diese Schweiß- werden. 409 635/354

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche: l 3

1. Verfahren zum druckfesten, Iötrißfreien Verschweißen von Messinglegierungen mit Kupfergehalten von 55 bis 85%, insbesondere 59 bis 62%, untereinander oder mit Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise unter Schutzgas mit einem Sprühlichtbogen bei pulsierendem Strom geschweißt wird, wobei mit einem Grundstroin von 80 bis 150 A, einer» to gedrosselten Gesamtstrom von 260 bis 340 A, einer Grundspannung von 28 bis 32 V, einer Gesamtspannung von 30 bis 36 V und einer Impulsfrequenz von 80 bis 160 Hz gearbeitet und als Schweißzusatzwerkstoff