DE2041269A1

DE2041269A1 - Verfahren zur Herstellung von Fuellstoffen zum Schweissen

Info

Publication number: DE2041269A1
Application number: DE19702041269
Authority: DE
Inventors: Ljungstroem Lars Goesta; Jansson Lars Olav Lennart
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1969-08-27
Filing date: 1970-08-19
Publication date: 1971-09-09
Also published as: GB1309325A; US3693240A; SE340029B; FR2062136A5

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN <* Λ Λ * <"% ζ* Q DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22 Wl DS N MAY ERSTRAS SE S TEL. (OS 11) 22 25 3O-29 61 32

Unsere Zeichen: A 28870 /Do 19. August 1970

Firma SAiTOVIKElTS JEHJVEHKS .AKTIEBOLAG, lack, S - 811 OT

Sandviken 1, Schweden,,

Verfahren zur Herstellung von Füllstoffen zum Schweißen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Füllstoffen zum Schweißen, welche in der Form von Draht, Streifen oder Stäben verwendet werden» Der Schweißnieder— schlag ist ein rostfreier Ferrit-Austenitstahl, welcher hauptsächlich aus dem Füllstoff abgelagert wird.

Bs ist seit langem bekannt,Füllstoffe aus rostfreiem Stahl, welcher hauptsächlich aus Austenit doch auch aus Auste-Hit— Ferrit bestehen kann,herzustellen, um verschiedene rostfreie und wärmebeständige dtahlarten miteinander zu verschweißen. In der Regel wird der Füllstoff, häufig ein'Schweißdraht oder dergleichen, mittels bekannter Verfahren hergestellt,

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beispielsweise Warmbearbeitung durch Schmieden, »Valzen oder Strangpressen von Blöcken oder Knüppeln neben iera nachfolgenden Kaltziehen oder Kaltwalzen und verschiedenen anderen Fertigbearbeitung3verfahren.

.'Vas die Füllstoffe der rostfreien Ferrit-Austenitstähie betrifft bestehen große Schwierigkeiten darin₍ Hin befriedigendes ψ Erzeugnis herzustellen, jedenfalls in bestimmten Bereichen der Zusammensetzung in Bezug auf die Ferrit-Aus tenitstruktur_e Dies hängt mit iun Schwierigkeiten suaammer^ Stahl mit zweiphasischer Struktur warm zu bearbeiten. Hier· können zwei verschiedene Gruppen von rostfreien Ferrit—Austenitstählen unterschieden werden» Im ersten Fall besteht der Stahl im wesentlichen aus einem austenitischen befuge, in welchem eine bestimmte fcenge Ferrit ist. i'it zunehmendem Ferritgehalt, beispielsweise im Bereich, von C) - 25^jp t^eteii bei der Warmbearbeitung erhöhte Schwierigkeiten auf. im zweiten Fall besteht der Stahl im wesentlichen aus einem Ferritgefüge mit einer bestimmten Lenge von Austenit. Jabei erhöhen sich die Schwierigkeiten bei der .fermbearbeitung mit dem zunehmenden behalt von Austenit von O^ nach oben, beispielsweise zwischen 0 und 25$. Besonders beim Vorwalzen der groben Struktur des Knüppels bilden sich häufig an den Ecken der gewalzten Knüppel Riese, so daß dann die Knüpp^ Läufig

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zurückgewiesen werden müssen. Diese Probleme können beim Schmieden 7/ie bein balzen auftreten. Die zweiphasische Struktur reagiert empfindlich auf Kerben, die bei Oberfl ächenmängeln auftreten können; die Bisse gehen dabei meistens von der Oberfläche, aus. -

Bei der Herstellung von Schweißdraht, Schweißstreifen und dergleichen aus rostfreiem Stahl ist es zur Vermeidung von Rissen oder anderen Oberflächenmängeln notwendig geworden, die Oberfläche des Knüppels zusätzlich zu behandeln, z.B. durch Schleifen des Rohlings, Abdrehen des Drahts und Abschneiden der Streifeneeken.■Veiter benötigt die Gruppe der Perrlt-Austenitsta-hle mit im wesentlichen ferritischem G-efüge bei der Warmbearbeitung eine verhältnismäßig hohe Temperatur, um die Bildimg einer Sigmaphase zu vermeiden. Im Vergleich zu Austenit ist Ferrit weich«. Dadurch entstehen bei der Warmbearbeitung Probleme, da beispielsweise das .,alzen mit vorwärts und rückwärts verlaufenden Jalzen nicht durchgeführt -/,'erden kann» Die Herstellung von Draht für automatisches Schweißen, wobei eine sehr glatte Oberfläche benötigt wird, ist aus diesem Grund schwierig und teuer.

BIe Erfindung beseitigt den oben erwähnten Nachteil, sowie weitere Unzulänglichkeiten. So gestattet dieses Verfahren

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die Herstellung von Füllstoffen zum Schweißen, und zwar in der Form von Draht, Streifen, Stäben und dergleichen, ohne daß besondere Schwierigkeiten bei der Warmbearbeitung der Blöcke und Knüppel sowie bei der nachfolgenden KaIt- und Endbearbeitung auftreten.

Im wesentlichen ist die Erfindung gekennzeichnet durch die Füllstoffe, welche gewöhnlich in der Form eines Blocks oder Knüppels vorliegt und unterteilt sind, so daß das Material während der V/armbearbeitung aus mindestens einem Gebiet mit fast ausschließlich austenitischen und einem anderen Gebiet mit fast ausschließlich ferritischemGefüge bestent. Bei auf diese Weise hergestellten Füllstoffen, bei welchen die austenitischen und die ferritischen Teile im allgemeinen symmetrisch verteilt sind und sich entlang der gesamten Lange beispielsweise des Schweißdrahtes oder Schweißstreif ens erstrecken, v/erden die verschiedenen Bestandteile des Gefüges beim Schweißvorgang miteinander verschmelzt. Dadurch werden Ergebnisse und Analysen der Schweißablagerung im wesentlichen gleich denen, als ob ein Füllstoff verwendet wird, desnen durchschnittliche Zusammensetzung der zweiphasisehen Ferrit-Austenitlegierung, ohne daß die Komponenten in verschiedene Gefüge geteilt werden, entspricht. BAD ORIGINAL

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Es kann !läufig recht vorteilhaft sein, wenn der füllstoff zum Teil aus einem "Ferritkern !besteht und von einer Austenitumhüllung umgeben ist. Auf diese Weise ist es möglich, z.B« "beim Walzen eines Drahtes aus Ferrit-Austenit— stahl mit einem hauptsächlich, ferritischen Gefüge einen härteren Außenteil zu erhalten, welcher während dieser Bearbeitung nicht verkratzt wird, wobei beispielsweise das Walzen mit nach vorwärts und rückwärts verlaufenden Walzen bei verhältnismäßig hoher Temperatur miteingeschlossen ist»

Andererseits kann es manchmal von Vorteil sein, wenn der Füllstoff zum Teil aus einem Kern aus Austenit und einer Umhüllung aus Ferrit besteht.

Wie schon erwähnt, bewirkt eine Erhöhung des Ferritgehalts in einem Austenitgefiige, bzw. eine Erhöhung des Austenitgehalts in einem Ferritgefüge bei der Warmbearbei— tung vermehrte Sehwierigkeiten_o Unter den wichtigsten Stahlzusammensetzungen, für welche früher die Bearbeitung ein schwieriges Problem war, kann man die Ferrit-Austenitstänle erwähnen, die entweder zwischen 5 und 50$ Ferrit, üblicherweise 8 bis'25$ Ferrit in dem Austenitgefüge haben·oder daß diese Stähle zwischen 5 und 5®$» Austenit und in dem Ferrit— gefüge normalerweise 8 - 25$ Aiastenit enthaltene Diese Güteklassen oder Stahlarten lassen sich nun durch die Erfindung bei der Herstellung von verschiedenen Erzeugnissen verwenden

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beispielsweise als Füllstoff zum Schweißen·

Unter den Füllstoffen, welche sich vorzugsweise nach der Erfindung herstellen lassen, befindet sich an erster stelle der Schweißdraht. Dazu eignen sich vorzugsweise zylindrische Knüppel oder Blöcke, die aus einer rohrförmigen Umhüllung und einem zylindrischen Mittelkern bestehen. Der Kern besteht aus Ferrit und die Umhüllung aus Austenit oder auch umgekehrt, was von der gewünschten Gesamtzusammensetzung des Schweißdrahts, dem verwendeten Y/'armbearbeitungsverfahren u.s.w. abhängt»

Als Beispiel für die Herstellung eines Schweißdrahtes, dessen Stahlart schwierig warm zu bearbeiten ist, wird die Erfindung folgenderweise angewendet.

Früher bestanden große Schwierigkeiten darin, einen Schweißdraht im wesentlichen aus Ferrit-Austenitstahl herzustellen, der ungefähr 18$ Cr, ungefähr 4,5$ Wi, ungefähr 0,05$ C neben geringen Mengen von Si, Mn und Mo enthält. GemäS der Erfindung wird der Block geteilt, um einen Kern aus Ferritstahl zu erhalten, welcher ungefähr 17$ Cr und ungefähr 0,08$ C enthält. Der Kern wird dabei von einer rohrförmigen Umhüllung aus Austenitstahl umgeben, welche ungefähr 18,5$ Cr, ungefähr 9$ Ni und ungefähr 0,05$ C enthält»

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Dieser "Verbundknüppel" wird auf 120O⁰C erwärmt und aixanggegoßen, wobei sich die Abmessung des Knüppels von einem durchmesser von ungefähr 190 mm auf ungefähr 80 mm verringert. Anschließend wird der Knüppel nach erfolgter .Erwärmung auf ungefähr 1150°"C warm gewalzt, wodurch eine Enddrahtgröße mit einem Durchmesser voii.'b um erhalten wird. Nachdem Warmwalzen wird der Draht kaltgezogen, bis er einen Durchmesser von etwa 3 mm aufweist, woraufhin der Draht in Stücke geschnitten und als Schweißelektroden verwendet wird«, Der gesamte Herstellungsprozess ist■ einfach₉ wobei sich nach dem -"armwalzvorgang an der Oberfläche keine Risse oder sonstigen Mangel feststellen ließen. In diesem Fall wird in dem ursprünglichen Verbundknüppel ein Stab aus Ferrit in die Höhre aus Austenitstahl eingelegt, wobei die Teile durch Schweißen miteinander verbunden werden. Unter anderen Verfahren, ,welche sich zum Herstellen solcher Knüppel eignen, soll besonders das direkte Grußverfahren zur Herstellung des Verbundknüppels erwähnt werden.

Andere Ausführungen oder Arten von Füllstoffen^beispielsweise für SchweiSstreifen können ähnlich hergestellt werden.

Ein für SchweiSstreifen zu verwendender Knüppel soll deshalb auch in Verbund- oder Sandwichbauweise aufgebaut sein und beispielsweise einen Mittelteil aus PerrIt enthalten,

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welcher an der Unter- und Oberseite, d.h„ möglichst auch an allen anderen Seiten von Austenit umgeben ist. Mittels Verschweißen werden die Teile in geeigneter Weise miteinander verbunden. Schweißstreifen können dann ohne Schwierigkeiten durch Warm- und Kaltbearbeitung hergestellt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 ο Verfahren zum Herstellen eines Schweißfüllstoffs in Form von Stäben, Drähten, Streifen und dergleichen und zum Niederschlagen oder Einschmelzen dieses Füllstoffs während^:des Schweißvorgangs in den Schweißniederschlag, wobei der Füllstoff aus rostfreiem Ferrit-Austenitstahl "besteht und wobei . bei der Herstellung eine Warmbearbeitung von Knüppeln oder Blöcken mittels Walzen, Schmieden, Stranggießen oder dergleichen erfolgt, dadurch gekennzeichnet,, daß während der Warmbearbeitung in diesen Füllstoff der Bestandteil des einen Gefüges im wesentlichen nur Austenit und der Bestandteil des anderen ■ Gefüges im wesentlichen nur Ferritiist, wobei im Füllstoff der Bestandteil des einen Gefüges einen Kern und der andere Bestandteil einen diesem Kern umgebende Umhüllung bildet und wobei sich diese Bereiche im wesentlichen längs der Gesamtlänge des Füllstoffs erstrecken.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,^ daß das Füllmaterial in der Weise zusammengesetzt ist, daß der Fei-ritbestandteil 5 - 50$ des Gesamtgewichts des Füllstoffes darstellt und der Rest aus Austenit ist.

3» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch · gekennzeichnet, daß das Füllmaterial in-der'Weise-zusammen-

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gesetzt ist, daß der Ferritbestandteil 8 - 25$ des Gesamtgewichts des Füllstoffes darstellt und der Rest aus Austenit isto

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial in der ffeise zusammengesetzt ist, daß der

Austenitbestandteil 5 - 50$ des Gesamtgewichts des Fiill-" Stoffs darstellt und der Rest aus Ferrit ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff so zusammengesetzt ist, daß der Austenitbestandteil 8 - 'L'-yfa des Gesamtgewichts des Füllstoffes darstellt und der Rest aus Ferrit ist.

6β Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff zum Teil aus einem Kern aus Ferrit und zum Teil aus einer um den Kern befindlichen Um— hüllung besteht, welche aus Austenit ist·

7« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff zum Teil aus einem Kern aus Austenit ist und aus einer um den Kern befindlichen Umhüllung aus Ferrit besteht.

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8* Verfahren nach einem der Ansprüche T bis 7, dadurch gegennzeichiiet, daß der Füllstoff ein Schweißdraht ist, wobei der Knüppel eine zylindrische Form hat und aus einer rohrförmigen Umhüllung und einem zylindrischen Innenkern besteht _β

9α Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeiciniet, daß das Füllmaterial ein Schweißstreifen ist, wobei der Knüppel in Sandwichbauweise hergestellt wird und seine Bestandteile durch Schweißen miteinander verbunden

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