DE2164139A1

DE2164139A1 - Verfahren zur vermeidung der rissanfaelligkeit im bereich von schweisswaermeeinflusszonen an niedriglegierten staehlen bei spannungsarmgluehungen

Info

Publication number: DE2164139A1
Application number: DE2164139A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Dr Mont Cerjak; Friedrich Dipl Ing Papouschek; Dieter Pellkofer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1971-12-23
Publication date: 1973-07-05
Also published as: NL7214966A; FR2164712A1; IT971604B; JPS4871338A

Description

Verfahren zur Vermeidung der Rißanfälligkeit im Bereich von Schweißwärmeeinflußzonen an niedriglegierten Stählen bei Spannungsarmglühungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vermeidung von Rissen in der Wärmeeinflußzone von Vertoindungs- und Flattierungsschweißungen an niedriglegierten Stählen. Gemeint sind damit Bisse, die während der Spannungsarmglühung von geschweißten Bauteilen in den wärmebeeinflußten Zonen auftreten können. Die Rißanfälligkeit dieser Zonen wird vor allem bei niedriglegierten Peinkornbaustählen beobachtet. Sie ist zurückzuführen auf eine stark verminderte Duktilität bei Spannungsarmglühtemperatur der durch den Schweißvorgang bedingten Grobkornzone in unmittelbarer Nähe der Schmelzlinie. Durch die beim Spannungsarmglühprozeß auftretenden Dehnungen kommt es in diesen Zonen verminderter Duktilität unter Umständen zu interkristallinen Korngrenzentrennungen. So wurden unter austenitischen Schweißplattierungen und neben Verbindungsschweißnähten bereits solche Risse festgestellt. Diese Rißbildung kann vermieden werden durch eine Beseitigung dieser Grobkornzone, indem man diese durch eine erneute Wärmebehandlung umkörnt. Bei Unterpulver- und Bandschweißverfahren, wie sie heute in der Schweißtechnik dieser Stahlgruppen üblich sind, erfolgt nach dem Schweißen eine Spannungsarmgltihung im Bereich zwischen 530-65O⁰C. Eine Glühung des gesamten Stückes über den Umwandlungspunkt (A ,) ist insbesondere in der Kerntechnik in den meisten Fällen nicht durchführbar.

Es stellte sich daher die Aufgabe unter Verwendung möglichst einfacher und bauseitig anwendbarer Mittel die für die Rißbildung verantwortlichen Erscheinungen, insbesondere den grobkörnigen Gefügezustand abzubauen. Dies wird erfindungsgemäß

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dadurch erreicht, daß nach dem eigentlichen Schweißvorgang vor der Spannungsarmglühung eine ebenfalls im Vorschubverfahren geführte kurzzeitige Induktionserwärmung der wärmebeeinflußten Zonen des Grundmaterials bei einer Temperatur über dem A₀,-Punkt, jedoch maximal 125O⁰O vorgenommen wird. Zur Verminderung der Oxydation der so erwärmten Oberflächen ist es zweckmäßig, diese mit Schweißpulver abzudecken. Selbstverständlich wäre auch ein Arbeiten unter Schutzgas möglioh, dies dürfte jedoch normalerweise wegen der oftmals sehr großen Abmessungen der zu behandelnden Bauteile mit zu großen Schwierigkeiten verbunden sein.

Die Induktionserwärmung hat den Vorteil, daß die Wärme im zu behandelnden Material selbst entsteht. Durch die Wahl der Frequenz des Induktionsstromes, der in bekannter Weise einen dicht über der Werkstückoberfläche geführten sogenannten Induktor durchfließt, kann die Eindringtiefe der erzeugten Wirbelströme in die zu erwärmende Schicht eingestellt werden. Zu dieser rein elektrischen Wirkung kommt noch die Wärmeleitung des Materials hinzu, so daß bei kleinen Vorschubgeschwindigkeiten die Aufwärmtiefe des Materials größer, bei größeren Geschwindigkeiten jedoch kleiner sein wird, etwa gleiche Ober- ^ flächentemperaturen vorausgesetzt. Im allgemeinen werden bei einer Aufwärmtiefe bis 10 mm Frequenzen bis zu 10 kHz verwendet.

Versuche haben erwiesen, daß es auf diese einfache Weise möglich ist, das grobkörnige Geftige der wärmebeeinflußten Zonen in ein feinkörniges Gefüge umzuwandeln und damit die Rißanfälligkeit der geschweißten Werkstücke zu verhindern.

Ganz besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, die Induktionserwärmung mit der Schweißung selbst kombiniert durchzuführen. Zu diesem Zweck wird der Induktor vorzugsweise mit der gleichen Vorschubeinrichtung und stets im gleichen Abstand zur Schweißelektrode über das Werkstück hinweggeführt.

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In diesem Zusammenhang soll nicht unerwähnt bleiben, daß sich die Aufwärmtiefe sowie die Haltezeit der erzeugten Entspannungstemperatur auch durch die Größe des Induktors - eine entsprechende Generatorleistung vorausgesetzt - beeinflussen läßt.

4 Patentansprüche

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Claims

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1. Verfahren zur Vermeidung von Rissen in der Wärmeeinflußzone von Verbindungs- und Plattierungsschweißungen an niedriglegierten Stählen, insbesondere an Kernreaktorbauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem eigentlichen Schweißvorgang vor einer Spannungsarmglühung eine ebenfalls im Vorschubverfahren geführte, kurzzeitige Induktionserwärmung der wärmebeeinflußten Zonen des Grundmaterials bei einer Temperatur über dem A ,-Punkt, jedoch maximal 1250⁰C vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiv zu erwärmenden Bereiche durch Abdeckung mit einem Schweißpulver vor Oxidation geschützt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionserwärmung mit dem Plattierungsvorgang derart kombiniert wird, daß erstere in stets gleichem Abstand zur Sehweißung, vorzugsweise mit der gleichen Vorschubeinrichtung, geführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz für die Induktionserwärmung unter Berücksichtigung der Vorschubgeschwindigkeit so gewählt wird, daß die Erwärmung im wesentlichen nur jene Oberflächenschicht erfaßt, die durch die vorhergehende Schweißplattierung in ihrem Gefüge geändert worden ist.

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