DE2207956A1 - Schweissgutlegierung - Google Patents

Description

• S c h w e i s e g u t l e g i e r u n g Die Erfindung betrifft eine Schweißgutlegierung, die durch die nach dem Schutzgas- oder Unternulverschweißprinzip arbeitenden Hochleistungsschweißverfahren hergestellt wird und durch einen geringen Perlitanteil im Schweißgutgefüge charakterisiert ist.
• Für den Einsatz von Bauteilen, wie z.B. Robrleitungen, Psehältert Schiffe und Stahlkenstruktionen, bei tieferen Teinperaturen werden solche Stähle und Schweißverbindungen verlangt, die bei hohen Festigkeitswerten und guter Schweißbarkeit eine hohe Zähigkeit aufweisen0 Höher legierte, nornialisierte oder vergütete und daher im Verhältnis zu den iiblichen Baustäblen teure Stähle erfijilen diese Forderung. Seit kurzem sind fijr diese Anwendungsfälle perlitarme und perlitfreie Stähle entwickelt worden, die durch abpesenkten Kohlenstoff- und Schwefel- und durch erhöhten Mangangehalt sowie durch gering. Zusätze von Niob, Vanadin, Titan und Stickstoff neben einigen anderen Elementen die Forderung nach guter Verarbeite barkelt und guten mecbanischtechuologischen Werten erfüllen und dabei kostengünetig legiert sind. Das Walzen mit kontrollierter Endwalztemperatur und bestimmter Endverformung verbessert die Eigenschaften dieser Stähle nachhaltig.
• Es ist Stand der Technik, mit geeigneten Lichtbogenhandschweißelektroden ein den Eigenschaften dieser Stitile entsprechendes Schweißgut zu erzeugen. Auch mit den höher mechanisierten und damit wirtschaft.
• sicheren Schutzas. und Unterpulverschweißverfahren läßt sich ein den Anforderungen entsprechendes Schweißgut herstellen, das in der Regel chrom, molybdän- und vor allem nickellegiert ist und dessen Legierungsbestandteile üblicherweise mehrere Prozent betragen. Daher ist dieses Schweißgut teuer. Zur Erzeugung eines Schweißgutes mit dem perlit armen und perlitfreien Stahl entsprechenden Eigenschaften ist nicht nur der beschriebene teure, höher legierte Schweißdraht notwendig sondern zusätzlich auch im Falle des Unternulverschweißens ein gegen.
• über den üblichen Schweißpulvern hochbasisches und teures Schweißpulver. Dieses Schweißpulver eignet sich aber nicht fur bohe und damit wirtschaftliche Schweißgeschwindigkeit, wie sie bei Schweißpulvern erreicht wird, mit denen lihlicherweise die oben Penannten Produkte geschweißt werden. Eine hohe Strombelestung des Schweißpulvers ist auch von seinen Schweißeigenschaften her nicht möglich, so daß aus diesem korunde seine wirtschaftliche Ausnützung auch nicht gegeben ist. Daher muß in vielen Fällen in Mehrlagenschweißverfahren gearbeitet werden. Dieses Mehrlagenschweißverfahren ist zudem erfnrderlich, um mittels der Wärmebeeinflussung der oberen Lagen anf die unteren einen Vergütungseffekt zu erzielen. Durch die Mehrlagenschweißtechnik ist die Gefahr der Bildung von Schweißnahtfehlern groß.
• Es ist Stand der Technik, für die Verbindungsechweißung Schweißdrähte zu verwenden, deren Analysengehalte bis zu 3% Mangan, 1% Molybdän, 0,25% Vanadin oder weniger als o,o24 Kohlenstoff enthalten, um die einzelnen Eigenschaften dieser Flenente fiir die Legierungsbildung zu nutzen. So werden Drähte mit geringem Kohlenstoffgehalt fiir die Erzeugung eines ferritischen Gefilges an Chrommickelatählen oder hei Vor.
• wendung von 3,% Nickel zur Erreichung von Tieftemperaturzähigkeit bei verhältnismäßig geringer Festigkeit verwendet. Schweißdrähte mit hohem Mangangehalt sind durch einen Kohlenstoffgehalt wn mehr als 0,06% gekennzeichnet. Ein geringerer Kohlenstoffgehalt als 0,06% wird in Bezug auf die Kerbschlagzähigkeit als ungünstig angesehen.
• Schweißdrähte mit hohem Uolybdänanteil weisen einen unter 1% liegenden Mangangehalt auf. Niob wird in Schweißdraht bisher nicht verwendet. Der Stand der Technik ist in vielen veröffentlichungen beschrieben0 Tnshe~ andere sei auf die DIN-Norw 8557 und die Anfsätze von P. Müller, Einflüsse auf die Kerbschlagzähigkeit von Unterpulver-Schweißverbindungen, Zeitschrift Schweißtechnik, Zürich, 1965, Rett lo, von J.Degenkolbe und H.H. Behrenbeck, Zur Metallurgie unternulvergeschweißter normalgeglühter oder luftvergüteter Schweißverbindungen, Schweißen und Schneiden, Jahrg. 22 (1970), Bett 3 und von den zuletzt genannten Autoren Unterpulverschweißen von tieftemperaturzähen Baustählen bei besonderer Berücksichtigung des Schweißens in Tage nnd Gegenlage, Schweißen und Schneiden, Jahrg. 19 (1967), Heft 4 hinwewiexen.
• Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schweißgütlegierung, die bei wirtschaftlicher, vollmechanisierter Fertigung und kostengünstigen Zusatzwerkstoffen die Forderung nach hohen Festigkeitswerten, guter Verformbarkeit und hoher Tieftemperaturzäbigkeit sowie iehlerfreier Herstellbarkeit erflillt und sich fiir Feinkorn.
• baustähle, Vergütung@@tähle und vornehmlich perlitarme und perlitfreie Stähle eignet. Die Schweißgutlegierung ergibt sich, ohne daß eine Vermischung mit dem Grundwerkstoff auftritt, aus dem gleichzeitigen Abschinelzen von einem oder von mehreren Drähten nach dem Schutzgas- oder Unterpulverschweißverfahren. Die Drähte können massiv oder als Fiilldrahte ausgebildet sein, die mit schlacke- oder legierungsbildenden Elementen gefüllt sein können. Für den Fall, daß sich die Schweißgutlegierung weder aus mehreren Schweißdrähten noch zusammen mit den Zusatzwerkstaffen sondern allein aus einem einzigen Schweißdraht bildet, gilt die Schutz beanspruchende Analysenkombination auch fiir den Schweißdraht. Die die Erfindung betreffende Schweißgutlegierung weist folgende Sollanalyse auf: 0,03 - 0,06 % Kohlenstoff, 0,30 - 0,45 % Silizium, 1,6 - 2,0 % Mangan, weniger als jeweils 0,02 % Phosphor und Schwefel, weniger als jeweils 1,% Molybdän, 0,06% Niob, o,2 r. vanadin und o,o3 ffi Stickstoff.
• Bei ei ner Einengung der Analysenspanne und bei einzelner gemein.
• samer oder kombinatorischer Verwendung der Elemente Kohlenstoff, und Mangan bzw. der Elemente Niob, Vanadin, Stickstoff und Molybdän können fallweise prägnante Verbesserungen erzielt werden.
• Fin weiterer Vorteil im Sinne dieser Erfindung, die der Erzeugung eines Schweißgutes mit guten mechanisch-technologischen Werten dient, liegt daris, daß die Schweißgutlegierung besonders geeignet ist, zusammen mit dem Verfahren des kontrollierten Verformens einer abkühlenden, noch heißen Schweißnaht ein Gefüge zu bilden, daß auf Grund seiner Feinkörnigkeit und metallurgischen Ausbildung die gestellten Forderungen in noch höherem Maße erfüllt.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Nach dem Schutzgas oder Unterpulverschgeißverfahren unter Verwendung von Füll- oder Massivdrähten hergestellte Schweißgutlegierung dadurch gekennzeichnet, daß sich nach dem Abschmelzen ohne vermischung mit dem Grundwerkstoff eine Zusammensetzung des reinen Schweißgutes mit einem Gehalt von o,o - o,o6 r Kohlenstoff, 0,30 - 0,45% Silizium, 1,6 - 2,0% Mangan, weniger als jeweils o,o2% phosphor und Schwefel ergibt.

2. Nich dem Schutzgas- oder Unterpulverschweißverfahren unter Verwendung von Füll- oder Massivdrähten bergestellte Schweißgutlegierung d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich nach dem Abschmelzen ohne Vermischung mit dem Grundwerkstoff eine Zusammensetzung des reine@ Schweißgutes mit einem Gchalt von 0,03 - 0,06% Kohlenstoff, 0,30 - 0,45 % Silizium, 1,6 - 2,0% mangan, weniger als jeweils 0,02 % Phospher und Schwefel sowie weniger als 1,5% Malvhdän, 0,06% @ich, 0,2% Vanadin und 0,03% Stickstoff ergibt, die einzeln, gemeinsam oder als Kombin tion vorkommen können.

3. Nach dem Schutzgas- oder Unterpulverschweißverfabren unter Verwendung von Füll- oder Massivdrähten hergestellte Schweißgutlegierung in einer besonderen Ausführungsform d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich nach dem Abschmelzen ohne Vermischung mit dem Grundwerkstoff eine Zusammensetzung des reinen Schweißgiites mit einem Gehalt von 0,03 - 0,06% Kohlenstoff, 0,30 - 0,45% Silizium, 1,7 - 1,9 % Mangan, weniger als jeweils o,o2% Phospher und Schwefel sowie ein Gehalt von 0,04% Figb und wahlweise bis zu 1,5% M@lybdän ergibt.

4. Mach dem Schutzgas- oder Unternulverschweißverfahren unter Ver@endung von Füll- oder Massivdrähten hergestellte Schweißgutlegierung nach den Ansprüchen 1 bis 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie im Zusammenhang mit der Anwendung bei Feinkornbaustählen, Vergütungsstählen und vornehmlich perlitarmen und cerlitfreien Stählen direkt nach dem Schweißen nach während der Ahkühlung bei kontrollierter Temneratur um einen bestimmten Betrag verformt wird.