DE2239304A1

DE2239304A1 - Verfahren zur herstellung einer verbindung zwischen werkstuecken aus manganhartstahl und werkstuecken aus umwandlungshaertbarem stahl durch energiestrahlschweissen, insbesondere elektronenstrahlschweissen

Info

Publication number: DE2239304A1
Application number: DE19722239304
Authority: DE
Inventors: Walther Dipl Ing Hiller
Original assignee: Steigerwald Krauss Maffei GmbH
Current assignee: Steigerwald Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1972-08-10
Publication date: 1974-02-21

Description

~Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Werkstücken aus Manganhartstahl und Werkstücken aus umwandlungshärtbarem Stahl durch Energiestrahl-SchReißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen".* Bei bestimmten Werkstücken, die stark auf Verschleiß beansprucht werden, z.B. bei Funktionselementen von Eisenbahnschienen oder bei Hartzerkleinerungswerkzeugen, besteht die Notwendigkeit, eine Schweißverbindung zwischen Manganhartstahl (1,2 % Kohlenstoff, 12 % Mangan) und in der Regel un-oder schwach-legiertem Baustahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,3 und 0,7 % herzustellen.
Der unterschiedliche metallurgische Charakter dieser beiden Stahl typen erfordert konträre Schweißbedingungen: bei Manganhartstahl muß die beim Schweißen auftretende Erwärmung möglichst niedrig gehalten und für eine rasche Abkühlung Sorge getragen werden, während bei Baustahl der hier infragekommenden Art in vielen Fällen eine Vorwärmung der Schweißstelle und eine verhältnismäßig langsame Abkühlung nach dem Schweißen von Vorteil sind. Beim Zusammenschweißen von Werkstücken aus beiden Stahl typen kommt noch die Schwierigkeit hinzu, daß sich im Schweißgut eine Legierungszusammensetzung einstellt, die das Material lufthärtend macht, d.h3, daß selbst bei verhältnismäßig langsamer Abküdlung.nach dem Schweißen eine Umwandlungshärtung eintritt, die zu Härterissen Anlaß geben kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe {erfahren anzugeben, mit dem sich die oben erwähnten Bedingungen gut erfüllen lassen.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das Werkstück aus Manganhartstahl einer einmaligen und das Werkstück aus umwandlungshärtbarem Stahl einer zweimaligen thermischen Beeinflussung im Bereich der herzustellenden Verbindung ausgesetzt.
Gemäß einer Weiterbildung des neuen Verfahrens wird in die Schweißfuge eine Zwischen1age#aus austenitischem Stahl eingebracht, die zuerst mit dem umwandlungshärtbaren Stahl und sodann mit dem Manganhartstahl verschweißt wird, wobei die Dicke der Zwischenlage so bemessen wird, daß eine erste Schweißnaht innerhalb des beim Herstellen einer zweiten Schweißnaht entstehenden Temperaturfeldes im Bereich der Anlaßtemperatur zu liegen kommt.
Vorzugsweise wird als Material für die Zwischenlage ein austenitischer Stahl mit weniger als 10 % Mangan, 15 bis 21 % Chrom und 4 bis 10 ,~ Nickel als wesentlichen Legierungsbestandteilen verwendet.
Die nähere Erläuterung des erfindungsgemäten Verfahrens erfolgt anhand der Zeichnung.
Ein Werkstück 1 aus umwandlungshärtbarem Eisenbahnschienen-Stahl werkstoff Nr. 1.0624 (StSch 90 B) 0,50/0,65 C, 4 0,50 Si 1,30/1,70 Mn] soll mit einem Werkstück 5 aus Manganhartstahl Werkstoff Nr. 1.3401 (G-X 120 Mn 12) 1,10/1,30 C, 0,30/0,50 Si, 12,0/13,0 Mn, (1,5 Cr)) verschweißt werden. Die bei einer solchen Schweißverbindung zwecks Verwirklichung der eingangs beschriebenen thermischen Effekte anzustrebende Geometrie erfordert eine Form des Querschnittes der Schweißnähte, die z.B. durch Elektronenstrahlschweißen erzielbar ist.
Nach der Erfindung wird nun zunächst eine Schweißverbindung zwischen einer Zwischenlage 3 aus austenitischem Stahl und dem Werkstück 1 aus umwandiungshärtbarem Eisenbahnschienen-Stahl unter Bildung einer schmalen Schweißnaht 2 und im zweiten Verfahrensschritt eine Schweißverbindung zwischen dem Werkstück 5 aus Manganhartstahl und der Zwischenlage 3 unter-Bildung einer weiteren Schweißnaht 4 hergestellt. Die Dicke der Zwischenlage 3 wird hierbei so bemessen, daß die durch die zweite Schweißnaht 4 hervorgerufene Erwärmung den Bereich der ersten Schweißnaht 2 wirkungsvoll erfaßt. Dadurch wird ein im Bereich der ersten Schweißnaht 2 entstandenes Härtegefüge angelassen und somit die Zähigkeit der gesamten Schweißverbindung entscheidend verbessert. Die Zwischenlage 3 besteht z.B. aus dem Werkstoff Nr. 1.4370 (X 15 CrNiMn 18 8) ~ 0,20 C, < 1,50 Si, 5,5/7,5 Mn, 17,0/20,0 Cr, 7,5/9,5 Ni.
Patentansprüclhe

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Werkstücken aus Manganhartstahl und Werkstücken aus u.wandlungshärtbarem Stahl durch Energiestrahl-Schweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus Manganhartstahl einer einmaligen und das Werkstück aus umwandlungshärtbarem Stahl einer zweimaligen thermischen Beeinflussung im Bereich der herzustellenden Verbindung ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schweißfuge eine Zwischenlage (3) aus austenitischem Stahl eingebracht wird, die zuerst mit dem umwandlungshärtbaren Stahl und sodann mit dem Manganhartstahl verschweißt wird, wobei die Dicke der Zwischenlage (3) so bemessen wird, daß eine erste Schweißnaht (2) innerhalb des beim Herstellen einer zweiten Schweißnaht (4) entstehenden Temperaturfeldes im Bereich der Anlaß temperatur zu liegen kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Zwischenlage ein austenitischer Stahl mit weniger als 10 X Mangan, 15 bis 21 % Chrom und 4 bis 10 X Nickel als wesentlichen Legierungsbestandteilen verwendet wird.