DE2314385B2 - Verfahren zum Erzeugen einer Hartmetallauflage mit veränderlicher Zusammensetzung auf einem Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art

Beim Herstellen von Geräten und Werkzeugen zur Verwendung im Bergbau ergeben sich besondere Schwierigkeiten. Beispielsweise müssen die Zähne von Baggerschaufeln Arbeitsflächen aufweisen, die einerseits einer Abnutzung einen hohen Widerstand entgegensetzen, jedoch andererseits eine hohe Zugfestigkeit aufweisen müssen.

Bekanntlich sind diejenigen Metallegierungen, die es ermöglichen, eine Auflage von hoher Verschleißfestigkeit zu erzeugen, in vielen Fällen spröde, da sie keine ausreichende Zugfestigkeit besitzen. Daher kann ein mit einer Hartmetallauflage versehenes Werkzeug, das eine hervorragende Verschleißfestigkeit besitzt, leicht zu Bruch gehen, wenn es Zugbeanspruchungen ausgesetzt wird. Andererseits zeigt es sich bei Werkzeugen, die mit einer Auflage aus einer Metallegierung versehen sind, die eine hohe Zugfestigkeit besitzt, daß die Verschleißoder Abriebfestigkeit häufig verhältnismäßig gering ist, so daß ein solches Werkzeug nur eine ziemlich kurze Lebensdauer erreicht. Ferner sind bereits zahlreiche Legierungen und bestimmte Sorten von geschmiedetem Stahl bekannt, die eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen, und es sind Werkzeuge bekannt, bei denen eine brauchbare Verschleißfestigkeit mit einer relativ hohen Zugfestigkeit kombiniert ist.

Ein weiteres Verfahren zum Verbessern der Verschleißfestigkeit von Werkstücken mit einer Auflage aus Hartmetall, das seit einiger Zeit bekannt ist, besteht darin, beim Auftragen von Hartmetall das Elektroschlackc-Schweißverfshrcn anzuwenden, das in einer bekannten Veröffentlichung eingehend beschrieben ist. Weiterhin ist aus der Patentliteratur ein Lichtbogenschweißverfahren bekannt, bei dem Elektroden besonderer Art verwendet werden. In weiteren Patentschriften wird die Verwendung bestimmter Schweißelektro den oder sich verbrauchender Düsen vorgeschlagen, die zum Gebrauch beim Lichtbogen- oder Elektroschlacke-Schweißverfahren besonders geeignet sind und Legierungen liefern, die sich durch eine besonders hohe

ίο Verschleißbeständigkeit und Festigkeit auszeichnen. Schließlich ist aus einer Patentschrift ein Elektroschlakke-Schweißverfahren bekannt, bei dem sich verbrauchende Düsen verwendet werden, und das es ermöglicht, Werkstücke aus Metall so zu verschweißen, daß eine Schweißstelle von hoher Festigkeit entsteht

Außerdem sind Verfahren bekannt, gemäß welchen eine Auflage aus Hartmetall dadurch erzeugt werden kann, daß man Elektroden einer bestimmten Art verwendet, die Wolframkarbidteilchen oder ähnliche Metallkarbidteilchen enthalten, so daß es möglich ist, Werkzeuge durch Auftragen einer Hartmetallschicht in einem sehr hohen Ausmaß verschleißfest zu machen.

Bei dem vorstehend genannten Elektroschlacke-Schweißverfahren handelt es sich allgemein um ein Verfahren, bei dem Wärme dadurch erzeugt wird, daß man einen elektrischen Lichtbogen zwischen Elektroden und einer geerdeten Basis entstehen läßt Der hierbei durch die Elektrode fließende Strom bringt die Elektrode zum Schmelzen, so daß eine Schweißpfütze

jo entsteht, die es ermöglicht, Werkstücke aus Metall miteinander zu verschmelzen oder die von einer Aussparung oder einem Spalt so aufgenommen werden kann, daß sie es ermöglicht, ein Werkstück aus Metall mit einer Hartmetallauflage zu versehen. In neuerer Zeit sind auf dem Gebiet des Elektroschlacke-Schweißens sich verbrauchende Führungsdüsen entwickelt worden, die aus bestimmten Metallegierungen bestehen können, welche mit der sich verbrauchenden Elektrode vereinigt werden können, um eine Hartmetallegierung zu bilden,

ίο die eine hohe Verschleißfestigkeit besitzt

Die bis jetzt bekannten, sich verbrauchenden Führungsdüsen weisen gewöhnlich ein Rohr aus Stahl auf, das von einem größeren Rohr umgeben ist, in dem sich die Metallteilchen befinden, die bei der Anwendung des Elektroschlacke-Schweißverfahrens zur Wirkung gebracht werden sollen. Die fertige Hartmetallschicht auf der zu schützenden Fläche des Werkstücks enthält eine Legierung aus dem Metall des Elektrodendrahtes, der der Elektrodenschlacke-Schweißvorrichtung zuge führt worden ist und den metallischen Bestandteilen, aus denen sich die sich verbrauchende Führungsdüse zusammensetzte, die während des Schweißvorgangs benutzt wurde. Hierbei dient die sich verbrauchende Führungsdüse gleichzeitig dazu, den Elektrodendraht, der Schlackepfütze zuzuführen.

Eine weitere, seit einiger Zeit bekannte Neuerung besteht im Aufbringen von Hartmetallschichten auf Grabwerkzeuge, z. B. die bei Eimerradbaggern verwendeten Zähne. Solche Eimer- oder Schaufelradbagger werden neuerdings im hohen Norden in der Tundra sowie bei Teersanden benutzt, wie sie z. B. in Alberta in Kanada zu finden sind; hierbei werden an die Zähne der Schaufelradbagger besonders hohe Anforderungen gestellt, da sie bei Abbauarbeiten, die sich gewöhnlich

μ bei Temperaturen bis herab zu etwa —45° C abspielen, nicht nur eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen, sondern auch hohen Stoßbeanspruchungen standhalten müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen einer Hartmetallauflage auf einem Werkstück anzugeben, bei dessen Anwendung mit einer Hartmetallauflage versehene Werkzeuge entstehen, die zum Gebrauch bei extremen Temperaturen geeignet sind, und bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit mit einer ausreichenden Zugfestigkeit kombiniert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Vorzugsweise werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Werkzeuge mit einer Hartmetallauflage hergestellt, bei denen die Hartmetallauflage den jeweiligen Erfordernissen so angepaßt ist, daß verschiedene Teile der Auflage unterschiedliche Eigenschaften erhalten. Insbesondere ist durch die Erfindung ein Hartauftragschweißverfahren geschaffen worden, bei dem unter Anwendung des Elektroschlarke-Schweißverfahrens sich verbrauchende Führungsdüsen verwendet werden. Diese Führungsdüsen enthalten bestimmte Metallegierungen oder Massen, die so gewählt sind, daß eine bestimmte Fläche des zu schützenden Werkstücks bestimmte metallurgische Eigenschaften erhält

Bekanntlich sind bestimmte Metallegierungen besonders abrieb- und verschleißfest, doch sind sie spröde, da sie nur eine geringe Zugfestigkeit haben. Andererseits sind bestimmte Metallegierungen bekannt, die beim Hartauftragschweißen verwendet werden, die gute Stoß- und Zugfestigkeitseigenschaften besitzen, jedoch eine geringere Härte aufweisen und, daher nicht so widerstandsfähig sind als die härteren und gleichzeitig spröderen Legierungen. Bis jetzt ist es normalerweise üblich, jeweils eine Legierung der einen oder der anderen Art zu wählen, um eine Hartmetallauflage zu erzeugen, die durch die eine oder die andere gewünschte Eigenschaft gekennzeichnet ist. In manchen Fällen kann man Bestandteil·: von Legierungen beider Arten so mischen, daß man auf einem Werkstück eine Hartmetallauflage erhält, bei der bezüglich aller gewünschten physikalischen Eigenschaften eine Kompromißlösung erreicht ist Die Verfahren nach der Erfindung ermöglichen es jedoch im Gegensatz hierzu, ein Werkstück so mit einer Hartmetallauflage zu versehen, daß die Eigenschaften der Auflage den Erfordernissen angepaßt sind. Genauer gesagt ist es möglich, ein Werkstück mit einer Hartmetallauflage zu versehen, bei der sich eine bestimmte, den Erfordernissen angepaßte Metallegierung in der Mitte einer Fläche befindet, die bestimmte Eigenschaften aufweisen soll. Gemäß der Erfindung wird die betreffende Fläche eines Werkzeugs, dort wo eine hohe Verschleißfestigkeit erwünscht ist, unter Anwendung des Elektroschlacke-Schweißverfahrens und unter Verwendung sich verbrauchender Führungsdüsen mit einer Hartmetallauflage versehen, wobei die Führungsdüsen eine Metallegierung enthalten, die insbesondere unter Berücksichtigung der hohen Verschleißfestigkeit gewählt wurde. Bei einer anderen Fläche des gleichen Werkstücks kann dagegen eine hohe Zugfestigkeit erforderlich sein. Um dieser Forderung zu entsprechen, wird gemäß der Erfindung eine sich verbrauchende Führungsdüse verwendet, die einen hohen Gehalt an Nickel und Chrom aufweist.

Beim Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung wird das Elektroschlacke-Schweißverfahren angewendet. Hierbei werden sich verbrauchende Führungsdüsen verwendet, die Metallegierungen enthalten, welche so gewählt sind, daß die fertigen Hartmetallauflagen die gewünschte endgültige Zusammensetzung erhält.

Bei dem erfindungsgemäßen Elektroschlacke-Hartauftragschweißverfahren ist es möglich, zwei oder mehr sich verbrauchende Führungsdüsen im Bereich der zu schützenden Fläche des Werkstücks so anzuordnen, daß bestimmte Flächenteile der Hartmetallauflage jeweils die gewünschten metallurgischen Eigenschaften erhalten. Beispielsweise wird eine sich verbrauchende Führungsdüse A dadurch hergestellt, daß ein Gemisch

ίο aus feinen Teilchen erzeugt wird, die ein Sieb mit 120 Maschen je Zoll passieren; dieses Gemisch besteht zu 60 Gewichtsprozent aus Wolframkarbid, zu 30% aus Ferrochrom, zu 5% aus Ferromolybdän und zu 5 Gewichtsprozent aus Ferrovanadium. Benutzt man eine aus diesem Gemisch hergestellte, sich verbrauchende Führungsdüse unter Anwendung des Elektroschlacke-Schweißverfahrens zum Erzeugen einer Hartmetallauflage, erhält man auf dem Werkstück eine Fläche mit einer besonders hohen Verschleißfestigkeit Außerdem wird gemäß der Erfindung eine zweite Führungsdüse B hergestellt, die aus einem Gemisch besteht das sich zu 49% aus Ferrochrom, zu 49% aus Siliziumkarbid und zu 2% aus Kobalt zusammensetzt Diese Führungsdüse wird unter Anwendung des Elektroschlacke-Schweiß-Verfahrens benutzt um eine Hartmetallschicht auf eine Fläche aufzubringen, wo nur eine mittlere Verschleißfestigkeit erforderlich ist die jedoch eine erhebliche Zugfestigkeit erhalten soll. Benutzt man die Führungsdüsen A und B zum Aufbringen einer Hartmetallschicht

jo auf ein Werkstück, bei dem es erforderlich ist, eine hohe Verschleißfestigkeit mit einer hohen Zugfestigkeit zu kombinieren, ist es gemäß der Erfindung möglich, ein Werkstück herzustellen, bei dem die Hartmetallauflage den besonderen Erfordernissen entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer sich verbrauchenden Führungsdüse, die aus der mit A bezeichneten Metallteilchenmasse besteht,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Führungsdüse, die aus der mit B bezeichneten Masse aus Metallteilchen hergestellt ist

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines Schaufelradbaggerzahns, bei dem in einer Aussparung zum Aufnehmen einer Hartmetallauflage an der Arbeitsfläche zwei sich verbrauchende Führungsdüsen aus der Masse A bzw. aus der Masse B angeordnet sind, um das Aufbringen einer Hartmetallauflage mit Hilfe des Elektroschlacke-Schweißverfahrens zu ermöglichen,

so Fig.4 eine perspektivische Darstellung einer Elektroschlacke-Schweißvorrichtung bekannter Art, bei der zwei sich verbrauchende Führungsdüsen der Aussparung des mit einer Hartmetallauflage zu versehenden Werkstücks angeordnet ist,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung des fertigen Werkstücks nach F i g. 4, das an seiner Arbeitsfläche mit einer Hartmetallauflage versehen worden ist, bei der an der Oberfläche eine den Erfordernissen angepaßte Legierung vorhanden ist und

bo Fig.6 eine Seitenansicht des Werkstücks nach F i g. 5, aus der der Querschnitt der den Erfordernissen angepaßten Hartmetallauflage ersichtlich ist

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, ein Werkstück aus geschmiedetem oder gegossenem Stahl

fr> oder einer anderen Metallegierung derart mit einer Hartmetallauflage zu versehen, daß das Werkzeug eine neuartige, den Erfordernissen angepaßte Arbeitsfläche erhält. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist

es möglich, ein Werkstück, ζ. B. einen Zahn für einen im Bergbau zu benutzenden Schaufelradbagger, derart mit einer Hartmetallauflage zu versehen, daß derjenige Teil der Arbeitsfläche des Zahns, welcher der stärksten Abnutzung ausgesetzt ist, eine Metallegierung enthält, die eigens im Hinblick auf ihre hohe Verschleißfestigkeit gewählt worden ist, während gleichzeitig ein dieser Fläche benachbarter Teil der Hartmetallauflage aus einer Metallegierung besteht, die einerseits eine ausreichende Verschleißfestigkeit aufweist, jedoch andererseits eine hohe Zugfestigkeit besitzt, so daß das Werkstück gerade dort, wo es erforderlich ist, die gewünschte Festigkeit erhält.

Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung läßt sich ein Werkstück an seiner Arbeitsfläche derart mit einer Hartmetallauflage versehen, daß die Zusammensetzung der Auflage den jeweiligen Erfordernissen angemessen ist, so daß bestimmte Flächenteile des Werkstücks die erforderlichen Eigenschaften erhalten. Die F i g. 1 bis 6 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Zahn 10 für einen Schaufelradbagger, der einen dünneren freien Endabschnitt und einen dickeren Basisabschnitt aufweist, die im Gebrauch beide einer Abnutzung ausgesetzt sind, wird auf eine solche Weise mit einer Hartmetallauflage versehen, daß der Zahn nahe seinem freien Ende dort, wo er im stärksten Maße einer Abnutzung ausgesetzt ist, mit einer Hartmetalllegierung verkleidet ist, die besonders geeignet ist, einer Beanspruchung durch Abrieb standzuhalten. Gleichzeitig enthält die Hartmetallauflage des Zahns in einem )o mittleren Bereich eine Legierung, die der Forderung entspricht, daß an dieser Stelle eine höhere Zugfestigkeit vorhanden sein soll. Schließlich wird der Basisabschnitt des Zahns mit einer Auflage aus einer Metallegierung von hoher Zugfestigkeit versehen. v>

In F i g. 1 ist eine sich verbrauchende Führungsdüse dargestellt, die sich im wesentlichen aus einem langgestreckten äußeren Mantel 5 und einem von diesem Mantel umschlossenen Rohr 6 zusammensetzen kann. Der Mantel 5 ist mit einem feinkörnigen Gemisch 7 aus Metallegierungen gefüllt.

Die sich verbrauchende Führungsdüse kann jede gewünschte Form erhalten, um sie der mit einer Hartmetallauflage zu versehenden Fläche anzupassen. Im vorliegenden Fall sei angenommen, daß die sich verbrauchende Führungsdüse nach F i g. 1 das weiter oben beschriebene Gemisch A enthält; daher ist diese Führungsdüse in den Figuren ebenfalls mit A bezeichnet

F i g. 2 zeigt eine sich verbrauchende Führungsdüse B, die derjenigen nach F i g. 1 ähnelt und einen äußeren Mantel 4 und ein von ihm umschlossenes Rohr 8 aufweist; jedoch enthält der äußere Mantel 4 ein Gemisch 9, das im Vergleich zu dem Gemisch 7 nach F i g. 1 aus anderen Metallteilchen besteht bzw. anders v> zusammengesetzt ist, so daß es dieses Gemisch ermöglicht, eine Hartmetallauflage mit anderen physikalischen Eigenschaften zu erzeugen.

F i g. 3 zeigt einen Zahn 10 für einen Schaufelradbagger in der Lage, die er beim Hartauftragschweißen mi einnimmt; innerhalb der Arbeitsfläche weist der Zahn eine Aussparung 19 auf, in der eine sich verbrauchende Führungsdüse oder Elektrode A nach F i g. 1 und eine Führungsdüse oder sich verbrauchende Elektrode B nach F i g. 2 angeordnet sind. i>s

Fig.4 zeigt eine Elektroschlacke-Schweißvorrichtung einer Bauart, die es ermöglicht, das erfindungsgemäße Hartaufschweißverfahren durchzuführen. Ferner erkennt man in Fig.4 einen aus Schmiedestahl hergestellten Schaufelradbaggerzahn 10, so wie er zum Abbauen von Teersand od. dgl. benutzt wird. Der Zahn 10 wird auf einem Arbeitstisch 11 so angeordnet, daß sich die sich verbrauchenden Führungsdüsen 15, die den Düsen A und B nach F i g. 1 und 2 entsprechen, in der Aussparung 19 an der Arbeitsfläche befinden, in der die Hartmetallauflage erzeugt werden soll.

Unmittelbar unter den sich verbrauchenden Führungsdüsen 15 befindet sich ein Sumpf 16 in Form einer Vertiefung in dem Arbeitstisch 11, wie sie normalerweise vorhanden ist, wenn das Elektroschlacke-Schweißverfahren angewendet wird. Sich verbrauchende drahtförmige Elektroden 13 werden durch die Führungsdüsen 15 hindurch einem Raum zwischen dem Werkstück 10 und einem Wärmetauscher 17 zugeführt, bei dem es sich um einen Schuh aus Kupfer handeln kann, durch den ein Fluid zirkuliert, um eine bestimmte Oberflächentemperatur des Wärmetauschers aufrechtzuerhalten.

Wird das Elektroschlacke-Hartauftragsschweißverfahren in der aus F i g. 4 ersichtlichen Weise durchgeführt, durchlaufen die drahtförmigen Elektroden 13 eine Richteinrichtung 20 und eine Drahttransporteinrichtung 21, um den Offnungen der sich verbrauchenden Führungsdüsen 15 und dem Elektroschlacke-Behälter zugeführt zu werden. Die sich verbrauchenden Düsen 15 sind lösbar mit Verlängerungen 14 der Drahttransporteinrichtung 21 verbunden. Der als Wärmetauscher dienende Schuh 17 weist Ein- und Auslässe 18 für das Kühlmittel auf. Wird der Wärmetauscher 17 nahe der Aussparung 19 des Werkstücks 10 angeordnet, begrenzen die beiden Teile einen Hohlraum, in dem die Elektroschlackeschweiße im Bereich der Fläche des Werkstücks zusammengehalten wird, die mit einer Hartmetallauflage versehen werden soll.

Der Schweißstrom wird den Elektroden 13 von einer Schweißstromquelle 30 bekannter Art aus über Kabel zugeführt, die mit Ansätzen der Verlängerungen 14 verbunden sind. Somit fließt der Strom über die Ansätze und die Verlängerungen 14 zu den sich verbrauchenden Führungsdüsen 15, durch die Elektroschlacke-Schweißpfütze und den Arbeitstisch 11 und von diesem aus durch ein Kabel 22 zu der Stromquelle 30 zurück. Die sich verbrauchenden Führungsdüsen 15, die durch die beschriebenen Düsen A und B gebildet werden, können veranlaßt werden, schwingende Bewegungen in der Breitenrichtung der Aussparung 19 des Werkstücks 10 auszuführen, um die erzeugte Wärme gleichmäßig über die mit einer Hartmetallauflage zu versehende Fläche zu verteilen und gleichzeitig zu gewährleisten, daß ein gleichmäßiger Übergang zwischen der mit Hilfe der Düse A erzeugten Legierung und der mit Hilfe der Düse B erzeugten Legierung entsteht.

Die Geschwindigkeit, mit der die Elektroden 13 der Schweißpfütze zugeführt werden, wird durch eine Einrichtung 25 geregelt, die durch ein Kabel 26 mit der Drahttransporteinrichtung 21 verbunden ist Zu der Regeleinrichtung 25 gehört ferner eine Einrichtung, die es mit Hilfe eines Kabels 27 ermöglicht, die Schweißspannung im Wege der Fernsteuerung einzustellen und über ein weiteres Kabel 28 die Geschwindigkeit zu regeln, mit der sich die Führungsdüsen 15 in der Breitenrichtung der Aussparung 19 des Werkstücks 10 bewegen. Der Schweißstrom wird dadurch bestimmt, daß die Einrichtung zum Regeln der Transportgeschwindigkeit der Elektroden entsprechend eingestellt wird. Die Drahttransporteinrichtung 21 wird durch einen Motor 29 angetrieben, der in Abhängigkeit von

Signalen gesteuert wird, die ihm von der Einrichtung 25 aus über das Kabel 26 zugeführt werden.

Eine eingehendere Beschreibung der Schweißvorrichtung nach F i g. 4 findet sich in der Patentliteratur. Somit sind sowohl das Elektroschlacke-Schweißverfah- j ren als auch die übrigen hier besprochenen Einzelheiten des Elektroschlacke-Schweißverfahrens bekannt.

F i g. 5 zeigt einen fertigen, mit einer Hartmetallauflage versehenen Zahn 10 für einen Schaufelradbagger zum Abbauen von Teersand. Zu der Hartmetallauflage gehört eine Zone 32, die aus der Metallegierung der sich verbrauchenden Düse B entstanden ist. Ferner ist eine Zone 34 vorhanden, die in erster Linie mit Hilfe der sich verbrauchenden Düse A erzeugt worden ist. Schließlich ist eine Zone 33 vorhanden, innerhalb welcher die mit |$ Hilfe der Düsen A und B erzeugten Legierungen ineinander übergehen, so daß hier die Eigenschaften der beiden Metallegierungen miteinander kombiniert sind.

F i g. 6 zeigt das gleiche Werkstück 10 nach F i g. 5 in einer anderen Darstellung, aus der die den Erfordernis- jo sen angepaßte Hartmetallauflage des Schaufelradbaggerzahns ersichtlich ist; man erkennt wiederum die Zusammensetzung der Hartmetallauflage, bei der die Zone 32 in erster Linie mit Hilfe der Düse B und die Zone 34 in erster Linie mit Hilfe der Düse A erzeugt 2t worden ist, wobei innerhalb der Zone 33 eine Kombination der beiden Legierungen vorhanden ist, so daß die Eigenschaften der mit Hilfe der Düsen A und B erzeugten Legierungen innerhalb der Hartmetallauflage ineinander übergehen. jo

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird eine automatische Elektroschlacke-Schweißvorrichtung benutzt. Hierbei ist es möglich, die üblichen Elektroschlacke-Schweißverfahren anzuwenden und mit drahtförmigen Elektro- den beliebiger Art zu arbeiten, mittels welcher der Schweißlichtbogen erzeugt wird, der mit Hilfe eines kornförmigen Flußmittels geschützt wird. Außerdem wird ein Füllstahldraht verwendet, der aus einer Legierung besteht, die dazu dient, teilweise oder vollständig die harte Matrix auf der Arbeitsfläche des zu schützenden Werkzeugs entstehen zu lassen. Der Füllelektrodendraht und/oder die sich verbrauchenden FUhrungsdüsen können aus Oxidationsmitteln bestehen oder Oxidationsmittel wie Manganeisen und Siliziumeisen enthalten. Ferner können Denitrierungsmittel wie Ferrozirkon oder Schlacke erzeugende Stoffe vorhanden sein, um den Ablauf des Schweißvorgangs zu erleichtern und die Basizität der Schlacke in der Schweißpfütze zu regeln. Weiterhin können die » Elektrodendrähte und/oder die sich verbrauchenden Führungsdüsen andere Metalle enthalten, z. B. Nickel, Chrom, Molybdän, Titan, Zirkon od. dgl.

Gemäß Fig.4 wird ein metallisches Werkstück, z. B. ein geschmiedeter Stahlzahn 10 für einen Schaufelradbagger, der an seiner Arbeitsfläche eine Aussparung aufweist, zuerst auf eine Temperatur im Bereich von etwa 260 bis 540° C und vorzugsweise zwischen etwa 315 und 370⁰C vorgewärmt und in die richtige Lage gegenüber den sich verbrauchenden Düsen 15 gebracht, die als verdichtete Massen aus Legierungsteilchen ausgebildet sind, bei denen die Teilchengröße einem Bereich von 120 bis 140 Maschen je Zoll entspricht, und wobei jede Düse die Bestandteile enthält, die weiter oben bezüglich der Düsen A und B angegeben sind. Beim Herstellen dieser Düsen wurden die Metallteilchengemische mit einem flüssigen Natronwasserglasträger vereinigt und in dem äußeren Mantel verdichtet; dann wurde das Führungsrohr in den gefüllten Mantel längs seiner Achse eingeführt. Die gesamte Anordnung wurde erhitzt, bis das Natronwasserglas die Metallteilchen in dem Mantel zu einer festen Masse miteinander verbunden hatte. Der Wärmeaustauschschuh 17 wird nahe der Arbeitsfläche des Werkstücks 10 befestigt, und die Wände des Hohlraums zwischen dem Kühlschuh und dem Werkstück begrenzen den Raum, in dem die Elektroschlackeschweißpfütze erzeugt wird. In den Sumpf 16 nach F i g. 4 wird eine Menge von etwa 50 g eines Pulvers aus der Legierung eingebracht, aus der die Elektroden 13 bestehen. Um den Elektroschlacke-Schweißvorgang einzuleiten, wird den Elektroden ein Schweißstrom von 400 A bei einer Spannung von 55 V zugeführt, und es wird ein Lichtbogen zwischen den Elektroden und dem Metallpulver in dem Sumpf gezündet Dann werden 50 g eines Flußmittels beigefügt, woraufhin der Elektroschlacke-Schweißvorgang eingeleitet wird. Die Elektrodendrähte 13 werden mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, daß sich der gesamte Hohlraum innerhalb einer Zeit von etwa 5,5 min vollständig füllt. Die Stärke des den Elektrodendrähten zugeführten Stroms wird so programmiert, daß sie während der Schweißzeit von 5,5 min kontinuierlich linear ansteigt, bis am Ende der Schweißzeit eine Stromstärke von 1000 A erreicht ist Die Spannung wird so programmiert, daß sie während der gleichen Zeitspanne abnimmt, bis sie nach dem Ablauf von 5,5 min den Wert von 32 V erreicht Die sich verbrauchenden Düsen 15 werden gegenüber der Arbeitsfläche des Werkstücks so hin- und herbewegt, daß sie in jeder Minute 6 Schwingungen ausführen. Nach der Beendigung des Schweißvorgangs steht dann ein geschmiedeter Schaufelradbaggerzahn zur Verfügung, der jetzt der Schweißvorrichtung entnommen werden kann und eine Hartmetallauflage der beschriebenen Art aufweist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen einer Hartmetallauflage mit veränderlicher metallurgischer Zusammensetzung auf einem Werkstück im Wege des Elektroschlackeschweißens unter Benutzung wenigstens zweier Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (10) in eine vertikale Stellung gebracht wird, daß ein flüssigkeitsgekühlter Schweißschuh (17) angrenzend und komplementär zürn Werkstück (10) angeordnet wird, so daß ein Spalt zur Aufnahme geschmolzenen Schweißmetalls entsteht, daß in den Spalt zwei sich verbrauchende Führungsdüsen (15) für je einen sich verbrauchenden Elektrodendraht (13) angeordnet werden und die beiden Führungsdüsen (15) jeweils eine metallurgisch voneinander unterschiedliche Masse aus feinen, am hohlen Metallführungsrohr (6, 8) anhaftenden Metallteilchen enthalten und daß die Schweißparameter derart eingestellt werden, daß nach dem Schmelzen der beiden Führungsdüsen (15) getrennte Zonen (32,34) unterschiedlicher metallurgischer Zusammensetzung entstehen, die auf der Oberfläche des Werkstücks (10) geschmolzen und durch eine Schmelzzone (33) einer metallurgischen Zusammensetzung miteinander verbunden sind, die durch Mischung des geschmolzenen Metalls aus den beiden Führungsdüsen entstanden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (10) aus dem Zahn eines Schaufelradbaggers besteht.