DE2521155A1

DE2521155A1 - Foil seam resistance welding zinc coated steel sheets - using porous foils made from powdered metals

Info

Publication number: DE2521155A1
Application number: DE19752521155
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Guenther; Michael Dipl Ing Koziolek; Joachim Rupprecht
Original assignee: THALE EISEN HUETTENWERK
Current assignee: THALE EISEN HUETTENWERK
Priority date: 1974-06-14
Filing date: 1975-05-13
Publication date: 1976-01-02
Also published as: SE7506810L; JPS5111038A; DD111828A1

Abstract

The foil is made by powder metallurgy using raw matls. and prodn. methods related to the chemical compsn. reqd., the distribution of the alloying elements, and the open residual porosity. The foil pref. has a residual porosity up to 25% and may consist of >=2 layers, one being Fe and the other a matl. with higher corrosion resistance. When resistance welding steel sheet which is Zn coated, mild steel foil is placed on both sides of the joint to reduce heat losses and keep Zn off the electrodes, but Zn flows away from the joint, thus impairing its corrosion-resistance. Stainless steel foil can be used or the joint coated with lacquer, but both methods involve increased costs. Inexpensive, corrosion-resistant joints are obtd. without using stainless steel.

Description

Schweissfolie fuer das Poliennahtschweissen Die Erfindung betrifft eine Schweissfolie fuer das Foliennaht schweissen, insbesondere fuer das Poliennahtschweissen von veri zinkten Blechen, Als ein Widerstandsschweissverfahren fuer Bleche ist das Folien~ nahtschweissen bekannt. Der Schweissstoss wird an der Blechober und unterseite von Je einer Folie abgedeckt, ueber die wach~ rend des Schweissvorganges die Stromzufuhr von rollenfoermigen Elektroden zum Werkstueck erfolgt. Die Folien bewirken eine starke Waermekonzentration auf die Nahtstelle und eine Verein, gerung der Waermeabfuhr von der Blechoberflaeche auf die gekuehl ten Rollenelektroden, und es kommt zu einer festen Verbindung zwischen den beiden Blechen einerseits und den Folien mit den Blechen im Bereich der Schweissnaht andererseits. Beim Schweissen von verzinkten Blechen wird darueber hinaus das Verschmutzen und Auflegieren der Elektroden durch Zink dadurch vermindert, dass kein direkter Kontakt zwischen den Elektroden und der Zink schicht besteht. Die bei 419 Grad C schmelzende Zinkschicht wird waehrend des Schweissvorganges unter der Folie herausge drueckt und sammelt sich zu beiden Seiten der Folie an.Welding foil for poly seam welding The invention relates to welding a welding foil for the foil seam, especially for the polien seam welding of galvanized sheet metal, As a resistance welding process for sheet metal, this is Foil seam welding known. The weld joint is made on the top and bottom of the sheet Covered by a foil each, over which the power supply is switched on during the welding process from roller-shaped electrodes to the workpiece. The foils cause a strong heat concentration on the seam and a union of the heat dissipation from the sheet metal surface onto the cooled roller electrodes, and a fixed connection between the two sheets on the one hand and the foils with the On the other hand, sheet metal in the area of the weld seam. When welding galvanized In addition, sheet metal prevents the electrodes from becoming soiled and alloyed Zinc is reduced by the fact that there is no direct contact between the electrodes and the zinc layer exists. The zinc layer, which melts at 419 degrees C, becomes continuously of the welding process under the film presses out and collects to both Sides of the slide.

Feuer das Foliennahtschweissen werden Folien aus unlegiertem, kohlenstoffarmem Stahl oder aus rostfreiem Stahl verwendet; ihre Herstellung erfolgt nach bekannten Walzverfahren sowie auch durch Auswalzen von Draht. In jedem Fall dienen schmelz metallurgisch erzeugte Gussstuecke als Ausgangsmaterial, bei deren Weiterverarbeitung durch eine Vielzahl notwendiger Ver fahrensschritte hohe Folienkosten entstehen, die sich auf die Wirtschaftlichkeit des Schweissverfahrens unguenstig auswirken.Fire the foil seam welding, foils are made of unalloyed, low-carbon foils Steel or stainless steel used; their production takes place according to known Rolling process as well as by rolling out wire. In any case, serve enamel Metallurgically produced castings as starting material, during their further processing A large number of necessary process steps result in high film costs, which have an unfavorable effect on the profitability of the welding process.

Das Poliennahtschweissen ist insbesondere fuer das Schweissen von verzinkten Blechen geeignet. Je nach Verwendungszweck wer den von den Schweissnaehten, ebenso wie von den zu schweissenden Blechen unterschiedlich hohe Korrosionsbes taendigkeiten gefor dert. Bei Verwendung von unlegierten Folien wird kein ausrei chender Korrosionsschutz der Schweissnaehte gewaehrleistet, denn waehrend des Schweissvorganges wird die das Grundmaterial schutt zende Zinkschicht unter der Folie hervorgedrueckt und zum Teil verdampft.Polien seam welding is especially useful for welding galvanized sheet metal suitable. Depending on the intended use, the weld seams, as well as the different levels of corrosion resistance of the sheets to be welded required. If unalloyed foils are used, there is no adequate protection against corrosion the weld seam is guaranteed, because during the welding process the the base material shuttling zinc layer under the foil and pressed out for Part evaporates.

Die spaeter schnell durchkorrodierende duenne, unlegierte Folie kann die Bleche im Bereich der Schweissnaht nicht vor Korrosionsschaeden bewahren. Es muessen also entweder die mit unlegierten Folien hergestellten Naehte nach ueblichen Korrosionsschutzverfahren behandelt werden, beispielsweise durch Farm~ anstrich, oder man verwendet Folien aus rostfreiem Stahl. In letzterem Fall erreicht man eine Korrosionsbestaendigkeit der Schweissverbindung, die mehrfach hoeher ist als die des ver zinkten Bleches, aber den Einsatz hochwertiger Materialien er fordert. In beiden Faellen entstehen zusaetzliche Kosten, die die universelle Anwendung des Foliennahtschweissverfahrens ein, schraenken. Beim Foliennahtschweissen von verzinkten Blechen wird zwar im Vergleich zum Rollnahtschweissen ohne Folie das Verschmutzen und Auflegieren der Elektrodenrollen vermindert, aber bei Blechen mit staerkeren Zinkschichten kann jedoch un ter den Folien seitlich so viel Zink herausgedrueckt werden, dass die Verschmutzung der Elektroden nicht vollstaendig ausgeschlossen werden kann. Diesen Nachteil versucht man durch Ver wendung von Folien groesserer Dicke zu umgehen, wobei aber eine fuer viele Anwendungsfaelle unerwuenschte Nahtverdickung ein~ tritt, Es ist Zweck der Erfindung, die Wirtschaftlichkeit des Folien~ nahtschweissens zu verbessern und sein Anwendungsgebiet zu er weitern.The thin, unalloyed foil, which later corrodes through quickly, can Do not protect the sheets from corrosion damage in the area of the weld seam. It So either the seams made with unalloyed foils have to follow the usual ones Corrosion protection processes are treated, for example by painting, or stainless steel foils are used. In the latter case one reaches one Corrosion resistance of the welded joint, which is several times higher than that of the galvanized sheet, but requires the use of high-quality materials. In In both cases there are additional costs that make the universal application of the Foil seam welding process, restrict. When foil seam welding of galvanized In comparison to seam welding without foil, sheet metal becomes soiled and alloying of the electrode rollers is reduced, but in the case of sheets with stronger ones However, zinc layers can squeeze out so much zinc from under the foils that contamination of the electrodes cannot be completely ruled out can be. One tries this disadvantage by using larger foils To circumvent thickness, but with an undesirable seam thickening for many applications It is the purpose of the invention to improve the profitability of foil seam welding to improve and to expand its field of application.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Korrosionsbestaendigkeit einer durch Foliennahtschweissen von Blechen er# zeugten Verbindung zu erhoehen, ohne die bekannten Folien aus nichtrostendem Stahl zu verwenden Elfindungsgemaess wird fuer das Foliennahtschweissen eine pulver~ metallurgisch erzeugte Folie verwendet, die durch geeignete Wahl der Ausgangsmaterialien sowie der Herstellungsbedingungen in bezug auf chemische Zusammensetzung, Art der Verteilung der Legierungselemente und offene Restporositaet den jeweilig fuer die Anfertigung der Schweissnaht vorgegebenen Bedingungen angepasst ist.The invention is based on the problem of corrosion resistance to increase a connection created by foil seam welding of metal sheets, without using the known stainless steel foils according to the invention a powder metallurgically produced foil is used for the foil seam welding, through a suitable choice of the starting materials and the manufacturing conditions with regard to chemical composition, type of distribution of the alloying elements and open residual porosity is the one specified in each case for the production of the weld seam Conditions is adapted.

Insbesondere kann die Loesung der Aufgabe dadurch erfolgen, dass eine Folie verwendet wird, die auf Grund einer entsprechenden Art der Zufuhr verschiedener Pulver beim Walzen aus Werkstoff~ schichten mit unterschiedlicher Korrosionsbestaendigkeit aufge baut ist. Durch Walzen von Metallpulvern oder Pulvergemischen und ansohliessendes Sintern bzw. durch dieselbe Methode mit zu, saetzlichem Nachverdichten, insbesondere Walzen und/oder Glue hen wird der Restporositaetsanteil der Folie eingestellt, der sich insbesondere beim Schweissen von verzinkten Blechen foer# dernd auf die Korrosionsbestaendigkeit auswirkt Das waehrend des Schweiesvorganges aufschmelzende Zink wird nicht mehr wie bei den bekannten Folien nur zur Seite weggedrueckt, sondern je nach Art und Groesse der Restporositaet von den Poren teilweg~ se oder ganz aufgenommen.In particular, the solution to the task can take place in that a Foil is used, which is different due to a corresponding type of supply Powder when rolling from material layers with different corrosion resistance is constructed. By rolling metal powders or powder mixtures and attaching them Sintering or by the same method with additional compaction, in particular Rolling and / or Glue hen the rest of the porosity of the film is set Especially when welding galvanized sheet metal, this has a positive effect on the corrosion resistance Effects The zinc that melts during the welding process is no longer as with the known foils only pushed away to the side, but depending on the type and The size of the remaining porosity partially or completely absorbed by the pores.

So bildete sich waehrend des Schweissprozesses innerhalb der Schweisefolie in unmittelbarer Naehe der eigentlichen Schweiß naht eine mit Zink getraenkte Zone, durch die ein besserer Korrosionsschutz der Naht erzielt wird als er bei Verwendung einer nicht pulvermetallurgisch erzeugten, porenfreien Folie analoger chemischer Zusammensetzung zu erreichen ist.This formed during the welding process inside the welding foil In the immediate vicinity of the actual sweat, a zone soaked with zinc is sewn, through which a better corrosion protection of the seam is achieved than when it is used a non-powder metallurgically produced, pore-free film of analogous chemical Composition is to be achieved.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die bei Verwen, dung von bekannten Folien moegliche Verschmutzung der Elektro# den mit Zink vermieden wird, weil einerseits weniger oder kein Zink unter den Foli'enraendern herausgedrueckt wird und anderer~ seite das von der Folie aufgenommene Zink auf Grund seiner Menge und der Porenstruktur der Folie nicht bis zu den Elektroden gelangen kann. Eine weitere Verbesserung der Horroaionsbestaen, digkeit der Schweissnaht ergibt sich bei Verwendung einer pul# vermetallurgisch erzeugten Folie, die aus Schichten unter schiedlicher Werkstoffe besteht.Another advantage results from the fact that when using Possible contamination of the electrical equipment with zinc is avoided with known foils is because, on the one hand, less or no zinc is pressed out from under the foil edges and on the other hand the zinc absorbed by the foil due to its quantity and the pore structure of the film cannot reach the electrodes. One further improvement of the horror resistance of the weld seam results when using a powder metallurgically produced film, which consists of layers under consists of different materials.

Waehrend die den Oberflaechen der zu verbindenden Bleche zuge~ wandte untere Schicht aus nichtkorrosionsbestaendigem Werkstoff besteht und die Vorteile der bereits beschriebenen pulvermetallurgischen Folie aufweist, ist eine darueber liegende Schicht korrosionsbestaendiger. Durch die Anwendung von pulvermetallur gisch hergestellten Folien wird der Einsatz verzinkter Bleche auch in solchen Faellen moeglich, in denen bisher aus wirtschaft-' lichen Gruenden auf ihre Anwendung verzichtet werden musste.While facing the surfaces of the sheets to be joined lower layer consists of non-corrosion-resistant material and the advantages has the powder metallurgical film already described, is one over it lying layer more corrosion-resistant. Through the use of powder metallurgy The use of galvanized sheet metal is also used in such cases possible, in which so far waived their application for economic reasons had to become.

Zum Beispiel wird beim Foliennahtschweissen von sendzimirverzinktem Blech eine pulvermetallurgisch erzeugte Schweissfolie von 0,2 1 0,4 mm Dicke, 4 mm Breite mit einer Restporositaet von 10 - 15 % verwendet, die aus 0,08 % C, max. 0,05 % Si, 0,3 % Mn, max. 0,03 % P und max 0,03 % S besteht und durch Walzen eines verduesten Eisenpulvers, Kurzzeitsintern bei 1100 bis 1250 Grad C unter reduzierendem Schutzgas, anschliessendes Kaltwalzen mit 10 - 30 %, Umformgrad und Gluehen bei 1000 bis 1200 Grad C unter Schutzgas hergestellt wird.For example, when the foil seam welding of sendzimir galvanized Sheet metal a welding foil produced by powder metallurgy, 0.2 1 0.4 mm thick, 4 mm width with a residual porosity of 10 - 15%, which consists of 0.08% C, max. 0.05% Si, 0.3% Mn, max. 0.03% P and max. 0.03% S and by rolling a evaporate iron powder, short-term sintering at 1100 to 1250 degrees C under reducing Protective gas, subsequent cold rolling with 10 - 30%, degree of deformation and annealing at 1000 to 1200 degrees C is produced under protective gas.

Bei hohen Anforderungen an die Korrosionsbestaendigkeit wird zum Foliennahtschweissen beispielsweise eine pulvermet#llur gisch erzeugte S#weissfolie von 0,2 - 0,4 mm Dicke, 4 mm Brei-~ te, mit einer Restporositaet von 7 - 15 % verwendet, die aus einer poroesen Eisenschicht mit gleicher chemischer Zusammen~ setzung wie im Ausfuehrungsbeispiel 1 und einer Schicht nicht rostenden Stahls mit max 0,1 % G, 16 - 18 % Cr, max. 0,9 % Ti, besteht und durch gemeinsames Walzen der beiden getrennt zum Walzspalt zugefuehrten Pulver sowie Sintern, Kaltwalzen und Gluehen unter Bedingungen wie im Ausfuehrungsbeispiel 1 herde stellt wird.Foil seam welding is used when there are high demands on corrosion resistance For example, a S # white foil of 0.2-0.4 mm produced by powder metal Thickness, 4 mm width, with a residual porosity of 7 - 15% used a porous iron layer with the same chemical composition as in the exemplary embodiment 1 and a layer of stainless steel with max. 0.1% G, 16 - 18% Cr, max. 0.9 % Ti, and fed separately to the nip by rolling the two together Powder as well as sintering, cold rolling and annealing under conditions as in the exemplary embodiment 1 cooker is produced.

Claims

-1> welding foil for the creation of seams with better ter corrosion resistance through foil seam welding, characterized by their powder metallurgical production and the choice of raw materials and the Production conditions of the film with regard to chemical composition, type of Distribution of alloying elements and open residues.

2. welding foil according to claim 1, characterized in that it has a residual porosity of up to 25%.

3 welding foil according to claim 1 and 2, characterized in that it is made up of at least 2 layers of different materials, with the one layer made of porous iron and the other made of a material with a higher level Corrosion resistance exists