DE2553601B2

DE2553601B2 - Electroslag welding process

Info

Publication number: DE2553601B2
Application number: DE19752553601
Authority: DE
Inventors: Lev M. Bronschtejn; Grigorij I. Bublik; Anas N. Schukowskij Moskovskoj Oblasti Chakimov; Ljubov A. Poselok Gasoprowod Moskovskoj Oblasti Efimenko Geb. Dycht; Tamara V. Moskau Jaschunskaja; Nikolaj N. Koschelev; Evsej M. Kusmak; Semen A. Sandberg-Berger; Mark S. Moskau Skudizkij
Original assignee: Moskovskij Institut Neftechimitscheskoj I Gasovoj Promyschlennosti Imeni Im Gubkina Moskau
Current assignee: Moskovskij Institut Neftechimitscheskoj I Gasovoj Promyschlennosti Imeni Im Gubkina Moskau
Priority date: 1975-01-14
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1978-08-31
Also published as: FR2297688A1; DE2553601A1; FR2297688B1; DE2553601C3; SU554974A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroschlacke-Schweißverfahren, bei dem der erstarrte Nahtwerkstoff und der am geschmolzenen Metall anliegende Grundwerkstoff abgekühlt wird.The invention relates to an electroslag welding process, in which the solidified seam material and the base material in contact with the molten metal is cooled.

Die Erfindung kann bei der Schweißung von dickwandigen Konstruktionen breite Anwendung finden. The invention can find wide application in the welding of thick-walled structures.

Am zweckmäßigsten ist sie bei der Herstellung von Schweißkonstruktionen aus niedriglegierten normalisierten und thermisch verfestigten Stählen zu verwenden, die für die Arbeit bei Minustemperaturen bestimmt sind.It is most useful in the manufacture of welded structures from low-alloy normalized and to use thermally hardened steels intended for work at sub-zero temperatures are.

Gegenwärtig findet bei der Herstellung von Konstruktionen großer Dicke der Elektroschlacke-Schweißprozeß breite Anwendung.Presently, in the manufacture of large thickness structures, the electroslag welding process takes place wide application.

Unter den Bedingungen des Elektroschlacke-Prozesses geschieht die Wärmeentwicklung beim Stromdurchs gang durch das Schlackenbad.Under the conditions of the electroslag process, heat is generated when electricity flows through it passage through the slag bath.

Diese Wärme wird für das Schmelzen der Schweißelektrode, der Schweißstückkanten und des Schweißpulvers verbraucht Hierbei geht ein beträchtlicher Teil der Wärme verloren. Die Wärmeverluste setzen sich aus der Wärmeberührung in die Masse des Schweißstücks, in die Gleitstücke und der Wärmestrahlung von der Schlackenbadoberfläche aus zusammen. Den größten Anteil der Wärmebilanz des Elektroschlacke-Prozesses 50% bildet die Wärmeabführung in die Masse des Schweißstücks. Im Zusammenhang damit wird der Elektroschlacke-Prozeß von verlangsamter Erwärmung und Abkühlung des Metalls der Schweißstücke sowie von langem Verweilen desselben oberhalb der Temperatur A₃ der vollen Umkristallisation begleitet Dies trägt zur Entwicklung einer bedeutenden strukturellen Uneinheitlichkeit der Schweißverbindungen und einer ungünstigen Veränderung der mechanischen Eigenschaften bei, die sich in der Senkung der Sprödbruchfestigkeit und für thermisch verfestigte Stähle im Festigkeitsverlust ausdrückt.This heat is used to melt the welding electrode, the edges of the workpiece and the welding flux. A considerable part of the heat is lost. The heat losses are made up of the thermal contact in the mass of the welding piece, in the sliding pieces and the thermal radiation from the slag bath surface. The largest part of the heat balance of the electroslag process 50% is the heat dissipation into the mass of the weldment. In connection with this, the electroslag process is accompanied by slowed heating and cooling of the metal of the weldments, as well as by prolonged residence of the same above the temperature A ₃ of full recrystallization. which is expressed in the lowering of the brittle fracture strength and, for thermally hardened steels, in the loss of strength.

Dadurch ist das Anwendungsgebiet des Elektroschlacke-Prozesses auf die Schweißung von Konstruktionen begrenzt, die für die Arbeit bei Plustemperaturen bestimmt sind, sowie von Konstruktionen, die nachfolgender Hochtemperatur-Wärmebehandlung — Normalisierung — unterworfen werden.As a result, the area of application of the electroslag process is on the welding of structures intended for work at plus temperatures, as well as constructions, the following High temperature heat treatment - normalization - are subjected.

Die Normalisierung wird zum Zwecke der Verbesserung von Struktur und mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindungen durchgeführt.Normalization is used for the purpose of improving the structure and mechanical properties of the Welded connections carried out.

Zur Ausführung dieser Art der Wärmebehandlung sind besondere Erwärmungseinrichtungen, beispielsweise öfen mit beträchtlichen Außenmaßen, und eine Verlängerung des Produktionszyklus erforderlich. Dies verteuert die Fertigung von Schweißkonstruktionen.To carry out this type of heat treatment, special heating devices are, for example ovens with considerable external dimensions and an extension of the production cycle required. this makes the production of welded constructions more expensive.

ίο In manchen Fällen treten bei der Normalisierung unzulässige Verformungen auf, was ihre Durchführung unmöglich macht. Deswegen wird die ganze Reihe von Schweißkonstruktionen unter Anwendung weniger produktiver Schweißverfahren, beispielsweise der automatischen UP-Mehrlagenschweißung, hergestellt.ίο In some cases, normalization occurs impermissible deformations, which makes their implementation impossible. That's why the whole series of Weldments using less productive welding processes, such as automatic ones UP multi-layer welding produced.

Die Elektroschlacke-Schweißung von thermisch verfestigten Stählen wird von einer besonders ungünstigen Reaktion auf die thermische Schweißbelastung begleitet. Neben der Senkung der Sprödbruchfestigkeit wirdElectro-slag welding of thermally strengthened steels is particularly unfavorable Reaction to the thermal exposure to sweat. In addition to lowering the brittle fracture strength,

so eine Endfestigung der Schweißverbindungen beobachtet, wobei deren Festigkeit zurückgeht. Nicht durchführbar ist auch die nachfolgende. Normalisierung solcher Verbindungen, weil die Erwärmung des Grundwerkstoffs über die Anlaßtemperatur hinaus bei der thermischen Verfestigung unmöglich ist Deshalb wurde bei der Herstellung von Konstruktionen aus thermisch verfestigten Stählen die Elektroschlacke-Schweißung bisher nicht angewendet.such a final strengthening of the welded joints is observed, their strength decreases. The following cannot be carried out either. Normalization of such Connections, because the base material is heated above the tempering temperature at the thermal consolidation is impossible, therefore, was used in the manufacture of constructions from thermal Electro-slag welding has not yet been used for solidified steels.

Zur Gewährleistung der erforderlichen Eigenschaften der Schweißverbindungen von thermisch verfestigten Stählen wurde eine Senkung der Energie je Längeneinheit bei Lichtbogenschweißverfahren angewendet, was die Schweißtechnologie kompliziert machte, da die Anzahl der Schweißnähte größer wurde.To ensure the required properties of welded joints of thermally solidified A reduction in energy per unit length has been applied to steels in arc welding processes, what made welding technology complicated as the number of welds increased.

Durch Regelung (Verminderung) der Größe der Energie je Längeneinheit bei der automatischen UP-Schweißung gelingt, es in einem gewissen Maße, die wichtigsten Kenngrößen der thermischen Schweißbela-By regulating (reducing) the amount of energy per unit length in the automatic UP welding succeeds to a certain extent, the most important parameters of the thermal weld load

stung, und zwar die Erwärmungsgeschwindigkeit, die Verweilzeit des Stahls oberhalb einer vorgegebenen Temperatur und die Abkühlungsgeschwindigkeit, zu beeinflussen und folglich die Eigenschaften der Schweißverbindungen günstig zu verändern. sstung, namely the heating rate, the residence time of the steel above a predetermined Temperature and the cooling rate, affect and consequently the properties of the To change welded joints cheap. s

Bei der Elektroschlacke-Schweißung gelingt es praktisch nicht die Kenngrößen von thermischen Belastungen durch Änderung der Schweißverbindungen zu regeln.In the case of electroslag welding, it is practically impossible to use the parameters of thermal ones To regulate loads by changing the welded joints.

Bisher ist eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden, die den Prozeß der Elektroschlacke-Schweißung zwecks Verminderung des negativen Einflusses auf die Eigenschaften der Schweißverbindungen vervollkommen. Heretofore, a number of methods have been proposed that utilize the electroslag welding process to reduce the negative impact on the properties of the welded joints.

Bekannt ist ein Elektroschlacke-Schweißverfahren, bei dem nach der Elektroschlacke-Schweißung eine örtliche oder gesamte Normalisierung der Schweißverbindungen zur Gewährleistung von Gleichfestigkeit derselben durchgeführt wird. Jedoch ist in vielen Fällen besonders bei Konstruktionen aus niedriglegierten thermisch verfestigten Stählen die Durchführung einer Hochtemperatur-Wärmebehandlung nicht möglich.An electroslag welding process is known, in which, after electroslag welding, a local or total normalization of the welded joints is carried out to ensure uniformity of the same. However, in many cases it is the implementation of a High temperature heat treatment not possible.

Bekannt ist ein Verfahren zur Elektroschlacke-Schweißung mit Regelung des thermischen Belastung durch Anwendung einer Begleitabkühlung.A method for electroslag welding with control of the thermal load is known by applying an accompanying cooling.

Nach diesem Verfahren wird während der Elektroschlacke-Schweißung eine zwangläufige Kühlung der Schweißverbindung mit Hilfe einer SpezialVorrichtung vorgenommen, die ein die Naht gestaltendes Gleitstück einschließt, in dessen unterem Teil mehrere Reihen öffnungen für die Zufuhr des Kühlmittels angebracht sind.(DE-AS20 02 812).According to this process, during the electroslag welding, an inevitable cooling of the Welded connection made with the help of a special device, which has a sliding piece that forms the seam includes, in the lower part attached several rows of openings for the supply of the coolant (DE-AS20 02 812).

Dadurch wird die Regelung der Kenngrößen der thermischen Belastung und folglich auch der Eigenschaften der Schweißverbindung nur im Stadium der Kühlung von der Mindesttemperatur von 950° C an nach Erscheinen des erwärmten Metalls unter den Gleitstükken hervor möglich. Faktisch wird nur eine Kenngröße der thermischen Belastung die Abkühlungsgeschwindigkeit — geregelt. Deshalb haben dieses Verfahren und die Einrichtung zur Realisierung desselben folgende Nachteile: 1. es gestattet nicht, die Kenngrößen der thermischen Belastung im Stadium der Erwärmung zu regeln (Erwärmungsgsschwindigkeit W_a und t' — die Verweilzeit des erwärmten Metalls oberhalb der Temperatur A3); 2. eine Vergrößerung der Intensität der Wärmeabfuhr von der Schweißverbindung und eine Erhöhung der Abkühlungsgeschwindigkeit der letzteren sind erst nach Erscheinen des erwärmten Metalls unter den die Naht formenden Gleitstücken hervor möglich, so so daß die Kenngröße t" — die Verweilzeit des erwärmten Metalls oberhalb der Temperatur A3 bei der Abkühlung — auch nicht regelbar ist. Diese Nachteile führen dazu, daß die gesamte Verweilzeit It- t' + t"l des erwärmten Metalls oberhalb der Temperatur A3 sich bei der Anwendung des bekannten Schweißverfahrens im Vergleich mit der üblichen Technologie des Elektroschlacke-Prozesses nicht wesentlich ändert, da t' und f "praktisch unverändert bleiben.As a result, the control of the parameters of the thermal load and consequently also the properties of the welded joint is only possible in the cooling stage from the minimum temperature of 950 ° C on after the heated metal has appeared under the sliding pieces. In fact, only one parameter of the thermal load - the cooling rate - is regulated. Therefore, this method and the device for implementing it have the following disadvantages: 1. It does not allow the parameters of the thermal load to be controlled in the heating stage (Warming speed W _a and t ' - the residence time of the heated metal above the temperature A3); 2. An increase in the intensity of the heat dissipation from the welded joint and an increase in the cooling rate of the latter are only possible after the heated metal has appeared under the sliding pieces forming the seam, so that the parameter t "- the dwell time of the heated metal above the temperature A3 during cooling - is also not controllable. These disadvantages lead to the fact that the total dwell time It- t '+ t "l of the heated metal above the temperature A3 is when using the known welding process in comparison with the usual technology of electroslag. Process does not change significantly, since t ' and f "remain practically unchanged.

Dies führt zum intensiven Austenitkornwachstum, dessen Folge eine Senkung der Kerbschlagzähigkeit besonders des Werkstoffs der Naht und des im Bereich der Naht liegenden Abschnitts der Wärmeeinflußzone ist.This leads to intensive austenite grain growth, the consequence of which is a reduction in the notched impact strength, especially of the material of the seam and that in the area the section of the heat affected zone lying near the seam.

Außerdem gestattet die erwähnte Einrichtung es nicht, die Kenngröße der thermischen Schweißbelastung einzelner Abschnitte der Wärmeeinflußzone zu regeln, und die Abkühlungsgeschwindigkeiten nach Temperaturintervallen in einem vorgegebenen Abschnitt der Wärmeeinflußzone zu differenzieren. Dieser Nachteil! ist für die thermisch verfestigten Stähle besonders wesentlich.In addition, the device mentioned does not allow the parameter of the thermal welding load to regulate individual sections of the heat affected zone, and the cooling rates according to To differentiate temperature intervals in a given section of the heat affected zone. This Disadvantage! is particularly important for thermally strengthened steels.

Es besteht noch eine beträchtliche Anzahl von Elektros:chlacke-Schweißverfahren, bei denen der Vervollkommnung der Schweißung zur Verbesserung der Eigenschaften von Schweißverbindungen eine Steigerung der Schweißleistung vorgeschlagen wird.There is still a considerable number of electro-slag welding processes in which the perfection the welding to improve the properties of welded joints an increase the welding performance is suggested.

Unter diesen Eigenschaften seien solche erwähnt wie Verminderung des Schweißspaltes, zusätzliche Einführung eines pulverförmigen Zusatzmaterials in das Schlackenbad Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode, zusätzliche Erwärmung der Elektrode von einer selbständigen Stromquelle, Regelung der Verteilung von Wärme und Temperatur des Schlackenbades, Anwendung eines Schweißdrahtes von Φ 5 mm im Schweißprozeß.Among these properties, such as reduction of the welding gap, additional introduction of a powdery additional material into the slag bath, increase of the feed speed of the electrode, additional heating of the electrode from an independent power source, regulation of the distribution of heat and temperature of the slag bath, use of a welding wire of Φ 5 mm in the welding process.

Die vorerwähnten Verfahren, die die Schweißgeschwindigkeit um das 1,5 —2fache erhöhen, tragen zur proportionalen Verringerung der in eine Schweißverbindung gelangenden Wärmemenge bei. Jedoch bleibt die Energie je Längeneinheit bei zweifacher Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit gegenüber der üblichen Technologie immer noch auf einem hohen Niveau. In Verbindung damit bietet die Anwendung der vorerwähnten Verfahren, die die Elektroschlacke-Schweißung vervollkommnen, keine Möglichkeit, die Kenngrößen der thermischen Belastung in einem Bereich zu verändern, welcher dem optimalen Niveau zur Gewährleistung von strukturell-mechanischer Gleichmäßigkeit von Schweißverbindungen nahekommt.The aforementioned methods, which increase the welding speed 1.5-2 times, contribute proportional reduction in the amount of heat entering a welded joint. However, remains the energy per unit of length when the welding speed is twice as high as the usual Technology still at a high level. In connection with this, the application offers the aforementioned Processes that perfect electroslag welding, no possibility of the parameters to change the thermal load in a range which is the optimal level to guarantee of structural-mechanical uniformity of welded joints.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorstehend angegebenen Nachteile und es soll eine Verbesserung der Struktur des Werkstoffs der Naht und der Wärmeeinflußzone sowie die Gewährleistung von praktisch gleichen mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung und des Grundwerkstoffes erreicht werden. Weiter sollen die Möglichkeiten zur Anwendung des Elektroschlacke-Prozesses bei der Schweißung von thermisch verfestigten Stählen erweitert werden und ein Verzicht auf die nachfolgende Normalisierung der Schweißverbindungen ermöglicht werden.The aim of the present invention is to eliminate the drawbacks indicated above and it should improve the structure of the material of the seam and the heat affected zone as well as the Guarantee of practically the same mechanical properties of the welded joint and the base material can be achieved. The options for using the electroslag process should also be considered when welding thermally strengthened steels and waiving the following Normalization of the welded joints are made possible.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Elektroschlacke-Schweißverfahren, bei dem der erstarrte Nahtwerkstoff und der am geschmolzenen Metall anliegende Grundwerkstoff abgekühlt wird, anzugeben, das es gestattet, praktisch gleiche Qualitäten des Werkstoffes der Naht und der Wärmeeinflußzone von Schweißverbindungen mit dem Grundwerkstoff sicherzustellen. The invention is based on the object of an electroslag welding process in which the solidified The seam material and the base material adjacent to the molten metal is cooled down, which allows practically the same qualities of the material of the seam and the heat affected zone of Ensure welded connections with the base material.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöstThis object is achieved by the invention specified in claim 1

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet:The method according to the invention ensures:

— vorgegebene Werte der Kenngrößen der thermischen Belastung in den Stadien der Erwärmung und Abkühlung, und zwar der Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeiten sowie der Verweilzeit des Metalls oberhalb der Erwärmungstemperatur A₃; - predetermined values of the parameters of the thermal load in the stages of heating and cooling, namely the heating and cooling rates and the residence time of the metal above the heating temperature A ₃ ;

— differenzierte Abkühlung der Wärmeeinflußzone;- Differentiated cooling of the heat affected zone;

— einen höheren Grad der strukturell-mechanischen Gleichartigkeit des Werkstoffs der Naht und der Wärmeeinflußzone mit dem Grundwerkstoff.- a higher degree of structural-mechanical Similarity of the material of the seam and the heat affected zone with the base material.

Dieses. Verfahren gestattet es, auf die nachfolgende Normalisierung von nach dem Elektroschlacke-Verfahren ausgeführten Schweißverbindungen zu verzichten.This. Process allows for the subsequent normalization of the electroslag process to forego any welded connections.

Es entsteht die Möglichkeit, die automatischeThe possibility arises of the automatic

UP-Mehrlagenschweißung durch den Elektroschlacke-Prozeß mit Vorgabe der thermischen Belastung zu ersetzen.SA multi-layer welding using the electroslag process to be replaced by specifying the thermal load.

Die Reduzierung der Anzahl von aufzubringenden Nähten im Vergleich mit der Mehrlagenschweißung erhöht die betriebswirtschaftlichen Kennwerte bei der Fertigung von Schweißkonstruktionen.The reduction in the number of seams to be applied compared to multi-layer welding increases the economic parameters in the manufacture of welded constructions.

Die Einführung der Technologie der Elektroschlacke-Schweißung mit Regelung der thermischen Belastung beispielsweise in die Produktion von gas- und erdölchemischen Apparaturen erlaubt es, die Schweißleistung um das 3- bis 4fache zu steigern sowie die Zahl von Defekten in den Schweißnähten von 12 auf 3% herabzumindern.Introduction of electroslag welding technology with thermal load control for example in the production of gas and petrochemical equipment it allows the welding performance to increase 3 to 4 times as well as the number of defects in the weld seams from 12 to 3% to diminish.

Es ist zweckmäßig, wenn die der Wärmeeinwirkung ausgesetzten Flächen, welche eine gleiche maximale Erwärmungstemperatur haben, im Intervall der Temperaturen der Ausscheidung des strukturell freien Ferrits mit einer Geschwindigkeit, die eine Unterdrückung seiner Ausscheidung gewährleistet, und im Intervall der Temperaturen der minimalen Beständigkeit des Austenits mit einer Geschwindigkeit, die den Austenitzerfall in vorgegebene Strukturbestandteile gewährleistet, abgekühlt werden.It is useful if the surfaces exposed to the action of heat have the same maximum Have heating temperature, in the range of the temperatures of the precipitation of the structurally free ferrite at a rate which ensures suppression of its excretion, and at the interval of Temperatures of the minimum resistance of the austenite at a rate that the austenite fall in given structural components guaranteed to be cooled.

Dies trägt zur Abnahme des Gehaltes an niedrigster Ferritphase in der Struktur einer Schweißverbindung und zur Erhöhung der Festigkeit derselben bei. Die Gewährleistung des Austenitzerfalls im vorgegebenen Gebiet trägt zur Erzielung der erforderlichen Werte der mechanischen Eigenschaften von Schweißverbindungen bei der Kerbschlagzähigkeit, der Festigkeitswerte usw. bei.This contributes to a decrease in the content of the lowest ferrite phase in the structure of a welded joint and to increase the strength of the same. The guarantee of an austenitic fall in the specified Area contributes to achieving the required values of the mechanical properties of welded joints in notched impact strength, strength values, etc.

Unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten der Abschnitte des Werkstoffs der Naht und der der Wärmeeinwirkung ausgesetzten Fläche durch gleichzeitige Einwirkung auf dieselben können mittels Medien mit verschiedenen Wärmeübergangszahlen (Wärmeaustauschzahlen) oder durch Änderung des Kühlmittelverbrauchs erzeugt werden.Different cooling rates of the sections of the material of the seam and that of the Surface exposed to heat through simultaneous action on the same can by means of media with different heat transfer coefficients (heat exchange coefficients) or by changing the coolant consumption be generated.

Dadurch können vorgegebene Verhältnisse zwischen den absoluten Größen der Abkühlungsgeschwindigkeiten gewährleistet werden, um nach der Zusammensetzung gleichartige Austenitzerfallprodukte im Stadium der Abkühlung entsprechend der thermischen Schweißbelastung zu bilden.This enables predetermined relationships between the absolute values of the cooling speeds ensure that, according to the composition, similar austenitic waste products in the stage to form the cooling according to the thermal welding load.

Eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Elektroschlacke-Schweißverfahrens, enthaltend ein die Schweißnaht formendes Gleitstück mit Kanälen für die Zuführung eines Kühlmittels, welches Düsenkörper trägt, die Kanäle für die Kühlmittelzufuhr und Zerstäuberdüsen für die Zuführung des Kühlmittels auf die Abschnitte der Schweißnaht und die der Wärmeeinwirkung ausgesetzten Flächen besitzen, zeichnet sich dadurch aus, daß die Düsenkörper an den beiden Flanken des Gleitstücks befestigt und die Austritts-Zerstäuberdüsen der Düsenkörper eine Form haben, die der Gestalt der durch die entsprechenden Isothermen begrenzten Fläche entspricht, die mit Kühlmittel beaufschlagt ist.An advantageous device for carrying out the electroslag welding process, containing a die Weld-forming slide with channels for the supply of a coolant, which nozzle body carries on, the channels for the coolant supply and atomizer nozzles for the supply of coolant the sections of the weld seam and the surfaces exposed to the action of heat stand out characterized in that the nozzle body is attached to the two flanks of the slider and the outlet atomizer nozzles the nozzle body will have a shape corresponding to the shape indicated by the corresponding isotherms corresponds to a limited area that is exposed to coolant.

Dies gewährleistet eine Optimierung aller wichtigsten Kenngrößen des Erwärmungs- und Abkühlungsstadiums der thermischen Belastung bei der Elektroschlacke-Schweißung (der Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeit, der Verweilzeit oberhalb der Temperatur A3 bei der Erwärmung und Abkühlung), um die größte strukturelle und mechanische Gleichartigkeit der Schweißverbindungen mit dem Grundwerkstoff im Schweißprozeß zu erhalten.This ensures an optimization of all the most important parameters of the heating and cooling stage of the thermal load in electroslag welding (the heating and cooling rate, the dwell time above temperature A3 during heating and cooling) in order to achieve the greatest structural and mechanical similarity of the welded joints the base material in the welding process.

Es ist zweckmäßig, wenn an den Seiten und dei unteren Fläche des Gleitstücks Ansätze mit in inner ausgeführten Kanälen ausgebildet sind, welche di< Kanäle des Gleitstücks und die Kanäle der Düsenkörpei verbinden und zur Befestigung der Düsenkörpei bestimmt sind.It is useful if there are lugs on the sides and the lower surface of the slider inside executed channels are formed, which di <channels of the slider and the channels of the nozzle body connect and are intended for fastening the nozzle body.

Dadurch wird es möglich, die Kanäle für die Kühlmittelzuführung zum Gleitstück und zum Düsen körper untereinander zu verbinden und das KühlmittelThis makes it possible to create the channels for the coolant supply to the slider and to the nozzle bodies to connect with each other and the coolant

to beispielsweise Wasser, nach dessen Durchlauf durch die Gleitstücke den Düsenkörpern zuzuführen. Die Tempe ratur des Wassers erhöht sich nach dem Durchlau durch die Gleitstücke, was es erlaubt, unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeit in den Abschnitten dei Zone, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, zi erzeugen.to supply water, for example, to the nozzle bodies after it has passed through the sliders. The tempe The temperature of the water increases after it has passed through the sliders, which allows different Cooling rate in the sections of the zone exposed to the action of heat, e.g. produce.

Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnunger erläutert; in den Zeichnungen zeigtIn the following the invention will play on Ausführungsbei with reference to the drawings explained; in the drawings shows

F i g. 1 Verteilungskurven der maximalen Erwär mungstemperatur und der Abkühlungsgeschwindigkei längs der Zone, die der Wärmeeinwirkung ausgesetz wird, welche für das erfindungsgemäße Elektroschlaf ke-Schweißverfahren charakteristisch sind, wenn die Schweißnahtformung von zwei Gleitstücken ausgeführ wird,F i g. 1 Distribution curves of the maximum heating temperature and the cooling rate along the zone exposed to the action of heat necessary for the electrosleep according to the invention ke welding processes are characteristic when the weld seam is formed by two sliding pieces will,

Fig.2 Schema der gegenseitigen Anordnung dei Kanten von Schweißteilen, Gleitstücken, Düsenkörperr gemäß der Erfindung bei der Schweißnahtformunf durch zwei Gleitstücke in Vorderansicht,Fig.2 Scheme of the mutual arrangement of the Edges of welded parts, sliders, nozzle bodies according to the invention in the weld seam shape through two sliding pieces in front view,

F i g. 3 Schema der gegenseitigen Anordnung dei Kanten von Schweißteilen, Gleitstücken, Düsenkörperr gemäß der Erfindung bei der Schweißnahtformuni durch zwei Gleitstücke in Draufsicht,F i g. 3 Scheme of the mutual arrangement of the edges of welded parts, sliders, nozzle bodies according to the invention in the weld seam shape by two sliders in plan view,

Fig.4 Verteilungskurven der maximalen Erwär mungstemperatur und der Abkühlungsgeschwindigkei längs der Zone, die der Wärmeeinwirkung ausgesetz wird, die für das erfindungsgemäße Elektroschlacke Schweißverfahren charakteristisch sind, wenn de:Fig. 4 Distribution curves of the maximum heat the cooling temperature and the cooling rate along the zone exposed to the action of heat which are characteristic of the electroslag welding process according to the invention if de:

Elektroschlacke-Prozeß mit einseitiger Vorschweißunj ausgeführt und die Nahtformung durch ein Gleitstüci bewerkstelligt wird,Electroslag process with one-sided pre-welding executed and the seam shaping is accomplished by a sliding piece,

Fig.5 Schema der gegenseitigen Anordnung de: Kanten von Schweißstellen, Gleitstück, Düsenkörperr gemäß der Erfindung, wenn der Elektroschlacke-Prozet mit einseitiger Vorschweißung ausgeführt und die Nahtformung durch ein Gleitstück bewerkstelligt wire in Vorderansicht,Fig. 5 Scheme of the mutual arrangement de: Edges of welds, slider, nozzle body according to the invention when the electroslag process executed with one-sided pre-welding and the seam shaping is accomplished by a sliding piece in front view,

Fig.6 Schema der gegenseitigen Anordnung dei Kanten von Schweißstücken, Gleitstück, Düsenkörperr gemäß der Erfindung, wenn der Elektroschlacke-Prozet einseitiger Vorschweißung ausgeführt und die Nahtfor mung durch ein Gleitstück bewerkstelligt wird ir Draufsicht,Fig.6 Scheme of the mutual arrangement of the Edges of weldments, sliders, nozzle bodies according to the invention when the electroslag process one-sided pre-welding is carried out and the seam formation is accomplished by a slider ir Top view,

F i g. 7 Schema der gegenseitigen Anordnung dei Kanten des Grundwerkstoffs vor der Schweißung,F i g. 7 Scheme of the mutual arrangement of the edges of the base material before welding,

Fig.8 Kurven der thermischen Belastung bein Elektroschlacke-Prozesses, ausgeführt nach der be kannten und nach der erfindungsgemäßen Technologie, F i g. 9 Einrichtung zur Durchführung des erfindungs gemäßen Elektroschlacke-Schweißverfahrens in Vor deransicht,Fig. 8 Curves of the thermal load in the electroslag process, carried out according to the be knew and according to the technology according to the invention, FIG. 9 device for carrying out the fiction according to the electroslag welding process in front of the view,

Fig. 10 Einrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Elektroschlacke-Schweißverfahrens ir Seitenansicht,Fig. 10 device for carrying out the inventive electroslag welding process ir Side view,

F i g. 11 Einrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Elektroschlacke-Schwcißverfahrens ir Draufsicht.F i g. 11 device for the implementation of the inven according to the electroslag welding process in plan view.

Fig. 12 Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Elektroschlacke-Schweißverfahrens in oxonometrischer Darstellung.Fig. 12 device for carrying out the electroslag welding process according to the invention in oxonometric representation.

Bei dem Elektroschlacke-Schweißverfahren erfolgt gemäß der Erfindung eine intensive Wärmeabfuhr vom Metall der Zone, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, sowie von der Schweißnaht unmittelbar während ihrer Erwärmung und Erkaltung, wobei die Geschwindigkeit und/oder der Intensität der Wärmeabfuhr so gewirkt wird, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit (Kurve 1, Fig. 1) je nach der Abnahme der maximalen Erwärmungstemperatur (Kurve 2) ansteigt.In the electroslag welding process, according to the invention, there is intensive heat dissipation from the Metal of the zone that is exposed to the action of heat, as well as of the weld seam immediately during their heating and cooling, the speed and / or the intensity of the heat dissipation so is effected that the cooling rate (curve 1, Fig. 1) depending on the decrease in the maximum Heating temperature (curve 2) increases.

In F i g. 1 ist das Schaubild der Veränderung der Abkühlungsgeschwindigkeit (Kurve t) je nach der Entfernung von der Achse der Schweißnaht 3 (Fig. 2) und das Schaubild der Veränderung der maximalen Erwärmungstemperatur (Kurve 2) je nach der Entfernung von der Achse der Schweißnaht 3 dargestellt. Hierbei ist auf der Abszissenachse der Abstand von der Achse der Schweißnaht 3 in Millimeter und auf der Orrünatenachse die Temperatur in °C und die Abkühlungsgeschwindigkeit in Grad Celsius/sek abgetragen. Der Buchstabe "Tbedeutet die Schmelztemperatur des Grundwerkstoffs 4.In Fig. 1 is the graph of the change in cooling rate (curve t) according to the Distance from the axis of the weld 3 (Fig. 2) and the graph of the change in the maximum Heating temperature (curve 2) shown depending on the distance from the axis of the weld 3. Here, the distance from the axis of the weld seam 3 is on the abscissa axis in millimeters and on the Orrünatenachse the temperature in ° C and the cooling rate in degrees Celsius / sec. The letter "T means the melting temperature of the base material 4.

Die erforderliche Größe der zu kühlenden Fläche der Schweißverbindung wird von der Isotherme 5 (Fi g. 2) der maximalen Erwärmungstemperaturen bestimmt, die der Temperatur A \ entspricht.The required size of the area of the welded joint to be cooled is determined by the isotherm 5 (FIG. 2) of the maximum heating temperatures, which corresponds to the temperature A \.

Die Temperatur A\ entspricht der Austenit-Perlitumwandlung. The temperature A \ corresponds to the austenite-pearlite transformation.

Die Lage der genannten Isotherme 5 in Anwendung an den Grundwerkstoff 4 des Schweißstücks kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren bestimmt werden, das es gestattet, die Temperatur (beispielsweise mit Hilfe eines Thermopaares, das zusammen mit einem Oszillograf arbeitet, mit Thermostiften usw. zu bestimmen. Die Begrenzung der Abkühlungszone durch die Isotherme 5 der maximalen Temperaturen, die der Temperatur A\ entsprechen, erklärt sich dadurch, daß gerade in den Abschnitten die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt sind, mit der maximalen Erwärmungstemperatur im Bereich der Temperaturen T — A\ die ungünstigsten Veränderungen der Struktur und Eigenschaften von Stählen vonstatten gehen.The position of the mentioned isotherm 5 in application to the base material 4 of the welding piece can be determined by any known method which allows the temperature to be determined (for example with the aid of a thermocouple that works together with an oscilloscope, with thermostats, etc. The limitation of the cooling zone by the isotherm 5 of the maximum temperatures, which correspond to the temperature A \ , is explained by the fact that precisely in the sections that are exposed to the action of heat, with the maximum heating temperature in the range of temperatures T - A \, the most unfavorable changes in Structure and properties of steels.

Das Verfahren ermöglicht es, die Kenngrößen einer thermischen Schweißbelastung nicht nur im Stadium der Abkühlung, sondern auch im Stadium der Erwärmung zu steuern und gewährleistet dabei vorgegebene Verhältnisse zwischen diesen. Es gelingt, Änderungen der bei der Erwärmung ablaufenden Strukturumwandlungen (vollständige Lösung der Karbidphase im Austenit und Homogenisierungsgrad desselben) in einem solchen Maße vorzunehmen, daß dann bei der Abkühlung nach der Zusammensetzung gleichartige und feindisperse Austenitzerfallsprodukte erhalten « werden.The method enables the parameters of a thermal welding load not only in the stage of Cooling, but also to control in the heating stage and ensures predetermined Relationships between these. It is possible to change the structural changes occurring during heating (complete dissolution of the carbide phase in austenite and degree of homogenization of the same) in to undertake to such an extent that then on cooling after the composition of the same kind and finely dispersed austenite fall products are obtained «.

Das ungleichförmige Temperaturfeld der Schweißung sowie das Vorhandensein der polymorphen Umwandlung im Stahl führen dazu, daß in der der Wärmeeinwirkung ausgesetzten Zone der Schweißver- bo bindung mindestens zwei nach den Eigenschaften charakterische Abschnitte unterschieden werden: Ein Abschnitt der vollständigen und ein Abschnitt der unvollständigen Umkristallisation.The non-uniform temperature field of the weld, as well as the presence of the polymorphic Transformation in the steel leads to the weld joint in the zone exposed to the action of heat binding at least two according to the properties characteristic sections can be distinguished: A Section of complete and one section of incomplete recrystallization.

Im Abschnitt der vollständigen Umkristallisation h^r> (begrenzt durch die Isotherme 6 der maximalen Temperatur A₃), besonders oberhalb der Temperatur des Beeinns eines intensiven Austenitkornwachstums, finden die stärksten Veränderungen der Struktur und der Eigenschaften des Grundwerkstoffs statt. Sie zeigen sich in der Abnahme der Plastizität und der Kerbschlagzähigkeit infolge des Kornwachstums, der Überhitzung und der vollständigen oder teilweisen Härtung, in der Bildung von Kaltrissen usw. Die Temperatur entspricht dem Beginn des Ausfallens von Ferrit aus dem Austenit bei der Abkühlung oder dem Ende der Auflösung von Ferrit im Austenit bei der Erwärmung.In the section of complete recrystallization h ^r > (limited by the isotherm 6 of the maximum temperature A ₃ ), especially above the temperature at which an intensive austenite grain growth is affected, the greatest changes in the structure and properties of the base material take place. They show up in the decrease in plasticity and notched impact strength as a result of grain growth, overheating and complete or partial hardening, in the formation of cold cracks, etc. The temperature corresponds to the beginning of the precipitation of ferrite from the austenite during cooling or the end of the Dissolution of ferrite in austenite when heated.

Strukturänderungen, die im Abschnitt der unvollständigen Umkristallisation (begrenzt durch die Isothermen 6 und 5 der maximalen Temperaturen A3 und Ai) vor sich gehen, führen zu einem Festigkeitsverlust in der Wärmeeinflußzone der Schweißung. Der beobachtete Effekt der Entfestigung tritt besonders bei der Schweißung von thermisch verfestigten Stählen in Erscheinung. Die Entfestigung verletzt die mechanische Gleichmäßigkeit und schwächt die Schweißverbindung, wobei die Wirksamkeit der Wärmebehandlung als Mittel zur Erzielung einer günstigen Kombination der Eigenschaften von Stahl, der hohen Festigkeit und Viskosität bei ausreichender Plastizität herabgesetzt wird.Structural changes which take place in the section of the incomplete recrystallization (limited by the isotherms 6 and 5 of the maximum temperatures A3 and Ai) lead to a loss of strength in the heat-affected zone of the weld. The observed softening effect is particularly evident when welding thermally strengthened steels. The softening violates the mechanical uniformity and weakens the weld joint, whereby the effectiveness of the heat treatment as a means of achieving a favorable combination of the properties of steel, the high strength and viscosity with sufficient plasticity is reduced.

Ein Vergleich der Abkühlungsgeschwindigkeit verschiedener Abschnitte der Wärmeeinflußzone, durchgeführt am Beispiel eines thermisch verfestigten Stahls, zeigte, daß zur Gewährleistung der Gleichfestigkeit der Schweißverbindung die Werte dieser Geschwindigkeiten unterschiedlich sein müssen. Bei einer Senkung der maximalen Erwärmungstemperatur des Abschnitts der Zone, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, müssen die Werte der Abkühlungsgeschwindigkeiten entsprechend ansteigen.A comparison of the cooling rate of different sections of the heat affected zone was made using the example of a thermally strengthened steel, showed that the Welded joint the values of these speeds must be different. If the maximum heating temperature of the section of the zone exposed to heat, the values of the cooling rates must increase accordingly.

Dazu wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeit der Abschnitte der Fläche sichergestellt, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird. Die Abkühlung wird so geführt, daß die Größe der Abkühlungsgeschwindigkeit je nach der Entfernung von den Abschnitten mit der maximalen Erwärmungstemperatur, die der Schmelztemperatur nahekommt, zu den Abschnitten mit der maximalen Temperatur A\ zunimmt.For this purpose, in the method according to the invention, different cooling rates of the sections of the surface that are exposed to the action of heat are ensured. The cooling is conducted so that the size of the cooling rate increases depending on the distance from the sections with the maximum heating temperature, which is close to the melting temperature, to the sections with the maximum temperature A \ .

Zur bequemen Durchführung dieses Verfahrens wurde die ganze abzukühlende Fläche in mehrere Abschnitte unterteilt, die mit unterschiedlicher Intensität abgekühlt wurden. In Richtung senkrecht zur Achse der Schweißnaht 3 ist die der Wärmeeinwirkung ausgesetzte Fläche in zwei Abschnitte aufgeteilt. Der erste von diesen Abschnitten ist durch die Isothermen der maximalen Temperaturen der Erwärmung von den Temperaturen, die der Schmelztemperatur nahekommen bis zur Temperatur A3 begrenzt. Der zweite Abschnitt ist durch die Isothermen der maximalen Temperaturen im Intervall A3—A) begrenzt. Die Größe der Abkühlungsgeschwindigkeit jedes genannten Abschnittes wird in jedem konkreten Fall der Ausführung des Schweißverfahrens verschieden sein und hängt von der chemischen Zusammensetzung der zu verschweißenden Stähle, von den Anforderungen, die an die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung gestellt werden usw. ab. Der Wert der Abkühlungsgeschwindigkeit wird auf Grund der Voruntersuchungen der Schweißbarkeit von Stählen mit Hilfe eines beliebigen bekannten Verfahrens bestimmt. In allen Fällen ist aber die Abkühlungsgeschwindigkeit des Abschnittes, der durch die Isothermen der maximalen Temperaturen der Erwärmung im Intervall der Temperaturen, die der Schmelztemperatur nahekommen, bisFor the convenience of performing this procedure, the entire area to be cooled was divided into several sections, which were cooled with different intensities. In the direction perpendicular to the axis of the weld 3, the area exposed to the action of heat is divided into two sections. The first of these sections is limited by the isotherms of the maximum temperatures of heating from the temperatures close to the melting temperature up to the temperature A3. The second section is limited by the isotherms of the maximum temperatures in the interval A3-A). The size of the cooling rate of each mentioned section will be different in each specific case of the execution of the welding process and depends on the chemical composition of the steels to be welded, on the requirements placed on the mechanical properties of the welded joint, etc. The value of the cooling rate is determined on the basis of preliminary studies of the weldability of steels using any known method. In all cases, however, the cooling rate of the section which is determined by the isotherms of the maximum temperatures of the heating in the interval of temperatures approaching the melting temperature is up to

zur Temperatur A3 begrenzt ist, höher als die Abkühlungsgeschwindigkeit des Abschnitts, welcher durch die Isothermen 4—3 der maximalen Temperaturen im Intervall A3 — A\ begrenzt ist.is limited to temperature A3 , higher than the cooling rate of the section which is limited by the isotherms 4–3 of the maximum temperatures in the interval A3 - A \ .

Auf diese Weise kommt dank der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Verlegung des Austenitzerfalls der vorgenannten Abschnitte in vorgegebene Umwandlungsgebiete zustande. Dies trägt zur Erzielung der größten strukturellen und mechanischen Gleichartigkeit der Schweißverbindungen mit dem Grundwerkstoff während der Elektroschlacke-Schweißung bei.In this way, thanks to the application of the method according to the invention, a relocation of the Austenitfall of the aforementioned sections in predetermined conversion areas. This contributes to Achieving the greatest structural and mechanical similarity of the welded joints with the Base material during electroslag welding.

Eine Analyse der anisothermischen Diagramme des Austenitzerfalls, konstruiert in Anwendung auf die Erwärmungs- und Abkühlungsverhältnisse, die für die Schweißung charakteristisch sind, hat gezeigt, daß eine zusätzliche Reserve in der Änderung der Eigenschaften eines konkreten Abschnitts des Wärmeeinflußbereichs besteht. So z. B. ist im anisothermischen Diagramm des Austenitzerfalls im Abschnitt der unvollständigen Umkristallisation die Entwicklung einer solchen niedrigfesten Phase wie strukturell freien Ferrits zu verzeichnen, mit welchem die Entfestigungserscheinung des thermisch verfestigten Stahls in bedeutendem Maße verbunden ist. Es leuchtet ein, daß die Erhöhung der Abkühlungsgeschwindigkeit im Temperaturintervall der Ausscheidung des strukturell freien Ferrits auf ein Niveau, das dessen Erscheinen in der Struktur ausschließt, es gestattet, die Festigkeitseigenschaften des entfestigten Abschnittes günstig zu beeinflussen.An analysis of the anisothermal plots of austenitic fall constructed in application to the Heating and cooling conditions which are characteristic of the weld have shown that one additional reserve in changing the properties of a specific section of the heat-affected area consists. So z. B. is in the anisothermal diagram of the austenite fall in the section of the incomplete Recrystallization recorded the development of such a low-strength phase as structurally free ferrite, with which the softening phenomenon of the thermally strengthened steel to a significant extent connected is. It is clear that the increase in the cooling rate in the temperature interval the precipitation of structurally free ferrite to a level that allows its appearance in the structure excludes, it allows the strength properties of the softened portion to be favorably influenced.

Im Zusammenhang damit werden die eine gleiche maximale Erwärmungstemperatur aufweisenden Abschnitte der Zone, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, im Temperaturintervall der geringsten Austenitbeständigkeit mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abgekühlt.In connection with this, the sections having the same maximum heating temperature become the zone that is exposed to the action of heat, in the temperature range of the lowest austenite resistance cooled at different speeds.

Das Temperaturintervall der Ausscheidung des strukturell freien Ferrits bestimmt man nach den anisothermischen Diagrammen des Austenitzerfalls eines konkreten Stahls, welche in Anwendung auf die Erwärmungs- und Abkühlungsverhältnisse, die für die Schweißung charakteristisch sind, konstruiert sind. Die Abkühlungsgeschwindigkeit in diesem Intervall muß derartig sein, daß die Ausscheitijng des strukturell freien Ferrits verhindert wird.The temperature interval of the precipitation of the structurally free ferrite is determined according to the anisothermal diagrams of the austenitic fall of a concrete steel, which are applied to the Heating and cooling conditions that are characteristic of the weld are constructed. the The rate of cooling in this interval must be such that the structural failure of the free ferrite is prevented.

Das Temperaturintervall der geringsten Austenitbeständigkeit wird nach denselben Diagrammen des Austenitzerfalls bestimmt. Die Abkühlungsgeschwindigkeit in diesem Intervall muß eine solche sein, daß der Austenitzerfall in vorgegebene Strukturbestandteile sichergestellt wird.The temperature interval of the lowest austenite resistance is determined according to the same diagrams of the Austenite failure determined. The cooling rate in this interval must be such that the Austenitzfall is ensured in given structural components.

Für niedriglegierte Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von ungefähr 0,09-0,14% beträgt z. B. das Temperaturintervall der geringsten Austenitbeständigkeit etwa 600 bis 500° C, und die empfohlene Abkühlungsgeschwindigkeit in demselben — etwa 5 -15 /Grad Celsius/sek.For low-alloy steels with a carbon content of approximately 0.09-0.14%, e.g. B. that Temperature range of the lowest austenite resistance about 600 to 500 ° C, and the recommended one Cooling rate in the same - about 5 -15 / degree Celsius / sec.

Die vom Standpunkt der strukturell-mechanischen Gleichartigkeit aus notwendigen Werte der Kenngrößen der thermischen Belastung können durch Anwendung von nach der Wärmeabgabezahl unterschiedlichen Kühlmitteln gewährleistet werden. Möglich ist auch die Anwendung eines Kühlmittels gleichen Typs, aber unter Regelung des Verbrauchs desselben.The values of the parameters that are necessary from the standpoint of structural-mechanical similarity the thermal load can be achieved by using different heat dissipation factors Coolants are guaranteed. It is also possible to use a coolant of the same type, but below Regulation of the consumption of the same.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, die Struktur und Eigenschaften nicht nur der Fläche des Grundwerkstoffs 4, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, sondern auch des Werkstoffs der Naht 3 günstig zu beeinflussen. Zu diesem Zweck ist die Anwendung einer regelbaren mitlaufenden Begleitabkühlung des hinter dem Gleitstück 7 erscheinenden Werkstoffs der Naht 3 vorgesehen.
Bei der Schweißung ist es notwendig, gleichartige Struktur und Eigenschaften nach der Dicke der Schweißverbindung zu erhalten. Dies ist bei der Schweißung von Metall großer Dicke besonders wichtig. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit der zweiseitigen Abkühlung des zu schweißenden Grundwerkstoffs vorgesehen, wie es in F i g. 3 gezeigt ist.The method according to the invention makes it possible to favorably influence the structure and properties not only of the surface of the base material 4 that is exposed to the action of heat, but also of the material of the seam 3. For this purpose, the use of an adjustable accompanying cooling of the material of the seam 3 appearing behind the sliding piece 7 is provided.
When welding, it is necessary to obtain similar structure and properties according to the thickness of the welded joint. This is particularly important when welding thick metal. Therefore, according to the present invention, the possibility of two-sided cooling of the base material to be welded is provided, as shown in FIG. 3 is shown.

Es ist eine andere Variante des Elektroschlacke-Schweißverfahrens (F i g. 4, 5, 6) möglich, die starke Verbreitung bei der Schweißung von ringförmigen Stoßen von Apparaten finden kann. Bei dieser Variante wird einseitige Vorschweißung durchgeführt.Another variant of the electroslag welding process (Figs. 4, 5, 6) is possible, the strong one Can find widespread use in the welding of ring-shaped joints of apparatus. With this variant one-sided pre-welding is carried out.

Eine Kurve 8 der Verteilung der maximalen Erwärmungstemperatur und eine Kurve 9 der Verteilung der Abkühlungsgeschwindigkeit längs der Fläche, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, welche für das besagte Elektroschlacke-Schweißverfahren charakteristisch sind, sind in F i g. 4 gezeigt.
Die Anwendung der einseitigen Vorschweißung bei der Elektroschlacke-Schweißung von ringförmigen Stoßen einer dickwandigen Apparatur ist in der Praxis des Erdöl-Maschinenbaus längst bekannt. Sie kann mit Hilfe der automatischen UP-Schweißung, der automatischen Schutzgasschweißung oder eines beliebigen ähnlichen Schweißverfahrens zustandegebracht werden. Die Anzahl von Vorschweißnähten 10 (F i g. 6) bei der automatischen Schweißung muß so sein, daß ein Durchbrennen des Grundwerkstoffs auch bei der Bildung der Naht 3 mit Hilfe der Elektroschlacke-Schweißung ausgeschlossen wird.A curve 8 of the distribution of the maximum heating temperature and a curve 9 of the distribution of the cooling rate along the surface exposed to the action of heat, which are characteristic of said electroslag welding process, are shown in FIG. 4 shown.
The use of one-sided pre-welding in electroslag welding of ring-shaped joints in thick-walled apparatus has long been known in the practice of petroleum engineering. It can be achieved with the help of automatic submerged arc welding, automatic inert gas welding or any other similar welding process. The number of pre-weld seams 10 (FIG. 6) in the case of automatic welding must be such that the base material cannot burn through even when the seam 3 is formed with the aid of electroslag welding.

An den Kanten, die zur Schweißung der Platten des Grundwerkstoffs 4 bestimmt sind, wird eine Fase 11 ausgeführt, wie dies in F i g. 7 gezeigt ist. Möglich ist eine andere Ausführungsvariante der Fase. Die Fase 11A bevel 11 is made on the edges which are intended for welding the plates of the base material 4 carried out as shown in FIG. 7 is shown. Another variant of the bevel is possible. The bevel 11

ίο wird derart ausgebildet, daß über die Dicke des zu schweißenden Grundwerkstoffs ein Abschnitt 12 von 5 — 7 mm übrigbleibt, welcher zur Vorschweißung nach einem beliebigen den bekannten Verfahren bestimmt ist. Nach dem Zusammenbau des Stoßes wird die zweiseitige Vorschweißung dieses Stoßes vorgenommen, wobei notwendigenfalls mehrere Vorschweißnähte 10 ausgeführt werden. Bei der Schweißung von ringförmigen Stoßen befinden sich die Vorschweißnähte 10 näher an der Innenfläche des Schweißstücks. Nach der Vorschweißung wird die Elektroschlacke-Schweißung durchgeführt bei der die Naht 3 an einer Seite geformt wird.ίο is designed in such a way that over the thickness of the to of the base material to be welded, a section 12 of 5 - 7 mm remains, which is used for pre-welding any of the known methods. After assembling the joint, the Two-sided pre-welding of this joint is carried out, with several pre-welding seams if necessary 10 are executed. When welding ring-shaped joints, the pre-weld seams are located 10 closer to the inner surface of the workpiece. After the pre-welding, the electroslag welding takes place carried out in which the seam 3 is formed on one side.

Die Elektroschlacke-Schweißung erfolgt im Falle der Anwendung der einseitigen Vorschweißung analog zur ersten Variante. Dieselbe Gesamtgröße der abzukühlenden Fläche der Schweißverbindung ist durch die Isotherme 5 begrenzt, die der maximalen Temperatur A\ entspricht.
Die zu kühlende Fläche wird ebenfalls in mehrere Abschnitte unterteilt, die mit unterschiedlicher Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt werden. Die Größe der Abkühlungsgeschwindigkeit (Kurve 9, Fig.4) steigt je nach der Entfernung von den Abschnitten mit der maximalen Erwärmungstemperatur, die der Schmelzes temperatur nahekommt, zu den Abschnitten mit der maximalen Temperatur A\ an. Die Grenzen dieser Abschnitte werden nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip gewählt. Weiterhin wird der Prozeß derWhen using one-sided pre-welding, electroslag welding is carried out in the same way as the first variant. The same total size of the area of the welded joint to be cooled is limited by the isotherm 5, which corresponds to the maximum temperature A \.
The surface to be cooled is also divided into several sections, which are cooled at different cooling rates. The size of the cooling rate (curve 9, Fig. 4) increases depending on the distance from the sections with the maximum heating temperature, which is close to the melting temperature, to the sections with the maximum temperature A \ . The boundaries of these sections are chosen according to the principle described above. Furthermore, the process of

Elektroschlacke-Schweißung in analoger Weise geführt.Electro-slag welding performed in an analogous manner.

Es sei bemerkt, daß für ein verhältnismäßig dünnes Blech (beispielsweise in der Größenordnung von 40 mm) oder Stahl, der sich durch hohe Durchhärtbarkeit auszeichnet, die Anwendung der einseitigen Abkühlung von Seiten der Vorschweißnaht 10 möglich ist.It should be noted that for a relatively thin sheet metal (for example on the order of 40 mm) or steel, which is characterized by high hardenability, the use of one-sided cooling from the side of the pre-weld seam 10 is possible.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist am Beispiel der Variante gezeigt, in der die Ausführung der Vorschweißung der Schweißverbindung vorgesehen ist. Die Effektivität des Verfahrens ist für normalisierte Stähle B (C = 0,14, Mn = 1,1; 5/ = 0,58; P « 0,016; 5 = 0,023) und C(C = 0,09; Mn = 1,57; Si = 0,57; P « 0,023; S = 0,032) mit 40 mm Dicke geprüft worden.The implementation of the method according to the invention is shown using the example of the variant in which the implementation of the pre-welding of the welded connection is provided. The effectiveness of the method is for normalized steels B (C = 0.14, Mn = 1.1; 5 / = 0.58; P «0.016; 5 = 0.023) and C (C = 0.09; Mn = 1, 57; Si = 0.57; P <0.023; S = 0.032) with a thickness of 40 mm.

Die nicht große Dicke des Stahls erlaubte es, ein einseitiges Kühlsystem der Schweißverbindung anzuwenden. Zur Abkühlung wurde ein Wasser-Luft-Gernisch eingesetzt.The small thickness of the steel made it possible to use a one-sided cooling system of the welded joint. A water-air mixture was used for cooling.

Die Schweißdaten und die Kenngrößen der Abkühlung sind in der Tabelle Nr. 1 angeführt. Die Anwendung der Begleitabkühlung nach einem ausgearbeiteten Slchema machte es möglich, wesentliche Änderungen in den Werten der Hauptkenngrößen einer thermischen Etelastung bei der Elektroschlacke-Schweißung vorzunehmen. The welding data and the cooling parameters are given in table no. The application the accompanying cooling according to a worked out scheme made it possible to make significant changes in the values of the main parameters of a thermal load in electroslag welding.

In Fig.8 sind thermische Belastungen eines im Bereich der Naht liegenden Abschnittes (Tmax 1300°C) verglichen, die bei der Elektroschlacke-Schweißung nach der üblichen (Kurve 13) und der erfindungsgemäßen (Kurve 14) Technologie der Schweißung eines Stahls von 40 mm Dicke erhalten wurden.In FIG. 8, thermal loads of a section (Tmax 1300 ° C.) lying in the area of the seam are compared, those in electroslag welding according to the usual (curve 13) and the inventive (curve 14) technology of welding a steel of 40 mm Thickness were obtained.

Unter der üblichen Technologie wird eine Technologie der Elektroschiacke-Schweißung ohne Beeinflussung der Kenngrößen der thermischen Belastung verstanden. r>The usual technology is electroschiacke welding without interference understood the parameters of thermal load. r>

In der F i g. 8 ist auf der Abszissenachse die Zeit in sek und auf der Ordinatenachse die Temperatur in °C abgetragen.In FIG. 8 is the time in seconds on the abscissa axis and the temperature in ° C on the ordinate axis worn away.

Wie aus dem Schaubild ersichtlich ist (F i g. 8), erhöht sich bei der erfindungsgemäßen Elektroschlacke-Schweißung im Vergleich zur üblichen die Erwärmungsgeschwindigkeit (W_e) im Temperaturintervall A3—T von 8 bis auf 12°C/sek; die Verweilzeit oberhalb der Temperatur Λ3 verringert sich bei der Erwärmung von 45 (t\') auf 35 sek (t₂'), bei der Abkühlung aber von 140 v> (Ty") auf 42 sek (tf) auf 42 (U") auf 42 sek (t₂"), die Abkühlungsgeschwindigkeit W_abk im Temperaturintervall der geringsten Austenitbeständigkeit (600-500⁰C) steigt um das 1 Ofache und beträgt 7-8° C/sek.As can be seen from the diagram (FIG. 8), in the case of the electroslag welding according to the invention, the heating rate (W _e ) in the temperature interval A3-T increases from 8 to 12 ° C./sec compared to the usual one; the dwell time above the temperature Λ3 decreases with heating from 45 (t \ ') to 35 sec (t ₂ '), with cooling from 140 v> (Ty ") to 42 sec (tf) to 42 (U") ) at 42 sec (t ₂ "), the cooling rate W _a bk in the temperature interval of the lowest Austenitbeständigkeit (600-500 ⁰ C) increases by 1 Ofache and is 7-8 ° C / sec.

Die Ergebnisse der Prüfung der mechanischen ^r>o Eigenschaften der Schweißverbindungen von Stahl B, ausgeführt durch erfindungsgemäße Elektroschlacke-Schweißung und nach der üblichen Technologie, sind in der Tabelle 2 angeführt.The results of the testing of the mechanical ^r> o characteristics of the welded joints of steel B according to the invention carried out by electro-slag welding and according to the conventional technology are set forth in Table 2.

Bei der Schweißung nach der üblichen Technologie ^r>f> sind der im Bereich der Naht liegende Abschnitt und die Schweißnaht bei der Prüfung im Gebiet der Minustemperaturen durch eine bedeutend geringere Größe der Kerbschlagzähigkeit als die normativen Werte für den Grundwerkstoff gekennzeichnet. 6»When welding according to the usual technology ^r >f>, the section in the area of the seam and the weld seam during the test in the area of minus temperatures are characterized by a significantly lower value of the notched impact strength than the normative values for the base material. 6 »

Die Schweißung nach der Erfindung gewährleistet eine Kerbschlagzähigkeit des im Bereich der Naht liegenden Abschnitts und des Nahtwerkstoffs, welche die Norm-Werte für den Grundwerkstoff bei allen Prüfungstemperaturen übersteigt. ωThe weld according to the invention ensures a notched impact strength in the area of the seam lying section and the seam material, which the standard values for the base material for all Exceeds test temperatures. ω

Eine Untersuchung der Struktur des im Bereich der Naht liegenden Abschnittes der der Wärmeeinwirkung ausgesetzten Fläche bei dem Stahl B, ausgeführt mittels der Elektroschlacke-Schweißung nach der bekannten Technologie, zeigte, daß die Struktur einen grobkörnigen Charakter mit grobem Ferritnetz an den Korngrenzen besitzt.An examination of the structure of the section of the surface exposed to heat in the area of the seam in steel B, carried out by means of electroslag welding according to the known technology, showed that the structure has a coarse-grained character with a coarse ferrite network at the grain boundaries.

Die Veränderung der Kenngrößen der thermischen Belastung bei der Schweißung mit der Begleitabkühlung führt praktisch zur vollständigen Unterdrückung der Ausscheidung von überschüssigem Ferrit an den Austenitlcorngrenzen und zur Erhöhung des Perlit- und Bainitgehaltes in der Struktur des Stahls B. The change in the parameters of the thermal load during welding with the accompanying cooling practically leads to a complete suppression of the precipitation of excess ferrite at the austenite grain boundaries and to an increase in the pearlite and bainite content in the structure of steel B.

Ähnliche Veränderungen finden in der Struktur des Nahtwerkstoffes statt.Similar changes take place in the structure of the seam material.

Die vorstehend angeführten Resultate werden durch Daten einer Untersuchung der Struktur und mechanischen Eigenschaften von Schweißverbindungen aus niedrigle.giertem normalisiertem Stahl Cbestätigt.The above results are confirmed by structural and mechanical study data Properties of welded joints made of low-alloy normalized steel Cconfirmed.

Auf diese Weise wird bei der Durchführung des erfindunj!sgemä3en Verfahrens der erforderliche Komplex der mechanischen Eigenschaften ohne nachfolgende Normalisierung der Schwerverbindungen sichergestellt. In this way, the necessary complex is created when carrying out the process according to the invention the mechanical properties ensured without subsequent normalization of the heavy connections.

Durchgeführt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe einer Einrichtung, deren Schema in den F i g. 8, 9,10,11,12 dargestellt ist.The method according to the invention is carried out with the aid of a device, the scheme of which is shown in FIGS. 8th, 9,10,11,12 is shown.

Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens enthält ein die Schweißnaht formendes Gleitstück 7 (Fig.2, :>, 5, 6, 9-12), welches Düsenkörper 15 zur Zerstäubung einer Kühlflüssigkeit trägt.The device for carrying out the method contains a slide piece 7 which forms the weld seam (Fig. 2,:>, 5, 6, 9-12), which nozzle body 15 for Carries atomization of a cooling liquid.

Wenn die Formung der Schweißnaht 3 von zwei Seiten hex über die Dicke des Grundwerkstoffs 4 des Schweißstückes erfolgt, werden zwei Gleitstücke 7 eingesetzt, die einander gegenüber angeordnet werden. Die Gleitstücke 7 sind zum Halten eines Schlackenbades 16 (Fig. 2, 5, 10) und eines Metallbades 17 und zum Formen der Schweißnaht 3 bestimmt.If the formation of the weld 3 from two sides hex over the thickness of the base material 4 of the Welding piece takes place, two sliders 7 are used, which are arranged opposite one another. The sliders 7 are for holding a slag bath 16 (Fig. 2, 5, 10) and a metal bath 17 and for Shapes of the weld 3 are determined.

Im Körper der Gleitstücke 7 sind Kanäle 18 für die Zuführung des Kühlmittels in dieselben ausgeführt. Die Gleitstücke 7 sind mit einem Antrieb (in Figur nicht abgebildet) für deren fortschreitende Bewegung verbunden. An den Flanken des Gleitstücks 3 und unten am Gleitstück 3 sind die Düsenkörper 15 angebracht. Die verwendeten Düsenkörper 15 sind Schlitzdüsenkörper. In den Düsenkörpern 15 sind Kanäle 19 für die Kühlmittelzufuhr in die Düsenkörper ausgeführt, die mit Schlitzen 20 in Verbindung stehen, welche zur Zerstäubung des Kühlmittels bestimmt sind. Jeder Schlitz 2Cl besitzt auf der Seite, die der Oberfläche des abzukühlenden Grundwerkstoffs 4 zugekehrt ist, eine Düse 21 zur Verteilung des Kühlmittels auf der abzukühlenden Oberfläche der Schweißverbindung.In the body of the sliders 7 channels 18 are made for the supply of the coolant into the same. the Sliders 7 are connected to a drive (not shown in the figure) for their progressive movement. The nozzle bodies 15 are attached to the flanks of the slider 3 and at the bottom of the slider 3. the The nozzle bodies 15 used are slot nozzle bodies. In the nozzle bodies 15 are channels 19 for Running coolant supply in the nozzle body, which are connected to slots 20, which for Atomization of the coolant are intended. Each slot has 2Cl on the side facing the surface of the is facing to be cooled base material 4, a nozzle 21 for distributing the coolant on the Surface of the welded joint to be cooled.

Die Zerstäuberdüsen 21 sind so ausgeführt, daß das aus diesen Düsen 21 ausfließende Kühlmittel die gesamte Oberfläche der Abschnitte des Nahtwerkstoffes 3 und der Fläche die der Wärmeeinwirkung ausgeset2.t wird, abgekühlt, welche durch die Isothermen der maximalen Erwärmungstemperaturen in einem Intervall von den Temperaturen, die der Schmelztemperatur nahekommen, bis zur Temperatur A\ begrenzt ist.The atomizer nozzles 21 are designed in such a way that the coolant flowing out of these nozzles 21 cools the entire surface of the sections of the seam material 3 and the area exposed to the action of heat, which is determined by the isotherms of the maximum heating temperatures in an interval of the temperatures, which come close to the melting temperature, is limited to the temperature A \.

Die Konfiguration der Austrittsöffnung der Zerstäuberdüsen 21 entspricht der Form der Isothermen der maximalen Erwärmungstemperaturen. Eine solche Konfiguration der Zerstäuberdüsen 21 trägt zur besseren Verteilung des Kühlmittels über die gesamte Fläche der abzukühlenden Oberfläche bei.The configuration of the outlet opening of the atomizer nozzles 21 corresponds to the shape of the isotherms in FIG maximum heating temperatures. Such a configuration of the atomizing nozzles 21 contributes better distribution of the coolant over the entire area of the surface to be cooled.

Die Abmessungen der Düsenkörper 15 und die Anzahl derselben wird von der Größe der abzukühlenden Fläche und der Zahl der Abschnitte bestimmt, in denen unterschiedliche AbkühlungsgeschwindigkeitenThe dimensions of the nozzle bodies 15 and the number of these depends on the size of the nozzle body to be cooled Area and number of sections are determined in which different cooling rates

erzeugt werden müssen.must be generated.

Wie bereits vorstehend angegeben, wurde zur einfachen Durchführung des Verfahrens die abzukühlende Oberfläche in zwei Abschnitte unterteilt, begrenzt durch die Isothermen der Maximalen Erwärmungstemperaturen im Intervall T-A₃ und A₃-Au Deswegen sind an jeder seitlichen und der unteren Fläche des Gleitstücks 7 Reihen Düsenkörper 15 angeordnet. Die Düsenkörper 15 der von der Fläche des Gleitstücks 7 aus erster Reihe kühlen eine Fläche ab, die durch die Isothermen T-A₃ begrenzt ist Die Düsenkörper 15 der zweiten Reihe kühlen eine Fläche ab, die durch die Isothermen 6 - 5 (F > g. 2,5) A₃ - A1 begrenzt istAs already stated above, the surface to be cooled was divided into two sections for the simple implementation of the method, limited by the isotherms of the maximum heating temperatures in the interval TA ₃ and A ₃ -Au arranged. The nozzle bodies 15 of the surface of the slide 7 from the first row cool down an area which is delimited by the isotherms TA ₃ The nozzle bodies 15 of the second row cool an area which is defined by the isotherms 6 - 5 (F> g. 2 , 5) A ₃ - A 1 is limited

Außerdem müssen, wie dies bereits oben angegeben wurde, unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten in bezug auf verschiedene Temperaturintervalle der Strukturumwandlungen im Abschnitt mit gleicher Erwärmungstemperatur sichergestellt werden. Im Zusammenhang damit sind die an den Seitenflächen des Gleitstücks 7 angeordneten Düsenkörper 15 in Bewegungsrichtungdes Gleitstücks 7 in zwei Gruppen geteilt.In addition, as already indicated above, different cooling rates must be used with respect to different temperature intervals of the structural transformations in the section with the same Heating temperature can be ensured. In connection with this, the on the side surfaces of the Slider 7 arranged nozzle body 15 in the direction of movement Slider 7 divided into two groups.

Die erste Gruppe der Düsenkörper 15, die sich im oberen Teil des Gleitstücks 7 befindet, erzeugt die erforderlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten im Temperaturintervall der Ausscheidung des strukturell freien Ferrits. Die zweite Gruppe der Düsenkörper 15 die sich unmittelbar hinter der ersten befindet, erzeugt die erforderlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten im Temperaturintervall der geringsten Austenitbeständigkeit.The first group of nozzle bodies 15, which is located in the upper part of the slider 7, generates the required cooling rates in the temperature interval of the excretion of the structurally free Ferrite. The second group of nozzle bodies 15, which is located immediately behind the first, generates the required cooling rates in the temperature interval of the lowest austenite resistance.

Zur Befestigung der Düsenkörper 15 an den Seiten und der unteren Fläche des Gleitstücks 7 sind Ansätze 22 rechteckiger Form vorgesehen. In diesen Ansätzen 22 sind Kanäle 23 (F i g. 10) ausgeführt, mittels derer die Kanäle 18 und 19 für die Kühlmittelzufuhr des Gleitstücks und der Düsenkörper in Verbindung stehen, isTo attach the nozzle body 15 to the sides and the lower surface of the slider 7 are lugs 22 rectangular shape provided. In these approaches 22 channels 23 (Fig. 10) are implemented, by means of which the Channels 18 and 19 for the coolant supply of the slider and the nozzle body are in communication, is

Der Prozeß der Elektroschlacke-Schweißung nach der Erfindung läuft folgendermaßen ab. Durch Schmelzen eines körnigen Schweißpulvers, das den Raum zwischen den Kanten des Grundwerkstoffs 4 und den Gleitstücken 7 ausfüllt, die an die Oberfläche des Schweißstücks dicht angedrückt sind, wird das Schlakkenbad 16 (Fig. 2, 5, 10) erzeugt. Das Schweißpulver wird mittels eines Lichtbogens geschmolzen, der in der Anfangsperiode der Schweißung zwischen Grundwerkstoff 4 und Elektrodendraht 24 entsteht. Nach dem Aufschmelzen einer gewissen Schweißpulvermenge wird der Lichtbogen durch die geschmolzene Schlacke geshuntet und erlischt.The electroslag welding process of the invention is as follows. By melting a granular welding powder, which the space between the edges of the base material 4 and the Fills sliders 7, which are pressed tightly against the surface of the welding piece, the slag bath 16 (Figs. 2, 5, 10) is generated. The welding powder is melted by means of an electric arc that is generated in the The initial period of the weld between the base material 4 and the electrode wire 24 arises. After this Melting a certain amount of welding powder, the arc is created by the melted slag shunted and goes out.

Die durch die Schlacke entwickelte Wärme schmilzt die Kanten des Grundwerkstoffs 4 und den Elektroden- so draht 24, der dem Schlackenbad 16 mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die der Schmelzgeschwindigkeit dieses Drahts gleich ist. Der geschmolzene Elektroden- und der geschmolzene Grundwerkstoff fließen zum Boden des Schlackenbades 16 ab und bilden das Metallbad 17. Je nach der Entfernung der Erwärmungsquelle geht eine Erstarrung des Metalls des Metallbades 17 vor sich.The heat developed by the slag melts the edges of the base material 4 and the electrodes so wire 24 which is fed to the slag bath 16 at a speed which is the melting speed this wire is the same. The molten electrode and the molten base material flow to the bottom of the slag bath 16 and form the metal bath 17. Depending on the removal of the As a heating source, the metal of the metal bath 17 solidifies.

Zur Bestimmung der Eigenschaften der Schweißverbindungen ist eine Abkühlungseinrichtung (Satz von m> Schlitzdüsenkörpern 15) an den Seitenflächen des Gleitstücks 7 angebracht Das Kühlmittel wird dei Düsenkörpern mit Hilfe von Schläuchen (Rohren) fü Wasser und Luft zugeführt und gelangt aus dem Schiit 20 (Fi g. 9, 12) auf das Metall. Der Kühlmittelverbraucl wird mittels speziellen Geräten (beispielsweise mittel Zählern für Flüssigkeitsverbrauch, Manometern) regi striertA cooling device (theorem of m> Slotted nozzle bodies 15) attached to the side surfaces of the slider 7 Nozzle bodies are supplied with the help of hoses (pipes) for water and air and come out of the Schiit 20 (Fig. 9, 12) on the metal. The coolant consumption is regi striert

Das Kühlmittel stellt ein Wasser-Luft-Gemisch dai Die Luft wird den Düsenkörpern 15 unter einem Drucl von 0,295 — 0,490 N/mm² zugeführt, vermischt sich mi dem Wasser zu einem feindispersen Gemisch um begünstigt die Zerstäubung des Wassers auf de abzukühlenden Oberfläche.The coolant is a water-air mixture. The air is ^{fed to the nozzle bodies 15 under a pressure of 0.295-0.490 N / mm 2} , mixes with the water to form a finely dispersed mixture to promote the atomization of the water on the surface to be cooled.

Wasser und Luft werden über gesonderte Schlauch« den Kanälen 19 für die Kühlmittelzufuhr in dii Düsenkörper zugeleitet. Über diese Kanäle 19 gelange! sie zu den Düsenkörpern 15, wo die Vermischung voi Wasser und Luft zu einem feindispersen Gemiscl erfolgt Dieses Gemisch tritt durch die Schlitze 20 in dii Zerstäuberdüsen 21 der Düsenkörper 15 ein und win unmittelbar aus diesem über die abzukühlende Flächi der Schweißverbindung zerstäubt.Water and air are fed into the channels 19 for the coolant supply via separate hoses Nozzle body fed. Use these channels 19! them to the nozzle bodies 15, where the mixing voi Water and air result in a finely dispersed Gemiscl. This mixture passes through the slots 20 in the dii Atomizer nozzles 21 of the nozzle body 15 and win directly from this over the surface to be cooled the welded joint is atomized.

Die erforderlichen Werte der Abkühlungsgeschwin digkeiten können nach mehreren Verfahren erzeug werden. Beispielsweise kann der Verbrauch des dei Düsenkörpern 15 zugeführten Kühlmittels geregel werden. Bei der Vergrößerung des Kühlmittelver brauchs erhöht sich die Intensität der Wärmeentnahme was zur Erhöhung der Abkühlungsgeschwindigkei beiträgt.The required values of the cooling speeds can be generated using several methods will. For example, the consumption of the coolant supplied to the nozzle bodies 15 can be regulated will. When the consumption of coolant increases, the intensity of the heat extraction increases which contributes to increasing the cooling rate.

Möglich ist die Verwendung eines Kühlmittels mi verschiedenen Wärmeübergangszahlen. Hierbei kam ein und dasselbe Kühlmittel benutzt werden, aber mi unterschiedlicher Ausgangstemperatur. In der beschrie benen Einrichtung wird diese Bedingung in folgende Weise erfüllt.It is possible to use a coolant with different heat transfer coefficients. Here came one and the same coolant can be used, but with a different starting temperature. In the described This condition is met in the following way.

Zur Bildung des den Düsenkörpern 15 zugeführtei Kühlmittels benutzt man das Walser, das zuvor dii Gleitstücke 7 durchlaufen hat und dadurch sich auf eini Temperatur von 30-40⁰C erwärmt hat. Zu diesen Zweck ist in der erfindungsgemäßen Einrichtung dii Verbindung der Kanäle 18 für die Kühlmittelzufuhr de Gleitstücks und der Kanäle 19 des oberen Düsenkörper der ersten Gruppe der dem Gleitstück 7 nächstliegen den Reihe über Kanäle 23 vorgesehen, welche ii Ansätzen 22 des Gleitstücks 7 ausgeführt sind. Dadurcl wird es möglich, unterschiedliche Abkühlungsgeschwin digkeiten sowohl für verschiedene Temperaturinterval Ie der Strukturumwandlungen der Abschnitte mi gleicher maximaler Erwärmungstemperatur, als aucl tür die Abschnitte der Fläche, die der Wärmeeinwirkuni ausgesetzt wird, mit verschiedenen maximalen Erwär mungstemperaturen sicherzustellen.For the formation of the nozzle bodies 15 zugeführtei refrigerant to use the Walser, the above-dii sliders 7 has passed through, and has thereby heated to eini temperature of 30-40 ⁰ C. For this purpose, in the device according to the invention dii connection of the channels 18 for the coolant supply de slider and the channels 19 of the upper nozzle body of the first group of the slider 7 closest to the row is provided via channels 23, which ii lugs 22 of the slider 7 are executed. This makes it possible to ensure different cooling rates both for different temperature intervals of the structural transformations of the sections with the same maximum heating temperature, as well as for the sections of the surface that is exposed to the action of heat with different maximum heating temperatures.

Auf diese Weise wird unter Verwendung de erfindungsgemäßen Einrichtung bei der Elektroschlak ke-Schweißung für jeden konkreten Abschnitt de Fläche, die der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wire optimalen Kenngrößen der thermischen Schweißbela stung erreicht, welche die Bildung von Strukturen mi einem günstigen Komplex von mechanischen Eigen schäften fördern.In this way, using the device according to the invention in the Elektroschlak ke weld for each specific section of the surface that is exposed to the action of heat optimal parameters of the thermal welding load achieved, which mi the formation of structures promote a favorable complex of mechanical properties.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electroslag welding process, in which the solidified seam material and the base material lying on the molten metal are cooled, characterized in that the entire area exposed to the action of heat, which is determined by the isotherms of the maximum heating temperatures in the range of temperatures that approach the melting temperature , is limited to the austenite-pearlite transformation temperature A \ , and that the cooling rate is increased depending on the distance from the surface with the maximum heating temperature, which is close to the melting temperature, to the surface with the maximum temperature A \ .

2. Electroslag welding method according to claim 1, characterized in that the the Areas exposed to heat, which have the same maximum heating temperature, in the interval of the precipitation temperatures of the structurally free ferrite with a Speed that ensures suppression of its excretion, and at the interval of Temperatures of the minimum resistance of the austenite at a rate that the Austenitzfall in predetermined structural components guaranteed to be cooled.

3. Equipment for carrying out the electroslag welding process according to one of claims 1 or 2, containing a sliding piece which forms the weld seam and has channels for the supply a coolant, which carries the nozzle body, the channels for the coolant supply and atomizer nozzles for the supply of the coolant to the sections of the weld seam and those of the heat effect have exposed zones, characterized in that the nozzle body (15) to the attached to both sides of the slider (7) and the outlet atomizer nozzles (21) to the nozzle body have a shape that corresponds to the shape of the area bounded by the corresponding isotherms corresponds to which is acted upon with coolant.

4. Device according to claim 3, characterized in that on the sides and the lower surface of the slider (7) lugs (22) are formed with channels (23) implemented in them, which the channels (18) of the slider and the channels (19) of the nozzle body (15) connect and for attachment the nozzle body (15) are determined.