DE2838774A1

DE2838774A1 - Anwendung einer metallegierung bei der magnetischen rissepruefung

Info

Publication number: DE2838774A1
Application number: DE19782838774
Authority: DE
Inventors: Erwin Ing Moser; Alfred Dipl Ing Silber
Original assignee: Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Current assignee: Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2838774C3; DE2838774B2

Description

Anwendung einer Metallegierung bei der magnetischen Risse-
prüfung.
Die Erfindung betrifft eine Anwendung einer Metallegierung als Material für Elektroden bei der magnetischen Risseprüfung.
Bei der magnetischen Ri-ßprüfung ist es bekannt, ein Magnetfeld in größeren Werkstücken aus Eisen oder Stahl, insbesondere in Schweißkonstruktionen, durch die Selbstdurchflutung, zu erzeugen.
Hierbei wird der Magnetisierungstrom unmittelbar durch das zu prüfende Werkstück geleitet. Zur Einleitung des Stromes in das Werkstück dienen zwei Elektroden, die durch Kabel mit einem Hochstromerzeuger verbunden sind und die in geeignetem Abstand auf das zu prüfende Werkstück aufgesetzt werden. Nach Einschalten des Prüfstromes fließt dieser zwischen den Elektroden durch das Werkstück und erzeugt dabei ein magnetisches Kreisfeld, welches an der Oberfläche des Werkstückes quer zu der Verbindungslinie der beiden Elektroden liegt. Auf diese Weise können nach dem bekannten Magnetpulververfahren Risse gefunden werden, die quer zu diesem Magnetfeld mit einer Abweichung bis etwa 450 nach beiden Seiten liegen, d.h. die in einem gewissen Flächenbereich zwischen den Elektroden parallel zu deren Verbindungslinie ode-r mit einer maximalen Abweichung von 450 hiervon liegen.
Es ist ansich bekannt, verschiedene Materialien für die Elektroden bzw. Kontaktspitzen zu verwenden. Hierzu gehören Elektroden aus Kupferstäben oder mit Kupfergeflecht überzogenen Kontaktstellen. Diese Elektroden sind jedoch insofern nachteilig, als im Fall einer Funkenbildung an der Kontaktstelle sich Brandstellen (Brandmarken) bilden können und dabei das Kupfer in das Material eindiffundieren kann. Dies führt jedoch zur Versprödung (Aufhärtung) und zur Rißbildung, insbesondere bei hochwertigen Kesselbaustählen (Feinkornstählen).
Diese und andere bekannte Elektrodenwerkstoffe genügen somit nicht den besonderen und vielseitigen Anforderungen, die an ein Elektrodenmaterial gestellt werden, um als etwa optimal angesehen zu werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und ein Elektrodenmaterial anzugeb-en, welches einerseits neben guter Leitfähigkeit und hinreichender weichheit nicht zum Oxidieren neigt, jedoch eine noch genügend niedrige Schmelztemperatur hat, so daß durch Ausbildung einer Schmetzschicht ein guter Kontakt gewährleistet wird, andererseits aber ein noch genügend hoher Schmelzpunkt des Elektrodenmaterials gegeben ist, so daß sein übermä3iger Verschleiß vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Anwendung einer Metallegierung vorgeschlagen, bestehend aus 45 - 80 ß Zink und 18 - 50 ffi Aluminium als Material für Elektroden bei dernagnetischen Risseprüfung mit Stromdurchflutung bzw.
Selbstdurchflutung des Werkstückes.
Die erfindungsgemä-ße Anwendung kann auch so erfolgen, daß die Legierung aus 60 - 70 ß ZiILk und 25 - 35 ffi Aluminium besteht, was je nach Einzelfall bessere Eigenschaften des Legierungsmaterials gestattet, besonders bei Prüfstücken aus Stahl.
Andererseits hat sich gezeigt, daß der Elektrodenwerkstoff in vielen Einzelfällen weiter verbessert wird, wenn die Legierung aus 65 Zink und 30 Aluminium besteht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine der vorstehenden Anwendungen des Legierungswerkstoffes in Verbindung mit Kupfer vor, wobei eine Optimierung bei 2 % - 10 % Kupfer, insbesondere aber bei 5 % Kupfer als Zusatz, erreicht werden kann.
Durch Versuche wurde erhärtet, daß durch den erfindungsgemäßen Einsatz dieser Elektrodenmaterialien ein den bekannten Materialien überlegenes Elektrodenmaterial vorliegt, das der gestellten Aufgabe genügt.
Beispiel: Es wurden Versuche angestellt mit Kontaktspitzen aus einer Legierung aus 65 % Zinn, 30 so Aluminium und 5 % Kupfer, diese Legierung hatte einen Schmelzpunkt von 5000 Ct einzelne Werkstückoberflächen sandgestrahlt, gehobelt bzw. geschliffen. Für die Untersuchung wurde entweder TIEDE 4000 mit wahlweise 4000 A Wechselstrom bzw. 4000 A Gleichstrom (Vollweg-Gleichrichtung) bzw. TIEDE 1500 mit 1500 A Wechselstrom bzw. 1500 A Halbwellen-Gleichstrom, verwendet. Es wurde im Bereich hohen Magnetisierungsstromes gearbeitet und die Stromstärken des jeweiligen Gerätes in Abhängigkeit zu einzelnen Versuchswerkstoffen und zugehörigen Schmelztemperaturen ermittelt. Nach der Magnetisierung wurden die Kontaktstellen genau untersucht, um die Art der Aufsetzpunkte der Elektroden zu beurteilen..Um die Einbrände möglichst gering zu halten, wurde der Strom erst nach Aufsetzen der Spitzen um eine Einschaltdauer von jeweils 10 Sekunden eingeschaltet. Bei der erfindungsgemä-ßen Legierung waren keine oxidischen Anlauffarben in den Ablagerungen feststellbar.
Ferner traten bei der erfindungsgemäßen Legierung keine Höfe und Krater auf, wie bei Vergleichsversuchen mit Kupferelektroden typisch, sondern es ergaben sich nur Ablagerungen des Spitzenmaterials. Durch nachträglich angefertigte Mikroschliffe des Legierungsmaterials konnte bei der Kontaktspitze aus der erfindungsgemäßen Legierung keine Beeinflussung des Werkstoffes nachgewiesen werden, bei Elektrodenmaterial aus Kupfer ergaben sich jedoch Änderungen im Gefüge und das Auftreten von kleinen Rissen.
Ferner kann die erfindungsgemä-Be Legierung relativ vorteilhaft durch Gießen und somit billig hergestellt werden.
Ferner wurde durch Versuce-ermittelt, daß die Standzeit beim Prüfen mit Wechselstrom höher als bei Gleichstrom liegt. Gegenüber Bl ei elektroden besteht der Vorteil, daß die Oxydation der Elektrodenoberfläche so gering ist, daß beim nächsten Kontaktschritt keine Isolation vorhanden ist, die ansonsten Anlass zu Zündfunken geben würde.
Die Erfindung ist hierauf nicht eingeschränkt. Es hat sich gezeigt, daß in Einzelfällen als Elektrode bzw. Kontaktspitze eine Blei-Zinn-Legierung noch wesentlich bessere Schweiß eigenschaften aufweist als die bekannten Elektroden mit Spitzen aus Kupfer oder Blei. Mit dieser Legierung vermeidet man ebenfalls das Auftreten von Eraten und erreicht bei verringertem Übergangswiderstand einen verbesserten Stromdurchgang sowie niedrigere örtliche Erhitzung. Diese Vorteile überwiegen ganz wesentlich gewisse kleinere Nachteile dieser Legierung.

Claims

PatentansprEche 1. Anwendung einer Metallegierung bestehend aus 45 % - 80 % Zink und 18 «/o - 50 % Aluminium als Material für Elektroden bei der magnetischen Risseprüfung mit Stromdurchflutung bzw. Selbstdurchflutung des Werkstückes.
2. Anwendung nach Anspruch 1, bei der die Legierung aus 60 ff/a -70 Zink und 25 % - 35 % Aluminium besteht.
3. Anwendung nach Anspruch 1, bei der die Legierung aus 65 % -Zink und 30 % Aluminium besteht.
4. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Metallegierung zusätzlich 2 % - 10 % Kupfer aufweist.
5. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Legierung zusätzlich 3 % - 7 % Kupfer aufweist.
6. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Legierung zusätzlich 5 Kupfer aufweist.
7. Anwendung einer Metallegierung, bestehend aus 20 % - 50 % Blei und 50 % - 80 ffi Zinn als Material für Elektroden bei der magnetischen Risseprüfungm t Stromdurchflutung bzw. Selbstdurchflutung des Werkstückes.
d. Anwendung einer Metalllegierung bestehend aus 30 do Blei und 70 '%0 Zinn als Material für Elektroden bei der magnetischen Risseprüfung mit Stromdurchflutung bzw. Selbstdurchflutung des Werkstückes.
9. Kontaktspitze bzw. Elektrode für die magnetische Risseprüfung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Metallegierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8 besteht.