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Verfahren und Vorrichtung zum teilweisen Weichglühen von Stahlgegenständen
Die Erfindung befaßt sich mit Maßnahmen, die geeignet sind, bei Stahlgegenständen
ein teilweises Ausglühen herbeizuführen. Das Ausglühen hat den Zweck, die Stahlgegenstände
an den behandelten Stellen weich zu machen. Die vorher eingetretene Härtung der
betreffenden Stellen kann absichtlich oder unabsichtlich erfolgt sein, und zwar
ist ein Bedürfnis, derart gehärteteStellenweichzumachen, an Kantenflächen, Schweißnähten
od. dgl. vorhanden. Bei Kanten kann die Härtung beispielsweise darauf zurückzuführen
sein, daß es sich um eine Schnittkante handelt, die beim sogenannten Brennschneiden
entstanden ist. Die Härte solcher brenngeschnittener Kanten ist deshalb unerwünscht,
weil vielfach eine spanabhebende Bearbeitung dieser Kanten durchgeführt werden muß
oder aber, sie sollen durch Schweißen mit anderen Werkstücken verbunden werden.
Beim Schweißvorgang ist jedoch die Härte der zu verschweißenden Stellen störend,
wenn hierdurch nicht überhaupt die Schweißung ganz in Frage gestellt wird. Unerwünscht
kann die Härtung einer Kante auch dann sein, wenn sie an sich durch einen Härtevorgang
hervorgerufen wurde. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Blech oder
eine Platte bis genau an den Rand, beispielsweise im fortschreitenden Härteverfahren,
gehärtet worden ist. In diesem Falle läßt es sich meist nicht vermeiden, daß die
anstoßende Kantenfläche ebenfalls eine starke Einhärtung erfährt. Wenn ein derart
oberflächengehärtetes Werkstück im weiteren Verlauf mit einer solchen Kante an ein
anderes Werkstück angeschweißt werden soll,
ergeben sich aus der.
Tatsache, daß die Kante eingehärtet ist, erhebliche Schwierigkeiten.
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Ein Erfordernis, Kanten durch eine Glühung weich zu machen, liegt
auch dann vor, wenn beispielsweise ein Werkstück wie eine Platte od. dgl. in seiner
Gesamtheit gehärtet und auf hohe Festigkeiten vergütet wurde. Die Bearbeitung der
Kanten solcher Werkstücke durch spanabhebende Bearbeitung und insbesondere das Verschweißen
der Kanten mit anderen Werkstücken ist bei hohen Festigkeiten und damit hohen Härten
nur schwer bzw.- überhaupt nicht möglich.
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In der Nähe von Schweißnähten treten ebenfalls häufig Härtungserscheinungen
auf, deren Beseitigung durch eine Wärmebehandlung erwünscht ist. Wenn im nachfolgenden
daher von Kanten gesprochen wird, so sollen in diesem Begriff auch fertige Schweißnähte
und deren Umgebung mit eingeschlossen sein. Des weiteren sollen eingeschlossen sein
alle Flächen, die innerhalb eine sonst gehärteten Bereiches liegen, jedoch durch
eine Glühbehandlung weich gemacht werden sollen, um entweder eine spanabhebende
Bearbeitung zu ermöglichen oder ein Anschweißen von Teilen durchführen zu können.
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An- sich ist es bekannt, solche Stellen durch Erhitzen weich zu machen.
Zu diesem Zweck hat man sich bisher der Gasflamme bedient und ist dabei so vorgegangen,
daß beispielsweise die Kanten eines brenngeschnittenen Bleches mit einem Brenner
auf erhöhte Temperaturen gebracht wurden, worauf -.man die erhitzten Stellen zum
Zwecke des Abkühlens praktisch sich selbst überließ. Angestrebt wurde hierbei eine
Temperatur, die kurz unter dem AG-Punkt (Umwandlungstemperatur) liegt. Das gewünschte
Ergebnis wird jedoch vielfach nicht erreicht, und die Ergebnisse sind untereinander
nicht von hinreichender Gleichmäßigkeit. Abgesehen hiervon ist es schwierig, eine
richtige Temperaturführung sicherzustellen, wie überhaupt das Verfahren sehr umständlich
ist, was sich schon aus der, Tatsache ergibt, daß versucht wurde, durch mehrmaliges
Hinundherfahren die gesamte weich zu machende Stelle gleichzeitig auf die gewünschte
Temperatur zu bringen. Es ist verständlich, daß hierbei ein schwer zu überwachendes
Abfließen der Wärme nach dem Werkstückinnern eintreten muß.
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Gemäß der Erfindung soll für das Weichmachen von Kanten das elektroinduktive
Heizverfahren angewendet werden, wobei sich besondere, nicht zu erwartende Vorteile
ergeben. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, die weichzuglühenden Stellen
mittels elektroinduktiver Heizgeräte fortschreitend auf eine kurz unter der Umwandlungstemperatur
(AC,- Punkt) liegende Temperatur zu bringen und- unmittelbar anschließend, ebenfalls
fortschreitend, mit Wasser abzuschrecken.
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Durch dieses Verfahren werden zunächst alle Nachteile der Flammenerhitzung
ausgeschaltet, wie beispielsweise Belästigung durch Flammengase, strahlende Hitze
der Flammen u. dgl. Darüber hinaus wird erreicht, daß die Glühbehandlung genauestens
auf den Bezirk beschränkt werden kann, der ausgeglüht werden muß, während bei der
Behandlung mit Flammen dies nicht möglich war. Insbesondere kann dafür gesorgt werden,
daß ein unerwünschtes Abwandern der Wärme nach dem Werkstückinnern verhindert wird.
Besonders bemerkenswert ist es, daß der Erfolg des Weichglühens durch elektroinduktives
Erhitzen erst dann gewährleistet ist, wenn, sobald die erforderliche Glühtemperatur
erreicht ist, ein Abschrecken erfolgt. Zunächt sollte man vermuten, daß durch eine
solche Abschreckbehandlung zum mindesten bis zu einem gewissen Grade der vorherige
unerwünschte Zustand wiederhergestellt würde. Es zeigt sich jedoch, daß gerade das
fortschreitende, im Anschluß an das fortschreitende Erhitzen durchgeführte Abschrecken
die Gewähr dafür bietet, daß die Werkstückkanten die für die Weiterverarbeitung
erwünschten Eigenschaften erhalten, ohne daß der übrige Zustand des Werkstückes
unerwünscht beeinflußt wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist gleichermaßen geeignet für die
Behandlung von brenngeschnittenen Kanten von Blechen, Platten oder anderen Werkstücken
als auch für die Behandlung von Kanten von Werkstücken, die absichtlich gehärtet
wurden, oder von Werkstücken, die in ihrer Gesamtheit auf hohe Festigkeiten vergütet
wurden. Des weiteren können Schweißnähte mit diesem Verfahren weichgeglüht werden.
Ferner können Werkstücke teilweise enthärtet werden, wie dies beispielsweise erforderlich
ist, wenn Platten oberflächengehärtet sind, jedoch in dem Gebiet dieser Härtung
genau begrenzte weiche Stellen aufweisen sollen. ' Zur Ausübung des Verfahrens bedient
man sich vorteilhafterweise einer Leiterschleife mit nachgeordneter Abschreckeinrichtung,
wie dies an sich für Geräte zum Zwecke des Oberflächenhärtens bekannt ist. Gemäß
der Erfindung wird eine solche Vorrichtung jedoch so gestaltet, daß die Astlänge
der Leiterschleife größer ist als die gewünschte Glühbreite. Im Glühbereich werden
auf der Leiterschleife Magnetjoche aus geschichteten Blechen vorgesehen, die ausgewechselt
werden können. In Anpassung an die jeweils gewünschte Glühbreite wird ein Magnetjoch
aufgesetzt, das der Glühbreite entspricht oder gegebenenfalls auch eine größere
Ausdehnung aufweist als die Glühbreite.
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Die Heizleiterschleife wird, wie bei Geräten üblich, die dem Oberflächenhärten
dienen, in einen Block aus Isolierwerkstoff eingebracht, der gleichzeitig auch die
Abschreckeinrichtung trägt. Das so hergestellte Gesamtgerät wird gemäß der Erfindung
für die Zwecke der Behandlung der Kanten von Blechen, Platten od. dgl. mit Führungsgliedern
versehen, die quer zur Vorschubrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise werden hierzu
Rollen benutzt, die der Führung des Gerätes dienen, indem sie an den Flächen des
Werkstückes entlanggleiten.
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Im nachfolgenden wird an Hand der beigefügten Abbildungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung im einzelnen beschrieben.
Abb. i zeigt eine Ansicht
des Gerätes von unten, Abb.2 einen senkrechten Mittelschnitt. Die Heizleiterschleife
i ist in einem Block 3 aus Isolierwerkstoff, wie beispielsweise Kunstharzpreßstoff
od. dgl., untergebracht. Auf den beiden Ästen der Leiterschleife, die beispielsweise
wassergekühlt sein kann, ist ein Magnetjoch 2 aus geschichteten Blechen vorgesehen.
Mit der Vorrichtung soll die beispielsweise durch einen voraufgegangenen Brennschnitt
gehärtete Kantenfläche des Werkstückes i i behandelt werden. Die Astlänge der Heizleiterschleife
ist größer als die Glühbreite, d. h. in diesem Falle größer als die Dicke der Platte
i i. Im gewählten Beispiel ist auch das Magnetjoch 2 breiter als die Kante des Werkstückes
ii. Hierdurch wird erreicht, daß die durch den Brennschnitt an der Oberkante, auf
der der Brenner geführt wird, entstehende etwas tiefere Einhärtung beseitgt wird.
Die größere Breite des Magnetjoches 2 wirkt sich nämlich derart aus, daß die Erwärmung
sich um die Kante des Bleches Herumzieht. Die Einwirkung geschieht nunmehr nicht
nur von der Stirnfläche aus, sondern infolge des Magnetfeldes des überstehenden
Teiles des Joches auch von der dieKante begrenzendenFläche aus. Um ein genaues Einregeln
der Lage des Joches zu ermöglichen, sind verstellbare Abstandrollen 13 vorgesehen,
die in Führungsschlitzen 14 sitzen. Die Schlitze verlaufen quer zur Vorschubrichtung.
Hat das zu behandelnde Werkstück eine andere Breite, so wird durch Auswechseln der
Jochpakete die Breite des :Magnetjoches entsprechend abgeändert, wobei den Anforderungen
an das Enthärtungsgerät durch eine dem gewünschten Wärmeverlauf entsprechende Jochbreite
Rechnung getragen wird.
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Die Glühbehandlung findet im fortschreitenden Verfahren statt, wobei
zwischen dem Werkstück und dem Gerät eine Relativbewegung in Richtung des Pfeiles
12 hervorgerufen wird. Hierbei läuft das Gerät mittels der Rollen 8 an dem Werkstück
entlang, in der richtigen Lage gehalten durch die Rollen 13, die an den Plattenflächen
entlanggleiten. Der Heizleiterschleife nachgeordnet, ist die Vorrichtung für das
Ausspritzen desAbschreckmittels, vorzugsweise Wasser, auf der Werkstückoberfläche
6 vorgesehen. Vor den eigentlichen Spritzdüsen 5 ist eine Verteilerkammer :I vorgesehen,
die eine gleichmäßige Verteilung des Abschreckmittels auf die Düsenreihe sicherstellt.
Als Abschreckmittel kann das Kühlwasser dienen, das zuvor die Heizleiterschleife
zum Zwecke der Kühlung durchströmt hat. Die Zuleitung vom Heizgerät zur eigentlichen
Abschreckeinrichtung erfolgt über ge eignete Leitungen, wie bei 7 angedeutet.
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Die Führungsrollen 8 werden so am Block des Behandlungsgerätes angebracht,
daß sie in Richtung der Pfeile g@ verstellbar sind. Auf diese Weise ist es möglich,
stets den für jeden Anwendungsfall geeigneten Kopplungsspalt io einzustellen und
aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig wird zweckmäßig eine Verstellbarkeit der Rollen
in Richtung der Pfeile g' vorgesehen, um sie auf die Dicke der verschiedenen zu
behandelnden Werkstücke einstellen zu können. Hierzu können die Rollen 8 über Klemmuttern
auf der Welle 8' befestigt sein.
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Die Auswechselbarkeit der Magnetjochpakete wird dadurch sichergestellt,
daß in dem eigentlichen Isolierstoffblock 3 ein vorzugsweise ebenfalls aus Isolierstoff
hergestelltes einsetzbares Paßstück 3' vorgesehen wird. Dieses ist an den Stellen
3" mit Vorsprüngen versehen, die in seitliche Führungsnuten des Joches 2 eingreifen.
Soll nun ein Jochpaket ausgewechselt werden, so wird das Paßstück 3' einschließlich
des Blechpaketes -2 herausgenommen. Anschließend können die Jochpakete -2 seitlich
aus dem Paßstück 3' entfernt werden, oder es können, falls erforderlich, zusätzlich
Jochpakete 2 seitlich in das Paßstück 3' eingeschoben werden. Um eine sichere Halterung
der Jochpakete zu gewährleisten, wird zweckmäßig an Stellen, an denen kein Jochpaket
sich befindet, in das Paßstück 3' ein die Form der Jochpakete aufweisendes Blindstück,
beispielsweise aus Isolierstoff, eingeschoben. Anschließend wird das Paßstück 3'
wieder in den Isolierstoffblock 3 eingesetzt. Die Befestigung kann durch Klemmen,
Schrauben od. dgl. erfolgen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.